JP2007237531A

JP2007237531A - ポリプロピレンフィルム

Info

Publication number: JP2007237531A
Application number: JP2006062210A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okutsu; 渉奥津; Masayoshi Teranishi; 正芳寺西
Original assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Current assignee: Toray Advanced Film Co Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: JP4736869B2

Abstract

【課題】十分な酸素バリア性及び水蒸気バリア性を持ち、同時に高い金属酸化物層と基材フィルムの密着強度を持ち、包装用途として優れたガスバリア性を有する透明ポリオレフィンフィルムを提供する。
【解決手段】ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設け、次いで銅蒸着層及び金属酸化物層を順次積層したポリプロピレンフィルム。樹脂系塗工層上に設ける銅蒸着層が、０．０２〜１ｎｍの厚さであり、金属酸化物層の厚さが、１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリプロピレンフィルムに関し、特に、包装用特に食品包装に用いられる酸素・水蒸気等のガスバリアー性に優れたフィルムに関する

高透明で高いガスバリアー性を有するフィルムとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や延伸ナイロン（ＮＹ）が知られている。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や延伸ナイロン（ＮＹ）を基材として使用したフィルムは、酸化アルミニウムや酸化珪素等の金属酸化物を蒸着することにより、酸素・水蒸気遮断性を発現させる処方や、ポリビニルアルコールやポリエチレンビニルアルコールを塗工する事により、酸素遮断性を発現させる処方も知られている。しかし、包装材料フィルムの構成は、ガスバリアフィルムとシーラントフィルムをラミネートした積層フィルムであり、バリアフィルムとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や延伸ナイロン（ＯＮＹ）を使用した場合、シーラントフィルム（無延伸ポリプロピレン・無延伸ポリエチレン）とラミネートすることで、異なる素材をラミネートしたものが包装材料となる。その為、リサイクルという観点にて、素材別に廃棄する事が困難であった。

そこで、オレフィン特にポリプロピレンを主体とした包装用製品では、バリアフィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や延伸ナイロン（ＯＮＹ）ではなく、ポリプロピレンである事が望ましく、ポリプロピレンをベースとしたバリアフィルムの開発が望まれていた。しかし、ポリプロピレンはガス遮断性が低く、また蒸着層との密着も低い為、バリアフィルムとして使用するにあたり、ポリプロピレンフィルムベースにて高透明且つ高いガス遮断性に加え、高い剥離強度を付与したバリアフィルムとして、ポリプロピレンフィルムの開発が必要であった。

本開発に際し、既にポリプロピレンフィルムへポリエステル系樹脂を塗工し、酸化アルミニウム蒸着層を形成させる方法が開示されている（特許文献１，２参照）が、ガスバリアー性や特に剥離強度が不十分であった。
特開平１１−１５７０２１号公報特開２０００−１８５３７８号公報

本発明の目的は、酸素遮断性に加え高い水蒸気遮断性を備え、透明性が高く、高い剥離強度の得られたポリプロピレンフィルムを工業的に有利に生産することにある。

本発明者らは、上記課題を解決する手法を鋭意検討した結果、ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設け、次いで銅蒸着層及び金属酸化物層を順次積層してなるポリプロピレンフィルムにより、課題が達成できることを見いだした。

本発明の最大の特徴は、ポリプロピレンフィルム上に樹脂系塗剤を塗工し、その上にアンカー機能としての銅蒸着層／金属酸化物層を順次積層させることにより酸素遮断性及び水蒸気遮断性に加え、ポリプロピレンフィルムと銅蒸着層を介した金属酸化物層にて高い剥離強度を有し、内容物視認に必要な透明性を持つポリプロピレンフィルムを生産できることにある。

本発明は、ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設け、次いで銅蒸着層及び金属酸化物層を順次積層してなるポリプロピレンフィルムである。

本発明において、ポリプロピレンフィルムとは、ニ軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が挙げられ、そのフィルムが単一の材質からなるものであっても、２種以上の材質からなる複合フィルムであってもよい。また、公知の添加剤（帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、紫外線吸収剤等）が添加されていてもよいが、食品用途には、無添加タイプが望ましい。

本発明で用いるポリプロピレンフィルムは、特に制限はないが、樹脂系塗工層との密着を上げる為、予めポリプロピレンフィルム上に公知のフィルム処理（コロナ放電処理、アンカーコート処理）が施されていることが好ましく、ポリプロピレンフィルムの厚みは、２０〜５０μｍであることが好ましい。

本発明のポリプロピレンフィルムは、ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設ける。
樹脂系塗工層を形成する樹脂は、アクリル、ポリエステル、ウレタンが挙げられるが、酸素・水蒸気遮断性をより強く発現させる点で、ポリエステル系樹脂が好ましい。

また、塗工後の蒸着加工による反応熱、及び、コンバーティング時に使用される溶剤を考慮すると、樹脂系塗工層を形成する樹脂は、２液硬化型が好ましい。２液硬化型の樹脂は、耐熱性・耐溶剤性を有する塗工層となる。
ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設ける塗工工程に関しては、特に制限は無いが、ポリプロピレンフィルムの融点を考慮し、塗工時乾燥温度を１００度以下にすることが好ましく、樹脂系塗工層を塗工後、４０度×４８時間のエージングを行うことが更に好ましい。
樹脂系塗工層の厚みは、アルミなどの金属蒸着の場合、０．２μｍ以上にてバリア性が発現する。樹脂系塗工層の厚みは、アルミナなどの金属酸化物蒸着の場合、その蒸着層厚みが薄い事から、樹脂系塗工層厚みは、０．５μｍ以上が好ましく、より好ましくは、１．０μｍ以上である。樹脂系塗工層の厚みが、０．５μｍ以上の場合、バリア性が更に向上する。

本発明のポリプロピレンフィルムは、樹脂系塗工層を設け、次いで銅蒸着層を積層する。

銅蒸着層は、次に積層する金属酸化物層に対する密着強化の為のアンカー層としての効果を発揮する。銅蒸着層厚みは、０．０２〜１ｎｍであることが透明性からも好ましく、０．１〜０．５ｎｍであることが更に好ましい。

本発明のポリプロピレンフィルムは、銅蒸着層に次いで、金属酸化物層を積層する。

金属酸化物層の金属酸化物は、アルミニウム、錫、亜鉛、銅等の金属酸化物、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）、珪素酸化物が適する。ガスバリア性の面から、金属酸化物は、酸化アルミニウム及び酸化珪素が好適である。

金属酸化物層は、蒸着後の色調、透明性及びガスバリア性を勘案して設定できるが、金属酸化物層厚みは、１０〜１００ｎｍが好適であり、生産性を考慮すると１０〜３０ｎｍが更に好ましい。

金属酸化物層は、内容物視認性を考慮し、蒸着後の光線透過率が、７５％以上が好ましいが、透明性の点から８５％以上あることが更に好ましい。

本発明のポリプロピレンフィルムでは、銅蒸着層及び金属酸化物層を設ける為の蒸着法は、誘導加熱方式、ＥＢ加熱方式、スパッタ法、イオンプレーティング法があり、いずれの方法でも可能であるが、工業的には、銅蒸着と金属酸化物蒸着とを同一インラインで反応蒸着方式で行うことが、静御性及びコスト面で最適である。

本発明のポリプロピレンフィルムでは、基材フィルムと金属酸化物層の密着性は、重要な特性である。ポリプロピレンフィルムと銅蒸着層を介した金属酸化物層の剥離強度が、剥離強度１００ｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは２５０ｇ／１５ｍｍ以上である。

本発明のポリプロピレンフィルムは、更に、金属酸化物蒸着層上にアクリル、ポリエステル、ウレタンの何れかを主成分とする樹脂塗工を行うことで、金属酸化物層の保護をすることができる。

本発明のポリプロピレンフィルムは、例えば、下記のように製造する。

片面にコロナ処理の施されたポリプロピレンフィルムのコロナ処理面上に、ポリエステル系コート層を既存のグラビアコート法等にて形成させ、次いで真空蒸着機にて、銅蒸着層、アルミナ蒸着層を順次形成させる。

以下実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例及び比較例における各特性値は次の測定器を用いて測定した。

１．酸素透過率
１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの試験サンプルを、ＭＯＣＯＮ社製酸素透過率測定機ＯＸ−ＴＲＡＮＳＭタイプを使用し、対向ガスに窒素と水素の混合ガスを用いて、ＪＩＳＫ７１２６Ｂ法により、２０℃×０％ＲＨ下で酸素ガスの時間あたり、単位面積あたりの酸素透過率を測定した。

２．水蒸気透過率
１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの試験サンプルを、ＭＯＣＯＮ社製水蒸気透過率測定機ＰＥＲＭＡＴＲＡＮＴＷＩＮタイプを使用し、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法により、４０℃×９０％ＲＨ下で酸素ガスの時間あたり、単位面積あたりの水蒸気透過率を測定した。

３．塗工層厚み（乾燥後）
塗工サンプルを１枚の状態で、日立（株）社製透過電子顕微鏡Ｈ−６００型を使用し、ＪＩＳＫ７１３０により、厚みを測定した。

４．光線透過率
蒸着サンプルを枚葉にて５ｃｍ×５ｃｍにサンプリングし、日本電色工業社製１００１ＤＰを使用し、光線透過率を測定した。

５．銅蒸着層厚み
蒸着フィルムを１枚の状態で１０ｃｍ×２０ｃｍサンプリングし、硝酸溶液に浸し、銅蒸着層溶解させる。本硝酸溶液を島津社製原子吸光分光高度計ＡＡ−６３００を使用し、銅量を測定した。

６．剥離強度
二軸延伸ポリプロピレンフィルムのコロナ処理面へ大日本インキ化学工業社製接着剤ＬＸ４１０Ａ／ＳＰ６０を塗布し、該塗布面と試験サンプルの蒸着面を貼合ドライラミネートし、４０℃にて２４時間エージングを行った。エージング後、１５ｍｍ幅へカットしオリエンテック社製ＴＥＮＳＩＬＯＮを使用し、３００ｍｍ／ｍｉｎの剥離速度で、Ｔ型剥離にて、剥離強度を測定した。

実施例１
東レフィルム加工製２５μｍ無延伸ポリプロピレンフィルム３５２９Ｔタイプのコロナ処理面上に、大日精化社製２液硬化型ポリエステル樹脂コート剤をグラビアコーターにて、所定の方法により固形分０．５μｍの厚みで形成させ、続いて４０℃×４８時間のエージングを施した後、連続巻取式真空蒸着機（誘導加熱式）を用いて、銅蒸着（０．３ｎｍ）／酸化アルミニウム蒸着層（２０ｎｍ）を同一ラインで形成した。評価結果を表１に示した。

実施例２
ポリエステル樹脂層厚みを１．０μｍとした他は実施例１と同様とした。評価結果を表１に示した。

比較例１
実施例１において、ポリエステル樹脂層を設けず、その他条件を同一にした。評価結果を表１に示した。

比較例２
実施例１において銅蒸着層を設けず、その他条件を同一にした。評価結果を表１に示した。

実施例３
ダイセル化学工業（株）製２０μｍニ軸延伸ポリプロピレンフィルムＧ−１タイプを用いた他、全て実施例１と同様にした。評価結果を表２に示した。

実施例４
ダイセル化学工業（株）製２０μｍニ軸延伸ポリプロピレンフィルムＧ−１タイプを用い、ポリエステル樹脂層厚みを１．０μｍとした。評価結果を表２に示した。

比較例３
実施例３において、ポリエステル樹脂層を設けず、その他条件を同一にした。評価結果を表２に示した。

比較例４
実施例３において銅蒸着層を設けず、その他条件を同一にした。評価結果を表２に示した。

Claims

ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に樹脂系塗工層を設け、次いで銅蒸着層及び金属酸化物層を順次積層してなるポリプロピレンフィルム。
樹脂系塗工層上に設ける銅蒸着層が、０．０２〜１ｎｍの厚さであり、金属酸化物層の厚さが、１０〜１００ｎｍである請求項１記載のポリプロピレンフィルム。
全光線透過率が７５％以上である請求項１または２に記載のポリプロピレンフィルム。
ポリプロピレンフィルムと銅蒸着層を介した金属酸化物層の剥離強度が２５０ｇ／１５ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載のポリプロピレンフィルム。