【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
技術分野：
本発明は防湿性を有する透明プラスチツク、特
に、長期間安定して高い防湿性を保持する透明プ
ラスチツクに関する。
従来技術：
包装材料、特に食品、薬品、化学製品などの包
装に用いられる包装材料は、内容物の変質を防ぐ
ために防湿機能をもつていることが必要である。
そのために、従来は、例えばベースプラスチツク
フイルムにアルミニウム箔を貼り合わせてアルミ
ニウム箔の防湿特性を利用することが行われてい
る。この場合の包装材料は、防湿性については優
れているがベースプラスチツクフイルムの透明性
が損われ内容物を透視することができない。しか
も、フレキシビリテイが極端に低減するためピン
ホールを生じるおそれがある。包装材料の別の例
としては、それ自体が防湿性を有する塩化ビニリ
デン系・フツ素系樹脂フイルムがある。これらフ
イルムは防湿性を厳しく要求される用途にはフイ
ルム厚を厚くしなければならず、製造作業上にも
種々の問題が生じる。
また、プラスチツクの表面に金属アルミを真空
蒸着することにより防湿性を向上させる試みがな
されている。しかし、アルミ蒸着膜は不透明であ
るために、これを包装材料に使用したときには内
容物を透視することができない。しかも、蒸着さ
れたアルミニウムとベースフイルムとの密着強度
も比較的低いため、その界面において剥離の生じ
るおそれがある。
このような従来の包装材料の欠点を改良すべ
く、例えば特公昭52−16077号公報にはSiO2を主
成分とするSiO2−Al2O3−B2O3なる組成物の薄
膜がMgO単結晶表面の保護層として提案されて
いる。しかし、この組成物成分は耐水性に劣るた
め防湿膜としての保護層として使用することはで
きない。しかも、三成分系であるために蒸着法に
よつて膜を形成すると組成にばらつきが生じやす
い。
発明の目的：
本発明の目的は、透明な基坂プラスチツクの透
明性を損なうことなく高い防湿性を有する透明プ
ラスチツクを提供することにある。本発明の他の
目的は、経時的劣化がなく長期にわたつて安定し
た防湿性を有する透明プラスチツクを提供するこ
とにある。
発明の要旨：
本発明の透明プラスチツクは、透明プラスチツ
ク基材、該基材上に酸化マグネシウム蒸着薄膜、
該酸化マグネシウム蒸着薄膜上に酸化アルミニウ
ムおよび酸化ジルコニウムのうちの少なくとも一
方の蒸着薄膜を順次積層してなり、そのことによ
り上記目的が達成される。
基材の透明プラスチツクとしてはたとえばポリ
塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リビニルアルコールなどが用いられうる。もちろ
ん、これに限定される必要はない。プラスチツク
基材の表面は平滑であればあるほど好ましい。な
お、基材は板状であつてもよいし、レンズ状の成
形体であつてもよい。
本発明の透明プラスチツクは次のようにして得
られる：
透明プラスチツク基材を、まず、高真空度に排
気された真空槽内の所定の位置に配置する。そし
て、真空槽内の蒸発源ルツボ内に挿入された酸化
マグネシウム（MgO）を電子ビーム加熱、抵抗
加熱あるいは高周波誘導加熱などの既知の加熱方
法により加熱する。この加熱によりマグネシウム
蒸気を発生させてプラスチツク基材上に酸化マグ
ネシウム薄膜を厚さ100〜5000Åに形成する。酸
化マグネシウム薄膜の厚みが100Å以下になると
均一な連続膜になりにくいために防湿性能が極端
に低下する。5000Å以上になると膜の残留応力に
よつてクラツクが発生しやすくなり防湿性の低下
を招く。防湿性能は酸化マグネシウム薄膜の厚み
に比例するため、その厚みは用途に応じて適宜選
択される。このようにして得られた酸化マグネシ
ウム薄膜は極めて高い防湿性を有するが炭酸ガス
に対しては化学的反応性を有しており炭酸マグネ
シウムに変化する。そのために、酸化マグネシウ
ム薄膜形成直後は高い防湿性を有するが空気中に
長時間放置すると空気中の炭酸ガスと反応して炭
酸マグネシウムが生成し、それとともに防湿性能
が低下してくる。それゆえ、炭酸ガスとの反応性
に乏しくかつバリヤー性の高い薄膜を保護層とし
て該酸化マグネシウム上に形成することにより経
時的に性能劣化を来たさない防湿膜を得ることが
できる。該保護層は、材料としては酸化アルミニ
ウムおよび酸化ジルコニウムのうち少なくとも一
方でなり、酸化マグネシウム薄膜と同様の方法で
酸化マグネシウム薄膜上に形成される。保護層の
厚みは100Å以上あれば所望の効果を発現する。
しかし、耐クラツク性の観点から酸化マグネシウ
ム層の厚みと保護層の厚みとの和が5000Å以下で
あることが好ましい。蒸着方法としては、真空蒸
着法、イオンプレーテイング法、スパツタリング
法などが採用される。いづれの方法によつても得
られる薄膜の性能に差異はない。形成された薄膜
の透明性については酸化マグネシウム、酸化アル
ミニウム、および酸化ジルコニウムのいづれもが
高い透明性を有し、最終的に得られるプラスチツ
ク製品の透明性を損なうものではない。蒸着薄膜
と基材との間の密着性も良好で、JIS Ｄ−0202に
よるセロフアンテープ剥離テストにも合格しう
る。このようにして得られた透明プラスチツク
は、水により膨潤することもなく、きわめて安定
した特性を保ちうる。
実施例
以下に本発明を実施例について説明する。
実施例 １
厚さ25μｍの二軸延伸ポリプロピレンフイルム
を基材フイルムとして真空槽内に配置した。真空
槽内をあらかじめ１×10-4トールに排気したの
ち、純度99.9％の酸化マグネシウムを電子ビーム
加熱により約1000Åの厚みに蒸着した。この酸化
マグネシウム薄膜上に、次いで、純度99％の酸化
アルミニウム（Al2O3）を電子ビーム加熱により
厚さ1000Åに蒸着した。このようにして得られた
透明蒸着フイルムを温度40℃の炭酸ガス雰囲気中
に20日間放置したが透明性には何の変化もみとめ
られなかつた。その透湿度を透明度と共に表に示
す。透湿度はJIS Ｚ−0208に基づく40℃・90％
RHにおける水蒸気透過率である。透明性は目視
観察によるものであり、透明性が優れているもの
を、良好なものを＋、そして不透明なものを−
で表示する。
実施例 ２
酸化マグネシウム薄膜上に酸化アルミニウム
（Al2O3）薄膜を厚さ500Åに形成したこと以外は
すべて実施例１と同様にして透明蒸着フイルムを
得た。得られたフイルムを40℃の炭酸ガス雰囲気
中に７日間放置したが透明性には何の変化もみと
められなかつた。その透湿度を透明性と共に表に
示す。
実施例 ３
実施例１と同様にして、酸化マグネシウム薄膜
上に酸化ジルコニウム（ZrO2）薄膜を厚さ1000
Åに形成した。得られたフイルムを40℃の炭酸ガ
ス雰囲気中に７日間放置したが透明性には何の変
化もみとめられなかつた。その透湿度を透明性と
共に表に示す。
実施例 ４
実施例１と同様にして、酸化マグネシウム薄膜
上に酸化ジルコニウム（ZrO2）薄膜を厚さ500Å
に形成した。得られたフイルムを40℃の炭酸ガス
雰囲気中に７日間放置したが透明性には何の変化
もみとめられなかつた。その透湿度を透明性と共
に表に示す。
実施例 ５
実施例１と同様にして厚さ約1000Åの酸化マグ
ネシウム薄膜上に酸化アルミニウム薄膜を厚さ約
300Åに形成した後、さらに酸化アルミニウム薄
膜上に酸化ジルコニウム薄膜を厚さ約300Åに形
成した。得られたフイルムを40℃の炭酸ガス雰囲
気中に７日間放置したが透明性には何の変化もみ
とめられなかつた。その透湿度を透明性と共に表
に示す。
比較例 １
実施例１と同様にして、厚さが約1000Åの酸化
マグネシウム薄膜を形成した。得られたフイルム
を40℃の炭酸ガス雰囲気中に７日間放置したとこ
ろ、やや白濁化した。その透湿度を透明性と共に
表に示す。
Technical Field: The present invention relates to transparent plastics having moisture-proof properties, and in particular to transparent plastics that stably maintain high moisture-proof properties over a long period of time. Prior Art: Packaging materials, especially packaging materials used for packaging foods, medicines, chemical products, etc., must have a moisture-proofing function to prevent the contents from deteriorating.
To this end, conventionally, for example, aluminum foil has been bonded to a base plastic film to take advantage of the moisture-proof properties of the aluminum foil. Although the packaging material in this case has excellent moisture resistance, the transparency of the base plastic film is impaired and the contents cannot be seen through. Moreover, since the flexibility is extremely reduced, pinholes may occur. Another example of the packaging material is a vinylidene chloride/fluorine resin film which itself has moisture-proof properties. These films must be thick for applications where moisture resistance is strictly required, and various problems arise in the manufacturing process. Attempts have also been made to improve moisture resistance by vacuum-depositing metallic aluminum onto the surface of plastic. However, since the aluminum vapor-deposited film is opaque, when it is used as a packaging material, the contents cannot be seen through. Furthermore, since the adhesion strength between the vapor-deposited aluminum and the base film is relatively low, there is a risk that peeling may occur at the interface. In order to improve these drawbacks of conventional packaging materials, for example, Japanese Patent Publication No. 52-16077 discloses a thin film of a composition of SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 containing SiO 2 as the main component. It has been proposed as a protective layer on the surface of single crystals. However, since this composition component has poor water resistance, it cannot be used as a protective layer as a moisture-proof film. Furthermore, since it is a three-component system, variations in composition tend to occur when a film is formed by vapor deposition. OBJECT OF THE INVENTION: An object of the present invention is to provide a transparent plastic that has high moisture resistance without impairing the transparency of the transparent Motosaka plastic. Another object of the present invention is to provide a transparent plastic that does not deteriorate over time and has stable moisture resistance over a long period of time. Summary of the invention: The transparent plastic of the present invention comprises a transparent plastic substrate, a magnesium oxide vapor-deposited thin film on the substrate,
The above object is achieved by sequentially laminating a vapor-deposited thin film of at least one of aluminum oxide and zirconium oxide on the magnesium oxide vapor-deposited thin film. Examples of transparent plastics that can be used as the base material include polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, polyester, nylon, polyvinylidene chloride, and polyvinyl alcohol. Of course, there is no need to be limited to this. The smoother the surface of the plastic substrate, the better. Note that the base material may be plate-shaped or may be a lens-shaped molded body. The transparent plastic of the present invention is obtained as follows: A transparent plastic substrate is first placed at a predetermined position in a vacuum chamber evacuated to a high degree of vacuum. Then, magnesium oxide (MgO) inserted into the evaporation source crucible in the vacuum chamber is heated by a known heating method such as electron beam heating, resistance heating, or high frequency induction heating. This heating generates magnesium vapor to form a thin magnesium oxide film with a thickness of 100 to 5000 Å on the plastic substrate. When the thickness of the magnesium oxide thin film is less than 100 Å, it is difficult to form a uniform continuous film, resulting in an extremely poor moisture-proofing performance. When the thickness exceeds 5000 Å, cracks are likely to occur due to residual stress in the film, leading to a decrease in moisture resistance. Since the moisture-proof performance is proportional to the thickness of the magnesium oxide thin film, the thickness is appropriately selected depending on the application. Although the magnesium oxide thin film thus obtained has extremely high moisture resistance, it has chemical reactivity with carbon dioxide gas and turns into magnesium carbonate. Therefore, immediately after forming a magnesium oxide thin film, it has high moisture resistance, but if left in the air for a long time, it reacts with carbon dioxide gas in the air to produce magnesium carbonate, and the moisture resistance performance decreases accordingly. Therefore, by forming a thin film with poor reactivity with carbon dioxide gas and high barrier properties as a protective layer on the magnesium oxide, a moisture-proof film that does not deteriorate in performance over time can be obtained. The protective layer is made of at least one of aluminum oxide and zirconium oxide, and is formed on the magnesium oxide thin film in the same manner as the magnesium oxide thin film. The desired effect can be achieved if the thickness of the protective layer is 100 Å or more.
However, from the viewpoint of crack resistance, the sum of the thickness of the magnesium oxide layer and the thickness of the protective layer is preferably 5000 Å or less. As the vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, etc. are employed. There is no difference in the performance of the thin films obtained by either method. Regarding the transparency of the formed thin film, magnesium oxide, aluminum oxide, and zirconium oxide all have high transparency, and do not impair the transparency of the final plastic product. The adhesion between the deposited thin film and the base material is also good, and it can pass the cellophane tape peeling test according to JIS D-0202. The transparent plastic thus obtained does not swell with water and can maintain extremely stable properties. Examples The present invention will be described below with reference to examples. Example 1 A biaxially stretched polypropylene film having a thickness of 25 μm was placed in a vacuum chamber as a base film. After the vacuum chamber was evacuated to 1×10 -4 Torr in advance, magnesium oxide with a purity of 99.9% was deposited to a thickness of about 1000 Å by electron beam heating. On this magnesium oxide thin film, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) with a purity of 99% was then deposited to a thickness of 1000 Å by electron beam heating. The transparent vapor-deposited film thus obtained was left in a carbon dioxide atmosphere at a temperature of 40°C for 20 days, but no change in transparency was observed. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Moisture permeability is 40℃/90% based on JIS Z-0208
This is the water vapor transmission rate at RH. Transparency is determined by visual observation; those with excellent transparency are marked as +, those that are good, and those that are opaque as -.
Display in . Example 2 A transparent vapor-deposited film was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) thin film was formed to a thickness of 500 Å on the magnesium oxide thin film. The obtained film was left in a carbon dioxide atmosphere at 40°C for 7 days, but no change in transparency was observed. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Example 3 In the same manner as in Example 1, a zirconium oxide (ZrO 2 ) thin film was formed on a magnesium oxide thin film to a thickness of 1000 mm.
Formed in Å. The obtained film was left in a carbon dioxide atmosphere at 40°C for 7 days, but no change in transparency was observed. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Example 4 In the same manner as in Example 1, a zirconium oxide (ZrO 2 ) thin film was deposited to a thickness of 500 Å on a magnesium oxide thin film.
was formed. The obtained film was left in a carbon dioxide atmosphere at 40°C for 7 days, but no change in transparency was observed. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Example 5 In the same manner as in Example 1, an aluminum oxide thin film was deposited on a magnesium oxide thin film with a thickness of approximately 1000 Å.
After forming the zirconium oxide thin film to a thickness of about 300 Å, a zirconium oxide thin film was further formed on the aluminum oxide thin film to a thickness of about 300 Å. The obtained film was left in a carbon dioxide atmosphere at 40°C for 7 days, but no change in transparency was observed. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Comparative Example 1 A magnesium oxide thin film having a thickness of about 1000 Å was formed in the same manner as in Example 1. When the obtained film was left in a carbon dioxide atmosphere at 40°C for 7 days, it became slightly cloudy. The moisture permeability and transparency are shown in the table.
【表】
発明の効果：
本発明の透明プラスチツクは水により膨潤する
ことなく長時間にわたつて極めて安定した防湿性
を示す。蒸着膜と基材プラスチツクとの間の密着
性にも優れている。それゆえ、これをフイルム状
に形成されたものは広範な用途を有し、例えば、
高い防湿性を有する包装用フイルムとしてあるい
は電子材料の保護フイルムとして有効である。[Table] Effects of the invention: The transparent plastic of the invention exhibits extremely stable moisture resistance over a long period of time without swelling with water. It also has excellent adhesion between the deposited film and the base plastic. Therefore, this film formed into a film has a wide range of uses, for example,
It is effective as a packaging film with high moisture resistance or as a protective film for electronic materials.