JPH01269530A - 透明性を有する複合フィルム - Google Patents

透明性を有する複合フィルム

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JPH01269530A
JPH01269530A JP9954788A JP9954788A JPH01269530A JP H01269530 A JPH01269530 A JP H01269530A JP 9954788 A JP9954788 A JP 9954788A JP 9954788 A JP9954788 A JP 9954788A JP H01269530 A JPH01269530 A JP H01269530A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高分子フィルムからなる基材に金属酸化物薄
膜を設けた透明性を有する複合フィルムに関し、特に防
湿性、ガスバリアー性の優れた均衡のとれた透明性を有
する複合フィルムに関する。
〈従来技術〉 医薬、食品の包装分野において、内容物の保護性を高め
るため、包装に用いる材料には種々の物性が要求され、
これら要求される物性は増々高いものが望まれるように
なってきている。
特に内容物の保護のうち、内容物の変質、酸化防止の点
から、酸素バリアー性、水蒸気バリアー性は、包装材料
には欠くことのできない事項で、今日これらのバリアー
性を付与することは、−船釣になりつつあり、その観点
から包装材料の設計が行われている。
一般的に、酸素バリアー性という面からは、エチレンビ
ニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコールのホル
マール化物(ビニロン)、二軸延伸ポリアミド(ONy
) 、未延伸ポリアミド(CNy)、セロハン等が優れ
ている。
また、水蒸気バリアー性という面からは二軸延伸ポリプ
ロピレン(OPP) 、未延伸ポリプロピレン(OPP
)等が優れている。
一方、酸素、水蒸気両バリアー性を備えたものは、ポリ
ビニリデン樹脂、ポリビニリデン−ポリアクリル酸共重
合体樹脂等を各種フィルムにコーティ箔には劣り、上記
側々の材料にそれぞれ長所をもつものの、単体ではあら
ゆる物性を持ち備えることができないので、二種以上の
異種材質を積層することで、複合機能を有する積層体と
して用いられる。
アルミ箔は、水蒸気、酸素バリアー両物性が極めて優れ
ており、光沢性の点でデイスプレィ効果もあるが、20
μ以下では耐ピンホール性の点、また、コスト面からも
最近では、PHT 、 ONy 、 0PPCPP等の
基材にアルミニウム等が真空蒸着されたフィルムが防湿
、酸素バリアー性、遮光性、保香性デイスプレィ効果の
点で活発に用いられている。
しかしながら、このような金属M着フィルムは、包装材
料として用いた場合、内容物が確認できない、電子レン
ジで加熱できないという透明性の点また、食品包装等の
レトルト用蒸着フィルムとして用いた場合、基材と蒸着
層との密着性が不十分であった。
また、AI蒸着層に代わり酸化ケイ素、酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム1mを高分子フィルム等に設けて
、透明性があり、かつ、防湿性、酸素バリアー性を付与
した蒸着フィルムも考案されている。(特公昭53−1
2953公報、特開昭61−51332公報、特開昭6
2−179935公報) しかしながら上記酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化
アルミニウム等の蒸着薄膜は防湿性、酸素バリアー性が
付与できるものの、酸化マグネシウム蒸着フィルムにつ
いては、蒸着層である酸化マグネシウムが経時で除々に
空気中のCO! と反応し、炭酸マグネシウムになって
しまい、耐水性がなくなり、08、HmOバリアー性共
に低下してしまう。
一方酸化アルミニウム蒸着フィルムは、H,Oバリアー
性が不十分であり、更に酸化ケイ素、蒸着フィルムは、
プラスチックフィルム上に線膨張係数のきわめて異なる
ガラス状薄膜を設けるので薄膜形成時にプラスチックフ
ィルムからなる基材と薄膜界面とに生じた熱応力歪のた
めに得られる蒸着フィルムとしては、該基材と薄膜の必
着性が不十分であり、かつ、6〜100μm程度の基材
上に蒸着した場合は、得られる蒸着フィルムはカールが
ひどく、他の基材とのラミネート、蒸着面に文字絵柄等
の印刷を行なうなどの後加工時の作業性がきわめて悪い
などの大きな問題点があった。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記従来の欠点を解決するものであり、その
目的とすることは、新規なM着膜を基材上に設けること
で、得られる蒸着フィルムの、l’J −ルが極めて少
なく、かつ、防湿性、酸素バリアー性がバランスのとれ
た透明性を有する複合フィルムを提供するものである。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、真空系内で真空蒸着、スパッタリングイオン
ブレーティング等のPVD法により高分子フィルムから
なる基材上の少なくとも片面に酸化スズ薄膜層を設ける
ことにより目的を達成することができる。
以下具体的に述べると本発明で用いる基材のプラスチッ
クフィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート、ポリカーボネート、ポリウレタン等のは一種
以上の樹脂から得られる未延伸、任意の延伸倍率、を持
っフィルム、シートであって、表面平滑性、安定性付与
のため添加剤を含んでもかまわないが、真空下でそれら
が表面ヘブリードし、基材と薄膜の密着性が低下してし
まう点から、極力低添加物含有の樹脂から成るフィルム
、シニト好ましく、特に、透明性、耐熱性のあるポリエ
チレンテレフタレートCPET>、ポリエチレンナフタ
レート(PEN)等が好ましい。
本発明でいう酸化スズ薄膜というのは、真空系内で、抵
抗加熱、高周波融湯加熱、電子ビーム加熱方式を用いた
一般的な真空蒸着法、二極直流スパッタリング(DC)
 、高周波スパッタリング(RF)等のマグネトロンス
パッタリング、更には、イオンブレーティング、あるい
は、上記手法の応用として、酸素及び酸素を含む不活性
キャリアを真空系内に導入しながら薄膜形成する反応性
蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング等いずれ
の方法により得られる薄膜であってもかまわない。
基材との密着性の点で、イオンブレーティング、スパッ
タリングが優れているが、巻取状で高速加工でき、経済
面で蒸着がもっとも宥和である。また、得られた蒸着フ
ィルムの物性面でも十分満足のいくものができる。
上記方法で得られた本発明でいう酸化スズ薄膜というの
は、So、 SnO、SnJ、5ntOs 、5nsO
a、5nvO+s ・nH=o、5nOa等の混合状態
と考えられ、それぞれの含有比等は薄膜作製する際、真
空系内の真空度、水蒸気分圧、残留酸素分圧、基板温度
及び反応性蒸着、スパッタリング等での導入ガス中の酸
素分圧により異なる。
しかし、本発明でいう酸化スズ薄膜というのは、金属S
nが多く 、5nOx−x(x−0〜2 )から成る組
成の混合状態であると考えられる。酸化スズ薄膜の膜厚
としては、300 Å〜3000人が適当であり、30
0Å以下であると基材上均一な薄膜が形成されず、その
結果、酸素、水蒸気バリアー性が不十分であり、300
0λ以上になると、基材上に熱膨張係数の小さく (4
X 10−”/烙20〜100℃)かつ、熱伝導率が小
さい酸化スズ薄膜が形成されるので、薄膜成時に基材内
部と表面間に温度変化が生じ、界面での熱応力歪のため
に薄膜に亀裂が生じ、同様に、酸素、水蒸気バリアー性
は、急激に低下してしまう、更に大切なことは、本発明
の特徴である薄膜の透明性が著しく低下してしまう。
このようなことから、さらに好ましくは酸化スズ薄膜の
膜厚としては、500 Å〜1000人が好ましい。
酸化スズ薄膜中にt、LBe、F、Na+Mg+A1.
Sl、P、CI、K。
T1. Cr+Mn+Pe、Co、Nl+Cu、Zn、
Bi、Pb等の無機物として含有してていも10重量%
以下で物性面に影響しない範囲であれば、かまわない、
 10重量%以上含有するととくにイオン化エネルギー
の小さい金属成分により蒸着膜の耐水性が低下し、バリ
アー性が急激に低下してしまう。
また、本発明の蒸着フィルム上にポリエチレン、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のヒートシール性を有する樹
脂を押出しコーティング、あるいは上記樹脂から成るフ
ィルムを蒸着フィルムと積層複合化することで、バリア
ー包装材料として用いる。特に食品等の内容物をレトル
ト法などにより殺菌処理するための、いわゆるレトルト
用包装バリアー材料として用いる場合は、蒸着フィルム
の外層に文字、絵柄等の印刷層を設けたポリエチレンテ
レフタレート、二軸延伸ポリプロピレン、二軸延伸ナイ
ロン等の外層フィルムとなりうるものを少なくとも一層
設け、かつ、該外層フィルムと蒸着フィルムの非蒸着フ
ィルムの非蒸着側を積層し、最内層にシーラントとなり
うるオレフィンを設けて積層化した複合フィルムが好ま
しい。
レトルト条件下は加温加圧により包材にはかなり熱、ス
トレスが加わり少なくとも最外層はそれにより、多少伸
びが生じ、また急冷により前述したように基材と蒸着層
界面に否が生じ、蒸着層の密着性が不十分となり、最悪
の場合は、蒸着層が剥離してしまう。
このようなことから、蒸着層は、極力最内層のオレフィ
ン層側に近いところに設けて、積層化することが望まし
い。
また、本発明における酸化スズ薄膜を形成する手段は先
に述べたようないずれの方法であってもかまわないが、
高速生産性、経済的に考慮すると酸化スズを蒸着材料と
して、−船釣な抵抗加熱、高周波誘導、電子ビーム等の
加熱手段による真空蒸着、あるいは、スズを蒸着材料し
て特定の0.ガスを含むキャリヤーを導入しながら行な
う反応性蒸着が好適である。
スパッタリング、イオンブレーティング等は、基材上へ
の蒸着膜が優れていることから、密着性を重視する際は
、これらの方法が利用できる。
また、基材上に薄膜層を形成する際基材には、特定の処
理は必要ないが、Ot+ N*+ Ar+ He、 N
e等のガスにより10−3〜数Torr下での放電処理
、いわゆる低温プラズマ処理、基材上の帯電物、はこり
等を不活性ガスによりスパッタリングし、表面をクリー
ングするイオンボンバード処理をすることで、より基材
と密着性のある薄膜層が形成される。
更には、基材上に熱硬化型樹脂層を設けることで、基材
と薄膜層との密着性を上げることができる。
く作用〉 本発明は真空系内で蒸着、スパッタリング、イオンブレ
ーティング等のPVD法により基材上に酸化スズ系薄膜
層から成る300Å〜3000人の薄膜層を設けること
で、酸素バリアー、水蒸気バリアー性のバランスのとれ
た、カールのまったくない、後加工時での作業性に優れ
た複合フィルムが得られた。
〈実施例−1〉 二軸延伸ポリエステルフィルム12μ(奇人製NSフィ
ルム)を基材として片面に、電子ビーム加熱による巻取
式蒸着スパッタリング装置(SPlf−020特型日本
真空技術製)を用いて以下の条件で約500人の酸化ス
ズI膜を連続的に設けた透明性に優れた蒸着フィルムを
得た。
(蒸着条件) 蒸着材料  Snow C高純度化学研究所製3N)真
空度   1.5X 10−’(Torr)蒸着スピー
ド25〜26(人/S)(水晶発振式モこのときのクー
クリングロールの温度は一10゛C膜厚測定は、触針式
により測定したところ(DectaKll、日本真空技
術型) フィルム幅方向に対し500人±20%であっ
た。
ここで得られたフィルムの酸素バリアー性、水蒸気バリ
アー性を測定したところ、それぞれ3.1(cc/  
rrf、dan、ate)  1n25℃、100%R
H,3,0(g/  n1day )であり、バリアー
性が良好であった。また透明性を評価するために700
〜400n−波長の透過率を測定したところ、700〜
550nmでは80%以上の透明性が認められた。
次にカールの度合をみたところ、まったくカールは生じ
てなく、見た目は未処理基材とまったくかわからなかっ
た。
更にこの蒸着フィルムの蒸着面に二液硬化型ウレタン系
接着剤を塗工し、未延伸ポリプロピレン60μ(シッー
アロマーAT、昭和電工製)と以下の条件でラミネート
することで、複合フィルムを得た。
同様に酸素バリアー、水蒸気バリアーを測定したところ
いずれも1以下であった。(単位は上述と同じ) (加工条件) ・接着剤 χ) ・版135 tt −754!格子 ・ニップ圧力4k
g/ctr・ラインスピード20−/閣in ・乾燥温度   70 @−80”−80°C・活力 
巻出し     6〜7kg/cmオーブン    6
kg/cm 巻取り     5kg/cm ・インプレッション圧力3.5 kg/ CI・ヒート
ロール温度    75 ℃ 〈実施例−2〉 蒸着膜厚を1ooo人±20%にするためにラインスピ
ードを変えた以外は実施例−1と同様にして複合フィル
ムを得た。
〈実施例−3〉 〈実施例−1〉と同様な装置を用いて(Ox/Ar)・
1/9から成るキャリアーを一定圧力で導入しながら真
空度が2〜3 X 10−’Torrで金属Sn (4
N)を40人/Sの蒸着スピードになるようにビームパ
ワーを調整し、実施例−1と同様にテストし、Snug
蒸着フィルムを得た。
得られた薄膜層測定をしたところ1200人であった。
〈比較例−1〜3〉 SiO、(大阪チタニウム製) 、Mg0(高純度化学
研究所製99.9%以上) 、AlzOs(高純度化学
研究所製、99.9%以上)をそれぞれ蒸着し、得られ
た蒸着フィルムを同様に評価した。
〈実施例4.5〉 実施例−1と同様の条件で膜厚をそれぞれ300人、3
000人にした複合フィルムを得た。
以上の実施例および比較例の測定結果を表−1に示す。
(以下余白) く効果〉 透明性を有する高分子フィルムからなる基材上に300
Å〜3000人の酸化スズ薄膜層を設けることで、従来
のS10.MgO,AItoz蒸着フィルムと同等、そ
れ以上の酸素、水素気バリアー性を有し、がっ、透明性
の優れた複合フィルムになり、がっ、二次加工時でのカ
ールによる作業性がきわめて悪いという問題がなく、実
用性の高い、透明バリアー性を有する複合フィルムが得
られた。
特  許  出  願  人 凸版印刷株式会社 代表者 鈴木和夫

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明な高分子フィルムからなる基材の表面に30
    0Å〜3000Åの酸化スズ薄膜を設けた透明性を有す
    る複合フィルム。
  2. (2)酸化スズ薄膜側に接着剤層を介してヒートシール
    性を有する樹脂層を設けた請求項(1)の透明性を有す
    る複合フィルム。
  3. (3)基材の酸化スズ薄膜と反対側に接着層を介して、
    ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプ
    ロピレンフィルムまたは二軸延伸ナイロンフィルムのい
    ずれかからなる外層フィルムを設けた請求項(2)記載
    の殺菌処理に適した透明性を有する複合フィルム。
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