JP2003221063A

JP2003221063A - ガスバリア性に優れた包装容器

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Publication number: JP2003221063A
Application number: JP2002021221A
Authority: JP
Inventors: Takekuni Seki; 関　　武邦; Toshiaki Kakemura; 敏明掛村; Hiroto Kashima; 浩人鹿島; Takeyuki Matsuoka; 建之松岡; Manabu Tsujino; 学辻野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】酸素ガスバリア性を有する樹脂層と防湿性の高
い樹脂層とを含む多層樹脂成形物からなる３次元成形体
に、珪素酸化物の薄膜を密着性良く形成させ、ボイルま
たはレトルト殺菌処理をしてもガスバリア性、表面の濡
れ性、透明性等の各種機能が十分に高い包装材、容器、
トレー、カップ等の包装容器を提供することを課題とす
る。【解決手段】少なくとも酸素ガスバリア性を有する樹脂
層と防湿性の高い樹脂層とを含む多層樹脂物で形成さ
れ、表面全体または表面の一部にプラズマ助成式ＣＶＤ
法により薄膜を形成させた３次元形状を有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック材料か
らなる３次元形状のガスバリア性に優れた包装容器に関
し、特にボイルまたはレトルト殺菌用のガスバリア性に
優れた包装容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラスチック容器等の３次元中空
容器表面または内面に薄膜を形成し、該容器のガスバリ
ア性、表面の濡れ性等を向上させる試みがなされてい
る。これらの機能性薄膜を成膜する方法の１つとして
は、プラズマ助成式ＣＶＤ法により、プロセスガスの化
学反応により容器表面に薄膜を形成させる方法である。
例えば特開平８−５３１１７に示されているように、容
器の外形とほぼ相似形の中空状の外部電極と、容器とほ
ぼ相似形の内部電極の間に容器を設置し、成膜を行う方
法、また特開平８−１７５５２８に示されているよう
に、外部電極、内部電極ともに容器の表面からほぼ一定
の距離に配置する方法が知られている。これらの方法を
用いて容器の機能向上を試みているが、市販または市販
見込みが報告されているものは、飲料用目的を主とする
ポリエステル樹脂製容器に限られている。同様にプラス
チックフィルムの分野においても、セラミックや金属酸
化物からなる薄膜の形成の多くは、ポリエステル樹脂で
あり、他樹脂材料への薄膜形成フィルムは限られてい
る。

【０００３】ボイルまたはレトルト殺菌を用いた食品包
装分野においては、酸素ガスバリア性を有する材料とし
て、エチレンービニルアルコール共重合体やポリアミド
系樹脂またはそれらの混合物が主として用いられてい
る。しかしながら、ボイルまたはレトルト殺菌用のパウ
チでは、エチレンービニルアルコール共重合体が、殺菌
処理中に、樹脂層間の剥離による外観不良や、吸湿によ
るバリア性低下などの問題が発生している。これら問題
に対し、エチレンービニルアルコール共重合体の吸湿を
押さえるために、接着層を厚くしたり、無機の吸湿材を
添加した対策がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら接着層を
厚くしたり、無機の吸湿材を添加することは、容器の透
明性が低下することになる。また、容器のコストを上げ
ることにもなる。また多層シートから成形された容器の
場合には、これら対策を行っても容器端部ではガスバリ
ア材が容器表面に露出しているため、その効果が十分に
発揮されないという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、すなわち、酸素ガスバリア性を
有する樹脂層と防湿性の高い樹脂層とを含む多層樹脂成
形物からなる３次元成形体に、珪素酸化物の薄膜を密着
性良く形成させ、ボイルまたはレトルト殺菌処理をして
もガスバリア性、表面の濡れ性、透明性等の各種機能が
十分に高い包装材、容器、トレー、カップ等の包装容器
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するものであり、本発明の請求項１の発明は、少なく
とも酸素ガスバリア性を有する樹脂層と防湿性の高い樹
脂層とを含む多層樹脂物で形成され、表面全体または表
面の一部にプラズマ助成式ＣＶＤ法により薄膜を形成さ
せた３次元形状を有することを特徴とするガスバリア性
に優れた包装容器としたものである。

【０００７】請求項２の発明は、酸素ガスバリア性を有
する樹脂層を中間層として、該中間層の内外面に防湿性
の高い樹脂層を設け、内外樹脂層の表面全体または表面
の一部にプラズマ助成式ＣＶＤ法により薄膜を形成させ
た３次元形状を有することを特徴とするガスバリア性に
優れた包装容器としたものである。

【０００８】請求項３の発明は、中間層と内外樹脂層と
の間に接着層を設けたことを特徴とする請求項２記載の
ガスバリア性に優れた包装容器としたものである。

【０００９】請求項４の発明は、酸素ガスバリア性を有
する樹脂層がエチレンービニルアルコール共重合体樹脂
を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至３いずれ
か１項に記載のガスバリア性に優れた包装容器としたも
のである。

【００１０】請求項５の発明は、防湿性の高い樹脂層が
ポリオレフィン樹脂を主成分とすることを特徴とする請
求項１乃至３いずれか１項に記載のガスバリア性に優れ
た包装容器としたものである。

【００１１】請求項６の発明は、プラズマ助成式ＣＶＤ
法により形成させた薄膜が、珪素酸化物であることを特
徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のガスバリ
ア性に優れた包装容器としたものである。

【００１２】請求項７の発明は、容器形状が、カップま
たは、トレー状であることを特徴とする請求項１乃至６
いずれか１項に記載のガスバリア性に優れた包装容器と
したものである。

【００１３】請求項８の発明は、容器形状が、カップま
たは、トレー状容器のふた材であることを特徴とする請
求項１乃至６いずれか１項に記載のガスバリア性に優れ
た包装容器としたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のガスバリア性に優れた包
装容器を、以下詳細に説明する。本願発明の包装容器
は、ガスバリア性を有する樹脂層に、防湿性の高い樹脂
層を積層することによってガスバリア性を有する樹脂層
への吸湿を防ぎ、さらにプラズマ助成式ＣＶＤ法により
ガスバリア性を有する薄膜を密着性良く形成し、高温高
湿度環境下での水分透過を防止する多層樹脂物で形成さ
れる。このため、ガスバリア性を有する樹脂層がエチレ
ンービニルアルコール共重合体などのような吸湿による
バリア性低下が生じる樹脂であっても低下せず、さらに
ボイルまたはレトルト殺菌にも利用できる、ガスバリア
性、表面の濡れ性、透明性等の各種機能が十分に高い包
装容器である。

【００１５】本発明における第一の様態の３次元形状を
有する包装容器は、プラスチック材料を溶融固化させて
行う射出成形、ブロー成形や、事前に試験管様のプリフ
ォームを作成しその後ボトル様容器を形成する延伸ブロ
ー成形、シート状プラスチックを加熱変形させる真空成
形等の成形加工方法を用いて得ることが出来る。成形体
の形状は、特に制限がなく、上記のほかの加工方法を用
いても差し支えない。該成形体の表面に薄膜を形成させ
る方法としては、プラズマ助成式CVD法を使用し、該成
形体の形状、薄膜を形成する位置により装置を選択し、
その形成させる薄膜の種類により、成膜装置に導入する
ガスを選択し、成形体の形状、薄膜の厚さ等により、成
膜の条件を適宜調整することが必要である。

【００１６】従来の包装容器では、ガスバリア性の優れ
た樹脂として、エチレンービニルアルコール共重合体な
どを主成分とする材料をガスバリア層として、容器中間
に配置し、その両側に防湿度の高いポリオレフィン系樹
脂、たとえばポリプロピレン系樹脂を主成分とする内外
層を配置し、該中間層と内外層との間に両層を接着する
為の接着層を配置する包装容器が主に使用されてきた。
これらの容器は、常温低湿度の環境下では、優れたバリ
ア性を有し、ボイル殺菌およびレトルト殺菌における高
温環境下でも容器の変形がない優れた容器である。しか
しながら、ボイル殺菌及びレトルト殺菌時の高温高湿度
環境下では、ガスバリア材料が劣化し、殺菌時及び湿度
が低下するまでの間は、酸素ガスバリア性が低下し、内
容物の劣化が促進されていた。

【００１７】そこで、本発明では、該内外層の表面全体
または表面の一部にプラズマ助成式ＣＶＤ法により薄膜
を形成させた。該薄膜は、容器の透明性を維持する為に
は、珪素酸化物が望ましい。酸化珪素膜の成膜は、ヘキ
サメチルジシロキサンと酸素との混合ガスを用いること
で可能となる。また、該薄膜の厚さとしては、３〜４０
０ｎｍで良く、好ましくは１０〜１００ｎｍであれば良
い。薄膜の厚さが、３ｎｍ未満である場合には、十分な
ガスバリア性が発現できない。また、薄膜の厚さが、４
００ｎｍ以上では、光の干渉が生じ、薄膜に色が着いた
ように見えるため好ましくない。該薄膜を形成させるこ
とにより、容器壁内への水分の透過量を低減させること
が出来る。このため、ボイル殺菌及びレトルト殺菌時の
高温高湿度環境下での容器壁への水分透過量が格段に減
少する。そのため、ガスバリア樹脂のガス透過量の増加
が抑制され、該樹脂層のガスバリア性能を維持すること
が出来る。また、該薄膜自体も防湿性に加え高いガスバ
リア性を保持していることから、容器全体として、高い
ガスバリア性が維持できる。その結果、ボイル殺菌およ
びレトルト殺菌時および容器の冷却時にも高いガスバリ
ア性が維持され、内容物の劣化を阻害する。また多湿環
境下での容器保存時にも、高いガスバリア性能が維持で
きる。

【００１８】ポリオレフィン樹脂としては、成形体の使
用用途により適宜選択が可能である。包装分野での利用
では、透明性が比較的良好なポリプロピレンが好まし
い。また、本発明の容器では、上記のようにしてエチレ
ンービニルアルコール共重合体等のガスバリア層の吸湿
を押さえられるから、該接着層を薄くすることが可能
で、接着層を薄くすることによって、ガスバリア性の低
下がなく、容器の透明性も低下せず、容器の製造コスト
を下げることが可能である。さらに、ガスバリア層また
は内外層に接着性機能をもたせ、接着層のない場合に
も、本発明の容器は、適用が可能である。

【００１９】加えて、容器内面（内容物と接する面）
に、薄膜を形成することで、表面の濡れ性が改善され、
高粘度の液状内容物に対しても、液残りがなく、内容物
をすべて取出すことが容易になり、また樹脂層と内容物
が直接接することがない為、樹脂からの溶出物が内容物
に混入することが激減され、逆に内容物の成分が容器に
移行することがなくなる為、内容物の成分、味、香り等
を維持することが可能となる。本発明の包装容器を、カ
ップまたはトレー状に成形し、またはそれらの蓋材とし
て成形することによって、上記のような特性を持つカッ
プ、トレー状包装容器、それらの蓋材とすることができ
る。

【００２０】

【実施例】上記発明の実施例を以下に説明する。 <実施例１>エチレンービニルアルコール共重合体をガス
バリア層とし、その両側に無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレン接着樹脂層を設け、さらにその外側にポリプロピ
レン樹脂層を設けた３種５層となる容器を多層射出成形
にて作成した。容器形状は、底面の大きさが縦６０ｍｍ
横８５ｍｍ、開口面の大きさが縦９０ｍｍ横１１０ｍｍ
で高さが３０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍである。トレイ内外
面にプラズマ助成式VD法にて酸化珪素膜を成膜した。ガ
ス流量５ｓｃｃｍのヘキサメチルジシロキサンとガス流
量５０ｓｃｃｍの酸素との混合ガスを該トレイが挿入さ
れた真空チャンバー内に導入する。チャンバー内圧力を
７Ｐａに調整した後、印可電力１２０ｗａｔｔで１８秒
間高周波を印可し、成膜を行った。酸化珪素膜の厚さは
５０ｎｍであった。

【００２１】作成したトレイの酸素ガス透過量は、０．
００１６ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａｙであった。該トレイに水
を充填し、１２０℃３０分のレトルト処理を行った。レ
トルト処理直後に測定した酸素ガス透過量は、０．００
２２ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａｙであった。

【００２２】<実施例２>エチレンービニルアルコール共
重合体からなる樹脂層の両側に無水マレイン酸変性ポリ
プロピレン接着樹脂層を設け、さらにその外側にポリプ
ロピレン樹脂層を設けた３種５層シートを直径９０ｍ
ｍ、高さ６０ｍｍ、容量２２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの
カップ状容器を真空成形にて作成した。該カップ状容器
の内面及び外面にプラズマ助成式CVD法にて酸化珪素膜
を成膜した。ガス流量５ｓｃｃｍのヘキサメチルジシロ
キサンとガス流量５０ｓｃｃｍの酸素との混合ガスを該
カップ状容器が挿入された真空チャンバー内に導入し
た。チャンバー内圧力を７Ｐａに調整した後、印可電力
１００ｗａｔｔで１５秒間高周波を印可し、成膜を行っ
た。酸化珪素膜の厚さは４５ｎｍであった。

【００２３】作成したカップ状容器の酸素ガス透過量
は、０．００１１ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａｙであった。該カ
ップ状容器に水を充填し、１２０℃３０分のレトルト処
理を行った。レトルト処理直後に測定した酸素ガス透過
量は、０．００１７ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａｙであった。

【００２４】<比較例１>容器に薄膜を形成させないほか
は、実施例１と同じトレイを作成した。作成したトレイ
の酸素ガス透過量は、０．００４１ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａ
ｙであった。該トレイに水を充填し、１２０℃３０分の
レトルト処理を行った。レトルト処理直後に測定した酸
素ガス透過量は、０．０１１６ｃｃ／ｐｋｇ／ｄａｙで
あった。

【００２５】<比較例２>容器に薄膜を形成させないほか
は、実施例２と同じカップ状容器を作成した。作成した
カップ状容器の酸素ガス透過量は、０．００３７ｃｃ／
ｐｋｇ／ｄａｙであった。該カップ状容器に水を充填
し、１２０℃３０分のレトルト処理を行った。レトルト
処理直後に測定した酸素ガス透過量は、０．００９７ｃ
ｃ／ｐｋｇ／ｄａｙであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明による容器は、ガスバリア樹脂層
を有する多層容器の表面に薄膜を形成することにより、
高いガスバリア性がえられる。さらにボイル殺菌、レト
ルト殺菌等による高温多湿環境下でも、該薄膜が有する
防湿性のためガスバリア樹脂層の吸湿機能劣化がなく、
高いガスバリア性を維持することが可能となり、内容物
の劣化を防止することが出来る。また、該薄膜を容器内
面に形成することにより、表面の濡れ性が改善され、さ
らに容器壁を構成する樹脂からの成分が内容物に移行す
ることがなく、逆に内容物の成分が容器へ吸着すること
がないため、内容物の成分変化が少なく、味の変化、香
りの変化が少ない。また、該構成のフィルムを作成し、
蓋材として利用することも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松岡建之東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者辻野学東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内Ｆターム(参考） 3E033 AA08 AA10 BA13 BB08 CA09 CA16 DD01 FA03 3E067 AA03 AA04 AB01 BA01A BA02A BA07A BA10A BB14A BB16A BB25A BB26A BC02A BC07A CA04 CA05 CA06 CA11 CA24 EE48 EE59 GC01 GC02 GD02 GD10 3E086 AA22 AD05 AD06 BA04 BA15 BA24 BB02 BB05 CA03 4F100 AA20D AA20E AK01A AK01B AK01C AK03B AK69A BA03 BA05 BA06 BA10D BA10E BA13 CB00 DA01 GB16 GB18 GB23 JC00 JD03A JD04B JD04C JM02D JM02E JN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも酸素ガスバリア性を有する樹脂
層と防湿性の高い樹脂層とを含む多層樹脂物で形成さ
れ、表面全体または表面の一部にプラズマ助成式ＣＶＤ
法により薄膜を形成させた３次元形状を有することを特
徴とするガスバリア性に優れた包装容器。
【請求項２】酸素ガスバリア性を有する樹脂層を中間層
として、該中間層の内外面に防湿性の高い樹脂層を設
け、内外樹脂層の表面全体または表面の一部にプラズマ
助成式ＣＶＤ法により薄膜を形成させた３次元形状を有
することを特徴とするガスバリア性に優れた包装容器。
【請求項３】中間層と内外樹脂層との間に接着層を設け
たことを特徴とする請求項２記載のガスバリア性に優れ
た包装容器。
【請求項４】酸素ガスバリア性を有する樹脂層がエチレ
ンービニルアルコール共重合体樹脂を主成分とすること
を特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のガス
バリア性に優れた包装容器。
【請求項５】防湿性の高い樹脂層がポリオレフィン樹脂
を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至３いずれ
か１項に記載のガスバリア性に優れた包装容器。
【請求項６】プラズマ助成式ＣＶＤ法により形成させた
薄膜が、珪素酸化物であることを特徴とする請求項１乃
至５いずれか１項に記載のガスバリア性に優れた包装容
器。
【請求項７】容器形状が、カップまたは、トレー状であ
ることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載
のガスバリア性に優れた包装容器。
【請求項８】容器形状が、カップまたは、トレー状容器
のふた材であることを特徴とする請求項１乃至６いずれ
か１項に記載のガスバリア性に優れた包装容器。