JPH06234185A

JPH06234185A - 積層体

Info

Publication number: JPH06234185A
Application number: JP5021103A
Authority: JP
Inventors: Haruo Uyama; 晴夫宇山
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】耐透湿、耐透気性、透明性を有することは無論
のこと、紫外線遮断性に優れ、かつ導電性を有する積層
体を提供するものである。【構成】透明性を有する基材フィルムの少なくとも片面
に、厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍの導電性と紫外線遮蔽能
を有する酸化亜鉛層と、厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍの金
属酸化物層を順次積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、包装材料などの製造に
用いる積層体に関する。さらに言えば、耐透湿性、耐透
気性、可視光領域において高透明であり、かつ４００ｎ
ｍ以下の紫外領域の波長を遮蔽し導電性を有する積層体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、耐透湿ならびに耐透気性を兼ね備
えた包装材料として、透明性を有する基材フィルムの片
面に、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム
などの金属酸化物薄膜を有する積層体を製袋した包装材
料が開発され、実用化されている。

【０００３】これは、従来の耐透湿ならびに耐透気性を
兼ね備えた包装材料に用いる積層体が有していた、アル
ミニウム箔層、アルミニウム蒸着層等、不透明な金属薄
膜層に代えて、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグ
ネシウムなどの透明な金属酸化物薄膜を設けることによ
り、前記した特性の他に、内容物の確認ができる、透明
性を付与することができるからである。

【０００４】しかしながら、前記透明な金属酸化物薄膜
を設けていた積層体は、紫外線遮蔽機能が殆どないた
め、紫外線による内容物が変質することがある。そこ
で、金属あるいは金属酸化物からなる紫外線吸収剤を、
積層体中の基材フィルムに混入したり、積層体の表面に
コートを行い紫外線遮断性を付与することが考えられる
が、前記紫外線吸収剤は有色のものであり、大きな紫外
線遮断性を得ようと、混入量、あるいはコート量を増や
すと、積層体（包装材料）の可視領域での光線透過率は
低下する。

【０００５】他方、金属酸化物薄膜は導電性を有してい
ないため、内容物が軽量な誘電体である場合、静電気の
発生により包装材料から内容物の取り出しが困難になる
おそれがある。そこで、金属あるいは金属酸化物からな
る導電性付与剤を、積層体中の基材フィルムに混入した
り、積層体の表面にコートを行い紫外線遮断性を付与す
ることが考えられるが、前記導電性付与剤も有色のもの
であり、大きな導電性を得ようと、混入量、あるいはコ
ート量を増やすと、積層体（包装材料）の可視領域での
光線透過率は低下する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
積層体の欠点を解決するためになされたものであって、
その目的とするところは、耐透湿、耐透気性、透明性を
有することは無論のこと、紫外線遮断性に優れ、かつ導
電性を有する積層体を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
透明性を有する基材フィルムの少なくとも片面に５０ｎ
ｍ〜２００ｎｍの厚さを有する酸化亜鉛層と、５０ｎｍ
〜２００ｎｍの厚さを有する金属酸化物層を順次積層し
たことを特徴とする積層体である。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明を前提とし、金属酸化物層上に、さらにヒートシール
性を有する透明樹脂層を設けたことを特徴とする積層体
である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係わる透明性を有する基材フィルムとは、通常の包装材
料などに使用されているポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、二軸
延伸ナイロン（ＯＮｙ）などであって、平滑性、機械的
強度、寸法安定性があるものである。なお、基材フィル
ム上に形成する薄膜との密着性を維持するため、添加剤
を添加しても良い。厚さは、６μｍ〜３００μｍ程度
で、包装材料とする場合には１２μｍから５０μｍが好
ましい。適時、コロナ処理、低温プラズマ処理、イオン
ボンバード処理、オゾン処理などの物理処理あるいは薬
品などによる化学処理を施してもよい。

【００１０】本発明に係わる酸化亜鉛層とは、前記した
透明性を有する基材フィルムの少なくとも片面に、酸化
亜鉛を薄膜形成材料として用い、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーテイング法などのＰＶＤ法ある
いはＣＶＤ法等の真空薄膜形成法で設けた層である。

【００１１】なお、導電性を有する金属酸化物として
は、他に金属をドープした酸化スズやインジウム―スズ
酸化物等があるが、酸化スズは若干着色しており、イン
ジウム―スズ酸化物はその原材料であるインジウムが高
価であると言う欠点があり、積層体には相応しくない。

【００１２】以下、酸化亜鉛層の形成方法を詳述する。
酸化亜鉛は、通常の真空蒸着法でも薄膜形成することが
可能であるが、そのままでは、金属光沢を有する薄膜と
なり、可視領域における光線透過率が低下してしまう場
合があるので、所定の酸素分圧で発生したプラズマ空間
を通過させ、基材上に析出させる反応性蒸着法を用いる
方が好ましい。

【００１３】また、酸化亜鉛層の導電性を向上させるた
めには、酸化亜鉛にアルミニウム等の金属をドーパント
として用いることも有効である。つまり酸化亜鉛単独で
は、各種の雰囲気中で高温におかれた場合、真空中でさ
えも、酸化亜鉛中に捕らえられていた吸着酸素が温度の
上昇により、薄膜中で化学吸着状態となり、抵抗値が増
大してしまうが、金属をドーパントとして用いるとこれ
が防げるからである。しかし、ドーパントを含有する
と、光学的吸収端をより低波長側にシフトさせることに
なるため、多量の添加は好ましくない。

【００１４】また、酸化亜鉛層の厚さは、５０ｎｍ〜２
００ｎｍである。酸化亜鉛層の膜厚さが５０ｎｍ以下で
あると、紫外線の遮蔽能力が十分でなく、また、電気抵
抗値も大きい（数ＭΩ／□以上）。他方膜厚が２００ｎ
ｍ以上であると、内部応力により膜中にクラックが生じ
易くなり、その結果、耐透湿、耐透気性が悪化する恐れ
がある。また、前記膜厚の酸化亜鉛層の導電性は、亜鉛
過剰の状態で良好である。

【００１５】なお、酸化亜鉛層は、空気中の水分あるい
は酸素の吸着により、その性能が著しく劣化する物質で
あり、それを最外層として用いることは困難であるの
で、さらに金属酸化物層を設ける。

【００１６】本発明に係わる金属酸化物層とは、酸化マ
グネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化
物を薄膜形成材料として用い、真空蒸着法、スパッタリ
ング法、イオンプレーテイング法などのＰＶＤ法あるい
はＣＶＤ法等の真空薄膜形成法で設けた層である。前記
金属酸化物の中では、生産性、透明性の点から酸化マグ
ネシウムが好ましい。

【００１７】また、金属酸化物層の厚さは、５０ｎｍ〜
２００ｎｍであることが好ましい。つまり、５０ｎｍ以
下であると、その耐透湿・耐透気性が不十分であり、逆
に２００ｎｍ以上となると柔軟性を損ない薄膜中に内部
応力によるクラックが生じ、耐透湿・耐透気性が劣化し
てしまう。

【００１８】なお、金属酸化物層形成に先立って、酸化
亜鉛層上に、保護層としてウレタン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリエステル系などの透明レジューサーからなる透
明樹脂を１μｍ〜２μｍ設けても構わない。

【００１９】上記した方法で製造した積層体は、必要に
応じて、ヒートシール性を有する透明樹脂層を積層して
もよい。積層方法としては、ドライラミネート法、エク
ストルージョンラミネート法のいずれであっても構わな
い。この層の厚さは、２０μｍ〜１００μｍ程度あれば
十分である。

【００２０】

【作用】本発明に係わる積層体は、まず透明性を有する
基材フィルムの少なくとも片面に酸化亜鉛層を有する。
酸化亜鉛は真性格子欠損による半導体であり、そのエネ
ルギーギャップはおおよそ３．２ｅＶである。このこと
より、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を遮蔽する特性を
有する。しかし、酸化亜鉛を単独で薄膜として透明性を
有する基材フィルム上にコートした場合には、酸化亜鉛
自身が各種の雰囲気中で高温におかれた場合、真空中で
さえも、酸化亜鉛中に捕らえられていた吸着酸素が温度
の上昇により、薄膜中で化学吸着状態となることによ
り、抵抗値が増大してしまう。

【００２１】そこで、さらに酸化マグネシウム、酸化珪
素、酸化アルミニウムの少なくとも一種からなる金属酸
化物層を設ける。前述したように酸化亜鉛は単独では空
気中の水分や酸素に極めて敏感であり、その性質を保持
するために酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化アルミニ
ウムなどの酸化物で大気と接する層を遮蔽することによ
り、性質を保持できると推察できる。

【００２２】さらに、金属酸化物層上に、さらにヒート
シール性を有する透明樹脂層を設ければ、これにより積
層体にヒートシール性を付与することができる。

【００２３】

【実施例】次に本発明を実験例により具体的に説明す
る。

【００２４】〔実験例１〜５〕図１に示すように透明性
を有する基材フィルムとして５０μｍの厚さのポリエチ
レンテレフタレート（帝人ＧＳ）基材上に、０，５０，
１００，２００，３００ｎｍ（それぞれ実験例１，２，
３，４，５とする）の厚さの酸化マグネシウム薄膜から
なる金属酸化物層を反応性真空蒸着法により順次形成し
た。

【００２５】より具体的に説明すると、あらかじめ基材
フィルムと酸化マグネシウムの粉末を所定の位置にセッ
トした真空装置内を１×１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで排気し
たあと、酸素ガスを６×１０^-4Ｔｏｒｒ導入し、電子銃
で酸化マグネシウム粉末を加熱蒸発させ、高周波（１
３．５６ＭＨｚ）放電により酸素プラズマ（５００Ｗ）
を発生させ、１００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で酸化マグ
ネシウム薄膜（金属酸化物層）を形成した。

【００２６】このようにして作成した積層体について各
種測定をおこなった。酸素透過率は、オクストラン１０
／５０Ａ（モダンコントロール社製）を用いて２０℃、
１００％ＲＨの条件で、水蒸気透過率は、パーマトラン
Ｗ６（モダンコントロール社製）を用いて、４０℃、９
０％ＲＨの条件で測定した。結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】注）総合評価欄に＊が着いているものは、
耐環境試験後、酸素透過率及び水蒸気透過率が、５０％
以上上昇（悪化）したものである。

【００２９】なお、総合評価は、作成直後の酸素透過率
が１．５ｇ／ｍ²／２４ｈ以下、水蒸気透過率が３ｃｃ
／ｍ²／２４ｈ以下であって、４０℃，９０％ＲＨ保存
雰囲気中に１０日間放置する耐環境試験の後、酸素透過
率、水蒸気透過率の悪化（上昇）が、５０％以下の物を
○、それ以上のものを×とする。

【００３０】また、光線透過率は、ダブルビーム分光光
度計ＵＶ−３１００（島津製作所製）を用い空気をレフ
ァレンスとして測定した。実験例１〜５に於ける光線透
過率は、基材フィルムのみの場合と略同じであった。結
果を図６，ａに示す。図６より実験例１〜５の積層体
は、４００ｎｍ以下の紫外線を遮蔽する効果がないこと
がわかる。

【００３１】更に、抵抗値は、直流四端子法により測定
したが、いずれの実験例においても抵抗値が大きく（数
ＭΩ／□以上）、帯電を除去することはできなかった。

【００３２】〔実験例６〜１０〕図２（実施例６につい
ては図３）に示すように実験例１〜５と同様な基材フィ
ルム上に、５０ｎｍの酸化亜鉛層と、０，５０，１０
０，２００，３００ｎｍ（それぞれ実験例６，７，８，
９，１０とする）の厚さの酸化マグネシウム薄膜からな
る金属酸化物層を反応性真空蒸着法により順次形成し
た。

【００３３】より具体的に説明すると、あらかじめ基材
フィルムと酸化亜鉛の粉末を所定の位置にセットした真
空装置内を１×１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで排気したあと、
酸素ガスを６×１０^-4Ｔｏｒｒ導入し、電子銃で酸化亜
鉛粉末を加熱蒸発させ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）放
電により酸素プラズマ（５００Ｗ）を発生させ、１００
ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で５０ｎｍの厚みを有する導電
性の酸化亜鉛層を形成した。さらに、形成した酸化亜鉛
層上に電子銃により、酸化マグネシウムを加熱蒸発さ
せ、１００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で酸化マグネシウム
薄膜（金属酸化物層）を形成した。

【００３４】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表１に示す。また、光線透過率を図６，ｂ
に示す。図６より実験例６〜１０の積層体は、４００ｎ
ｍ以下の紫外線を６０％程度遮蔽（４０％程度透過）す
る効果があることがわかる。更に、抵抗値は、数ＫΩ／
□以下であり、帯電を除去することができた。なお、実
験例１０においては、耐環境試験後、酸素透過率、水蒸
気透過率とも、８０％上昇した。

【００３５】〔実験例１１〜１５〕実験例１〜５と同様
な基材フィルム上に、１００ｎｍの酸化亜鉛層と、０，
５０，１００，２００，３００ｎｍ（それぞれ実験例１
１，１２，１３，１４，１５とする）の厚さの酸化マグ
ネシウム薄膜からなる金属酸化物層を実験例６〜１０と
同様な反応性真空蒸着法により順次形成した。

【００３６】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表１に示す。また、光線透過率を図６，ｃ
に示す。図６より実験例６〜１０の積層体は、４００ｎ
ｍ以下の紫外線を８５％程度遮蔽（１５％程度透過）す
る効果があることがわかる。更に、抵抗値は、数百Ω／
□以下であり、帯電を除去することができた。なお、実
験例１５においては、耐環境試験後、酸素透過率、水蒸
気透過率とも、７５％上昇した。

【００３７】〔実験例１６〜２０〕実験例１〜５と同様
な基材フィルム上に、２００ｎｍの酸化亜鉛層と、０，
５０，１００，２００，３００ｎｍ（それぞれ実験例１
６，１７，１８，１９，２０とする）の厚さの酸化マグ
ネシウム薄膜からなる金属酸化物層を実験例６〜１０と
同様な反応性真空蒸着法により順次形成した。

【００３８】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表１に示す。また、光線透過率を図６，ｃ
に示す。図６より実験例１６〜２０の積層体は、４００
ｎｍ以下の紫外線を８５％程度遮蔽（１５％程度透過）
する効果があることがわかる。更に、抵抗値は、数百Ω
／□以下であり、帯電を除去することができた。なお、
実験例２０においては、耐環境試験後、酸素透過率、水
蒸気透過率とも、９０％上昇した。

【００３９】〔実験例２１〜２５〕実験例１〜５と同様
な基材フィルム上に、３００ｎｍの酸化亜鉛層と、０，
５０，１００，２００，３００ｎｍ（それぞれ実験例２
１，２２，２３，２４，２５とする）の厚さの酸化マグ
ネシウム薄膜からなる金属酸化物層を実験例６〜１０と
同様な反応性真空蒸着法により順次形成した。

【００４０】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表１に示す。また、光線透過率を図６，ｃ
に示す。図６より実験例２１〜２５の積層体は、４００
ｎｍ以下の紫外線を８５％程度遮蔽（１５％程度透過）
する効果があることがわかる。更に、抵抗値は、数百Ω
／□以下であり、帯電を除去することができた。なお、
実験例２２〜２５においては、耐環境試験後、酸素透過
率、水蒸気透過率とも、８０〜１００％上昇した。

【００４１】〔実験例２６〕図４に示すように実験例１
〜５と同様な基材フィルム上に、１００の厚さの酸化マ
グネシウム薄膜からなる金属酸化物層と、３００ｎｍの
酸化亜鉛層を反応性真空蒸着法により順次形成した。

【００４２】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表１に示す。また、光線透過率を図６，ｃ
に示す。図６より実験例２１〜２５の積層体は、４００
ｎｍ以下の紫外線を８５％程度遮蔽（１５％程度透過）
する効果があることがわかる。更に、抵抗値は、数百Ω
／□以下であったが、直ぐに酸化と思われる現象により
増大した。

【００４３】〔実験例２７〜２９〕図５に示すように実
験例８，１３，１８で作成した積層体上に未延伸ポリプ
ロピレン（ＣＰＰ）６０μｍ（昭和電工製ショーレック
スアロマーＵ）を二液硬化型ウレタン系接着剤を用い
てドライラミネートにより積層した。

【００４４】このようにして作成した積層体について、
実験例１〜５と同様な方法で評価した。酸素透過率、水
蒸気透過率を表２に示す。また、光線透過率を図６，ｃ
に示す。図６より実験例２１〜２５の積層体は、４００
ｎｍ以下の紫外線を８５％程度遮蔽（１５％程度透過）
する効果があることがわかる。

【００４５】

【表２】

【００４６】得られた積層体の水蒸気透過率および酸素
透過率は、実験例８，１３，１８の結果に比べて高い値
となった。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係わる積層体は、透明性を有す
る基材フィルムの少なくとも片面に酸化亜鉛層、さらに
酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウムの少な
くとも一種からなる金属酸化物層を順次積層しているの
で、包装材料として利用する場合には、内容物の確認が
可能であり、防湿・防気性を得ることができることは無
論のこと、紫外線遮蔽能力がありながら紫外線吸収剤の
内容物への移行や包装材表面への浮き出しの危険が全く
なく、さらにその導電性により、包装材の帯電による内
容物の内壁への付着を防ぐことができる。

【００４８】さらに、本発明に係わる積層体は、その片
側に透明粘着性層を設け、建造物のガラスに貼着するこ
とにより、紫外線遮蔽フィルムとしても利用可能であ
る。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実験例に係わる積層体の断面図であ
る。

【図２】本発明の一実験例に係わる積層体の断面図であ
る。

【図３】本発明の一実験例に係わる積層体の断面図であ
る。

【図４】本発明の一実験例に係わる積層体の断面図であ
る。

【図５】本発明の一実験例に係わる積層体の断面図であ
る。

【図６】光線透過率を示すグラフ図である。

【符号の説明】１基材フィルム２酸化亜鉛層３金属酸化物層４透明樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明性を有する基材フィルムの少なくとも
片面に５０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有する酸化亜鉛層
と、５０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有する金属酸化物層
を順次積層したことを特徴とする積層体。
【請求項２】金属酸化物層上に、さらにヒートシール性
を有する透明樹脂層を設けたことを特徴とする請求項１
記載の積層体。