JPH1170152A - 薬品容器用フィルム - Google Patents

薬品容器用フィルム

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JPH1170152A
JPH1170152A JP10163723A JP16372398A JPH1170152A JP H1170152 A JPH1170152 A JP H1170152A JP 10163723 A JP10163723 A JP 10163723A JP 16372398 A JP16372398 A JP 16372398A JP H1170152 A JPH1170152 A JP H1170152A
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film
gas
diamond
carbon
plasma
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JP10163723A
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Hiroyuki Komatsu
松 弘 幸 小
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 気体透過性を低減させ、輸液の保存性を向上
させる輸液容器等の作成に好適な、ガスバリアー性およ
び透明性のバランスに優れた薬品容器用フィルムを提供
する。 【解決手段】 本発明に係る薬品容器用フィルムは、プ
ラスチックフィルムの少なくとも片面に、水素濃度が5
0原子%以下でであり、かつ、酸素濃度が2〜20原子
%であるダイヤモンド状炭素膜が形成されてなるもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、医療用の薬品容器用フィ
ルム、とりわけぶどう糖液、生理食塩水、リンゲル液、
淡白液、アミノ酸液、血漿、人工透析剤、脂肪剤等の輸
液を収納、保存する容器の原料となる輸液容器用フィル
ムに関する。
【0002】
【発明の技術的背景】従来より、薬品容器、特に輸液容
器としては、ガラス製のものが多用されてきた。しか
し、これらは、破損しやすい、重く輸送が困難である等
の理由で、プラスチック製のものが増えてきている。ま
た、その形態としては瓶状のものとバッグ状のものに大
別される。
【0003】プラスチックは、気体遮断性、特に酸素遮
断性、水蒸気遮断性、炭酸ガス遮断性が必ずしも充分で
はなく、このためプラスチック製輸液容器の輸液の保存
性についてはガラス製のものに比べて劣るという問題が
あった。このような問題点を解決するため、ガスバリア
ー性の高い材料を選択して輸液容器を作成する試みもな
されたが、これらの材料からなる輸液容器の中には、材
料成分が輸液に対して溶出するなどの問題が生じるもの
もあった。
【0004】また、輸液容器はガスバリアー性だけでは
なく、耐ピンホール性、落下強さや圧縮強さなどの物理
的強度が良好であることも要求される。このため、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのシール性に優れ、しか
も耐衝撃性にも優れた樹脂を使用することが好ましい。
たとえば、特開平3−4870号公報には、プラスチッ
クスフィルムの片面または両面にセラミックスの薄層を
設けた透明な積層フィルムを用いてなる輸液用容器が開
示されているが、この輸液用容器では十分なガスバリア
ー性が得られていなかった。
【0005】
【発明の目的】本発明は、上述の実情に鑑みてなされた
ものであり、気体透過性を低減させ、輸液の保存性を高
めるとともに耐熱性、シール性、透明性、耐衝撃性およ
び柔軟性に優れた輸液容器等を作成するのに好適であっ
て、ガスバリアー性と透明性とのバランスに優れた薬品
容器用フィルムを提供することを目的としている。
【0006】
【発明の概要】本発明に係る薬品容器用フィルムは、プ
ラスチックフィルムの少なくとも片面に、水素濃度が5
0原子%以下であり、かつ、酸素濃度が2〜20原子%
であるダイヤモンド状炭素膜が形成されてなる。
【0007】上記プラスチックフィルムがヒートシール
性に優れることが好ましく、さらに透明フィルムである
ことが特に好ましい。また、上記プラスチックフィルム
が、ポリエチレンフィルムであることが好ましい。
【0008】また、上記プラスチックフィルムが、ポリ
プロピレンフィルムであることが好ましい。
【0009】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る薬品容器用フ
ィルムとりわけ輸液容器用フィルムについて詳細に説明
する。
【0010】本発明に係る輸液容器用フィルムは、ヒー
トシール性に優れた透明なプラスチックフィルムの少な
くとも片面に、水素および酸素を後述する濃度で含有す
るダイヤモンド状炭素膜が形成されてなるものである。
【0011】プラスチックフィルム 本発明で用いられるプラスチックスフィルム基材として
は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエス
テルフィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
テン等のポリオレフィンフィルム;ポリスチレンフィル
ム;ポリアミドフィルム;ポリカーボネートフィルム;
ポリアクリロニトリルフィルムフィルムなどが挙げられ
る。
【0012】これらのプラスチックフィルムは使用目的
に応じて選択されるが、ヒートシール性に優れたもので
あることが好ましい。ここでヒートシール性に優れるフ
ィルムとは、140℃以下、3秒以内の熱溶着条件で熱
溶着したとき、熱溶着状態が良好であり、シール漏れ等
の溶着不良や変形が認められないフィルムである。
【0013】また、透明フィルムであることが好まし
い。フィルムの好ましい透明度は、用途によって異なる
が、例えば、波長550nmの光線透過率で80%以上
であることが望ましい。
【0014】上記基材の内、ヒートシール性、さらには
透明性、柔軟性に優れているなどの点から、ポリエチレ
ンフィルム、ポリプロピレンフィルムが好ましい。ま
た、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムに、ポリ
エチレンやポリプロピレンをラミネートすることによっ
てヒートシール性を良好にしたフィルムも好ましく用い
られる。
【0015】上記プラスチックフィルム基材は、延伸フ
ィルムまたは未延伸フィルムでも良く、厚さは0.01
〜1mmが好ましい。また、上記プラスチックフィルム
表面の平滑性はできるかぎり高い方が好ましい。表面平
滑性が低いと、本発明に係る輸液容器用フィルムのガス
バリアー性が低下するおそれがあるためである。具体的
には、表面粗さを表すRmax (山と谷の差の最大値)が
表面粗度計の測定値で0.05μm以下が好ましく、さ
らに好ましくは0.01μm以下であることが好まし
い。
【0016】さらに、後述するダイヤモンド状炭素膜の
上記プラスチックスフィルム基材表面に対する密着性を
高めるために、必要に応じて、該基材表面を脱脂、脱水
するための洗浄等の清浄化処理、基材表面に真空容器内
でHe等の不活性ガスや酸素ガス等の活性ガスから生成
されるプラズマによるプラズマ処理などの公知の処理を
行っても良い。
【0017】ダイヤモンド状炭素膜 本発明でいうダイヤモンド状炭素膜とは、非晶質のダイ
ヤモンドライクカーボンであり、ダイヤモンド、グラフ
ァイト、ポリマーの各成分を含んでいる。このダイヤモ
ンド状炭素膜は、これらの成分の混合割合が異なると性
質も異なる。したがって、高い硬度を有するダイヤモン
ド状炭素膜であっても必ずしも、水蒸気や酸素等を遮断
するガスバリアー層として働くわけではない。
【0018】本発明では、水蒸気や酸素等のガスバリア
ー性に優れた炭素膜として、水素濃度が好ましくは50
原子%以下、より好ましくは45原子%以下、さらに好
ましくは40原子%以下であり、かつ、該ダイヤモンド
状炭素膜に含まれる酸素濃度が好ましくは2〜20原子
%、より好ましくは2〜15原子%、さらに好ましくは
2〜10原子%であるようなダイヤモンド状炭素膜が用
いられる。
【0019】このようなダイヤモンド状炭素膜の製造方
法としては、イオンプレーティング法やスパッタリング
法、例えばイオンビームスパッタリング等の物理蒸着法
やプラズマCVD、マイクロ波CVD法、高周波CVD
等の方法が挙げられる。
【0020】これらの方法では、成膜装置内でプラズマ
を発生させて、気体をイオン化または励起するのである
が、この方法としては、気体を、例えば直流電圧を印加
してプラズマ分解する方法、高周波を印加してプラズマ
分解する方法、マイクロ波放電によってプラズマ分解す
る方法、電子サイクロトロン共鳴によってプラズマ分解
する方法、および熱フィラメントによる加熱によって熱
分解する方法等が挙げられる。
【0021】ただし、プラスチックフィルム基材を用い
て直流電流を印加する方法を採用した場合、該プラスチ
ックフィルム基材が絶縁物であるため、電極間での電圧
印加が生じにくく、したがって成膜装置内でプラズマが
発生しにくいことから、この方法は必ずしも好ましくな
い。また、熱フィラメント法を用いる場合には、フィラ
メントを例えば500℃以上と高温にしなければならな
いため、上記プラスチックフィルム基材の耐熱性を考慮
すると好ましくない場合がある。
【0022】一方、マイクロ波プラズマ法や電子サイク
ロトロン共鳴によってプラズマ分解する方法は、成膜速
度が大きく、成膜温度を低くすることができる。また、
大面積のプラスチックフィルムに成膜する場合において
は、高周波プラズマ法を用いるのが好ましい。
【0023】このダイヤモンド状炭素膜の薄膜を形成す
るための原料ガスとしては、炭素原子と水素原子とを含
有するガスが用いられる。このようなガスとしては、例
えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、
ヘキサン等のアルカン系ガス類;エチレン、プロピレ
ン、ブテン、ペンテン等のアルケン系ガス類;ペンタジ
エン、ブタジエン等のアルカジエン系ガス類;アセチレ
ン、メチルアセチレン等のアルキン系ガス類;ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタレン、フェ
ナントレン等の芳香族炭化水素系ガス類;シクロプロパ
ン、シクロヘキサン等のシクロアルカン系ガス類;メタ
ノール、エタノール等のアルコール系ガス類;アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン系ガス類;メタナー
ル、エタナール等のアルデヒド系ガス類が挙げられる。
上記ガスは、単独で、または2種以上組み合わせて用い
ることができる。
【0024】他の原料ガスとしては、上記のガスと水素
ガスとの混合ガス、上記のガスと、一酸化炭素ガス、二
酸化炭素ガス等の酸素含有ガスとの混合ガス、水素ガス
と、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の酸素含有ガス
との混合ガス、酸素ガスと、水蒸気、一酸化炭素ガス、
二酸化炭素ガス等の酸素含有ガスとの混合ガスなどが挙
げられる。
【0025】さらに、他の原料ガスとしては、上記原料
ガスと希ガスとの混合ガスが挙げられる。例えば、ヘリ
ウム、アルゴン、ネオン、キセノン等が挙げられ、これ
らは単独で、または2種以上組み合わせて用いることが
できる。
【0026】これら混合ガスにおける水素ガス、酸素ガ
ス(酸素含有ガス)、希ガスの混合量は、使用する成膜
装置の種類、混合ガスの種類や成膜圧力等により異な
る。具体的には、成膜されたダイヤモンド状炭素膜に含
まれる水素濃度が50原子%、好ましくは45原子%以
下、より好ましくは40原子%以下、しかも酸素濃度が
2〜20原子%、好ましくは2〜15原子%、より好ま
しくは2〜10原子%となるように調整するのが好まし
い。
【0027】また、イオンビームスパッタリング法によ
りダイヤモンド状炭素膜を形成する際に用いられる炭素
源としては、黒鉛、ダイヤモンド等の炭素同素体の固体
が挙げられる。炭素源は、成膜装置内の所定の位置に設
置して使用される。成膜装置内のガスとしては、希ガ
ス、水素ガス、酸素含有ガスなどを用いることができる
が、酸素源としては、成膜装置に残存する微量のO2
たはH2 Oで十分であり、その濃度はバックグラウンド
の圧力によって調整できる。
【0028】以上のように形成されたダイヤモンド状炭
素膜は、ラマン分光法によって確認することができる。
また、この膜の水素原子濃度は、SIMS(二次イオン
質量分析法)により確認することができる。
【0029】上記ダイヤモンド状炭素膜の膜厚は、必要
に応じて決定されるが、膜厚が大きくなると、膜の内部
応力により膜が剥離したり上記プラスチックフィルム基
材を変形させたり、透明性を悪化させるおそれがあるた
め、0.5μm以下が好ましく、より好ましくは0.1
μm以下、さらに好ましくは0.05μm以下が好まし
い。
【0030】ダイヤモンド状炭素膜の成膜方法 次に、図面を参照しながら、上記ダイヤモンド状炭素膜
を上記プラスチックフィルム上に成膜する好ましい方法
の一つである高周波CVD法にて成膜する成膜装置につ
いて説明する。
【0031】上記成膜装置は、図1によれば、プラズマ
生成およびダイヤモンド状炭素膜を成膜する空間を提供
する真空容器1と、上記プラズマの生成時に原料ガスに
高周波電圧を印加する高周波電極2と、ダイヤモンド状
炭素膜を成膜する対象としてのSiウェハ9に貼り付け
た上記プラスチックフィルムとしての基材フィルム3
と、後述の高周波電源5から送られる高周波電圧を整合
して上記高周波電極2に印加する整合器4と、上記高周
波電圧を発生する高周波電源5と、他方の電極として機
能するとともに上記基材フィルム3を冷却する冷却板7
と、上記原料ガスを上記真空容器1に導入するガス導入
管8とを有する。なお、6は上記Siウェハ9の温度を
検知する熱電対である。
【0032】上記成膜装置において、まず、真空容器1
内の冷却板7の上に、基材フィルム3を貼り付けたSi
ウェハ9を載置した後、図示しないが適当な減圧手段を
用いて、真空容器1内を高真空状態にする。このときの
真空度は、残留する他の不純物ガスの成膜操作に与える
影響をなくすために、10-4Torr以下であることが
好ましい。
【0033】次いで、ガス導入管8から原料ガスを導入
し、真空容器1内を所定の圧力に保つ。このときの圧力
は、1×10-3〜10Torrであることが好ましい。
ここで、上記原料ガスとしては、前述の原料ガスが用い
られる。この原料ガスは、高周波電極6と、冷却管7と
の間で生じる電圧が印加されるとプラズマ化し、イオン
化して、その結果炭素含有の活性種が生じる。この活性
種が、基材フィルム3表面に付着して、ダイヤモンド状
炭素膜を形成する。
【0034】原料ガスとして、上述のような混合ガスを
用いる場合、原料ガスを構成する成分ガスを一括して真
空容器1内に導入してもよいし、各成分ガスごとに別々
に導入してもよい。
【0035】また、原料ガスをプラズマ化する際に熱が
生じ、この熱により基材フィルム3が変質しないように
するために、この基材フィルム3をそのガラス転移点以
下に保持することが好ましい。この温度制御は、熱電対
6で検知されたSiウェハ9の温度に基づいて行うこと
ができる。これは、一般にSiウェハは熱伝導性がよい
ため、上記基材フィルム3をSiウェハ9に貼り付け
て、Siウェハ9の温度を測定することで基材フィルム
3の温度をモニタできるからである。
【0036】この温度制御は、具体的には、基材フィル
ム3の支持体であるSiウェハ9と接触する冷却板7
に、所定の温度に加温または冷却された液体を循環させ
て、Siウェハ9の温度を制御することで実現される。
この循環させる液体としては、水、エチレングリコール
(不凍液)、アルコール類が挙げられ、さらに低温化す
る場合には、液体窒素、液体ヘリウム等が好適に使用さ
れる。
【0037】他の冷却方法としては、気体を循環させる
方法等が挙げられるが、熱容量が大きい点から液体を循
環させる方法が好ましい。また、高周波電極より印加す
る高周波電圧の周波数は、通常4kHz〜100MH
z、好ましくは4kHz〜13.56MHzであり、出
力量は、通常20〜300W、好ましくは100〜20
0Wである。
【0038】また、基材フィルムを支持するための支持
体として、Siウェハを用いたが、これに限定されるこ
とはなく、熱伝導性に優れたものであれば何でもよい。
例えば、SiC、Cu、Al等が挙げられる。なお、C
22を原料として用いる場合には、Cuの表面をNi等
でめっきすることが好ましい。
【0039】また、使用できる原料ガスの組成範囲を広
げて、膜の質を向上させるために、基材フィルム3に直
流バイアス電圧を印加することが好ましい。この電圧値
としては、−500〜100Vが好ましく、より好まし
くは−400〜10Vである。
【0040】ここでは、図1に示したような高周波CV
D法による成膜装置を例に挙げて説明したが、他の方法
による成膜装置、例えばイオンビームスパッタリング装
置などによりダイヤモンド状炭素膜を形成してもよい。
【0041】輸液容器用フィルム 本発明における輸液容器用フィルムは、上記プラスチッ
クフィルムと該プラスチックフィルム上に形成されたダ
イヤモンド状炭素膜とが積層されたものである。
【0042】上記輸液容器用フィルムの厚さは、5〜1
000μm、好ましくは10〜700μm、より好まし
くは10〜300μmが好ましい。また、水蒸気透過度
(透湿度)は、10g/(m2 ・日)以下、好ましくは
5g/(m2 ・日)以下、より好ましくは1g/(m2
・日)以下であることが好ましい。
【0043】また、酸素透過度は、10cc/(m2
日)以下、好ましくは5cc/(m 2・日)以下、より
好ましくは1cc/(m2 ・日)以下であることが好ま
しいこれらのガスの透過度は、低ければ低いほどよい。
【0044】本発明の薬品容器用フィルムは、気体の透
過性を低減させ、耐熱性、柔軟性、ヒートシール性に優
れるため、液体を輸送するための輸液容器等を作成する
材料として用いることができる。なお、ヒートシールの
際には、形成されたダイヤモンド状炭素膜の上に、さら
に基材フィルムと同じかもしくは異なる、プラスチック
フィルムをラミネートしておくと、ダイヤモンド状炭素
膜の欠陥が生じる等の発生を防止できるので好ましい。
【0045】また、この薬品容器は、ぶどう糖、生理食
塩水、リンゲル液、淡泊液、アミノ酸液、血漿、人工透
析剤、脂肪剤などの医療液や他の溶液などの輸液の長期
保存安定性に優れる。また、透明性が高いため、輸液の
保存中に異物の混入などによる内容物の変化を容易に発
見することができる。
【0046】さらに、上記薬品容器は軽量であるため、
内容物の輸送性にも優れる。なお、当該フィルムは、上
述のような性質を応用した太陽電池の保護フィルムとし
ても有用である。
【0047】
【発明の効果】本発明に係る薬品容器用フィルムは、ガ
スバリアー性に優れるので、長期保存安定性に優れた輸
液容器等を提供することができる。さらに、上記薬品容
器用フィルムは透明性が高く、軽量であるため、例えば
異物の混入などによる内容物の変化を容易に発見するこ
とが可能であり、かつ溶液の輸送性に優れた輸液容器等
を提供することができる。
【0048】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
は、これら実施例に限定されるものではない。ダイヤモンド状炭素膜の評価 以下の各実施例および比較例において、ダイヤモンド状
炭素膜が蒸着形成された基材フィルムまたは基材フィル
ム自体の物性について、下記のような評価を行った。 (1)透湿度 透湿度は、Mocon社製ガス透過率測定装置を使用し
て、40℃、相対湿度90%の条件で測定した。 (2)酸素透過度 酸素透過度は、ヤナコ社製ガス透過率測定装置を使用し
て、23℃の酸素雰囲気下で測定した。 (3)光線透過率、かすみ度(HAZE)およびb値
(黄、青の割合) 各値は、積分球式ヘイズメータ(日本電色社製ND−1
001D)を用いて、波長550nmにおいて測定し
た。
【0049】
【実施例1】厚さ25μmの未延伸ポリプロピレンフィ
ルム(株式会社グランドポリマー製「FM121」)
を、図1に示す成膜装置内のSiウェハ9に貼り付けた
後、真空容器1内の冷却板7上に載置し、真空容器1内
を1×10-5Torrまで減圧した。
【0050】次いで、ガス導入管8より原料ガスとして
22を50立方センチメートル毎分(sccm)の流
速で導入し、真空容器1内での原料ガスの圧力を10×
10 -3Torrにした後、周波数13.56MHz、1
50Wの高周波出力を高周波電極2を介してこの原料ガ
スに印加し、2分間成膜を行った。
【0051】得られた薄膜の表面を、透過型電子顕微鏡
により観察した結果、膜厚は0.1μmであることがわ
かった。さらに、この薄膜をラマン分光法にて評価した
結果、この膜がダイヤモンド状炭素膜であることが確認
された。また、この膜の組成を、二次イオン形質量分析
法(SIMS)により決定したところ、このダイヤモン
ド状炭素膜には、水素原子が45原子%の量で、かつ、
酸素原子が5原子%の量で含まれていることが分かっ
た。
【0052】得られた輸液容器用フィルムの物性の評価
結果を表1に示す。
【0053】
【実施例2】厚さ25μmの二軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム(三井石油化学工業株式会社製「F122」)
を、未延伸ポリプロピレンフィルムの代わりに用いた以
外は、実施例1と同様の方法を用いて、該フィルムの表
面にダイヤモンド状炭素膜を成膜した。
【0054】得られたダイヤモンド状炭素膜の膜厚は
0.1μmであり、この薄膜には水素原子が47原子%
の量で、かつ、酸素原子が5原子%の量で含まれてい
た。得られた輸液容器用フィルムの物性の評価結果を表
1に示す。
【0055】
【実施例3】厚さ25μmの直鎖状低密度ポリエチレン
(LLDPE)フィルム(三井石油化学工業株式会社製
「UZ2022C」)を、未延伸ポリプロピレンフィル
ムの代わりに用いた以外は、実施例1と同様の方法を用
いて、該フィルムの表面にダイヤモンド状炭素膜を成膜
した。
【0056】得られたダイヤモンド状炭素膜の膜厚は
0.1μmであり、この薄膜には水素原子が46原子%
の量で、かつ、酸素原子が5原子%の量で含まれてい
た。得られた輸液容器用フィルムの物性の評価結果を表
1に示す。
【0057】
【比較例1】厚さ25μmの未延伸ポリプロピレンフィ
ルム(株式会社グランドポリマー製「FM121」)を
用いて、上記の評価を行った。
【0058】評価結果を表1に示す。
【0059】
【比較例2】厚さ25μmの二軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム(三井石油化学工業株式会社製「F122」)を
用いて、上記の評価を行った。
【0060】評価結果を表1に示す。
【0061】
【比較例3】厚さ25μmの直鎖状低密度ポリエチレン
(LLDPE)フィルム(三井石油化学工業株式会社製
「UZ2022C」)を用いて、上記の評価を行った。
【0062】評価結果を表1に示す。
【0063】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る輸液容器用フィルムを生
成するための成膜装置を示す図である。
【符号の説明】
1 真空容器 2 高周波電極 3 基材フィルム 4 整合器 5 高周波電源 6 熱電対 7 冷却板 8 ガス導入管 9 Siウェハ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックフィルムの少なくとも片面
    に、水素濃度が50原子%以下であり、かつ、酸素濃度
    が2〜20原子%であるダイヤモンド状炭素膜が形成さ
    れている薬品容器用フィルム。
  2. 【請求項2】 上記薬品容器が輸液容器であることを特
    徴とする請求項1に記載の薬品容器用フィルム。
  3. 【請求項3】 上記プラスチックフィルムが、ヒートシ
    ール性に優れることを特徴とする請求項1または2に記
    載の薬品容器用フィルム。
  4. 【請求項4】 上記プラスチックフィルムが、透明フィ
    ルムであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
    か1項に記載の薬品容器用フィルム。
  5. 【請求項5】 上記プラスチックフィルムが、ポリエチ
    レンフィルムであることを特徴とする請求項1または2
    に記載の薬品容器用フィルム。
  6. 【請求項6】 上記プラスチックフィルムが、ポリプロ
    ピレンフィルムであることを特徴とする請求項1または
    2に記載の薬品容器用フィルム。
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