JP2003251731A

JP2003251731A - ガスバリア性蒸着積層体

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Publication number: JP2003251731A
Application number: JP2002059652A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kishimoto; 好弘岸本; Shigeki Matsui; 茂樹松井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-09-09
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: JP4028259B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基材としてのプラスチックフィルムと蒸着膜
との密着強度に優れ、かつ、酸素ガス、水蒸気等に対す
るガスバリア性、防湿性等に優れ、主に、包装用材料と
して有用なバリア性材料を提供することである。【解決手段】プラスチック基材の少なくとも一方の面
に、有機化合物によるプライマ−コ−ト層、金属または
金属酸化物の薄膜層、および、有機化合物薄膜層を順次
に設けたことを特徴とするガスバリア性蒸着積層体に関
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスバリア性蒸着
積層体に関し、更に詳しくは、各層間の密接着性に優
れ、かつ、酸素ガス、水蒸気等に対するガスバリア性、
防湿性等に優れ、主に、包装用材料として有用なガスバ
リア性蒸着積層体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、飲食品、医薬品、化粧品、洗剤、
雑貨品、その他等の種々の物品を充填包装するために、
種々の包装用材料が開発され、提案されている。而し
て、それらの一つとして、酸素ガスあるいは水蒸気等に
対するバリア性材料があり、このものは、包装用容器を
製造するときに、常に、求められる材料であり、そのた
めに、従来から種々の形態からなるバリア性材料が開発
され、提案されている。現在、アルミニウム箔が、最も
一般的なバリア性材料として使用され、更に、アルミニ
ウム等の金属元素をプラスチックフィルムの片面に蒸着
したアルミニウム蒸着フィルムも同様に一般的なバリア
性材料として使用されている。ところで、近年、バリア
性材料においては、その性能を更に向上させるものとし
て、例えば、プラスチックフィルムの片面に酸化ケイ
素、酸化アルミニウム等の金属酸化物の蒸着膜を設けた
構成からなる透明バリア性材料が開発され、提案されて
いる。更にまた、上記のアルミニウム蒸着フィルム、あ
るいは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物
の蒸着膜を設けた構成からなる透明バリア性材料等にお
いては、保護被膜として、その蒸着膜の上に、更に、有
機化合物の蒸着薄膜を設けた構成からなるバリア性材料
も開発され、提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなバリア性材料において、アルミニウム箔は、バリ
ア性等に極めて優れている材料であるが、透明性が劣る
こと、更に、環境対応に劣ること等の問題点があるもの
である。次に、上記のアルミニウム蒸着フィルム、ある
いは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物の
蒸着膜を設けた構成からなる透明バリア性材料等におい
ては、バリア性においては、基材としての単体のプラス
チックフィルムと比較して格段に向上するものではある
が、上記のアルミニウム箔のそれには程遠く到底に及ぶ
べきものではないものである。例えば、未延伸ポリプロ
ピレンフィルム（ＣＰＰ）あるいはポリエチレンフィル
ム等にアルミニウムを蒸着したアルミニウム蒸着フィル
ムにおいては、バリア性、特に、酸素ガスバリア性にお
いて劣り、具体的に、厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピ
レンフィルム（ＣＰＰ）にアルミニウムを蒸着したアル
ミニウム蒸着フィルムにおいては、酸素透過率が、通
常、３０ｃｃ位が一般的である。また、上記の保護被膜
として、蒸着膜の上に、更に、有機化合物の蒸着薄膜を
設けた構成からなるバリア性材料においては、酸素ガ
ス、水蒸気等に対するバリア性、防湿性等を改善するも
のではあるが、基材としてのプラスチックフィルムと蒸
着膜との間の密着性においてしばしば問題を起こし、プ
ラスチックフィルムに対する蒸着膜の密着性が劣ると、
その密着強度が低下し、その層間において剥離現象を起
こし、酸素ガス、水蒸気等に対するバリア性、防湿性等
を著しく損なってしまいという問題点があるものであ
る。そこで本発明は、基材としてのプラスチックフィル
ムと蒸着膜との密着強度に優れ、かつ、酸素ガス、水蒸
気等に対するガスバリア性、防湿性等に優れ、主に、包
装用材料として有用なバリア性材料を提供することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な問題点を解決すべく種々研究の結果、基材としてのプ
ラスチック基材の表面に、有機化合物によるプライマ−
コ−ト層を設けることにより、プラスチック基材自身の
耐熱性が向上し、更に、その表面の凹凸を覆ってその平
滑性も向上し、また、その表面濡れ性、親和性等も向上
し、金属または金属酸化物の蒸着薄膜層との密接着性を
高め得ることに着目し、まず、プラスチック基材の少な
くとも一方の面に、有機化合物によるプライマ−コ−ト
層を設け、次いで、該有機化合物によるプライマ−コ−
ト層面に、金属または金属酸化物の蒸着薄膜層を設け、
更に、該金属または金属酸化物の蒸着薄膜層面に、有機
化合物の蒸着薄膜層を順次に設けて蒸着積層体を製造し
たところ、プラスチック基材と金属または金属酸化物の
蒸着薄膜層とが、有機化合物によるプライマ−コ−ト層
を介して強固に密接着し、その層間において層間剥離等
の現象が認められず、更に、酸素透過率、水蒸気透過率
等に優れ、極めて有用なバリア性蒸着積層体を製造し得
ることを見出して本発明を完成したものである。

【０００５】すなわち、本発明は、プラスチック基材の
少なくとも一方の面に、有機化合物によるプライマ−コ
−ト層、金属または金属酸化物の薄膜層、および、有機
化合物薄膜層を順次に設けたことを特徴とするガスバリ
ア性蒸着積層体に関するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記の本発明について以下に更に
詳しく説明する。まず、本発明にかかるガスバリア性蒸
着積層体の構成について、その一例を例示して図面を用
いて説明すると、図１は、本発明にかかるガスバリア性
蒸着積層体についてその一例の層構成を示す概略的断面
図であり、図２は、本発明にかかるガスバリア性蒸着積
層体の製造法についてその一例の構成を示す概略的構成
図である。

【０００７】本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体に
ついてその一例を例示して説明すると、本発明にかかる
ガスバリア性蒸着積層体１は、図１に示すように、基本
的構成としては、プラスチック基材２の少なくとも一方
の面に、少なくとも、有機化合物によるプライマ−コ−
ト層３、金属または金属酸化物の薄膜層４、および、有
機化合物薄膜層５を順次に設けた構成からなるものであ
る。而して、上記のような構成からなる本発明にかかる
ガスバリア性蒸着積層体においては、まず、プラスチッ
ク基材の表面に有機化合物によるプライマ−コ−ト層を
設けることにより、該プラスチック基材自身の耐熱性を
向上させて、金属または金属酸化物の薄膜層を形成する
際のプラスチック基材の熱劣化等を防止するものであ
る。また、本発明においては、プラスチック基材の表面
に有機化合物によるプライマ−コ−ト層を設けることに
より、該プラスチック基材の表面の凹凸を覆ってその平
滑性を高め、更に、その表面の濡れ性、親和性等を向上
させて、金属または金属酸化物の薄膜層との密接着性を
高め、その密接着強度を強固にし、その層間剥離等を防
止するものである。また、本発明においては、金属ま
たは金属酸化物の薄膜層４の上に有機化合物薄膜層５を
設けることにより、該有機化合物薄膜層５が金属または
金属酸化物の薄膜層４を保護する保護薄膜として作用
し、例えば、金属または金属酸化物の薄膜層４の表面の
損傷、腐食等の保護作用を奏するものである。

【０００８】次に、本発明において、上記の本発明にか
かるガスバリア性蒸着積層体の製造法についてその一例
である巻き取り式真空蒸着機を例示して説明すると、図
２に示すように、巻き取り式真空蒸着装置１１の真空チ
ャンバ−１２の中に、巻き出しロ−ル１３から繰り出
す、予め、有機化合物によるプライマ−コ−ト層（３）
を設けたプラスチック基材２を、ガイドロ−ル１４、１
５を介して、冷却したコ−ティングドラム１６に案内
し、而して、まず、該コ−ティングドラム１６上におい
て、プラスチック基材２の上に予め設けた有機化合物に
よるプライマ−コ−ト層（３）の表面に、るつぼ１７で
蒸発源として熱せられた金属または金属酸化物１８を蒸
発させ（矢印）、その際に、必要ならば、酸素吹き出し
口等（図示せず）より酸素ガス等を噴出させながら、該
プラスチック基材２の表面に予め形成されている有機化
合物のプライマ−コ−ト層（３）の表面に、マスク１
９、１９を介して金属または金属酸化物の蒸着薄膜層
（４）を成膜化し、次いで、該金属または金属酸化物の
蒸着薄膜層（４）を成膜化したプラスチック基材２を、
ガイドロ−ル１５´、１４´を介して、巻き取りロ−ル
２２に巻き取る際に、ガイドロ−ル１５´とコ−ティン
グドラム１６との間で、るつぼ２０で蒸着源として熱せ
られた有機化合物２１を蒸発させて（矢印）、プラスチ
ック基材２の表面に予め設けた有機化合物のプライマ−
コ−ト層（３）および金属または金属酸化物の蒸着薄膜
層（４）の上に、更に、有機化合物の蒸着薄膜層（５）
を形成して、プラスチック基材２の少なくとも一方の面
に、少なくとも、有機化合物によるプライマ−コ−ト層
（３）、金属または金属酸化物の薄膜層（４）、およ
び、有機化合物薄膜層（５）を順次に設けて構成した本
発明にかかるガスバリア性蒸着積層体を製造することが
できるものである。

【０００９】上記の本発明にかかるガスバリア性蒸着積
層体の製造法においては、上記の説明で明らかなよう
に、プラスチック基材の表面に、予め、有機化合物によ
るプライマ−コ−ト層を形成し、該プライマ−コ−ト層
の表面に、金属または金属酸化物の薄膜層と有機化合物
の蒸着薄膜層とを、真空蒸着機等を使用し、その同一チ
ャンバ−内で連続的に蒸着して蒸着薄膜層を形成してそ
の生産性等を高めるものである。具体的には、本発明に
おいては、予め、有機化合物のプライマ−コ−ト層を設
けたプラスチック基材の該プライマ−コ−ト層の表面
に、真空蒸着機等の同一チャンバ−内で、金属または金
属酸化物の薄膜層を蒸着等により形成し、更にまた、該
金属または金属酸化物の薄膜層を蒸着等により形成した
直後に、該金属または金属酸化物の薄膜層の表面に、有
機化合物薄膜層を蒸着等により形成することにより、そ
の生産性を高めるものである。特に、本発明において
は、金属または金属酸化物の薄膜層、および、有機化合
物薄膜層を順次に形成するときに、該金属または金属酸
化物の薄膜層の表面は、他の異物、例えば、ガイドロ−
ル等の表面が接触することを避けることが好ましく、蒸
着直後の金属または金属酸化物の薄膜層の表面に、直接
的に次の有機化合物の蒸着薄膜を形成し、その層間の密
接着性、保護薄膜性等を向上させることが好ましいもの
である。すなわち、上記において、有機化合物薄膜層を
形成するときに、金属または金属酸化物の薄膜層の表面
に、例えば、ガイドロ−ル等の表面が接触することを避
けることにより、その表面の損傷等の発生を確実に防止
することができるという利点を有するものである。上記
の例示は、本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体につ
いて、あるいは、その製造法について、その一例を例示
したものであり、本発明は、これによって限定されるも
のでないことは言うまでもないことである。

【００１０】次に、本発明において、上記のような本発
明にかかるガスバリア性蒸着積層体、あるいは、その製
造法等において使用する材料、その製造法等について説
明すると、まず、本発明において、本発明にかかるガス
バリア性蒸着積層体を構成するプラスチック基材として
は、プライ−マ−コ−ト層を保持し、かつ、各蒸着薄膜
層を保持し得るプラスチックのフィルムないしシ−トで
あればいずれのものでも使用することができ、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオ
レフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビ
ニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン
系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ
ビニルアルコ−ル、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、フッ素系
樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタ−ル系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、その他等の各種の
透明な樹脂のフィルムないしシ−トを使用することがで
きる。これらの樹脂のフィルムないしシ−トは、一軸な
いし二軸方向に延伸されているものでもよく、また、そ
の厚さとしては、１０〜２００μｍ位、好ましくは、１
０〜１００μｍ位が望ましい。また、上記の樹脂のフィ
ルムないしシ−トとしては、必要ならば、コロナ放電処
理、オゾン処理、プラズマ処理等の前処理等を任意に施
すこともできる。

【００１１】次にまた、本発明において、本発明にかか
るガスバリア性蒸着積層体を構成する有機化合物による
プライマ−コ−ト層を形成する有機化合物としては、例
えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノ−ル系樹脂、ポ
リ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、酸変性ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系
樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ゴム系化合物、石油系樹
脂、アルキルチタネ−ト系化合物、ポリエチレンイミン
系化合物、イソシアネ−ト系化合物、澱粉、カゼイン、
アラビアゴム、セルロ−ス誘導体、ワックス類、その他
等の樹脂またはそのプレポリマ−もしくはモノマ−等の
一種ないしそれ以上の混合物を使用することができる。
本発明において、上記の樹脂またはそのプレポリマ−も
しくはモノマ−としては、１液硬化型、あるいは、二液
硬化型等のいずれのものでも使用することができる。而
して、本発明においては、上記のような樹脂またはその
プレポリマ−もしくはモノマ−等の一種ないしそれ以上
の混合物をビヒクルの主成分とし、これに、必要なら
ば、例えば、各種の安定剤、硬化剤ないし架橋剤、充填
剤、その他等の添加剤を任意に添加し、溶剤、希釈剤等
で充分に混練して、コ−ティング剤組成物を調整し、該
コ−ティング剤組成物を使用し、これを、例えば、ロ−
ルコ−ト法、グラビアコ−ト法、スプレイコ−ト法、エ
アナイフコ−ト法、キスコ−ト法、その他等のコ−ティ
ング法でプラスチック基材の表面にコ−ティングして、
有機化合物によるプライマ−コ−ト層を形成することが
できる。本発明において、上記の有機化合物によるプラ
イマ−コ−ト層の膜厚としては、５００〜５０００Å位
が好ましい。また、本発明において、上記のコ−ティン
グ法としては、生産性、膜厚の均一性等の観点から、グ
ラビアコ−ト法を用いることが最も望ましいものであ
る。

【００１２】次にまた、本発明において、本発明にかか
るガスバリア性蒸着積層体を構成する金属または金属酸
化物の薄膜層を形成する金属またと金属酸化物として
は、基本的には、蒸着等により、金属または金属酸化物
をアモルファス（非晶質）化した薄膜層を形成し得るも
のであればいずれのものでも使用可能であり、例えば、
ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム
（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、スズ
（Ｓｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ素（Ｂ）、チタン
（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イット
リウム（Ｙ）等の金属、あるいは、その金属酸化物を使
用することができる。而して、包装用材料等に適するも
のとしては、アルミニウム、ケイ素またはアルミニウム
等の金属酸化物を挙げることができる。なお、本発明に
おいて、金属酸化物は、ケイ素酸化物、アルミニウム酸
化物、マグネシウム酸化物等のように、その表記は、例
えば、ＳｉＯ_X、ＡｌＯ_X、ＭｇＯ_X等のようにＭＯ_X
（ただし、式中、Ｍは、金属元素を表し、Ｘの値は、金
属元素によってそれぞれ範囲がことなる。）で表され
る。而して、上記の式中のＸの値の範囲としては、ケイ
素（Ｓｉ）は、０〜２、アルミニウム（Ａｌ）は、０〜
１．５、マグネシウム（Ｍｇ）は、０〜１、カルシウム
（Ｃａ）は、０〜１、カリウム（Ｋ）は、０〜０．５、
スズ（Ｓｎ）は、０〜２、ナトリウム（Ｎａ）は、０〜
０．５、ホウ素（Ｂ）は、０〜１、５、チタン（Ｔｉ）
は、０〜２、鉛（Ｐｂ）は、０〜１、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）は０〜２、イットリウム（Ｙ）は、０〜１．５の範
囲の値をとることができる。上記において、Ｘ＝０の場
合、完全な金属であり、また、Ｘの範囲の上限は、完全
に酸化した値である。本発明において、包装用材料とし
ては、一般的に、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）以外は、使用される例に乏しく、ケイ素（Ｓｉ）
は、１．０〜２．０、アルミニウム（Ａｌ）は、０．５
〜１．５の範囲の値のものを使用することができる。

【００１３】次にまた、本発明において、本発明にかか
るガスバリア性蒸着積層体を構成す有機化合物薄膜を形
成する有機化合物としては、主として、炭素と水素とか
らなる化合物であり、更に、その他、例えば、酸素、窒
素等の元素を含んでもよく、更に、微量の金属元素等も
含んでもよく、更に、蒸着薄膜層を形成する上で常温に
おいて液状ないし固体状である有機化合物を使用するこ
とができる。上記の有機化合物としては、例えば、天然
ないし合成樹脂、天然ないし合成ゴム、または、天然な
いし合成ワックスの１種ないしそれ以上の混合物、更に
は、潤滑剤の１種ないしそれ以上の混合物も使用するこ
とができる。具体的には、例えば、ポリエチレン系樹脂
あるいはポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹
脂、メチルペンテン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアク
リルニトリル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、フェノ
−ル系樹脂、フラン系樹脂、ケトン系樹脂、キシレン系
樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、アニリン系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹
脂、その他等の合成樹脂類、ロジン、シェラック、その
他等の天然樹脂類、エチレン−プロピレンゴム、ブチル
ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコ−ンゴム、
その他等の合成ゴム類、生ゴム等の天然ゴム類、パラフ
ィンワックス、微結晶ワックス、キャンデリラワック
ス、カルナウバワックス、モンタンワックス、ポリオレ
フィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、その
他等の天然ないし合成ワックス類、シリコ−ン系オイ
ル、フッ素系オイル、ポリアルキルナフタレンオイル、
ポリアルキルフタレ−トオイルポリフェニルエ−テルオ
イル、石油留分、鉱物油、その他等の潤滑剤類を使用す
ることができる。本発明において、上記の有機化合物
は、単独あるいは２種以上の混合物で使用することがで
きる。

【００１４】上記において、潤滑剤の１種ないし２種以
上の混合物は、有機化合物薄膜層を構成する有機化合物
とし、それだけで単独で使用することができるが、本発
明では、天然ないし合成樹脂、天然ないし合成ゴム、ま
たは、天然ないし合成ワックスの１種ないしそれ以上の
混合物に、更に、潤滑剤の１種ないしそれ以上の混合物
を添加してなる有機化合物組成物による蒸着膜を形成し
て、有機化合物薄膜層を構成することが望ましい。而し
て、上記のように潤滑剤を使用することにより、有機化
合物薄膜層の滑り易さを向上させることができ、特に、
本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体を巻き取る際
に、ブロッキングの発生等を防止することができるとい
う利点を有するものである。

【００１５】次に、本発明において、プラスチック基材
の少なくとも一方の面に、予め、有機化合物によるプラ
イマ−コ−ト層を設けた後、金属または金属酸化物の薄
膜層、および、第２の有機化合物薄膜層を順次に設ける
方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレ−ティング法等の物理気相成長法（Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、
ＰＶＤ法）、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化
学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法
（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ法、ＣＶＤ法）等を挙げることができる。勿論、本発
明において、一部を、真空蒸着法等の物理気相成長法で
行い、他をプラズマ化学気相成長法等の化学気相成長法
で行うことは可能である。また、本発明において、上記
の真空蒸着法における蒸着方式は、抵抗加熱方式、誘導
加熱方式、電子ビ−ム加熱方式等を必要に応じて適宜選
択して採用することができる。また、本発明において、
金属または金属酸化物の薄膜層を形成するに際し、上記
のプラズマ化学蒸着法を採用し、例えば、テトラメチレ
ンジシロキサン、ヘキサメチレンジシロキサン等の有機
珪素化合物ガスを原料としてプラズマ活性化化学蒸着を
行うことができる。

【００１６】ところで、本発明において、金属または金
属酸化物の薄膜層、および、第２の有機化合物薄膜層等
の各層の厚さとしては、まず、金属または金属酸化物の
薄膜層の厚さとしては、使用する金属、または金属酸化
物の種類等によって異なるが、例えば、５０〜３０００
Å位、好ましくは、１００〜１０００Å位の範囲内で任
意に選択して形成することが望ましい。また、本発明に
おいて、有機化合物薄膜層の厚さとしては、５００〜５
０００Å位、好ましくは、１０００〜２０００Å位が望
ましい。次に、本発明においては、金属または金属酸化
物の薄膜層としては、１層だけではなく、２層あるいは
それ以上を積層した積層体の状態でもよく、また、使用
する金属、または、金属酸化物としては、１種または２
種以上の混合物で使用し、異種の材質で混合した材料に
よる薄膜層を構成することもできる。

【００１７】以上の説明で明らかなように、本発明は、
プラスチック基材の少なくとも一方の面に、有機化合物
によるプライマ−コ−ト層、金属または金属酸化物の薄
膜層、および、有機化合物薄膜層を順次に設けたことを
特徴とするガスバリア性蒸着積層体に関するものであ
る。而して、本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体
は、プラスチック基材と金属または金属酸化物の蒸着薄
膜層とが、有機化合物によるプライマ−コ−ト層を介し
て強固に密接着し、その層間において層間剥離等の現象
が認められず、また、金属または金属酸化物の蒸着薄膜
層を保護する保護薄膜として、有機化合物の蒸着薄膜層
が作用し、該金属または金属酸化物の蒸着薄膜層の損傷
等によるバリア性の低下等を防止し、更に、透明性に優
れ、また、酸素ガスあるいは水蒸気等に対するバリア性
に優れ、従来の蒸着膜からなるガスバリア−性フィルム
では得られないガスバリア−性を得ることができるもの
であり、ガスバリア−性材料として、各種の包装用容器
を製造する包装材料として有用なものである。また、本
発明にかかるガスバリア性蒸着積層体は、可撓性に欠け
る金属または金属酸化物の蒸着薄膜層の両面に、有機化
合物の薄膜層を設けていることから、該金属または金属
酸化物の蒸着薄膜層の保護層として作用し、例えば、製
造工程間の巻き返し、あるいは、スリット加工、更に
は、印刷、ラミネ−ト、製袋等の後加工等において、金
属または金属酸化物の蒸着薄膜層にクラック等が発生す
ることなく、極めて、その製造、あるいは、後加工適性
に優れているものである。更に、本発明においては、蒸
着等により、各薄膜層を連続的に形成することから、そ
の生産性を向上させるものである。

【００１８】上記のようにして製造した本発明にかかる
ガスバリア性蒸着積層体は、例えば、樹脂のフィルム、
紙基材、金属素材、合成紙、セロハン、その他等の包装
用容器を構成する包装用素材等と任意に組み合わせて、
例えば、通常のラミネ−ト法によりラミネ−トして種々
の積層体を製造し、種々の物品を充填包装するに適した
包装用容器を製造可能とするものである。上記の樹脂の
フィルムとしては、具体的には、例えば、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、線
状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ア
イオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合
体、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸共重合
体、酸変性ポリオレフィン系樹脂、メチルペンテンポリ
マ−、ポリブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ
酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビ
ニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリ（メタ）アクリル
系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系
樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ系樹
脂）、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合
体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエステル系樹脂、ポリアミド
系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリビニルアルコ−
ル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、
フッ素系樹脂、ジエン系樹脂、ポリアセタ−ル系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロ−ス、その他等の公
知の樹脂のフィルムないしシ−トから任意に選択して使
用することができる。本発明において、上記のフィルム
ないしシ−トは、未延伸、一軸ないし二軸方向に延伸さ
れたもの等のいずれのものでも使用することができる。
また、その厚さは、任意であるが、数μｍから３００μ
ｍ位の範囲から選択して使用することができる。更に、
本発明においては、フィルムないしシ−トとしては、押
し出し成膜、インフレ−ション成膜、コ−ティング膜等
のいずれの性状の膜でもよい。また、上記において、紙
基材としては、例えば、強サイズ性の晒または未晒の紙
基材、あるいは純白ロ−ル紙、クラフト紙、板紙、加工
紙等の紙基材、その他等を使用することができる。上記
において、紙層を構成する紙基材としては、坪量約８０
〜６００ｇ／ｍ²位のもの、好ましくは、坪量約１００
〜４５０ｇ／ｍ²位のものを使用することが望ましい。

【００１９】次に、上記の本発明において、上記のよう
な材料を使用して積層体を製造する方法について説明す
ると、かかる方法としては、通常の包装材料をラミネ−
トする方法、例えば、ウエットラミネ−ション法、ドラ
イラミネ−ション法、無溶剤型ドライラミネ−ション
法、押し出しラミネ−ション法、Ｔダイ押し出し成形
法、共押し出しラミネ−ション法、インフレ−ション
法、共押し出しインフレ−ション法、その他等で行うこ
とができる。而して、本発明においては、上記の積層を
行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処
理、フレ−ム処理、その他等の前処理をフィルムに施す
ことができ、また、例えば、ポリエステル系、イソシア
ネ−ト系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリ
ブタジェン系、有機チタン系等のアンカ−コ−ティング
剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエ
ステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロ−ス
系、その他等のラミネ−ト用接着剤等の公知のアンカ−
コ−ト剤、接着剤等を使用することができる。

【００２０】次に、本発明において、上記のような積層
体を使用して製袋ないし製函する方法について説明する
と、例えば、包装用容器がプラスチックフィルム等から
なる軟包装袋の場合、上記のような方法で製造した積層
体を使用し、その内層のヒ−トシ−ル性樹脂層の面を対
向させて、それを折り重ねるか、或いはその二枚を重ね
合わせ、更にその周辺端部をヒ−トシ−ルしてシ−ル部
を設けて袋体を構成することができる。而して、その製
袋方法としては、上記の積層体を、その内層の面を対向
させて折り曲げるか、あるいはその二枚を重ね合わせ、
更にその外周の周辺端部を、例えば、側面シ−ル型、二
方シ−ル型、三方シ−ル型、四方シ−ル型、封筒貼りシ
−ル型、合掌貼りシ−ル型（ピロ−シ−ル型）、ひだ付
シ−ル型、平底シ−ル型、角底シ−ル型、その他等のヒ
−トシ−ル形態によりヒ−トシ−ルして、本発明にかか
る種々の形態の包装用容器を製造することができる。そ
の他、例えば、自立性包装袋（スタンディングパウチ）
等も製造することが可能であり、更に、本発明において
は、上記の積層材を使用してラミネ−トチュ−ブ容器等
も製造することができる。上記において、ヒ−トシ−ル
の方法としては、例えば、バ−シ−ル、回転ロ−ルシ−
ル、ベルトシ−ル、インパルスシ−ル、高周波シ−ル、
超音波シ−ル等の公知の方法で行うことができる。な
お、本発明においては、上記のような包装用容器には、
例えば、ワンピ−スタイプ、ツウ−ピ−スタイプ、その
他等の注出口、あるいは開閉用ジッパ−等を任意に取り
付けることができる。

【００２１】次にまた、包装用容器として、紙基材を含
む液体充填用紙容器の場合、例えば、積層材として、紙
基材を積層した積層材を製造し、これから所望の紙容器
を製造するブランク板を製造し、しかる後該ブランク板
を使用して胴部、底部、頭部等を製函して、例えば、ブ
リックタイプ、フラットタイプあるいはゲ−ベルトップ
タイプの液体用紙容器等を製造することができる。ま
た、その形状は、角形容器、丸形等の円筒状の紙缶等の
いずれのものでも製造することができる。

【００２２】本発明において、上記のようにして製造し
た包装用容器は、透明性、酸素、水蒸気等に対するガス
バリア性、耐衝撃性等に優れ、更に、ラミネ−ト加工、
印刷加工、製袋ないし製函加工等の後加工適性を有し、
また、バリア性膜としての蒸着薄膜の剥離を防止し、か
つ、その熱的クラックの発生を阻止し、その劣化を防止
して、バリア−性膜として優れた耐性を発揮し、例え
ば、飲食品、医薬品、洗剤、シャンプ−、オイル、歯磨
き、接着剤、粘着剤等の化学品ないし化粧品、その他等
の種々の物品の充填包装適性、保存適性等に優れている
ものである。

【００２３】

【実施例】実施例１厚さ２５μｍのキャストポリプロフピレンフィルムの片
面に、グラビアコ−ト法を用いて、下記の条件で厚さ１
３００Åのプライマ−コ−ト層を形成した。（コ−ティング剤組成物）：主剤；硝化綿／ポリウレタン系樹脂（固形分２５％）硬化剤；イソシアネ−ト系化合物（固形分７５％）混合比；主剤：硬化剤＝１００：５溶剤；酢酸エチル次に、上記でプライマ−コ−ト層を形成したキャストポ
リプロフピレンフィルムのプライマ−コ−ト層面に、下
記の条件で電子ビ−ム方式の真空蒸着法を用いて厚さ２
００Åのアルミニウム蒸着膜を形成し、しかる後、連続
的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成ワックス
の蒸着薄膜を形成し、本発明にかかるガスバリア性蒸着
積層体を製造した。（蒸着条件）：巻取チャンバ−内の真空度、２×１０^-2ｍｂａｒ蒸着チャンバ−内の真空度、２×１０^-4ｍｂａｒフィルム速度：２００ｍ／分

【００２４】実施例２厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、上記の実施例１と同様にして、プライ
マ−コ−ト層を形成した。次に、上記でプライマ−コ−
ト層を形成した２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムのプライマ−コ−ト層の面に、プラズマ化学蒸着
機を用いて、フィルム搬送速度２００ｍ／分で下記の２
層を連続的に同一チャンバ−内で蒸着形成した。まず、
プラズマ化学蒸着法を用い、ヘキサメチルジシロキサン
を原料として厚さ１５０Åの酸化ケイ素の蒸着薄膜を形
成し、しかる後、更に、連続的に同一チャンバ−内で厚
さ２０００Åの合成ワックスの蒸着薄膜を形成して、本
発明にかかるガスバリア性蒸着積層体を製造した。

【００２５】実施例３厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、上記の実施例１と同様にして、プライ
マ−コ−ト層を形成した。次に、上記でプライマ−コ−
ト層を形成した２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムのプライマ−コ−ト層面に、下記の条件で電子ビ
−ム加熱方式を用い、アルミニウムを蒸着源として使用
し、酸素ガスを供給しながら、厚さ２００Åの酸化アル
ミニウムの蒸着薄膜層を形成し、しかる後、更に、連続
的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成ワックス
の蒸着薄膜を形成して、本発明にかかるガスバリア性蒸
着積層体を製造した。（蒸着条件）：巻取チャンバ−内の真空度、２×１０^-2ｍｂａｒ蒸着チャンバ−内の真空度、２×１０^-4ｍｂａｒフィルム速度：４００ｍ／分

【００２６】実施例４厚さ２５μｍのキャストポリプロフピレンフィルムの片
面に、グラビアコ−ト法を用いて、下記の条件で厚さ１
３００Åのプライマ−コ−ト層を形成した。（コ−ティング剤組成物）：主剤；飽和ポリエステル系樹脂（固形分３０％）硬化剤；イソシアネ−ト系化合物（固形分７０％）混合比；主剤：硬化剤＝５０：５０溶剤；酢酸エチル次に、上記でプライマ−コ−ト層を形成したキャストポ
リプロフピレンフィルムのプライマ−コ−ト層面に、下
記の条件で電子ビ−ム方式の真空蒸着法を用いて厚さ５
００Åのアルミニウム蒸着膜を形成し、しかる後、連続
的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成ワックス
の蒸着薄膜を形成し、本発明にかかるガスバリア性蒸着
積層体を製造した。（蒸着条件）：巻取チャンバ−内の真空度、２×１０^-2ｍｂａｒ蒸着チャンバ−内の真空度、２×１０^-4ｍｂａｒフィルム速度：２００ｍ／分

【００２７】実施例５厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、上記の実施例４と同様にして、プライ
マ−コ−ト層を形成した。次に、上記でプライマ−コ−
ト層を形成した２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムのプライマ−コ−ト層の面に、プラズマ化学蒸着
機を用いて、フィルム搬送速度２００ｍ／分で下記の２
層を連続的に同一チャンバ−内で蒸着形成した。まず、
プラズマ化学蒸着法を用い、ヘキサメチルジシロキサン
を原料として厚さ１５０Åの酸化ケイ素の蒸着薄膜を形
成し、しかる後、更に、連続的に同一チャンバ−内で厚
さ２０００Åの合成ワックスの蒸着薄膜を形成して、本
発明にかかるガスバリア性蒸着積層体を製造した。

【００２８】実施例６厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、上記の実施例４と同様にして、プライ
マ−コ−ト層を形成した。次に、上記でプライマ−コ−
ト層を形成した２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムのプライマ−コ−ト層面に、下記の条件で電子ビ
−ム加熱方式を用い、アルミニウムを蒸着源として使用
し、酸素ガスを供給しながら、厚さ２００Åの酸化アル
ミニウムの蒸着薄膜層を形成し、しかる後、更に、連続
的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成ワックス
の蒸着薄膜を形成して、本発明にかかるガスバリア性蒸
着積層体を製造した。（蒸着条件）：巻取チャンバ−内の真空度、２×１０^-2ｍｂａｒ蒸着チャンバ−内の真空度、２×１０^-4ｍｂａｒフィルム速度：４００ｍ／分

【００２９】比較例１厚さ２５μｍのキャストポリプロフピレンフィルムの片
面に、真空蒸着機を用い、上記の実施例１と同じ条件で
電子ビ−ム加熱方式を用いて厚さ２００Åのアルミニウ
ム蒸着薄膜を形成し、次いで、連続的に同一チャンバ−
内で厚さ２０００Åの合成ワックスの蒸着薄膜を形成
し、ガスバリア性蒸着積層体を製造した。

【００３０】比較例２厚さ２５μｍのキャストポリプロフピレンフィルムの片
面に、実施例１と同じ条件で同様にして、電子ビ−ム方
式の真空蒸着法を用いて厚さ２００Åのアルミニウム蒸
着膜を形成し、ガスバリア性蒸着積層体を製造した。

【００３１】比較例３厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、プラズマ化学蒸着機を用い、フィルム
搬送速度２００ｍ／分で下記の２層を連続的に同一チャ
ンバ−内で蒸着形成した。まず、プラズマ化学蒸着法を
用い、ヘキサメチルジシロキサンを原料として厚さ１５
０Åの酸化ケイ素の蒸着薄膜を形成し、しかる後、更
に、連続的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成
ワックスの蒸着薄膜を形成して、ガスバリア性蒸着積層
体を製造した。

【００３２】比較例４厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムの片面に、真空蒸着機を用いて、下記の条件で電
子ビ−ム加熱方式を用い、アルミニウムを蒸着源として
使用し、酸素ガスを供給しながら、厚さ２００Åの酸化
アルミニウムの蒸着薄膜層を形成し、しかる後、更に、
連続的に同一チャンバ−内で厚さ２０００Åの合成ワッ
クスの蒸着薄膜を形成して、ガスバリア性蒸着積層体を
製造した。（蒸着条件）：巻取チャンバ−内の真空度、２×１０^-2ｍｂａｒ蒸着チャンバ−内の真空度、２×１０^-4ｍｂａｒフィルム速度：４００ｍ／分

【００３３】実験例１上記の実施例１〜６で製造した本発明にかかるガスバリ
ア性蒸着積層体、および、比較例１〜４で製造したガス
バリア性蒸着積層体について、酸素透過度と水蒸気透過
度を測定した。（１）．酸素透過度の測定温度２３℃、湿度９０％ＲＨの条件で、米国、モコン
（ＭＯＣＯＮ）社製の測定機〔機種名、オクストラン
（ＯＸＴＲＡＮ２／２０）〕を使用して測定した。（２）．水蒸気透過度の測定温度３７．８℃、湿度１００％ＲＨの条件で、米国、モ
コン（ＭＯＣＯＮ）社製の測定機〔機種名、パ−マトラ
ン（ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ３／３１）〕を使用して測定し
た。上記で測定した結果を下記の表１に示す。

【００３４】

【００３５】上記の表１に示す結果より明らかなよう
に、本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体は、酸素透
過度および水蒸気透過度に優れ、ガスバリア−性素材と
して有用なものであることが判明した。

【００３６】実験例２次に、上記の実施例２、３、５、６で製造した本発明に
かかるガスバリア性蒸着積層体、および、比較例３〜４
で製造したガスバリア性蒸着積層体を使用し、その蒸着
薄膜面に、ウレタン系接着剤を使用して、厚さ１５μｍ
の２軸延伸ナイロンフィルムを積層し、更に、該２軸延
伸ナイロンフィルム面に、上記と同様に、ウレタン系接
着剤を使用して、厚さ３０μｍの未延伸ポリプロピレン
フィルムを貼り合わせて積層体を製造した。次いで、上
記の実施例２、３、５、６で製造した本発明にかかるガ
スバリア性蒸着積層体、および、比較例３〜４で製造し
たガスバリア性蒸着積層体を使用して製造した積層体を
使用し、通常の方法で製袋して三方をヒ−トシ−ルした
包装用袋を製造し、しかる後、該包装用袋の開口部から
内容物を充填し、次いで、その開口部をヒ−トシ−ルし
て包装体を製造した。次に、上記で製造した包装体につ
いて、１２０℃、３０ｍｉｎの条件でレトルト処理し
た。上記のレトルト処理前とレトルト処理後の包装用袋
について、酸素透過度を測定した。（１）．酸素透過度の測定温度２５℃、湿度９０％ＲＨの条件で、米国、モコン
（ＭＯＣＯＮ）社製の測定機〔機種名、オクストラン
（ＯＸＴＲＡＮ２／２０）〕を使用して測定した。上記
で測定した結果を下記の表２に示す。

【００３７】

【００３８】上記の表２に示す結果より明らかなよう
に、本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体を使用した
積層体を使用して製袋した包装用袋は、酸素透過度に優
れ、ガスバリア−性素材として有用なものであることが
判明した。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、基材としてのプラスチック基材の表面に、有機化合
物によるプライマ−コ−ト層を設けることにより、プラ
スチック基材自身の耐熱性が向上し、更に、その表面の
凹凸を覆ってその平滑性も向上し、また、その表面濡れ
性、親和性等も向上し、金属または金属酸化物の蒸着薄
膜層との密接着性を高め得ることに着目し、まず、プラ
スチック基材の少なくとも一方の面に、有機化合物によ
るプライマ−コ−ト層を設け、次いで、該有機化合物に
よるプライマ−コ−ト層面に、金属または金属酸化物の
蒸着薄膜層を設け、更に、該金属または金属酸化物の蒸
着薄膜層面に、有機化合物の蒸着薄膜層を順次に設けて
蒸着積層体を製造して、プラスチック基材と金属または
金属酸化物の蒸着薄膜層とが、有機化合物によるプライ
マ−コ−ト層を介して強固に密接着し、その層間におい
て層間剥離等の現象が認められず、更に、酸素透過率、
水蒸気透過率等に優れ、極めて有用なバリア性蒸着積層
体を製造し得ることができるというものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体につい
てその一例の層構成を示す概略的断面図である。

【図２】本発明にかかるガスバリア性蒸着積層体の製造
法についてその一例の構成を示す概略的構成図である。

【符号の説明】

１ガスバリア性蒸着積層体２プラスチック基材３有機化合物によるプライマ−コ−ト層４金属または金属酸化物の薄膜層５有機化合物薄膜層１１巻き取り式真空蒸着装置１２真空チャンバ− １３巻き出しロ−ル１４ガイドロ−ル１４´ ガイドロ−ル１５ガイドロ−ル１５´ ガイドロ−ル１６コ−ティングドラム１７るつぼ１８金属または金属酸化物１９マスク２０るつぼ２１有機化合物２２巻き取りロ−ル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AA17C AB10C AB11C AH00D AH08B AJ11D AK01A AK01D AK07 AK25B AK41B AK51B AK53B AL05B AL05D AN00D BA04 CA19D CC00B EH66C EH66D EJ65B GB15 JD02 JD03 JD04 JL11 JM02D 4K029 AA11 AA25 BA03 BA35 BA46 BA62 CA01 DB21 JA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック基材の少なくとも一方の面
に、有機化合物によるプライマ−コ−ト層、金属または
金属酸化物の薄膜層、および、有機化合物薄膜層を順次
に設けたことを特徴とするガスバリア性蒸着積層体。
【請求項２】有機化合物によるプライマ−コ−ト層
が、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリブタジエ
ン系樹脂、有機チタン系化合物、イソシアネ−ト系化合
物、若しくは、ポリエチレンイミン系化合物、または、
そのプレポリマ−もしくはモノマ−をビヒクルの主成分
とするコ−ティング剤組成物を使用し、グラビアコ−ト
法によりコ−トしたプライマ−コ−ト層からなることを
特徴とする上記の請求項１に記載するガスバリア性蒸着
積層体。
【請求項３】金属または金属酸化物の薄膜層、およ
び、有機化合物薄膜層が、蒸着膜からなることを特徴と
する上記の請求項１または２に記載するガスバリア性蒸
着積層体。
【請求項４】金属または金属酸化物の薄膜層、およ
び、有機化合物薄膜層が、同一チャンバ−内で連続的に
蒸着形成された蒸着膜からなることを特徴とする上記の
請求項１、２または３に記載するガスバリア性蒸着積層
体。
【請求項５】有機化合物薄膜層が、天然ないし合成樹
脂、天然ないし合成ゴム、または、天然ないし合成ワッ
クスの１種ないしそれ以上の混合物による蒸着膜からな
ることを特徴とする上記の請求項１、２、３または４に
記載するガスバリア性積層体。
【請求項６】有機化合物薄膜層が、天然ないし合成樹
脂、天然ないし合成ゴム、または、天然ないし合成ワッ
クスの１種ないしそれ以上の混合物に、更に、潤滑剤の
１種ないしそれ以上の混合物を添加してなる組成物によ
る蒸着膜からなることを特徴とする上記の請求項１、
２、３、４または５に記載するガスバリア性積層体。
【請求項７】金属または金属酸化物の薄膜層が、物理
気相成長法または化学気相成長法による蒸着薄膜からな
ることを特徴とする上記の請求項１、２、３、４、５ま
たは６に記載するガスバリア性積層体。
【請求項８】金属または金属酸化物の薄膜層が、アル
ミニウムまたはシリコンまたはそれらの混合物からなる
元素を含んで構成された蒸着薄膜であることを特徴とす
る上記の請求項１、２、３、４、５、６または７に記載
するガスバリア性積層体。