JPH0890706A

JPH0890706A - 蒸発防止積層体および蒸発防止方法

Info

Publication number: JPH0890706A
Application number: JP22766494A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Machida; 敏則町田; Kunihiko Ozaki; 邦彦尾崎
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】高分子材料に含まれる紫外線吸収剤、酸化防止
剤、帯電防止剤、染料などの物質の昇華，蒸発を低減す
る蒸発防止積層体および蒸発防止方法の提供。【構成】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材料の
表面に、真空薄膜形成技術によって、薄膜層を形成して
なる蒸発防止積層体、および昇華性または蒸発性材料を
含んだ高分子材料の表面に薄膜層を設けることにより、
昇華性または蒸発性材料の昇華または蒸発を防止するこ
とを特徴とする蒸発防止方法。【効果】本発明により、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯
電防止剤、染料等の昇華性または蒸発性材料を含んだ高
分子材料の、それぞれ紫外線吸収効果、酸化防止効果、
帯電防止効果、染料による着色効果の保持時間を延ばす
ことができるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、包装分野，容器分野，
建築分野，医療分野，農業分野，園芸分野，電気製品分
野に使用される、塗工，積層，練り込みなどの方法によ
り紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、染料等の昇
華性および蒸発性材料を含んだ高分子材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高分子材料の利用分野の広がりと
耐久性の要求と共に機能の付与を求められるようにな
り、プラスチック製品、ゴム製品、繊維製品、紙製品な
どに練り込み、塗工などの方法により紫外線吸収剤、酸
化防止剤、帯電防止剤、染料などの添加剤を含ませた工
業製品が製造されるように成ってきた。しかしながら、
それらの添加剤の多くは、熱線、可視光線、紫外線など
のエネルギーにより昇華，蒸発してしまう性質の物であ
るため、経時による、または屋外で与えられる光線や、
高温などの過酷な条件下では品質機能が劣化してしまい
耐久性に問題があった。これを防ぐには、その高分子材
料の表面から紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、
染料などの添加剤の昇華，蒸発を低減する必要が有る
が、現在の有機系高分子保護膜等では添加剤の昇華，蒸
発を低減等について満足な結果を出していない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高分
子材料に含まれる紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止
剤、染料などの物質の昇華，蒸発を低減する蒸発防止積
層体および昇華，蒸発を防止する蒸発防止方法の提供に
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、昇華性または
蒸発性材料を含んだ高分子材料の表面に、真空薄膜形成
技術によって、薄膜層を形成してなる蒸発防止積層体に
より達成される。さらに本発明は、昇華性または蒸発性
材料を含んだ高分子材料の表面に薄膜層を設けることに
より、昇華性または蒸発性材料の昇華または蒸発を防止
することを特徴とする蒸発防止方法により達成される。

【０００５】本発明において昇華性または蒸発性材料と
は、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、染料など
である。酸化防止剤としては、モノフェノール系酸化防
止剤，ビスフェノール系酸化防止剤，高分子型フェノー
ル系酸化防止剤，硫黄系酸化防止剤，リン系酸化防止剤
が挙げられる。紫外線吸収剤としては、サリチル酸系紫
外線吸収剤，ベンゾフェノン系紫外線吸収剤，ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤，シアノアクリレート系紫外
線吸収剤、紫外線安定剤，ヒンダードアミン系光安定剤
が挙げられる。帯電防止剤としては、非イオン系帯電防
止剤，アニオン系帯電防止剤，カチオン系帯電防止剤，
両性系帯電防止剤が挙げられる。染料としては、分散染
料，カチオン染料，塩基性染料，酸性染料，含金属染
料，反応染料，直接染料，硫化染料，硫化建染染料，建
染染料，可溶性建染染料，アゾイック染料，媒染染料，
酸性媒染染料，蛍光増白染料，複合染料，有機溶剤溶解
染料，ピグメントレジンカラー等が挙げられる。

【０００６】高分子材料としては、プラスチック，ゴ
ム，繊維，紙が挙げられる。本発明は、この中でも特に
プラスチックについて有効である。高分子材料に昇華性
または蒸発性材料を含ませる方法としては、塗工，積
層，練り込み等がある。本発明は、高分子材料に昇華性
または蒸発性材料を塗工，積層，練り込みの何れの場合
についても高い効果を示す。

【０００７】プラスチックとしては、ポリエチレンテレ
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，ポリエチレン，エチレン−
酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ），ポリプロピレン，
ポリアクリロニトリル，塩化ビニル，ナイロン，ポリカ
ーボネート，ポリステレン，フッ素樹脂，アクリル樹
脂，ポリウレタン，ポリブテン，ポリイミド，ポリメチ
ルペンテン，ポリフェニレンサルファイド，ポリエーテ
ルミド，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルサ
ルホン，ポリサルホン等が挙げられる。

【０００８】ゴムは天然ゴム，合成ゴムに大別され、合
成ゴムとしては、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ），ブタジエンゴム（ＢＲ），イソプレンゴム（Ｉ
Ｒ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），クロロプレ
ンゴム，ブチルゴム（ＩＩＲ），ウレタンゴム，シリコ
ーンゴム，多硫化ゴム，水素化ニトリルゴム，ポリエー
テル系特殊ゴム，フッ素ゴム，四フッ化エチレン・プロ
ピレンゴム，アクリルゴム，クロロスルホン化ポリエチ
レン，エピクロロヒドリンゴム，プロピレンオキサイド
ゴム，エチレンーアクリルゴム，ノルボルネンゴム，熱
可塑性エラストマー等が挙げられる。

【０００９】繊維としては、アクリル繊維，アセテート
繊維，銅アンモニア繊維，ナイロン，ポリエステル繊
維，ノボロイド繊維，ビスコースレーヨン，ビニリデン
繊維，ビニロン，フッ素繊維，プロミック繊維，不織
布，ポリアセタール繊維，ポリウレタン繊維，ポリエチ
レン繊維，ポリ塩化ビニル繊維，ポリクラール繊維，ポ
リノジック繊維，ポリプロピレン繊維等が挙げられる。
紙としてはコート紙，ノンコート紙が挙げられる。昇華
性または蒸発性材料を含んだ高分子材料には、接着性付
与のために予めコロナ処理やプラズマ処理、火炎処理し
ても構わない。また、予め界面活性剤系や高分子電解質
系等の有機系の易接着剤を塗工しても構わない。

【００１０】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料の形状としては、フィルム状，シート状や板状が特に
好ましいが、成形物や繊維状のものにも有効である。ま
た、高分子材料の厚さは、用途により種々である。当該
高分子材料の表面とは、高分子材料に表裏が有る場合に
は裏面に薄膜層を形成することも意味している。フィル
ム状やシート状の場合には、片面または両面に薄膜層を
形成する。

【００１１】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料の表面に形成する薄膜層は、けい素酸化物，アルミニ
ウム酸化物，マグネシウム酸化物，カルシウム酸化物，
バリウム酸化物，硼素酸化物，アルミニウム酸化物，イ
ンジウム酸化物，ゲルマニウム酸化物，錫酸化物，亜鉛
酸化物，チタン酸化物，ジルコニア酸化物，セシウム酸
化物等を必須成分とする。中でも、けい素酸化物を必須
成分とするものとアルミニウム酸化物を主成分とするも
のが好ましい。薄膜層がけい素酸化物を必須成分とする
場合は、バリヤー性（昇華・蒸発の遮断性）が向上す
る。けい素酸化物を必須成分とするものとしては、けい
素酸化物からなるものと、けい素酸化物と金属フッ化物
からなるものが挙げられる。薄膜層がけい素酸化物と金
属フッ化物からなる場合は、バリヤー性に加えて透明性
が向上する。

【００１２】けい素酸化物としてはＳｉＯ_X（Ｘ＝１．
０以上、２．０未満）で称される範囲内であれば特に限
定されず、ＳｉＯ，Ｓｉ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｏ₄等が含まれ
る。また、物性に悪影響のない範囲であれば、他の金属
酸化物を含んでも構わない。他の金属酸化物としては、
マグネシウム酸化物，けい素酸化物とマグネシウム酸化
物の共酸化物，カルシウム酸化物，バリウム酸化物，硼
素酸化物，アルミニウム酸化物，インジウム酸化物，ゲ
ルマニウム酸化物，錫酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化
物，ジルコニア酸化物，セシウム酸化物等が挙げられ
る。けい素酸化物に他の金属酸化物を併用する場合の組
成比は、けい素酸化物／他の金属酸化物＝９９．５〜８
０モル％／０．５モル％〜２０モル％程度である。

【００１３】金属フッ化物としては、フッ化マグネシウ
ム，フッ化カルシウム，フッ化ストロンチウム，フッ化
バリウム，フッ化リチウム，フッ化ナトリウム，フッ化
カリウム，フッ化セシウム，フッ化アルミニウムが挙げ
られ、この中でも特にフッ化マグネシウム，フッ化カル
シウムが好ましい。けい素酸化物／金属フッ化物の組成
比は、９９．５〜８０モル％／０．５〜２０モル％の範
囲が好ましく、特に９５〜９０モル％／５〜１０モル％
の範囲が好ましい。

【００１４】薄膜層がアルミニウム酸化物を主成分とす
る場合には、２０モル％以下の範囲で、けい素酸化物，
マグネシウム酸化物，カルシウム酸化物，バリウム酸化
物，硼素酸化物，インジウム酸化物，ゲルマニウム酸化
物，錫酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化物，ジルコニア
酸化物，セシウム酸化物等を副成分として含んでもよ
い。

【００１５】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料の表面に薄膜層を形成する真空薄膜形成技術として
は、真空蒸着，イオンプレーティング，スパッタリング
等の一般的にＰＶＤと呼称される方法やプラズマＣＶＤ
やマイクロウエーブＣＶＤの一般的にＣＶＤと呼称され
る方法が適用できる。真空蒸着の加熱方法としては、そ
の蒸着中にスプラッシュと呼称される蒸着飛沫が発生し
なければ、また支障なく取り除ける程度少なければ特に
制限はなく、高周波誘導加熱、抵抗加熱、電子線加熱な
どの従来公知の加熱方法を用いることができる。また、
ＰＶＤ方式としては、巻き取り連続方式，枚葉方式どち
らでもよい。真空蒸着の蒸発源としては一般的なルツボ
方式でもかまわないが、特開平１−２５２７６８号公報
に示される蒸発原料を連続的に供給排出する方式も適用
できる。

【００１６】薄膜層がけい素酸化物と金属フッ化物から
なる場合には、薄膜の状態になった時に、結果的にけい
素酸化物と金属フッ化物からなれば良く、薄膜の原料は
けい素酸化物，金属フッ化物，シリコン，有機けい素化
合物等の無機化合物や有機化合物の単独または混合物の
何れでも構わない。つまり、真空蒸着等の方法により、
けい素酸化物と金属フッ化物の混合物を原料とし直接昇
華性または蒸発性材料を含んだ高分子材料の表面に薄膜
層を形成させても、また金属または有機金属化合物のよ
うな金属を含む化合物を酸化またはフッ化させながら真
空蒸着し薄膜層としても、また金属フッ化物とけい素を
昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材料上に真空蒸
着により形成させ、後工程で蒸着層を酸化処理して薄膜
層としても構わない。酸化処理の方法としては昇華性ま
たは蒸発性材料を含んだ高分子材料の使用可能温度範囲
内で処理を行う方法なら特に限定されず、蒸着中の酸素
ガス導入法、放電処理法、酸素プラズマ法、熱酸化法等
があげられる。

【００１７】同様に、薄膜層がアルミニウム酸化物を主
成分とする場合には、薄膜の状態になった時にアルミニ
ウム酸化物になっていればよく、薄膜の原料はアルミニ
ウムでも酸化アルミニウムでも構わない。酸化処理の方
法としては、前記のものが適用できる。薄膜層の厚さ
は、使用する昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料に合わせて選定されるが、５０〜１５００オングスト
ロームが好ましい。さらに好ましくは１００〜１０００
オングストロームであり、３００〜６００オングストロ
ームが特に好ましい。また、薄膜層は、最終的に得られ
る層の必要機能が得られていれば、２重積層や多重積層
でもよく、異種類の化合物を積層しても構わない。

【００１８】本発明の蒸発防止積層体が高度なバリヤー
性（昇華，蒸発の遮断性）を有する理由を説明する。け
い素酸化物，アルミニウム酸化物などの金属酸化物を必
須成分とする薄膜層は、酸素分子や水分子に対し非常に
高度なバリヤー性を有し、なおかつ温度や湿度に対する
バリヤー性の変化が非常に少ない。紫外線吸収剤、酸化
防止剤、帯電防止剤、染料などの昇華性または蒸発性材
料は、分子量が酸素分子や水分子より格段に大きいた
め、酸素分子や水分子に対するバリヤー性に比べより高
度なバリヤー性をしめす。

【００１９】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はその要旨をこえない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。なお実施例で得ら
れた積層体の試験方法は以下のとおりである。効果持続性試験：ウエザーメーターを用い、５０時間暴
露後の紫外線吸収性，帯電防止性，染料の着色性が暴露
前に比べ劣化しているかどうか評価した。紫外線吸収性試験：分光光度計（日本分光社製「Ｕ−ｂ
ｅｓｔ３０」）を用い、３５０ｎｍの光線透過率を評価
した。帯電防止性試験：ＪＩＳ−Ｌ１０９４に準じ、帯電減衰
率を測定した。染料の着色性試験：目視にて比較評価した。

【００２０】〔実施例１〕厚さ１００μの二軸延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムの片面に、２−ヒドロ
キシ−４−メトキシベンゾフェノンを主成分とする紫外
線吸収剤を塗布した。紫外線吸収剤を塗布した上に、特
開平１−２５２７６８号公報に記載された蒸発原料を連
続的に供給排出する方式の抵抗加熱方式の真空蒸着装置
を用い、けい素と二酸化けい素の混合物（混合比５０モ
ル％：５０モル％）を１３５０℃で加熱真空蒸着した
（薄膜層の厚みは約６００オングストローム）。その時
の真空度は３×１０^-4ｔｏｒｒであった。

【００２１】〔実施例２〕厚さ２ｍｍのポリエチレン成
形物の片面に、カチオン系帯電防止剤（第４級アンモニ
ウムクロライド）を塗布した。帯電防止剤を塗布した上
に、加熱方式を電子線加熱方式に変更した以外は実施例
１と同様の真空蒸着装置を用い、一酸化けい素と酸化マ
グネシウムの混合物（混合比９８モル％：２モル％）を
１３００℃で加熱真空蒸着した（薄膜層の厚みは約３０
０オングストローム）。その時の真空度は４×１０^-4ｔ
ｏｒｒであった。

【００２２】〔実施例３〕イオンプレーティング装置を
用い、分散染料（チバ・カイギー社製「Ｔｅｒａｐｒｉ
ｎｔ」）により染色されたポリプロピレン繊維の片面
に、けい素，二酸化けい素，フォルステライト（ＳｉＯ
₂・２ＭｇＯ：二酸化けい素と酸化マグネシウムの共酸
化物），フッ化マグネシウムの混合物（混合比４２モル
％：４２モル％：４モル％：１２モル％）をイオンプレ
ーティングした（薄膜層の厚みは約２００オングストロ
ーム）。その時の真空度は３×１０^-4ｔｏｒｒであっ
た。

【００２３】〔実施例４〕１００μのポリプロピレンフ
ィルムの両面に、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾ
フェノンを主成分とする紫外線吸収剤を塗布した。紫外
線吸収剤を塗布した上に、スパッタリング装置を用い、
けい素，二酸化けい素，フッ化マグネシウム（混合比４
８モル％：４８モル％：４モル％）をスパッタリングし
た。（薄膜層の厚みは約８００オングストローム）。そ
の時の真空度は５×１０^-2ｔｏｒｒであった。

【００２４】〔実施例５〕実施例２と同様の真空蒸着装
置を用い、直接染料（三菱化成社製「Ｄｉｒｅｃｔ」）
を含む厚さ１ｍｍのノンコート紙の片面に、酸化アルミ
ニウムを加熱真空蒸着した（薄膜層の厚みは約１０００
オングストローム）。その時の真空度は４×１０^-4ｔｏ
ｒｒであった。

【００２５】〔比較例１〕実施例１で用いた２−ヒドロ
キシ−４−メトキシベンゾフェノンを主成分とする紫外
線吸収剤を塗布したポリエチレンテレフタレートフィル
ムに蒸着を全く行わず、そのまま評価した。〔比較例２〕実施例１で用いた２−ヒドロキシ−４−メ
トキシベンゾフェノンを主成分とする紫外線吸収剤を塗
布したポリエチレンテレフタレートフィルムの紫外線吸
収剤塗布表面に、ポリ塩化ビニリデンをさらに塗布し
た。

【００２６】実施例１〜５および比較例１〜２で得られ
た積層体ついて、効果持続性試験を行った。結果を表１
に示す。

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明により、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、帯電防止剤、染料等の昇華性または蒸発性材料を含
んだ高分子材料の、経時，熱線，可視光線，紫外線によ
る昇華性または蒸発性材料の昇華，蒸発を低減でき、そ
れぞれ紫外線吸収効果、酸化防止効果、帯電防止効果、
染料による着色効果の保持時間を延ばすことができるよ
うになった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料の表面に、真空薄膜形成技術によって、薄膜層を形成
してなる蒸発防止積層体。
【請求項２】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料が、シート状またはフィルム状である請求項１記載の
蒸発防止積層体。
【請求項３】薄膜層がけい素酸化物を必須成分とする請
求項１または２記載の蒸発防止積層体。
【請求項４】薄膜層がけい素酸化物と金属フッ化物から
なる請求項１ないし３記載の蒸発防止積層体。
【請求項５】薄膜層がアルミニウム酸化物を主成分とす
る請求項１または２記載の蒸発防止積層体。
【請求項６】昇華性または蒸発性材料を含んだ高分子材
料の表面に薄膜層を設けることにより、昇華性または蒸
発性材料の昇華または蒸発を防止することを特徴とする
蒸発防止方法。