JPH0425448A - 透明ガスバリアーフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガスバリアー性フィルムに関し、殊に透明性お
よび環境の湿度に依存せず低湿度ら高湿度まで広い範囲
で高度なガスバリアー性を有するフィルムに関する。ポ
リプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等のフィルム
は、優れた力学的性質や、耐熱性、透明性なとを有し広
く包装材料として用いられている。しかし、これらフィ
ルムを食品包装用として用いる場合には、その気体透過
性が大きすぎるこきから酸素遮断性が不十分であり、酸
化劣化による場合や好気性微生物による場合など内容物
の変質を招き易く、通常は他の酸素遮断性の良い膜層を
積層するなどの方法がとられる場合が多い。

その最も代表的な手段としてはアルミニウムなどの金属
箔をラミネートしたり、それ等金属の５００人〜１００
０人程度の層を該熱可塑性樹脂フィルム表面に蒸着する
方法が用いられ、優れたガスバリアー性、特に酸素遮断
性が有効に活用されている。

しかし、これらのアルミニウムラミネートや蒸着された
フィルムは不透明となり、これらを用いて食品の包装を
行った場合にその内容物を見ることができないという欠
点があり、近年の包装形態の多様化、ファッション化傾
向とも相まって透明で気体遮断性に優れたフィルムへの
要求がますます高まっている。

一方、従来よりガスバリアー性の良好な透明プラスチッ
クフィルム素材も種々知られており、例えばポリビニル
アルコールやポリエチレンビニルアルコール、およびポ
リ塩化ビニリデン系樹脂から成るフィルムなどがある。

しかし、これらのフィルムは何れも単独では強度、伸度
、耐水性、耐熱性などの物性が、配向されたポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリアミドなどのフィルムに比し
不十分であり、特にポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンビニルアルコールなどは非常に吸湿性が大きく、ロー
ル状フィルムの端面が吸湿によって花びら状になるなど
取り扱い性が困難なものであるとともに、目的であるが
ガスバリアー性も吸湿によって大幅に低下してしまう。

よって、これらのフィルムは包装材料用フィルムとして
側底単独で用い得るものではなく、通常１０〜４０−程
度のこれらのフィルムを前記ポリプロピレンフィルムや
ポリエステルフィルムなどと共に積層することによって
用いられているのが現状である。しかもこれらのフィル
ムは単独でも何れも高価格であり、複層化することによ
って史に高価格なものとなるばかりでなくトータルの層
厚みも非常に厚いものになる、高度の透明性が得られ難
いなとの問題点かある。

また、これらのフィルムによって得られるガスバリアー
性のレベルも先のアルミニウム積層されたフィルムに比
べると未だ充分とは言えないことから、高透明でかつ、
環境の湿度に関係なく高度のガスバリアー性を有し、単
体で用い得る低価格のフィルムが強く求められているの
が実情である。

一方これらの問題を解決すべく、配向されたポリプロピ
レンやポリエステル、ポリアミドなどに前記ポリビニル
アルコール、ポリエチレンビニルアルコール、ポリ塩化
ビニリデンなどのバリアー性樹脂を塗布する方法も検討
されている。

しかし、ポリエチレンビニルアルコールやポリ塩化ビニ
リデン等の塗布ではアルミニウム蒸着などで達成される
ような高度なガスバリアー性を付与することは困難であ
る。一方、ポリビニルアルコールは低湿度下では高度な
ガスバリアー性を付すすることができるか、環境の湿度
の影響か大きく、高湿度ドではガスバリアー性か人［１
］に低下し高度なガスバリアー性を付与することかでき
ないという問題を訂している。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記した従来の課題を解決しようとするもの
であり、その目的とするところは、透明性に優れかつ環
境の湿度に依存せず低湿度から高湿度まで広い範囲で高
度なガスバリアー性を有するフィルムを提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、熱可塑性樹脂からなる基材フィルムの少くと
も片面に主たる成分がビニルアルコール系重合体より成
る厚さ０．０１〜５ＩＵである第の被覆層、更に該第一
・の被覆層上に一種以上の金属より成る厚さ０．００１
〜０．０１μｍである第二の薄膜被覆層が形成されて成
ることを特徴とする透明ガスバリアーフィルムである。

本発明に用いられる基材フィルムとしては、透明なフィ
ルム形成能を有する熱可塑性樹脂であれば、特に制限は
ないか、ポリエチレン、ポリプロピレンなとのポリオレ
フィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レンイソフタレート、ポリエチレン２，６−ナフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレートやそれ等の共重合体な
どに代表されるごときポリエステル系樹脂、ポリオキシ
メチレンに代表されるごときポリエーテル系樹脂、ナイ
ロン−６、ナイロン−６６、ポリメタキシリレンアジパ
ミドなどに代表されるごときポリアミド系樹脂、ポリス
チレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリアクリ
ロニトリル、ポリ酢酸ビニルやそれ等の共重合体に代表
されるごときビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂な
とやセロファン、アセテートなどに代表されるごときセ
ルロース系樹脂、更にはポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルケトンケトン、フッソ含有重合体、その他の多くの樹
脂の単体、共重合体、混合体、積層体よりなる、未延伸
あるいは一軸または直行する二輪方向に延伸された配向
フィルムなどを挙げることが出来る。

なかでも本発明の主旨からは、基材フィルムには耐熱寸
法変化や機械的強度、更には成型性や経済性などの面か
ら二軸延伸されたポリプロピレン、ポリエステル、ポリ
アミドなどのフィルムである場合が好適である。

フィルムの厚みは特に限定はされないが、通常は１〜２
５０／ｊｊであり、包装材料としては３〜５０／ｊＪｌ
である場合が特に好ましい。

この基材フィルムは、単体であっても複合された多層フ
ィルムであってもよく、多層フィルムにおける複合方法
や層数などは任意である。

本発明の第一の被覆層を構成する主成分であるビニルア
ルコール系重合体は、ホモポリマーであっても共重合体
であってもよい。共重合体成分としては、塩化ビニール
、塩化ビニリデン、アクリル酸、メタアクリル酸、アク
リル酸及びメタアクリル酸のアルキルエステル、アクリ
ルアミド、アクリロニトリル、シリル基含有ビニル化合
物及びその誂導体等が挙られるがこれらに限定されるも
ノテハない。該重合体の分子量やビニルアルコール部の
ケン仕度等も特に限定されないが、ケン仕度に関しては
、ケン仕度が高いものほどガスバリアー性が良好である
ので好ましい方向である。

また、該重合体には、ガスバリアー性や耐水性を向上さ
せる目的で無機微粒子を含有させてもよい。コロイダル
シリカ、コロイダルアルミナ、モンモロリロナイト、ビ
ープライト、ノントロナイト、ヘクトライト、サポナイ
ト、テニオライト、雲母等が挙られる。

該重合体よりなる第一の被覆層の厚さは０．０１〜５戸
にする必要がある。０．０１ｕ末溝ではガスバリアー性
が低下し、充分なガスバリアー性を付与することができ
ないので好ましくない。逆に５戸を越すきガスバリアー
性が飽和するうえにコスト的に不利になるので好ましく
なく、０．０５〜３／ｊｊがより好ましい。

該重合体よりなる第一の被覆層を基材フィルムに形成さ
せる方法としては、重合体組成物の水性分散液を基材フ
ィルム表面に、塗布、乾燥、熱処理を行うコーティング
法が有効に用いられる。コーティング方法としてはグラ
ビアやリバースなどのロールコーティング法、ドクター
ナイフ法やエアーナイフ、ノズルコーティング法なとの
通常の方法が用い得る。

コーティング時の乾燥、熱処理の条件は基材フィルムの
種類塗布厚み、装置の条件にもよるが通常の８０〜１７
０℃である。

なお、本被覆を行う前に基材フィルムにコロナ処理その
他の表面活性化処理やウレタン樹脂など公知のアンカー
処理剤を用いてアンカー処理を施してもよい。また、被
覆すべき組成物中に制電防止剤や滑り剤、アンチブロッ
キング剤など公知の無機、有機各種の添加剤を加えるこ
とは本発明の目的を阻害しない限り任意である。

該第一の被覆層上に形成される第二の金属よりなる薄膜
被覆層としては、アルミニウム、亜鉛、スズ、銅、クロ
ム、ニッケル、チタン、コバルト、鉄、銀、金等の金属
の薄膜が挙られる。

これらの金属薄膜は上記金属単独のものであっても２種
以上の合金であってもよい。また、その表層が酸化物に
なっていてもかまわない。特に加工性、経済性の点から
はアルミニウムが推奨される。

該金属薄膜層の厚さは０．００１〜０．０１７−１であ
る必要がある。０．００１５〜０．００５ｐかより好ま
しい。０．００１／ＪＪＩ未満では高湿度下でのガスバ
リアー性向上効果が低減して、充分な特性を付与するこ
とができなくなるので好ましくない。逆に０．０１ｓを
越えると光線透過性が低下し透明性が悪化するので好ま
しくない。

該金属薄膜層を形成させる方法としては、蒸着法、イオ
ンプレート法、スパッタリング法等が挙られるがコスト
の点より蒸着法が推奨される。蒸着法で実施する時の金
属の蒸発法も特に限定されず、誘導加熱法、エレクトロ
ンビーム法等の任意の方法を用いることができる。

（作用） 本発明は、ビニルアルコール系重合体を［１した積層フ
ィルムの欠点であるその使用環境が高湿度になった時に
ガスバリアー性か低下するという欠点を光線透過度を低
下させない程度の厚さの金属薄膜を該積層フィルム表面
に形成させることにより改良したものであり、透明性お
よび環境の湿度に依存せず低湿度から高湿度まで広い範
囲で高度なガスバリアー性を有するフィルムが得られる
。

（実施例） 以下実施例により本発明を説明する。

なお、例中の濃度表示は、特に断らないかぎり重量基準
であり、評価は以ドの方法によった。

〔酸素透過性〕

セダンコントロール社製酸素透過性試験機０ＸＴＲＡＮ
　１０１５０Ａを用い、測定温度２５℃、供試ガスの相
対湿度０％ＲＨ及び９０％ＲＨの条件下で評価した。

〔透明性〕

ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３−６１に準拠して測定を行い、
全光線透過率Ｔ（％）で評価した。

実施例−１ 重合度１７５０、けん化度９８．５％のポリビニルアル
コールを、撹拌下に熱水に溶解したあと、メタノールで
希釈する方式により、水／メタノール８０／２０の混合
溶媒中に固形分５％となる様に塗布液を調整した。

この塗布液を片面にコロナ放電処理された厚さ１２戸の
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのコロナ
処理面上にロールコーチインク方式により塗布、乾燥の
後、１５０℃で２分間の熱処理を行い、第一の層被覆フ
ィルムを得た。該第一の被覆層の乾燥厚みは１．５ｐで
あった。

次いで得られたフィルムをロール状に巻取り、連続式真
空蒸着機内に導入し、該第一の被覆層表面上に蒸発速度
及びフィルム走行速度を制御しつつ、０．００５ｕの厚
みとなるようにアルミニウムによる蒸着薄膜を形成し、
第二の層、被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

実施例−２ アルミニウムによる第二の薄膜被覆層の厚みか、０．０
Ｏ１５ｓとなるように蒸着条件を変更する以外は、実施
例−１とまったく同様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

実施例−３ アルミニウムによる第二の薄膜被覆層の厚みか、０．０
１０ＴｉＪｍとなるように蒸着条件を変更する以外は、
実施例−１とまった（同様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に小す。

実施例−４ ポリビニルアルコールよりなる第一の被覆層の乾燥厚み
を５戸となるように塗布条件を変更した以外は、実施例
−１とまったく同様にして被覆フィルムを得た。得られ
たフィルムの評価結果を表−１に示す。

実施例−５ ポリビニルアルコール系重合体を、ビニルアルコール単
位に対し、ビニルトリエトキシシランを用い、シリル基
として０．２モル％含有するごとく、共重合せしめた、
けん化度が９８．５％、重合度１７５０の／リル基変性
ポリビニルアルコールとした以外は、実施例−１とまっ
たく同様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

実施例−６ ポリエチレンテレフタレートを２８０〜３００°Ｃで溶
融押出しし、１５℃の冷却ロールで冷却して厚さ１５０
ｐＲの未延伸ポリエステルフイルノ・を得た。この未延
伸フィルムを、周速の異なる９０°Ｃの一対のロール間
で縦方向に３．５倍延伸した。

次いで、実施例−５で用いた変性ポリビニルアルコール
よりなる塗布液をロールコータ一方式で塗布し７０℃の
熱風で乾燥し、次いでテンターで９８℃で横方向に、３
．５倍延伸し、さらに２００〜２１０　’Ｃで熱固定し
、厚さ１２ｕの二軸延伸された、第一の層被覆ポリエス
テルフィルムを得た。最終的な第一・の被覆層厚みは役
０．０５−であった。次いで得られたフィルムを実施例
−１同様の工程によりアルミニウムによる蒸着薄膜を形
成し、第２の層被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

実施例−７ 基材フィルムを、片面コロナ放電処理された厚さ２０戸
の二軸延伸ポリプロピレンフィルムとする以外は、実施
例−５とまったく同様にして、被覆フィルムを得た。得
られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例＝１ 実施例−１で用いた厚さ１２戸の二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフイルムヲ、第一の層及び第二の層の被
覆を共に行なわずに評価した。

評価結果を表−１に示す。

比較例−２ 実施例−７で用いた厚さ２０戸の二軸延伸ポリプロピレ
ンフィルムを、第一の層及び第二の層の被覆を共に行な
わずに評価した。評価結果を表−１に示す。

比較例−３ アルミニウム蒸着による第二の被覆層を設けないこと以
外は、実施例−１と同様にして、第一の層被覆フィルム
を得た。得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−４ アルミニウム蒸着による第二の被覆層を設けないこと以
外は、実施例−４と同様にして、第一の層被覆フィルム
を得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−５ アルミニウム蒸着による第二の被覆層を設けない　こと
以外は、実施例−５と同様にして、第一の層被覆フィル
ムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−６ ポリビニルアルコール系重合体による第一の被覆層を設
けないこと以外は、実施例−１と同様にして第二の層被
覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−７ ポリビニルアルコール系重合体による第一の被覆層を設
けないこと以外は、実施例−３と同様にして第二の層被
覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−８ ポリビニルアルコール系重合体による第・の被覆層を乾
燥厚みで０．００８／ｊｊｌとなるようにす布条件を変
更した以外は、実施例−６と同様にして被覆フィルムを
得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−９ アルミニウム蒸着による第二の被覆層の厚みを約０．０
Ｏ０８戸となる様に条件を変更した以外は、実施例−１
と同様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−１０ アルミニウム蒸着による第二の被覆層の厚みを０．０１
２ｓとなる様に条件を変更した以外は、実施例−１と同
様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−１１ アルミニウム蒸着による第二の被覆層の厚みを０．０２
５／ｊｊｌとなる様に条件を変更した以外は、実施例−
１と同様にして被覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−１２ アルミニウム蒸着による第二の被覆層を設けないこと以
外は、実施例−７と同様にして第一の層被覆フィルムを
得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

比較例−１３ ポリビニルアルコール系重合体による第一ノ被覆層を設
けないこと以外は、実施例−７と同様にして第二の層被
覆フィルムを得た。

得られたフィルムの評価結果を表−１に示す。

以下余白 （発明の効果） 以上実施例で示した通り本発明法は、透明性および環境
の湿度に依存せず低湿度から高湿度まで広い範囲で高度
なガスバリアー性を有するフィルムを提供するものであ
り、食品包装、薬品や医療器具などの無菌包装、電気、
機械部品等の包装に広く活用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱可塑性樹脂からなる基材フィルムの少くとも片面に
   、主たる成分がビニルアルコール系重合体より成る厚さ
   ０．０１〜５μｍである第一の被覆層、更に該第一の被
   覆層上に一種以上の金属より成る厚さ０．００１〜０．
   ０１μｍである第二の薄膜被覆層が形成されて成ること
   を特徴とする透明ガスバリアーフィルム。