JP3460295B2 - 耐熱防湿蒸着フイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性と防湿性を合わ
せ持った、包装用に好適な耐熱防湿蒸着フイルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリプロピレンに金属蒸着して防
湿性を付与するこは公知となっている（特公平５−７１
０３４号、特公平５−７８４１１号、特公平５−７８４
１５号等）が、金属蒸着したフイルム単体で包装用とし
て用いられることは少なく、一般に包装用袋として用い
られるために、ヒートシール性樹脂として該金属蒸着フ
イルムに未延伸のポリプロピレンフイルムを接着剤等で
ラミネートしたり、ポリオレフィン樹脂が押出ラミネー
トされることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属蒸
着ポリプロピレンフイルムに、未延伸のポリプロピレン
フイルムを接着剤等でラミネートしてオーブンで乾燥し
たり、ポリオレフィン樹脂を２５０℃以上の押出温度で
押出ラミネートした際に、乾燥時の熱や押出ラミネート
時の熱で金属蒸着フイルムが収縮して金属蒸着層に微少
クラックが入り、防湿性が上がらないという問題があっ
た。

【０００４】本発明は上記従来の欠点を解消すべくなさ
れたものであり、耐熱性と防湿性に優れ、かつ寸法安定
性にも優れたフイルムを提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の耐熱防湿蒸着フイルムは、熱融解温度のピーク温度
が１６５℃以上で、結晶化度が５０％以上、１２５℃で
の等温結晶化時間の１／２が２分以下、アイソタクチッ
クペンタッド分率が９８％以上の二軸延伸ポリプロピレ
ンフイルムの少なくとも片面に金属蒸着してなるフイル
ムであって、１４０℃、１５分加熱での長手方向と幅方
向の熱収縮率の和が６％以下で、水蒸気透過率が１．０
ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２０μｍ以下であることを特徴と
するものである。また、本発明の耐熱防湿蒸着フイルム
は、熱融解温度のピーク温度が１６５℃以上で、結晶化
度が５０％以上、１２５℃での等温結晶化時間の１／２
が２分以下、アイソタクチックペンタッド分率が９８％
以上の二軸延伸ポリプロピレンフイルムの少なくとも片
面に熱融解温度のピーク温度が１５０℃以下のポリオレ
フィン系樹脂を積層し、該ポリオレフィン樹脂上に金属
蒸着してなるフイルムであって、１４０℃、１５分加熱
での長手方向と幅方向の熱収縮率の和が６％以下で、水
蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ ² ・２４ｈｒ／２０μｍ以下
であることを特徴とするものである。

【０００６】本発明の二軸延伸ポリプロピレンフイルム
（以下ＯＰＰと略称する）は、１２５℃での等温結晶化
時間の１／２（以下ｔ−１／２と略称する）は２分以下
で、かつアイソタクチックペンタッド分率（以下ＩＩと
略称する）が９８％以上であることが必要である。ｔ−
１／２が２分を超え、ＩＩが９８％未満ではフイルムの
結晶化度が上がらず、１４０℃、１５分加熱での長手方
向と幅方向の熱収縮率の和が６％を超えるので好ましく
なく、また耐有機溶剤性も悪化するので好ましくない。
またメルトフローインデックス（ＭＦＩ）が２．０〜１
０ｇ／１０分の範囲が製膜性および防湿性もよくなるの
で好ましい。プロピレン以外の第２成分、例えばエチレ
ン、ブテン、ヘキセンなどを少量ランダムに共重合させ
てもよい。また、公知の添加剤、例えば結晶核剤、酸化
防止剤、熱安定剤、すべり剤、帯電防止剤、ブロッキン
グ防止剤、充填剤、石油樹脂、テルペン樹脂、粘度調整
剤、着色防止剤などを含有させてもよい。

【０００７】また該ＯＰＰの熱融解温度のピーク温度
（以下Ｔｍと略称する）は１６５℃以上であることが必
要で、Ｔｍが１６５℃未満では、１４０℃、１５分加熱
での長手方向と幅方向の熱収縮率の和が６％を超えるの
で好ましくない。

【０００８】さらに、該ＯＰＰの結晶化度は５０％以上
であることが必要である。結晶化度が５０％未満では、
水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２０μｍを
超え、また１４０℃、１５分加熱での長手方向と幅方向
の熱収縮率の和が６％を超えるので好ましくない。

【０００９】次に該ＯＰＰに金属蒸着をするときに、接
着力を高めるために、ＯＰＰ表面にコロナ放電処理ある
いはプラズマ処理を行なうことが好ましい。コロナ放電
処理は公知の方法を用いることができるが、処理を施す
時の雰囲気ガスとして、空気、炭酸ガス、窒素ガスおよ
びこれらの混合ガスが好ましい。このとき、ＯＰＰ表面
の窒素原子（Ｎ）の数と炭素原子（Ｃ）の数の濃度比
（Ｎ／Ｃ）が０．００３以上であることが、金属蒸着接
着強度が高くなり好ましい。またプラズマ処理は、種々
の気体をプラズマ状態におき、フイルム表面を化学変成
させる方法、例えば特開昭５９−９８１４０などがあ
る。

【００１０】該ＯＰＰに蒸着される金属は、アルミニウ
ム、亜鉛、ケイ素、金、銀などの金属およびこれらの１
種以上の金属化合物および金属酸化物である。中でもア
ルミニウムが低価格で経済性がよく好ましい。

【００１１】また本発明のフイルムは、１４０℃、１５
分加熱での長手方向と幅方向の熱収縮率の和が６％以下
であることが必要であり、好ましくは５％以下である。
熱収縮率が６％を超えると、金属蒸着時に熱を受けるた
め、フイルムが微少寸法変化を起こし金属蒸着層に微少
クラックが入ったり、また金属蒸着ポリプロピレンフイ
ルムに、未延伸のポリプロピレンフイルムを接着剤等で
ラミネートしてオーブンで乾燥したり、ポリオレフィン
樹脂を２５０℃以上の押出温度で押出ラミネートした際
に、乾燥時の熱や押出ラミネート時の熱で金属蒸着フイ
ルムが収縮して金属蒸着層に微少クラックが入り、蒸着
フイルムの防湿性が悪化する。

【００１２】また本発明のフイルムは、水蒸気透過率が
１．０ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２０μｍ以下である必要が
あり、好ましくは０．７ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２０μｍ
以下である。水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ
／２０μｍを超えると、本フイルムを乾物やポテトチッ
プなどの防湿性を必要とする防湿包装用として用いたと
きに、内容物が湿気って内容物保護性に劣る。

【００１３】次に該ＯＰＰの（Ａ層）の少なくとも片面
に、熱融解温度のピーク温度が１５０℃以下のポリオレ
フィン系樹脂を積層（Ｂ層）して使用することが好まし
い。これは金属蒸着時に、金属蒸着の接着強度が高くな
り、また反対側面に積層した場合は、ヒートシール層と
しても使用することができる。

【００１４】ここで熱融解温度のピーク温度が１５０℃
以下のポリオレフィン系樹脂（以下Ｌ−ＰＯと略称す
る）としては、エチレン−プロピレンランダム共重合
体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン
−プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共
重合体、エチレン−アクリル酸共重合体などが好まし
い。積層厚みは特に限定されないが、１〜５μｍ、熱収
縮率と水蒸気透過率の点から、１〜３μｍが好ましい。

【００１５】次に本発明の耐熱防湿フイルムの製造方法
について述べる。１２５℃でのｔ−１／２が２分以下
で、ＩＩが９８％以上の結晶性ＰＰを押出機に供給し、
好ましくは２５０℃〜２８０℃の樹脂温度で溶融した
後、Ｔ型口金からシート状に押出成形し、ドラフト比
（口金リップ間隙／フイルム厚み）が１．２以上、好ま
しくは１．５〜３．０で該シートを２０〜１００℃、好
ましくは３０〜８０℃の温度のドラムに巻き付けて冷却
固化し、次いで、該シートを１２０〜１５０℃に保たれ
たオーブン中に通して予熱し、引き続き該シートを１０
０℃〜１５０℃の温度に保ち周速差を設けたロール間に
通し、長手方向に２〜６倍に延伸し、ただちに室温に冷
却する。引き続き該延伸フイルムをテンターに導いて、
１５０℃以上の温度、好ましくは１６０〜１７０℃の温
度で幅方向に５〜１０倍に延伸し、次いで幅方向に２〜
２０％の弛緩を与えつつ、１６０〜１７０℃の温度で熱
固定して巻取る。また熱融解温度のピーク温度が１５０
℃以下のＬ−ＰＯ（Ｂ層樹脂）の積層は、Ｂ層の樹脂を
もう一台の押出機に供給して２２０〜２８０℃の温度で
溶融した後、多層成形口金にてＢ層／Ａ層またはＢ層／
Ａ層／Ｂ層の構成となるように口金内で合流させた後、
積層シート状に成形する。また、別の積層方法として
は、口金の上流の短管内でＡ層樹脂とＢ層樹脂とを合流
せしめた後、Ｔ型口金でシート状に成形するか、または
上記製膜工程で長手方向に延伸された延伸フイルムにＢ
層の樹脂を押出ラミネートし、該積層フイルムをテンタ
ーに導き、幅方向に延伸される方法が用いられる。具体
的には、Ｂ層の樹脂を押出機に供給し、２６０〜２８０
℃の温度で溶融した後、カラス口型の口金にてシート状
に溶融押出をし、その溶融シートを５〜５０℃の温度の
冷却ロールとゴムロールの間で該長手方向に延伸したフ
イルムと張り合わせ圧着する。

【００１６】次に該フイルムを窒素と炭酸ガスの混合気
体（炭酸ガス濃度比１〜５０％）の中に導き、フイルム
温度を２０〜８０℃に保ちつつ、２０〜１５０Ｗ・分／
ｍ²でコロナ放電処理を施して巻き取る。

【００１７】さらにこうして得られた二軸延伸ポリプロ
ピレンフイルムのコロナ放電処理面に、真空蒸着機によ
り金属を所望の膜厚に蒸着することにより得られる。

【００１８】本発明のフイルムは、目的に応じて帯電防
止剤、耐候剤、防曇剤、滑り剤などの添加剤を添加、ま
たはコーティングしてもよい。

【００１９】また本発明のフイルムは、目的に応じてエ
ンボス加工、印刷、押出ラミネーション加工、他の樹脂
フイルム、紙、布などと張り合わせ加工を行なって用い
ることもできる。

【００２０】

【特性の測定方法並びに効果の評価方法】本発明の特性
値の測定方法、並びに効果の評価方法は次のとおりであ
る。

【００２１】（１）極限粘度（［η］） 試料０．１ｇを１３５℃のテトラリン１００ｍｌに完全
溶解させ、この溶液を粘度計で１３５℃の恒温槽中で測
定して、比粘度Ｓにより次式に従って極限粘度を求め
た。単位はｄｌ／ｇとする。

【００２２】 ［η］＝（Ｓ／０．１）×（１＋０．２２×Ｓ）

【００２３】（２）アイソタクチックペンタッド分率
（ＩＩ） 原料の状態では個々に測定すればよいが、複合フイルム
においては、まず試料を６０℃以下の温度のｎ−ヘプタ
ンで２時間抽出し、ＰＰへの添加物を除去する。その後
１３０℃で２時間真空乾燥する。これから重量Ｗ（ｍ
ｇ）の試料をとり、ソックスレー抽出器に入れ沸騰ｎ−
ヘプタンで１２時間抽出する。次に、この試料を取り出
しアセトンで十分洗浄した後、１３０℃で６時間真空乾
燥しその後常温まで冷却し、重量Ｗ′（ｍｇ）を測定
し、次式で求めた。

【００２４】ＩＩ（％）＝（Ｗ′／Ｗ）×１００

【００２５】（３）熱融解温度（Ｔｍ）、結晶化度、等
温結晶化時間（ｔ−１／２） 各試料について示差走査熱量計（ＤＳＣ−２型、パーキ
ンエルマー社製）を用い、サンプル１０ｍｇを室温よ
り、１０℃／分の昇温速度で昇温していった際に、結晶
の融解に伴う融解吸熱のピークの頂点を熱融解温度（Ｔ
ｍ）とし、この時の融解吸熱のピークの開始点から終了
点までの融解熱量を求め、下記式にて結晶化度を求め
た。ついで、２８０℃の溶融保持温度まで昇温し、５分
間保持した後に１０℃／分の冷却速度にて冷却してい
き、１２５℃で保持した時に、結晶化に伴う潜熱のピー
クの始めの時間と終わりの時間を記録し、その半分の時
間を等温結晶化時間（ｔ−１／２）とした。なお複合層
については、表層を削りとり、上記と同じ方法にて測定
すればよい。

【００２６】 結晶化度（％）＝（ΔＨ／ΔＨ₀ ）×１００ ΔＨ ：各フイルムの融解熱量 ΔＨ₀ ：ポリプロピレンの平衡融解熱量 文献値＝４９．９７ｃａｌ／ｇ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ（ｂｙ Ｗｕｎｄｅｒｌｉｃｈ，１９９
０）

【００２７】（４）メルトフローインデックス（ＭＦ
Ｉ） ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準じて、２３０℃、２．１６
ｋｇの条件で測定した。

【００２８】（５）熱収縮率 熱収縮率は、試長２６０ｍｍ、幅１０ｍｍにサンプリン
グし、原寸（Ｌ₀ ）として２００ｍｍの位置にマークを
入れる。このサンプルの下端に３ｇの荷重をかけ、１４
０℃のオーブン中で１５分間熱処理し、この後サンプル
にマークした長さ（Ｌ₁ ）を測定した。熱収縮率（Ｒ）
は次式により求めた。

【００２９】熱収縮率（Ｒ）（％）＝［（Ｌ₀ −Ｌ₁ ）
／Ｌ₀ ］×１００

【００３０】（６）水蒸気透過率 ＪＩＳ Ｚ−０２０８に従い、４０℃、９０％ＲＨの条
件で測定した値で、ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２０μｍ単位
で表した。

【００３１】（７）フイルム厚み ダイヤルゲージ式厚み計（ＪＩＳ−Ｂ−７５０９）を用
いて測定した。

【００３２】（８）積層厚み 電界放射形走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いてフ
イルム断面構成観察を行ない、厚みを測定した。

【００３３】（９）蒸着加工性 フイルム厚み２０μｍで、長さ１０００ｍを真空蒸着機
にて、約１．３３×１０⁻⁵ Ｐａの真空度で、アルミニ
ウムを厚み６０ｎｍ程度に蒸着して巻き取り、その後該
フイルムの蒸着面を電界放射形走査電子顕微鏡（ＦＥ−
ＳＥＭ）を用いて観察し、蒸着面のクラックの発生状態
をみた。

【００３４】この時、蒸着面にクラックの入っていない
ものを○とし、クラックが入っているものを×として評
価した。

【００３５】（１０）二次加工性 蒸着フイルム面に、低密度ポリエチレンを３００℃で厚
み２０μｍに押出ラミネートした後に水蒸気透過率を測
定し、押出ラミネート前の水蒸気透過率に比べ、押出ラ
ミネート後の水蒸気透過率が１．５倍以下のものを○、
１．５倍を超えるものを×として評価した。

【００３６】

【実施例】本発明を実施例、比較例に基づいて説明す
る。

【００３７】実施例１ １２５℃でのｔ−１／２が９０ｓｅｃで、ＩＩが９８．
５％の結晶性ＰＰを押出機に供給し、樹脂温度２６０℃
の温度で溶融混合した後、Ｔ型口金からシート状に押出
成形し、ドラフト比（口金リップ間隙／フイルム厚み）
が１．２で６０℃の温度のドラムに巻き付けて冷却固化
し、次いで、該シートを１５０℃に保たれたオーブン中
に通して予熱し、引き続き該シートを１４０℃の温度に
保ち周速差を設けたロール間に通し、長手方向に５倍に
延伸し、ただちに室温に冷却する。引き続き該延伸フイ
ルムをテンターに導き、１７０℃の温度に予熱し、引き
続き１６５℃の温度で幅方向に１０倍延伸し、次いで幅
方向に５％の弛緩を与えつつ１６５℃の温度で熱処理を
した後、該フイルムを窒素と炭酸ガスの混合気体（炭酸
ガス濃度比１５％）の中に導き、フイルム温度を６０℃
に保ちつつ、３０Ｗ・分／ｍ² でコロナ放電処理を施し
て巻き取った。この時の二軸延伸ポリプロピレンフイル
ムの厚みは２０μｍで、Ｔｍは１７０℃、結晶化度は５
５％であった。

【００３８】さらにこうして得られた二軸延伸ポリプロ
ピレンフイルムのコロナ放電処理面に真空蒸着機にて、
約１．３３×１０⁻⁵ Ｐａの真空度で、アルミニウムを
厚み６０ｎｍ程度に蒸着して巻き取った。フイルム特性
は表１のとおりであった。本発明の範囲のフイルムは熱
収縮率が小さくて耐熱性に優れ、また水蒸気透過率も小
さくて防湿性に優れ、さらに二次加工性にも優れたフイ
ルムであった。

【００３９】実施例２ １２５℃でのｔ−１／２が１００ｓｅｃで、ＩＩが９
９．０％の結晶性ＰＰを押出機に供給し、樹脂温度２７
０℃の温度で溶融混合した後、Ｔ型口金からシート状に
押出成形し、ドラフト比（口金リップ間隙／フイルム厚
み）が１．５で３０℃の温度のドラムに巻き付けて冷却
固化し、次いで、該シートを１４０℃に保たれたオーブ
ン中に通して予熱し、引き続き該シートを１３５℃の温
度に保ち周速差を設けたロール間に通し、長手方向に５
倍に延伸し、ただちに室温に冷却する。引き続き該延伸
フイルムをテンターに導き、１７５℃の温度に予熱し、
引き続き１６５℃の温度で幅方向に１０倍延伸し、次い
で幅方向に５％の弛緩を与えつつ１７０℃の温度で熱処
理をした後、冷却し巻き取った以外は実施例１と全く同
様にしてフイルムを製造した。この時の二軸延伸ポリプ
ロピレンフイルムの厚みは２０μｍで、Ｔｍは１６８
℃、結晶化度は５２％であった。フイルム特性は表１の
とおりであった。本発明の範囲のフイルムは熱収縮率が
小さくて耐熱性に優れ、また水蒸気透過率も小さくて防
湿性に優れ、さらに二次加工性にも優れたフイルムであ
った。

【００４０】実施例３ 実施例１の結晶性ＰＰを押出機（Ｉ）に供給して２６０
℃の温度で溶融し、一方Ｂ層の積層樹脂として、Ｔｍが
１３５℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体（Ｅ
ＰＣ、エチレン含有量３ｗｔ％）を別の押出機（II）に
供給して２７０℃の温度で溶融し、Ｂ層／Ａ層／Ｂ層か
らなる多層口金にて３層に共押出してシート状に押出成
形し、ドラフト比２．０で６０℃の温度のドラムに巻き
付けてシート状に冷却固化した。該シートを１４０℃に
保たれたオーブン中に通して予熱し、引き続き１３０℃
に保ち周速差を設けた４本のロールに通して長手方向に
５．０倍延伸し、ただちに４０℃に冷却した。次に該延
伸シートをテンターに導き、１７０℃の温度に予熱し、
引き続き１６５℃の温度で幅方向に１０倍延伸し、次い
で幅方向に１０％の弛緩を与えつつ１６５℃の温度で熱
処理をした後、冷却し巻き取った以外は実施例１と全く
同様にしてフイルムを製造した。この時の二軸延伸ポリ
プロピレンフイルムの厚み構成は１／１８／１μｍで、
中央層のＴｍは１７０℃、結晶化度は５５％であった。
フイルム特性は表１のとおりであった。本発明の範囲の
フイルムは熱収縮率が小さくて耐熱性に優れ、また水蒸
気透過率も小さくて防湿性に優れ、さらに二次加工性に
も優れたフイルムであった。

【００４１】比較例１、比較例２ 比較例１では、ｔ−１／２が１３５ｓｅｃ、ＩＩが９
７．０％の結晶性ＰＰとし、比較例２ではエチレン含有
量２ｗｔ％のＥＰＣとした以外は、実施例１と全く同様
にしてフイルムを製造した。この時の二軸延伸フイルム
の厚みはいずれも２０μｍであった。フイルム特性は表
１のとおりであった。本発明の範囲をはずれたフイルム
は、耐熱性および防湿性のいずれかに劣り、また蒸着性
などの二次加工性にも劣り、本発明の目的とするフイル
ムは得られなかった。

【００４２】比較例３ 実施例１で、横延伸条件で１６５℃の温度に予熱し、引
き続き１６０℃の温度で幅方向に１０倍延伸し、次いで
幅方向の弛緩を与えず、１５５℃の温度で熱処理をした
後、冷却し巻き取った以外は実施例１と全く同様にして
フイルムを製造した。この時の二軸延伸ポリプロピレン
フイルムの厚みは２０μｍで、Ｔｍは１７０℃、結晶化
度は５５％であった。フイルム特性は表１のとおりであ
った。本フイルムは、Ｔｍと結晶化度は高かったが、熱
収縮率が大きいため蒸着性などの二次加工性に劣り、本
発明の目的とするフイルムは得られなかった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の耐熱防湿蒸
着フイルムは、フイルムの特性を特定範囲としたことに
より、次のような優れた効果を生じるものである。

【００４５】（１）水蒸気透過率が小さくて防湿性に優
れ、包装用途、特に食品、医薬品等の包装用として好適
である。

【００４６】（２）耐熱性に優れ、二次加工後において
も優れた防湿性を維持している。

【００４７】（３）耐熱性および防湿性に優れているこ
とから、薄膜化を図るこができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−52735（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−351527（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−115329（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204933（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304028（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−278240（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−27940（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 C08J 5/00 - 5/02 C08J 5/12 - 5/22 C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/14 C23C 14/00 - 14/58

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱融解温度のピーク温度が１６５℃以上
   で、結晶化度が５０％以上、１２５℃での等温結晶化時
   間の１／２が２分以下、アイソタクチックペンタッド分
   率が９８％以上の二軸延伸ポリプロピレンフイルムの少
   なくとも片面に金属蒸着してなるフイルムであって、１
   ４０℃、１５分加熱での長手方向と幅方向の熱収縮率の
   和が６％以下で、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ² ・２４
   ｈｒ／２０μｍ以下であることを特徴とする耐熱防湿蒸
   着フイルム。
2. 【請求項２】 熱融解温度のピーク温度が１６５℃以上
   で、結晶化度が５０％以上、１２５℃での等温結晶化時
   間の１／２が２分以下、アイソタクチックペンタッド分
   率が９８％以上の二軸延伸ポリプロピレンフイルムの少
   なくとも片面に熱融解温度のピーク温度が１５０℃以下
   のポリオレフィン系樹脂を積層し、該ポリオレフィン樹
   脂上に金属蒸着してなるフイルムであって、１４０℃、
   １５分加熱での長手方向と幅方向の熱収縮率の和が６％
   以下で、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ² ・２４ｈｒ／２
   ０μｍ以下であることを特徴とする耐熱防湿蒸着フイル
   ム。