JPH11198280A - 積層体およびその製造方法 - Google Patents

積層体およびその製造方法

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JPH11198280A
JPH11198280A JP10004017A JP401798A JPH11198280A JP H11198280 A JPH11198280 A JP H11198280A JP 10004017 A JP10004017 A JP 10004017A JP 401798 A JP401798 A JP 401798A JP H11198280 A JPH11198280 A JP H11198280A
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JP
Japan
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polyethylene
laminate
vapor
deposited layer
layer
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Pending
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JP10004017A
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English (en)
Inventor
Norimasa Sekine
徳政 関根
Nobuo Furusawa
伸夫 古沢
Tadashi Hongo
忠志 本郷
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラスチック基材上に無機酸化物からなる薄膜
蒸着層を形成したバリア層とシーラント層とを、接着剤
を用いずにラミネートした優れたラミネート強度を有す
るバリア性積層体およびその製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】プラスチック基材上に無機酸化物からなる
薄膜蒸着層を形成し、表面を活性化処理した該蒸着層表
面に、片面を活性化処理したフィルム状の溶融ポリエチ
レンを前記蒸着層と対向するように押し出し、前記蒸着
層とポリエチレンを積層したことを特徴とする積層体で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材にバリア層と
シーラント層を形成した包装用の積層体に係わり、さら
に詳しくはプラスチック基材上に無機酸化物からなる薄
膜蒸着層を形成したバリア層とシーラント層とからなる
バリア性積層体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、包装用の材料は保存、運搬時の
機械的強度を付与すための基材と、内容物を包装体中に
熱封止するための熱可塑性樹脂からなるシーラント層と
によって構成される。基材としては、紙、2軸延伸ポリ
エステルフィルム、2軸延伸ナイロンフィルム、2軸延
伸ポリプロピレンフィルムなどが用いられる。シーラン
ト層としては、熱可塑性樹脂として低密度ポリエチレ
ン、直鎖低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポ
リプロピレンなどが挙げられる。さらに、包装体として
の機能を付加するために、前記基材を複数積層したり、
エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムや塩化ビ
ニリデンフィルム、アルミニウム箔などが積層されて用
いられる。さらに無機酸化物からなる薄膜層を蒸着した
プラスチック基材としては、酸素バリア性、水蒸気バリ
ア性に優れる上、透明性など優れた特徴を有し、各種内
容物に対する包装用材料として広く用いられている。
【0003】これらの多数の基材やシーラント層をラミ
ネートして積層体とする方法には、基材とシーラント層
のためのフィルムをあらかじめそれぞれ用意し、一方の
フィルムにポリエステル系、ポリウレタン系、ポリオー
ル系などの接着剤を塗布してラミネートするドライラミ
ネートやエラストマー、石油樹脂などからなる接着剤を
用いるノンソルラミネートなどの方法が挙げられる。ま
た、シーラント層となる熱可塑性樹脂を押出機内で溶融
させ、これをTダイから融出させ、あらかじめ接着剤を
主成分とするアンカーコート剤を塗布した基材上に塗布
してラミネートする押出ラミネートやニーラムなどの方
法が挙げられる。
【0004】しかし、これらのいずれの方法も、接着剤
またはアンカーコート剤をラミネートする基材に塗布す
る工程が必要であり、接着剤またはアンカーコート剤を
十分に固化させるためには、ラミネート後の熱処理が必
要であるという欠点を有している。さらに接着剤または
アンカーコート剤をフィルムに塗布するために溶剤を必
要とし、塗布工程でのむらなどにより多層構成体の品質
に欠陥が発生しやすいなどの欠点を有している。また、
積層体中に接着剤層を含むために、接着剤の臭気やその
残留溶剤などが包装体の臭気として発生するなどの欠点
も有していた。さらに、基材として無機酸化物からなる
薄膜層を蒸着したプラスチック基材を用いる場合には、
このアンカーコートの処理工程やその時の溶剤などの影
響により、酸素や水に対するバリアー性が低下する場合
があり、問題となっていた。
【0005】一方、接着剤やアンカーコート剤を用いな
い方法として、エチレンとアクリル酸との共重合体や粘
着剤が配合された樹脂などの接着性の樹脂を基材上に押
出ラミネートする方法が実施されている。しかし、接着
性の樹脂は高価である上、特有の臭気を発したり、押出
機内に残留しやすいために他の樹脂との交換が容易でな
いなど製造上の欠点を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、プラスチック基材上に無機酸化物からなる薄
膜蒸着層を形成したバリア層とシーラント層とを接着剤
を用いずにラミネートした優れたラミネート強度を有す
るバリア性積層体およびその製造方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の手段に
よって課題を解決することができる。すなわち、請求項
1に記載の発明は、プラスチック基材上に無機酸化物か
らなる薄膜蒸着層を形成し、表面を活性化処理した該蒸
着層表面に、片面を活性化処理したフィルム状の溶融ポ
リエチレンを前記蒸着層と対向するように押し出し、前
記蒸着層とポリエチレンを積層したことを特徴とする積
層体である。
【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
積層体において、前記蒸着層の表面が、コロナ処理また
はプラズマ処理によって活性化処理を施されたことを特
徴とする。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
積層体において、前記ポリエチレンの表面が、オゾン処
理によって活性化処理を施されたことを特徴とする。
【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1記載の
積層体において、前記無機酸化物が酸化アルミニウム、
酸化珪素あるいはそれらの混合物であることを特徴とす
る。
【0011】請求項5に記載の発明は、請求項1記載の
積層体において、前記ポリエチレンがブテン−1、ヘキ
セン−1、オクテン−1から選ばれたコモノマーとエチ
レンとの共重合体である直鎖低密度ポリエチレンである
ことを特徴とする。
【0012】請求項6に記載の発明は、請求項1または
5記載の積層体において、前記ポリエチレンの密度が、
0.870乃至0.925g/cm3の範囲であること
を特徴とする。
【0013】請求項7に記載の発明は、請求項1、5、
6記載の何れかの積層体において、前記ポリエチレン
が、シングルサイト系触媒により重合されたことを特徴
とする。
【0014】請求項8に記載の発明は、プラスチック基
材上に無機酸化物からなる薄膜蒸着層を形成し、表面を
活性化処理した該蒸着層表面に、押出機で押し出される
フィルム状の溶融ポリエチレンの片面を、Tダイからラ
ミネートされるまでのエアーギャップ間で、活性化処理
した該ポリエチレン表面が前記蒸着層と対向するように
押し出し、前記蒸着層とポリエチレンを押出積層するこ
とを特徴とする積層体の製造方法。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の無機酸化物からなる薄膜
蒸着層を形成するプラスチック基材としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、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、ポリスチレン、ポリアミ
ド、ポリアクリロニトリルなどの未延伸または延伸した
プラスチックフィルムを用いることができる。
【0016】本発明の薄膜蒸着層を形成する無機酸化物
としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化
マグネシウム、或いはそれらの混合物などの無機酸化物
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。特に、酸化ア
ルミニウム及び酸化珪素が好ましい。
【0017】薄膜蒸着層の厚さは、用いられる無機化合
物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には
5〜300nm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、膜厚が5nm未満であると
均一な膜が得られ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、膜厚が300nm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。好ましくは、1
0〜150nmの範囲にある。
【0018】無機酸化物からなる薄膜蒸着層を形成する
方法としては、通常の真空蒸着法により形成することが
できるが、その他スパッタリング法やイオンプレーティ
ング法、プラズマ気相成長法(CVD)などを用いるこ
ともできる。但し、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
装置の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方
式、誘導加熱方式とすることが好ましく、薄膜と基材の
密着成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。また、蒸着膜の透明性を上げるために蒸着の
際、酸素ガスなど吹き込んだりする反応蒸着法を用いる
こともできる。
【0019】また、上記薄膜層を形成するためにプラス
チック基材上に、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系
樹脂などのプライマー層を設けたり、あるいは、無機酸
化物薄膜層上に薄膜保護のための水溶性高分子を主成分
とするオーバーコート層などを必要に応じて設けること
ができる。
【0020】蒸着層の表面処理層は、コロナ処理、プラ
ズマ処理、電子線照射、紫外線照射などの乾式プロセス
によって行うことができ、これらの処理により基材表面
に活性で反応性に富んだ化学種を生成することができ
る。これらの表面処理の中でコロナ処理は簡便な装置で
高い活性の表面処理をすることができ、また、プラズマ
処理は酸素、アルゴン、エチレン、プロピレンなどのガ
スを導入することで自由度の高い表面処理を行うことが
でき、好適である。
【0021】本発明に用いることのできるポリエチレン
としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンを用いる
ことができ、中でも直鎖低密度ポリエチレンは、強固な
ラミネート強度が得られることから望ましい。さらに上
記ポリエチレンには、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、
アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤などの添加
剤を加えることができる。
【0022】上記直鎖低密度ポリエチレンとしては、プ
ロペン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1、4
−メチル−ペンテン−1から選ばれたエチレンとの共重
合が、安価であり好ましく、特に密度0.870g/c
m3以上、0.925g/cm3以下、であるが、0.
89乃至0.915g/cm3の範囲であることが好ま
しい。また、ポリエチレンとしては、臭気のもととなる
低分子量成分が少ないメタロセン触媒などシングルサイ
ト系触媒により重合されたポリエチレンが好ましい。
【0023】本発明の積層体は、基材の巻き出し部、基
材の表面処理部、ラミネート部、巻き取り部および押出
機、Tダイからなる一般的な押出ラミネート装置により
製造することができる。即ち無機酸化物からなる薄膜層
を蒸着したプラスチック基材を巻き出し部から送出し、
次いで表面処理部でプラスチック基材の蒸着側をコロナ
処理、プラズマ処理、電子線照射、紫外線照射などの乾
式プロセスにより表面処理することができる。ついで、
ラミネート部では、押出機内で溶融しTダイから押出さ
れたポリエチレンとラミネートすることができる。この
Tダイからラミネートされるまでのエアーギャップ間の
溶融ポリエチレン膜のラミネート側にオゾンガスを噴霧
して、ポリエチレン膜の表面に酸化層を形成することが
できる。さらに、前記積層体は巻き取り部において巻き
取られる。前記押出機およびTダイにおける溶融ポリエ
チレンの温度は、低すぎるとポリエチレンの加工性が悪
くなり、高すぎるとポリエチレン自体の劣化が生じるた
め260℃以上、330℃以下がよく、さらには280
℃乃至310℃の範囲であることが好適である。
【0024】前記オゾン処理に用いるオゾンガスの濃度
は5g/Nm3以上、60g/Nm3以下とするのが良
く、15g/Nm3乃至50g /Nm3の範囲であるこ
とが好ましい。オゾンガスの流量は、押し出されるTダ
イの幅によって調整されるが、Tダイ幅1mあたり1L
/min乃至5L/minの範囲であることが好まし
い。
【0025】
【作用】プラスチック基材上に無機酸化物からなる薄膜
蒸着層を形成し、表面をコロナ処理またはプラズマ処理
等によって活性化処理した該蒸着層表面に、押出機で押
し出されるフィルム状の溶融ポリエチレンの片面を、T
ダイからラミネートされるまでのエアーギャップ間で、
オゾンガスを吹き付け、活性化処理した該ポリエチレン
表面が前記蒸着層と対向するように押し出し、前記蒸着
層とポリエチレンを押出積層する。上記操作により、活
性化処理を施された基材上の蒸着層表面とポリエチレン
の表面に活性な化学種が生成し、結合するために、アン
カーコート剤を用いずに強固なラミネート強度を有する
積層体が得られる。
【0026】
【実施例】以下実施例に基づき本発明を具体的に詳述す
るが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
【0027】<実施例1>基材として、厚さ12μmの
2軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィル
ムの片面に、抵抗加熱方式による真空蒸着装置により、
酸化珪素を約40nmの厚さに蒸着し無機酸化物薄膜層
を形成し、本発明のプラスチック基材を得た。この基材
を押出ラミネーターのライン上に設置されたコロナ処理
機により蒸着層側をコロナ表面処理し、次いで、ポリエ
チレンとして低密度ポリエチレンM14P(三井石油化
学社製、密度0.919g/cm3、MFR5.1)を
300℃でTダイより押出し、そのTダイ下にて35g
/Nm3の濃度のオゾンガスにポリエチレンのラミネー
ト側を処理し、前記プラスチック基材の表面処理側とポ
リエチレンのオゾン処理側とをラミネートして、本発明
からなる積層体を作製した。
【0028】<実施例2>実施例1において、ポリエチ
レンとしてシングルサイト系触媒により重合された直鎖
低密度ポリエチレン(三井石油化学社製エボリューSP
1540(密度0.915g/cm3)とし、押出温度
を290℃とした他は同様にして積層体を作製した。
【0029】<実施例3>実施例1において、無機酸化
物を酸化アルミニウムとし、ヘリウムガスとエチレンガ
スとの混合ガス中でプラズマ表面処理を行い、他を同様
として積層体を作製した。
【0030】<比較例1>実施例2においてオゾンガス
を用いないで、他は同様として積層体を作製した。
【0031】<比較例2>実施例2において、基材側に
コロナ表面処理を行わない他は同様として積層体を作製
した。
【0032】上記において作製した積層体を幅15mm
の短冊上にきりだし、引張試験機にて引張速度100m
m/minの速度で、基材と直鎖低密度ポリエチレンと
のラミネート強度を測定したところ表1の結果を得た。
この結果から本発明からなる積層体では、優れたラミネ
ート強度を有することが明らかである。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明により、プラスチック基材上に無
機酸化物からなる薄膜蒸着層を形成したバリア層とシー
ラント層とからなる積層体をアンカーコート剤を用いず
に積層構成できるため、安価で、品質が均一であり、ア
ンカーコート剤や溶剤の臭気を含まない特に食品用の包
装材料に好適な優れたラミネート強度を有する積層体お
よびその製造方法を提供することができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラスチック基材上に無機酸化物からなる
    薄膜蒸着層を形成し、表面を活性化処理した該蒸着層表
    面に、片面を活性化処理したフィルム状の溶融ポリエチ
    レンを前記蒸着層と対向するように押し出し、前記蒸着
    層とポリエチレンを積層したことを特徴とする積層体。
  2. 【請求項2】前記蒸着層の表面が、コロナ処理またはプ
    ラズマ処理によって活性化処理を施されたことを特徴と
    する請求項1記載の積層体。
  3. 【請求項3】前記ポリエチレンの表面が、オゾン処理に
    よって活性化処理を施されたことを特徴とする請求項1
    記載の積層体。
  4. 【請求項4】前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化
    珪素あるいはそれらの混合物であることを特徴とする請
    求項1記載の積層体。
  5. 【請求項5】前記ポリエチレンがブテン−1、ヘキセン
    −1、オクテン−1から選ばれたコモノマーとエチレン
    との共重合体である直鎖低密度ポリエチレンであること
    を特徴とする請求項1記載の積層体。
  6. 【請求項6】前記ポリエチレンの密度が、0.870乃
    至0.925g/cm3の範囲であることを特徴とする
    請求項1または5記載の積層体。
  7. 【請求項7】前記ポリエチレンが、シングルサイト系触
    媒により重合されたことを特徴とする請求項1、5、6
    記載の何れかの積層体。
  8. 【請求項8】プラスチック基材上に無機酸化物からなる
    薄膜蒸着層を形成し、表面を活性化処理した該蒸着層表
    面に、押出機で押し出されるフィルム状の溶融ポリエチ
    レンの片面を、Tダイからラミネートされるまでのエア
    ーギャップ間で、活性化処理した該ポリエチレン表面が
    前記蒸着層と対向するように押し出し、前記蒸着層とポ
    リエチレンを押出積層することを特徴とする積層体の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002144467A (ja) * 2000-11-14 2002-05-21 Toppan Printing Co Ltd 紙容器用積層材料およびその積層材料を用いた紙容器
KR100435256B1 (ko) * 2002-01-03 2004-06-11 우세산업 주식회사 금속표면의 고분자수지 코팅방법
JP2011195193A (ja) * 2010-03-24 2011-10-06 Sakai Kagaku Kogyo Kk 分別容易な複合シート材およびその製造方法

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Effective date: 20040518