JP7044105B2

JP7044105B2 - 蒸着基材用ポリエチレン系フィルム及びそれを用いた蒸着フィルム

Info

Publication number: JP7044105B2
Application number: JP2019504479A
Authority: JP
Inventors: 祐和大木; 聡納; 裕基田中
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2022-03-30
Anticipated expiration: 2038-02-26
Also published as: PH12019502029A1; CN110352130A; KR20190126323A; CN110352130B; JPWO2018163883A1; KR102412325B1; WO2018163883A1; TW201836851A; TWI804486B

Description

本発明は、ポリエチレン系樹脂を用いた蒸着基材用ポリエチレン系フィルム及び上記ポリエチレン系フィルムに蒸着層が蒸着された蒸着フィルムに関する。

蒸着を施したポリエチレン系フィルムは、食品包装、衣料包装などの包装材料、金銀糸、ラベル、ステッカー、反射シート等に広く利用されており、これまでにも蒸着用の原反がいくつか提案されている。

例えば、特許文献１には有機滑剤を無添加とする一方で粒径が２～５μｍの無機系アンチブロッキング剤を使用することで滑り性を向上させているが、アンチブロッキング剤の種類は特に限定されておらず、実施例のようにアンチブロッキング剤をゼオライトとすると、ゼオライトを含む長尺フィルムに蒸着を施した場合、蒸着フィルムのバリア性が不十分となる。

昨今では蒸着機も大型化が進んでいる。そのため、長尺化、広幅化した蒸着用の原反に大型蒸着機を用いて蒸着を施した場合であっても、蒸着フィルムはバリア性を有することが求められている。

特開２００１－２２５４０９号公報

長尺化、広幅化した蒸着用の原反に大型蒸着機を用いて蒸着を施した蒸着フィルムが、冷却ドラムへの密着性を上げる為に張力を上げた場合であっても、偏肉によって巻きが硬くなったりした箇所や長尺巻きの巻芯部で巻きが硬くなったりした箇所であっても優れたバリア性を有する蒸着基材用ポリエチレン系フィルムを提供することを課題として掲げる。また、上記蒸着基材用ポリエチレン系フィルムを用いた蒸着フィルムを提供することを課題として掲げる。

本発明者らは鋭意検討した結果、蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムにおいて、上記蒸着層側の表面をラミネート層とし、他方の表面をシール層とし、シール層に、所定の硬度を持つ無機粒子を含有させ、（ｉ）該無機粒子の平均粒径を所定の範囲内とする及び／又は（ｉｉ）上記シール層を所定の表面形状とすることによって、ラミネート層表面が平滑なフィルムを得ることができ、かつ、上記課題を解決することを見いだし、本発明を完成するに至った。

具体的には本発明は、蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムであって、上記ポリエチレン系フィルムは、蒸着層側の表面となるラミネート層と、他方の表面となるシール層とを少なくとも有し、上記シール層は、無機粒子を含んでおり、上記シール層に含有されている上記無機粒子のモース硬度が３以下であり、かつ、以下の（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方を満たすことを特徴とする蒸着基材用ポリエチレン系フィルムであることを特徴とする。
（ｉ）上記シール層に含有されている上記無機粒子の平均粒径が５μｍ以上１５μｍ以下である
（ｉｉ）上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．２μｍ以下であり、上記シール層表面の最大山高さＳＲｍａｘが６μｍ以下である

上記ラミネート層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９１～０．９５ｇ／ｃｍ³であり、上記シール層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９０～０．９４ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。

上記シール層中の無機粒子の含有量は０．５～３．０質量％であることが好ましい。

上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．２μｍ以下であり、上記シール層表面の最大山高さＳＲｍａｘが５μｍ以下であることが好ましい。

上記ラミネート層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度が上記シール層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度よりも高いことが好ましい。

上記ラミネート層における無機粒子の含有率は０．１質量％未満であることが好ましい。

上記ラミネート層及び上記シール層の間に介在する中間層を有することが好ましい。

また、本発明は、蒸着基材用ポリエチレン系フィルムのラミネート層表面に蒸着層が蒸着された蒸着フィルムも包含する。

本発明のポリエチレン系フィルムは、大型蒸着機を用いて高速で蒸着加工した場合であっても、全長、全幅に渡って優れたバリア性を有する。

本発明のフィルムは、蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムである。上記ポリエチレン系フィルムは、蒸着層側の表面となるラミネート層（以下、Ａ層ということがある）と、他方の表面となるシール層（以下、Ｂ層ということがある）とを少なくとも有している。上記ラミネート層及び上記シール層の間に介在する中間層を有することが好ましい。少なくともラミネート層（Ａ層）及びシール層（Ｂ層）はポリエチレン系樹脂から形成されており、好ましくは中間層もポリエチレン系樹脂から形成されている。なおＢ層には、後述する所定の無機粒子が含まれている。また、上記ポリエチレン系フィルムの厚みは３００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下であり、特に好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。

＜シール層（Ｂ層）＞
（ポリエチレン系樹脂）
ポリエチレン系樹脂とは、ポリエチレンを主体とした樹脂であり、具体的には、ポリエチレン系樹脂１００質量％中において、エチレン由来成分が５０質量％超１００質量％以下である樹脂のことである。エチレン由来成分が６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、７０質量％以上１００質量％以下であることがより好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であることがさらに好ましい。シール層（Ｂ層）のポリエチレン系樹脂は、好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であり、より好ましくは直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。

ポリエチレン系樹脂は、エチレンのみを重合して得られるポリエチレンであってもよく、エチレンとエチレン以外のα－オレフィンとを共重合して得られたエチレン・α－オレフィン共重合体であってもよいが、エチレン・α－オレフィン共重合体であることが好ましい。エチレン・α－オレフィン共重合体とは、具体的には、エチレン由来の構成単位を主成分とし、エチレン以外のα－オレフィン由来の１種又は２種以上の構成単位を有するエチレン・α－オレフィン共重合体のことである。エチレン・α－オレフィン共重合体は、直鎖状エチレン・α－オレフィン共重合体であることが好ましい。

Ｂ層に用いられる直鎖状エチレン・α－オレフィン共重合体を形成するエチレン以外のα－オレフィンは、一般式Ｒ－ＣＨ＝ＣＨ₂（式中Ｒは炭素数１～１４のアルキル基を示す）で表すことができ、例えば、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン、４－メチル－１－ペンテン、４－メチル－１－ヘキセンなどが挙げられる。エチレン以外のα－オレフィンは、炭素数３～１０のα－オレフィンであることが好ましく、炭素数３～８のα－オレフィンであることがより好ましい。エチレン以外のα－オレフィンは１種でも２種以上でもよい。

Ｂ層で用いられるポリエチレン系樹脂は、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン（メタロセン触媒系ポリエチレン）であることが好ましい。メタロセン触媒系ポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたポリエチレンなどの他の製造方法で作製されたポリエチレンと比べて分子量分布が狭いため、Ａ層への低分子量成分の転写を抑制することができ、表面が平滑なフィルムとなる。

メタロセン触媒は特に限定されず、メタロセン、即ち、置換または未置換のシクロペンタジエニル環２個と各種の遷移金属で構成されている錯体からなる遷移金属成分と、有機アルミニウム成分、特にアルミノキサンとからなる触媒の総称であり、公知のメタロセン触媒を用いることができる。

Ｂ層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９４ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、０．９０～０．９４ｇ／ｃｍ³であることがより好ましく、０．９０～０．９３ｇ／ｃｍ³であることがさらに好ましく、０．９０～０．９２ｇ／ｃｍ³であることが特に好ましい。密度が０．９４ｇ／ｃｍ³以下である低密度ポリエチレンを用いることによって、ポリエチレン系フィルムは、蒸着加工時にシワやコブが発生しにくい蒸着加工性に優れたフィルムとなる。また、低密度ポリエチレンを用いることによって、蒸着したフィルムにさらにポリエチレンテレフタレートフィルムやナイロンフィルムなどの別のフィルムを積層したラミネートフィルム（以下、単にラミネートフィルムという）の経時後における低温ヒートシール性（以下、単に低温ヒートシール性という）が優れている。さらに、低密度ポリエチレンを用いることによって、ポリエチレン系フィルムを重ねてもフィルム間で密着（ブロッキング）が起こらず、また起こったとしても簡単に剥がれ得る（すなわち、耐ブロッキング性に優れる）。ポリエチレン系樹脂の密度が０．９０ｇ／ｃｍ³未満であると、蒸着加工性が低下したり、耐ブロッキング性が低下したりするおそれがある。また、ポリエチレン系樹脂の密度が０．９４ｇ／ｃｍ³を超えると低温ヒートシール性が不十分となるおそれがある。

Ｂ層に用いられるポリエチレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、２～８ｇ／１０ｍｉｎであることがより好ましく、３．５～６ｇ／１０ｍｉｎであることがさらに好ましい。ＭＦＲが１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、フィルム作製時における樹脂の押出性が悪く、製膜性が劣るおそれがある。また、ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎを超えると、蒸着加工性が低下したり、耐ブロッキング性が低下したりするおそれがある。なお、本明細書において、ＭＦＲは、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定されている。

Ｂ層に用いられるポリエチレン系樹脂の融点は、８０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましく、１０５℃以上であることがさらに好ましく、１１０℃以上であることが特に好ましい。融点が８０℃未満であるとブロッキングをおこしやすくなる。ポリエチレン系樹脂の融点の上限は特に限定されないが、例えば１５０℃以下であり、好ましくは１３０℃以下である。融点が１５０℃以下であるとフィルムの製膜性に優れる。なお、融点ピークが２つ以上ある場合は、最も高い温度を融点とする。

Ｂ層に用いられるポリエチレン系樹脂としては、市販品を用いることも可能であり、例えば、宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣ、０５４０Ｆ、プライムポリマー社製エボリュー（登録商標）ＳＰ２０４０などが挙げられる。

（無機粒子）
Ｂ層に用いられる無機粒子のモース硬度は３以下であり、２以下であることが好ましい。フィルムに滑り性を付与するために無機粒子でＢ層表面に突起が形成されているが、無機粒子の硬度が３を超えると蒸着フィルムがロールに巻き取られたときに上記突起が蒸着層へ転写され、蒸着層に欠損が生じやすくなり、ひいてはバリア性が低下してしまう。無機粒子のモース硬度の下限は特に限定されないが、例えば０．１以上であり、好ましくは０．５以上である。また、無機粒子のモース硬度が上記蒸着材料のモース硬度以下であることが好ましい。
無機粒子のモース硬度が３以下であり、無機粒子のモース硬度が低ければ低いほど、上記無機粒子によりＢ層に形成された突起が、Ａ層側に設けられた蒸着層に強く接触した場合でも、突起は蒸着層を簡単には貫通せず、蒸着層を押し延ばしながらゆっくりと突き破るように押し込まれる。そのため、蒸着層が押し延ばされた部分にわずかに割れが生じることはあるが、上記突起により蒸着層に窪みができたとしても、上記割れが生じた箇所以外では蒸着層は残存し易い。また、蒸着層上に、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリアミドフィルムなどの別のフィルムをラミネートすると、わずかに存在する蒸着層の割れが塞がれるため、高いバリア性を有する。
一方、無機粒子のモース硬度が３を超えると上記突起は瞬間的に蒸着層を貫通して、突起によって出来た穴の周縁に蒸着層が押しやられて、バリア性が低下してしまい、仮に蒸着層上に上記別のフィルムをラミネートしてもバリア性は回復しない。

無機粒子としては、例えば、タルク、炭酸カルシウムなどが挙げられ、モース硬度が３以下の無機粒子であれば特に限定されない。

以下の（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方を満たすことによって、フィルムの外観やバリア性を向上させることができる。
（ｉ）上記シール層に含有されている上記無機粒子の平均粒径が５μｍ以上１５μｍ以下である
（ｉｉ）上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．２μｍ以下であり、上記シール層表面の最大山高さＳＲｍａｘが６μｍ以下である

Ｂ層に用いられる無機粒子の平均粒径を５μｍ以上１５μｍ以下とすることによって、フィルムの外観やバリア性のみならず、滑り性、耐ブロッキング性を向上させることができる。無機粒子の平均粒径は、好ましくは６μｍ以上１２μｍ以下であり、より好ましくは７μｍ以上１０μｍ以下である。

また、Ｂ層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．２μｍ以下であり、Ｂ層表面の最大山高さＳＲｍａｘが６μｍ以下であることにより、フィルムの外観とバリア性とを両立することができる。バリア性向上の観点からは、三次元表面粗さＳＲａが０．０５～０．１７μｍであることがより好ましく、０．１０～０．１５μｍであることがさらに好ましい。また、バリア性や滑り性の向上の観点からは、最大山高さＳＲｍａｘが５μｍ以下であることがより好ましく、１～５μｍであることがさらに好ましく、１～４．５μｍであることが特に好ましく、２～４．５μｍであることが最も好ましい。三次元表面粗さＳＲａ及び最大山高さＳＲｍａは無機粒子の平均粒径と添加量によって調整することができる。なお、三次元表面粗さＳＲａは、粗さ曲面と粗さ曲面の中心面との高さ方向の差をとり、その絶対値の平均値であり、最大山高さＳＲｍａｘは、粗さ曲面の最大値と最小値の差である。

上記の表面粗さを満たすようにするために、Ｂ層における無機粒子の含有量は０．５～３．０質量％であることが好ましい。０．５質量％より少ないとバリア性が低下したり、耐ブロッキング性が低下したり、蒸着加工性が低下したりするおそれがある。３．０質量％より多いとフィルムの外観が悪化したり、押出機に供給されたポリエステルを溶融してフィルターで濾過する際にフィルターが詰まったりするおそれがある。無機粒子の含有量は１．０～２．０質量％であることがより好ましい。

Ｂ層における有機滑剤の含有率は０．２質量％以下であることが好ましく、０．１質量％未満であることがより好ましい。有機滑剤の含有率が０．２質量％を超えると、ラミネートフィルムとしたときに密着性が低下するおそれがある。有機滑剤は、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド等の不飽和脂肪酸アミドや高分子ワックスが挙げられる。また、Ｂ層において、有機滑剤の含有率は０．０５質量％以下であることがより好ましく、０質量％（Ｂ層には有機滑剤が含有されていない）であることがさらに好ましい。

本発明のポリエチレン系フィルムにおいて、Ｂ層は包装材料のシール層として使用できる。すなわち、Ｂ層同士をシールすることによって包装材料とすることができる。よって、本発明のポリエチレン系フィルムは、低温ヒートシール性を有することが好ましい。

＜ラミネート層（Ａ層）＞
（ポリエチレン系樹脂）
ラミネート層（Ａ層）を形成するポリエチレン系樹脂は、シール層（Ｂ層）を形成するポリエチレン系樹脂と同様の単量体（ポリエチレン、α－オレフィン等）から構成され、ポリエチレンの割合もシール層（Ｂ層）で示した範囲と同等の範囲から選択できる。

またＢ層の場合と同様、Ａ層のポリエチレン系樹脂もまた、エチレンのみを重合して得られるポリエチレンであってもよく、エチレンとエチレン以外のα－オレフィンとを共重合して得られたエチレン・α－オレフィン共重合体であってもよく、エチレン・α－オレフィン共重合体であることが好ましい。α－オレフィンの具体例も、Ｂ層の場合と同様である。

一方、Ａ層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度はＢ層と異なる範囲から選択でき、具体的には０．９１～０．９５ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、低分子量成分のブリードアウトを少なくする観点からは０．９２～０．９５ｇ／ｃｍ³であることがより好ましく、０．９２５～０．９４ｇ／ｃｍ³であることがさらに好ましく、０．９３～０．９３５ｇ／ｃｍ³であることが特に好ましい。密度が上記範囲外である場合、蒸着層の金属光沢性（以下、単に光沢性という）が低下したり、フィルムにカールが生じたりするおそれがある。また、Ａ層に用いられるポリエチレンの密度はＢ層に用いられるポリエチレンの密度よりも高いことが好ましく、Ａ層に用いられるポリエチレンの密度はＢ層に用いられるポリエチレンの密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上高いことがより好ましい。

Ａ層に用いられるポリエチレン系樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、２～８ｇ／１０ｍｉｎであることがより好ましく、３．５～６ｇ／１０ｍｉｎであることがさらに好ましい。ＭＦＲが１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、フィルム作製時における樹脂の押出性が悪く、製膜性が劣るおそれがある。また、ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎを超えると、フィルムの耐ブロッキング性が低下するおそれがある。

Ａ層に用いられるポリエチレン系樹脂の融点は、１１０℃以上であることが好ましく、１１５℃以上であることがより好ましく、１２０℃以上であることがさらに好ましい。融点が１１０℃未満であると蒸着層を形成する際にＡ層表面が軟化し、蒸着層の光沢性が低下するおそれがある。ポリエチレン系樹脂の融点の上限は特に限定されないが、例えば１６０℃以下であり、好ましくは１４０℃以下である。融点が１６０℃以下であるとフィルムの製膜性に優れる。なお、融点ピークが２つ以上ある場合は、最も高い温度を融点とする。

Ａ層で用いられるポリエチレン系樹脂は、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン（メタロセン触媒系ポリエチレン）であることが好ましい。メタロセン触媒系ポリエチレンは、チーグラー・ナッタ触媒を用いて重合されたポリエチレンなどの他の製造方法で作製されたポリエチレンと比べて分子量分布が狭いため、低分子量成分のブリードアウトを少なくすることができる。なお、ポリエチレン系樹脂の定義はＢ層と同じである。

Ａ層における無機粒子の含有率は０．１質量％未満であることが好ましい。また、Ａ層における有機滑剤の含有率は０．１質量％未満であることが好ましい。有機滑剤及び無機粒子の具体例は、Ｂ層で述べたものと同様のものが挙げられる。また、Ａ層において、有機滑剤及び無機粒子の含有率はそれぞれ０．０５質量％以下であることがより好ましく、０％（Ａ層には有機滑剤及び無機粒子が含有されていない）であることがさらに好ましい。

Ａ層に用いられるポリエチレン系樹脂としては、市販品を用いることも可能であり、例えば、宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）３５４０Ｆ、４０４０ＦＣなどが挙げられる。

＜中間層＞
本発明のポリエチレン系フィルムは、Ａ層とＢ層との間に必要により中間層を有してもよく、中間層を１層以上有していることが好ましい。中間層に用いられる樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレン系樹脂であることが好ましい。
中間層を形成するポリエチレン系樹脂は、シール層（Ｂ層）を形成するポリエチレン系樹脂と同様の単量体（ポリエチレン、α－オレフィン等）から構成され、ポリエチレンの割合もシール層（Ｂ層）で示した範囲と同等の範囲から選択できる。

またＢ層の場合と同様、中間層のポリエチレン系樹脂もまた、エチレンのみを重合して得られるポリエチレンであってもよく、エチレンとエチレン以外のα－オレフィンとを共重合して得られたエチレン・α－オレフィン共重合体であってもよく、エチレン・α－オレフィン共重合体であることが好ましい。α－オレフィンの具体例も、Ｂ層の場合と同様である。さらには、ポリエチレン系樹脂の製造方法も、Ｂ層の場合と同様である。

ポリエチレン系樹脂の密度は０．９４ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましく、０．９０～０．９４ｇ／ｃｍ³であることがより好ましく、０．９０～０．９３ｇ／ｃｍ³であることがさらに好ましく、０．９０～０．９２ｇ／ｃｍ³であることが特に好ましい。中間層のポリエチレン系樹脂のＭＦＲ、融点などは、Ｂ層と同様の範囲で設定できる。

また、中間層における有機滑剤及び無機粒子の含有率はそれぞれ０．１質量％未満であることが好ましい。有機滑剤及び無機粒子の具体例は、Ｂ層で述べたものと同様のものが挙げられる。また、中間層において、有機滑剤及び無機粒子の含有率はそれぞれ０．０５質量％以下であることがより好ましく、０質量％（中間層には有機滑剤及び無機粒子が含有されていない）であることがさらに好ましい。

＜フィルムの製造方法など＞
本発明のポリエチレン系フィルムは、例えば、Ｔダイ法、インフレーション法等の溶融押出成形法、キャスト成形法、プレス成形法等によってフィルム状に製膜することにより作製することができるが、長尺化及び広幅化したフィルムとするためにはＴダイ法を用いて作製することが好ましい。

２層以上の積層方法としては共押出法が生産性から有利であるが、性能を維持できるのであれば特に積層方法は限定されない。また、Ａ層の平滑性を上げる為や、生産コストを下げる為に回収原料を使用してもよい。

本発明のポリエチレン系フィルムには、蒸着層とＡ層との密着強度が悪化せず、低温ヒートシール性が悪化しない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線防止剤、紫外線吸収剤、核剤などを添加してもよい。ただし、Ａ層用組成物に上記添加を行う場合は、Ａ層における無機粒子の含有率が０．１質量％以上とならないようにする。

蒸着層とＡ層との密着強度を高めるために、フィルムのＡ層表面に蒸着を施す前に公知の表面処理を施してもよく、例えば、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾン処理等の表面処理をＡ層表面に施してもよい。上記表面処理の場合は、放電後のＪＩＳＫ６７６８で測定した濡れ張力が３７ｍＮ／ｍ以上となるように処理するのが好ましく、３９ｍＮ／ｍ以上となるように処理するのがより好ましい。

＜蒸着層＞
本発明のポリエチレン系フィルムのＡ層表面に蒸着材料を蒸着すると、無機粒子がほとんど又は全く含まれていないＡ層表面は平坦であるため、緻密な蒸着層を備えた蒸着フィルムとなる。一方、Ｂ層表面には無機粒子に起因する突起があるものの、急峻な突起ではなく、なだらかな突起である。そのため、蒸着フィルムがロールに巻き取られたときに上記突起が蒸着層へ転写されたとしても、無機粒子の硬度が蒸着材料の硬度より低いので、蒸着層に欠損が生じにくく、バリア性を維持することができる。また、Ｂ層表面に突起が設けられていることによって、Ｂ層とＡ層とのブロッキングが生じにくい、すなわち、耐ブロッキング性が向上するため、蒸着基材用フィルムからなるフィルムロールからフィルムを繰り出して、蒸着加工がスムーズに行うことができ、得られた蒸着フィルムにシワやコブが生じにくい。

本発明のポリエチレン系フィルムに蒸着材料を蒸着する方法は、特に限定されるものではなく、公知の手段を用いて行えばよく、例えば、連続式またはバッチ式真空蒸着機により、電熱加熱、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビーム等により行うことができる。このようにして得られる蒸着フィルムの蒸着層の厚みは特に限定されないが、接着性、耐久性、経済性の点から一般的には数百オングストロームまたは光学濃度（ＯＤ値）で２～４程度である。

Ａ層表面に蒸着させる蒸着材料は金属であることが好ましい。金属は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、チタン、セレン、ゲルマニウム、スズ等を挙げることができ、作業性、光沢性、安全性、コスト等の観点からアルミニウムであることが好ましい。

本願は、２０１７年３月７日に出願された日本国特許出願第２０１７－０４３０９６号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１７年３月７日に出願された日本国特許出願第２０１７－０４３０９６号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。

以下実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明に包含される。

まず、実施例で用いた測定・評価方法について、以下説明する。

＜モース硬度＞
無機粒子として粉砕前の鉱物のモース硬度をモース硬度表から求めた。具体的には、粉砕前の鉱物に対し硬度の小さい標準物質から順番にこすり合わせ、測定物に傷がつくかつかないかを目視で確認し、測定物の硬度を判定した。

上記の判定方法とは別の方法でもモース硬度の測定を行った。フイルムを灰化させた残渣またはフィルムを熱溶媒に溶融後、フィルターろ過した残渣について後述の測定方法でラマンスペクトルを測定した。そして、ラマン分光法により、一致する鉱物のモース硬度をモース硬度表から求めた。ラマン分光法により求めたモース硬度も、粉砕前の鉱物のモース硬度と同じ硬度となった。

レーザーラマン顕微鏡であるナノフォトン社製ＲＡＭＡＮ－１１を用いて顕微ラマン散乱測定を行い、ラマンスペクトルを得た。なお、ラマン散乱測定の測定条件は以下の通りとしており、適当なラマン散乱強度が得られるようにフィルターでレーザー強度を調整して測定を行った。
＜ラマン散乱測定の測定条件＞
照射光波長：５３２ｎｍ
アパーチャー：５０μｍΦ
対物レンズの倍率：５０倍
対物レンズの開口数：０．６
露光時間：３０秒
露光回数（積算回数）：２回

＜平均粒径＞
無機粒子の平均粒径をレーザー回折式粒度径分布測定装置（島津製作所社製ＳＡＬＤ－３１００）を用いて、湿式で、体積分布基準で測定した。

＜密度＞
ポリエチレン樹脂の密度は、ＪＩＳＫ６９２２－１に準拠し、メルトインデクサーの押出物で測定した。

＜表面粗さ＞
ＪＩＳＢ０６０１に準拠し、三次元表面粗さ計（小坂研究所社製ＳｕｒｆｃｏｒｄｅｒＥＴ４０００Ａ）を使用して、カットオフ０．０８ｍｍ、１μｍ長さ、２μｍピッチで１００本の測定を行い、Ｂ層表面の三次元表面粗さＳＲａ、最大高さＳＲｍａｘを求めた。

＜耐ブロッキング性＞
１２ｃｍ×１０ｃｍのサイズのポリエチレン系フィルムをＢ層の表面とＡ層の表面とで重ねた上に１０ｃｍ×１０ｃｍの紙を乗せたものを１セットとし、５セット重ねた積層体を厚さ５ｍｍのガラス板で挟みこんだ。このガラス板の上に５０ｋｇの荷重をかけ４０℃で４８時間放置した。常温に戻したあと上記積層体を２５ｍｍ幅にカットした。島津製作所社製オートグラフ（登録商標）を用いて、上記カットした積層体を引張速度２００ｍｍ／分で１８０°剥離した際の剥離強度（単位はＮ／２５ｍｍ）を測定して、以下の基準により評価した。
◎：０．２Ｎ／２５ｍｍ以下
○：０．２Ｎ／２５ｍｍより大きく０．５Ｎ／２５ｍｍ以下
△：０．５Ｎ／２５ｍｍより大きく１Ｎ／２５ｍｍ以下
×：１Ｎ／２５ｍｍより大きい

＜蒸着層の光沢性＞
光沢計（日本電色社工業社製ＶＧ２０００型）を用いて、ＪＩＳＫ５６００－４－７に準拠して蒸着フィルムにおける蒸着層の金属光沢度を測定して、以下の基準により評価した。
◎：１０００％以上
○：７００％以上１０００％未満
△：５００％以上７００％未満
×：５００％未満

＜ラミネートフィルムの剥離強度（密着性）＞
厚さ１５μｍのナイロンフィルム（東洋紡社製「Ｎ１１００」）に東洋モートン社製の接着剤であるＴＭ５６９／ＣＡＴ１０Ｌを固形分で３ｇ／ｍ²の厚みで塗布した。次に上記接着剤の上に蒸着フィルムの蒸着面を貼り合わせてラミネートフィルムとした後、４０℃で４８時間エージングした。引張試験機（島津製作所社製オートグラフ（登録商標）ＡＧＳ－Ｊ１００ＮＪ）で、上記エージングを行ったものを引張速度２００ｍｍ／分の条件で、１８０°剥離した際の蒸着層とＡ層との間の剥離強度（単位はＮ／１５ｍｍ）を測定した。

＜蒸着加工性＞
蒸着フィルムを用いて、５００ｍ巻のロールを作製した。得られたロールの蒸着フィルムの状態を観察し、下記のように評価した。
◎：シワ及びコブがほとんど発生していなかった
○：シワやコブが少し発生していた
△：シワやコブが多く発生していた
×：シワやコブが非常に多く発生していた

＜蒸着フィルムの酸素透過度＞
蒸着フィルムを用いて、５００ｍ巻のロールを作製した。次にプロセク社製パロテスターを用いて、５００ｍ巻のロールの幅方向に２ｃｍピッチでロール硬度を測定した。続いてロール硬度が６００～６５０となる箇所からサンプルを取り出した。最後にＪＩＳＫ７１２６－２Ａ法に準じて、酸素透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製ＯＸ－ＴＲＡＮ２／２１）を用いて、温度２３℃、湿度６５％の条件にて、上記サンプルの酸素透過度の測定を行った。酸素透過度の測定の際、非蒸着面であるＢ層を調湿側になるように装着した。

＜蒸着フィルムの水蒸気透過度＞
蒸着フィルムを用いて、５００ｍ巻のロールを作製した。次に、プロセク社製パロテスターを用いて、５００ｍ巻のロールの幅方向に２ｃｍピッチでロール硬度を測定した。続いて、ロール硬度が６００～６５０となる箇所からサンプルを取り出した。最後に、ＪＩＳＫ７１２９Ｂ法に準じて、水蒸気透過度測定装置（ＭＯＣＯＮ社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ－Ｗ３／３３）を用いて、温度３７．８℃、湿度９０％の条件にて蒸着フィルムの水蒸気透過度測定を行った。水蒸気透過度の測定の際、非蒸着面であるＢ層を高湿度側になるように装着した。

＜経時後におけるラミネートフィルムの低温ヒートシール性＞
蒸着フィルムを用いて、５００ｍ巻のロールを作製し、その後、３０℃の環境下で１ヶ月放置した。次に、厚さ１５μｍのナイロンフィルム（東洋紡社製「Ｎ１１００」）に東洋モートン社製の接着剤であるＴＭ５６９／ＣＡＴ１０Ｌを固形分で３ｇ／ｍ²の厚みで塗布した。続いて、上記接着剤の上に、１ヶ月放置した上記蒸着フィルムの蒸着面を貼り合わせてラミネートフィルムとした後、４０℃で４８時間エージングした。最後にエージングしたラミネートフィルムのＢ層をシール温度１５０℃、シール圧力０．２ＭＰａ、シール時間１秒でヒートシールした後、ラミネートフィルムを１５ｍｍ幅でカットした。引張試験機（島津製作所社製オートグラフ（登録商標）ＡＧＳ－Ｊ１００ＮＪ）で、カットしたラミネートフィルムを引張速度２００ｍｍ／分で１８０°剥離した際の蒸着層とＡ層との間の剥離強度（単位はＮ／１５ｍｍ）を測定した。

（実施例１）
［Ｂ層用組成物］
住友化学社製スミカセン（登録商標）ＥＦＶ４０２（メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ、密度：０．９１３ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：３．８ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１１６℃）にモース硬度１、平均粒径８μｍのタルクを混合して、タルクが１５質量％含有されたマスターバッチを作製した。次に、宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣ（メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ、密度：０．９１８ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１１６℃）９０質量％と、上記マスターバッチ１０質量％とを混合した組成物を用いてＢ層用組成物を作製した。Ｂ層用組成物１００質量％中にタルクが１．５質量％含有されているが、Ｂ層用組成物には有機滑剤は添加されていなかった。
［Ａ層用組成物］
宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）３５４０ＦＣ（メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ、密度：０．９３１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１２３℃）のみを用いてＡ層用組成物を作製した。なお、Ａ層用組成物には無機粒子及び有機滑剤は添加されていなかった。
［中間層用組成物］
宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣ（メタロセン触媒系ＬＬＤＰＥ、密度：０．９３１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１２３℃）のみを用いて中間層用組成物を作製した。なお、中間層用組成物には無機粒子及び有機滑剤は添加されていなかった。

Ａ層用組成物、中間層用組成物、及びＢ層用組成物を、Ｔダイを有する押出し機を用いて、Ａ層用組成物、中間層用組成物、及びＢ層用組成物の順になるように、かつ、Ａ層、中間層、Ｂ層の厚み比率が１：１：２になるように２４０℃で溶融押出した。その後、Ａ層表面にコロナ放電処理を施した。続いて、速度１５０ｍ／分でロールに巻き取り、厚み４０μｍ、処理面の濡れ張力が４５ｍＮ／ｍの積層フィルムを得た。

次に、得られた積層フィルムのロールを真空蒸着機にセットし、１０^-4ｔｏｒｒ以下の真空度で積層フィルムのコロナ処理面にアルミニウム蒸着を施して、ロールに巻き取り、アルミニウム蒸着層を備えた蒸着フィルムを得た。上記アルミニウム蒸着層は、光学濃度（ＯＤ値）で３になるように蒸着層の厚みを調整した。アルミニウムのモース硬度は２．７５である。

このフィルムの評価結果を表１に示した。三次元表面粗さＳＲａは０．１２μｍ、最大高さＳＲｍａｘは４．３μｍであった。実施例１の蒸着フィルムは、巻き硬度が高い箇所（パロテスターで測定した硬度が６００～６５０の箇所）でも無機粒子の転写による蒸着層の穴あきの増加（高輝度のＬＥＤライトで表層や巻硬さの低い箇所と比較して欠損状況を調べた）がほとんどなく、バリア性に優れていた。また、実施例１の蒸着フィルムは、二軸延伸ナイロンフィルムにアルミニウムを蒸着したフィルムの酸素バリア性と同等レベルの値を示した。
さらに、実施例１の積層フィルムは、耐ブロッキング性に優れており、実施例１の蒸着フィルムは、蒸着加工性及び光沢性に優れていた。また、実施例１の蒸着フィルムを用いて作製されたラミネートフィルムは、密着性及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例２）
Ｂ層用組成物におけるタルクの添加量が０．５質量％である以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例１よりやや耐ブロッキング性や蒸着加工性は劣るが十分に高い性能であった。また、バリア性、光沢性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例３）
Ｂ層用組成物に含有する無機粒子をタルクから丸尾カルシウム社製ＣＵＢＥ－８０ＫＡＳ（モース硬度３、平均粒径８μｍである炭酸カルシウム粒子）に代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例３においても、バリア性、耐ブロッキング性、蒸着加工性、光沢性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例４）
Ｂ層用組成物に含有する樹脂を宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣから宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）０５４０Ｆ（密度：０．９０４ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：４．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１１１℃）に代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例４においても、バリア性、耐ブロッキング性、蒸着加工性、光沢性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例５）
Ａ層用組成物に含有する樹脂を宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）３５４０ＦＣから宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）４０４０ＦＣ（密度：０．９３８ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：３．５ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１２６℃）に代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例１より光沢性は劣るが十分に高い性能であった。また、バリア性、耐ブロッキング性、蒸着加工性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例６）
宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣ８９．９質量％と、有機滑剤としてエルカ酸アミド０．１質量％と、上記マスターバッチ１０質量％とを混合した組成物を用いてＢ層用組成物を作製した以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例６においても、バリア性、耐ブロッキング性、蒸着加工性、光沢性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例７）
Ｂ層用組成物に含有する樹脂を宇部丸善ポリエチレン社製ユメリット（登録商標）２０４０ＦＣから住友化学社製エクセレン（登録商標）ＦＸ３０７（密度：０．８９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：３．２ｇ／１０ｍｉｎ、融点：８３℃）に代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。実施例１より光沢性は劣るが十分に高い性能であった。また、バリア性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れていた。

（実施例８）
実施例１と同様にして積層フィルムを得た。実施例１で得られた積層フィルムに高密着アルミニウム蒸着を行い蒸着フィルムを得た。具体的には、Ａ層表面にコロナ処理を行わずに、真空蒸着機内の低温プラズマ処理装置内にアルゴンを導入し、プラズマ放電処理を行った後に、１０^-4ｔｏｒｒ以下の真空度で積層フィルムのプラズマ処理面にアルミニウム蒸着を施した以外は、実施例１と同様にして、アルミニウム蒸着層を備えた蒸着フィルムを得た。実施例８においても、バリア性、耐ブロッキング性、蒸着加工性、光沢性、密着性、及び低温ヒートシール性に優れており、実施例１よりもバリア性及び密着性に優れていた。

（比較例１）
Ｂ層用組成物に含有する無機粒子をタルクからモース硬度４、平均粒径５μｍのゼオライトに代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。三次元表面粗さＳＲａ、最大高さＳＲｍａｘは実施例１とほぼ同等であったが、ロール硬度が６００以上６５０以下である蒸着フィルムのバリア性の大幅な低下が認められた。

（比較例２）
Ｂ層用組成物に含有する無機粒子をタルクからモース硬度７、平均粒径５μｍの非結晶性シリカに代えた以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。三次元表面粗さＳＲａ、最大高さＳＲｍａｘは実施例１とほぼ同等であったが、ロール硬度が６００以上６５０以下である蒸着フィルムのバリア性の大幅な低下が認められた。

（比較例３）
Ｂ層用組成物に含有するタルクの平均粒径を２０μｍにした以外は実施例１と同様にして積層フィルム、蒸着フィルムを得た。ロール硬度が６００以上６５０以下である蒸着フィルムの酸素バリア性が大幅に低下しており、蒸着層の光沢性も低いものであった。

実施例及び比較例の構成及び各種物性を表１に示す。

本発明の蒸着基材用ポリエチレン系フィルムは、巻長が１万ｍを超えるような大型蒸着機を用いて高速で蒸着加工した場合でも全長、全幅に渡って優れたバリア性を有するため、生産性も高く、工業的に利用価値の高いものである。そのため、食品、医薬品、雑貨などの包装用材料以外にも、工業用材料としても使用することができる。

Claims

蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムであって、
上記ポリエチレン系フィルムは、蒸着層側の表面となるラミネート層と、他方の表面となるシール層とを少なくとも有し、
上記シール層は、無機粒子を含んでおり、上記シール層に含有されている上記無機粒子のモース硬度が３以下であり、かつ、以下の（ｉ）及び（ｉｉ）を満たすことを特徴とする蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
（ｉ）上記シール層に含有されている上記無機粒子の平均粒径が５μｍ以上１５μｍ以下である
（ｉｉ）上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．０５μｍ以上、０．１７μｍ以下であり、上記シール層表面の最大山高さＳＲｍａｘが６μｍ以下である
蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムであって、
上記ポリエチレン系フィルムは、蒸着層側の表面となるラミネート層と、他方の表面となるシール層とを少なくとも有し、
上記シール層は、無機粒子を含んでおり、上記シール層に含有されている上記無機粒子のモース硬度が３以下であり、
かつ、上記シール層に含有されている上記無機粒子の平均粒径が５μｍ以上１５μｍ以下であり、
上記シール層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９０～０．９４ｇ／ｃｍ ^３である蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
蒸着層の基材として用いるためのポリエチレン系フィルムであって、
上記ポリエチレン系フィルムは、蒸着層側の表面となるラミネート層と、他方の表面となるシール層とを少なくとも有し、
上記シール層は、無機粒子を含んでおり、上記シール層に含有されている上記無機粒子のモース硬度が３以下であり、
かつ、上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．０５μｍ以上、０．１７μｍ以下であり、上記シール層表面の最大山高さＳＲｍａｘが６μｍ以下である蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記シール層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９０～０．９４ｇ／ｃｍ^３である請求項１、又は３のいずれかに記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記シール層中の無機粒子の含有量は０．５～３．０質量％である請求項１～４のいずれか１項に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記シール層表面の三次元表面粗さＳＲａが０．０５μｍ以上、０．１７μｍ以下である請求項２に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記ラミネート層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度は０．９１～０．９５ｇ／ｃｍ ^３である請求項１～６のいずれかに記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記ラミネート層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度が上記シール層に用いられるポリエチレン系樹脂の密度よりも高い請求項１～７のいずれか１項に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記ラミネート層における無機粒子の含有率は０．１質量％未満である請求項１～８のいずれか１項に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
上記ラミネート層及び上記シール層の間に介在する中間層を有する請求項１～９のいずれか１項に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルム。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の蒸着基材用ポリエチレン系フィルムのラミネート層表面に蒸着層が蒸着された蒸着フィルム。