JPH10291268A - 遮光性ガスバリヤーフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光性に優れるとともに、ガスバリヤー性に
優れ、かつ、マイクロ波への露出が可能なガスバリヤー
フィルムを提供する。 【解決手段】 本発明に係る遮光性ガスバリヤーフィル
ムは、遮光性を持つ重合体フィルムと、ガスバリヤー性
の薄膜とを積層してなり、以下の物性を有する。 （１）光線透過率が２０％以下であり； （２）酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ² ・日）以下であ
り； （３）水蒸気透過度（透湿度）が１０ｇ／（ｍ² ・日）
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、食品、薬品等の包装に使
用される遮光性ガスバリヤーフィルムに関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】従来より、食品、薬品等は、酸
素、湿気などによる変質を防止するためにガス透過性の
小さい材料で包装されている。特に、レトルト食品の包
装材料として、マイクロ波を透過するとともに、ガスバ
リヤー性の優れたフィルムに対する要求が高まりつつあ
る。

【０００３】このようなフィルムを作成する一般的な方
法としては、エチレンビニルアルコール共重合体等のガ
スバリヤー性に優れた重合体で単層のフィルムを作成す
る方法、ガスバリヤー性重合体とガスバリヤー性に劣る
重合体とを共押し出しする方法、複数のフィルムをラミ
ネートすることにより多層フィルムを作成する方法など
がある。また、ガスバリヤー性に劣る重合体フィルムに
酸化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜等のセラミックス膜
またはダイヤモンド状炭素膜を形成する方法、ガスバリ
ヤー性に劣る重合体フィルムの表面に塩化ビニリデン等
のガスバリヤー性樹脂等をコーティングする方法などが
ある。

【０００４】これらのガスバリヤーフィルムの中でも、
通常、透明性を有するものがあり、これらを容器として
用いた際には、収容される中身が見えるという利点があ
る反面、透過する光による容器内部の食品、薬品等が変
質するのを防止することが困難であるため、容器を不透
明の箱に入れて光を遮断したり、白インキを表面に印刷
することで解消しようと試みているが、十分ではない場
合がある。

【０００５】特に、アルミニウム金属膜を設けたフィル
ムは、遮光性に優れるとともにガスバリヤー性にも優れ
るため、容器として用いた際に収容される食品、薬品等
の変質を効率良く防止することができる。しかしなが
ら、このフィルムは電子レンジに使用できないという問
題があった。

【０００６】これらのガスバリヤー性フィルムは、現在
多量に使用されているが、その廃棄処理には多くの問題
がある。例えば、フィルムをリサイクルのために分別回
収することは、フィルム自身が種々の材料を複合化した
ものであるために困難である。このため、これらのフィ
ルムは埋め立てや焼却で処理して廃棄するのが一般的で
ある。しかしながら、これらのフィルムを焼却処理する
際に、上記ガスバリヤー性フィルムが、金属や塩素等の
元素を含んでいると、有害物が発生するおそれがあり、
またこれらのフィルムの焼却処理後にも多量の焼却残滓
が発生するという問題点があった。

【０００７】このため、優れた遮光性とガスバリヤー性
とを有し、しかも焼却処理時に金属やセラミック等の焼
却残滓を多量に発生させることなく、また、焼却処理時
や埋め立て処理後等に塩素等の有害物を発生させないフ
ィルムであって、さらにマイクロ波への露出が可能なフ
ィルムの出現が望まれていた。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、遮光性に優れるとともに、ガ
スバリヤー性に優れ、かつ、マイクロ波への露出が可能
であり、しかも焼却処理時や埋め立て処理などの廃棄処
理に際し、有害物を発生させるおそれが少なく焼却残滓
の少ない遮光性ガスバリヤーフィルムを提供することを
目的としている。

【０００９】

【発明の概要】本発明に係る遮光性ガスバリヤーフィル
ムは、遮光性を持つ重合体フィルムと、ガスバリヤー性
の薄膜とを積層してなり、以下の物性を有することを特
徴としている。

【００１０】（１）光線透過率が２０％以下であり； （２）酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ² ・日）以下であ
り； （３）水蒸気透過度（透湿度）が１０ｇ／（ｍ² ・日）
以下である。

【００１１】本発明では、上記遮光性を持つ重合体フィ
ルムが、炭素、水素および酸素元素のみからなり、か
つ、上記ガスバリヤー性の薄膜が、ダイヤモンド状炭素
膜より形成されていることが好ましい。

【００１２】また、遮光性を持つ重合体フィルムが、少
なくとも一方の表面が平滑面である多孔質フィルムであ
ることが好ましい。さらに、重合体がポリエステル樹脂
であることが好ましい。

【００１３】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る遮光性ガスバ
リヤーフィルムについて具体的に説明する。本発明に係
る遮光性ガスバリヤーフィルムは、遮光性重合体フィル
ムと、ガスバリヤー性薄膜とが積層されて形成されてい
る。

【００１４】遮光性重合体フィルム 本発明において用いられる遮光性重合体フィルムの原料
としては、焼却処理時に有害物を生ずるおそれの少ない
重合体が使用される。このような重合体は、重合体を構
成する元素にハロゲン、硫黄、窒素を含まず、有害なハ
ロゲン化物や硫黄酸化物、窒素酸化物が発生するおそれ
が極めて少ないものであり、炭素、酸素、水素からなる
ものである。また、金属やケイ素等の元素で焼却処理時
に焼却残滓を多量に生ずるおそれのあるものを含まない
方が好ましい。

【００１５】この重合体として好ましいのは、炭素、水
素、酸素の三元素よりなる単位構造が構成されるもので
あり、例えばポリオレフィンやポリエステル樹脂、エチ
レンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。この
中ではポリエステル樹脂が特に好ましい。

【００１６】このような遮光性重合体フィルムの製造方
法としては、種々の方法が使用可能であり、例えば上記
重合体に、カーボンブラックや染料等をブレンドしてフ
ィルムを作成する方法、非相溶で屈折率の異なる材料を
ブレンドしてフィルムにする方法、特定の構造を持つフ
ィルム等を延伸して多孔質フィルムにする方法などがあ
る。これらのうち、有害物を生ずるおそれのある材料を
添加せずに得られる多孔質フィルムにより遮光性を発現
させる方法が最も好ましい。

【００１７】また、近年において、アルミニウム等の金
属を使用しない方法で、光透過性の低い重合体フィルム
が得られるようになった。例えば、特開平６−２９８９
５７号公報や特公平８−１６１７５号公報等に提案され
ているように、重合体フィルムを種々の方法で多孔化さ
せることにより、光散乱反射性能を高め、その反射率は
高いもので９５％以上に達している。

【００１８】以下、最も好ましい遮光性重合体フィルム
である多孔質フィルムの場合について述べる。本発明に
使用する遮光性重合体フィルムの膜厚は、１μｍないし
２００μｍ、好ましくは５μｍないし１００μｍ、より
好ましくは１０μｍないし５０μｍであることが望まし
い。

【００１９】本発明に使用する遮光性重合体フィルムの
光線透過率は、２０％以下、好ましくは１０％以下、よ
り好ましくは５％以下、さらに好ましくは１％以下であ
ることが望ましい。

【００２０】本発明に使用する遮光性重合体フィルム
は、少なくとも一方の表面が無孔層である平滑面である
ことが好ましい。この層の厚さは特に限定しないが、多
孔構造により遮光性を生じさせる場合においては、この
遮光性が損なわれない範囲内で厚い方が好ましい。ま
た、フィルム表面の無孔層における表面平滑性は、でき
る限り高いほうが好ましい。表面平滑性が低いと、後述
するガスバリヤー性の薄膜を形成する際に、形成する薄
膜のガスバリヤー性が低下するおそれがあるためであ
る。具体的には、表面粗さを表わすRmax（山と谷の差の
最大値）が０．０５μｍ以下が好ましく、さらに好まし
くは０．０１μｍ以下が好ましい。

【００２１】遮光性重合体フィルムの製造方法 以下、上記のような遮光性高分子フィルムの製造方法に
ついて、ポリエステル樹脂を例にとって具体的に説明す
る。 ＜原料＞本発明において用いられるポリエステル樹脂と
は、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシ
エタンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン
酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シ
クロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸な
どのジカルボン酸単位と、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチ
レングリコール、トリメチレングリコール（プロピレン
グリコール）、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ド
デカメチレングリコール、ポリエチレングリコールなど
の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノールなど
の脂環式グリコール、ビスフェノール類、ハイドロキノ
ン類などの芳香族ジオール類などのジオール単位とから
形成される結晶性を有するポリエステル樹脂である。こ
れらのポリエステル樹脂としては、具体的には、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート、ポリエ
チレンナフタレート等を挙げることができる。これらの
うちでは、非晶性のシートが得られ易く成形性が優れる
ポリエチレンテレフタレートが最も好ましい。

【００２２】このポリエチレンテレフタレートは、テレ
フタル酸またはそのエステル誘導体以外のジカルボン酸
から誘導される構成単位を２０モル％以下の量で含有し
ていてもよい。テレフタル酸以外のジカルボン酸として
は、具体的に、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジ
カルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタ
ンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、
デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸などが
挙げられる。これらのテレフタル酸以外のジカルボン酸
は、そのエステル誘導体として用いてもよい。

【００２３】また、エチレングリコール以外のジオール
から誘導される構成単位を、重合体中に２重量％未満の
量で含有していてもよい。このようなエチレングリコー
ル以外のジオールとして、具体的には、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、トリメチレングリコール（プロピレングリコー
ル）、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチ
レングリコール、ポリエチレングリコールなどの脂肪族
グリコール、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式
グリコール、ビスフェノール類、ハイドロキノン類など
の芳香族ジオール類などが挙げられる。これらのジオー
ルは、そのエステル誘導体として用いてもよい。

【００２４】また、本発明で用いられるポリエチレンテ
レフタレートは、必要に応じて、トリメシン酸、ピロメ
リット酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールな
どの多官能化合物から誘導される構成単位を少量、たと
えば２モル％以下の量で含んでいてもよい。

【００２５】このようなポリエチレンテレフタレート
は、実質上線状であり、このことは該ポリエチレンテレ
フタレートが、o-クロロフェノールに溶解することによ
って確認される。

【００２６】本発明で用いられるポリエチレンテレフタ
レートは、o-クロロフェノール中で２５℃で測定される
固有粘度が、通常０．３〜１．５ｄｌ／ｇ、好ましくは
０．５〜１．５ｄｌ／ｇであることが望ましい。

【００２７】また、本発明で用いられるポリエチレンテ
レフタレートは、上記のようなジカルボン酸とジオール
から従来公知の製造方法により製造される。また、主成
分のポリエチレンテレフタレートとは、上記組成、製法
で作製されたポリエチレンテレフタレートが実質的に１
００％であることが望ましいが、重合時や成形時に生じ
るオリゴマーや分解物を反射フィルムの性能を損なわな
い範囲内で含有することができる。 ＜シート成形＞シートの成形は、Ｔダイを装着した溶融
押出成形が好ましい。押出条件は、従来公知の条件が使
用できる。冷却固化して得られたシートは、通常無配向
から弱い配向状態である。配向状態は成形時のドラフト
比や冷却条件等により変化させることが可能である。シ
ートの結晶化度は通常の公知の方法で得られるが、非晶
シートと呼ばれる範疇に属するものであり、おおむね１
０％以下である。結晶化度はＸ線回折やＤＳＣによる融
解熱量から測定可能である。

【００２８】結晶化度的にはこのようなシートは非晶シ
ートと呼ばれるが、実際には完全な非晶状態にはなく、
ある程度秩序だった球晶的な構造が存在していると考え
られる。ドラフト比が小さければ非晶シート内に存在す
ると考えられる球晶的な構造は大きくなり、ドラフト比
が大きくなれば、球晶的な構造は小さくなると考えられ
る。本発明におけるドラフト比は、５００以下、好まし
くは１００以下、より好ましくは５０以下、さらに好ま
しくは２０以下である。ドラフト比は低い方が高光反射
率のフィルムを得やすいため好ましい。またドラフト比
が大きすぎると延伸操作が国難となる。

【００２９】急冷すると表面層および内層の球晶的構造
の大きさは小さくなり、徐冷すると表面層に比べ、内層
の球晶的な構造は大きくなると考えられ、また結晶化度
も表面層に比べ、高くなると考えられる。そのため、球
晶的な構造の界面は、フィルム表面層よりも明確になる
と考えられる。冷却条件については、特に定めないが、
次の延伸によって得られるフィルム内部の多孔層の孔サ
イズや空孔率を大きくしたい場合は、徐冷を行う方が好
ましい。 ＜延伸＞フィルム内部に空孔を得るために、延伸を行
う。延伸は、一般的に使用される引張試験機、テンター
タイプの延伸機、ロールタイプの延伸機等を使用して行
える。延伸方法としては、自由幅一軸延伸、固定幅一軸
延伸が使用できるが、自由幅一軸延伸の方が均一なフィ
ルムを得ることができ好ましい。

【００３０】延伸温度は、ポリエステル樹脂のガラス転
移温度未満の温度範囲が好ましい。延伸によってフィル
ム断面は、無孔の表面層と、空孔が多数存在する多孔層
とを生じ、光は多孔層で反射される。高光反射率を得る
ためには、低温で延伸する方がより好ましいが、０℃以
下になると装置が複雑になるため、より好ましくは０℃
ないしガラス転移温度以下、さらに好ましくは０℃ない
し４０℃である。

【００３１】延伸倍率は、ネッキングによる自然延伸倍
率にほぼ相当するため、シート成形条件（例えばドラフ
ト率等）によって決定されており、概ね１．１ないし１
０倍の範囲内にある。

【００３２】延伸速度は、２ｍ／ｍｉｎ以上が好まし
い。より好ましくは３ｍ／ｍｉｎ以上、さらに好ましく
は３ないし５０ｍ／ｍｉｎである。延伸速度が遅いと形
成される孔が少なく、または小さくなり、光反射率が低
くなるため好ましくない。また、延伸速度が速すぎる
と、延伸温度やシート成形条件にもよるが、フィルムが
破断するおそれがあるため好ましくない。

【００３３】延伸媒体としては、延伸開始に伴い発生す
る熱がネッキングラインより拡散してしまうような熱伝
導の良い液体中は好ましくなく、熱伝導の悪い気体中の
方が均一で光反射率の高いフィルムを得ることができる
ため好ましい。

【００３４】延伸の具体的操作としては、シート押出方
向の両端をチャック等により固定し、上述の延伸温度の
媒体中で、上述の延伸倍率までシート押出方向と同方向
にネッキング延伸を行う。

【００３５】この延伸に先立って、ネッキング開始ライ
ン（延伸開始線）を所望する位置で行うため、延伸方向
に対し、直角方向に線状に力学的な欠陥を作成すること
により、延伸でこの欠陥部に応力を集中させて、延伸方
向に直角な均一なネッキングラインを得ることができ
る。

【００３６】延伸時には、この延伸開始線をもうけるこ
とが望ましい。これは、ネッキングラインが直線状でな
かったり、延伸方向に対し、直角でなかったりすると、
フィルムの反射率に斑ができたり、延伸時の裂けの原因
になるためである。

【００３７】また、ロール延伸機等を使用して連続的に
光反射フィルム作成する場合には、力学的な欠陥では対
応できないため、例えば延伸温度（雰囲気温度）より高
い温度の線状の熱源をフィルムの延伸方向に対し、直角
方向に接触させることにより、ネッキングラインを一定
位置に固定して延伸しても良い。 ＜ヒートセット＞延伸後のヒートセットは、高温下での
熱収縮を低減するために行われる。ヒートセットは、自
由端で行うことも可能であるが、少なくとも一方向を拘
束した状態で処理することが望ましい。また、ヒートセ
ットを行うための熱媒体は、空気、窒素ガスなどの気体
やポリエステル樹脂を溶解、変性しない液体が使用でき
る。

【００３８】ヒートセット温度は、１００℃〜ポリエス
テル樹脂の融点未満、好ましくは１５０℃〜２４０℃の
温度範囲で行われることが望ましい。ヒートセット温度
が低いと処理時間が長時間必要であるとともに、熱収縮
率が改善されないおそれがある。また、ヒートセット温
度が高すぎると、引張強度が低下したり、溶融により延
伸により形成された孔がつぶれてしまうおそれがある。

【００３９】ヒートセット時間は、ヒートセット温度と
の関係で決定され、熱収縮を低減するためには、高温で
のヒートセットでは短時間、低温でのヒートセットでは
長時間が必要である。具体的には、厚さ５０μｍのシー
トでは、２２０℃で３分程度、２００℃で５分程度処理
すれば十分である。

【００４０】ガスバリヤー性薄膜 上記ガスバリヤー性薄膜として、ダイヤモンド状炭素膜
などの炭素系薄膜、ポリエチレンテレフタレート膜、ポ
リエチレンナフタレート膜などのガスバリヤー性に優れ
た膜が用いられるが、特にダイヤモンド状炭素膜を上記
遮光性重合体フィルム表面の平滑面に作成することで、
優れたガスバリヤー性を発現させ、焼却処理時等に有害
な物質を発生せず、さらに多量の焼却残査を発生を抑え
ることができる。

【００４１】この炭素系薄膜としては、例えばダイヤモ
ンド状炭素膜があり、この薄膜は割れを生じにくいた
め、最も好ましい。このガスバリヤー性薄膜の製造方法
としては、ガスバリヤー性高分子材料の塗布やラミネー
ト、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等の化学蒸着法等の方法が
使用できる。

【００４２】これらの方法の中でも、原料ガスを用いた
イオンプレーティング法および固体の炭素源を用いたイ
オンビームスパッタリング法の物理的蒸着法について具
体的に説明する。

【００４３】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。

【００４４】ただし、基材フィルムとして上記遮光性重
合体フィルムを用いて直流電圧を印加する方法を採用し
た場合、電極表面に載置される遮光性重合体フィルムが
絶縁物であり、電極間で電圧が印加されず、成膜装置内
でプラズマが発生しないため、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５００℃以上と高温にしなければならな
いため、上記基材フィルムの耐熱性を考慮すると好まし
くない場合がある。

【００４５】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、
大面積の遮光性重合体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。

【００４６】このダイヤモンド状炭素膜の薄膜を形成す
るための原料ガスは、炭素と水素とを含有するものであ
る。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等が挙げられ
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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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、しかも酸素原子が
２０原子％、好ましくは１５原子％、より好ましくは１
０原子％となるように調整するのが好ましい。

【００５０】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 ま
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。

【００５１】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。

【００５２】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基材フィルムを変形させ
るおそれがあり、薄すぎると緻密な連続膜にならないお
それがあるため、ダイヤモンド状炭素膜の厚さは、０．
００５μｍ〜１μｍ、好ましくは０．０１μｍ〜０．２
μｍである。

【００５３】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
を上記遮光性重合体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。

【００５４】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
た上記遮光性重合体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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】他の冷却方法としては、気体を循環させる
方法、通電冷却等の方法が挙げられるが、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４〜１
００ＭＨｚ、好ましくは４〜１３．５６ＭＨｚであり、
出力量は、通常２０〜３００Ｗ、好ましくは１００〜２
００Ｗである。

【００６１】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
₂Ｈ₂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。

【００６２】また、使用できる原料ガスの組成範囲を広
げるため、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。

【００６３】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。

【００６４】遮光性ガスバリヤーフィルム 本発明における遮光性ガスバリヤーフィルムは、上記遮
光性重合体フィルムと該遮光性重合体フィルム上に形成
されたガスバリヤー性薄膜とが積層されたものである。

【００６５】上記遮光性ガスバリヤーフィルムの厚さ
は、約１μｍないし約２００μｍ、好ましくは約５μｍ
ないし約１００μｍ、より好ましくは約１０μｍないし
約５０μｍが好ましい。

【００６６】また、光線透過率は、２０％以下、好まし
くは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ま
しくは１％以下である。この光線透過率は低ければ低い
ほどよい。

【００６７】酸素透過度は、１０ｃｃ／（ｍ² ・日）以
下、好ましくは５ｃｃ／（ｍ² ・日）以下、より好まし
くは１ｃｃ／（ｍ² ・日）以下である。また、透湿度
は、１０ｇ／（ｍ² ・日）以下、好ましくは５ｇ／（ｍ
² ・日）以下、より好ましくは１ｇ／（ｍ² ・日）以下
である。これらのガスの透過度も低ければ低いほどよ
い。

【００６８】本発明の遮光性ガスバリヤーフィルムは、
紫外光、可視光、赤外光を透過させにくい上、マイクロ
波を透過させるので電子レンジで使用することができ
る。また、上記遮光性ガスバリヤーフィルムの上記ガス
バリヤー性薄膜として、ダイヤモンド状炭素膜を用いる
と、このダイヤモンド状炭素膜は透明であるため、遮光
性重合体フィルムが有する光沢を損なうことなく、ガス
バリヤー性を向上させることができる。

【００６９】さらに、このようなフィルムを用いると、
従来のアルミニウム金属層を設けたフィルムに比べて、
焼却処理時や埋め立て処理などの廃棄処理に際し、有害
物を発生させるおそれが少なく、特に焼却処理時に焼却
残滓が少なくすることができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明に係る遮光性ガスバリヤーフィル
ムは、遮光性に優れるとともに、ガスバリヤー性に優
れ、かつ、マイクロ波への露出が可能なガスバリヤーフ
ィルムを提供することができる。

【００７１】また、本発明の遮光性ガスバリヤーフィル
ムは、従来の金属アルミニウムやハロゲン系のコート剤
等を使用した遮光性ガスバリヤーフィルムに比べ、著し
く環境に対して優しく、廃棄処理時、特に焼却処理時に
おいて、有毒物を生じるおそれが少ないだけでなく、焼
却残滓が少なくなるため処理が容易となる。

【００７２】本発明の遮光性ガスバリヤーフィルムは、
これら優れた特徴を生かし、食品や薬品などの包装用材
料、特に、レトルト食品用の包装材料として好適に使用
することが可能である。

【００７３】

【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。

【００７４】なお、実施例および比較例において、遮光
性ガスバリヤーフィルムの物性について、下記の評価を
行った。 （１）光線透過率 光線透過率は、島津製作所製分光光度計ＵＶ−３５６
１６型を使用して測定した。（波長５５０ｎｍ） （２）酸素透過度 酸素透過度は、ヤナコ製ガス透過測定装置を使用して、
２３℃の酸素雰囲気下で測定した。 （３）水蒸気透過度 水蒸気透過度は、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。 （４）膜厚 膜厚は、東洋精機製デジシックネステスタにより測定し
た。 （５）遮光性重合体フィルムの無孔層の厚さ 無孔層の厚さは、遮光性重合体フィルム断面の走査型電
子顕微鏡（日立Ｓ−８００）写真より測定した。 （６）ガスバリヤー性薄膜の厚さ ガスバリヤー性薄膜の厚さは、切り出した遮光性ガスバ
リヤーフィルムの断面を透過型電子顕微鏡を用いて観察
した。 （７）表面平滑性 ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により表面の凹凸を観察し、
表面平滑性の指標としてRmax（山と谷の差の最大値）を
測定した。

【００７５】

【実施例１】遮光性重合体フィルムの作成 固有粘度が０．７９ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレ
ートを減圧下２００℃で２４時間乾燥後、３０ｍｍφ一
軸押出機で押出温度２８５℃で結晶化度５％のＴダイシ
ートを成形した。成形条件は、スクリュウ回転数５０ｒ
ｐｍ、ダイス幅２５ｃｍ、リップ０．７５ｍｍ、ドラフ
ト比５．３、冷却ロール温度６０℃である。作成したシ
ートの厚さは、１７３μｍであった。

【００７６】このシートを使用し、シート押出成形方向
へ、自由幅一軸延伸を行った。延伸には、東洋精機製二
軸延伸機ヘビー型を使用した。延伸に際し、ネッキング
を一定の位置から開始させるため、シートの押出方向に
対し、直角方向に延伸開始線を作成した。延伸開始線は
シートを折り曲げることにより作成した。

【００７７】このシートを延伸機に装着し、延伸した。
延伸速度は、シートの降伏点を過ぎるまでは０．１ｍ／
ｍｉｎの速度で行ない、ネッキングが開始後、延伸を中
断することなく、所定の延伸速度に移行して延伸して、
延伸フィルムを得た。ここで、延伸温度および延伸速度
は、それぞれ２５℃および６ｍ／ｍｉｎであり、延伸倍
率は約６倍であった。

【００７８】続いて、シート全方向を固定端でヒートセ
ットを行った。ヒートセットは２００℃に調節したエア
オーブン（タバイ製）中で５分間処理した。得られた遮
光性重合体フィルムの表面を走査型電子顕微鏡を用いて
観察した結果、平滑であり微孔や突起物は観察されなか
った。フィルム断面は、無孔の表面層と孔が多数存在す
る多孔層から構成されている。それぞれの層の厚さは
９．６μｍおよび３６．８μｍであった。

【００７９】作成したフィルムの物性を表１に示す。

【００８０】

【表１】

【００８１】遮光性重合体フィルム上へのガスバリヤー
性薄膜の作成 上記の遮光性重合体フィルムを、図１に示す成膜装置内
のＳｉウェハ９に貼り付けた後、真空容器図１内の冷却
板７上に載置した後、真空容器図１内を１×１０^-5Ｔｏ
ｒｒまで減圧した。

【００８２】次いで、ガス導入管８より原料ガスとして
Ｃ₂Ｈ₂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５×１
０^-3Ｔｏｒｒにした後、周波数１３．５６ＭＨｚ、１５
０Ｗの高周波出力を高周波電極を介してこの原料ガスに
印加し、３分間成膜を行った。

【００８３】得られたガスバリヤー性薄膜の表面を、透
過型電子顕微鏡により観察した結果、膜厚は０．１２μ
ｍであることがわかった。さらに、このガスバリヤー性
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４８．０原子％の量で、かつ、酸素原子が４．０
原子％の量で含まれていることが分かった。

【００８４】得られた遮光性ガスバリヤーフィルムの物
性を表２に示す。

【００８５】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る遮光性ガスバリヤーフィ
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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｄ // Ｂ２９Ｃ 55/02 Ｂ２９Ｃ 55/02 Ｃ０８Ｊ 7/06 ＣＦＤ Ｃ０８Ｊ 7/06 ＣＦＤＺ Ｂ２９Ｋ 67:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 7:00 9:00 Ｃ０８Ｌ 67:03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮光性を持つ重合体フィルムと、ガスバ
   リヤー性の薄膜とを積層してなり、以下の物性を有する
   ことを特徴とする遮光性ガスバリヤーフィルム： （１）光線透過率が２０％以下であり； （２）酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ² ・日）以下であ
   り； （３）水蒸気透過度（透湿度）が１０ｇ／（ｍ² ・日）
   以下である。
2. 【請求項２】 上記遮光性を持つ重合体フィルムが、炭
   素、水素および酸素元素のみから形成されており、か
   つ、上記ガスバリヤー性の薄膜が、ダイヤモンド状炭素
   膜より形成されている請求項１に記載の遮光性ガスバリ
   ヤーフィルム。
3. 【請求項３】 遮光性を持つ重合体フィルムが、少なく
   とも一方の表面が平滑面である多孔質フィルムである請
   求項１または２に記載の遮光性ガスバリヤーフィルム。
4. 【請求項４】 前記重合体がポリエステル樹脂である請
   求項１ないし３のいずれかに記載の遮光性ガスバリヤー
   フィルム。