JP3890146B2 - 透明バリアフィルムとこれを用いた積層材および包装用容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透明バリアフィルムとこれを用いた積層材および包装用容器に係り、特に優れたバリアー性、透明性および耐衝撃性を備える透明バリアフィルムと、優れた保存適性と電子レンジ適性および後加工適性を有する積層材、包装用容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、酸素ガスおよび水蒸気等に対するバリア性を備え、食品や医薬品等の良好な保存適性を有する包装用材料として、種々のものが開発され提案されているが、近年それらとして、可撓性プラスチック基材の上にポリ塩化ビニリデンやエチレンビニルアルコール共重合体のコーティング層を設けた構成からなる透明バリアフィルムや、可撓性プラスチック基材の上に酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜を設けた構成からなる透明バリアフィルム、また、それらを使用した包装用積層材および包装用容器等が提案されている。
【０００３】
これらのものは、従来のアルミニウム箔等を使用した包装用積層材等と比較して透明性に優れ、同時に水蒸気、酸素ガス等に対し高いバリア性と保香性等を有し、包装用材料、その他等にその需要が大いに期待されているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の透明バリアフィルム、それを使用した包装用積層材等のうち、ポリ塩化ビニリデンやエチレンビニルアルコール共重合体のコーティング層を設けた透明バリアフィルムにおいては、酸素、水蒸気に対するバリア性が十分でなく、特に高温での殺菌処理においてバリア性の著しい低下が生じるという問題がある。さらに、ポリ塩化ビニリデンのコーティング層を設けた透明バリアフィルムは、焼却時に有毒なダイオキシンを発生し、環境への悪影響が懸念されている。
【０００５】
一方、酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）を蒸発源として従来の蒸着法により設けた蒸着膜は、透明であるものの、ガスバリア性が不十分である。このため、蒸発源として一酸化珪素（ＳｉＯ）を用いて酸素の反応性雰囲気中で成膜し、酸化珪素膜（ＳｉＯ_x （ｘは１．８以下））を形成することが行われている。しかし、上記の酸化珪素膜（ＳｉＯ_x ）は、ｘが小さいほど高いガスバリア性を発現するが、ｘが小さくなると可視光の透過率が低くなり、色が着いた膜となってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、優れた透明性と高いバリア性を有し、耐衝撃性にも優れた透明バリアフィルムと、さらに後加工適性を有する積層材と、内容物の充填包装適性が良好な包装用容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の透明バリアフィルムは、基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一方の面に設けられたバリア層とを少なくとも有し、前記バリア層は蒸発源としてＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）を用いてイオンプレーティングにより成膜された酸化珪素（ＳｉＯ_y （１．７≦ｙ≦１．９））を主体とする薄膜であり、該酸化珪素膜は波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８〜１．５０の範囲内にあるような構成とした。
【０００９】
また、本発明の透明バリアフィルムは、前記イオンプレーティングがホローカソード型イオンプレーティングであるような構成とした。
【００１０】
さらに、本発明の透明バリアフィルムは、前記基材フィルムが二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリアミドフィルム、および、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのいずれかであるような構成とした。
【００１１】
本発明の積層材は、上記の透明バリアフィルムの少なくとも一方の面にヒートシール性樹脂層を設けたような構成とした。
【００１２】
また、本発明の積層材は、上記の透明バリアフィルムのバリア層上にヒートシール性樹脂層を設けたような構成、バリア層が形成されていない基材フィルム上に基材を積層して備えるような構成とし、さらに、基材上にヒートシール性樹脂層を備えるような構成とした。
【００１３】
また、本発明の積層材は、バリア層とヒートシール性樹脂層との間にアンカーコート剤層および／または接着剤層を有するような構成とした。
【００１４】
本発明の包装用容器は、上記の積層材を用い、ヒートシール性樹脂層を熱融着して製袋または製函したような構成とした。
【００１５】
このような本発明では、酸化珪素膜からなるバリア層が優れた透明性を備えるとともに緻密であり、透明バリアフィルムに極めて高い透明性とバリアー性および耐衝撃性を付与し、この透明バリアフィルムを用いた積層材は、上記の各特性に加えヒートシール性樹脂層による後加工適性が付与され、この積層材を製袋または製函した包装用容器は優れた内容物の充填包装適性が備えられている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
透明バリアフィルム
図１は本発明の透明バリアフィルムの一実施形態を示す概略断面図である。図１において透明バリアフィルム１は基材フィルム２と、この基材フィルム２の一方の面に形成されたバリアー層３とからなる。尚、本発明の透明バリアフィルムは、基材フィルム２の両面にバリア層３を備えるものでもよい。
（基材フィルム）
本発明の透明バリアフィルム１を構成する基材フィルム２は、バリア層３を保持し得る透明なフィルムであれば特に制限はなく、透明バリアフィルムの使用目的等から適宜選択することができる。具体的には、基材フィルム２としてポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等の延伸（一軸ないし二軸）または未延伸の可撓性樹脂フィルムを用いることができる。基材フィルム２の厚さとしては、５〜５００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲内で適宜設定することができる。
【００１７】
また、上記のような基材フィルム２は、必要に応じて、その表面にアンカーコート剤等をコーティングして表面平滑化処理等を施したものであってもよい。
（バリア層）
本発明の透明バリアフィルム１を構成するバリア層３は、蒸発源としてＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）を用いてイオンプレーティングにより成膜された酸化珪素（ＳｉＯ_y （１．５≦ｙ≦２））を主体とする薄膜からなる層である。この酸化珪素薄膜の酸素量が上記範囲を下回ると、薄膜の可視光における吸収係数が大きくなり、透明性を確保することができない。また、酸化珪素薄膜の主たる構成要素である珪素および酸素の他に、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、ナトリウム、チタン、ジルコニウム、イットリウム等の金属や、炭素、ホウ素、窒素、フッ素等の非金属元素が含まれていても構わない。尚、バリア層３を、酸化珪素薄膜の代えて、蒸発源として金属アルミニウムまたは酸化アルミニウムを用いてイオンプレーティングにより成膜された酸化アルミニウム薄膜ＡｌＯ_x を主体とする薄膜からなる層としてもよい。
【００１８】
このような酸化珪素薄膜は、波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４５〜１．６０の範囲内にあるような酸化珪素薄膜である。上記の屈折率とは、光学的測定、すなわち、エリプソメトリー法、あるいは、分光特性測定によって得られるものである。また、屈折率は測定光の波長による依存性をもつので、本発明でいう屈折率は、測定光の波長が６３３ｎｍであるときの屈折率をいう。
【００１９】
ここで、上記のような可視光領域の屈折率は、対象としている媒体中の光散乱能よって決定される。光散乱は、電子によって生じるため、ある原子の光散乱能は、その原子に帰属する電子の数や状態によって決まり、原子の種類によってほぼ一定の値になる。したがって、媒体の屈折率は、媒体中に含まれている原子の一原子当たりの光散乱能と、光散乱を生じさせる原子が単位体積当たりに含まれる量に比例する。すなわち、単位体積当たりに含まれる原子の数が一定であれば、その原子の構成比率（媒体の化学組成）によって屈折率が決まる。例えば、珪素と酸素の場合、珪素の方が光散乱光が高いため、珪素が多く、酸素が少ない場合に屈折率が高くなる。また、媒体の化学組成が一定であれば、単位体積当たり含まれる原子の数が多いほど、すなわち、原子間の距離が短く緻密な状態を形成しているほど、屈折率は高くなる。
【００２０】
酸化珪素薄膜の屈折率が１．４５未満であると、上述のように、原子間隔が広がって媒体が疎な状態となり、酸化珪素薄膜の緻密性が失われ、バリア層３が必要とされる十分なバリア性、耐衝撃性を確保することができない。したがって、屈折率は高い程好ましいが、上述したように、化学組成を維持したままで最大限緻密性を向上させても１．６０を超えるような屈折率をもつ酸化珪素薄膜の成膜は困難である。それ以上に屈折率を上昇させると、化学組成に変化が生じ、酸素に対する珪素の比率が増大して珪素の酸化度が減少することになり、このような珪素の酸化度の減少は、酸化珪素薄膜の可視光に対する吸収係数の上昇を来し、バリア層３に着色を生じるので好ましくない。
【００２１】
透明バリアフィルム１のバリア層３である酸化珪素薄膜の膜厚としては、使用する基材フィルム２の種類等によっても異なるが、例えば、５０〜３０００Å程度、好ましくは、１００〜１０００Å程度の範囲内で任意に選択して設定することができる。
【００２２】
尚、本発明においては、上記のような酸化珪素薄膜からなるバリア層３に、後加工適性を向上させる目的で、コロナ処理、プラズマ処理、シランカップリング処理等の表面処理を施しても構わない。
【００２３】
次に、基材フィルム２上へのバリア層３の形成方法について説明する。本発明では、酸化珪素薄膜（ＳｉＯ_y （１．５≦ｙ≦２））からなるバリア層３を、蒸発源としてＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）を用いてホローカソード型イオンプレーティング法、ＤＣ型イオンプレーティング法、ＲＦ型イオンプレーティング法等により形成する。例えば、ホローカソード（ＨＣＤ）型のイオンプレーティング法による基材フィルム２上への酸化珪素薄膜の形成は、蒸発源であるＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）をチャンバー内のハース上に載置し、チャンバー内の圧力を数ｍＴｏｒｒ〜数十ｍＴｏｒｒ程度に維持し、ＨＣＤ型プラズマガンからプラズマ流を蒸発源に照射してＳｉＯ_x をハースから蒸発させるとともに、ハース付近に生成した高密度のプラズマによって蒸発分子を高いイオン化率でイオン化し、基材フィルム２上に酸化珪素の薄膜を形成してバリア層３とすることができる。尚、基板に対するバイアス電位を印加しなくても、プラズマの浮遊電位と基板付近のシース電位とのわずかな電位差で、基板に対するイオン衝突効果を得ることができる。また、蒸発源であるＳｉＯ_x の酸素量が不十分な場合（０≦ｘ≦１．５の場合）、チャンバー内に酸素ガスを導入しながら基材フィルム２上に酸化珪素の薄膜を形成してバリア層３とする。
【００２４】
図２は巻取り式のホローカソード（ＨＣＤ）型のイオンプレーティング装置の一例を示す概略的構成図である。図２において、ＨＣＤ型イオンプレーティング装置１０１は、真空チャンバー１０２、このチャンバー１０２内に配設された供給ロール１０３ａ、巻取りロール１０３ｂ、コーティングドラム１０４、仕切り板１０５と、コーティングドラム１０４の下方に配設された陽極（ハース）１０６、真空チャンバー２の所定位置（図示例では真空チャンバー左側壁）に配設されたプラズマガン１０７、陰極１０８、中間電極１０９および補助コイル１１０を備えている。また、陽極１０６の下部には永久磁石１１１が配設されている。
【００２５】
このようなＨＣＤ型イオンプレーティング装置１０１を用いた酸化珪素薄膜の形成は以下のように行われる。まず、陽極１０６に蒸発源１１５を配置し、真空チャンバー１０２内部の圧力を数ｍＴｏｒｒ〜数十ｍＴｏｒｒ程度にする。この状態で、アルゴン（Ａｒ）等のプラズマ用ガスをプラズマガン１０７に導入する。そして、プラズマガン１０７で発生したプラズマビーム１２０は、補助コイル１１０により形成される磁界によって真空チャンバー１０２内に引き出され、陽極１０６下方の永久磁石１１１が作る磁界によって蒸発源１１５に収束し、この蒸発源１１５を加熱する。その結果、加熱された部分の蒸発源１１５は蒸発し、蒸発分子は陽極（ハース）１０６の近傍に存在する高密度のプラズマ１２０によりイオン化され、コーティングドラム１０４上を移動する基材フィルム２に衝突して酸化珪素の薄膜が形成される。このように酸化珪素の薄膜を形成した基材フィルム２を巻取りロール１０３ｂに巻き取ることによって、本発明にかかる酸化珪素の薄膜からなるバリア層を有する透明バリアフィルムを製造することができる。尚、真空チャンバー１０２内に、必要に応じて酸素吹出し口（図示せず）から酸素等を噴出させながら酸化珪素の薄膜を形成してもよい。
積層材
次に、本発明の積層材について、上述の本発明の透明バリアフィルム１を用いた例を挙げて説明する。
【００２６】
図３は、本発明の積層材の実施形態を示す概略断面図である。図３において積層材１１は、基材フィルム２の一方の面にバリア層３を備えた透明バリアフィルム１と、この透明バリアフィルム１のバリア層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層１２を介して形成したヒートシール性樹脂層１３とを備えている。
【００２７】
積層材１１を構成するアンカーコート剤層１２は、例えば、アルキルチタネート等の有機チタン系アンカーコート剤、イソシアネート系アンカーコート剤、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤等を使用して形成することができる。アンカーコート剤層１２の形成は、上記のようなアンカーコート剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレイコート等の公知のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ² （乾燥状態）程度が好ましい。
【００２８】
また、積層材１１を構成する接着剤層１２は、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリ（メタ）アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、カゼイン、ワックス、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリブタジエン系等のビヒクルを主成分とする溶剤型、水性型、無溶剤型、あるいは、熱溶融型等の各種のラミネ- ト用接着剤を使用して形成することができる。接着剤層１２の形成は、上記のようなラミネート用接着剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、デッブコート、スプレイコート、その他のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のラミネート用接着剤の塗布量としては０．１〜５ｇ／ｍ² （乾燥状態）程度が好ましい。
【００２９】
積層材１１を構成するヒートシール性樹脂層１３に用いるヒートシール性樹脂としては、熱によって溶融し相互に融着し得る樹脂を挙げることができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレンーメタクリル酸メチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ( メタ) アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等を使用することができる。ヒートシール性樹脂層１３は、上述のようなヒートシール性樹脂を塗布して形成してもよく、また、上述のようなヒートシール性樹脂からなるフィルムないしシートをラミネートして形成してもよい。このようなヒートシール性樹脂層１３の厚みは、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲内で設定することができる。
【００３０】
図４は、本発明の積層材の他の実施形態を示す概略断面図である。図４において積層材２１は、基材フィルム２の一方の面にバリア層３を備えた透明バリアフィルム１と、この透明バリアフィルム１のバリア層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層２２を介して形成したヒートシール性樹脂層２３と、透明バリアフィルム１の基材フィルム２の他方の面（バリア層非形成面）に設けられた基材２４とを備えている。
【００３１】
積層材２１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層２２およびヒートシール性樹脂層２３は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００３２】
積層材２１を構成する基材２４としては、例えば、積層材２１が包装用容器を構成する場合、基材２４が基本素材となることから、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有し、特に、強度を有して強靭であり、かつ耐熱性を有する樹脂のフィルムないしシートを使用することができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアラミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂等の強籾な樹脂の延伸（一軸ないし二軸）または未延伸のフィルムないしシートを挙げることができる。この基材２４の厚みは、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ程度が望ましい。
【００３３】
また、本発明においては、基材２４に、例えば、文字、図形、記号、絵柄、模様等の所望の印刷絵柄を通常の印刷法で表刷り印刷あるいは裏刷り印刷が施されていてもよい。このような文字等は、積層材２１を構成する透明バリアフィルム１が優れた透明性を有するので、この透明バリアフィルム１を介して極めて良好に視認することができる。
【００３４】
さらに、本発明では、基材２４として、例えば、紙層を構成する各種の紙基材を使用することができる。具体的には、賦形性、耐屈曲性、剛性等をもたせた紙基材であり、例えば、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙等の紙基材を使用することができる。このような紙基材としては、坪量約８０〜６００ｇ／ｍ² 程度のもの、好ましくは、坪量約１００〜４５０ｇ／ｍ² 程度のものを使用することが望ましい。
【００３５】
また、本発明では、基材２４として、上述の樹脂のフィルムないしシートと上述の紙基材とを併用して使用することもできる。
【００３６】
図５は、本発明の積層材の他の実施形態を示す概略断面図である。図５において積層材３１は、基材フィルム２の一方の面にバリア層３を備えた透明バリアフィルム１と、この透明バリアフィルム１のバリア層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層３２を介して形成したヒートシール性樹脂層３３と、透明バリアフィルム１の基材フィルム２の他方の面（バリア層非形成面）に設けられた基材３４と、この基材３４上に形成したヒートシール性樹脂層３５とを備えている。
【００３７】
積層材３１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層３２およびヒートシール性樹脂層３３，３５は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、また、積層材３１を構成する基材３４は、上述の積層材２１を構成する基材２４と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００３８】
尚、本発明の積層材には、さらに、例えば、水蒸気、水等のバリア性を有する低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルムないしシート、あるいは、酸素、水蒸気等に対するバリア性を有するポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等の樹脂のフィルムないしシート、樹脂に顔料等の着色剤、その他、所望の添加剤を加えて混練してフィルム化してなる遮光性を有する各種の着色樹脂のフィルムないしシート等を使用することができる。
【００３９】
これらの材料は、一種または２種以上を組み合わせて使用することができ、厚みは任意であるが、通常、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ程度である。
【００４０】
さらに、包装用容器の用途に本発明の積層材が使用される場合、通常、包装用容器は物理的にも化学的にも過酷な条件におかれることから、積層材にも厳しい包装適性が要求される。具体的には、変形防止強度、落下衝撃強度、耐ピンホール性、耐熱性、密封性、品質保全性、作業性、衛生性、その他等の種々の条件が要求され、このため、本発明の積層材には、上記のような諸条件を充足する材料を任意に選択して、基材フィルム１、基材２４，３４、あるいは、他の構成部材として使用することができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ一樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ系樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、フッ素系樹脂、ジエン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース等の公知の樹脂のフィルムないしシートから任意に選択して使用することができる。その他、例えば、セロハン等のフィルム、合成紙等も使用することができる。
【００４１】
上記のフィルムないしシートは、未延伸、一軸ないし二軸方向に延伸されたもの等のいずれも使用することができる。また、その厚さは、任意であるが、数μｍから３００μｍ程度の範囲から選択して使用することができ、積層位置は特に制限はない。また、本発明においては、フィルムないしシートは、押し出し成膜、インフレーション成膜、コーティング膜等のいずれの性状の膜でもよい。
【００４２】
上述の積層材１１，２１，３１のような本発明の積層材は、通常の包装材料をラミネートする方法、例えば、ウエットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、Ｔダイ押し出し成形法、共押し出しラミネーション法、インフレーション法、共押し出しインフレーション法等を用いて製造することができる。
【００４３】
尚、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理をフィルムに施すことができ、また、例えば、イソシアネート系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系等のラミネート用接着剤等の公知の接着剤等を使用することができる。
包装用容器
次に、本発明の包装用容器について説明する。
【００４４】
本発明の包装用容器は、本発明の積層材を用いて熱融着により製袋または製函したものである。
【００４５】
具体的には、包装用容器が軟包装袋の場合、本発明の積層材のヒートシール性樹脂層の面を対向させて折り重ねるか、あるいは、本発明の積層材二枚を重ね合わせ、その周辺端部を、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型（ピローシール型）、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、その他等のヒートシール形態により熱融着してシール部を形成するこにより、本発明にかかる種々の形態の包装用容器を製造することができる。
【００４６】
上記において、熱融着は、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
【００４７】
図６は、上記のような本発明の包装用容器の一実施形態を示す斜視図である。図６において包装用容器５１は、１組の本発明の積層材１１を、そのヒートシール性樹脂層１３が対向するように重ね合わせ、この状態で周辺部の三方において熱融着を行ってシール部５２を形成したものである。この包装用容器は５１は、周辺部の残りの一方に形成された開口部５３から内容物を充填することができる。そして、内容物を充填した後に、上記開口部５３を熱融着してシール部を形成することにより、内容物を充填包装した包装用容器とすることができる。
【００４８】
本発明の包装用容器は、上記の他に、例えば、自立性包装袋（スタンデイングパウチ）等も可能であり、さらに、本発明の積層材を使用してチューブ容器等も製造することができる。
【００４９】
尚、本発明においては、上記のような包装用容器に、例えば、ワンピースタイプ、ツウーピースタイプ、その他の注出ロ、あるいは開閉用ジッパー等を任意に取り付けることができる。
【００５０】
また、本発明の包装用容器が紙基材を含む液体充填用紙容器の場合、紙基材を積層した本発明の積層材を使用して、所望の紙容器を製造するためのブランク板を作製し、このブランク板を使用して胴部、底部、頭部等を形成することにより、例えば、ブリックタイプ、フラットタイプあるいはゲーベルトップタイプの液体用紙容器等を製造することができる。また、その形状は、角形容器、丸形等の円筒状の紙缶等のいずれのものでも製造することができる。
【００５１】
図７は、本発明の包装用容器である上記の液体充填用紙容器の一実施形態を示す斜視図であり、図８は、図７に示される包容用容器に用いるブランク板の平面図である。ブランク板７０は、例えば、図５に示される本発明の積層材３１を使用し、容器形成における折り曲げ加工用の押圧線ｍ，ｍ・・・と、容器６１の胴部６２を構成する胴部パネル７１，７２，７３，７４と、容器６１の頂部６３を構成する頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａと、容器６１の底部６４を構成する底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂと、筒体形成用の熱融着用パネル７５とを備えるように打ち抜き加工して作製されたものである。このブランク板７０を押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ、胴部パネル７１の端部内側と熱融着用パネル７５の外側とを熱融着して筒体を形成し、その後、底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着し、頂部の開口から液体を充填した後に、頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着することにより、液体を充填包装した包装用容器６１とすることができる。
【００５２】
本発明の包装用容器は、種々の飲食品、接着剤、粘着剤等の化学品、化粧品、医薬品、ケミカルカイロ等の雑貨品、その他等の種々の物品の充填包装に使用されるものである。
【００５３】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
基材フィルムとしてロール状の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製ルミラーＳ−１０、厚み１２μｍ、幅６００ｍｍ、長さ５０００ｍ）を準備し、これを図２に示されるような巻取り式のホローカソード型イオンプレーティング装置のチャンバー内に装着した。次に、チャンバー内を、油回転ポンプおよび油拡散ポンプにより、到達真空度５×１０^-5Ｔｏｒｒまで減圧した。
【００５４】
また、蒸発源として二酸化珪素（メルクジャパン（株）製、純度９９．７％、粒径１〜５ｍｍ）を準備し、陽極（ハース）上に載置した。
【００５５】
次に、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量５０ｓｃｃｍで導入し、真空ポンプとチャンバーとの間にあるバルブの開閉度を制御することにより、成膜時のチャンバー内の圧力を２×１０^-3Ｔｏｒｒに保った。そして、アルゴンガスを導入したホローカソード型プラズマガンを用い、陽極（ハース）上の蒸発源にプラズマ流を収束させて照射することにより蒸発させ、高密度プラズマにより蒸発分子をイオン化させて、基材フィルム上に酸化珪素（ＳｉＯ_y （ｙ＝１．９））の薄膜を形成した。基材フィルムの走行速度は、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように１００ｍ／分に設定した。また、酸化珪素薄膜の膜厚は、蛍光Ｘ線分析装置（理学電気（株）製ＲＩＸ−３１００）を用いて測定した。これにより、本発明の透明バリアフィルム（試料１）を得た。
（実施例２）
蒸発源として一酸化珪素（高純度化学研究所（株）製、純度９９．５％、粒径３〜５ｍｍ）を使用し、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量１５０ｓｃｃｍで導入し、成膜時のチャンバー内の圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒとし、また、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように、基材フィルムの走行速度を１２０ｍ／分に設定した他は、試料１と同様にして、本発明の透明バリアフィルム（試料２）を得た。形成した酸化珪素薄膜の組成はＳｉＯ_y （ｙ＝１．８）であった。
（実施例３）
蒸発源として珪素（高純度化学研究所（株）製、純度９９．９９７％、粒径２〜５ｍｍ）を使用し、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量３００ｓｃｃｍで導入し、成膜時のチャンバー内の圧力を５×１０^-3Ｔｏｒｒとし、また、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように、基材フィルムの走行速度を８０ｍ／分に設定した他は、試料１と同様にして、本発明の透明バリアフィルム（試料３）を得た。形成した酸化珪素薄膜の組成はＳｉＯ_y （ｙ＝１．８）であった。
（実施例４）
基材フィルムとしてロール状の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製ルミラーＳ−１０、厚み１２μｍ、幅６００ｍｍ、長さ５０００ｍ）を準備し、これを巻取り式のイオンプレーティング装置のチャンバー内に装着した。次に、チャンバー内を、油回転ポンプおよび油拡散ポンプにより、到達真空度５×１０^-5Ｔｏｒｒまで減圧した。
【００５６】
また、蒸発源として二酸化珪素（メルクジャパン（株）製、純度９９．７％、粒径１〜５ｍｍ）を準備し、銅製るつぼ内に載置した。
【００５７】
次に、チャンバーのコーティングドラムの近傍にアルゴンガスを流量１００ｓｃｃｍで導入し、真空ポンプとチャンバーとの間にあるバルブの開閉度を制御することにより、成膜時のチャンバー内の圧力を２×１０^-2Ｔｏｒｒに保った。そして、銅製るつぼ内の蒸発源を加熱して蒸発させ、コーティングドラムに１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加した状態で基材フィルム上に酸化珪素（ＳｉＯ_y （ｙ＝１．８））の薄膜を形成した。基材フィルムの走行速度は、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように１５０ｍ／分に設定した。また、酸化珪素薄膜の膜厚は、蛍光Ｘ線分析装置（理学電気（株）製ＲＩＸ−３１００）を用いて測定した。これにより、本発明の透明バリアフィルム（試料４）を得た。
（実施例５）
蒸発源として一酸化珪素（高純度化学研究所（株）製、純度９９．５％、粒径３〜５ｍｍ）を使用し、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量２５０ｓｃｃｍで導入し、成膜時のチャンバー内の圧力を３×１０^-2Ｔｏｒｒとし、また、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように、基材フィルムの走行速度を１００ｍ／分に設定した他は、試料４と同様にして、本発明の透明バリアフィルム（試料５）を得た。形成した酸化珪素薄膜の組成はＳｉＯ_y （ｙ＝１．７）であった。
（実施例６）
蒸発源として珪素（高純度化学研究所（株）製、純度９９．９９７％、粒径２〜５ｍｍ）を使用し、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量５００ｓｃｃｍで導入し、成膜時のチャンバー内の圧力を５×１０^-2Ｔｏｒｒとし、また、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように、基材フィルムの走行速度を８０ｍ／分に設定した他は、試料４と同様にして、本発明の透明バリアフィルム（試料６）を得た。形成した酸化珪素薄膜の組成はＳｉＯ_y （ｙ＝１．７）であった。
（比較例１）
基材フィルムとしてロール状の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製ルミラーＳ−１０、厚み１２μｍ、幅６００ｍｍ、長さ５０００ｍ）を準備し、これを巻取り式の真空蒸着装置のチャンバー内に装着した。次に、チャンバー内を、油回転ポンプおよび油拡散ポンプにより、到達真空度５×１０^-5Ｔｏｒｒまで減圧した。
【００５８】
また、蒸発源として一酸化珪素（高純度化学研究所（株）製、純度９９．５％、粒径３〜５ｍｍ）を準備し、銅製のるつぼ内に載置した。
【００５９】
次に、蒸着チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量０．５ｓｌｍで導入し、真空ポンプと蒸着チャンバーとの間にあるバルブの開閉度を制御することにより、成膜時のチャンバー内の圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒに保った。そして、銅製るつぼ内の蒸発源を加熱して蒸発させ、コーティングドラム上を走行する基材フィルム上に酸化珪素（ＳｉＯ_y （ｙ＝１．４））の薄膜を形成した。基材フィルムの走行速度は、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように１５０ｍ／分に設定した。また、酸化珪素薄膜の膜厚は、蛍光Ｘ線分析装置（理学電気（株）製ＲＩＸ−３１００）を用いて測定した。これにより、透明バリアフィルム（比較試料１）を得た。
（比較例２）
蒸発源として二酸化珪素（メルクジャパン（株）製、純度９９．７％、粒径１〜５ｍｍ）を使用し、チャンバーのコーティングドラムの近傍に酸素ガスを流量３００ｓｃｃｍで導入し、成膜時のチャンバー内の圧力を２×１０^-3Ｔｏｒｒとし、また、酸化珪素薄膜の膜厚が５００Åとなるように、基材フィルムの走行速度を１００ｍ／分に設定した他は、比較試料１と同様にして、透明バリアフィルム（比較試料２）を得た。形成した酸化珪素薄膜の組成はＳｉＯ_y （ｙ＝１．８）であった。
（評価）
上記のようにして作製した各透明バリアフィルムの酸化珪素薄膜について、屈折率を下記のようにして測定し、結果を下記の表１に示した。
【００６０】
屈折率
エリプソメトリー（Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ社製 ＵＶＩＳＥＬ）を用いて可視光域全域において測定し、波長６３３ｎｍにおける測定値を屈折率とした。
【００６１】
また、上記のようにして作製した各透明バリアフィルムについて、下記の条件で酸素透過率、水蒸気透過率、および後加工適性・充填包装適性を測定、評価して、結果を下記の表１に示した。
【００６２】
酸素透過率
酸素ガス透過率測定装置（モダンコントロール社製ＯＸＴＲＡＮ２／２０）を用いて、温度２３℃、湿度５０％ＲＨで測定した。
【００６３】
酸素バリア性の実用レベル：６．０ｃｃ／ｍ² ・ｄａｙ・ａｔｍ以下
水蒸気透過率
水蒸気透過率測定装置（モダンコントロール社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３／３１）を用いて、温度３８℃、湿度１００％ＲＨで測定した。
【００６４】
水蒸気バリア性の実用レベル：６．０ｇ／ｍ² ・ｄａｙ・ａｔｍ以下
後加工適性・充填包装適性
２液硬化型ポリウレタン系樹脂の７％溶液からなる接着剤を使用し、作製した各透明バリアフィルムの酸化珪素薄膜上に接着剤層（厚み１μｍ）を形成した。次いで、このプライマー層上に、低密度ポリエチレンを押し出しコートして、厚み６０μｍのヒートシール性樹脂層を形成し、図３に示されるような層構成の積層材を作製した。次に、各積層材を使用し、製袋機により製袋して図６に示されるような３方シール型のプラスチック袋を製造し、このプラスチック袋に醤油を充填した後、開口部を熱融着して充填包装製品を製造した。この一連の加工における適性を下記基準で評価して、後加工適性・充填包装適性とした。
【００６５】
（評価基準）
○：外観上欠陥はなく、通用環境下で数日経過後の内容物に全く変質がなく鮮度を保持していた。
【００６６】
×：外観上欠陥を生じた、あるいは、通用環境下で数日経過後の内容物に著しい変質が生じた。
【００６７】
【表１】

表１に示されるように本発明の透明バリアフィルム（試料１〜６）は、いずれも優れたバリア性と後加工適性、充填包装適性を有し、透明性にも優れることが確認された。
【００６８】
一方、比較試料１は、バリア性、後加工適性、充填包装適性は良好であるものの、着色が生じて透明性のないものであった。また、比較試料２は、本発明の透明バリアフィルムに比べて酸素バリア性、水蒸気バリア性とも大きく劣り、さらに後加工適性、充填包装適性も不十分なものであった。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば蒸発源としてＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）を用いてイオンプレーティングにより成膜された酸化珪素膜（ＳｉＯ_y （１．５≦ｙ≦２））からなるバリア層は、優れた透明性をもつとともに、緻密であり高いバリア性および耐衝撃性をもつので、このようなバリア層を備えた透明バリアフィルムは、透明性に優れ、曲げなどによるクラックの発生がなく高いバリア性を安定して維持することができ、また、蒸発源としてコストの高い一酸化珪素（ＳｉＯ）以外の酸化珪素を用いることができ、さらに、廃棄時における環境上の問題やバリア性の湿度依存もない。この透明バリアフィルムを用いた積層材は、上記の各特性に加えヒートシール性樹脂層による後加工適性を備えるものであり、このような積層材を製袋または製函した包装用容器は、内容物の充填包装適性に優れ、かつ、良好な電子レンジ適性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明バリアフィルムの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の透明バリアフィルムの製造に使用するホローカソード型イオンプレーティング装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の透明バリアフィルムを用いた積層材の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の透明バリアフィルムを用いた積層材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の透明バリアフィルムを用いた積層材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の透明バリアフィルムを用いた包装用容器の一実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の透明バリアフィルムを用いた包装用容器の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図８】図７に示される包装用容器の製造に使用するブランク板の平面図である。
【符号の説明】
１…透明バリアフィルム
２…基材フィルム
３…バリア層
１１，２１，３１…積層材
１２，２２，３２…アンカーコート剤層、接着剤層
１３，２３，３３…ヒートシール性樹脂層
２４，３４…基材
３５…ヒートシール性樹脂層
５１，６１…包装用容器
１０１…ホローカソード型イオンプレーティング装置
１０２…真空チャンバー
１０４…コーティングドラム
１０７…ホローカソード型プラズマガン
１１５…原料

Claims (9)

1. 基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一方の面に設けられたバリア層とを少なくとも有し、前記バリア層は蒸発源としてＳｉＯ_x （０≦ｘ≦２）を用いてイオンプレーティングにより成膜された酸化珪素（ＳｉＯ_y （１．７≦ｙ≦１．９））を主体とする薄膜であり、該酸化珪素膜は波長６３３ｎｍにおける屈折率が１．４８〜１．５０の範囲内にあることを特徴とする透明バリアフィルム。
2. 前記イオンプレーティングは、ホローカソード型イオンプレーティングであることを特徴とする請求項１に記載の透明バリアフィルム。
3. 前記基材フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリアミドフィルム、および、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明バリアフィルム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透明バリアフィルムの少なくとも一方の面にヒートシール性樹脂層を設けたことを特徴とする積層材。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透明バリアフィルムのバリア層上にヒートシール性樹脂層を設けたことを特徴とする積層材。
6. バリア層が形成されていない基材フィルム上に基材を積層して備えることを特徴とする請求項５に記載の積層材。
7. 基材上にヒートシール性樹脂層を備えることを特徴とする請求項６に記載の積層材。
8. バリア層とヒートシール性樹脂層との間にアンカーコート剤層および／または接着剤層を有することを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の積層材。
9. 請求項４乃至請求項８のいずれかに記載の積層材を用い、ヒートシール性樹脂層を熱融着して製袋または製函したことを特徴とする包装用容器。

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