JPH11300876A - ガスバリア材およびその製造方法および包装体 - Google Patents
ガスバリア材およびその製造方法および包装体Info
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- JPH11300876A JPH11300876A JP10113881A JP11388198A JPH11300876A JP H11300876 A JPH11300876 A JP H11300876A JP 10113881 A JP10113881 A JP 10113881A JP 11388198 A JP11388198 A JP 11388198A JP H11300876 A JPH11300876 A JP H11300876A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】食品や医薬品の包装体等に使用さりる透明で環
境に優位なガスバリア材において、引っ張り等の応力に
よる変形に対してもクラックの発生を抑制し、バリア性
を維持するガスバリア材およびその製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】プラスチックフィルムからなる基材１０の
少なくとも片面に、金属もしくは金属化合物からなる無
機化合物層２０、金属アルコキシドの加水分解物と水溶
性高分子樹脂との複合物からなる被覆層３０を有するガ
スバリア材１において、珪素または珪素化合物でなる該
無機化合物層２０と被覆層３０とが、厚さ方向に均一に
分布し、ポア２２を含む前記無機化合物層２０を不活性
ガスの存在下で真空蒸着法によって形成した後、前記被
覆層３０をゾル・ゲル法によって形成するガスバリア材
１の製造方法としたものである。
境に優位なガスバリア材において、引っ張り等の応力に
よる変形に対してもクラックの発生を抑制し、バリア性
を維持するガスバリア材およびその製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】プラスチックフィルムからなる基材１０の
少なくとも片面に、金属もしくは金属化合物からなる無
機化合物層２０、金属アルコキシドの加水分解物と水溶
性高分子樹脂との複合物からなる被覆層３０を有するガ
スバリア材１において、珪素または珪素化合物でなる該
無機化合物層２０と被覆層３０とが、厚さ方向に均一に
分布し、ポア２２を含む前記無機化合物層２０を不活性
ガスの存在下で真空蒸着法によって形成した後、前記被
覆層３０をゾル・ゲル法によって形成するガスバリア材
１の製造方法としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品や医薬品等の
包装に適した酸素および水蒸気の透過に対して高度なバ
リア性を有する透明なガスバリア材に関するものであ
り、さらに詳しくは、無機物と有機化合物とを膜厚方向
に均一に分布せしめることによって、変形によるガスバ
リア性の劣化が少ないガスバリア材およびその製造方法
に関する。
包装に適した酸素および水蒸気の透過に対して高度なバ
リア性を有する透明なガスバリア材に関するものであ
り、さらに詳しくは、無機物と有機化合物とを膜厚方向
に均一に分布せしめることによって、変形によるガスバ
リア性の劣化が少ないガスバリア材およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、包装材料としては内容物の保
存のためにガスバリア性が重要であり、酸素や水蒸気に
対するバリア性を備えた包装材料として、アルミ箔やポ
リ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）コートが使われてきた。
しかしアルミ箔は優れたガスバリア性を持つものの、不
透明であるため内容物の確認ができない、内容物の金属
探知器による検査ができない、マイクロ波が通らないた
め電子レンジ食品等には使えない、また焼却過程で溶融
したアルミインゴットが炉底にたまって炉を傷めるとい
った多くの問題点があった。
存のためにガスバリア性が重要であり、酸素や水蒸気に
対するバリア性を備えた包装材料として、アルミ箔やポ
リ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）コートが使われてきた。
しかしアルミ箔は優れたガスバリア性を持つものの、不
透明であるため内容物の確認ができない、内容物の金属
探知器による検査ができない、マイクロ波が通らないた
め電子レンジ食品等には使えない、また焼却過程で溶融
したアルミインゴットが炉底にたまって炉を傷めるとい
った多くの問題点があった。
【０００３】一方、ＰＶＤＣは透明であるもののガスバ
リア性が不十分であるうえに、塩素を分子内に含有する
ため焼却過程で有毒な塩素系ガスを排出するため環境衛
生上好ましくなく、かつ塩素ガスによって焼却炉の腐食
等をもたらすという問題もあった。
リア性が不十分であるうえに、塩素を分子内に含有する
ため焼却過程で有毒な塩素系ガスを排出するため環境衛
生上好ましくなく、かつ塩素ガスによって焼却炉の腐食
等をもたらすという問題もあった。
【０００４】上記両者の問題点を解決するものとして、
最近は酸化珪素等でなる無機化合物層をガスバリア層と
して高分子基材上に設けたガスバリアフィルムが開発さ
れている。しかし、これらはアルミ箔に比べて透明であ
るが、ガスバリア性がまだ不十分であること、引っ張り
等の応力に弱くガスバリア性が劣化するため、ガスバリ
ア材としての用途が制限されていた。
最近は酸化珪素等でなる無機化合物層をガスバリア層と
して高分子基材上に設けたガスバリアフィルムが開発さ
れている。しかし、これらはアルミ箔に比べて透明であ
るが、ガスバリア性がまだ不十分であること、引っ張り
等の応力に弱くガスバリア性が劣化するため、ガスバリ
ア材としての用途が制限されていた。
【０００５】上記の無機化合物層をガスバリア層とする
ガスバリア材での問題点を解決するために、金属アルコ
キシドの加水分解物と水溶性高分子樹脂との複合物でな
る有機層を酸化珪素等でなる無機化合物層上に積層させ
たガスバリア材が開発されている。この有機層は透明性
に優れており、またガスバリア性も向上するが、引っ張
り等の応力に対してまだ不十分なものであった。
ガスバリア材での問題点を解決するために、金属アルコ
キシドの加水分解物と水溶性高分子樹脂との複合物でな
る有機層を酸化珪素等でなる無機化合物層上に積層させ
たガスバリア材が開発されている。この有機層は透明性
に優れており、またガスバリア性も向上するが、引っ張
り等の応力に対してまだ不十分なものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これは、無機化合物層
を高分子樹脂（プラスチックフィルム）でなる基材上に
設けたガスバリア材は、引っ張り等の応力が加わると無
機化合物層に割れ（クラック）が発生することからガス
バリア性が劣化するものであり、無機化合物層と有機層
を積層したガスバリア材においても無機化合物層に生じ
るクラックによりガスバリア性が維持できないためであ
る。
を高分子樹脂（プラスチックフィルム）でなる基材上に
設けたガスバリア材は、引っ張り等の応力が加わると無
機化合物層に割れ（クラック）が発生することからガス
バリア性が劣化するものであり、無機化合物層と有機層
を積層したガスバリア材においても無機化合物層に生じ
るクラックによりガスバリア性が維持できないためであ
る。
【０００７】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するものであり、その課題とするところは、引っ張り等
の応力による変形に対してもクラックの発生を抑制し、
バリア性を維持することのできるガスバリア材およびそ
の製造方法を提供することにある。
するものであり、その課題とするところは、引っ張り等
の応力による変形に対してもクラックの発生を抑制し、
バリア性を維持することのできるガスバリア材およびそ
の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、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、金属も
しくは金属化合物からなる無機化合物層、金属アルコキ
シドの加水分解物と水溶性高分子樹脂との複合物からな
る被覆層を有するガスバリア材において、該無機化合物
層と被覆層とが、厚さ方向に均一に分布していることを
特徴とするガスバリア材としたものである。
を達成するために、まず請求項１の発明では、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、金属も
しくは金属化合物からなる無機化合物層、金属アルコキ
シドの加水分解物と水溶性高分子樹脂との複合物からな
る被覆層を有するガスバリア材において、該無機化合物
層と被覆層とが、厚さ方向に均一に分布していることを
特徴とするガスバリア材としたものである。
【０００９】また、請求項２の発明では、前記無機化合
物層が、珪素または珪素化合物からなることを特徴とす
る請求項１記載のガスバリア材としたものである。
物層が、珪素または珪素化合物からなることを特徴とす
る請求項１記載のガスバリア材としたものである。
【００１０】また、請求項３の発明では、前記金属アル
コキシドが、珪素化合物、アルミニウム化合物のいずれ
か一方または両方を含むものであることを特徴とする請
求項１記載のガスバリア材としたものである。
コキシドが、珪素化合物、アルミニウム化合物のいずれ
か一方または両方を含むものであることを特徴とする請
求項１記載のガスバリア材としたものである。
【００１１】また、請求項４の発明では、前記水溶性高
分子樹脂が、ポリビニルアルコールであることを特徴と
する請求項１または３記載のガスバリア材としたもので
ある。
分子樹脂が、ポリビニルアルコールであることを特徴と
する請求項１または３記載のガスバリア材としたもので
ある。
【００１２】また、請求項５の発明では、前記基材上
に、前記無機化合物層を不活性ガスの存在下で真空蒸着
法によって形成した後、前記被覆層をゾル・ゲル法によ
って形成することを特徴とするガスバリア材の製造方法
としたものである。
に、前記無機化合物層を不活性ガスの存在下で真空蒸着
法によって形成した後、前記被覆層をゾル・ゲル法によ
って形成することを特徴とするガスバリア材の製造方法
としたものである。
【００１３】また、請求項６の発明では、前記請求項
１、２、３または４記載のガスバリア材を用いて、食品
および医薬品等の透明でガスバリア性を有する包装材料
とすることを特徴とする包装体としたものである。
１、２、３または４記載のガスバリア材を用いて、食品
および医薬品等の透明でガスバリア性を有する包装材料
とすることを特徴とする包装体としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本発明のガスバリア材は、図１に示すように、プラ
スチックフィルムからなる基材（１０）の少なくとも片
面に、金属もしくは金属化合物からなる無機化合物層
（２０）、金属アルコキシドの加水分解物と水溶性高分
子樹脂との複合物からなる被覆層（３０）を有するガス
バリア材において、該無機化合物層と被覆層（３０）と
が、厚さ方向に均一に分布しているガスバリア材（１）
であり、前記基材（１０）上に、前記無機化合物層（２
０）を不活性ガスの存在下で真空蒸着法によって形成し
て、無機化合物層（２０）中に微細な空隙（以下ポア
（２２）という）を形成した後、前記被覆層（３０）を
ロールコート等ゾル・ゲル法によって形成することを特
徴とするガスバリア材の製造方法である。
る。本発明のガスバリア材は、図１に示すように、プラ
スチックフィルムからなる基材（１０）の少なくとも片
面に、金属もしくは金属化合物からなる無機化合物層
（２０）、金属アルコキシドの加水分解物と水溶性高分
子樹脂との複合物からなる被覆層（３０）を有するガス
バリア材において、該無機化合物層と被覆層（３０）と
が、厚さ方向に均一に分布しているガスバリア材（１）
であり、前記基材（１０）上に、前記無機化合物層（２
０）を不活性ガスの存在下で真空蒸着法によって形成し
て、無機化合物層（２０）中に微細な空隙（以下ポア
（２２）という）を形成した後、前記被覆層（３０）を
ロールコート等ゾル・ゲル法によって形成することを特
徴とするガスバリア材の製造方法である。
【００１５】上記のように、無機化合物層（２０）の持
つバリア性を維持しながら、有機化合物を含む被覆層
（３０）を、積層するのではなく、無機化合物層（２
０）に形成されたポア（２２）を被覆層（３０）との混
合に適する大きさとし、無機化合物層（２０）中に混合
させるような形態とすることによって、引っ張り等の応
力による変形に対してもクラックの発生を抑制するガス
バリア材とすることができるものである。
つバリア性を維持しながら、有機化合物を含む被覆層
（３０）を、積層するのではなく、無機化合物層（２
０）に形成されたポア（２２）を被覆層（３０）との混
合に適する大きさとし、無機化合物層（２０）中に混合
させるような形態とすることによって、引っ張り等の応
力による変形に対してもクラックの発生を抑制するガス
バリア材とすることができるものである。
【００１６】また、上記無機化合物層（２０）が酸化珪
素でなり、この酸化珪素を無機化合物層（２０）とし、
プラスチックフィルムからなる基材（１０）上に付着さ
せる方法として、真空中で酸化珪素を加熱し蒸発させて
プラスチックフィルムからなる基材（１０）上に付着さ
せる真空蒸着法が利用されている。この真空蒸着法は無
機物質などを緻密な構造で基材上に付着させるのに適し
た方法であり、真空蒸着の雰囲気中に不活性ガスを導入
しながら蒸着することによって、酸化珪素蒸着膜中にポ
ア（２２）を存在させることができる。
素でなり、この酸化珪素を無機化合物層（２０）とし、
プラスチックフィルムからなる基材（１０）上に付着さ
せる方法として、真空中で酸化珪素を加熱し蒸発させて
プラスチックフィルムからなる基材（１０）上に付着さ
せる真空蒸着法が利用されている。この真空蒸着法は無
機物質などを緻密な構造で基材上に付着させるのに適し
た方法であり、真空蒸着の雰囲気中に不活性ガスを導入
しながら蒸着することによって、酸化珪素蒸着膜中にポ
ア（２２）を存在させることができる。
【００１７】上記導入する不活性ガスとしては、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン等が上げられるが、中でも原子径
の小さいヘリウムがポア（２２）を作成するのに好適で
ある。ここで、もし上記酸化珪素蒸着中に活性のあるガ
スを導入した場合、ポア（２２）界面の酸化珪素とガス
が反応し酸化珪素中のポア（２２）界面の活性が失わ
れ、そして、有機化合物でなる被覆層（３０）をこの無
機化合物層（２０）を形成する酸化珪素蒸着膜に塗布し
てもポア（２２）界面の活性が失われているため、酸化
珪素と有機化合物の反応、吸着が起こらず、酸化珪素と
有機化合物との混合形態とするには適さない。これが、
蒸着雰囲気中に不活性ガスを導入することによって、酸
化珪素蒸着膜中に不活性ガスが取り込まれるが酸化珪素
と反応しないため、酸化珪素の活性を保ったままのポア
（２２）を作ることができるものであり、上記のように
原子径の小さいヘリウムを用いればポア（２２）の大き
さや数の制御が容易にできる効果があり好ましい。
ム、ネオン、アルゴン等が上げられるが、中でも原子径
の小さいヘリウムがポア（２２）を作成するのに好適で
ある。ここで、もし上記酸化珪素蒸着中に活性のあるガ
スを導入した場合、ポア（２２）界面の酸化珪素とガス
が反応し酸化珪素中のポア（２２）界面の活性が失わ
れ、そして、有機化合物でなる被覆層（３０）をこの無
機化合物層（２０）を形成する酸化珪素蒸着膜に塗布し
てもポア（２２）界面の活性が失われているため、酸化
珪素と有機化合物の反応、吸着が起こらず、酸化珪素と
有機化合物との混合形態とするには適さない。これが、
蒸着雰囲気中に不活性ガスを導入することによって、酸
化珪素蒸着膜中に不活性ガスが取り込まれるが酸化珪素
と反応しないため、酸化珪素の活性を保ったままのポア
（２２）を作ることができるものであり、上記のように
原子径の小さいヘリウムを用いればポア（２２）の大き
さや数の制御が容易にできる効果があり好ましい。
【００１８】酸化珪素の活性を保つポア（２２）を持つ
蒸着無機化合物層（２０）に、有機化合物、なかでも金
属アルコキシドと水溶性樹脂の複合物（有機化合物）で
なる被覆層（３０）を塗布することによって、ガスバリ
ア性が向上するとともに無機化合物層（２０）の脆さを
克服できることから引っ張り等の応力による変形に対し
てもガスバリア性を維持できるガスバリア材（１）とす
ることができる。
蒸着無機化合物層（２０）に、有機化合物、なかでも金
属アルコキシドと水溶性樹脂の複合物（有機化合物）で
なる被覆層（３０）を塗布することによって、ガスバリ
ア性が向上するとともに無機化合物層（２０）の脆さを
克服できることから引っ張り等の応力による変形に対し
てもガスバリア性を維持できるガスバリア材（１）とす
ることができる。
【００１９】以上のように、ポア（２２）が形成された
蒸着無機化合物層（２０）中に有機化合物を混合させる
ことによって、有機化合物の粘り強さで無機化合物層
（２０）の脆さを克服し、引っ張りによる変形に対して
もガスバリア性を維持できることを見い出し本発明を完
成するに至ったものである。
蒸着無機化合物層（２０）中に有機化合物を混合させる
ことによって、有機化合物の粘り強さで無機化合物層
（２０）の脆さを克服し、引っ張りによる変形に対して
もガスバリア性を維持できることを見い出し本発明を完
成するに至ったものである。
【００２０】本発明のガスバリア材の製造方法に使用す
る真空蒸着装置は、図２に示すように、例えば、巻き取
り式真空蒸着装置（２００）であって、内部が二つの部
屋からなり、下方にあるその一つは、不活性ガスボンベ
（６７）から不活性ガス供給パイプ（７０）を通して不
活性ガス雰囲気とし、蒸着源（６０）である酸化珪素を
加熱し、気化してプラスチックフィルムからなる基材
（１０）表面に積層させる蒸着室（Ａ）であり、上方に
あるもう一つは、真空ポンプ（６５）にて真空雰囲気と
し、巻出しロール（６１）から蒸着前のフィルムを蒸着
用クーリングロール（６２）を介して蒸着室（Ａ）に送
り出し、蒸着されたフィルムを巻き取る巻き取りロール
（６３）を備えた巻き取り室（Ｂ）である。
る真空蒸着装置は、図２に示すように、例えば、巻き取
り式真空蒸着装置（２００）であって、内部が二つの部
屋からなり、下方にあるその一つは、不活性ガスボンベ
（６７）から不活性ガス供給パイプ（７０）を通して不
活性ガス雰囲気とし、蒸着源（６０）である酸化珪素を
加熱し、気化してプラスチックフィルムからなる基材
（１０）表面に積層させる蒸着室（Ａ）であり、上方に
あるもう一つは、真空ポンプ（６５）にて真空雰囲気と
し、巻出しロール（６１）から蒸着前のフィルムを蒸着
用クーリングロール（６２）を介して蒸着室（Ａ）に送
り出し、蒸着されたフィルムを巻き取る巻き取りロール
（６３）を備えた巻き取り室（Ｂ）である。
【００２１】さらに詳しくは、上記巻き取り式真空蒸着
装置（２００）のチャンバー内を真空ポンプ（６５）に
より減圧して、真空度１０−２〜１０−８Ｔｏｒｒ、好
ましくは真空度１０−３〜１０−８Ｔｏｒｒとする。そ
して蒸着室（Ａ）内にヘリウム等の不活性ガスを不活性
ガスボンベ（６７）から流量調整器（６９）、不活性ガ
ス供給パイプ（７０）を通じて導入する。このときの不
活性ガスの種類と流量は目的とするポアの数、大きさ、
および蒸着に用いる装置によって異なってくる。また、
不活性ガスの流入速度は、蒸着チャンバー内での蒸着源
（６０）である酸化珪素の蒸発速度に対し、モル換算比
で０．０７〜１．０であることが望ましい。
装置（２００）のチャンバー内を真空ポンプ（６５）に
より減圧して、真空度１０−２〜１０−８Ｔｏｒｒ、好
ましくは真空度１０−３〜１０−８Ｔｏｒｒとする。そ
して蒸着室（Ａ）内にヘリウム等の不活性ガスを不活性
ガスボンベ（６７）から流量調整器（６９）、不活性ガ
ス供給パイプ（７０）を通じて導入する。このときの不
活性ガスの種類と流量は目的とするポアの数、大きさ、
および蒸着に用いる装置によって異なってくる。また、
不活性ガスの流入速度は、蒸着チャンバー内での蒸着源
（６０）である酸化珪素の蒸発速度に対し、モル換算比
で０．０７〜１．０であることが望ましい。
【００２２】本発明により製造されるガスバリア材のう
ち酸化珪素からなる蒸着無機化合物層（２０）の性質
は、酸化珪素の組成ＳｉＯx のＸの値、および膜厚によ
り決定され、プラスチックフィルムからなる基材（１
０）の搬送速度、蒸発に用いる電子ビームの電力、不活
性ガスの流量を適正な値に設定することによって良好な
酸化珪素蒸着膜を形成することができる。
ち酸化珪素からなる蒸着無機化合物層（２０）の性質
は、酸化珪素の組成ＳｉＯx のＸの値、および膜厚によ
り決定され、プラスチックフィルムからなる基材（１
０）の搬送速度、蒸発に用いる電子ビームの電力、不活
性ガスの流量を適正な値に設定することによって良好な
酸化珪素蒸着膜を形成することができる。
【００２３】また、被覆層（３０）の形成方法として
は、ゾル・ゲル法によるバーコート、グラビアコート、
ロールコート等が挙げられ、生産性などから適宜選択で
きるものであり、蒸着無機化合物層（２０）に塗布する
被覆層（３０）としての有機化合物としては、金属アル
コキシドの加水分解物としてテトラエトキシシラン加水
分解物を、水溶性高分子としてポリビニルアルコールを
用い、この両者を混合して用いることができる。このと
きテトラエトキシシランとポリビニルアルコールの重量
比率が、２０：８０〜９５：５が好適である。このよう
に、テトラエトキシシランとポリビニルアルコールの混
合物をポア（２２）を含む蒸着無機化合物層（２０）に
塗布し、乾燥することによって、引っ張り応力にも強い
ガスバリア材（１）とすることができる。
は、ゾル・ゲル法によるバーコート、グラビアコート、
ロールコート等が挙げられ、生産性などから適宜選択で
きるものであり、蒸着無機化合物層（２０）に塗布する
被覆層（３０）としての有機化合物としては、金属アル
コキシドの加水分解物としてテトラエトキシシラン加水
分解物を、水溶性高分子としてポリビニルアルコールを
用い、この両者を混合して用いることができる。このと
きテトラエトキシシランとポリビニルアルコールの重量
比率が、２０：８０〜９５：５が好適である。このよう
に、テトラエトキシシランとポリビニルアルコールの混
合物をポア（２２）を含む蒸着無機化合物層（２０）に
塗布し、乾燥することによって、引っ張り応力にも強い
ガスバリア材（１）とすることができる。
【００２４】本発明のガスバリア材（１）を構成するプ
ラスチックフィルムからなる基材（１０）としては、ガ
スバリア性フィルムの使用目的、被包装物の物性、特性
等から適宜選択することができるものであり、具体的に
はナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セ
ルロース、ポリアクリレート、ポリウレタン、セロハ
ン、ポリエチレンテレフタレート、アイオノマー等の延
伸または未延伸の樹脂フィルムを挙げることができる。
また、このような基材（１０）の厚みは、ガスバリア性
フィルムの使用目的、製造時の安定性等から適宜設定す
ることができるが、例えば１０〜１００μｍ程度とする
ことができる。
ラスチックフィルムからなる基材（１０）としては、ガ
スバリア性フィルムの使用目的、被包装物の物性、特性
等から適宜選択することができるものであり、具体的に
はナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セ
ルロース、ポリアクリレート、ポリウレタン、セロハ
ン、ポリエチレンテレフタレート、アイオノマー等の延
伸または未延伸の樹脂フィルムを挙げることができる。
また、このような基材（１０）の厚みは、ガスバリア性
フィルムの使用目的、製造時の安定性等から適宜設定す
ることができるが、例えば１０〜１００μｍ程度とする
ことができる。
【００２５】またガスバリア材を構成する無機化合物層
（２０）としての酸化珪素は、ＳｉＯx （Ｘ＝１〜２）
の薄膜、厚みは１０〜５０００Å、好ましくは２００〜
１５００Å程度である。これは膜厚が１０Åを下回ると
酸化珪素でなる無機化合物層（２０）に抜けが生じバリ
ア性にばらつきが生じやすく、また５０００Åを越える
と透明性に劣り、蒸着無機化合物層（２０）のフレキシ
ビリティーが損なわれ、クラックが発生しやすくなる。
透明性の点から、酸化珪素はＳｉＯx （Ｘ＝１．５〜
２）の薄膜であることが好ましい。
（２０）としての酸化珪素は、ＳｉＯx （Ｘ＝１〜２）
の薄膜、厚みは１０〜５０００Å、好ましくは２００〜
１５００Å程度である。これは膜厚が１０Åを下回ると
酸化珪素でなる無機化合物層（２０）に抜けが生じバリ
ア性にばらつきが生じやすく、また５０００Åを越える
と透明性に劣り、蒸着無機化合物層（２０）のフレキシ
ビリティーが損なわれ、クラックが発生しやすくなる。
透明性の点から、酸化珪素はＳｉＯx （Ｘ＝１．５〜
２）の薄膜であることが好ましい。
【００２６】真空蒸着装置中に導入する不活性ガスとし
ては、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどを使用すること
ができ、蒸着後に塗布する被覆層（３０）としての有機
化合物の物性、特性、安定した蒸着条件等から適宜選択
することができる。
ては、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどを使用すること
ができ、蒸着後に塗布する被覆層（３０）としての有機
化合物の物性、特性、安定した蒸着条件等から適宜選択
することができる。
【００２７】
【実施例】次に本発明を実施例により、より具体的に説
明する。 〈実施例１〉図２に示すように、プラスチックフィルム
からなる基材（１０）として厚み１２μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム原反を、巻き取り式真空蒸着
装置（２００）の巻出しロール（６１）に装着した。次
に巻き取り式真空蒸着装置（２００）ののチャンバー内
を１×１０−５Ｔｏｒｒまで減圧した。
明する。 〈実施例１〉図２に示すように、プラスチックフィルム
からなる基材（１０）として厚み１２μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム原反を、巻き取り式真空蒸着
装置（２００）の巻出しロール（６１）に装着した。次
に巻き取り式真空蒸着装置（２００）ののチャンバー内
を１×１０−５Ｔｏｒｒまで減圧した。
【００２８】続いて電子ビーム発生部（６６）に３０ｋ
Ｗの電力を供給して電子ビームを発生させ、偏向コイル
（６８）を用いて、るつぼ（６０ａ）内の蒸発源（６
０）である酸化珪素に照射して蒸発させた。この時不活
性ガス供給パイプ（７０）を通じてヘリウムガスを、酸
化珪素蒸発速度に対して０．１５の割合で導入し、基材
（１０）であるポリエチレンテレフタレートフィルムを
速度２ｍ／秒で搬送して、この蒸着雰囲気中にさらすこ
とによって、ポアを含む酸化珪素の薄膜を基材（１０）
上に形成した。
Ｗの電力を供給して電子ビームを発生させ、偏向コイル
（６８）を用いて、るつぼ（６０ａ）内の蒸発源（６
０）である酸化珪素に照射して蒸発させた。この時不活
性ガス供給パイプ（７０）を通じてヘリウムガスを、酸
化珪素蒸発速度に対して０．１５の割合で導入し、基材
（１０）であるポリエチレンテレフタレートフィルムを
速度２ｍ／秒で搬送して、この蒸着雰囲気中にさらすこ
とによって、ポアを含む酸化珪素の薄膜を基材（１０）
上に形成した。
【００２９】上記で得られたポア（２２）を含む蒸着無
機化合物層（２０）上に、テトラエトキシシラン加水分
解物とポリビニルアルコールを混合した有機化合物を、
グラビアコーターを用いてフィルム基材（１０）を１０
ｍ／分で搬送しながら塗布したあと、オーブンで乾燥さ
せることによって複合物からなる被覆層（３０）とし、
ガスバリア材（１）を作成した。この時の複合物からな
る被覆層（３０）の厚みは乾燥固化後０．３μｍであっ
た。
機化合物層（２０）上に、テトラエトキシシラン加水分
解物とポリビニルアルコールを混合した有機化合物を、
グラビアコーターを用いてフィルム基材（１０）を１０
ｍ／分で搬送しながら塗布したあと、オーブンで乾燥さ
せることによって複合物からなる被覆層（３０）とし、
ガスバリア材（１）を作成した。この時の複合物からな
る被覆層（３０）の厚みは乾燥固化後０．３μｍであっ
た。
【００３０】〈実施例２〉ヘリウムガス導入量を酸化珪
素蒸発速度との比で０．５とした以外は実施例１と同条
件でガスバリア材を作成した。
素蒸発速度との比で０．５とした以外は実施例１と同条
件でガスバリア材を作成した。
【００３１】〈実施例３〉ヘリウムガス導入量を酸化珪
素蒸発速度との比で２．０とした以外は実施例１と同条
件でガスバリア材を作成した。
素蒸発速度との比で２．０とした以外は実施例１と同条
件でガスバリア材を作成した。
【００３２】〈比較例１〉ヘリウムガスを導入しない以
外は実施例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
外は実施例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
【００３３】〈比較例２〉金属アルキシドと水溶性樹脂
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
【００３４】〈比較例３〉金属アルキシドと水溶性樹脂
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例２と同様の条件でガスバリア材を作成した。
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例２と同様の条件でガスバリア材を作成した。
【００３５】〈比較例４〉金属アルキシドと水溶性樹脂
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例３と同様の条件でガスバリア材を作成した。
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は実
施例３と同様の条件でガスバリア材を作成した。
【００３６】〈比較例５〉金属アルキシドと水溶性樹脂
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は比
較例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
の複合物からなる被覆層（３０）を塗布しない以外は比
較例１と同様の条件でガスバリア材を作成した。
【００３７】上記実施例１〜３および比較例１〜５で得
られたガスバリア材について、以下の評価を行い、その
結果を表１に示した。 〔評価方法〕 （１）酸素バリア性・・温度３０℃、湿度７０％ＲＨの
雰囲気下でＭＯＣＯＮＯＸＴＲＡＮ１０／５０Ａ酸素ガ
ス透過度測定装置（モダンコントロール社製）にて測定
し、酸素透過度とした。 （２）水蒸気バリア性・・温度４０℃、湿度９０％ＲＨ
の雰囲気下で、ＪＩＳＺ−０２０８のカップ法により測
定し、水蒸気透過度とした。 （３）耐引っ張り性・・ガスバリア材（１）の資料を長
さ６０ｃｍ、幅１４ｃｍに切り出し、長さ方向に定速で
所定の歪み（３％、６％）まで引っ張った後、元に戻し
て酸素バリア性、水蒸気バリア性を透過度として測定し
た。
られたガスバリア材について、以下の評価を行い、その
結果を表１に示した。 〔評価方法〕 （１）酸素バリア性・・温度３０℃、湿度７０％ＲＨの
雰囲気下でＭＯＣＯＮＯＸＴＲＡＮ１０／５０Ａ酸素ガ
ス透過度測定装置（モダンコントロール社製）にて測定
し、酸素透過度とした。 （２）水蒸気バリア性・・温度４０℃、湿度９０％ＲＨ
の雰囲気下で、ＪＩＳＺ−０２０８のカップ法により測
定し、水蒸気透過度とした。 （３）耐引っ張り性・・ガスバリア材（１）の資料を長
さ６０ｃｍ、幅１４ｃｍに切り出し、長さ方向に定速で
所定の歪み（３％、６％）まで引っ張った後、元に戻し
て酸素バリア性、水蒸気バリア性を透過度として測定し
た。
【００３８】なお、表中の酸素透過度の単位は、ｃｃ／
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度の単位は、ｇ／ｍ
2 ・ｄａｙである。
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度の単位は、ｇ／ｍ
2 ・ｄａｙである。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１より、酸素バリア性は厚さ１２μｍの
ポリエチレンテレフタレートフィルムでは１４０ｃｃ／
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍの酸素透過度であるが、不活性ガ
スを導入しないで酸化珪素を蒸着した比較例５（有機化
合物の塗布もなし）のガスバリア材では、酸化珪素膜厚
が約５００Åの時、酸素透過度が１．３ｃｃ／ｍ2 ・ｄ
ａｙ・ａｔｍと少なくなり、水蒸気バリア性においても
厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムで
は５５ｇ／ｍ2 ・ｄａｙの水蒸気透過度であるが、酸化
珪素を蒸着することにより水蒸気透過度が２．５ｇ／ｍ
2 ・ｄａｙと少なくなる。
ポリエチレンテレフタレートフィルムでは１４０ｃｃ／
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍの酸素透過度であるが、不活性ガ
スを導入しないで酸化珪素を蒸着した比較例５（有機化
合物の塗布もなし）のガスバリア材では、酸化珪素膜厚
が約５００Åの時、酸素透過度が１．３ｃｃ／ｍ2 ・ｄ
ａｙ・ａｔｍと少なくなり、水蒸気バリア性においても
厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムで
は５５ｇ／ｍ2 ・ｄａｙの水蒸気透過度であるが、酸化
珪素を蒸着することにより水蒸気透過度が２．５ｇ／ｍ
2 ・ｄａｙと少なくなる。
【００４１】また、上記比較例５の試料に金属アルコキ
シドと水溶性樹脂を塗布、乾燥させることによって被覆
層（３０）を形成した比較例１のガスバリア材ではさら
にガスバリア性が向上し、具体的には酸素バリア性は
０．３ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍと少なくなり、水蒸
気バリア性は、０．４ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと少なくなり、
有機化合物でなる被覆層（３０）の効果が伺える。
シドと水溶性樹脂を塗布、乾燥させることによって被覆
層（３０）を形成した比較例１のガスバリア材ではさら
にガスバリア性が向上し、具体的には酸素バリア性は
０．３ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍと少なくなり、水蒸
気バリア性は、０．４ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと少なくなり、
有機化合物でなる被覆層（３０）の効果が伺える。
【００４２】また、比較例５の試料に対し不活性ガスと
してヘリウムを導入して蒸着した比較例２、３、４で
は、ポア（２２）の存在によって酸素、水蒸気ともその
透過度が増加する。ヘリウム流量がもっとも少ない比較
例２において、酸素透過度が５．９ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ
・ａｔｍ、水蒸気透過度も３．４ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと多
くなる。これを金属アルコキシドと水溶性樹脂を塗布、
乾燥させて被覆層（３０）とすることによって、酸素、
水蒸気とも透過度を補うことができる。即ち比較例２に
対実施例１では、酸素透過度が０．７ｃｃ／ｍ2 ・ｄａ
ｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度が１．５ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと
なりほぼ十分なガスバリア材となる。
してヘリウムを導入して蒸着した比較例２、３、４で
は、ポア（２２）の存在によって酸素、水蒸気ともその
透過度が増加する。ヘリウム流量がもっとも少ない比較
例２において、酸素透過度が５．９ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ
・ａｔｍ、水蒸気透過度も３．４ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと多
くなる。これを金属アルコキシドと水溶性樹脂を塗布、
乾燥させて被覆層（３０）とすることによって、酸素、
水蒸気とも透過度を補うことができる。即ち比較例２に
対実施例１では、酸素透過度が０．７ｃｃ／ｍ2 ・ｄａ
ｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度が１．５ｇ／ｍ2 ・ｄａｙと
なりほぼ十分なガスバリア材となる。
【００４３】また、耐引っ張り性では、例えばヘリウム
を導入しない無機化合物層（２０）とした比較例１にお
いて、３％引っ張りでの酸素透過度は０．５ｃｃ／ｍ2
・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度０．８ｇ／ｍ2 ・ｄａ
ｙとなり、６％引っ張りでの酸素透過度は１．１ｃｃ／
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過量８．７ｇ／ｍ2・
ｄａｙとガスバリア性が著しく劣化するのに対し、不活
性ガスを含む雰囲気中で酸化珪素の蒸着を行うことによ
ってできたポア（２２）を含む蒸着無機化合物層（２
０）に有機化合物でなる被覆層（３０）を塗布した実施
例１のガスバリア材では、３％引っ張りでの酸素透過量
は０．８ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過量
１．７ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ、６％引っ張りでの酸素透過度
は１．０ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度
４．３ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ、となりガスバリア性の劣化を
抑えることができるものであった。
を導入しない無機化合物層（２０）とした比較例１にお
いて、３％引っ張りでの酸素透過度は０．５ｃｃ／ｍ2
・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度０．８ｇ／ｍ2 ・ｄａ
ｙとなり、６％引っ張りでの酸素透過度は１．１ｃｃ／
ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過量８．７ｇ／ｍ2・
ｄａｙとガスバリア性が著しく劣化するのに対し、不活
性ガスを含む雰囲気中で酸化珪素の蒸着を行うことによ
ってできたポア（２２）を含む蒸着無機化合物層（２
０）に有機化合物でなる被覆層（３０）を塗布した実施
例１のガスバリア材では、３％引っ張りでの酸素透過量
は０．８ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過量
１．７ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ、６％引っ張りでの酸素透過度
は１．０ｃｃ／ｍ2 ・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透過度
４．３ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ、となりガスバリア性の劣化を
抑えることができるものであった。
【００４４】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、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、金属もしくは金属化合物
からなる無機化合物層と金属アルコキシドの加水分解物
と水溶性高分子樹脂との複合物からなる被覆層を有する
ガスバリア材において、珪素または珪素化合物でなる該
無機化合物層と前記被覆層とが、厚さ方向に均一に分布
し、無機化合物層にポアを含むように不活性ガスの存在
下で真空蒸着法によって無機化合物層を形成した後、前
記被覆層をゾル・ゲル法によって形成するガスバリア材
の製造方法としたので、引っ張りなどの応力による変形
に対してもクラックの発生を抑制し、バリア性を維持す
るガスバリア材とすることができる。
示す如き効果がある。即ち、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、金属もしくは金属化合物
からなる無機化合物層と金属アルコキシドの加水分解物
と水溶性高分子樹脂との複合物からなる被覆層を有する
ガスバリア材において、珪素または珪素化合物でなる該
無機化合物層と前記被覆層とが、厚さ方向に均一に分布
し、無機化合物層にポアを含むように不活性ガスの存在
下で真空蒸着法によって無機化合物層を形成した後、前
記被覆層をゾル・ゲル法によって形成するガスバリア材
の製造方法としたので、引っ張りなどの応力による変形
に対してもクラックの発生を抑制し、バリア性を維持す
るガスバリア材とすることができる。
【００４５】従って、食品や医薬品の透明でガスバリア
性に富んだ包装体として、さらに使用後の廃棄物処理に
優位な包装体としての用途において、実用上の効果を発
揮する。
性に富んだ包装体として、さらに使用後の廃棄物処理に
優位な包装体としての用途において、実用上の効果を発
揮する。
【図１】本発明の一実施の形態を示すガスバリア材を側
断面で表した説明図である。
断面で表した説明図である。
【図２】本発明の一実施に関わるガスバリア材の製造を
説明するための巻き取り式真空蒸着装置の概略図であ
る。
説明するための巻き取り式真空蒸着装置の概略図であ
る。
１‥‥ガスバリア材 １０‥‥プラスチックフィルムからなる基材 ２０‥‥無機化合物層 ２２‥‥ポア ３０‥‥被覆層 ６０‥‥蒸着源 ６０ａ‥‥るつぼ ６１‥‥巻き出しロール ６２‥‥蒸着用クーリングロール ６３‥‥巻き取りロール ６４‥‥補助ロール ６５‥‥真空ポンプ ６６‥‥電子ビーム発生部 ６７‥‥不活性ガスボンベ ６８‥‥偏光コイル ６９‥‥流量調整器 ７０‥‥不活性ガス供給パイプ ２００‥‥巻き取り式真空蒸着装置 Ａ‥‥蒸着室 Ｂ‥‥巻き取り室
Claims (6)
- 【請求項１】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、金属もしくは金属化合物からなる無機化
合物層、金属アルコキシドの加水分解物と水溶性高分子
樹脂との複合物からなる被覆層を有するガスバリア材に
おいて、該無機化合物層と被覆層とが、厚さ方向に均一
に分布していることを特徴とするガスバリア材。 - 【請求項２】前記無機化合物層が、珪素または珪素化合
物からなることを特徴とする請求項１記載のガスバリア
材。 - 【請求項３】前記金属アルコキシドが、珪素化合物、ア
ルミニウム化合物のいずれか一方または両方を含むもの
であることを特徴とする請求項１記載のガスバリア材。 - 【請求項４】前記水溶性高分子樹脂が、ポリビニルアル
コールであることを特徴とする請求項１または３記載の
ガスバリア材。 - 【請求項５】前記基材上に、前記無機化合物層を不活性
ガスの存在下で真空蒸着法によって形成した後、前記被
覆層をゾル・ゲル法によって形成することを特徴とする
ガスバリア材の製造方法。 - 【請求項６】前記請求項１、２、３または４記載のガス
バリア材を用いて、食品および医薬品等の透明でガスバ
リア性を有する包装材料とすることを特徴とする包装
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11388198A JP3633276B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ガスバリア材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11388198A JP3633276B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ガスバリア材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11300876A true JPH11300876A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3633276B2 JP3633276B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=14623471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11388198A Expired - Fee Related JP3633276B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | ガスバリア材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633276B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199158A1 (de) * | 2000-10-20 | 2002-04-24 | Alcan Technology & Management AG | Sterilgut-Verpackungsmaterial |
| JP2002225918A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-14 | Toppan Printing Co Ltd | 選択ガス透過性包装材料およびその製造方法 |
| JP2002307597A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Toppan Printing Co Ltd | 突き刺し強度耐性のあるガスバリア積層体 |
| JP2008247399A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toppan Printing Co Ltd | 断熱性紙容器 |
| KR101202545B1 (ko) | 2008-04-08 | 2012-11-19 | 주식회사 엘지화학 | 플라스틱 기판 및 이의 제조방법 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP11388198A patent/JP3633276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199158A1 (de) * | 2000-10-20 | 2002-04-24 | Alcan Technology & Management AG | Sterilgut-Verpackungsmaterial |
| WO2002034510A1 (de) * | 2000-10-20 | 2002-05-02 | Alcan Technology & Management Ag | Sterilgut-verpackungsmaterial |
| AU2002214014B2 (en) * | 2000-10-20 | 2005-03-17 | Alcan Technology & Management Ltd. | Packaging material for sterile items |
| JP2002225918A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-14 | Toppan Printing Co Ltd | 選択ガス透過性包装材料およびその製造方法 |
| JP2002307597A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Toppan Printing Co Ltd | 突き刺し強度耐性のあるガスバリア積層体 |
| JP2008247399A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toppan Printing Co Ltd | 断熱性紙容器 |
| KR101202545B1 (ko) | 2008-04-08 | 2012-11-19 | 주식회사 엘지화학 | 플라스틱 기판 및 이의 제조방법 |
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|---|---|
| JP3633276B2 (ja) | 2005-03-30 |
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