JP2008036948A - Gas-barrier laminated film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品、日用品、医薬品などの包装分野、および電子機器関連部材などの分野において、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に、好適に用いられる透明なガスバリア性積層フィルムに関する。 The present invention relates to a transparent gas barrier laminate film that is suitably used when high gas barrier properties are required in the fields of packaging of foods, daily necessities, pharmaceuticals, and the like, and fields related to electronic devices.
食品、日用品、医薬品などの包装に用いられる包装材料や電子機器関連部材などに用いられる包装材料は、収容物の変質を抑制して、その機能や性質を包装中においても保持できるようにするため、包装材料を透過する酸素、水蒸気など、収容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これらの気体を遮断するガスバリア性を備えていることが求められている。 Packaging materials used for packaging of food, daily necessities, pharmaceuticals, etc., and packaging materials used for electronic equipment-related materials, etc., to prevent deterioration of the contents and to retain their functions and properties even during packaging In addition, it is necessary to prevent the influence of gases such as oxygen and water vapor that permeate the packaging material, which alters the contents, and it is required to have gas barrier properties that block these gases.
通常のガスバリア性を有する包装材料としては、比較的ガスバリア性に優れている塩化ビニリデン樹脂フィルムまたは塩化ビニリデン樹脂をコーティングしたフィルムなどがよく用いられてきたが、これらの包装材料は、高度なガスバリア性が要求される包装に用いることはできない。従って、高度なガスバリア性が要求される場合には、アルミニウムなどの金属箔をガスバリア層として積層した包装材料を用いざるを得なかった。 As packaging materials having ordinary gas barrier properties, vinylidene chloride resin films or films coated with vinylidene chloride resins that are relatively excellent in gas barrier properties have been often used. However, these packaging materials have high gas barrier properties. Cannot be used for packaging that requires Therefore, when a high gas barrier property is required, a packaging material in which a metal foil such as aluminum is laminated as a gas barrier layer has to be used.
アルミニウムなどの金属箔を積層した包装材料は、温度や湿度の影響が殆どなく、高度なガスバリア性を有している。しかし、こうした包装材料では、それを透視して収容物を確認することができない、使用後に不燃物として廃棄処理しなければならない、収容物の検査に金属探知器が使用できない、などの多くの欠点を有していた。 A packaging material in which a metal foil such as aluminum is laminated has almost no influence of temperature and humidity and has a high gas barrier property. However, these packaging materials have many disadvantages, such as being unable to see the contents through them, having to be disposed of as non-combustible materials after use, and being unable to use metal detectors to inspect the contents. Had.
これらの欠点を克服した包装材料として、透明なプラスチックフィルムからなる基材層に、透明な酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機酸化物の蒸着薄膜層と、適宜のガスバリア性被膜層とを積層してなる積層フィルム(特許文献1)が上市されている。
しかし、特許文献1に記載された積層フィルムは、印刷、ラミネート、製袋など、包装材料としての通常の加工を施したときに、酸素透過度や水蒸気透過度などのガスバリア性が劣化してしまうという欠点を有していた。 However, the laminated film described in Patent Document 1 deteriorates gas barrier properties such as oxygen permeability and water vapor permeability when subjected to normal processing as a packaging material such as printing, laminating, and bag making. Had the disadvantages.
本発明の目的は、食品、日用品、医薬品などの包装分野や電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化しない、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a particularly high gas barrier property in which the gas barrier property is not deteriorated even if a normal processing as a packaging material is performed in the field of packaging such as foods, daily necessities, and pharmaceuticals, and electronic device-related members. An object of the present invention is to provide a transparent gas barrier laminate film that can be suitably used in the case of manufacturing.
本発明の請求項1のガスバリア性積層フィルムは、透明なプラスチックフィルムからなる基材層(1)と、前記基材層(1)上に形成された厚さ5〜300nmの酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と、前記酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)上に形成され、その表面が酸素プラズマ処理された厚さ1〜5nmのアルミニウム蒸着薄膜層(3)と、前記アルミニウム蒸着薄膜層(3)上に形成された、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物を硬化させてなる厚さ0.02〜20μmのガスバリア性被膜層(4)とを有し、前記酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と前記アルミニウム蒸着薄膜層(3)との二層における波長366nmの光線透過度が65〜90%であることを特徴とする。 The gas barrier laminate film of claim 1 of the present invention comprises a base material layer (1) made of a transparent plastic film, and an aluminum oxide vapor deposition thin film layer having a thickness of 5 to 300 nm formed on the base material layer (1). (2), an aluminum vapor deposited thin film layer (3) having a thickness of 1 to 5 nm formed on the aluminum oxide vapor deposited thin film layer (2) and having a surface treated with oxygen plasma, and the aluminum vapor deposited thin film layer (3) A gas barrier coating layer (4) having a thickness of 0.02 to 20 μm formed by curing a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer formed thereon, and the aluminum oxide vapor-deposited thin film The light transmittance at a wavelength of 366 nm in the two layers of the layer (2) and the aluminum deposited thin film layer (3) is 65 to 90%.
本発明の請求項2のガスバリア性積層フィルムは、透明なプラスチックフィルムからなる基材層(1)上に、真空中において、厚さ5〜300nmの酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と、厚さ1〜5nmのアルミニウム蒸着薄膜層(3)とを順次積層した後、アルミニウム蒸着薄膜層(3)の表面を酸素プラズマ処理して酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)とアルミニウム蒸着薄膜層(3)との二層における波長366nmの光線透過度を65〜90%とし、さらに真空中において連続して、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物からなる未硬化のフラッシュ蒸着被膜層を積層し、紫外線または電子線を照射して硬化させて厚さ0.02〜20μmのガスバリア性被膜層(4)を形成したことを特徴とする。
The gas barrier laminate film according to
本発明のガスバリア性積層フィルムにおける各層は以下のような機能を有する。厚さ5〜300nmの酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)は、透明で、酸素、水蒸気などに対して優れたガスバリア性を示す。厚さ1〜5nmのアルミニウム蒸着薄膜層(3)は、その表面を酸素プラズマ処理することにより、透明性を損なうことなく、酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)の水蒸気バリア性の劣化を防止する。厚さ0.02〜20μmの透明なガスバリア性被膜層(4)は、印刷、ラミネート、製袋などの通常の加工や折り曲げや引っ張りなどの外部応力から酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)を保護する。したがって、本発明のガスバリア性積層フィルムは、透明で、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化せずに酸素、水蒸気などに対する優れたガスバリア性を示す。 Each layer in the gas barrier laminate film of the present invention has the following functions. The aluminum oxide deposited thin film layer (2) having a thickness of 5 to 300 nm is transparent and exhibits excellent gas barrier properties against oxygen, water vapor and the like. The aluminum vapor-deposited thin film layer (3) having a thickness of 1 to 5 nm prevents the water vapor barrier property of the aluminum oxide vapor-deposited thin film layer (2) from deteriorating by performing oxygen plasma treatment on the surface thereof. The transparent gas barrier film layer (4) having a thickness of 0.02 to 20 μm protects the aluminum oxide vapor-deposited thin film layer (2) from external processing such as normal processing such as printing, laminating and bag making, bending and pulling. . Therefore, the gas barrier laminate film of the present invention is transparent and exhibits excellent gas barrier properties against oxygen, water vapor and the like without deterioration of the gas barrier properties even when subjected to normal processing as a packaging material.
本発明の請求項3のガスバリア性積層フィルムは、前記重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物が、モノアクリレート、ジアクリレートおよびトリアクリレートを含有していることを特徴とする。
The gas barrier laminate film according to
このように、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物が、モノアクリレート、ジアクリレートおよびトリアクリレートを含有していると、アルミニウム蒸着薄膜層3との密着性が良好で、効率よく未硬化のフラッシュ蒸着被膜層を形成できて、さらに衛生性に優れたガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
As described above, when the polymerizable acrylic monomer or the mixture of the monomer and the oligomer contains monoacrylate, diacrylate and triacrylate, the adhesiveness with the aluminum vapor-deposited
本発明の請求項4のガスバリア性積層フィルムは、前記酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と前記アルミニウム蒸着薄膜層(3)と前記ガスバリア性被膜層(4)との三層における波長366nmの光線透過度が70〜95%であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a gas barrier laminate film, which transmits light having a wavelength of 366 nm in three layers of the aluminum oxide vapor-deposited thin film layer (2), the aluminum vapor-deposited thin film layer (3), and the gas barrier film layer (4). The degree is 70 to 95%.
本発明において、ガスバリア性被膜層(4)は、一般的に酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)および酸素プラズマ処理後のアルミニウム蒸着薄膜層(3)より光屈折率が小さいため、これらの三層における波長366nmの光線透過度を高めて透明性の向上したガスバリア性積層フィルムを提供することができる。 In the present invention, the gas barrier coating layer (4) generally has a lower optical refractive index than the aluminum oxide vapor-deposited thin film layer (2) and the aluminum vapor-deposited thin film layer (3) after the oxygen plasma treatment. It is possible to provide a gas barrier laminate film having improved transparency by increasing the light transmittance at a wavelength of 366 nm.
本発明の請求項5のガスバリア性積層フィルムは、前記ガスバリア性被膜層(4)の表面がプラズマ処理されていることを特徴とする。 The gas barrier laminate film according to claim 5 of the present invention is characterized in that the surface of the gas barrier coating layer (4) is subjected to plasma treatment.
このようにガスバリア性被膜層(4)の表面をプラズマ処理すると、ガスバリア性被膜層4と他のフィルム層や印刷層などとの密着性を高めることができる、加えてガスバリア性被膜層4の未硬化成分を除去して衛生性の高いガスバリア性積層フィルムを提供することができる。 When the surface of the gas barrier coating layer (4) is thus plasma-treated, the adhesion between the gas barrier coating layer 4 and other film layers or printing layers can be improved. A gas barrier laminate film with high hygiene can be provided by removing the cured component.
本発明によれば、食品、日用品、医薬品などの包装分野や、電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化せず、また包装材料を透視して収容物を確認することができ、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供できる。また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、真空蒸着装置内で基材層上に酸化アルミニウム蒸着薄膜層とアルミニウム蒸着薄膜層とガスバリア性被膜層とを連続して積層することにより効率的で作製できるので、生産コストを低減できる。 According to the present invention, the gas barrier properties are not deteriorated even if normal processing as a packaging material is performed in the field of packaging of foods, daily necessities, pharmaceuticals, etc., and fields related to electronic devices, and the packaging material is seen through. Therefore, it is possible to provide a transparent gas barrier laminate film that can be suitably used when particularly high gas barrier properties are required. Moreover, the gas barrier laminate film of the present invention can be efficiently produced by successively laminating an aluminum oxide deposited thin film layer, an aluminum deposited thin film layer, and a gas barrier coated layer on a base material layer in a vacuum deposition apparatus. Therefore, production costs can be reduced.
以下、本発明のガスバリア性積層フィルムを実施するための最良の形態を、図面に沿って説明する。図1は、本発明のガスバリア性積層フィルムの断面図である。基材層1上に、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2と、アルミニウム蒸着薄膜層3と、ガスバリア性被膜層4とが厚み方向に順次積層されている。この積層工程中において、アルミニウム蒸着薄膜層3の表面は酸素プラズマ処理された状態になっている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the gas barrier laminate film of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas barrier laminate film of the present invention. On the base material layer 1, an aluminum oxide vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、基材層1は透明なプラスチックフィルムからなっている。透明なプラスチックフィルムとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルム、などが用いられる。 In the gas barrier laminate film of the present invention, the base material layer 1 is made of a transparent plastic film. Examples of transparent plastic films include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polystyrene films, polyamide films, polyvinyl chloride films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, polyimide films, Biodegradable plastic films such as polylactic acid are used.
これらの透明なプラスチックフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性などが優れたものが好ましい。特に、耐熱性や寸法安定性などの面から、二軸方向に延伸したポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。また、透明なプラスチックフィルムは、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤等などの添加剤を含有していてもよい。さらに、透明なプラスチックフィルムにおいて、他の層を積層する側の表面には、密着性をよくするために、コロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。 These transparent plastic films may be either stretched or unstretched, but those having excellent mechanical strength and dimensional stability are preferred. In particular, polyethylene terephthalate stretched in the biaxial direction is preferably used from the viewpoints of heat resistance and dimensional stability. The transparent plastic film may contain additives such as an antistatic agent, an ultraviolet ray preventing agent, a plasticizer, and a lubricant. Further, in the transparent plastic film, the surface on the side where other layers are laminated may be subjected to corona treatment, low temperature plasma treatment, ion bombardment treatment, chemical treatment, solvent treatment, etc. in order to improve adhesion. .
これらの透明なプラスチックフィルムからなる基材層1の厚さは、特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性や他の層を積層する場合の加工適性などを考慮すると、実用的には3〜200μmの範囲、特に6〜30μmの範囲であることが好ましい。 The thickness of the base material layer 1 made of these transparent plastic films is not particularly limited. However, considering the suitability as a packaging material and the suitability for processing when other layers are laminated, it is practical. Is preferably in the range of 3 to 200 μm, particularly in the range of 6 to 30 μm.
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2およびアルミニウム蒸着薄膜層3の形成方法は特に限定されるものではないが、基材層1の表面に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とを真空中において連続して順次積層する場合には、現時点では真空蒸着法が最も優れている。
In the gas barrier laminated film of the present invention, the method for forming the aluminum oxide vapor-deposited
現時点の真空蒸着法において、真空蒸着装置内での蒸発源材料の加熱手段としては、電子線加熱方式や抵抗加熱方式や誘導加熱方式などが好ましい。また、基材層1との密着性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法などを用いることも可能である。さらに、蒸着薄膜層の透明性を上げるために、酸素ガスなど吹き込んで反応性蒸着を行ってもよい。 In the current vacuum vapor deposition method, the electron source heating method, the resistance heating method, the induction heating method, or the like is preferable as the heating means for the evaporation source material in the vacuum vapor deposition apparatus. Moreover, in order to improve the adhesiveness with the base material layer 1, a plasma assist method, an ion beam assist method, etc. can also be used. Further, in order to increase the transparency of the deposited thin film layer, reactive deposition may be performed by blowing oxygen gas or the like.
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2は、透明であり、かつ酸素、水蒸気などの収容物を変質させる気体を遮断する優れたガスバリア性を有している。
In the gas barrier laminate film of the present invention, the aluminum oxide vapor-deposited
この酸化アルミニウム蒸着薄膜層2の厚さは、5〜300nm、より好ましくは5〜100nmである。ここで、膜厚が5nm未満であると、均一な蒸着薄膜層が得られないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない。一方、膜厚が300nmを越えると、蒸着薄膜層にフレキシビリティを保持させることが難しく、折り曲げや引っ張りなどの外部応力が加わると、蒸着薄膜層に亀裂が生じるおそれがある。
The thickness of the aluminum oxide vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、アルミニウム蒸着薄膜層3の最も重要な役割は、ガスバリア性被膜層4を形成したときに、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2の水蒸気バリア性の劣化を防止するという保護機能である。次に、この保護機能についてより詳細に説明する。
In the gas barrier laminated film of the present invention, the most important role of the aluminum vapor deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア性被膜層4は、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物をフラッシュ蒸着することによって形成される。ここで、仮にアルミニウム蒸着薄膜層3を形成することなく、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とガスバリア性被膜層4とを真空中において順次積層することを考える。オフラインでこれらの二層を積層する場合には、アルミニウム蒸着薄膜層3がなくても問題は生じない。しかし、インラインでこれらの二層を積層する場合には、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物が、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2に滲入するなどの影響により、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2本来の優れた水蒸気バリア性が阻害されると考えられる。そこで、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とガスバリア性被膜層4との間に、保護機能を有するアルミニウム蒸着薄膜層3を形成することによって、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物の影響を抑制して、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2本来の優れた水蒸気バリア性の劣化を防止することができる。
In the gas barrier laminate film of the present invention, the gas barrier coating layer 4 is formed by flash vapor deposition of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer. Here, suppose that the aluminum oxide vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、アルミニウム蒸着薄膜層3は、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2と同様に、酸素、水蒸気などの収容物を変質させる気体を遮断する優れたガスバリア性を有しているが、透明性に劣っている。このため、ガスバリア性積層フィルムを透視して収容物を確認する必要がある場合を考慮して、アルミニウム蒸着薄膜層3の厚さは1〜5nmであることが好ましい。ここで、膜厚が1nm未満であると、アルミニウム蒸着薄膜層3の最も重要な役割である、保護機能を十分に果たすことができない。一方、膜厚が5nmを超えると、アルミニウム蒸着薄膜層3の透明性が劣り、ガスバリア性積層フィルムを透視して収容物を確認することが困難になる。
In the gas barrier laminated film of the present invention, the aluminum vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア性積層フィルムを透視して収容物を確認する必要がある場合を考慮して、さらにアルミニウム蒸着薄膜層3の表面に酸素プラズマ処理を施す。酸素プラズマ処理が施されたアルミニウム蒸着薄膜層3は、波長366nmの光線透過度が1〜20%、さらに好ましくは5〜20%高くなる。この結果、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3との二層における波長366nmの光線透過度が65〜85%、より好ましくは75〜85%となり、ガスバリア性積層フィルムの透明性が向上する。
In the gas barrier laminate film of the present invention, oxygen plasma treatment is further performed on the surface of the aluminum vapor-deposited
アルミニウム蒸着薄膜層3の表面をプラズマ処理する方法は特に制限されないが、DC電源またはRF電源を用いて、プラズマ化した後に酸化機能を発現するガスとして酸素、二酸化炭素、オゾンなどの酸素原子を含有するガスと、少なくとも1種のヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスとを含む混合ガスを使用してプラズマ処理をすることが望ましい。これは、酸素プラズマを連続的に安定して発生させ、アルミニウム蒸着薄膜層3を表面から酸化することで、波長366nmの光線透過度を高くし、ガスバリア性積層フィルムの透明性を効率よく向上させることができるためである。
The method for plasma-treating the surface of the aluminum vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア性被膜層4は、真空中においてフラッシュ蒸着法で、アルミニウム蒸着薄膜層3上に重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物からなる未硬化のフラッシュ蒸着被膜層を積層した後に、紫外線または電子線を照射して硬化させることによって形成することができる。従って、真空蒸着装置内で真空中において連続して、基材層1上に、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4とを順次積層することができ、効率的で生産コストの低減が可能である。
In the gas barrier laminate film of the present invention, the gas barrier coating layer 4 is an uncured acrylic monomer or a mixture of monomers and oligomers that can be polymerized on the aluminum deposited
未硬化のフラッシュ蒸着被膜層は、真空蒸着装置内において、高温の蒸発源の中に挿入したノズルなどから、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物を滴下して気化させ(フラッシュ蒸着)、アルミニウム蒸着薄膜層3上に連続して積層することができる。
The uncured flash-deposited coating layer is vaporized by dropping a polymerizable acrylic monomer or a mixture of monomer and oligomer from a nozzle inserted in a high-temperature evaporation source in a vacuum deposition apparatus. Vapor deposition) and the aluminum vapor deposition
未硬化のフラッシュ蒸着被膜層に紫外線を照射して硬化させる場合には、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物に光重合開始剤を混合する。具体的な光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、キサントン類、アセトフェノン誘導体などを挙げることができる。これらの光重合開始剤は、0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜2重量%の割合で混合される。 When the uncured flash-deposited coating layer is cured by irradiation with ultraviolet rays, a photopolymerization initiator is mixed with a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer. Specific examples of the photopolymerization initiator include benzoin ethers, benzophenones, xanthones, and acetophenone derivatives. These photopolymerization initiators are mixed in a proportion of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight.
未硬化のフラッシュ蒸着被膜層に電子線を照射して硬化させる場合には、フラッシュ蒸着被膜層の膜厚と、電子線のエネルギー条件、加工速度、除電とのバランスが重要になる。これは、過度の電子線エネルギーを供給すると、フラッシュ蒸着被膜層に帯電を引き起こし、その結果として、剥離放電によって酸化アルミニウム蒸着薄膜層2およびアルミニウム蒸着薄膜層3のガスバリア性が損なわれるおそれがあるためである。
When the uncured flash vapor deposition coating layer is cured by irradiation with an electron beam, the balance between the thickness of the flash vapor deposition coating layer, the energy condition of the electron beam, the processing speed, and the charge removal becomes important. This is because if excessive electron beam energy is supplied, the flash vapor deposition coating layer is charged, and as a result, the gas barrier properties of the aluminum oxide vapor deposition
本発明のガスバリア性積層フィルムにおけるガスバリア性被膜層4の役割は、優れたガスバリア性を有する酸化アルミニウム蒸着薄膜層2およびアルミニウム蒸着薄膜層3に対して、印刷、ラミネート、製袋などの通常の加工を施した場合の保護機能、および折り曲げや引っ張りなどの外部応力が加わった場合の保護機能である。ガスバリア性被膜層4の厚さは、0.02〜20μmであることが好ましい。ガスバリア性被膜層4は、一般的に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2および酸素プラズマ処理後のアルミニウム蒸着薄膜層3より光屈折率が小さいため、ガスバリア性被膜層4を積層することにより、波長366nmの光線透過度を1〜15%高くする機能も有する。この光線透過度上昇の程度はガスバリア性被膜層4の厚さおよび酸素プラズマ処理後のアルミニウム蒸着薄膜層3の光屈折率にも依存する。ここで、膜厚が0.02μm未満であると、均一な被膜層を形成することが難しい。一方、膜厚が20μmを超えると、十分に被膜層を硬化させることが難しく、これらの保護機能が発揮できない。そして、ガスバリア性積層膜4の膜厚を0.02〜20μmの範囲に制御することにより、波長366nmの光線透過度が70〜95%、より好ましくは80〜95%である、より高い透明性を発現したガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
The role of the gas barrier coating layer 4 in the gas barrier laminated film of the present invention is that the aluminum oxide vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア性被膜層4の原材料である、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物は、モノアクリレート、ジアクリレートおよびトリアクリレートのそれぞれ少なくとも1種を含有していることが好ましい。これらのアクリレートとしては、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アクリルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、ポリアセタールアクリレート、ポリブタジエン系アクリレート、メラミンアクリレートなどの重合性が高いアクリル系のモノマーまたはオリゴマーを適宜選定して用いることができる。 In the gas barrier laminate film of the present invention, the polymerizable acrylic monomer or mixture of monomer and oligomer, which is a raw material for the gas barrier coating layer 4, contains at least one of monoacrylate, diacrylate and triacrylate. It is preferable. As these acrylates, polyester monomers, polyether acrylates, acrylic acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, silicone acrylates, polyacetal acrylates, polybutadiene acrylates, melamine acrylates and other highly polymerizable acrylic monomers or oligomers are appropriately selected. Can be used.
また、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、フェニル基などの官能基を付与したタイプのモノアクリレートを1種以上使用すると、アルミニウム蒸着薄膜層3との密着性を向上させることができる。すなわち、ジアクリレートは基本構成物として、トリアクリレートは架橋度を向上させるために用いられるが、これらだけではアルミニウム蒸着薄膜層3との密着性が良好でないため、官能基を付与したタイプのモノアクリレートを使用することが好ましい。
Moreover, when 1 or more types of monoacrylates provided with a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, and a phenyl group are used, the adhesion to the aluminum deposited
モノアクリレート、ジアクリレートおよびトリアクリレートには様々な種類があり、特に限定されないが、アルミニウム蒸着薄膜層3との密着性が良好であって、効率よく未硬化のフラッシュ蒸着薄膜層を形成でき、さらに衛生性に優れたものを選択することが好ましい。具体的には、モノアクリレートとしては、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシエチル−コハク酸、メトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコールアクリレートなどが挙げられる。ジアクリレートとしては、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレートなどが挙げられる。トリアクリレートとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートなどが挙げられる。これらの比率は、たとえば、モノアクリレート/ジアクリレート/トリアクリレート=10/70/20(重量%)に設定することが望ましい。
There are various types of monoacrylates, diacrylates and triacrylates, which are not particularly limited, but have good adhesion to the aluminum vapor deposited
重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物の粘度は、200mPa・s/25℃以下、より好ましくは100mPa・s/25℃以下であることが望ましい。これは、真空蒸着装置内で、高温の蒸発源の中に挿入したノズルなどから、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物を滴下して、瞬間的に気化させて、アルミニウム蒸着薄膜層3の表面に未硬化のフラッシュ蒸着被膜層を連続して積層する際に、その粘度が高すぎると、高温の蒸発源の中に挿入したノズルなどから少量ずつ一定速度で滴下させることが困難になるためである。
The viscosity of the polymerizable acrylic monomer or the mixture of the monomer and the oligomer is preferably 200 mPa · s / 25 ° C. or less, more preferably 100 mPa · s / 25 ° C. or less. This is done by dropping a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer from a nozzle inserted in a high-temperature evaporation source in a vacuum vapor deposition apparatus and vaporizing it instantaneously to deposit aluminum. When the uncured flash vapor deposition coating layer is continuously laminated on the surface of the
本発明のガスバリア性積層フィルムは、食品、日用品、医薬品などの包装分野および電子機器関連部材などの分野において包装材料として用いられるため、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物は、そのPII(Primary Irritation Index)が2.0以下であることが望ましい。なお、PIIとは、化学品の皮膚障害の度合を示すものであって、値が小さいほど刺激性が低い。 Since the gas barrier laminate film of the present invention is used as a packaging material in the fields of packaging such as foods, daily necessities, and pharmaceuticals and electronic equipment-related members, a polymerizable acrylic monomer or a mixture of monomers and oligomers is The PII (Primary Irritation Index) is preferably 2.0 or less. In addition, PII shows the degree of skin disorder of chemicals, and the smaller the value, the lower the irritation.
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、ガスバリア性被膜層4の表面をプラズマ処理することが望ましい。これは、食品、日用品、医薬品などの包装分野において、包装材料として用いる際に、ガスバリア性被膜層4の原材料として使用した重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物の未硬化成分を除去して、その硬化度を向上して、食品衛生上などの問題に対処するためである。また、ガスバリア性積層フィルムのガスバリア性被膜層4に、他のフィルム層や印刷層などを積層する際に、ガスバリア性被膜層4と他のフィルム層や印刷層などとの密着性を向上させるためである。 In the gas barrier laminate film of the present invention, the surface of the gas barrier coating layer 4 is preferably subjected to plasma treatment. This is because the uncured component of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer used as a raw material of the gas barrier coating layer 4 when used as a packaging material in the packaging field of foods, daily necessities, pharmaceuticals and the like. It is for removing and improving the hardening degree to cope with problems such as food hygiene. Moreover, in order to improve the adhesion between the gas barrier coating layer 4 and other film layers or printing layers when laminating other film layers or printing layers on the gas barrier coating layer 4 of the gas barrier laminate film. It is.
このガスバリア性被膜層4をプラズマ処理する際に、DC電源またはRF電源を用いてプラズマを連続的に安定して発生させ、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物の未硬化成分を効率よく除去するためには、水素、酸素、窒素、二酸化炭素などの通常のガスと、ヘリウム、アルゴンなどの少なくとも1種の不活性ガスとを含むプラズマ処理用の混合ガスを使用することが望ましい。 When the gas barrier coating layer 4 is subjected to plasma treatment, plasma is continuously generated stably using a DC power source or an RF power source, and an uncured component of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer In order to efficiently remove hydrogen, it is necessary to use a mixed gas for plasma treatment containing a normal gas such as hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon dioxide and at least one inert gas such as helium or argon. desirable.
本発明のガスバリア性積層フィルムは、基材層1上に、少なくとも酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4とを順次積層したものであればよく、さらに複雑な積層構造をとっていてもよい。たとえば、基材層1の両側の面に、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4とをそれぞれ順次積層してもよい。また、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4との積層体の上に、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4との積層体を二重に積層してもよい。さらに、ガスバリア性被膜層4の表面に印刷層を積層してもよい。この場合、従来から用いられている通常の印刷インキを用い、周知の印刷方式や塗布方式などによって、厚さ0.1〜2.0μmの印刷層を特に制約なく積層することができる。
The gas barrier laminate film of the present invention is not limited as long as at least the aluminum oxide vapor-deposited
本発明のガスバリア性積層フィルムを他のフィルムと積層して、食品、日用品、医薬品などの包装分野や電子機器関連部材などの分野において、包装材料として用いることもできる。たとえば、本発明のガスバリア性積層フィルムを最外層として使用し、その内面(ガスバリア性被膜層4)側に、接着剤を介して中間フィルム層やヒートシール層などを積層した構成にしてもよい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムを中間層として使用し、その外面(基材層1)側に接着剤を介して外側フィルム層などを積層し、その内面(ガスバリア性被膜層4)側に接着剤を介してヒートシール層などを積層した構成にしてもよい。 The gas barrier laminate film of the present invention can be laminated with other films and used as a packaging material in the fields of packaging such as foods, daily necessities, and pharmaceuticals, and electronic device related members. For example, the gas barrier laminate film of the present invention may be used as the outermost layer, and an intermediate film layer, a heat seal layer, or the like may be laminated on the inner surface (gas barrier coat layer 4) side with an adhesive. Further, the gas barrier laminate film of the present invention is used as an intermediate layer, an outer film layer or the like is laminated on the outer surface (base material layer 1) side through an adhesive, and the inner surface (gas barrier coating layer 4) side. You may make it the structure which laminated | stacked the heat seal layer etc. through the adhesive agent.
上記の中間フィルム層または外側フィルム層としては透明なフィルム層が用いられる。こうした透明なフィルム層としては、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアクリルニトリル系フィルム、ポリイミド系フィルムなどが挙げられる。上記のヒートシール層としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸エステル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、およびこれらの金属架橋物などの合成樹脂が用いられる。中間フィルム層、外側フィルム層、ヒートシール層の厚さは、目的に応じて決められるが、一般的には15〜200μmの範囲である。上記の接着剤としては、1液硬化型または2液硬化型のポリウレタン系接着剤などが用いられる。接着剤を介してこれらの層を積層するには、ドライラミネート法などを用いることができる。また、ヒートシール層の他の積層方法として、ヒートシール層の合成樹脂を熱溶融押出する方法(エクストルージョンラミ)を用いることもできる。 A transparent film layer is used as the intermediate film layer or the outer film layer. Examples of such transparent film layers include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyamide films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, and polyimide films. It is done. Examples of the heat seal layer include polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer, ethylene / methacrylic acid ester copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer, ethylene / acrylic acid ester. Synthetic resins such as copolymers and cross-linked products of these metals are used. Although the thickness of an intermediate | middle film layer, an outer film layer, and a heat seal layer is decided according to the objective, generally it is the range of 15-200 micrometers. As the adhesive, a one-component curable type or two-component curable polyurethane adhesive or the like is used. In order to laminate these layers through an adhesive, a dry laminating method or the like can be used. Further, as another method for laminating the heat seal layer, a method (extrusion lamination) of hot-melt extrusion of the synthetic resin of the heat seal layer can be used.
以下の実施例1、2においては、図1に示したように、基材層1上に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3(その表面は酸素プラズマ処理されている)とガスバリア性被膜層4とを順次積層した本発明のガスバリア性積層フィルムを作製した。
In the following Examples 1 and 2, as shown in FIG. 1, an aluminum oxide vapor-deposited
<実施例1>
基材層1として厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、真空蒸着装置内に設置した。電子線加熱方式で金属アルミニウムを蒸発させて、酸素ガスを導入して、基材層1上に厚さ15nmの酸化アルミニウム蒸着薄膜層2を積層した。連続して、電子線加熱方式で金属アルミニウムを蒸発させ、酸化アルミニウム蒸着薄膜層2上に厚さ3nmのアルミニウム蒸着薄膜層3を積層した。RF電源を用い、酸素とアルゴンとの1/1混合ガスをプラズマ化して、アルミニウム蒸着薄膜層3の表面を酸素プラズマ処理した。連続して、フラッシュ蒸着法により、アルミニウム蒸着薄膜層3上に2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートとプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレートとエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートとの10/70/20(重量%)の混合物からなる、厚さ0.2μmの未硬化のフラッシュ蒸着被膜層を積層した。フラッシュ蒸着被膜層に電子線を照射して硬化させ、ガスバリア性被膜層4を形成した。こうして実施例1のガスバリア性積層フィルムを作製した。
<Example 1>
A biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 12 μm was prepared as the base material layer 1 and placed in a vacuum deposition apparatus. Metal aluminum was evaporated by an electron beam heating method, oxygen gas was introduced, and an aluminum oxide vapor deposition
<実施例2>
実施例1と同様にして、基材層1上に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4とを順次積層した後、DC電源を用い窒素とアルゴンとの1/1混合ガスをプラズマ化して、ガスバリア性被膜層4の表面をプラズマ処理した。こうして実施例2のガスバリア性積層フィルムを作製した。
<Example 2>
In the same manner as in Example 1, an aluminum oxide vapor-deposited
<比較例1>
基材層1上に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とを順次積層した後、アルミニウム蒸着薄膜層3の表面を酸素プラズマ処理することなく、ガスバリア性被膜層4を積層した。その他の条件は実施例1と同様であった。こうして比較例1のガスバリア性積層フィルムを作製した。
<Comparative Example 1>
After the aluminum oxide vapor-deposited
<比較例2>
基材層1上に酸化アルミニウム蒸着薄膜層2を積層した後、アルミニウム蒸着薄膜層を積層することなく(酸素プラズマ処理もすることなく)、ガスバリア性被膜層4を積層した。その他の条件は実施例1と同様であった。こうして比較例2のガスバリア性積層フィルムを作製した。
<Comparative example 2>
After the aluminum oxide vapor deposition
以下、上記のようにして作製した実施例1、2および比較例1、2のガスバリア性積層フィルムを単体フィルムという。 Hereinafter, the gas barrier laminate films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 produced as described above are referred to as a single film.
次に、実施例1、2および比較例1、2のそれぞれの単体フィルムのガスバリア性被膜層4の表面に、厚さ1.2μmの印刷層を積層した。以下、これらを印刷フィルムという。 Next, a printing layer having a thickness of 1.2 μm was laminated on the surface of the gas barrier coating layer 4 of each of the single films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. Hereinafter, these are called printing films.
次に、実施例1、2および比較例1、2のそれぞれの印刷フィルムの印刷層の表面に、5g/m2のポリウレタン系接着剤を介して厚さ50μmのポリプロピレンのヒートシール層を積層した。以下、これらを積層フィルムという。 Next, a heat seal layer of polypropylene having a thickness of 50 μm was laminated on the surface of the print layer of each of the print films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 via a polyurethane adhesive of 5 g / m 2 . . Hereinafter, these are called laminated films.
<評価>
1.光線透過度
実施例1、2および比較例1、2のガスバリア性積層フィルムの単体フィルムを用意し、実施例1、2では酸化アルミニウム蒸着薄膜層2と酸素プラズマ処理後のアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4との三層、比較例1では酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4との三層、比較例2では酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とガスバリア性被膜層4との二層における、波長366nmの光線透過度(%)を測定した。
<Evaluation>
1. Light transmittance A single film of the gas barrier laminate film of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was prepared. In Examples 1 and 2, an aluminum oxide vapor-deposited
なお、別途に、実施例1、2では酸化アルミニウム蒸着薄膜層2と酸素プラズマ処理後のアルミニウム蒸着薄膜層3との二層、比較例1では酸化アルミニウム蒸着薄膜層2とアルミニウム蒸着薄膜層3との二層における、波長366nmの光線透過度(%)を測定した。
Separately, in Examples 1 and 2, two layers of an aluminum oxide vapor-deposited
2.酸素透過度
実施例1、2および比較例1、2の単体フィルムについて、モダンコントロール社製の酸素透過度計(MOCON OX-TRAN 2/21)により、30℃−70%RH雰囲気下での酸素透過度(cc/m2・24h・MPa)を測定した。
2. Oxygen transmission rate For the single films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, oxygen in a 30 ° C.-70% RH atmosphere was measured with an oxygen transmission meter (MOCON OX-
3.水蒸気透過度
実施例1、2および比較例1、2の、単体フィルム、印刷フィルムおよび積層フィルムについて、モダンコントロール社製の水蒸気透過度計(MOCON PERMATRAN-W 3/31)により、40℃−90%RH雰囲気下での水蒸気透過度(g/m2・24h)を測定した。
3. Water Vapor Permeability For single films, printed films and laminated films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, 40 ° C.-90 was measured with a water vapor permeability meter (MOCON PERMATRAN-
4.ラミネート強度
実施例1、2および比較例1、2の積層フィルムから15mm幅にスリットした試験片について、通常のテンシロン型万能試験機により、ラミネート強度(N/15mm)を測定した。
これらの測定結果を表1に示す。
These measurement results are shown in Table 1.
表1からわかるように、実施例1および実施例2のガスバリア性積層フィルム(単体フィルム、印刷フィルムおよび積層フィルム)は、高い光線透過度と、低い酸素透過度および水蒸気透過度と、高いラミネート強度を兼ね備えている。特に、実施例2の積層フィルムはラミネート強度が高かった。 As can be seen from Table 1, the gas barrier laminate films (single film, print film and laminate film) of Example 1 and Example 2 have high light transmittance, low oxygen permeability and water vapor permeability, and high laminate strength. Have both. In particular, the laminated film of Example 2 had a high laminate strength.
一方、アルミニウム蒸着薄膜層3の表面に酸素プラズマ処理を施していない比較例1のガスバリア性積層フィルムは、実施例1および実施例2のガスバリア性積層フィルムと比較して透明性が劣っていた。
On the other hand, the gas barrier laminate film of Comparative Example 1 in which the surface of the aluminum vapor deposited
また、アルミニウム蒸着薄膜層のない比較例2のガスバリア性積層フィルム(単体フィルム、印刷フィルムおよび積層フィルム)は、水蒸気透過度が著しく高くガスバリア性に劣っていた。 Further, the gas barrier laminated film (single film, printed film, and laminated film) of Comparative Example 2 having no aluminum vapor deposited thin film layer was remarkably high in water vapor permeability and inferior in gas barrier properties.
1…基材層
2…酸化アルミニウム蒸着薄膜層
3…アルミニウム蒸着薄膜層
4…ガスバリア性被膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記基材層(1)上に形成された厚さ5〜300nmの酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と、
前記酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)上に形成され、その表面が酸素プラズマ処理された厚さ1〜5nmのアルミニウム蒸着薄膜層(3)と、
前記アルミニウム蒸着薄膜層(3)上に形成された、重合可能なアクリル系のモノマーまたはモノマーとオリゴマーとの混合物を硬化させてなる厚さ0.02〜20μmのガスバリア性被膜層(4)とを有し、
前記酸化アルミニウム蒸着薄膜層(2)と前記アルミニウム蒸着薄膜層(3)との二層における波長366nmの光線透過度が65〜90%であることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。 A base material layer (1) made of a transparent plastic film;
An aluminum oxide deposited thin film layer (2) having a thickness of 5 to 300 nm formed on the substrate layer (1);
An aluminum vapor deposited thin film layer (3) having a thickness of 1 to 5 nm formed on the aluminum oxide vapor deposited thin film layer (2) and having a surface subjected to oxygen plasma treatment;
A gas barrier coating layer (4) having a thickness of 0.02 to 20 μm formed by curing a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer formed on the aluminum vapor-deposited thin film layer (3); Have
A gas barrier laminate film, wherein light transmittance at a wavelength of 366 nm in the two layers of the aluminum oxide vapor-deposited thin film layer (2) and the aluminum vapor-deposited thin film layer (3) is 65 to 90%.
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