JPH07278788A - 蒸着フィルムおよびそれを用いてなるコンデンサまたは包装用袋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】金属蒸着層または金属酸化物蒸着層を有する高
分子フィルムにおいて、該金属蒸着層または金属酸化物
蒸着層上に、有機物を吸着した金属酸化物層を有するこ
とを特徴とする蒸着フィルム。 【効果】本発明の蒸着フィルムは有機物を吸着した金属
酸化層を有しているため、有機物が金属酸化層への水の
吸着をおさえ、かつ金属酸化層が水、および酸素を下層
の金属層、あるいは金属酸化物層への拡散をさまたげる
ため、高温、高湿のかこくな条件下でも腐食することな
く、耐湿性を向上させ、本来の機能を該高温、高湿下で
も保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸着フィルムに関するも
のである。詳しくはそれを用いてなる食料品の包装用袋
またはコンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ａｌなどの金属を蒸着した高分子フィル
ム（以下金属蒸着フィルムと言う）は酸素や水蒸気の透
過性が低いため食料品の包装材料、あるいは自己回復性
を有するためコンデンサの誘電体材料として用いられて
いる。さらにＡｌやＳｉの酸化物は透明性を有し、かつ
酸素や水蒸気の透過性が低いことから内容物の見える包
装用材料として開発が進められている（特公平４−２０
３８３、ＥＰＡ０４３７９４６Ａ２）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年このよ
うな従来の製品では水蒸気に対する性能が不十分であ
る。つまり包装用材料ではより低い水蒸気透過率が要求
されるようになるとともに使用条件がきびしくなるにつ
れ、経時的、あるいは急激な水蒸気透過率の悪化（増
大）が認められるようになってきた。

【０００４】また電子製品がより激しい環境で使用され
るようになり、コンデンサについても４５℃×９０％Ｒ
Ｈから６０℃×９５％ＲＨあるいは８５℃×８５％ＲＨ
の中で試験するよう規格が改正されつつある。

【０００５】本質的に蒸着膜は水蒸気によって腐食しや
すく、このため従来は蒸着フィルムを蒸着後、低湿の環
境下で保存、かつ製品を製造するよう工夫されたいた
が、このような方法は蒸着膜の耐湿性を向上させるもの
ではないため前述のような製品の試験条件を合格するこ
とはできない。特公昭６３−１５７３７には蒸着膜の耐
湿性を向上させるための１つの方法として蒸着機内でＺ
ｎを蒸着後清浄な金属面に表面保護層となり、かつ１５
０℃から２９０℃において０．１ｍｍＨｇの蒸気圧をも
つシリコーンなどの物質を蒸着する方法が提案されてい
る。また同様の方法が特開昭５９−２２７１１５にも提
案されている。

【０００６】しかしながら本方法においても目的とする
高温高湿条件下での満足するものではない。特に温度が
高くなると毛細管凝縮により水蒸気がフィルム層間に凝
縮し、凝縮腐食がおこり、さらに高温によって腐食が促
進されることがわかった。また直流電圧を負荷した状態
で前述のような高温高湿の環境下にさらすと一層腐食が
促進されることも実験的に判明した。このような腐食を
防ぐことに対し、前記提案の方法は不十分である。

【０００７】このような蒸着膜の腐食が起きると、酸素
および水蒸気の透過性が良くなり包装材料としての機能
が不十分になり、またコンデンサ用途では蒸着膜が絶縁
体化し、容量の低下をもたらす。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題解
決のため本発明に到ったものであり、本発明とは、金属
蒸着層または金属酸化物蒸着層を有する高分子フィルム
において、該金属蒸着層または金属酸化物蒸着層上に、
有機物を吸着した金属酸化物層を有することを特徴とす
る蒸着フィルムである。

【０００９】図１の蒸着フィルムの断面形状で説明する
と、高分子フィルム３に金属蒸着層または金属酸化物蒸
着層２があり、その上に有機物を吸着した金属酸化物層
１を有する構成である。

【００１０】本発明でいう高分子フィルムとは天然、半
合成、合成高分子樹脂をフィルム状に成型したもので、
中でも合成高分子樹脂からなる高分子フィルムが耐熱
性、機械特性、電気特性、物理化学的特性の点からより
好ましい。

【００１１】好ましい合成高分子樹脂としてポリオレフ
ィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネイト樹
脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポアリ
レート樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリ
レン樹脂などを挙げることができる。特にポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネイ
ト、ポリスチレンが機械特性、電気特性の点からより好
ましい。

【００１２】本発明でいう金属蒸着層、金属酸化物蒸着
層はボートなどを用いた抵抗加熱方式、誘導加熱方式、
間接加熱方式、電子ビーム方式、あるいはスパッタリン
グ方式などの蒸着方式による真空蒸着によって形成され
る蒸着層をさし、用いられる金属、金属酸化物は特に限
定されるものではないが、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉなどの金属、合金、あるいはそれ
らの酸化物が酸素透過防止機能、あるいは電気特性の点
から優れている。中でもＡｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｕ、およ
びこの合金が蒸着が容易で、かつより優れた特徴をもつ
ことからより好ましい。

【００１３】これらの金属はフィルム界面の吸着酸素、
あるいは蒸着機内の酸素によって蒸着中わずかに酸化さ
れるが、該金属の酸化物の化学量論比をＭＯ_X （ここで
Ｍは金属、Ｏは酸素）で表わすと、該蒸着金属層の酸素
量比ＹはＸより極めて少ない。

【００１４】一方本発明でいう有機物を吸着した酸化物
層の酸素量比をＺとすると、Ｘ＞Ｚ＞Ｙ、又はＺ＞Ｘ＞
Ｙとなる酸化物層である。

【００１５】なお本発明の金属層または金属酸化物層の
厚さは特に限定されるものではなく、用途目的に応じ決
定される。一方有機物を吸着した金属酸化物層の厚さ
は、該層の機械的特性、電気特性点からの１０オングス
トローム〜５００オングストロームが好ましく、さらに
好ましくは２０オングストローム〜２００オングストロ
ーム、より好ましくは３０オングストローム〜１００オ
ングストロームである。金属酸化物層が厚くなると金属
によっては蒸着層がフィルムから剥離しやすくなるなど
の問題が生じることがあり、薄すぎると耐湿性向上効果
がない。

【００１６】金属酸化物に吸着せしめる有機物とは水に
対する溶解性が低い有機物で、中でも親油性の低分子
物、あるいは油状のものが好ましい。例えばシリコーン
オイル、フッ素系オイル、ポリアルキルナフタレンオイ
ル、ポリアルキルフタレートオイル、ポリフェニルエー
テルオイル、石油留分、鉱物油、マイクロクリスタリン
ワックス、ボリオレフィンワックス、パラフィンワック
スなどを挙げることができる。さらに反応性基を有する
油がより好ましい。なかでもジメチルポリシロキサンオ
イル、メチルフェニルポリシロキサンオイルの他に反応
性基としてハイドロジエン基、ヒドロキシ基、アミノ
基、エポキシ基、カルボキシル基などを有する変成シリ
コーン、フッ素化シリコーンオイル、パーフルオロオレ
フィンオイルなどが特に耐湿性向上効果が大きく、より
好ましい。

【００１７】吸着する有機物の量は用途によって決めら
れるべきで特に限定されるものではないが、当然のこと
ながら少なすぎると耐湿効果がでず、多すぎると表層が
べたつき、接着性の低下をまねくので、実用上好ましい
範囲で実用的に決定することが好ましい。

【００１８】本発明の蒸着フィルムを製造する方法は特
に限定されないが、真空蒸着機内にて、高分子フィルム
に金属層または金属酸化物層を真空蒸着法にて形成後、
同じく同一真空蒸着機内で連続して、該金属層または金
属酸化物層表面に、酸素、水蒸気などの酸化性ガス、オ
ゾン、あるいは酸素、ＣＯ₂ などの酸化性ガスを用いた
酸化性の低温プラズマ（酸化性のグロー放電ガス）にさ
らし、該金属層または金属酸化物層の表層を酸化物化し
た後、同じく同一真空蒸着機内で連続して有機物を該金
属酸化物層の表面に真空蒸着し、該金属酸化物層に吸着
させる方法が優れている。なお金属酸化物層の場合は表
層を酸化させることなく直接有機物を吸着させてもよ
い。また真空蒸着した金属蒸着または金属酸化物蒸着高
分子フィルムを酸化性ガス中で加熱処理し、金属酸化物
層を形成した後、有機物を真空蒸着、あるいは塗布する
ことによってもよい。

【００１９】図２の蒸着装置を用いて説明すると、真空
蒸着機４内においてまず高分子フィルムを巻出しロール
５より巻き出し、次いでその表面にオイルマージン形成
装置６を用いてマージンを形成し、次いで蒸発源８で蒸
着する。さらに必要に応じ、低温プラズマなどを用いた
酸化層形成プラズマ電極９により表層を酸化し、引継い
でオイルを入れた加熱容器からなる有機物蒸着装置１０
を用いて該酸化層表面にオイルを蒸着し、最後に巻取り
ロール１１に巻きとることによって本発明の蒸着フィル
ムが製造される。なお該酸化層表面に蒸着されたオイル
は時間とともに該酸化層に吸着される。

【００２０】

【物性値の測定法】

（１）金属酸化物層の同定 ＪＥＯＬ製ＪＡＭＰ−１０Ｓ型のオージェ電子分光分析
装置にて、蒸着層の表面よりＡｒイオンエッチングしな
がら、酸素および金属元素分析を行なった。

【００２１】Ａｒイオンエッチング条件 加速電圧：３ｋＶ 試料電流：１×１０⁻⁶ Ａ エッチング速度：ＳｉＯ₂ 換算で１９０オングストロー
ム／ｍｉｎ 測定条件 加速電圧：３ｋＶ スリットＮｏ．：５ 試料電流：８×１０⁻⁸ Ａ 試料傾斜角度：７２度 ビーム径：１０μｍ

【００２２】（２）吸着した有機物の同定 オージェ電子分光分析装置による元素分析にて表層の炭
素元素を同定することによって確認した。また蒸着フィ
ルムのマージン部を除いた蒸着層部を切断し、溶媒にて
抽出した後、液体クロマトグラフにて同定、定量しても
よい。

【００２３】（３）表面抵抗測定 ＯＨＭ ＭＥＴＥＲ（東洋メタライジング（株）製）に
て測定した。

【００２４】（４）静電容量（Ｃ） ＬＣＲメータ（Ｔｙｐｅ ＡＧ−４３１１ ＬＣＲ Ｍ
ＥＴＥＲ、安藤電気（株）製）にて１ｋＨｚ、測定電圧
１Ｖで測定した。

【００２５】（５）恒温恒湿槽 ＰＬＡＴＩＮＯＵＳ ＲＡＩＮＢＯＷ ＰＲ−２Ｇ（タ
バイ・エスペック（株）製）を使用した。

【００２６】（６）水蒸気透過率 ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３／３０ＭＡ（ＭＯＣＯＮ社
製）にて測定した。

【００２７】

【実施例】

実施例１、比較例１ 厚さ６μｍのポリプロピレンフィルムに常法によって核
付金属としてＣｕを蒸着した後Ｚｎを約３５０オングス
トローム蒸着し、次いで同一真空蒸着機内にて真空度
１．３３Ｐａで、酸素ガスを４００ｌ／ｍｉｎ流しなが
ら、１次出力４ｋＷで発生させた酸素プラズマに該Ｚｎ
蒸着層を連続的にさらし、該Ｚｎ蒸着層の表層を酸化
し、Ｚｎ蒸着層上に酸化層を設けた。なおこの時のフィ
ルム走行度は５００ｍ／ｍｉｎである。

【００２８】次いで該酸化層上に同一真空蒸着機内で１
２０℃に加熱した容器よりジメチルポリシロキサンオイ
ル（商品名：ＳＨ２００、１０ＣＳ）を真空蒸着した。
なお実施例１における、核付蒸着、Ｚｎ蒸着、酸素プラ
ズマ処理、シリコーンオイル蒸着は図２に示した概略図
の装置内で全て連続的に行なわれた。

【００２９】比較例１として酸素プラズマの電源および
酸素ガス導入スイッチを切り、核付蒸着、Ｚｎ蒸着、シ
リコーンオイル蒸着したサンプルを作成した。

【００３０】これらのサンプルを蒸着後１日以内に５０
ｍｍ巾の細巾に切断した後、該細巾シートを６５℃、９
５％ＲＨの恒温恒湿槽に３時間放置後、放置前後の表面
抵抗値を測定し、表１の結果を得た。

【００３１】

【表１】 表１のように本発明品は極めて耐湿安定性があった。な
おフィルム表面を光学顕微鏡で観察したところ、粒状の
オイルの付着は認められず、オイルが酸化層に吸着され
ていることがわかった。

【００３２】実施例２、比較例２ 厚さ１．５μｍのポリエステルフィルムに常法でオイル
法によるマージンを形成しながらアルミニウムを約３０
０オングストローム蒸着後、同一真空蒸着機内で０．１
３３Ｐａで酸素ガスを２００ｍｌ／ｍｉｎ流しながら、
１次出力１ｋＷで発生した酸素プラズマに該Ａｌ蒸着層
を連続的にさらし、該Ａｌ蒸着表層に酸化層をもうけ、
次いで同じく同一真空蒸着機内で１７０℃に加熱した容
器よりポリメチルフェニルシロキサン（商品名ＳＨ７０
２）を該酸化層表面に蒸着した。フィルムの走行速度は
２００ｍ／ｍｉｎで行った。なお、酸素プラズマにさら
す際フィルムの裏面も同時にＣＯ₂ ガスのプラズマにさ
らし、ポリエステルフィルムの表面改質をして、コンデ
ンサ素子のフィルム間の密着性を高める工夫を施した。
また、実施例２は実施例１と同じように真空蒸着機内で
連続して行なわれた。

【００３３】比較例２として、酸素プラズマ、ＣＯ₂ プ
ラズマの電源、および各々のガス導入スイッチを切り、
アルミ蒸着層上にシリコーンオイルを蒸着した酸化物の
ないサンプルを作製した。

【００３４】各々の蒸着ロールを１日後２０ｍｍに切断
し、次いで巻回、プレス、メタリコン、端子付け、エポ
キシ樹脂による含浸、エポキシ樹脂による外装を施こ
し、１μＦのコンデンサを作成した。

【００３５】該コンデンサを８５℃、８５％ＲＨの恒温
恒湿槽に入れ、５０ＶＤＣの負荷をかけながら５００時
間放置後、放置前後の容量を測定し、容量変化（ΔＣ／
Ｃ）を求めた。その結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】 表２のごとく実施例２は耐湿性に優れていた。

【００３７】なお光学顕微鏡による観察では酸化層上に
オイルの粒子は認められず、オイルが酸化層に吸着され
ていることを確認できた。

【００３８】実施例３、比較例３ 厚さ１８μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムを真空
蒸着機内で、上室にてグロー放電にて表面を活性化した
後、続いて下室にて圧力５．３×１０⁻² Ｐａに真空度
を保持しながら、酸素ガス雰囲気中にてアルミニウムを
蒸着し、約１００オングストロームの光線透過率８２％
の透明な酸化アルミニウム層を形成した（なお、光線透
過率はフィルム込みの値である。）。さらに巻取り軸側
上室にて１００℃に加熱したオイル蒸発器よりジメチル
ポリシロキサンオイル（商品名：東レ・ダウコーニング
シリコーン（株）製ＳＨ２００、２０ＣＳ）を該酸化ア
ルミニウム層上に蒸着した。

【００３９】なお、比較例３としてジメチルポリシロキ
サンオイルを蒸着していない酸化アルミニウム蒸着層の
みの蒸着ロールを作成した。

【００４０】これらの蒸着ロールよりカットシートを切
り出し、ＳＴＡＲＭＡＲＫシート（住友スリーエム
（株）製）を蒸着面に貼り、４０℃、９０％ＲＨの条件
にて水蒸気透過率を測定し、表３の結果を得た。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】本発明の蒸着フィルムは有機物を吸着し
た金属酸化層を有しているため、有機物が金属酸化層へ
の水の吸着をおさえ、かつ金属酸化層が水、および酸素
を下層の金属層、あるいは金属酸化物層への拡散をさま
たげるため、高温、高湿のかこくな条件下でも腐食する
ことなく、耐湿性を向上させ、本来の機能を該高温、高
湿下でも保持できる。

【００４３】さらに本発明のフィルムを用いてコンデン
サを作成した場合コロナの発生をおそさえることができ
ることがわかった。これは有機物を吸着した金属酸化層
が高電界下での電子放出を抑制することによるものと考
えられる。

【００４４】また薄いフィルムを基材とした場合蒸着フ
ィルムがカールする現象が見られたが本発明の品ではそ
れが見られずコンデンサの素子巻き性が容易になる利点
も認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸着フィルムの断面形状の一例を示し
た概略図である。

【図２】本発明の蒸着フィルムを製造するための一方法
を示した概略図である。

【符号の説明】 １：有機物を吸着した金属酸化物層 ２：金属蒸着層または金属酸化物蒸着層 ３：高分子フィルム ４：真空蒸着機 ５：巻出しロール ６：オイルマージン形成装置 ７：冷却ドラム ８：蒸発源 ９：酸化層形成プラズマ電極 １０：有機物蒸着装置 １１：巻き取りロール １２：ガイドロール １３：上室と下室のしきり板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属蒸着層または金属酸化物蒸着層を有
   する高分子フィルムにおいて、該金属蒸着層または金属
   酸化物蒸着層上に、有機物を吸着した金属酸化物層を有
   することを特徴とする蒸着フィルム。
2. 【請求項２】 有機物が油であることを特徴とする請求
   項１に記載の蒸着フィルム。
3. 【請求項３】 油が反応性基を有する油であることを特
   徴とする請求項２に記載の蒸着フィルム。
4. 【請求項４】 反応性基を有する油がＨ基、エポキシ
   基、ＯＨ基、酸性基または塩基性基であることを特徴と
   する請求項３に記載の蒸着フィルム。
5. 【請求項５】 油がシリコーン油、鉱物油、フッ素系油
   ポリアルキルナフタレン油、ポリアルキルフタレート、
   ポリフェニルエーテル油、または石油留分であることを
   特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の蒸着
   フィルム。
6. 【請求項６】 金属蒸着層が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｎ
   の中から選ばれた１種もしくは２種以上の合金、または
   ２種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記
   載の蒸着フィルム。
7. 【請求項７】 金属酸化物蒸着層が、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃ
   ｕ、Ｓｎ、Ｓｉの中から選ばれた１種の金属の酸化物も
   しくは２種以上の合金の酸化物、または２種以上の金属
   混合物の酸化物からなることを特徴とする請求項１に記
   載の蒸着フィルム。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
   蒸着フィルムを用いてなることを特徴とするコンデン
   サ。
9. 【請求項９】 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の
   蒸着フィルムを用いてなることを特徴とする包装用袋。