JPH07137192A

JPH07137192A - 蒸着フィルム積層体

Info

Publication number: JPH07137192A
Application number: JP33530293A
Authority: JP
Inventors: Noboru Sasaki; 昇佐々木; Mamoru Sekiguchi; 守関口; Kazuya Hachifusa; 和也八房; Motoko Yoshikawa; 素子吉川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-05-30
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JP3368646B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、無色透明で、かつ高いガスバリア性
を有するとともに後加工による外部からの折り曲げや引
っ張り等の作用に対して、ガスバリア性の低下すること
のない機械的強度を有する実用性の高い蒸着フィルム積
層体を提供する。【構成】本発明の蒸着フィルム積層体１は、透明性を有
する高分子材料からなる基材２に設けられた金属酸化物
からなる厚さ３００〜３０００Åの薄膜層３上に、寸法
安定性に優れた透明性を有する高分子材料からなるガラ
ス転移点６０℃以上でかつ分子量が１００００〜２００
００の間にある透明プライマー層３を積層してなり、物
理的、機械的なストレスを透明プライマー層により吸収
・緩和するため、物理的、機械的なストレスを受けた後
でも高い光透過性を示すとともに薄膜を透過するガスを
低く抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物の蒸着膜層
を形成してなる蒸着フィルム積層体に係り、とくにガス
バリア性を有する蒸着フィルム積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、食品、医薬品、精密電子部品等の
包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、とくに食
品においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、さ
らに味、鮮度を保持するために、また無菌状態での取扱
いが必要とされる医薬品においては有効成分の変質を抑
制し、効能を維持するために、さらに精密電子部品にお
いては金属部分の腐食、絶縁不良等を防止するために、
包装材料を透過する酸素、水蒸気、その他内容物を変質
させる気体による影響を防止する必要があり、これら気
体（ガス）を遮断するガスバリア性を備えることが求め
られている。

【０００３】そのため、従来から塩化ビニリデン樹脂を
コートしたポリプロピレン（ＫＯＰ）やポリエチレンテ
レフタレート（ＫＰＥＴ）或いはエチレンビニルアルコ
ール共重合体（ＥＶＯＨ）など一般にガスバリア性が比
較的高いと言われる高分子樹脂組成物をガスバリア材と
して包装材料に用いた包装フィルムやＡｌなどの金属か
らなる金属箔、適当な高分子樹脂組成物（単独では、高
いガスバリア性を有していない樹脂であっても）にＡｌ
などの金属又は金属化合物を蒸着した金属蒸着フィルム
を包装材料に用いた包装フィルムが一般的に使用されて
きた。

【０００４】ところが、上述の高分子樹脂組成物のみを
用いてなる包装フィルムは、Ａｌなどの金属又は金属化
合物を用いた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着フィルムに
比べるとガスバリア性に劣るだけでなく、温度・湿度の
影響を受けやすく、その変化によってはさらにガスバリ
ア性が劣化することがる。一方、Ａｌなどの金属又は金
属化合物を用いた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着フィル
ムは、温度・湿度などの影響を受けることは少なく、ガ
スバリア性に優れるが、包装体の内容物を透視して確認
することができないとする欠点を有していた。

【０００５】そこで、これらの欠点を克服した包装用材
料として、例えば米国特許第３４４２６８６、特公昭６
３−２８０１７号公報等に記載されているような酸化マ
グネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化
物を高分子フィルム上に、真空蒸着法やスパッタリング
法等の形成手段により蒸着膜を形成したフィルムが開発
されている。このフィルムは透明性及び酸素、水蒸気等
のガス遮断性を有していることが知られ、金属蒸着フィ
ルムでは得ることのできない透明性、ガスバリア性の両
者を有する包装用材料として好適とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た包装用材料に適するフィルムであっても、包装容器又
は包装材として、蒸着フィルム単体で用いられることは
ほとんどなく、蒸着後の後加工として蒸着フィルム表面
に文字・絵柄等を印刷加工又はフィルム等の他の基材と
の貼り合わせ、容器等の包装体への形状加工などのさま
ざまな工程を経て包装体を完成させている。そのため、
蒸着フィルム固有の透明性・ガスバリア性を十分保持す
るとともに直接印刷インキをコーティングするための最
適な印刷条件を設定する必要があり、また形状加工を施
す場合に、例えば袋状とするには製袋機にかける必要が
ある。

【０００７】そのため、蒸着フィルムの蒸着面に直接印
刷インキがコーティングされると、乾燥による印刷イン
キの収縮が蒸着膜に伝わり、クラックや傷などの損傷が
発生し、また製袋機にかけるとセーラ部に於けるしごき
によって、蒸着膜にクラックや傷がなどの損傷が発生す
る。この損傷部分から空気、水蒸気などの気体が浸透す
るなどして本来有しているはずの高いガスバリア性が低
下してしまうという問題を有している。

【０００８】すなわち、包装体として用いられる条件と
して、内容物自体を直視することが可能なだけの透明
性、内容物に対して影響を与える気体などを遮断する高
いガスバリア性、包装体への加工などによる物理的、機
械的なストレスに対して機能を低下させない機械的強度
（若しくはフレキシビリティ）を有するものが求められ
ており、現在のところこれらを全て満たす包装材料は見
いだされていない。

【０００９】そこで、本発明は無色透明であり、かつ高
いガスバリア性を有するとともに後加工による外部から
の折り曲げや引っ張り等の作用に対して、ガスバリア性
の低下することのない機械的強度を有する実用性の高い
透明ガスバリア材を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべくなされたものであり、請求項１記載の発明は、透
明性を有する高分子材料からなる基材の少なくとも一方
の面に厚さ３００〜３０００Åの金属酸化物薄膜層を設
け、該金属酸化物薄膜層上にガラス転移点６０℃以上で
かつ分子量が１００００〜２００００の間にある透明性
を有する高分子材料からなる透明プライマー層を積層し
てなることを特徴とする蒸着フィルム積層体である。

【００１１】請求項２に記載される発明は、金属酸化物
薄膜層が酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウ
ムであることを特徴とする蒸着フィルム積層体である。

【００１２】請求項３に記載される発明は、透明プライ
マー層がポリエステル樹脂であることを特徴とする蒸着
フィルム積層体である。

【００１３】

【作用】本発明の蒸着フィルム積層体によれば、透明性
を有する高分子材料からなる基材に設けられた金属酸化
物薄膜層上に、寸法安定性に優れた透明性を有する高分
子材料からなる透明プライマー層を積層することによ
り、印刷インキ乾燥時における引っ張り・収縮等や製袋
におけるセーラ部のしごき等の機械的なストレスを透明
プライマー層により吸収・緩和するため、物理的、機械
的なストレスを受けた後でも高い光透過性を示すととも
に薄膜を透過するガスを低く抑えることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は本発明の蒸着フィルム積層体を説明する断面
図である。

【００１５】まず、本発明の蒸着フィルム積層体の構成
について図１を参照し説明する。１は本発明の蒸着フィ
ルム積層体であり、基材２の表面に金属酸化物の蒸着膜
からなる薄膜層３が形成されている。この薄膜層３は基
材２の両面に形成してもよく、また多層に形成してもよ
い。

【００１６】基材２は透明性を有する高分子材料であ
り、とくに無色透明であればよく、通常、包装材料とし
て用いられるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートな
どのポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピ
レンなど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、ポリ塩化ビニルフィルム、
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、ポリイミドフィルム等が用いられ、基材２は延伸
・未延伸のどちらでも良く、機械的強度、寸法安定性を
有するものである。とくに二軸方向に任意に延伸された
ポリエチレンナフタレートが用いられている。これらを
フィルム状に加工して用いられる。さらに平滑性が優
れ、かつ添加剤の量が少ないフィルムが好ましい。ま
た、この基材２の表面に、薄膜の密着性を良くするため
に、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオ
ンボンバード処理を施しておいてもよく、さらに薬品処
理、溶剤処理などを施してもよい。

【００１７】基材２は厚さはとくに制限を受けるもので
はないが、包装材料としての適性、他の層を積層する場
合も在ること、薄膜層３を形成する場合の加工性を考慮
すると、実用的には３〜２００μｍの範囲で、用途によ
って６〜５０μｍとすることが好ましいと言える。

【００１８】また量産性を考慮すれば、連続的に薄膜を
形成できるように長尺状フィルムとすることが望まし
い。

【００１９】薄膜層３は、酸化マグネシウム、酸化珪
素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物の蒸着膜からな
り、透明性を有しかつ酸素、水蒸気等のガスバリア性を
有するものであればよい。とくに酸化マグネシウムは、
透明性、ガスバリア性が特に優れるものである。ただし
本発明の薄膜層３は、酸化マグネシウム、酸化珪素、酸
化アルミニウムの金属酸化物に限定されることなく上記
条件に適合する材料であれば用いることができる。

【００２０】薄膜層３の厚さは、用いられる金属酸化物
の種類・構成により最適条件はことなるが、一般的に３
００〜３０００Åの範囲内であることが望ましく、その
値は適宜選択される。ただし、膜厚を３００Å未満であ
ると基材２の全面が膜にならないことや膜厚が十分では
ないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果
たすことができない場合がある。また膜厚を３０００Å
を越える場合は薄膜にフレキシビリティを保持させるこ
とができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要
因により、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるためであ
る。

【００２１】金属酸化物からなる薄膜層３を基材２上に
形成する方法としては種々あり、通常の真空蒸着法によ
り形成することができるが、その他の薄膜形成方法であ
るスパッタリング法やイオンプレーティング法などを用
いることができる。ただし生産性を考慮すれば、現時点
では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法による真
空蒸着装置の加熱手段を電子線加熱方式とすることが好
ましく、薄膜と基材の密着性及び薄膜の緻密性を向上さ
せるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシス
ト法を用いることも可能である。

【００２２】透明プライマー層４は薄膜層３上に積層さ
れ、印刷インキ乾燥時における引っ張り・収縮等や製袋
におけるセーラ部のしごき等の機械的なストレスを透明
プライマー層により吸収・緩和することができ、とくに
金属酸化物薄膜層３が５００〜１５００Åと比較的薄い
時には必要不可欠である。

【００２３】透明プライマー層４は低伸度でかつ高硬度
の塗膜であることが好ましく、とくに組成は限定しない
が、ガラス転移点６０℃以上でかつ分子量が１００００
〜２００００の間にある透明性を有する高分子材料から
構成される。

【００２４】ガラス転移点６０℃未満の場合では、常温
での安定性がないため、印刷インキの乾燥による引っ張
り・収縮等や製袋におけるセーラ部のしごき等によっ
て、透明プライマー層４の塗膜が寸法変化を起こし、薄
膜層３にクラックが発生し、ガスバリア性が低下する。
ガラス転移点６０℃以上であれば、上記問題は生じず良
好であるが、ガラス転移点があまり高くなりすぎると塗
膜の柔軟性が低下し、同様な問題が生じるため、好まし
くは、ガラス転移点を６０〜８０℃とすることが好まし
い。

【００２５】また樹脂の分子量が１００００未満のもの
は分子量が小さくなるため、低伸度であるが、塗膜が脆
くなり強度上に問題があり、また２００００を越えるも
のは伸びが大きくなり、印刷インキの引っ張り・収縮等
や製袋機におけるしごき等の機械的ストレスの緩和が十
分でなくなるため、好ましくは分子量が１５０００〜１
８０００の間である。

【００２６】上記した条件を満たすプライマー樹脂とし
ては、例えばポリ塩化ビニル系、塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリビニルブチラール系、ポリメチルメタ
クリル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミ
ド系、ニトロセルロース系、セルロース誘導体系などの
熱可塑性高分子樹脂、またはメラミン系、尿素系等の熱
硬化性高分子樹脂が使用することができ、これらから適
宜選択される。なお、必要に応じて硬化剤などを添加し
架橋体として使用することもできる。とくに寸法安定性
に優れ、基材との接着性、グラビア塗工適性が良好なも
のとしてポリエステル樹脂が挙げられる。

【００２７】プライマー樹脂を溶解する有機溶剤として
は、樹脂を溶解することが可能であればとくに限定され
ることはなく例えば、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエ
ステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素類のうち単独または任意に配合したものが使用さ
れる。好ましくは塗膜加工及び臭気の面からトルエンと
メチルエチルケトンを混合したものが好ましい。

【００２８】透明プライマー層４の形成方法としては、
例えばオフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスク
リーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナ
イフエッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方
式を用いることができる。

【００２９】透明プライマー層４の厚さは、均一に塗膜
形成することができれば、特に限定しないが、実用的に
は０．２μｍ以上コーティングすることが好ましい。な
お厚さが０．２μｍ未満のものは、均一な塗膜形成がで
きないことが多く、印刷インキの引っ張り・収縮等や製
袋機におけるしごき等の機械的ストレスの緩和が十分で
なくなり、ガスバリア性が低下するおそれがあるからで
ある。また厚さが１．０μｍを越えると、プライマー樹
脂中に残留する溶剤などの臭気の面で問題があり、とく
に好ましくは、透明プライマー層４の厚さは０．５〜
１．０μｍの範囲が良い。

【００３０】さらに、透明プライマー層４上に他の層を
積層することも可能である。例えば印刷層、ヒートシー
ル層である。印刷層は包装体などとして実用的に用いる
ために形成されるものであり、ウレタン系、アクリル
系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル系などの
従来から用いられているインキバインダー樹脂に各種顔
料、体質顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤などが添加さ
れてなるインキにより構成される層であり、文字、絵柄
などデザインが形成される。形成方法としては、例えば
オフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン
印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエ
ッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方式を用
いることができる。厚さは０．１〜２．０μｍで良い。

【００３１】またヒートシール層は、袋状包装体などに
形成する際の接着部に利用されるものであり、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれ
らの金属架橋物などの樹脂が用いられる。厚さは目的に
応じて決定されるが、一般的には１５〜２００μｍの範
囲である。形成方法としては、上記樹脂からなるフィル
ム状のものをドライラミネート法、ノンソルベントラミ
ネート法により積層する方法、上記樹脂を加熱溶融させ
カーテン状に押し出し、貼り合わせるエキストルーショ
ンラミネート法など公知の方法により積層することがで
きる。

【００３２】本発明の蒸着フィルム積層体を具体的な実
施例を挙げて説明する。

【００３３】〔実施例１〕基材２として膜厚１２μｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの片面
に図示しない電子線加熱方式による真空蒸着装置によ
り、酸化マグネシウムを約５００Åの厚さに蒸着、薄膜
層３を形成し、酸化マグネシウム蒸着フィルムを得た。
得られた蒸着フィルムの蒸着膜厚を蛍光Ｘ線分析法によ
り測定したところ、５５０〜６００Åの厚さであり、こ
のフィルムの酸素透過率を測定したところ２．０〜３．
０（ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ）の値を示した。

【００３４】次いで、この酸化マグネシウム蒸着フィル
ムを以下の樹脂プライマーによりコーティングし、透明
樹脂プライマー層４を形成した。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：６７℃ ・分子量：１８０００・厚さ：０．７０μｍ

【００３５】さらに透明樹脂プライマー層４にウレタン
系印刷インキ４色（墨、紅、黄、白）を用いてグラビア
印刷を行い、積層体を得た。〔実施例２〕実施例１の積層体の最外層に、ポリプロピ
レン（ＣＣＰ）３０μｍをドライラミネート法により積
層した。

【００３６】〔実施例３〕実施例１と積層体の最外層
に、ポリエチレン（ＰＥ）を１５μｍをエキストルーシ
ョンラミネート法により積層した。

【００３７】〔比較例１〕実施例１の樹脂プライマーを
蒸着フィルムに透明プライマー層４を形成せず、直接ウ
レタン系印刷インキ４色（墨、紅、黄、白）を用いてグ
ラビア印刷を行い、積層体を得た。

【００３８】〔実施例４〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：６７℃ ・分子量：１８０００・厚さ：０．２８μｍ

【００３９】〔比較例２〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：６０℃ ・分子量：２０００・厚さ：０．７５μｍ

【００４０】〔比較例３〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：７℃ ・分子量：２００００・厚さ：０．８４μｍ

【００４１】〔実施例５〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ポリウレタン・ガラス転移点：７０℃ ・分子量：１５０００・厚さ：１．０３μｍ

【００４２】〔比較例４〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ポリウレタン・ガラス転移点：４７℃ ・分子量：２５０００・厚さ：１．１０μｍ

【００４３】〔実施例６〕実施例１の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層体を得
た。・樹脂：ニトロセルロース・ガラス転移点：８０℃ ・分子量：２００００・厚さ：０．６９μｍ

【００４４】〔実施例７〕印刷を行っていない実施例１
の積層体に、ポロプロピレン３０μｍをドライラミネー
ト法により積層し、製袋機により加工した。

【００４５】〔比較例５〕印刷を行っていない比較例１
の積層体に、ポロプロピレン３０μｍをドライラミネー
ト法により積層し、製袋機により加工した。

【００４６】〔実施例８〕基材２として膜厚１２μｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの片面
に図示しない電子線加熱方式による真空蒸着装置によ
り、酸化珪素を約４００Åの厚さに蒸着、薄膜層３を形
成し、酸化珪素蒸着フィルムを得た。得られた蒸着フィ
ルムの酸素透過率を測定したところ２．０〜３．０（ｃ
ｃ／ｍ²／ｄａｙ）の値を示した。

【００４７】次いで、この酸化珪素蒸着フィルムを以下
の樹脂プライマーをグラビアコート法によりコーティン
グし、透明樹脂プライマー層４を形成した。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：６７℃ ・分子量：１８０００・厚さ：０．７０μｍ

【００４８】さらにこの積層体の最外層に、ポリプロピ
レン（ＣＣＰ）３０μｍをドライラミネート法により積
層し、製袋機により加工した。

【００４９】〔比較例６〕実施例８の樹脂プライマーを
以下の構成に変更し、それ以外は同様にして積層し、製
袋機により加工した。・樹脂：ポリエステル・ガラス転移点：７℃ ・分子量：２００００・厚さ：０．８０μｍ

【００５０】〔比較例７〕実施例８の蒸着フィルムに透
明プライマー層４を形成せず、ポリプロピレン３０μｍ
をドライラミネート法により積層し、製袋機により加工
した。

【００５１】以上各積層体の印刷層形成前後、ヒートシ
ール層積層後、製袋加工後の酸素透過率（ｃｃ／ｍ²／
ｄａｙ）の測定・評価した結果を表１に記載した。

【００５２】

【表１】

【００５３】実施例に対して比較例は上記した包装体と
して用いられる条件とした、内容物自体を直視すること
が可能なだけの透明性、内容物に対して影響を与える気
体などを遮断する高いガスバリア性、包装体への加工な
どによる物理的、機械的なストレスに対して機能を低下
させない機械的強度（若しくはフレキシビリティ）を全
て満たすものではないことが言える。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、成膜
後の透明性、ガスバリア性に優れ、かつ後加工の工程に
おいて、印刷インキの収縮や製袋機による外部からの折
り曲げや引っ張り、しごき等の作用に対して、薄膜に膜
割れ等の損傷を生じることがなく、上記した包装体とし
て用いられる条件である透明性、ガスバリア性、機械的
強度、フレキシビリティ性を有するものであって、本
来、金属酸化物薄膜のもつ透明性、ガスバリア性を維持
するとともに十分に実用性を発揮することが可能な積層
体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸着フィルム積層体をを説明する断面
図である。

【符号の説明】

１蒸着フィルム積層体２基材３薄膜層４透明樹脂プライマー層

フロントページの続き (72)発明者吉川素子東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明性を有する高分子材料からなる基材
の少なくとも一方の面に厚さ３００〜３０００Åの金属
酸化物薄膜層を設け、該金属酸化物薄膜層上にガラス転
移点６０℃以上でかつ分子量が１００００〜２００００
の間にある透明性を有する高分子材料からなる透明プラ
イマー層を積層してなることを特徴とする蒸着フィルム
積層体。
【請求項２】前記金属酸化物薄膜層が酸化マグネシウ
ム、酸化珪素、酸化アルミニウムであることを特徴とす
る請求項１記載の蒸着フィルム積層体。
【請求項３】前記透明プライマー層がポリエステル樹
脂であることを特徴とする請求項１記載の蒸着フィルム
積層体。