JP3505571B2 - ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法 - Google Patents
ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の食品、その
他の物品を包装するための素材等に使用されるポリプロ
ピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの
製造方法に関する。
他の物品を包装するための素材等に使用されるポリプロ
ピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のようなプラスチック
フィルムは、それ自体では酸素および水蒸気のバリヤー
性が劣るため、アルミニウム箔の蒸着、またはポリ塩化
ビニリデンのコーティングによりそれら材料の優れた酸
素、水蒸気のバリヤー性を付与して包装素材として使用
されている。なお、ポリ塩化ビニリデンをコーティング
した積層フィルムはＫコートフィルムとして市販されて
いる。
ＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のようなプラスチック
フィルムは、それ自体では酸素および水蒸気のバリヤー
性が劣るため、アルミニウム箔の蒸着、またはポリ塩化
ビニリデンのコーティングによりそれら材料の優れた酸
素、水蒸気のバリヤー性を付与して包装素材として使用
されている。なお、ポリ塩化ビニリデンをコーティング
した積層フィルムはＫコートフィルムとして市販されて
いる。
【０００３】このような積層フィルムは、食品の包装素
材として国内で年間４７．６兆ｍ2と莫大な量が生産さ
れている。特に、アルミニウム箔を有する積層フィルム
は包装素材の全体の約４４％を占め、現状ではガスバリ
ヤーフィルムの主流となっている。
材として国内で年間４７．６兆ｍ2と莫大な量が生産さ
れている。特に、アルミニウム箔を有する積層フィルム
は包装素材の全体の約４４％を占め、現状ではガスバリ
ヤーフィルムの主流となっている。
【０００４】しかしながら、アルミニウム箔はその使用
形態から再利用が困難であるため、地球資源の有効利用
の観点から好ましくない。また、ポリ塩化ビニリデンは
焼却時にダイオキシンの発生の虞があるため、環境衛生
の点から好ましくない。このため、前記アルミニウム
箔、ポリ塩化ビニリデンに代わるガスバリヤー性を有す
る素材の開発が精力的に進められている。
形態から再利用が困難であるため、地球資源の有効利用
の観点から好ましくない。また、ポリ塩化ビニリデンは
焼却時にダイオキシンの発生の虞があるため、環境衛生
の点から好ましくない。このため、前記アルミニウム
箔、ポリ塩化ビニリデンに代わるガスバリヤー性を有す
る素材の開発が精力的に進められている。
【０００５】その成果の一つとして、地球上の鉱物資源
で最も多く、かつ焼却により有害なガスの発生を伴わな
い酸化ケイ素（ＳｉＯx）薄膜をガスバリヤー膜として
各種のプラスチックフィルムに蒸着した積層フィルムが
開発され、包装素材として使用する試みがなされてい
る。このような積層フィルムにおいて、プラスチックフ
ィルムとしてＰＥＴフィルムを用いた場合には前記Ｓｉ
Ｏx薄膜のガスバリヤー性を有効に引き出すことができ
るため、包装素材としての利用が開かれている。
で最も多く、かつ焼却により有害なガスの発生を伴わな
い酸化ケイ素（ＳｉＯx）薄膜をガスバリヤー膜として
各種のプラスチックフィルムに蒸着した積層フィルムが
開発され、包装素材として使用する試みがなされてい
る。このような積層フィルムにおいて、プラスチックフ
ィルムとしてＰＥＴフィルムを用いた場合には前記Ｓｉ
Ｏx薄膜のガスバリヤー性を有効に引き出すことができ
るため、包装素材としての利用が開かれている。
【０００６】一方、ＰＥＴフィルムより安価なＰＰフィ
ルム（特に延伸ポリプロピレンフィルム；ＯＰＰフィル
ム）に前記ＳｉＯx薄膜を蒸着することが試みられてい
る。しかしながら、この積層フィルムは前記ＳｉＯx薄
膜の蒸着時に発生するクラック等に起因してその優れた
ガスバリヤー性を有効に引き出すことが困難であるとい
う問題があった。
ルム（特に延伸ポリプロピレンフィルム；ＯＰＰフィル
ム）に前記ＳｉＯx薄膜を蒸着することが試みられてい
る。しかしながら、この積層フィルムは前記ＳｉＯx薄
膜の蒸着時に発生するクラック等に起因してその優れた
ガスバリヤー性を有効に引き出すことが困難であるとい
う問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＰフィル
ムをベースフィルムとし、このフィルムに形成したＳｉ
Ｏx薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き出すこと
が可能で、かつＫコートフィルムのような環境に悪影響
を及ぼす塩素を含有しないガスバリヤーフィルムの製造
方法を提供するものである。
ムをベースフィルムとし、このフィルムに形成したＳｉ
Ｏx薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き出すこと
が可能で、かつＫコートフィルムのような環境に悪影響
を及ぼす塩素を含有しないガスバリヤーフィルムの製造
方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るポリプロピ
レンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製
造方法は、ポリプロピレンフィルムにプラズマ処理を施
して前記フィルム表面の炭素を活性化した後、大気に曝
して活性な炭素に酸素を結合させることにより前記フィ
ルム表面に酸素官能基を導入する工程と、前記ポリプロ
ピレンフィルムをシランカップリング剤のアルコール溶
解液に浸漬し、加熱することにより前記ポリプロピレン
フィルムの酸素官能基と前記シランカップリング剤とを
カップリング反応させて前記ポリプロピレンフィルム表
面の炭素に主骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチュ
ーニング分子鎖を前記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導
入する工程と、有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ
雰囲気中で前記チューニング分子鎖が導入されたポリプ
ロピレンフィルム表面にＳｉとＯをプラズマ重合させる
ことによりＳｉＯx薄膜を成膜する工程とを具備するこ
とを特徴とするものである。
レンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製
造方法は、ポリプロピレンフィルムにプラズマ処理を施
して前記フィルム表面の炭素を活性化した後、大気に曝
して活性な炭素に酸素を結合させることにより前記フィ
ルム表面に酸素官能基を導入する工程と、前記ポリプロ
ピレンフィルムをシランカップリング剤のアルコール溶
解液に浸漬し、加熱することにより前記ポリプロピレン
フィルムの酸素官能基と前記シランカップリング剤とを
カップリング反応させて前記ポリプロピレンフィルム表
面の炭素に主骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチュ
ーニング分子鎖を前記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導
入する工程と、有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ
雰囲気中で前記チューニング分子鎖が導入されたポリプ
ロピレンフィルム表面にＳｉとＯをプラズマ重合させる
ことによりＳｉＯx薄膜を成膜する工程とを具備するこ
とを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリプロピレ
ンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造
方法を説明する。
ンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造
方法を説明する。
【００１０】（第１工程）
まず、ＰＰフィルムにプラズマ処理を施して前記フィル
ム表面の炭素を活性化した後、大気に曝して活性な炭素
に酸素を結合させることにより前記フィルム表面に酸素
官能基を導入する。このような酸素官能基の導入は、Ｘ
ＰＳスペトル分析計により検出することが可能である。
ム表面の炭素を活性化した後、大気に曝して活性な炭素
に酸素を結合させることにより前記フィルム表面に酸素
官能基を導入する。このような酸素官能基の導入は、Ｘ
ＰＳスペトル分析計により検出することが可能である。
【００１１】前記ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムとし
ては、例えば無延伸、または一軸、二軸延伸フィルム
（ＯＰＰフィルム）等を用いることができる。このＰＰ
フィルムは、１０〜５０μｍの厚さを有することが好ま
しい。
ては、例えば無延伸、または一軸、二軸延伸フィルム
（ＯＰＰフィルム）等を用いることができる。このＰＰ
フィルムは、１０〜５０μｍの厚さを有することが好ま
しい。
【００１２】前記プラズマ処理は、アルゴンプラズマ
（アルゴン雰囲気）で行うことが好ましい。なお、比較
的多量の酸素を含むガス雰囲気で前記ＰＰフィルムをプ
ラズマ処理すると、ＰＰの酸化反応が激しく起こってＰ
Ｐフィルム表面に多大なダメージが与えられてＰＰフィ
ルム本来の特性が低下する虞がある。
（アルゴン雰囲気）で行うことが好ましい。なお、比較
的多量の酸素を含むガス雰囲気で前記ＰＰフィルムをプ
ラズマ処理すると、ＰＰの酸化反応が激しく起こってＰ
Ｐフィルム表面に多大なダメージが与えられてＰＰフィ
ルム本来の特性が低下する虞がある。
【００１３】前記プラズマ処理は、直流または高周波
（２４ＧＨｚ程度まで）の電源を用い、出力２５〜５０
０Ｗ，チャンバ内圧力を０．０３〜３Ｔｏｒｒ，ガス流
量１〜１０ｃｃ／ｍｉｎ，処理時間５秒〜３分間の条件
で行うことが好ましい。
（２４ＧＨｚ程度まで）の電源を用い、出力２５〜５０
０Ｗ，チャンバ内圧力を０．０３〜３Ｔｏｒｒ，ガス流
量１〜１０ｃｃ／ｍｉｎ，処理時間５秒〜３分間の条件
で行うことが好ましい。
【００１４】前記酸素官能基は、例えばＰＰフィルムの
炭素原子にＣ−Ｏ，Ｃ＝Ｏの形態で導入されている。こ
の酸素官能基の導入量は、前記ＰＰフィルムの表面にお
いてそのポリプロピレンの構成原子である炭素とこの炭
素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子比）で０．０
５〜０．２０にすることが好ましい。
炭素原子にＣ−Ｏ，Ｃ＝Ｏの形態で導入されている。こ
の酸素官能基の導入量は、前記ＰＰフィルムの表面にお
いてそのポリプロピレンの構成原子である炭素とこの炭
素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子比）で０．０
５〜０．２０にすることが好ましい。
【００１５】（第２工程）
次いで、前記ＰＰフィルムをシランカップリング剤のア
ルコール溶解液に浸漬し、加熱することにより、前記Ｐ
Ｐフィルムの酸素官能基とシランカップリング剤とをカ
ップリング反応させて前記ＰＰフィルム表面の炭素に主
骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子
鎖を前記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導入する。
ルコール溶解液に浸漬し、加熱することにより、前記Ｐ
Ｐフィルムの酸素官能基とシランカップリング剤とをカ
ップリング反応させて前記ＰＰフィルム表面の炭素に主
骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子
鎖を前記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導入する。
【００１６】前記シランカップリング剤としては、例え
ば一般式 （Ｒ1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、
Ｒ1，Ｒ2は炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整
数を示す）にて表される有機シラン化合物を挙げること
ができる。このシランカップリング剤は、特に蒸気圧が
高い有機シラン化合物、例えばテトラメトキシシラン、
テトラエトキシシランが好ましい。
ば一般式 （Ｒ1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、
Ｒ1，Ｒ2は炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整
数を示す）にて表される有機シラン化合物を挙げること
ができる。このシランカップリング剤は、特に蒸気圧が
高い有機シラン化合物、例えばテトラメトキシシラン、
テトラエトキシシランが好ましい。
【００１７】前記カップリング反応に用いられるアルコ
ールとしては、特に限定されないが、蒸気圧の高いメタ
ノール、エタノールが好ましい。
ールとしては、特に限定されないが、蒸気圧の高いメタ
ノール、エタノールが好ましい。
【００１８】前記カップリング反応に用いられるシラン
カップリング剤のアルコール溶解液の濃度は、０．１〜
１０重量％にすることが好ましい。このアルコール溶解
液の濃度を０．１重量％未満にすると、カップリング反
応を十分に行うことが困難になる。一方、アルコール溶
解液の濃度が１０重量％を超えると、前記ＰＰフィルム
表面に導入された酸素官能基とカップリングする他に、
シランカップリング剤同士が縮合反応して、不要なもの
がＰＰフィルム表面に生成される虞がある。
カップリング剤のアルコール溶解液の濃度は、０．１〜
１０重量％にすることが好ましい。このアルコール溶解
液の濃度を０．１重量％未満にすると、カップリング反
応を十分に行うことが困難になる。一方、アルコール溶
解液の濃度が１０重量％を超えると、前記ＰＰフィルム
表面に導入された酸素官能基とカップリングする他に、
シランカップリング剤同士が縮合反応して、不要なもの
がＰＰフィルム表面に生成される虞がある。
【００１９】前記カップリング反応における加熱温度
は、５０〜８０℃にすることが好ましい。
は、５０〜８０℃にすることが好ましい。
【００２０】ここで、『チューニング分子鎖』とは、主
骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−（ただし、Ｓｉには水素、酸
素、アルキル基の少なくとも１つの基が２つ結合されて
いる）の一端の酸素基（−Ｏ−）が前記ＰＰフィルムの
炭素原子に結合され、その他端の酸素基（−Ｏ−）に水
素またはアルキル基が導入された直鎖状または前記Ｓｉ
に酸素基（−Ｏ−）を介してＳｉ等が結合された網目状
の形態を意味する。前記アルキル基は、炭素数１〜４で
あることが好ましい。
骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−（ただし、Ｓｉには水素、酸
素、アルキル基の少なくとも１つの基が２つ結合されて
いる）の一端の酸素基（−Ｏ−）が前記ＰＰフィルムの
炭素原子に結合され、その他端の酸素基（−Ｏ−）に水
素またはアルキル基が導入された直鎖状または前記Ｓｉ
に酸素基（−Ｏ−）を介してＳｉ等が結合された網目状
の形態を意味する。前記アルキル基は、炭素数１〜４で
あることが好ましい。
【００２１】前記ＰＰフィルムの表面への前記チューニ
ング分子鎖の導入割合は、そのＰＰの構成原子である炭
素とこの炭素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子
比）を０．０５〜０．２０にすることが好ましい。前記
Ｏ／Ｃの原子比を０．０５未満にすると、前記ＰＰフィ
ルム表面へのチューニング分子鎖の導入量が少なくなっ
て前記ＰＰフィルムおよびＳｉＯx薄膜に対する緩衝材
として有効に作用させたり、前記ＰＰフィルムに対する
前記ＳｉＯx薄膜の接着強度を十分に高めたりすること
が困難になる虞がある。一方、前記Ｏ／Ｃの原子比が
０．２０を越えると前記ＰＰフィルム表面へのチューニ
ング分子鎖の導入量が多くなりすぎて前記ＰＰフィルム
本来の特性（例えば引張り強度等）が低下する虞があ
る。
ング分子鎖の導入割合は、そのＰＰの構成原子である炭
素とこの炭素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子
比）を０．０５〜０．２０にすることが好ましい。前記
Ｏ／Ｃの原子比を０．０５未満にすると、前記ＰＰフィ
ルム表面へのチューニング分子鎖の導入量が少なくなっ
て前記ＰＰフィルムおよびＳｉＯx薄膜に対する緩衝材
として有効に作用させたり、前記ＰＰフィルムに対する
前記ＳｉＯx薄膜の接着強度を十分に高めたりすること
が困難になる虞がある。一方、前記Ｏ／Ｃの原子比が
０．２０を越えると前記ＰＰフィルム表面へのチューニ
ング分子鎖の導入量が多くなりすぎて前記ＰＰフィルム
本来の特性（例えば引張り強度等）が低下する虞があ
る。
【００２２】（第３工程）
次いで、有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気
中で前記チューニング分子鎖が導入されたポリプロピレ
ンフィルム表面にＳｉとＯをプラズマ重合させてＳｉＯ
x薄膜を成膜することによりＰＰをベースフィルムとす
るガスバリヤーフィルムを製造する。
中で前記チューニング分子鎖が導入されたポリプロピレ
ンフィルム表面にＳｉとＯをプラズマ重合させてＳｉＯ
x薄膜を成膜することによりＰＰをベースフィルムとす
るガスバリヤーフィルムを製造する。
【００２３】前記有機シラン化合物としては、例えば一
般式 （Ｒ1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、Ｒ1，Ｒ2
は炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示
す）にて表されるものを用いることができる。この有機
シラン化合物は、特に蒸気圧の高いテトラメトキシシラ
ンが好ましい。
般式 （Ｒ1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、Ｒ1，Ｒ2
は炭素数１〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示
す）にて表されるものを用いることができる。この有機
シラン化合物は、特に蒸気圧の高いテトラメトキシシラ
ンが好ましい。
【００２４】前記プラズマ重合時に供給される有機シラ
ン化合物および酸素は、モル比で有機シラン化合物：酸
素を３：７〜５：５で混合したものを用いることが好ま
しい。有機シラン化合物と酸素の混合モル比が前記範囲
を逸脱すると、ガスバリヤー性が高く、かつ前記ＰＰフ
ィルムに対する接着の高いＳｉＯx薄膜を成膜すること
が困難になる虞がある。
ン化合物および酸素は、モル比で有機シラン化合物：酸
素を３：７〜５：５で混合したものを用いることが好ま
しい。有機シラン化合物と酸素の混合モル比が前記範囲
を逸脱すると、ガスバリヤー性が高く、かつ前記ＰＰフ
ィルムに対する接着の高いＳｉＯx薄膜を成膜すること
が困難になる虞がある。
【００２５】前記プラズマ重合は、直流または高周波
（２４ＧＨｚ程度まで）の電源を用い、出力２５〜５０
０Ｗ，チャンバ内圧力を０．０３〜３Ｔｏｒｒ，混合ガ
ス流量１〜３０ｃｃ／ｍｉｎの条件で行うことが好まし
い。
（２４ＧＨｚ程度まで）の電源を用い、出力２５〜５０
０Ｗ，チャンバ内圧力を０．０３〜３Ｔｏｒｒ，混合ガ
ス流量１〜３０ｃｃ／ｍｉｎの条件で行うことが好まし
い。
【００２６】前記ＳｉＯx薄膜は、１００ｎｍ以上の厚
さを有することが好ましい。
さを有することが好ましい。
【００２７】以上説明したように、本発明に係るＰＰを
ベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法
はＰＰフィルムにプラズマ処理を施して前記フィルム表
面の炭素を活性化した後、大気に曝して活性な炭素に酸
素を結合させることにより前記フィルム表面に酸素官能
基を導入する工程と、前記ポリプロピレンフィルムをシ
ランカップリング剤のアルコール溶解液に浸漬し、加熱
することにより前記ポリプロピレンフィルムの酸素官能
基と前記シランカップリング剤とをカップリング反応さ
せて前記ポリプロピレンフィルム表面の炭素に主骨格が
−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前
記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導入する工程と、有機
シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気中で前記チュ
ーニング分子鎖が導入されたＰＰフィルム表面にＳｉと
Ｏをプラズマ重合させることによりＳｉＯx薄膜を成膜
する工程とを具備する。
ベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法
はＰＰフィルムにプラズマ処理を施して前記フィルム表
面の炭素を活性化した後、大気に曝して活性な炭素に酸
素を結合させることにより前記フィルム表面に酸素官能
基を導入する工程と、前記ポリプロピレンフィルムをシ
ランカップリング剤のアルコール溶解液に浸漬し、加熱
することにより前記ポリプロピレンフィルムの酸素官能
基と前記シランカップリング剤とをカップリング反応さ
せて前記ポリプロピレンフィルム表面の炭素に主骨格が
−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前
記酸素官能基（−Ｏ−）を介して導入する工程と、有機
シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気中で前記チュ
ーニング分子鎖が導入されたＰＰフィルム表面にＳｉと
Ｏをプラズマ重合させることによりＳｉＯx薄膜を成膜
する工程とを具備する。
【００２８】このような方法によれば、成膜中における
ＳｉＯx薄膜へのクラック発生を防止してＳｉＯx薄膜の
優れたガスバリヤー性を有効に引き出すことができ、か
つ前述したＰＰフィルムとの界面に位置する前記ＳｉＯ
x薄膜部分を改質できるとともに、それら界面での酸素
のようなガスの移動性を低減することができるため、各
種の食品等を包装するための素材に好適で、かつＰＥＴ
フィルムに比べて安価なＰＰフィルムをベースとし、優
れたガスバリヤー性を有するガスバリヤーフィルムを比
較的容易に製造することができる。
ＳｉＯx薄膜へのクラック発生を防止してＳｉＯx薄膜の
優れたガスバリヤー性を有効に引き出すことができ、か
つ前述したＰＰフィルムとの界面に位置する前記ＳｉＯ
x薄膜部分を改質できるとともに、それら界面での酸素
のようなガスの移動性を低減することができるため、各
種の食品等を包装するための素材に好適で、かつＰＥＴ
フィルムに比べて安価なＰＰフィルムをベースとし、優
れたガスバリヤー性を有するガスバリヤーフィルムを比
較的容易に製造することができる。
【００２９】すなわち、ＰＰフィルムにプラズマ処理を
施して前記フィルム表面の炭素を活性化した後、大気に
曝して活性な炭素に酸素を結合させることにより前記フ
ィルム表面に酸素官能基を導入できる。つづいて、前記
ＰＰフィルムをシランカップリング剤のアルコール溶解
液に浸漬し、加熱することにより前記ＰＰフィルムの酸
素官能基と前記シランカップリング剤とをカップリング
反応させて前記ＰＰフィルム表面の炭素に主骨格が−Ｏ
−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前記酸
素官能基（−Ｏ−）を介して導入することができる。こ
の後、有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気中
で前記チューニング分子鎖が導入されたＰＰフィルム表
面にＳｉとＯをプラズマ重合させてＳｉＯx薄膜を成膜
することによって、前記ＰＰフィルム表面の炭素に結合
された主骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニ
ング分子鎖を前記ＰＰフィルムとＳｉＯx薄膜の界面に
存在させることができる。このチューニング分子鎖は、
前記ＰＰフィルムと前記ＳｉＯx薄膜との熱膨張係数の
ような力学的性質の差を緩和する作用をなすため、前記
力学的性質の差に起因するＳｉＯx薄膜のクラック発生
を抑制または防止することができる。その結果、ＳｉＯ
x薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き出すことが
できる。
施して前記フィルム表面の炭素を活性化した後、大気に
曝して活性な炭素に酸素を結合させることにより前記フ
ィルム表面に酸素官能基を導入できる。つづいて、前記
ＰＰフィルムをシランカップリング剤のアルコール溶解
液に浸漬し、加熱することにより前記ＰＰフィルムの酸
素官能基と前記シランカップリング剤とをカップリング
反応させて前記ＰＰフィルム表面の炭素に主骨格が−Ｏ
−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前記酸
素官能基（−Ｏ−）を介して導入することができる。こ
の後、有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気中
で前記チューニング分子鎖が導入されたＰＰフィルム表
面にＳｉとＯをプラズマ重合させてＳｉＯx薄膜を成膜
することによって、前記ＰＰフィルム表面の炭素に結合
された主骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構造を持つチューニ
ング分子鎖を前記ＰＰフィルムとＳｉＯx薄膜の界面に
存在させることができる。このチューニング分子鎖は、
前記ＰＰフィルムと前記ＳｉＯx薄膜との熱膨張係数の
ような力学的性質の差を緩和する作用をなすため、前記
力学的性質の差に起因するＳｉＯx薄膜のクラック発生
を抑制または防止することができる。その結果、ＳｉＯ
x薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き出すことが
できる。
【００３０】また、前記チューニング分子鎖により前記
ＰＰフィルムに対して前記ＳｉＯx薄膜を密に接着する
ことができる。つまり、前記ＰＰフィルムに対して前記
ＳｉＯx薄膜を強固に接着できるばかり、それら界面に
酸素の移動が容易な空洞を生じることなく接着できる。
このため、前記ＰＰフィルムとの界面に位置する前記Ｓ
ｉＯx薄膜部分を改質できるとともに、それら界面での
酸素のようなガスの移動性を低減することができる。
ＰＰフィルムに対して前記ＳｉＯx薄膜を密に接着する
ことができる。つまり、前記ＰＰフィルムに対して前記
ＳｉＯx薄膜を強固に接着できるばかり、それら界面に
酸素の移動が容易な空洞を生じることなく接着できる。
このため、前記ＰＰフィルムとの界面に位置する前記Ｓ
ｉＯx薄膜部分を改質できるとともに、それら界面での
酸素のようなガスの移動性を低減することができる。
【００３１】特に、ＰＰフィルムの表面への前記チュー
ニング分子鎖の導入割合をそのＰＰの構成原子である炭
素とこの炭素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子
比）が０．０５〜０．２０になるように設定することに
よって、ＳｉＯx薄膜のクラック発生を効果的に防止で
きるとともに、前記ＰＰフィルムに対する前記ＳｉＯx
薄膜の接着性をより向上できる。
ニング分子鎖の導入割合をそのＰＰの構成原子である炭
素とこの炭素に結合される酸素との比（Ｏ／Ｃの原子
比）が０．０５〜０．２０になるように設定することに
よって、ＳｉＯx薄膜のクラック発生を効果的に防止で
きるとともに、前記ＰＰフィルムに対する前記ＳｉＯx
薄膜の接着性をより向上できる。
【００３２】さらに、得られたガスバリヤーフィルムは
ポリ塩化ビニリデンをコートしてＫコートフィルムのよ
うな環境に悪影響を及ぼす塩素を含まないため、廃棄、
消却したときに環境に優しく安全である。
ポリ塩化ビニリデンをコートしてＫコートフィルムのよ
うな環境に悪影響を及ぼす塩素を含まないため、廃棄、
消却したときに環境に優しく安全である。
【００３３】
【実施例】以下、好ましい実施例を詳細に説明する。
【００３４】図１は、本実施例および比較例で用いたプ
ラズマ重合装置（プラズマ処理装置も兼ねる）を示す斜
視図である。
ラズマ重合装置（プラズマ処理装置も兼ねる）を示す斜
視図である。
【００３５】図１の１は、底部に遮蔽板２を有する直径
４０ｍｍ，高さ５９０ｍｍのベルジャー型反応チャンバ
である。例えばステンレス鋼から作られた直径３８０ｍ
ｍの円板状電極（上部電極）３および例えばステンレス
鋼から作られた幅５０ｍｍ，長さ１００ｍｍの矩形状電
極（下部電極）４は、前記チャンバ１内に互いに６０ｍ
ｍのギャップをあけて上下に配置されている。前記電極
３，４間のギャップ長さはとした。前記円板状電極３
は、接地され、かつ前記矩形状電極４はマッチングボッ
クス５を通して例えば高周波電源（ＲＦ電源）６に接続
されている。
４０ｍｍ，高さ５９０ｍｍのベルジャー型反応チャンバ
である。例えばステンレス鋼から作られた直径３８０ｍ
ｍの円板状電極（上部電極）３および例えばステンレス
鋼から作られた幅５０ｍｍ，長さ１００ｍｍの矩形状電
極（下部電極）４は、前記チャンバ１内に互いに６０ｍ
ｍのギャップをあけて上下に配置されている。前記電極
３，４間のギャップ長さはとした。前記円板状電極３
は、接地され、かつ前記矩形状電極４はマッチングボッ
クス５を通して例えば高周波電源（ＲＦ電源）６に接続
されている。
【００３６】長尺のＯＰＰフィルム７が捲回された供給
ロール８およびこの供給ロール６からの処理済みの長尺
ＯＰＰフィルムを巻き取るための巻取りロール９は、前
記チャンバ１内に配置されている。前記供給ロール８か
らの長尺ＯＰＰフィルム７を前記電極３，４間を経由し
て前記巻き取りロール９に送るための例えば２つの送り
ロール１０，１１は、前記チャンバ１内に配置されてい
る。
ロール８およびこの供給ロール６からの処理済みの長尺
ＯＰＰフィルムを巻き取るための巻取りロール９は、前
記チャンバ１内に配置されている。前記供給ロール８か
らの長尺ＯＰＰフィルム７を前記電極３，４間を経由し
て前記巻き取りロール９に送るための例えば２つの送り
ロール１０，１１は、前記チャンバ１内に配置されてい
る。
【００３７】有機シラン化合物、例えばテトラメトキシ
シラン（ＴＭＯＳ）溶液が注入されたレシーバタンク１
２は、前記チャンバ１に隣接して配置され、かつこのレ
シーバタンク１２内のＴＭＯＳ蒸気は先端を前記電極３
の下面近傍に位置させた第１ガス供給管１３を通して前
記チャンバ１内に供給される。バルブ１４は、前記チャ
ンバ１の外部に位置する前記ガス供給管１３部分に介装
されている。なお、前記レシーバタンク１２内に注入さ
れたＴＭＯＳは冷凍操作を繰り返すことによりその中に
溶解した空気が除去される。また、前記レシーバタンク
１２を温度制御オーブンにセットし、６０℃に保持する
ことによりＴＭＯＳの蒸気圧を増大でき、ＴＭＯＳ蒸気
を前記チャンバ１内に供給することが可能になる。
シラン（ＴＭＯＳ）溶液が注入されたレシーバタンク１
２は、前記チャンバ１に隣接して配置され、かつこのレ
シーバタンク１２内のＴＭＯＳ蒸気は先端を前記電極３
の下面近傍に位置させた第１ガス供給管１３を通して前
記チャンバ１内に供給される。バルブ１４は、前記チャ
ンバ１の外部に位置する前記ガス供給管１３部分に介装
されている。なお、前記レシーバタンク１２内に注入さ
れたＴＭＯＳは冷凍操作を繰り返すことによりその中に
溶解した空気が除去される。また、前記レシーバタンク
１２を温度制御オーブンにセットし、６０℃に保持する
ことによりＴＭＯＳの蒸気圧を増大でき、ＴＭＯＳ蒸気
を前記チャンバ１内に供給することが可能になる。
【００３８】酸素ボンベ１５は、配管１６を通してマス
フローコントローラ１７に接続されている。アルゴンボ
ンベ１８は、配管１９を通して前記マスフローコントロ
ーラ１７に接続されている。バルブ２０，２１は、前記
各配管１６，１９にそれぞれ介装されている。前記マス
フローコントローラ１７に供給された酸素またはアルゴ
ンは、先端を前記電極３，４間に位置させた第２ガス供
給管２２を通して前記チャンバ１内に供給される。
フローコントローラ１７に接続されている。アルゴンボ
ンベ１８は、配管１９を通して前記マスフローコントロ
ーラ１７に接続されている。バルブ２０，２１は、前記
各配管１６，１９にそれぞれ介装されている。前記マス
フローコントローラ１７に供給された酸素またはアルゴ
ンは、先端を前記電極３，４間に位置させた第２ガス供
給管２２を通して前記チャンバ１内に供給される。
【００３９】他端が図示しないロータリーポンプ（排気
量；３２０Ｌ／ｍｉｎ）および拡散ポンプ（排気量；５
５０Ｌ／ｓｅｃ）からなる排気系に接続された排気管２
３は、前記チャンバ１底部の遮蔽板２に連結されてい
る。なお、前記長尺ＯＰＰフィルム７に成膜されたＳｉ
Ｏx薄膜の厚さを検出するための検出器（図示せず）
は、前記チャンバ１内に配置されている。
量；３２０Ｌ／ｍｉｎ）および拡散ポンプ（排気量；５
５０Ｌ／ｓｅｃ）からなる排気系に接続された排気管２
３は、前記チャンバ１底部の遮蔽板２に連結されてい
る。なお、前記長尺ＯＰＰフィルム７に成膜されたＳｉ
Ｏx薄膜の厚さを検出するための検出器（図示せず）
は、前記チャンバ１内に配置されている。
【００４０】（実施例１）
まず、予めアセトンで表面が洗浄された厚さ４０μｍ、
幅１１０ｍｍの長尺ＯＰＰフィルム（トセロ社製商品名
Ｕ−１０Ｐ＃）を供給ロールに捲回し、これを図１に示
すチャンバ１内にセットし、そのフィルム先端を送りロ
ール１０，１１で電極３，４間を通過するようにガイド
させながら、巻取りロール９に捲回した。つづいて、配
管１９に介装したバルブ２１を開いてアルゴンボンベ１
８からアルゴンをマスフローコントローラ１７に供給
し、このマスフローコントローラ１７から所定量のアル
ゴンを第２ガス供給管２２を通して前記チャンバ１内の
電極３，４間に供給した。同時に、図示しないロータリ
ーポンプおよび拡散ポンプからなる排気系を作動して排
気管２３を通して前記チャンバ１内のガスを排気してチ
ャンバ１内の圧力を３３．９Ｐａとした。次いで、ＲＦ
電源６からマッチングボックス５を通して周波数１３．
５６ＭＨｚ、出力６０Ｗの高周波電力を矩形状電極（下
部電極）４に供給することにより前記電極３，４間のチ
ャンバ１領域にアルゴンプラズマを発生させた。
幅１１０ｍｍの長尺ＯＰＰフィルム（トセロ社製商品名
Ｕ−１０Ｐ＃）を供給ロールに捲回し、これを図１に示
すチャンバ１内にセットし、そのフィルム先端を送りロ
ール１０，１１で電極３，４間を通過するようにガイド
させながら、巻取りロール９に捲回した。つづいて、配
管１９に介装したバルブ２１を開いてアルゴンボンベ１
８からアルゴンをマスフローコントローラ１７に供給
し、このマスフローコントローラ１７から所定量のアル
ゴンを第２ガス供給管２２を通して前記チャンバ１内の
電極３，４間に供給した。同時に、図示しないロータリ
ーポンプおよび拡散ポンプからなる排気系を作動して排
気管２３を通して前記チャンバ１内のガスを排気してチ
ャンバ１内の圧力を３３．９Ｐａとした。次いで、ＲＦ
電源６からマッチングボックス５を通して周波数１３．
５６ＭＨｚ、出力６０Ｗの高周波電力を矩形状電極（下
部電極）４に供給することにより前記電極３，４間のチ
ャンバ１領域にアルゴンプラズマを発生させた。
【００４１】このような操作において、前記電極３，４
間で発生するアルゴンプラズマが安定した後、前記巻取
りロール９を回転させて供給ロール８のＯＰＰフィルム
を送りロール１０，１１でガイドさせながら前記電極
３，４間のアルゴンプラズマ領域をそのアルゴンプラズ
マに暴される時間が１８０秒間となるように走行させて
ＯＰＰフィルム表面をアルゴンプラズマ処理した。つづ
いて、供給ローラに捲回されたＯＰＰフィルムを全て処
理した後、前記チャンバ１から巻取りロール９を取り出
した。前記アルゴンプラズマ処理ＯＰＰフィルムは、大
気に取り出された時にその表面の活性炭素が大気中の酸
素と反応して例えばＣ−Ｏ，Ｃ＝Ｏの形態で酸素官能基
を導入された。この時、ＯＰＰフィルム表面の炭素に導
入（結合）される酸素官能基の量はＸＰＳスペクトル分
析計（島津社製商品名；ＥＳＣＡＫ１）によりＯ／Ｃの
比で０．１３であった。
間で発生するアルゴンプラズマが安定した後、前記巻取
りロール９を回転させて供給ロール８のＯＰＰフィルム
を送りロール１０，１１でガイドさせながら前記電極
３，４間のアルゴンプラズマ領域をそのアルゴンプラズ
マに暴される時間が１８０秒間となるように走行させて
ＯＰＰフィルム表面をアルゴンプラズマ処理した。つづ
いて、供給ローラに捲回されたＯＰＰフィルムを全て処
理した後、前記チャンバ１から巻取りロール９を取り出
した。前記アルゴンプラズマ処理ＯＰＰフィルムは、大
気に取り出された時にその表面の活性炭素が大気中の酸
素と反応して例えばＣ−Ｏ，Ｃ＝Ｏの形態で酸素官能基
を導入された。この時、ＯＰＰフィルム表面の炭素に導
入（結合）される酸素官能基の量はＸＰＳスペクトル分
析計（島津社製商品名；ＥＳＣＡＫ１）によりＯ／Ｃの
比で０．１３であった。
【００４２】次いで、メタノールにテトラメトキシシラ
ン（ＴＭＯＳ）を５重量％の濃度になるように溶解した
後、このＴＭＯＳのメタノール溶解液に酢酸を添加して
ｐＨを４．５〜５．５の調節した。つづいて、このＴＭ
ＯＳのメタノール溶解液中に前記巻取りロールのプラズ
マ処理ＯＰＰフィルムを浸漬させながら別の巻取りロー
ルで巻取った。この時のＯＰＰフィルムの前記溶解液へ
の浸漬時間は、５分間とした。ひきつづき、前記ＴＭＯ
Ｓのメタノール溶解液から取り出したＯＰＰフィルムを
５０℃に制御されたオーブン内で２時間加熱して、前記
ＯＰＰフィルムの酸素官能基とＴＭＯＳとのカップリン
グ反応を完結させた。このカップリング反応後に前記Ｏ
ＰＰフィルムを高周波洗浄機によりメタノール洗浄する
ことにより、未反応のＴＭＯＳをフィルム表面から除去
した。
ン（ＴＭＯＳ）を５重量％の濃度になるように溶解した
後、このＴＭＯＳのメタノール溶解液に酢酸を添加して
ｐＨを４．５〜５．５の調節した。つづいて、このＴＭ
ＯＳのメタノール溶解液中に前記巻取りロールのプラズ
マ処理ＯＰＰフィルムを浸漬させながら別の巻取りロー
ルで巻取った。この時のＯＰＰフィルムの前記溶解液へ
の浸漬時間は、５分間とした。ひきつづき、前記ＴＭＯ
Ｓのメタノール溶解液から取り出したＯＰＰフィルムを
５０℃に制御されたオーブン内で２時間加熱して、前記
ＯＰＰフィルムの酸素官能基とＴＭＯＳとのカップリン
グ反応を完結させた。このカップリング反応後に前記Ｏ
ＰＰフィルムを高周波洗浄機によりメタノール洗浄する
ことにより、未反応のＴＭＯＳをフィルム表面から除去
した。
【００４３】次いで、カップリング反応がなされたＯＰ
Ｐフィルムが捲回された別の巻取りロールを前述した図
１の供給ロールとして反応チャンバ１内にセットし、前
述したアルゴンプラズマ処理工程と同様にそのフィルム
先端を送りロール１０，１１で電極３，４間を通過する
ようにガイドさせながら、巻取りロール９に捲回した。
つづいて、配管１９に介装したバルブ２１を開いてアル
ゴンボンベ１８からアルゴンをマスフローコントローラ
１７および第２ガス供給管２２を通して前記チャンバ１
内に供給して前記チャンバ１内の空気をアルゴンに置き
換えた。同時に、図示しないロータリーポンプおよび拡
散ポンプからなる排気系を作動して排気管２３を通して
前記チャンバ１内のガスを排気してチャンバ１内の圧力
を０．１３Ｐａとした。
Ｐフィルムが捲回された別の巻取りロールを前述した図
１の供給ロールとして反応チャンバ１内にセットし、前
述したアルゴンプラズマ処理工程と同様にそのフィルム
先端を送りロール１０，１１で電極３，４間を通過する
ようにガイドさせながら、巻取りロール９に捲回した。
つづいて、配管１９に介装したバルブ２１を開いてアル
ゴンボンベ１８からアルゴンをマスフローコントローラ
１７および第２ガス供給管２２を通して前記チャンバ１
内に供給して前記チャンバ１内の空気をアルゴンに置き
換えた。同時に、図示しないロータリーポンプおよび拡
散ポンプからなる排気系を作動して排気管２３を通して
前記チャンバ１内のガスを排気してチャンバ１内の圧力
を０．１３Ｐａとした。
【００４４】次いで、前記排気系による排気を続行しな
がら、前記バルブ２１を閉じ、バルブ１４を開いてレシ
ーバタンク１２内のＴＭＯＳ蒸気を第１ガス供給管１３
を通して前記チャンバ１内の円板状電極（上部電極）３
の下面近傍に６ｃｍ3／ｍｉｎの流量で供給するととも
に、配管１６に介装したバルブ２０を開いて酸素ボンベ
１５から酸素をマスフローコントローラ１７および第２
ガス供給管２２を通して前記チャンバ１内の電極３，４
間に９ｃｍ3／ｍｉｎの流量で供給した。つづいて、前
記チャンバ１内の圧力３３．９Ｐａの下で、ＲＦ電源６
からマッチングボックス５を通して周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ、出力６０Ｗの高周波電力を矩形状電極（下部電
極）４に供給することにより前記電極３，４間のチャン
バ１領域でＴＭＯＳと酸素とをプラズマ重合させた。こ
のようなプラズマ重合が安定した時に前記巻取りロール
９を回転させて供給ロール８のシランカップリング反応
がなされたＯＰＰフィルムを送りロール１０，１１でガ
イドさせながら前記電極３，４間（プラズマ重合領域）
を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で走行させてＯＰＰフィルム
表面に厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜してガスバ
リヤーフィルムを製造した。その後、前記チャンバ１内
の圧力を３０分間かけて０．１３Ｐａに排気し、アルゴ
ンガスをチャンバ１内に導入して大気圧まで上げ、ＯＰ
Ｐフィルムの巻取りロールを取り出した。
がら、前記バルブ２１を閉じ、バルブ１４を開いてレシ
ーバタンク１２内のＴＭＯＳ蒸気を第１ガス供給管１３
を通して前記チャンバ１内の円板状電極（上部電極）３
の下面近傍に６ｃｍ3／ｍｉｎの流量で供給するととも
に、配管１６に介装したバルブ２０を開いて酸素ボンベ
１５から酸素をマスフローコントローラ１７および第２
ガス供給管２２を通して前記チャンバ１内の電極３，４
間に９ｃｍ3／ｍｉｎの流量で供給した。つづいて、前
記チャンバ１内の圧力３３．９Ｐａの下で、ＲＦ電源６
からマッチングボックス５を通して周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ、出力６０Ｗの高周波電力を矩形状電極（下部電
極）４に供給することにより前記電極３，４間のチャン
バ１領域でＴＭＯＳと酸素とをプラズマ重合させた。こ
のようなプラズマ重合が安定した時に前記巻取りロール
９を回転させて供給ロール８のシランカップリング反応
がなされたＯＰＰフィルムを送りロール１０，１１でガ
イドさせながら前記電極３，４間（プラズマ重合領域）
を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で走行させてＯＰＰフィルム
表面に厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜してガスバ
リヤーフィルムを製造した。その後、前記チャンバ１内
の圧力を３０分間かけて０．１３Ｐａに排気し、アルゴ
ンガスをチャンバ１内に導入して大気圧まで上げ、ＯＰ
Ｐフィルムの巻取りロールを取り出した。
【００４５】（実施例２）
７重量％濃度のＴＭＯＳのメタノール溶解液を用いてＯ
ＰＰフィルムの表面に導入された酸素官能基とシランカ
ップング反応させた以外、実施例１と同様な方法により
ガスバリヤーフィルムを製造した。
ＰＰフィルムの表面に導入された酸素官能基とシランカ
ップング反応させた以外、実施例１と同様な方法により
ガスバリヤーフィルムを製造した。
【００４６】得られた実施例１，２のガスバリヤーフィ
ルムは、いずれも表面の炭素（Ｃ）に主骨格が−Ｏ−Ｓ
ｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前記酸素
(−Ｏ−)を介して導入されたＯＰＰフィルムにＳｉＯx
薄膜が前記フィルムとの界面で前記チューニング分子鎖
と結合して形成された構造を有するものであった。
ルムは、いずれも表面の炭素（Ｃ）に主骨格が−Ｏ−Ｓ
ｉ−Ｏ−の構造を持つチューニング分子鎖を前記酸素
(−Ｏ−)を介して導入されたＯＰＰフィルムにＳｉＯx
薄膜が前記フィルムとの界面で前記チューニング分子鎖
と結合して形成された構造を有するものであった。
【００４７】（比較例１）
アセトンで表面を洗浄したＯＰＰフィルムにアルゴンプ
ラズマ処理およびシランカップリング反応を施さずに、
実施例１と同様な条件でＴＭＯＳと酸素とをプラズマ重
合させて厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜すること
によりガスバリヤーフィルムを製造した。
ラズマ処理およびシランカップリング反応を施さずに、
実施例１と同様な条件でＴＭＯＳと酸素とをプラズマ重
合させて厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜すること
によりガスバリヤーフィルムを製造した。
【００４８】得られた実施例１，２および比較例１のガ
スバリヤーフィルムの酸素透過速度を測定した。その結
果を下記表１に示す。この酸素透過速度の測定は、ガス
バリヤーテスタ（モコン社製商品名；モデルＯＸ−ＴＲ
ＡＮ２／２０）を用い、前記各ガスバリヤーフィルムか
らそれぞれ切出した５つの試験片をこのテスタの測定部
（直径７８ｍｍ）にそれぞれ取付け、３０℃、相対湿度
７０％の雰囲気で行った。酸素ガス透過速度は、５つの
試験片の平均値として求めた。
スバリヤーフィルムの酸素透過速度を測定した。その結
果を下記表１に示す。この酸素透過速度の測定は、ガス
バリヤーテスタ（モコン社製商品名；モデルＯＸ−ＴＲ
ＡＮ２／２０）を用い、前記各ガスバリヤーフィルムか
らそれぞれ切出した５つの試験片をこのテスタの測定部
（直径７８ｍｍ）にそれぞれ取付け、３０℃、相対湿度
７０％の雰囲気で行った。酸素ガス透過速度は、５つの
試験片の平均値として求めた。
【００４９】なお、下記表１には厚さ４０μｍのＯＰＰ
フィルムそのものの酸素ガス透過速度（参照例１）、ア
セトンで表面を洗浄した厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム
に実施例１と同様な条件でＴＭＯＳと酸素とを直接プラ
ズマ重合させて厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜す
ることにより製造したガスバリヤーフィルムの酸素ガス
透過速度（参照例２）およびＫコートフィルムの酸素ガ
ス透過速度（参照例３）を併記した。
フィルムそのものの酸素ガス透過速度（参照例１）、ア
セトンで表面を洗浄した厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム
に実施例１と同様な条件でＴＭＯＳと酸素とを直接プラ
ズマ重合させて厚さ１００ｎｍのＳｉＯx薄膜を成膜す
ることにより製造したガスバリヤーフィルムの酸素ガス
透過速度（参照例２）およびＫコートフィルムの酸素ガ
ス透過速度（参照例３）を併記した。
【００５０】
【表１】
前記表１から明らかなようにプラズマ処理およびシラン
カップリング処理を施さずにＯＰＰフィルムに直接Ｓｉ
Ｏx薄膜を成膜した比較例１のガスバリヤーフィルム
は、酸素ガス透過速度がＯＰＰフィルムそのもの（参照
例１）と大差なく、成膜したＳｉＯx薄膜の酸素バリヤ
ー性を全く引き出すことができないことがわかる。
カップリング処理を施さずにＯＰＰフィルムに直接Ｓｉ
Ｏx薄膜を成膜した比較例１のガスバリヤーフィルム
は、酸素ガス透過速度がＯＰＰフィルムそのもの（参照
例１）と大差なく、成膜したＳｉＯx薄膜の酸素バリヤ
ー性を全く引き出すことができないことがわかる。
【００５１】これに対し、プラズマ処理およびシランカ
ップリング処理を施したＯＰＰフィルムにＳｉＯx薄膜
を成膜した実施例１，２のガスバリヤーフィルムは酸素
ガス透過速度が３７ｃｍ3／ｍ2−２４ｈ−ａｔｍ，５２
ｃｍ3／ｍ2−２４ｈ−ａｔｍと比較例１のガスバリヤー
フィルムに比べて１／６０程度低く、優れた酸素ガスバ
リヤー性を有することがわかる。また、実施例１，２の
ガスバリヤーフィルムはＰＥＴフィルムに直接ＳｉＯx
薄膜を成膜した参照例２のガスバリヤーフィルムに比べ
て酸素ガスバリヤー性が劣るものの、ポリ塩化ビニリデ
ンをコートしたＫコートフィルム（参照例３）と遜色の
ない酸素ガスバリヤー性を有することがわかる。
ップリング処理を施したＯＰＰフィルムにＳｉＯx薄膜
を成膜した実施例１，２のガスバリヤーフィルムは酸素
ガス透過速度が３７ｃｍ3／ｍ2−２４ｈ−ａｔｍ，５２
ｃｍ3／ｍ2−２４ｈ−ａｔｍと比較例１のガスバリヤー
フィルムに比べて１／６０程度低く、優れた酸素ガスバ
リヤー性を有することがわかる。また、実施例１，２の
ガスバリヤーフィルムはＰＥＴフィルムに直接ＳｉＯx
薄膜を成膜した参照例２のガスバリヤーフィルムに比べ
て酸素ガスバリヤー性が劣るものの、ポリ塩化ビニリデ
ンをコートしたＫコートフィルム（参照例３）と遜色の
ない酸素ガスバリヤー性を有することがわかる。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｐ
Ｐフィルムをベースフィルムとし、このフィルムに形成
したＳｉＯx薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き
出すことができ、かつＫコートフィルムのような環境に
悪影響を及ぼす塩素を含有せずに高い安全性を有し、各
種食品の包装素材として有用なガスバリヤーフィルムの
製造方法を提供することができる。
Ｐフィルムをベースフィルムとし、このフィルムに形成
したＳｉＯx薄膜の優れたガスバリヤー性を有効に引き
出すことができ、かつＫコートフィルムのような環境に
悪影響を及ぼす塩素を含有せずに高い安全性を有し、各
種食品の包装素材として有用なガスバリヤーフィルムの
製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の実施例で用いたプラズマ重合装置（プ
ラズマ処理装置も兼ねる）を示す斜視図。
ラズマ処理装置も兼ねる）を示す斜視図。
１…反応チャンバ、３，４…電極、６…ＲＦ電源、７…
ＰＰフィルム、８…送りローラ、９…巻取りローラ、１
２…ＴＭＯＳのレシーバタンク、１５…酸素ボンベ、１
７…マスコントローラ、１８…アルゴンボンベ。
ＰＰフィルム、８…送りローラ、９…巻取りローラ、１
２…ＴＭＯＳのレシーバタンク、１５…酸素ボンベ、１
７…マスコントローラ、１８…アルゴンボンベ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−52475（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−251474（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−287103（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−152139（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−286331（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−188439（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−131590（ＪＰ，Ａ)
特開2001−138457（ＪＰ，Ａ)
Ｓａｎｇ−ｙｕｐ Ｌｅｅ ｅｔ ａ
ｌ．，”Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ
ｓｉｌｉｃａ−ｂａｓｅｄ ｈｙｂｒ
ｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｃｏａｔｅ
ｄ ｏｎ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ
ｆｉｌｍ”，ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ
ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ,
米国，1999年，34．Ｐ．1233−1241
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08J 7/04 - 7/06
Claims (6)
- 【請求項１】 ポリプロピレンフィルムにプラズマ処理
を施して前記フィルム表面の炭素を活性化した後、大気
に曝して活性な炭素に酸素を結合させることにより前記
フィルム表面に酸素官能基を導入する工程と、 前記ポリプロピレンフィルムをシランカップリング剤の
アルコール溶解液に浸漬し、加熱することにより前記ポ
リプロピレンフィルムの酸素官能基と前記シランカップ
リング剤とをカップリング反応させて前記ポリプロピレ
ンフィルム表面の炭素に主骨格が−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−の構
造を持つチューニング分子鎖を前記酸素官能基（−Ｏ
−）を介して導入する工程と、 有機シラン化合物と酸素を含むプラズマ雰囲気中で前記
チューニング分子鎖が導入されたポリプロピレンフィル
ム表面にＳｉとＯをプラズマ重合させることによりＳｉ
Ｏx薄膜を成膜する工程とを具備することを特徴とする
ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフ
ィルムの製造方法。 - 【請求項２】 前記ポリプロピレンフィルム表面の炭素
を活性化するためのプラズマ処理は、アルゴンプラズマ
によりなされることを特徴とする請求項１記載のポリプ
ロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルム
の製造方法。 - 【請求項３】 前記酸素官能基の導入量は、前記ポリプ
ロピレンフィルムの表面においてそのポリプロピレンの
構成原子である炭素とこの炭素に結合される酸素との比
（Ｏ／Ｃの原子比）で０．０５〜０．２０であることを
特徴とする請求項１記載のポリプロピレンをベースフィ
ルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法。 - 【請求項４】 前記シランカップリング剤は、一般式
（Ｒ1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、Ｒ1，Ｒ2は炭素
数１〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示す）にて
表される有機シラン化合物であることを特徴とする請求
項１記載のポリプロピレンをベースフィルムとするガス
バリヤーフィルムの製造方法。 - 【請求項５】 前記シランカップリング剤のアルコール
溶解液は、０．１〜１０重量％の濃度を有することを特
徴とする請求項１または４記載のポリプロピレンをベー
スフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法。 - 【請求項６】 前記有機シラン化合物は、一般式 （Ｒ
1Ｏ）n−Ｓｉ−Ｒ2 (4-n)（ただし、Ｒ1，Ｒ2は炭素数１
〜４のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示す）にて表さ
れることを特徴とする請求項１記載のポリプロピレンを
ベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方
法。
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|---|---|---|---|
| JP2000060288A JP3505571B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法 |
| EP00111754A EP1132198A1 (en) | 2000-03-06 | 2000-06-02 | Gas barrier film having polypropylene as a base film and method of manufacturing the same |
| US10/058,925 US20020098296A1 (en) | 2000-03-06 | 2002-01-30 | Gas barrier film having polypropylene as a base film and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000060288A JP3505571B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2001247697A JP2001247697A (ja) | 2001-09-11 |
| JP3505571B2 true JP3505571B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18580629
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000060288A Expired - Lifetime JP3505571B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | ポリプロピレンをベースフィルムとするガスバリヤーフィルムの製造方法 |
Country Status (3)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1132198A1 (ja) |
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| US6866949B2 (en) * | 2002-03-08 | 2005-03-15 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Substrate film, gas barrier film, and display using the same |
| JP5396963B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-01-22 | 住友化学株式会社 | 多層構造体の製造方法 |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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| US5364666A (en) * | 1993-09-23 | 1994-11-15 | Becton, Dickinson And Company | Process for barrier coating of plastic objects |
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-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000060288A patent/JP3505571B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-02 EP EP00111754A patent/EP1132198A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-01-30 US US10/058,925 patent/US20020098296A1/en not_active Abandoned
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｓａｎｇ−ｙｕｐ Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．，"Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ−ｂａｓｅｄ ｈｙｂｒｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｃｏａｔｅｄ ｏｎ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｆｉｌｍ"，ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ，米国，１９９９年，３４．Ｐ．１２３３−１２４１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001247697A (ja) | 2001-09-11 |
| US20020098296A1 (en) | 2002-07-25 |
| EP1132198A1 (en) | 2001-09-12 |
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