JP3070404B2 - 透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルム - Google Patents
透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルムInfo
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Description
部品等の包装分野に用いられる包装フィルムに係わり、
特に透明で印刷層を有するガスバリア性に優れた包装フ
ィルムに関する。
包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、特に食品
においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、さら
に味、鮮度を保持するために、また無菌状態での取扱い
が必要とされる医薬品においては有効成分の変質を抑制
し、効能を維持するために、さらに精密電子部品におい
ては金属部分の腐食、絶縁不良を防湿するために、包装
材料を透過する酸素、水蒸気、その他内容物を変質させ
る気体による影響を防止する必要があり、これら気体
(ガス)を遮断するガスバリア性を備えることが求めら
れている。
コートしたポリプロピレン(KOP)やポリエチレンテ
レフタレート(KPET)あるいはエチレンビニルアル
コール共重合体(EVOH)など一般的にガスバリア性
が比較的に高いと言われる高分子樹脂組成物をガスバリ
ア材として包装材料に用いた包装フィルムやAl等の金
属からなる金属箔、適当な高分子樹脂組成物(単独で
は、高いガスバリア性を有していない樹脂であっても)
にAlなどの金属または金属化合物を蒸着した金属蒸着
フィルムを包装材料に用いた包装フィルムが一般的に使
用されてきた。
いてなる包装フィルムは、Alなどの金属または金属化
合物をもちいた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着フィルム
に比べるとガスバリア性に劣るだけでなく、温度・湿度
の影響を受けやすく、その変化によってはさらにガスバ
リア性が劣化することになる。一方、Alなどの金属ま
たは金属化合物を用いた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着
フィルムは、温度・湿度などの影響を受けること少な
く、ガスバリア性に優れるが、包装体の内容物を透視し
て確認することができない、使用後の廃棄の際は不燃物
として処理しなければならないとする欠点を有してい
た。
として、例えば米国特許第3442686、特公昭63
−28017号公報等に記載されているような酸化マグ
ネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化スズ等の
無機酸化物を高分子フィルム上に、真空蒸着法やスパッ
タリング法等の形成手段により蒸着膜を形成したフィル
ムが開発されている。これらのフィルムは透明性及び酸
素、水蒸気等のガス遮断性を有していることが知られ、
金属蒸着フィルムでは得ることのできない透明性、ガス
バリア性の両者を有する包装材料として好適とされてい
る。
た包装用材料に適するフィルムであっても、包装容器ま
たは包装材として、蒸着フィルム単体で用いられること
はほとんどなく、蒸着後の後加工として蒸着フィルム表
面に文字・絵柄等を印刷加工またはフィルム等の他の基
材との貼り合わせ、容器等の包装体への形状加工などさ
まざまな工程を経て包装体を完成させている。そのた
め、蒸着フィルム固有の透明性・ガスバリア性を十分保
持するとともに直接印刷インキをコーティングするため
の最適な印刷条件を設定する必要があり、また形状加工
を施す場合に、例えば袋状とするには製袋機にかける必
要がある。
刷インキがコーティングされ、印刷層を設けると、乾燥
による印刷インキの収縮が蒸着膜に伝わり、クラックや
傷等の損傷が発生し、また製袋機にかけるとセーラ部に
於けるしごきによって、蒸着膜にクラックや傷等の損傷
が発生する。この損傷部分から酸素、水蒸気などの気体
が浸透するなどして本来有しているはずの高いガスバリ
ア性が低下してしまうという問題を有している。
して、内容物自体を透視することが可能なだけの透明
性、内容物に対して影響を与える気体等を遮断する高い
ガスバリア性、包装袋への加工等のによる物理的、機械
的なストレスに対して機能を低下させない機械的強度
(若しくはフレキシビリティ)を有するものが求められ
ており、現在のところこれらを全て満たす包装材料は見
いだされていない。
いガスバリア性を有するとともに後加工による外部から
の折り曲げや引っ張り等の作用に対して、ガスバリア性
の低下することのない機械的強度を有する実用性の高い
透明ガスバリアフィルムを提供することを目的とする。
すべくなされたものであり、請求項1に記載される発明
は、透明性を有する高分子材料からなる基材の片面に無
機化合物からなる透明ガスバリア層を積層した積層フィ
ルムにおいて、前記透明ガスバリア層が膜厚30〜30
0nmの金属酸化物薄膜層と炭素を5〜40at%の範
囲で含む膜厚40〜150nmの酸化珪素薄膜層、およ
び印刷層を順次形成した積層構成であることを特徴とす
る、透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルムで
ある。
1の発明に基づき、前記炭素を含む酸化珪素薄膜層が、
有機珪素化合物ガスおよび酸素ガスを主原料ガスとし
て、プラズマ活性化化学反応蒸着(以下PECVDと略
す)によって形成されたことを特徴とする請求項1記載
の透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルムであ
る。
たは請求項2の発明に基づき、前記炭素を含む酸化珪素
薄膜層が、テトラメチレンジシロキサン(TMDS
O)、ヘキサメチレンジシロキサン(HMDSO)のう
ち一つまたは両者の混合物からなることを特徴とする請
求項1または請求項2のいずれか1項に記載の透明で印
刷層を有するガスバリア性積層フィルムである。
ルムによれば、透明性を有する高分子材料からなる基材
に設けられた無色透明でガスバリア性に優れる金属酸化
物薄膜上に、さらに引張りや屈曲に強くて寸法安定性に
優れる炭素を含む酸化珪素層を積層することにより、直
接印刷層を形成しても、印刷インキ乾燥時における引張
り・収縮や製袋におけるセーラ部のしごき等の機械的な
ストレスを炭素を含む酸化珪素層により防止できるた
め、物理的、機械的なストレスを受けた後でも高い光透
過性を示すとともに薄膜を透過するガスを低く抑えるこ
とができる。
る。図1は本発明の透明性を有するガスバリア性積層フ
ィルムを説明する断面図である。
性積層フィルム1の構成について図1を参照し説明す
る。1は透明性を有するガスバリア性積層フィルムであ
り、基材2の表面に金属酸化物からなる薄膜層3、炭素
を含む酸化珪素層4が順次形成されている。
であり、蒸着薄膜層の無色透明を生かすために透明なフ
ィルムが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)、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、ポリエチレンや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
イミドフィルム等が用いられ、延伸、未延伸のどちらで
も良く、また機械的強度や寸法安定性を有するものが良
い。これらをフィルム状に加工して用いられる。特に二
軸方向に任意に延伸されたポリエチレンテレフタレート
が好ましく用いられる。またこの基材2の表面に、周知
の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防
止剤、可塑剤、滑剤などが使用されていても良く、薄膜
との密着性を良くするために、前処理としてコロナ処
理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施して
おいても良く、さらに薬品処理、溶剤処理などを施して
も良い。
はないが、包装材料としての適性、他の層を積層する場
合も在ること、金属酸化物薄膜層3及び炭素を含む酸化
珪素4を形成する場合の加工性を考慮すると、実用的に
は3〜200μmの範囲で、用途によって6〜30μm
とすることが好ましいと言える。
を形成できるように長尺フィルムとすることが望まし
い。
ム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化スズなどの金属
酸化物の蒸着膜からなり、透明性を有しかつ酸素、水蒸
気等のガスバリア性を有するものであればよい。中でも
酸化マグネシウムは、透明性、ガスバリア性が、特に優
れるものである。ただし本発明の薄膜層3は、酸化マグ
ネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム酸化スズなどの
金属酸化物に限定されることなく上記条件に適合する材
料であれば用いることができる。
の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には3
0〜300nmの範囲内であることが望ましく、その値
は適宜選択される。ただし膜厚が30nm未満であると
基材2の全面が膜にならないことや膜厚が十分ではない
ことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たす
ことができない場合がある。また膜厚が300nmを越
える場合は薄膜にフレキシビリティを保持させることが
できず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因に
より、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるためである。好
ましくは、40〜150nmの範囲にあることである。
基材2上に形成する方法としては種々在り、通常の真空
蒸着法により形成することができるが、その他の薄膜形
成方法であるスパッタリング法やイオンプレーティング
法などを用いることもできる。但し生産性を考慮すれ
ば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着
法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方
式や抵抗加熱方式とすることが好ましく、薄膜と基材の
密着成及び薄膜の緻密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を用いることも可
能である。
物薄膜層3上に積層され、印刷インキ乾燥時における引
張り・収縮等や製袋におけるセーラ部のしごき等の機械
的なストレスを防止でき、特に金属酸化物薄膜層3が4
0〜150nmと比較的に薄い時には必要不可欠であ
る。
手段としては、有機珪素化合物ガスおよび酸素ガスを主
原料ガスとするPECVDが適当である。すなわち成膜
条件(原料ガス、排気量、プラズマパワー等)を適当に
選ぶことによって、原料ガス中の炭素や炭化水素が膜中
に取り込まれるようにするのが好ましい。ここで言う有
機珪素化合物ガスとは、テトラメチレンジシロキサン
(TMDSO)、ヘキサメチレンジシロキサン(HMD
SO)等のことであるが、これらのうち単独または任意
に配合したものが用いられる。またPECVDにおける
プラズマ励起源としては、高周波(HF)、ラジオ波
(RF:13.56MHz)、マイクロ波(MW:2.
45GHz)等が用いられる。
炭素単独でも炭化水素としてもでも構わない。しかし、
その量としては5〜40at%の範囲内にあることが重
要である。この炭素を含む酸化珪素層は含まれる炭素量
とともに着色が増し、柔軟性も大きくなる。そのため5
at%以下であると十分な柔軟性が発揮されず、逆に4
0at%以上であると黄色の着色が目立ってくる。
条件によって最適条件が異なるが、一般的には5〜10
0nmの範囲内であることが好ましい。5nm以下であ
ると一般的には膜にはならず島状の構造になるため薄膜
として機能しないためで、逆に100nm以上の場合は
柔軟性、経済性の点で問題がある。好ましくは10〜1
00nmの範囲である。
印刷層を積層する。印刷層は包装袋などとして実用的に
用いるため形成されるものであり、ウレタン系、アクリ
ル系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル系等の
従来から用いられているインキバインダー樹脂に各種顔
料、体質顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤等の添加剤な
どが添加されてなるインキにより構成される層であり、
文字、絵柄等が形成されている。形成方法としては、例
えばオフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリ
ーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイ
フエッジコート、グラビアコート等の周知の塗布方式を
用いることができる。厚さは0.1〜2.0μmで良
い。
は、袋状包装体などを形成する際の接着部に利用される
ものであり、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン
ー酢酸ビニル共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合
体、エチレンーメタクリル酸エステル共重合体、エチレ
ンーあくりる酸共重合体、エチレンーアクリル酸エステ
ル共重合体及びそれらの金属架橋物等の樹脂が用いられ
る。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。形成方法としては、上記樹
脂からなるフィルム状のものをドライラミネート法、ノ
ンソルベントラミネート法により積層する方法、上記樹
脂を加熱溶融させカーテン状に押し出し、貼合わせるエ
キストルージョンラミネート法等いずれも公知の方法に
より積層することができる。
フィルムを具体的な実施例を挙げて更に説明する。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの片面
に図示しない電子線加熱方式による真空蒸着装置によ
り、酸化マグネシウムを約50nmの厚さに蒸着し金属
酸化物薄膜層3を形成した。次いでその上にTMDS
O、O2 及びHeの混合ガスを原料として誘導結合式の
RFプラズマによるPECVDによって約30nmの炭
素を含む酸化珪素層4を形成し、本発明の積層フィルム
を得た。このフィルムの組成を光電子分光法によって調
べたところ、約25at%の炭素が含まれていることが
わかった。
ン系印刷インキ4色(墨、紅、黄、白)を用いてグラビ
ア印刷を行った。
液硬化型のウレタン系接着剤を介して厚さ30μmの無
延伸ポリプロピレンをドライラミネートし、その後縦ピ
ロー製袋機に製袋し包装袋を得た。
ィルム単体の酸素透過率(cc/m 2 /day)、光線
透過率(%−350nm)及び印刷後、製袋後の酸素透
過率(cc/m2 /day)を測定した。その結果を表
1に示す。
O、O2 及びHeの混合ガスを原料として誘導結合式の
RFプラズマによるPECVDによって約50nm(炭
素量:35at%)の炭素を含む酸化珪素層4を形成し
た以外は、全く同様に作製し評価した。その結果を表1
に示す。
式による真空蒸着装置により、酸化珪素を約40nmの
厚さに蒸着し金属酸化物薄膜層3を形成した以外は、全
く同様に作製し評価した。その結果を表1に示す。
酸化珪素層を形成しなかった以外は、全く同様に作製し
評価した。その結果を表1に示す。
酸化珪素層を形成しなかった以外は、全く同様に作製し
評価した。その結果を表1に示す。
ア層として酸化マグネシウム薄膜のかわりの厚さ7μm
のアルミ箔を基材に2液硬化型ウレタン系接着剤を介し
てドライラミネートした以外は、全く同様に作製し評価
した。その結果を表1に示す。
して用いられる条件とした、内容物自体を直視すること
が可能なだけの透明性、内容物に対して影響を与える気
体などを遮断する高いガスバリア性、包装体への加工な
どによる物理的、機械的なストレスに対して機能を低下
させない機械的強度(若しくはフレキシビリティ)を全
て満たすものであることが言える。
後の透明性、ガスバリア性に優れ、かつ後加工の工程に
おいて、印刷インキの収縮や製袋機による外部からの折
曲げや引張り、しごき等の作用に対して、薄膜に膜割れ
等の損傷を生じることがなく、上述した包装材として用
いられる条件である透明性、ガスバリア性、機械的強
度、フレキシビリティ性を有するものであって、本来、
金属酸化物のもつ透明性、ガスバリア性を維持するとと
もに十分に実用性を発揮することが可能な積層フィルム
が得られる。
ルムの断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】透明性を有する高分子材料からなる基材の
片面に無機化合物からなる透明ガスバリア層を積層した
積層フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層が膜厚3
0〜300nmの金属酸化物薄膜層と炭素を5〜40a
t%の範囲で含む膜厚40〜150nmの酸化珪素薄膜
層、および印刷層を順次形成した積層構成であることを
特徴とする、透明で印刷層を有するガスバリア性積層フ
ィルム。 - 【請求項2】前記炭素を含む酸化珪素薄膜層が、有機珪
素化合物ガスおよび酸素ガスを主原料ガスとして、プラ
ズマ活性化化学反応蒸着(以下PECVDと略す)によ
って形成されたことを特徴とする請求項1記載の透明で
印刷層を有するガスバリア性積層フィルム。 - 【請求項3】前記炭素を含む酸化珪素薄膜層が、テトラ
メチレンジシロキサン(TMDSO)、ヘキサメチレン
ジシロキサン(HMDSO)のうち一つまたは両者の混
合物からなることを特徴とする請求項1または請求項2
のいずれか1項に記載の透明で印刷層を有するガスバリ
ア性積層フィルム。
Priority Applications (1)
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JP6214591A JP3070404B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6214591A JP3070404B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0872193A JPH0872193A (ja) | 1996-03-19 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6214591A Expired - Lifetime JP3070404B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 透明で印刷層を有するガスバリア性積層フィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP3906325B2 (ja) * | 1997-10-09 | 2007-04-18 | テトラ ラバル ホールデイングス アンド ファイナンス エス エイ | 気体及び芳香バリア特性を備える包装積層体 |
JP2003104352A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Toppan Printing Co Ltd | バリア性プラスチック容器 |
KR101194125B1 (ko) * | 2004-10-19 | 2012-10-25 | 도레이 카부시키가이샤 | 필름의 제조 방법 및 필름 |
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JPWO2010106866A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2012-09-20 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 誘電体膜積層体、誘電体膜積層体の製造方法 |
DE102016115921B9 (de) | 2016-08-26 | 2024-02-15 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP6214591A patent/JP3070404B2/ja not_active Expired - Lifetime
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