JP2526766B2 - ガス遮断性積層プラスチックス材 - Google Patents
ガス遮断性積層プラスチックス材Info
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Description
スの透過を遮断したプラスチックス材に関する。
の透過を防ぐ必要があり、従来種々の試みがなされてい
る。例えば、ケイ素酸化物やアルミニウム酸化物等の無
機の被覆層を設けたり、ポリ塩化ビニリデン等のガス遮
断性樹脂層を積層したり、アルミ箔の金属フイルムを積
層することが試みられて来た。この他特開平3−183
759号公報にはプラスチックスフイルムにそのプラス
チックスと同じ合成樹脂を真空蒸着や、スパッタリング
によって薄膜状で被覆して有機物層を形成し、その上に
無機物を蒸着して有機物と無機物の混合層を形成し、そ
の上に無機物層を形成した積層フイルムが示されてい
る。このプラスチックスは、被覆層の無機物とは全く異
なる物質であって親和性が乏しいためプラスチックスに
は同じ合成樹脂を被覆し、無機被覆の定着性を良くする
ために中間に合成樹脂と無機物のブレンド層を形成した
ものであるが、ブレンド層の表面は無機物のみの面では
なく合成樹脂の面も存在するので無機物層の定着性は期
待した程には向上しない。また、合成樹脂と無機物を2
工程で蒸着することはシート状物以外例えば成形体には
適用出来ない。さらに合成樹脂は蒸着すると分子量が低
下するのでこのプラスチックス材は加工性が劣化する。
このような問題があるので充分満足出来るものではな
い。
透過を遮断したプラスチックス材は充分満足出来るもの
ではなかった。前述の例についてみても無機の被覆層を
設けたプラスチックス材は遮断性が小さく内容物の変質
を充分に防止出来ない。またポリ塩化ビニリデンを積層
するとガス遮断性は良いが、包装材の廃棄が時に塩素が
発生するので問題がある。アルミ箔等を積層すると不透
明となって内容物が見えなくなり、しかもマイクロ波を
遮断するので電子レンジによる加熱が出来ない欠点があ
る。本発明はこのような問題を全て解決した。
けた少なくともケイ素、酸素、炭素を含む有機ケイ素化
合物の重合体であって、ケイ素、炭素、酸素の組成にお
いてケイ素15%以上、炭素20%以上、残りが酸素を
含有する重合体で形成された第1層と、第1層の上に設
けたケイ素酸化物の第2層とからなるガス遮断性積層プ
ラスチックス材。2 . 第2層の主成分が酸化ケイ素化合物であり、その
組成がSiOx(x=1.5〜2.0)である、1項に
記載されたガス遮断性積層プラスチックス材。3 . 第2層の酸化ケイ素化合物が60%以上であり、
その組成がSiOx(x=1.5〜2.0)である、1
項または2項に記載されたガス遮断性積層プラスチック
ス材。4 . 第1層が0.01μm〜0.1μmの膜厚であり
第2層が0.03μm〜0.2μmである、1項ないし
3項のいずれか1項に記載されたガス遮断性積層プラス
チックス材。
以外は良好な性能を示すので、ガス遮断性を向上させる
べく種々研究した。
の上に、ケイ素、炭素、酸素を含む有機ケイ素化合物の
重合体被覆層を設けたことである。この層はそれ自体は
ガス遮断性はない。本発明の第2の特徴は上記の第1層
の上にケイ素酸化物層を設けたことである。このケイ素
酸化物層は前述の通り直接プラスチックス材に設けても
充分なガスの透過を遮断する作用を奏さない。ところ
が、第1の層の上に第2の層が設けられると、両者の相
乗効果によってガス遮断性が著しく向上する。
とこのような特別の効果が奏されるのかその学問的解明
は必ずしも充分ではないが、本発明は反復再現する作用
効果を奏する。本発明者は、ケイ素酸化物層のガス遮断
効果は、被覆基体上に供給されるケイ素酸化物微粒子の
安定定着性によるとことろが大きいと考える。即ち供給
された粒子はプラスチックス基体上を移動し最も安定な
場所で安定化し定着する。この場合プラスチックス基体
の上にケイ素、炭素、酸素を含むケイ素化合物の重合体
被膜が形成されているとケイ素酸化物微粒子は良好に安
定化し定着する。そしてその分布は均一となり、安定化
してケイ素酸化物粒子の上にさらに酸化物微粒子が積み
重なってケイ素酸化物被覆が形成されるので緊密な被覆
となるからであると考えている。
1層中のケイ素、炭素、酸素の組成において、、ケイ素
15%以上、炭素20%以上そして残りが酸素を含有
し、0.01μm〜0.1μmの薄い層である。被覆層
の厚みがこれより厚くなるとガス遮断性が悪くなる。
物重合体被覆は例えば、ヘキサメチルジシラン等の有機
ケイ素化合物モノマーをプラスチックス基体上で重合す
ることによって形成することが出来る。
マーとしてはビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、オクタメチルシ
クロテトラシロキサン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、1133−テトラメチルジシ
ロキサン、ヘキサンメチルジシロキサン等である。
が、この層はケイ素酸化物以外の金属化合物例えばMg
OやMgF2やCuCO3などを含むことも出来る。し
かしながら、この第2層はケイ素酸化物が主成分であ
り、ケイ素酸化物は好ましくは60%以上より好適には
65%以上存在しなければならない。第2層のケイ素酸
化物被覆は例えば二酸化ケイ素などのケイ素酸化物と他
の金属化合物を用いてPVD法で形成することが出来
る。本発明の第3の特徴はこのようなガス遮断層が設け
られたプラスチックス材は廃棄上全く問題はなく、リサ
イクルも出来る。本発明のガス遮断層を配設するプラス
チックス材としてはポリエチレンテレフタレート等のポ
リエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン樹脂、ナイロン、ポリビニルアルコール、
ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等である。
本発明のガス遮断層を設けたプラスチックス材は成形性
が良くないので、ガス遮断性は成形したボトル、袋、箱
等の包装容器に被覆するのが好ましい。ガス遮断層を配
設したプラスチックスフイルムはガス遮断層の上に保護
層をラミネートすることにより袋に加工することが出来
る。本発明のガス遮断性プラスチックスはガス遮断層の
定着性が良好であるので熱湯殺菌に耐えるのでレトルト
用に使用することが出来る。
を具体的に説明する。各実施例と比較例におけるガス透
過量の測定は基材がシートの場合は、水蒸気透過量はL
yssy 社製 Automatic Permeab
ility Tester L80−4000を使用し
て測定した。測定条件は40℃相対温度90%である。
透過単位はg/m2 day で表わした。酸素ガス透
過量はモダンコントロール社製OX−tran 100
を使用して測定した。測定条件は27℃相対温度90
%であり透過量単位cc/m2 day atm で表
わした。基材がボトルやカップ状の場合はボトルまたは
カップ内に水を2g充填した。アルミ箔とポリプロピレ
ンまたはポリエチレンテレフタレート樹脂が積層されて
いる積層体を蓋材として使用し、アルミ箔を外面にむ
け、水が充填されているボトルまたはカップにヒートシ
ールした。50℃40%RH、40℃10%RHの雰囲
気にそれらを保存し、重量変化を測定し、水蒸気透過量
を測定した。
シートの表面にヘキサメチルジシランとエチレン及び酸
素ガスを混合し低温プラズマCVD法によりSi16
%、O36%、C48%の組成比の第1層の重合体被膜
を形成した。この被覆の膜厚は0.053μmであっ
た。この薄膜の上に高周波イオンプレーティング法によ
りケイ素と酸素の組成比が1:1.8で膜厚が0.07
μmの薄膜の第2層を被覆した。
変えた他は実施例と同様にして第1層と第2層を形成し
た。
変えた以外は実施例1と同様にして第1層と第2層を形
成した。実施例1〜3および比較例1〜3の第1層の組
成比と膜厚、第2層の組成比と膜厚を表1に示す。併せ
てこれ等の被膜を設けたシートの水蒸気透過量を表1に
示す。
イルムの表面にプラズマCVD法によりケイ素、酸素、
炭素の重量比が2:3:5で膜厚が0.04μmの第1
層を被覆しその上にプラズマCVD法によりケイ素、酸
素、炭素の組成比が3:6:1で膜厚が0.056μm
の第2層を被覆した。
のフイルムの酸素ガス透過量を未処理の被覆のない比較
例5のフイルムとともに表2に示す。
ー型ポリプロピレン製ボトルの外表面にプラズマCVD
法によりケイ素、酸素、炭素の組成比が2:3:5で膜
厚が0.044μmの第1層を被覆し、その上にプラズ
マCVD法によりケイ素、酸素、炭素の組成比が3:
6:1で膜厚が0.069μmの第2層を被覆した。
のボトルの水蒸気透過量を未処埋の被覆のない比較例7
のボトルと共に表3に示す。
形状のポリエチレンテレフタレート製カップの内表面に
プラズマCVD法によりケイ素、酸素、炭素の組成比が
2:3:5で膜厚が0.047μの第1層を被覆し、そ
の上にプラズマCVD法によりケイ素、酸素、炭素の組
成比が3:6:1で膜厚が0.069μの第2層を被覆
した。
のカップの水蒸気透過量を未処理の被覆のない比較例9
のボトルと共に表4に示す。
に薄い遮断層で非常に優れたガス遮断効果を奏してお
り、各層の組成が特定範囲からはずれると効果が大きく
劣化することがわかる。
膜でガスの透過を有効に遮断し、使用後のリサイクルが
良好であり、廃棄にも問題がない優れた効果を奏する。
Claims (4)
- 【請求項1】 プラスチックス材と、その上に設けた少
なくともケイ素、酸素、炭素を含む有機ケイ素化合物の
重合体であって、ケイ素、炭素、酸素の組成においてケ
イ素15%以上、炭素20%以上、残りが酸素を含有す
る重合体で形成された第1層と、第1層の上に設けたケ
イ素酸化物の第2層とからなるガス遮断性積層プラスチ
ックス材。 - 【請求項2】 第2層の主成分が酸化ケイ素化合物であ
り、その組成がSiOx(x=1.5〜2.0)であ
る、請求項1に記載されたガス遮断性積層プラスチック
ス材。 - 【請求項3】 第2層の酸化ケイ素化合物が60%以上
であり、その組成がSiOx(x=1.5〜2.0)で
ある、請求項1または2に記載されたガス遮断性積層プ
ラスチックス材。 - 【請求項4】 第1層が0.01μm〜0.1μmの膜
厚であり第2層が0.03μm〜0.2μmである、請
求項1ないし3のいずれか1項に記載されたガス遮断性
積層プラスチックス材。
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