JPH04128365A - 包装用フィルムの製造方法 - Google Patents

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、包装用フィルムの製造方法に係わり、さらに
言えば、防湿、保香、＃Ｉ化防止等のガスバリア性に優
れ、かつ耐熱性および強度、可撓性の高く、無色透明の
包装用フィルムを生産性良く大量に製造する方法に関す
る。

〔従来の技術］ 近年、家庭における電子レンジの普及に伴い、常温流通
が可能で、包材ごと電子レンジに適用できるフレキシブ
ルプラスチックフィルムからなる基材をヘースとした食
品包材の市場が拡大している。食品の包装用フィルムに
求められる特性としては、 ■　防湿、保香、酸化防止等のガスバリア性に優れるこ
と、 ■　強度、可撓性が充分であること、 ■　加熱、加圧殺菌が適用出来ること、などがある。

従来、上記の特性を満たす材料として、フレキシブルプ
ラスチックフィルムを基体とし、この表面に、酸化アル
ミニウム、＃Ｉ化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸
化物を成膜し、成膜面に他のフィルムを積層した包装用
フィルムおよびその製造方法が捉案されている（特開昭
５８−１４８７５９号、特開平１−２０６０３６号、特
開平１２６７０３６号、特開平２−３４３３０号公報参
照）。

なかでも、酸化ケイ素を成膜した包装用フィルムは、耐
水性に優れるため、レトルト殺菌前後、あるいは包材や
食品が置かれる環境変化によるガスバリア性の劣化が少
なく、上記の特性を満たす包材として使用されつつある
。酸化ケイ素の成膜方法は、生産性を高め、コストを抑
えることを考慮して真空蒸着法が用いられることがほと
んどである。

（発明が解決しようとする課題〕 しかし、酸化ケイ素薄膜層を用いた場合、■　酸化ケイ
素薄膜で、常温長期保存が可能なガスバリア性を持たせ
ようとすると、１５００〜２０００人成膜させなければ
ならず、コスト高である。

■　折り曲げにより膜にクラ・ンクが生じ易く、ガスバ
リア性および密着性に問題が生しる。そのため、スタン
ディング・パウチなど折り曲げる状態を避けることがで
きる包装形態に用途が限られる。

■　ＳｉＯを原料として、蒸着法で作成したＳ　ｉ　Ｏ
Ｘ層は、透明ではあるが、薄黄色に着色しているので見
栄えが悪く、食品包材としては相応しくない。ＳｉＯを
蕉着中に０．ガスを導入し、無色透明なＳｉＣ２膜を得
ることができるが、■で述べたように充分なバリヤ性を
持つ膜は得られない。また、５ｉＯｚを原料とした場合
は、真空蒸着法により無色透明な５ｉＯｚｌｌｌが成膜
できるが、蒸気圧が低いので蒸発速度が遅く、包装用フ
ィルムのような大面積、大量生産に向かない。

などの欠点が依然解決されずに残っていた。

これらの欠点を解決するため、ＳｉＯ２膜とフレキシブ
ルプラス千ツクフィルムの界面に、基材組織と相互に混
在したＳｉＯｘ層（０≦Ｘく２）を持つことを特徴とす
る包装用フィルムの特許出願を先に行なった。前記包装
用フィルムの一部である、Ｓ　ｉ　ＯＸ層（０≦χ〈２
）を作製する場合は、例えばＳｉＯを原料として真空蒸
着を行なうと同時に、高周波を用いてＡｒプラズマを発
生し、成膜粒子が基材組織に食い込むようなエネルギー
を付与し、Ｓｉｎ、層（０≦Ｘ〈２）を作製し、一方Ｓ
ｉＯ□膜の製造方法は、例えばＳｉＯを原料として真空
蒸着法で成膜する場合、通常酸化度を上げるために、雰
囲気中に０□ガスを導入する。

また、膜質を改善するために、０！ガス雰囲気でプラズ
マを発生し、成膜するという方法が考えられる。

〔発明が解決しようとする課題］ 包装用フィルムの製造方法としては、包材という用途か
ら、低コストで、大面積に均一にかつ生産性良く製造で
きる方法が望ましい、具体的には、連続式巻取蒸着装置
で製造できれば適当である。

しかし、前記包装用フィルムはＳｉＯｘ層（０≦Ｘ〈２
）とＳｉ０ｇ膜の二層構造であり、ＳｉＯ＋＋層（０≦
Ｘ〈２）を製造するには、Ｓ　ｉ　Ｏｗを真空蒸着した
だけでは不十分であり、ＳｉＯｘ成膜粒子になんらかの
方法で基材組織に食い込むようなエネルギーを付与する
ことが必要である。先に述べたように高周波を用いてＡ
　’ｒプラズマを発生し、Ｓ　ｉ　Ｏｘ成膜粒子にエネ
ルギーを付与するという方法では、巻取式蒸着装置のよ
うに連続成膜可能な装置を用いるには、ＳｉＯｘ層（０
≦Ｘ〈２）とＳｉＯ□膜を成膜する真空槽を別々に設け
なければならない。なぜならば、Ｓｉｎ、層（０≦Ｘ〈
２）とＳｉｎ、膜を成膜する雰囲気圧および用いるガス
種類が異なるからである。そのため装置が大がかりで複
雑になり、コストも高い、また、プラズマ中で成膜粒子
にエネルギーを付与する方法は、プラズマの特性から、
その安定性および再現性を保つことが難しく、大面積に
均一に再現性良＜　Ｓ　ｉ　Ｏｘ層を製造することは困
難である。

このように、前記包装用フィルムを包材として利用する
ために、大量に生産性良くかつ優れた特性を損なうこと
なく製造する方法の確立が重要である。

本発明は、防湿、保香、酸化防止等のガスバリア性に優
れ、耐熱性および強度、可撓性の高く、かつ、無色透明
の包装用フィルムを生産性良く大量に製造する方法を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明は従来存在していた課題を解決するた
めになされたものであって、フレキシブルプラスチック
フィルムからなる基材の少なくとも片面に、前記基材の
組織と相互に混在した状態のＳｉｎ、層（０≦Ｘ＜２）
、ＳｉＯ□膜が順次積層されてなる包装用フィルムを製
造する方法として、フレキシブルプラスチックフィルム
からなる基材の少なくとも片面に、まず５ｉｎｔ膜を作
製し、その後５ｉＯｚｌ！ｕ表面から５ｉＯｘ（０≦Ｘ
〈２）をビームにして打ち込むことにより、前記基材の
組織と相互に混在した状態の５ｉＣ）＋層（０≦Ｘく２
）を得る方法を考案することによって上記課題を解決し
た。

〔作用〕

本発明に係わる包装用フィルムの製造方法は、基材の組
織と相互に混在した状態のＳ　ｉ　Ｏ，層（０≦ｘ〈２
）を得る際、イオン源を用いてＳｉＯ＋＋（０≦Ｘ〈２
）をビームにしてＳｉｎ、膜表面から打ち込む方法をと
ることにより、Ｓｉ０ｇ膜と前記基材の界面に、任意の
位置および厚さのＳｉＯｘ層（０≦Ｘ〈２）を、大面積
に均一に、再現性良く製造することができる。よって、
防湿。

保香、酸化防止等のガスバリア性に優れ、耐熱性および
強度、可撓性の高く、かつ、無色透明の包装用フィルム
を生産性良く大量に得ることが可能になる。

〔発明の詳細な 説明に係わる包装用フィルムの製造方法を以下に詳述す
る。

本発明における製造方法により製造する包装用フィルム
は、先に述べたように、フレキシブルプラスチックフィ
ルムからなる基材の少なくとも片面に、前記基材の組織
と相互に混在した状態のＳｉＯｘ層（０≦Ｘ＜２）、５
ｉＯｔ膜が順次積層されてなる二層構造を持つ０本発明
に用いる基材となるフレキシブルプラスチックフィルム
とは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンを主成
分として含む共重合体、プロピレンを主成分として含む
共重合体などのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエス
テル類、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリビニルアルコールなどのフィルムがあげられる
。これらのフィルムはどの様な方法で製造されたもので
あってもよく、また未延伸のものでも、延伸されたもの
でもいずれであってもよい、基体の厚さは５〜１０００
μｍの範囲で選ぶのが好ましく、特に１０〜１００μｍ
の範囲が好ましい。

基材にＳｉＯ□膜を作製する方法は、スパッタ法、ＣＶ
Ｄ法、真空蒸着法等が上げられるが、包材という用途か
らコストを抑えること、さらに生産性を高めるという観
点から真空蒸着法が好ましい、真空蒸着法における蒸発
源は、抵抗加熱方式、ＥＢ方式、誘導加熱方式などがあ
るが、どの方式でも適用可能である。ＳｉＯ□膜を作製
するための原料は、蒸気圧の高いものの方が良く、Ｓｉ
Ｏが適する。その際、酸化度を上げて無色透明なＳｉｎ
、膜を得るために、雰囲気中に０．ガスを導入する、あ
るいはＳｉＯ蒸着と同時に蒸着面に、ＥＣＲイオン源等
を用いて発生した酸素イオンビームを照射し、ち密で無
色透明なＳ　ｉ　Ｏ，膜を得るという工夫もできる。Ｓ
ｉＯ，膜のＯ／Ｓｉ比が２であれば、無色透明な膜にな
るため、このような組成の膜が作成可能な方法であれば
、特に限定されるものではない、なお、ＳｉＯよ膜の厚
さであるが、薄ければ薄いほど製造コストの削減につな
がる一方、ガスバリア性劣化を招くこととなる。従来の
一包装用フィルムの様に、基材上に５ｉＯｚｌｌ！を成
膜する場合、通常１５００人程度０膜厚で成膜されるが
、ガスバリア性が充分でない。本発明における包装用フ
ィルムでは、Ｓｉｎ。

膜の膜厚が１５００Å以下でも良好なガスバリア性を保
ち、好ましくはＳｉｎ、Ｉｌｌの厚さは５００〜１２０
０人の範囲である。

さて、このようにＳｉｎ、膜を作製してから、フレキシ
ブルプラスチックフィルムと５ｉＯｚｌＫの界面にＳｉ
ｎ、層（０≦Ｘ〈２）を作成するわけであるが、そのた
めには、イオン源を用いて５ｉＯｘ（０≦Ｘ〈２）をイ
オン化し、イオン引出し量およびその加速電圧を制御す
ることにより、Ｓｉｎｇ膜表面から５ｉＯｘ（０≦Ｘ＜
２）　イオンビームを打ち込む方法が最適である。イオ
ン源の形式は、５ｉＯｘ（０≦Ｘ〈２）を蒸気化、ある
いは原子、分子状にしてイオン化できるものを用いる。

たとえば、電子衝撃型イオン源、液体金属イオン源、ビ
ームプラズマ型イオン源、熱陰極アーク放電型イオン源
、マイクロ波イオン源、ＰＩＧ型イオン源などがある。

このうち、ＰＴＧ型イオン源の一つであるフリーマン型
イオン源は、帯状のイオンを大電流で得られるため、本
発明の製造方法において特に適するが、他のイオン源形
式においても、ＳｉＯｘ層を製造したいフレキシブルプ
ラスチックフィルムの幅方向に複数のイオン源を設置す
る、あるいはイオン源の引出し口の形状を加工する等の
方法により、本発明の製造方法において用いることが可
能である。Ｓ　ｉ　Ｏ＋＋（Ｏ≦Ｘく２）層の作製方法
は、Ｓｉｎｇ膜表面から打ち込まれたＳ　ｉ　Ｏｘ　（
０≦Ｘ　＜　２　）が、ＳｉＯ！膜を通って基材組織に
食い込み、Ｓ　ｉ　ＯＸ（０≦ｘ〈２）層と基材の混在
層が作れるようにそのエネルギーおよび打ち込み量を制
御できる方法ならばこの限りではない。

５ｉＯｘ（０≦ｘ〈２）層の厚さは、ＳｉＯ、イオン源
から引き出すＳ　ｉ　Ｏｘ　イオンビームの電流量で任
意に制御することができる。また、ＳｉＯｘ層の作製位
置は、ＳｉＯｘ　イオンビームの加速電圧により打ち込
み深さを制御することにより、任意に決めることができ
る。

なお、５ｉＯｘ（０≦Ｘ〈２）層の厚さは、所望のガス
バリア性を発現するためには、最低１０人程度必要であ
る。また、５ｉＯｘ（０≦Ｘ〈２）層の厚さが厚いと無
色透明性が失われるので５０〜１００人の範囲で設定す
ることが好ましい。

〔実施例〕

本発明に係わる包装用フィルムの製造方法の一実施例を
第１図を用いて詳細に説明する。第１図中１は連続式巻
取蒸着装置、３は電子衝撃型イオン源、５は抵抗加熱方
式蒸発源、７は基材、９は、ＳｉＯをそれぞれ示す。

第１図は、連続式巻取蒸着装置に、電子衝撃型イオン源
を組み込んだ成膜装置である。蒸発源は、抵抗加熱方式
である。基材として、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム（
ティジン（株）製）を用い、まず、０！ガス反応蒸着法
によりＳ　ｉ　Ｏｘ膜を１１００人成膜した。成膜中の
雰囲気圧は２．５　ｘ　１０−’Ｔｏ、ｒｒ、　Ｐ　Ｅ
　Ｔフィルム巻取リスピードは３５０ｍ／ｎｉｎであっ
た。蒸発材料は５ｉＯ（５〜１０ｍｅｓｈ　　大阪チタ
ニウム　（株）製）を用いた。

次に連続して、電子衝撃型イオン源を用い、ＳｉＯを原
料とし、イオン化電子電流５００ｍＡで製造したＳｉｎ
、イオンビームを、Ｓ　ｉ　Ｏｚ膜の表面から、加速電
圧４０ｋＶで打ち込むことにより、Ｓｉｎ、層を１００
人作製した。Ｓｉｎ。

イオンビーム照射形状は、ＰＥＴフィルムの幅方向に帯
状に広く均一になるように、同しイオン源を３基並べて
用いた。

このようにして製造した包装用フィルムの構造を、光電
子分光分析法により測定した０手順としては、膜表面か
ら基材に向かって膜厚方向へのＡｒイオンビームエツチ
ングを行って、深さ方向へのＥＳＣＡスペクトル（Ｓ　
ｌ　！Ｐ、　　ＣＩＳ＋　　ｏｐｓ）を測定した。その
結果、Ｏｔガス反応蒸着法により作製した部分には５ｉ
−０の結合が存在し、Ｓ　ｉ　Ｏ！膜が作製できている
ことがわかった。また、ＳｉＯｘ　イオンビームを打ち
込んで作製したＳｉＯｘ層には、５ｉ−３ｉ結合の存在
を示すスペクトルが現れた。ＳｉＯｘ層のＸ値は１．７
であった。

さらに、基材であるＰＥＴが露出したときの同様な測定
において、ＰＥＴの存在を示すＣＩＳとＳｉの存在を示
す５ｊｚｒスペクトルが同時に現れた。このことにより
、基材と５ｉＯｘ層の界面において両者の組織が混在し
た状態にあり、さらに５ｉｚｒスペクトルピ一ク位置か
ら、５ｉ−３ｉ結合が存在することが判った。

上記のような工程で製造された包装用フィルムの酸素透
過度を、２５°Ｃ，１００％ＲＨの酸素雰囲気中で測定
した。また、光線の透過率を、分光器で測定した。測定
波長域は１９０μｍ〜７００μｍである。測定結果を表
１に示す。

〔実施例２］ 実施例１と同様な基材を用い、その上に実施例１と同様
な方法’Ｔ：　Ｓ　ｉ　Ｏ１層（Ｘ＝１．７）を５０人
、ＳｉＯ□膜を１１５０人作製した。上記の包装用フィ
ルムの酸素透過率と光線の透過率を実施例と同様な方法
で測定した。測定結果を表１に示す。

（比較例１〕 実施例１と同様な基材を用い、実施例１と同様な方法で
、ＳｉＯ□膜を１２００人作製した。

上記の包装用フィルムの酸素透過率と光線の透過率を実
施例と同様な方法で測定した。測定結果を表１に示す。

〔比較例２〕 実施例１と同様な基材を用い、実施例１と同様な方法で
、Ｓｉｎ、層を１２００人作製した。

上記の包装用フィルムの酸素透過率と光線の透過率を実
施例と同様な方法で測定した。測定結果を表１に示す。

（以下余白） 表１ 〔発明の効果〕 本発明の包装用フィルム製造方法において、ＳｉＯ＋＋
（０≦Ｘ〈２）層の作製にイオン源を利用することによ
り、ＳｉＯヨ　（０≦Ｘく２）粒子に付与するエネルギ
ーおよび注入量が任意に制御可能となった。それゆえ、
ＳｉＯ＋＋（０≦Ｘ〈２）層をＳ４０ｇ膜と基材の界面
の任意の位置に、任意の厚さで再現性良く作製すること
が可能となった。さらに、イオン源の設置位置および設
置個数を調整することにより、幅の広いフィルム面に均
一に５ｉＯｘ（０≦Ｘ〈２）層を作製することが可能と
なった。また、連続巻取式蒸着装置にイオン源を設置す
るだけでＳｉＯｘ（０≦ｘ〈２）層とＳ　ｉ　Ｏｚ膜の
製造を同一真空槽内で連続しておこなうことができるた
め、装置の構造が簡単で大がかりにはならずにすむとい
う利点もある。

本発明の包装用フィルム製造方法によって、防湿、保香
、酸化防止等のガスバリア性に優れ、かつ耐熱性および
強度、可撓性の高く、無色透明な包装用フィルムを大量
に、コストを抑えて再現性良く生産することが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる包装用フィルムの製造方法の一
実施例を示す説明図である。 ｌ・・・連続式巻取蒸着装置 ３・・・電子衝撃型イオン源 ５・・・抵抗加熱方式蒸発源 ７・・・基材 ９・・・ＳｉＯ 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレキシブルプラスチックフィルムからなる基材
   の少なくとも片面に、ＳｉＯ＿ｘ層（０≦Ｘ＜２）、Ｓ
   ｉＯ＿２膜が順次積層されてなる包装用フィルムの製造
   方法であって、 フレキシブルプラスチックフィルムにＳｉＯ＿２膜を成
   膜後、イオン源を用いてＳｉＯ＿ｘをイオンビーム化し
   、ＳｉＯ＿２膜表面からＳｉＯ＿２膜とフレキシブルプ
   ラスチックフィルムの界面に打ち込むことを特徴とした
   包装用フィルムの製造方法。