JP2001020059A - 透明ガスバリアフィルムロール - Google Patents

透明ガスバリアフィルムロール

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JP2001020059A
JP2001020059A JP11189536A JP18953699A JP2001020059A JP 2001020059 A JP2001020059 A JP 2001020059A JP 11189536 A JP11189536 A JP 11189536A JP 18953699 A JP18953699 A JP 18953699A JP 2001020059 A JP2001020059 A JP 2001020059A
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film
film thickness
thickness
oxide layer
inorganic oxide
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JP11189536A
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Seiji Izeki
清司 伊関
Seiichiro Yokoyama
誠一郎 横山
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Priority to DE60045165T priority patent/DE60045165D1/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくとも片面に無機酸化物層を有するプラス
チックフィルムの巻取りフィルムにおいて、その無機酸
化物層の膜厚の最大値が最小値の1.5倍以下であるこ
とを特徴とする透明バリアフィルムの巻き取りフィルム 【解決手段】酸素バリア性、印刷性などの品質が巻き取
りフィルムロール内で安定し、最終製品である包装体の
性能安定性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、ガスバリ
ア性、印刷性、柔軟性に優れた食品、医薬品、電子部品
等の気密性を要求される包装材料、または、ガス遮断材
料として優れた特性を持つフィルムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】透明バリアフィルムとしてプラスチック
フィルムに無機物を積層したフィルムが使用されてい
る。無機物としては透明の観点より金属酸化物が多く利
用されている。特に金属酸化物の中でも酸化珪素、酸化
アルミニウム、酸化マグネシウムさらにこれらの混合物
を蒸着法、あるいはCVD法により積層したフィルムが
市販されている。この透明バリアフィルムは主として蒸
着装置、CVD装置で製造されている。製造した透明バ
リアフィルムはスリッターにより裁断し幅400〜10
00mm程度、長さ4000m〜10000m程度の単
位で紙管等に巻いた巻取りフィルムの形態にする。一般
的にフィルムはこの巻取りフィルムの形態で流通してい
る。この巻取りフィルムをコンバーターメーカーは他の
フィルムまたは紙等とラミネートしたり、透明バリアフ
ィルムに印刷しその上で他のフィルムとラミネートして
積層フィルムを作成する。このラミネートフィルムを使
い種々の包装を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】透明バリアフィルムの
性能は当然ながらその無機物の薄膜層の膜厚により大き
く左右される。薄膜層を積層した透明バリアフィルムで
はそのバリア性能は何も積層していない状態より薄膜層
の膜厚が増すに従って急速にによくなる。つまりガスの
透過量が減少する。しかし、ある一定の膜厚を過ぎると
その改善度は減少し、あまり変化しなくなる。逆にあま
り膜厚が厚くなると薄膜の可撓性が低下し薄膜層が割れ
やすくなり、その結果としてバリア性の低下がおこる。
このため、薄膜層はバリア性が安定する最低限の膜厚で
作成することが好ましい。
【0004】他方、透明バリアフィルムを製造するとき
その薄膜層の厚みを制御しなければならないが、その膜
厚を検出する方法の精度がよくない。一般には膜厚を測
定するのに光学式モニターが使われている。すなわち薄
膜層を積層したフィルムの一方より光をあて、他方より
透過してきた光を受けその強度により膜厚を算出する方
法である。しかしながら元来透明バリアフィルムはその
薄膜層の光透過性がよく、膜厚変化に対して光の透過量
の変化は小さい。また、酸化珪素あるいは酸化アルミニ
ウムはその酸化度が変化すると薄膜層に色がつき光透過
度がかわる。そこで、なるべく影響を避けるため特定波
長の光を使用している。しかしながらこれでも十分な精
度を得ることは難しい。
【0005】従って、精度のないモニターを使い制御を
かけても膜厚を安定させることが出来ない。そこで、バ
リア性をフィルム全域で確保するため変動幅の中で最低
の膜厚がバリア性が安定する膜厚になるように製造する
ことを試みている。また、複合酸化物ではその組成を測
定することは難しいので変動を抑えることが出来ない。
このため安定した膜厚組成の透明バリアフィルムロール
を得ることが難しく、安定したバリア性を確保すること
が難しい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも片
面に無機酸化物層を有するプラスチックフィルムの巻取
りフィルムにおいて、その無機酸化物層の膜厚の最大値
が最小値の1.5倍以下である透明バリアフィルムロー
ルを提供することにより前記課題を解決するものであ
る。さらに上記のロールフィルムにおいて無機酸化物層
が少なくとも2種類以上の酸化物を混合してなる複合酸
化物よりなるとき、複合酸化物の1成分の組成の最大値
と最小値との差が20w%以内であることを特徴とする
透明バリアフィルムロールである。
【0007】本発明でいう無機酸化物とは酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物と酸化ケイ素等
の半金属酸化物、またこれらの複合物をいう。酸化が完
全でなく酸素を若干欠損したもの、たとえばSiOx
(x=1.5〜1.9)といった表現をする無機酸化物
をも含む。最適な膜厚は無機酸化物層の種類、状態によ
って異なるが、一般的に無機酸化物層の厚みとしては特
にこれを限定するものではないが、ガスバリア性及び可
尭性の点からは、5〜300nmが好ましく、さらに好
ましくは、10〜50nmである。特にバリア性、及び
レトルト性などを満足する限り薄いほうが好ましい。
【0008】本発明でいう無機酸化物層の膜厚の最大値
が最小値とは、ロールフィルム単位で1本のフィルム内
部で測定した膜厚の中でもっとも厚い部分ともっとも薄
い部分との値を言う。薄膜の膜厚値とは直接に電子顕微
鏡等を使用して測定した値でもよいし、蛍光X線分析機
を使いあらかじめ作成した検量線を元に間接的に測定し
た値でもよい。
【0009】本発明で言う無機酸化物層が少なくとも2
種類以上の酸化物を混合してなる複合酸化物のとき、複
合酸化物の1成分の組成の最大値と最小値との差が20
w%以内とは、各成分の組成比を重量比率で表したとき
の値の差をさし、膜厚同様にロールフィルム単位で1本
のフィルム内部で測定した何れかの成分の組成の中でも
っとも濃度の高い部分ともっとも低い部分との値を1成
分の組成の最大値と最小値言う。
【0010】本発明でいうプラスチックフィルムとは、
有機高分子を溶融押し出しをして、必要に応じ、長手方
向、及び、または、幅方向に延伸、冷却、熱固定を施し
たフィルムであり、有機高分子としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタート、ポリ
エチレン2、6ナフタレート、ナイロン6、ナイロン
4、ナイロン66、ナイロン12、ポリ塩化ビニール、
ポリ塩化ビニリデン、ポリビニールアルコール、全芳香
族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリスルフォン、ポリッフェニレンスル
フィド、ポリフェニレンオキサイドなどがあげられる。
また、これらの(有機重合体)有機高分子は他の有機重
合体を少量共重合したり、ブレンドしたりしてもよい。
【0011】さらにこの有機高分子には、公知の添加
剤、たとえば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、滑
剤、着色剤などが添加されていてもよく、その透明度は
特に限定するものではないが、透明性を利用したフィル
ムの観点より70%以上の透過率をもつものが好まし
い。
【0012】本発明に使用するプラスチックフィルム
は、薄膜層を積層するに先行して、該フィルムをコロナ
放電処理、グロー放電処理、その他の表面粗面化処理を
施してもよく、また、公知のアンカーコート処理が施さ
れていてもよい。本発明に使用するプラスチックフィル
ムは、その厚さとして5〜1000μmの範囲が好まし
く、さらに好ましくは10〜500μmの範囲である。
【0013】本発明でいう長尺プラスチックフィルムの
巻取りロールとは、3インチ、6インチ、8インチ等の
紙管、プラスチック管、金属管を巻き芯としてプラスチ
ックフィルムを巻いたものをさす。プラスチックフィル
ムの巻き長は、取り扱いの観点よりフィルム厚み12μ
mで、2000m〜10000m巻き、25μmで20
00m〜6000m巻き程度が好ましい。プラスチック
フィルム幅としては400mm〜1200mm幅が取り
扱いの面より好ましい。
【0014】本願発明を達成する手段としては、蒸着し
たフィルムを小巻きのロールフィルムにスリットする際
に膜厚を測定し請求範囲になるように規格より外れた部
分を取り除くことにより達成できるが、経済的な観点よ
り好ましくない。好ましい方法とは、蛍光X線を利用し
たモニター装置を蒸着装置のフィルム幅方向(以後TD
と言う)に、一定間隔で配置しかつ連続的に測定するこ
とによりフィルム流れ方向(以後MDと言う)にも膜厚
を測定可能にした装置を使い、制御をかけながら製造す
るのが好ましい。
【0015】
【作用】均一な膜厚、組成のロールフィルムにより印
刷、ラミネート、製袋等加工後の最終製品でバリア性の
品質不良がなく、さらに最小限必要な薄膜層の厚みで済
むので蒸着が効率的に行なうことができえ経済的であ
る。
【0016】以下に実施例をあげて本発明を説明する。 実施例1 蛍光X線モニター(図2)を具備した電子ビーム加熱方
式蒸着装置(図1)を使用し、SiOを蒸着原料として
フィルム幅1100mmフィルム長15000mの12
μm厚みPETフィルム(ポリエチレンテレフタレート
東洋紡績株式会社製 エステルフィルム E510
0)を基板として薄膜層を蒸着した。蛍光X線モニタ−
は、波長分散方式を使っており二個の比例計数管を具備
している。X線管に50kV、40mAかけX線を発生
させ試料に照射し、試料から発生する蛍光X線を分光器
で分光し比例計数管でフォトンをカウントしX線強度を
測定する。モニターは予め膜厚の既知なフィルムを使い
検量線を作成してある。この検量線を使い膜厚を測定す
る。使用しているPETフィルムは、滑剤としてシリカ
を含んでいるので予め滑剤からのX線強度を補正し膜厚
を測定した。蒸着中に酸素ガス蒸着室にを導入して薄膜
層は20nmを目標厚みとして蒸着した。得られたフィ
ルムをスリットにかけてを幅500mm,長さ4000
mの巻き取りフィルムにして蛍光X線分析装置を用いて
膜厚を10点測定した。この巻き取りフィルムに印刷を
して、L6101 60μm(東洋紡株式会社製 ポリ
エチレンフィルム LIX−1)をバリアフィルムの膜
面側にドライラミネーションした。接着剤はドライラミ
ネーション用ポリウレタン接着剤 タケラックA310
/タケネートA−3(武田薬品株式会社製)を使った。
接着剤量は4g/m2である。ラミネートしたフィルム
をサンプリングし酸素透過量を測定した。また、対屈曲
性を評価するためゲルボテストを行った。
【0017】酸素透過率の測定方法 作成したガスバリアフィルムの酸素透過率を酸素透過率
測定装置(モダンコントロールズ社製 OX−TRAN
10/50)を用いて測定した。 耐屈曲性(以下ゲルボ)のテスト方法 耐屈曲性は、いわゆるゲルボフレックステスター(理学
工業(株)社製)を用いて評価した。条件としては(M
IL−B131H)で112inch×8inchの試
料片を直径3(1/2)inchの円筒状とし、両端を
保持し、初期把持間隔7inchとし、ストロークの3
(1/2)inchで、400度のひねりを加えるもの
でこの動作の繰り返し往復運動を40回/minの速さ
で、20℃、相対湿度65%の条件下で行った。結果を
表1に示す。また図3に示す。
【0018】比較例1 実施例1において、蒸着装置の蛍光X線モニターの変わ
りに光学式モニターを使った他は同様にした。結果を表
1に示す。また図3に示す。
【0019】
【表1】
【0020】実施例1ではどのサンプルも安定したバリ
ア性を示しているのに対し比較例1ではバリア性の悪い
ものがある。
【0021】実施例2 実施例1に使用した装置で、SiO2とAl23を蒸着
原料としてフィルム幅1100mmフィルム長1500
0mの15μm厚みNyフィルム(ナイロン東洋紡績株
式会社製 ハーデンフィルム N2100)を基板とし
て薄膜層を蒸着した。SiO2とAl23は別々の坩堝
に入れ電子ビームで交互に加熱することで薄膜層として
SiO2とAl23との複合酸化物をえた。目標として
膜厚15nm、Al23含有率 30重量%として作成
した。得られたフィルムをスリットにかけてを幅500
mm,長さ4000mの巻き取りフィルムにして蛍光X
線分析装置を用いて膜厚、組成を10点測定し、さらに
酸素透過量を測定した。結果を表2に示す。また図4及
び図5に示す。
【0022】比較例2 実施例2において、蒸着装置の蛍光X線モニターの変わ
りに光学式モニターを使った他は同様にした。結果を表
2に示す。また図4及び図5に示す。
【0023】
【表2】
【0024】実施例2では、バリア性が安定しているが
比較例2では悪い値を示すものがある。
【0025】
【発明の効果】酸素バリア性、印刷性などの品質が巻き
取りフィルムロール内で安定し、最終製品である包装体
の性能安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例で使用した蒸着装置の概略図
【図2】 実施例で使用した蛍光X線モニター概略図
【図3】 実施例1、比較例1の結果の膜厚グラフ
【図4】 実施例2、比較例2の結果の膜厚グラフ
【図5】 実施例2、比較例2の結果の組成グラフ
【符号の説明】
1:巻きだしフィルム 2:電子ビーム 3:ルツボ 4:コーティングロール 5:電子銃 6:蛍光X線モニター 7:ガイドロール 8:巻取りロール 9:X線管 10:比例計数管 11:分光結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AA17A AA19 AA20 AA33A AK01B AK04 AK42 AK51G BA02 BA03 BA06 BA10A BA13 BA44 CB02 EH66 GB23 GB41 GB66 HB31 JD03 JL01 JM02 JN01 YY00A 4K029 AA11 AA25 BA50 BC00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも片面に無機酸化物層を有する
    プラスチックフィルムロールにおいて、前記無機酸化物
    層の膜厚の最大値が最小値の1.5倍以下であることを
    特徴とする透明バリアフィルムロール。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のロールフィルムの無機酸
    化物層が少なくとも2種類以上の酸化物を混合してなる
    複合酸化物よりなり、複合酸化物の1成分の組成の最大
    値と最小値との差が20w%以内であることを特徴とす
    る透明バリアフィルムロール。
JP11189536A 1999-02-10 1999-07-02 透明ガスバリアフィルムロール Pending JP2001020059A (ja)

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US09/500,132 US7666490B1 (en) 1999-02-10 2000-02-08 Functional roll film and vacuum evaporation apparatus capable of producing the functional roll film
KR1020000005932A KR100715702B1 (ko) 1999-02-10 2000-02-09 기능성 롤 필름 및 그 기능성 롤 필름을 제조할 수 있는진공 증착 장치
DE60045165T DE60045165D1 (de) 1999-02-10 2000-02-09 Vorrichtung zum Beschichten von Bahnmaterial
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009235488A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toppan Printing Co Ltd 真空成膜装置及び真空成膜方法並びに導電性フィルム
CN113874543A (zh) * 2019-05-31 2021-12-31 东洋纺株式会社 透明阻气薄膜和其制造方法

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