JPH10235777A - 薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルム - Google Patents
薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルムInfo
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- JPH10235777A JPH10235777A JP4361497A JP4361497A JPH10235777A JP H10235777 A JPH10235777 A JP H10235777A JP 4361497 A JP4361497 A JP 4361497A JP 4361497 A JP4361497 A JP 4361497A JP H10235777 A JPH10235777 A JP H10235777A
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- oxide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れ
た透明な薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルムを提
供する。をを使用したものより軽量で、液晶ディスプレ
イ製造の際にガラス基板プロセスを利用することが可能
で、耐衝撃性にも優れた透明導電性シートを提供する。 【解決手段】 二軸延伸ポリプロピレンフィルムの少な
くとも片面に無機酸化物から成る薄膜を形成した薄膜ガ
スバリア性ポリプロピレンフィルムにおいて、薄膜表面
の粗さＲｍｓが３．５ｎｍ以下であり、かつ、形成され
た薄膜を構成する粒子の平均粒径が２０ｎｍ以下である
ことを特徴とする薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィ
ルム。
た透明な薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルムを提
供する。をを使用したものより軽量で、液晶ディスプレ
イ製造の際にガラス基板プロセスを利用することが可能
で、耐衝撃性にも優れた透明導電性シートを提供する。 【解決手段】 二軸延伸ポリプロピレンフィルムの少な
くとも片面に無機酸化物から成る薄膜を形成した薄膜ガ
スバリア性ポリプロピレンフィルムにおいて、薄膜表面
の粗さＲｍｓが３．５ｎｍ以下であり、かつ、形成され
た薄膜を構成する粒子の平均粒径が２０ｎｍ以下である
ことを特徴とする薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィ
ルム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二軸延伸ポリプロ
ピレンフィルム上に無機酸化物の薄膜を形成してなる酸
素ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れた透明な薄膜
ガスバリア性ポリプロピレンフィルムに関する。
ピレンフィルム上に無機酸化物の薄膜を形成してなる酸
素ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れた透明な薄膜
ガスバリア性ポリプロピレンフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、プラスチックフィルムを基材
とし、その表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化珪素等の無機酸化物の薄膜を形成した薄膜ガス
バリア性フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断
を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等
の変質を防止するため包装用途に広く利用されている。
そして、かかる薄膜ガスバリア性フィルムに関し、ガス
バリア性の向上などを目的とした種々の改良検討がなさ
れており、例えば、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの
両面の濡れ張力及び片面の面粗さを規定したフィルム
（特開平４−２１６８２９）、珪素酸化物が基材のプラ
スチックフィルムの組織と混在させたフィルム（特開平
４−１１５９４０）、蒸着原料の比重及び平均粒径を規
定したフィルム（特開平６−５７４１７、特開平７−３
４２２４）などが提案されている。また、薄膜ガスバリ
ア性フィルムでの主に基材フィルムと薄膜との密着性改
良として、基材フィルムに樹脂コート又はアンカーコー
トをしたもの（特開平３−８６５３９、特開平３−２３
１８３８、特開平３−２７８９４６等）も多く提案され
ている。
とし、その表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化珪素等の無機酸化物の薄膜を形成した薄膜ガス
バリア性フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断
を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等
の変質を防止するため包装用途に広く利用されている。
そして、かかる薄膜ガスバリア性フィルムに関し、ガス
バリア性の向上などを目的とした種々の改良検討がなさ
れており、例えば、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの
両面の濡れ張力及び片面の面粗さを規定したフィルム
（特開平４−２１６８２９）、珪素酸化物が基材のプラ
スチックフィルムの組織と混在させたフィルム（特開平
４−１１５９４０）、蒸着原料の比重及び平均粒径を規
定したフィルム（特開平６−５７４１７、特開平７−３
４２２４）などが提案されている。また、薄膜ガスバリ
ア性フィルムでの主に基材フィルムと薄膜との密着性改
良として、基材フィルムに樹脂コート又はアンカーコー
トをしたもの（特開平３−８６５３９、特開平３−２３
１８３８、特開平３−２７８９４６等）も多く提案され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】薄膜ガスバリア性フィ
ルムにおける基材としては種々のプラスチックフィルム
が利用可能であるが、ポリプロピレンフィルムは、加工
性やガスバリア性の面で大きな問題がなく、かつ、安価
で汎用性のものとして最も有望な基材プラスチックフィ
ルムの一つと考えられる。しかしながら、従来のポリプ
ロピレンフィルムを用いた薄膜ガスバリア性フィルム
は、特異的に水蒸気バリア性は良いが、酸素ガスバリア
性は低い傾向にあるという問題がある。
ルムにおける基材としては種々のプラスチックフィルム
が利用可能であるが、ポリプロピレンフィルムは、加工
性やガスバリア性の面で大きな問題がなく、かつ、安価
で汎用性のものとして最も有望な基材プラスチックフィ
ルムの一つと考えられる。しかしながら、従来のポリプ
ロピレンフィルムを用いた薄膜ガスバリア性フィルム
は、特異的に水蒸気バリア性は良いが、酸素ガスバリア
性は低い傾向にあるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記問題点にに鑑み、水蒸気バリア性のみならず酸素ガ
スバリア性も良好である薄膜ガスバリア性ポリプロピレ
ンフィルムを提供することを目的として鋭意検討を行っ
た結果、該フィルムにおける特定物性がそのガスバリア
性能に大きな影響を与えていることを見いだし、本発明
に到達した。即ち、本発明は、二軸延伸ポリプロピレン
フィルムの少なくとも片面に無機酸化物から成る薄膜を
形成した薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルムにお
いて、薄膜表面の粗さＲｍｓが３．５ｎｍ以下であり、
かつ、形成された薄膜を構成する粒子の平均粒径が２０
ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜ガスバリア性ポリ
プロピレンフィルムに存する。
上記問題点にに鑑み、水蒸気バリア性のみならず酸素ガ
スバリア性も良好である薄膜ガスバリア性ポリプロピレ
ンフィルムを提供することを目的として鋭意検討を行っ
た結果、該フィルムにおける特定物性がそのガスバリア
性能に大きな影響を与えていることを見いだし、本発明
に到達した。即ち、本発明は、二軸延伸ポリプロピレン
フィルムの少なくとも片面に無機酸化物から成る薄膜を
形成した薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルムにお
いて、薄膜表面の粗さＲｍｓが３．５ｎｍ以下であり、
かつ、形成された薄膜を構成する粒子の平均粒径が２０
ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜ガスバリア性ポリ
プロピレンフィルムに存する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の薄膜ガスバリア性フィルムにおける基材フィル
ムのポリプロピレンフィルムの原料としては、プロピレ
ンの単独重合体以外に、プロピレンと他のα−オレフィ
ン（エチレン、ブテン等）の共重合体あるいはポリプロ
ピレンと他のα−オレフィン（エチレン、ブテン等）の
ブレンド物であって構わない。また、該原料中には、公
知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑
剤、滑剤、フィラー、着色剤等を添加することができ
る。
本発明の薄膜ガスバリア性フィルムにおける基材フィル
ムのポリプロピレンフィルムの原料としては、プロピレ
ンの単独重合体以外に、プロピレンと他のα−オレフィ
ン（エチレン、ブテン等）の共重合体あるいはポリプロ
ピレンと他のα−オレフィン（エチレン、ブテン等）の
ブレンド物であって構わない。また、該原料中には、公
知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑
剤、滑剤、フィラー、着色剤等を添加することができ
る。
【０００６】ポリプロピレンフィルムを二軸延伸する方
法としては、従来公知の一般的な方法が採用できる。例
えば、先ず、原料を押し出し機により溶融し、環状ダイ
やＴダイにより押し出して、急冷することにより実質的
に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造する。
その後、この未延伸フィルムをテンター式逐次二軸延
伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸
延伸などの方法により、フィルムの流れ（縦軸）方向及
びフィルムの流れ方向とそれに直角な（横軸）方向に延
伸することにより製造することができる。延伸倍率は、
適宜ポリプロピレン原料により選択することができる
が、通常、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ２〜１０倍
が好ましい。
法としては、従来公知の一般的な方法が採用できる。例
えば、先ず、原料を押し出し機により溶融し、環状ダイ
やＴダイにより押し出して、急冷することにより実質的
に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造する。
その後、この未延伸フィルムをテンター式逐次二軸延
伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸
延伸などの方法により、フィルムの流れ（縦軸）方向及
びフィルムの流れ方向とそれに直角な（横軸）方向に延
伸することにより製造することができる。延伸倍率は、
適宜ポリプロピレン原料により選択することができる
が、通常、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ２〜１０倍
が好ましい。
【０００７】二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さ
は、通常５〜５００μｍの範囲で選ぶことができるが、
機械強度と可撓性の点から１０〜１００μｍの範囲が好
ましい。該フィルムの幅や長さには、特に制限はなく、
適宜用途に応じて選択することができる。更に、該フィ
ルムには、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、
グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理等の従来公知の
方法による表面処理や、薄膜とフィルムとの密着性を向
上させるためにアンカーコート処理などを行うことがで
きる。かかる処理は、二軸延伸プロピレンフィルムの製
造途中又は製造された後の二次加工処理等により行うこ
とができる。
は、通常５〜５００μｍの範囲で選ぶことができるが、
機械強度と可撓性の点から１０〜１００μｍの範囲が好
ましい。該フィルムの幅や長さには、特に制限はなく、
適宜用途に応じて選択することができる。更に、該フィ
ルムには、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、
グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理等の従来公知の
方法による表面処理や、薄膜とフィルムとの密着性を向
上させるためにアンカーコート処理などを行うことがで
きる。かかる処理は、二軸延伸プロピレンフィルムの製
造途中又は製造された後の二次加工処理等により行うこ
とができる。
【０００８】アンカーコート処理によれば、薄膜とフィ
ルムとの密着性を向上させることができるが、その結果
として良好なガスバリア性が発現しやすくなるという点
でも望ましいといえる。アンカーコート層の厚さは、使
用する二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面凹凸に合
わせ、０．００５〜５μｍの範囲とするのが好ましい。
０．００５μｍ未満では、塗布むらが生じやすく、一
方、５μｍを越えると基材フィルムとアンカーコート層
との密着性が悪くなる傾向があるのであまり好ましくな
い。アンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イ
ソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチ
レンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ
樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂及びアルキ
ルチタネート等を単独あるいいは２種以上を併せて使用
することができる。また、これらには従来公知の添加剤
を加えることもできる。
ルムとの密着性を向上させることができるが、その結果
として良好なガスバリア性が発現しやすくなるという点
でも望ましいといえる。アンカーコート層の厚さは、使
用する二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面凹凸に合
わせ、０．００５〜５μｍの範囲とするのが好ましい。
０．００５μｍ未満では、塗布むらが生じやすく、一
方、５μｍを越えると基材フィルムとアンカーコート層
との密着性が悪くなる傾向があるのであまり好ましくな
い。アンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イ
ソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチ
レンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ
樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂及びアルキ
ルチタネート等を単独あるいいは２種以上を併せて使用
することができる。また、これらには従来公知の添加剤
を加えることもできる。
【０００９】一方、本発明の薄膜ガスバリア性フィルム
の薄膜層を形成する無機酸化物は、金属、非金属、亜金
属の酸化物であり、具体例としては、酸化アルミニウ
ム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化
カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化ク
ロム、珪素酸化物、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、
酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケ
ル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナ
ジウム、酸化バリウム等が挙げられるが、珪素酸化物、
酸化アルミニウムが、高度な酸素ガスバリア性、水蒸気
バリア性及び透明性とを兼ね備え、かつ、工業的に安価
であるので特に好ましい。かかる珪素酸化物、酸化アル
ミニウムは各々単独で使用してもよいし、混合物として
使用してもよい。なお、無機酸化物には、微量の金属、
非金属、亜金属単体やそれらの水酸化物、また、可撓性
を向上させるために適宜炭素又はフッ素が含まれていて
もよい。
の薄膜層を形成する無機酸化物は、金属、非金属、亜金
属の酸化物であり、具体例としては、酸化アルミニウ
ム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化
カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化ク
ロム、珪素酸化物、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、
酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケ
ル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナ
ジウム、酸化バリウム等が挙げられるが、珪素酸化物、
酸化アルミニウムが、高度な酸素ガスバリア性、水蒸気
バリア性及び透明性とを兼ね備え、かつ、工業的に安価
であるので特に好ましい。かかる珪素酸化物、酸化アル
ミニウムは各々単独で使用してもよいし、混合物として
使用してもよい。なお、無機酸化物には、微量の金属、
非金属、亜金属単体やそれらの水酸化物、また、可撓性
を向上させるために適宜炭素又はフッ素が含まれていて
もよい。
【００１０】本発明の薄膜ガスバリア性ポリプロピレン
フィルムは、以上の二軸延伸ポリプロピレンフィルムと
無機酸化物の薄膜とから成る。具体的には、二軸延伸ポ
リプロピレンフィルムの少なくとも片面に無機酸化物か
ら成る薄膜を形成し、その薄膜表面の粗さＲｍｓが３．
５ｎｍ以下、好ましくは２．５ｎｍ以下、特に好ましく
は２．０ｎｍ以下である。薄膜の表面粗さは、基材フィ
ルムの粗さと薄膜を形成する粒子の大きさ及び薄膜の厚
さ等の影響を受けると考えられるが、Ｒｍｓが３．５ｎ
ｍ以下であると概ね平坦な薄膜となり、これに対応して
フィルム全体としての酸素ガスバリア性及び水蒸気バリ
ア性が良好となる。
フィルムは、以上の二軸延伸ポリプロピレンフィルムと
無機酸化物の薄膜とから成る。具体的には、二軸延伸ポ
リプロピレンフィルムの少なくとも片面に無機酸化物か
ら成る薄膜を形成し、その薄膜表面の粗さＲｍｓが３．
５ｎｍ以下、好ましくは２．５ｎｍ以下、特に好ましく
は２．０ｎｍ以下である。薄膜の表面粗さは、基材フィ
ルムの粗さと薄膜を形成する粒子の大きさ及び薄膜の厚
さ等の影響を受けると考えられるが、Ｒｍｓが３．５ｎ
ｍ以下であると概ね平坦な薄膜となり、これに対応して
フィルム全体としての酸素ガスバリア性及び水蒸気バリ
ア性が良好となる。
【００１１】なお、ここでの薄膜表面の粗さは、通常市
販されている原子間力顕微鏡（以下「ＡＦＭ」とい
う。）により測定したＡＦＭ凹凸像を粗さ解析により求
めた粗さＲｍｓ（自乗平均平方根粗さ）の値である。Ａ
ＦＭとしては、ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ
社、セイコー電子工業社 Ｔｏｐｏｍｅｔｒｉｘ社等か
ら市販されている装置をそのまま使用することができ
る。この粗さＲｍｓの測定では、Ｑ．Ｚｏｎｇ，Ｄ．Ｉ
ｎｎｉｓ，Ｋ．Ｋｊｏｌｌｅｒ ａｎｄ Ｖ．Ｂ．Ｅｌ
ｉｎｇｓ、 Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．Ｌｅｔｔｅｒ，（１９
９３） Ｖｏｌ．２９０，ｐ６８８〜６９２に説明のあ
る共振モードに相当する測定モードが採用される。例え
ば、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の装
置ＮａｎｏＳｃｏｐｅ〓を使用した場合にはタッピング
モードで、また、セイコー電子工業社製ＳＰＩ３７００
を使用した場合にはダイナミックフォースモードで測定
を実施するとよい。
販されている原子間力顕微鏡（以下「ＡＦＭ」とい
う。）により測定したＡＦＭ凹凸像を粗さ解析により求
めた粗さＲｍｓ（自乗平均平方根粗さ）の値である。Ａ
ＦＭとしては、ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ
社、セイコー電子工業社 Ｔｏｐｏｍｅｔｒｉｘ社等か
ら市販されている装置をそのまま使用することができ
る。この粗さＲｍｓの測定では、Ｑ．Ｚｏｎｇ，Ｄ．Ｉ
ｎｎｉｓ，Ｋ．Ｋｊｏｌｌｅｒ ａｎｄ Ｖ．Ｂ．Ｅｌ
ｉｎｇｓ、 Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．Ｌｅｔｔｅｒ，（１９
９３） Ｖｏｌ．２９０，ｐ６８８〜６９２に説明のあ
る共振モードに相当する測定モードが採用される。例え
ば、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の装
置ＮａｎｏＳｃｏｐｅ〓を使用した場合にはタッピング
モードで、また、セイコー電子工業社製ＳＰＩ３７００
を使用した場合にはダイナミックフォースモードで測定
を実施するとよい。
【００１２】薄膜表面の粗さの測定では、薄膜ガスバリ
ア性フィルムの薄膜面を１μｍ×１μｍの面積を測定し
たＡＦＭ凹凸像についてフラット処理を行った後、粗さ
解析を行ってＲｍｓ粗さの値を求める。ここに、フラッ
ト処理とは、２次元データにつき、基準面に対して１
次、２次又は３次元の関数で傾きの補正を処理すること
をいい、粗さ解析により求めた粗さＲｍｓは以下の式
（１）により求めることができる。式（１）において、
Ｚｉ＝ｆ（ｘ，ｙ）で、ｘ，ｙの座標は０から５１１の
５１２点ずつ、即ち、Ｎ＝５１２ｘ５１２、約２５万点
での高さ（粗さ）の粗さＲｍｓである。
ア性フィルムの薄膜面を１μｍ×１μｍの面積を測定し
たＡＦＭ凹凸像についてフラット処理を行った後、粗さ
解析を行ってＲｍｓ粗さの値を求める。ここに、フラッ
ト処理とは、２次元データにつき、基準面に対して１
次、２次又は３次元の関数で傾きの補正を処理すること
をいい、粗さ解析により求めた粗さＲｍｓは以下の式
（１）により求めることができる。式（１）において、
Ｚｉ＝ｆ（ｘ，ｙ）で、ｘ，ｙの座標は０から５１１の
５１２点ずつ、即ち、Ｎ＝５１２ｘ５１２、約２５万点
での高さ（粗さ）の粗さＲｍｓである。
【００１３】
【数１】 −−−（１）
【００１４】また、本発明の薄膜ガスバリア性ポリプロ
ピレンフィルムでは、形成された薄膜を構成する粒子の
平均粒径が２０ｎｍ以下であることを要する。粒径が２
０ｎｍ以下になると酸素ガスバリア性及び水蒸気バリア
性が向上するが、その理由として、薄膜中で粒子が高密
度で充填し、また基材フィルムの表面凹凸を隙間なく効
率的に被覆できるようになるためと推定される。本発明
における薄膜の粒子の粒径とは、薄膜を形成する平均的
粒子の粒子径を意味するものであり、その下限は特に限
定はないが、平均粒径は小さいほど望ましく、好ましく
は１５ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下である。
なお、ここでの薄膜を構成する粒子の平均粒径とは、基
材の二軸延伸ポリプロピレンフィルム上に形成された薄
膜を構成する無機酸化物の各粒子の平均粒径を意味し、
蒸着前の無機粒子の平均粒径を意味するものではない。
ピレンフィルムでは、形成された薄膜を構成する粒子の
平均粒径が２０ｎｍ以下であることを要する。粒径が２
０ｎｍ以下になると酸素ガスバリア性及び水蒸気バリア
性が向上するが、その理由として、薄膜中で粒子が高密
度で充填し、また基材フィルムの表面凹凸を隙間なく効
率的に被覆できるようになるためと推定される。本発明
における薄膜の粒子の粒径とは、薄膜を形成する平均的
粒子の粒子径を意味するものであり、その下限は特に限
定はないが、平均粒径は小さいほど望ましく、好ましく
は１５ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下である。
なお、ここでの薄膜を構成する粒子の平均粒径とは、基
材の二軸延伸ポリプロピレンフィルム上に形成された薄
膜を構成する無機酸化物の各粒子の平均粒径を意味し、
蒸着前の無機粒子の平均粒径を意味するものではない。
【００１５】形成された薄膜の粒子の粒径は、前記の薄
膜表面の粗さを測定したと同様のＡＦＭ使用し、それに
より測定したＡＦＭ凹凸像を解析することにより得られ
る。例えば、ＡＦＭ凹凸像について、基材の二軸延伸ポ
リプロピレンフィルムに由来する大きな凹凸やうねりを
平滑化する処理として、ＡＦＭ置に付属のソフトウエア
であるローラーフィルター処理を行い、次いで、グレイ
ンサイズ解析を行って、平均グレインサイズ（ｎｍ2）
を求め、それと等価な円面積の半径（ｎｍ）を算出した
値を粒径とする。ここに、グレインとは、画像処理した
ＡＦＭ凹凸像の断面をある高さで区切って（スライスし
て）二値化したときに、島状になって現れる高い方の部
分を指し、スライスする高さはグレイン数が最大になる
高さを採用する。
膜表面の粗さを測定したと同様のＡＦＭ使用し、それに
より測定したＡＦＭ凹凸像を解析することにより得られ
る。例えば、ＡＦＭ凹凸像について、基材の二軸延伸ポ
リプロピレンフィルムに由来する大きな凹凸やうねりを
平滑化する処理として、ＡＦＭ置に付属のソフトウエア
であるローラーフィルター処理を行い、次いで、グレイ
ンサイズ解析を行って、平均グレインサイズ（ｎｍ2）
を求め、それと等価な円面積の半径（ｎｍ）を算出した
値を粒径とする。ここに、グレインとは、画像処理した
ＡＦＭ凹凸像の断面をある高さで区切って（スライスし
て）二値化したときに、島状になって現れる高い方の部
分を指し、スライスする高さはグレイン数が最大になる
高さを採用する。
【００１６】以上の本発明の薄膜ガスバリア性フィルム
の薄膜の厚さは特に制限はなく、無機酸化物の種類等に
よっても異なるが、酸素ガスバリア性及び水蒸気バリア
性、更には経済性を考慮すると、薄膜の厚さは１０〜５
０ｎｍが好ましい。更に高度な酸素ガスバリア性や水蒸
気バリア性を得るためには薄膜の厚さを厚くすればよい
が、薄膜の厚さが１０ｎｍ未満では薄膜が島状になって
薄膜が形成されない箇所が生ずる可能性があり均一な膜
が得られない傾向があるので余り好ましくない。
の薄膜の厚さは特に制限はなく、無機酸化物の種類等に
よっても異なるが、酸素ガスバリア性及び水蒸気バリア
性、更には経済性を考慮すると、薄膜の厚さは１０〜５
０ｎｍが好ましい。更に高度な酸素ガスバリア性や水蒸
気バリア性を得るためには薄膜の厚さを厚くすればよい
が、薄膜の厚さが１０ｎｍ未満では薄膜が島状になって
薄膜が形成されない箇所が生ずる可能性があり均一な膜
が得られない傾向があるので余り好ましくない。
【００１７】また、包材に用いる薄膜ガスバリア性フィ
ルムは一般に透明性が高いことが望まれる。この場合の
フィルムの全光線透過率は通常８５％以上、好ましくは
９０％以上のものが要求されるが、本発明の薄膜ガスバ
リア性フィルムは、薄膜の厚さを上記の１０〜５０ｎｍ
の範囲においてかかる基準を容易に満たすことができ
る。
ルムは一般に透明性が高いことが望まれる。この場合の
フィルムの全光線透過率は通常８５％以上、好ましくは
９０％以上のものが要求されるが、本発明の薄膜ガスバ
リア性フィルムは、薄膜の厚さを上記の１０〜５０ｎｍ
の範囲においてかかる基準を容易に満たすことができ
る。
【００１８】本発明の薄膜ガスバリア性フィルムにおい
て、基材の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに薄膜を形
成する方法としては、得られた薄膜ガスバリア性フィル
ムの薄膜表面の粗さＲｍｓが３．０ｎｍ以下、かつ薄膜
の粒子の粒径が２０ｎｍ以下になるように公知の蒸着方
法の条件を最適化すればよい。具体的な蒸着方法として
は、抵抗加熱法、高周波誘導加熱法、電子ビーム照射加
熱法又はレーザー加熱法による真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が採用で
きる。また、薄膜を形成する蒸着材料としては、金属単
体や無機酸化物又はそれらの混合物が使用でき、金属単
体の場合は、酸素ガスを導入することにより、形成され
た薄膜が無機酸化物となる。
て、基材の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに薄膜を形
成する方法としては、得られた薄膜ガスバリア性フィル
ムの薄膜表面の粗さＲｍｓが３．０ｎｍ以下、かつ薄膜
の粒子の粒径が２０ｎｍ以下になるように公知の蒸着方
法の条件を最適化すればよい。具体的な蒸着方法として
は、抵抗加熱法、高周波誘導加熱法、電子ビーム照射加
熱法又はレーザー加熱法による真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が採用で
きる。また、薄膜を形成する蒸着材料としては、金属単
体や無機酸化物又はそれらの混合物が使用でき、金属単
体の場合は、酸素ガスを導入することにより、形成され
た薄膜が無機酸化物となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の内容及び効果を実施例により
更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り以下の例に限定されるものではない。なお、以下の実
施例におけるフィルムの測定及び評価の方法は以下の通
りである。 ＜薄膜表面の粗さ（粗さＲｍｓ）＞原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）として、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
ｓ社製のＮａｎｏ Ｓｃｏｐｅ〓を使用し、タッピング
モードで、実施例及び比較例で得られた薄膜ガスバリア
性フィルムの薄膜面を１μｍ×１μｍの面積を測定した
ＡＦＭ凹凸像についてフラット処理を行った後、粗さ解
析を行ってＲｍｓ粗さを求めた。この際、測定に用いる
カンチレバーは、Ｎａｎｏ Ｐｒｏｂｅ製の磨耗や汚れ
のない状態のものを用いた。また、測定する箇所は、フ
ィルム中の滑剤やフィラー等による高さ数１０ｎｍの突
起及び深さ数１０ｎｍの窪みのない箇所とした。
更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り以下の例に限定されるものではない。なお、以下の実
施例におけるフィルムの測定及び評価の方法は以下の通
りである。 ＜薄膜表面の粗さ（粗さＲｍｓ）＞原子間力顕微鏡（Ａ
ＦＭ）として、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
ｓ社製のＮａｎｏ Ｓｃｏｐｅ〓を使用し、タッピング
モードで、実施例及び比較例で得られた薄膜ガスバリア
性フィルムの薄膜面を１μｍ×１μｍの面積を測定した
ＡＦＭ凹凸像についてフラット処理を行った後、粗さ解
析を行ってＲｍｓ粗さを求めた。この際、測定に用いる
カンチレバーは、Ｎａｎｏ Ｐｒｏｂｅ製の磨耗や汚れ
のない状態のものを用いた。また、測定する箇所は、フ
ィルム中の滑剤やフィラー等による高さ数１０ｎｍの突
起及び深さ数１０ｎｍの窪みのない箇所とした。
【００２０】＜薄膜を構成する粒子の平均粒径＞薄膜表
面の粗さと同様に測定したＡＦＭ凹凸像に対して、先
ず、基材の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに由来する
大きな凹凸やうねりを平滑化する処理として、同装置の
画像処理法の１つであるローラーフィルター処理を行っ
た。次いで、グレインサイズ解析を行って、平均グレイ
ンサイズ（ｎｍ2）を求め、それと等価な円面積の半径
（ｎｍ）を算出し、これを粒子の平均粒径とした。 ＜薄膜の厚さ＞実施例及び比較例により得られた薄膜ガ
スバリア性フィルムの断面を透過型電子顕微鏡（日立製
作所製、Ｈ−６００型）で観察し、薄膜の厚さを測定し
た。
面の粗さと同様に測定したＡＦＭ凹凸像に対して、先
ず、基材の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに由来する
大きな凹凸やうねりを平滑化する処理として、同装置の
画像処理法の１つであるローラーフィルター処理を行っ
た。次いで、グレインサイズ解析を行って、平均グレイ
ンサイズ（ｎｍ2）を求め、それと等価な円面積の半径
（ｎｍ）を算出し、これを粒子の平均粒径とした。 ＜薄膜の厚さ＞実施例及び比較例により得られた薄膜ガ
スバリア性フィルムの断面を透過型電子顕微鏡（日立製
作所製、Ｈ−６００型）で観察し、薄膜の厚さを測定し
た。
【００２１】＜酸素透過率＞ＡＳＴＭＤ−３９８５に準
拠して、酸素透過率測定装置（モダンコントロール社
製、ＯＸ−ＴＲＡＮ１００）を使用し、温度２５℃、相
対湿度９５％の条件下で測定した。 ＜水蒸気透過率＞水蒸気透過率測定装置（モダンコント
ロール社製、Ｐｅｒｍａｔｒａｎ−Ｗ１）を使用して、
温度４０℃、相対湿度９０％の条件下で測定した。 ＜透明性＞光度計（ＮＩＰＰＯＮ ＤＥＮＳＨＯＫＵ社
製ＮＤＨ−３００Ａ）により全光線透過率を測定した。
拠して、酸素透過率測定装置（モダンコントロール社
製、ＯＸ−ＴＲＡＮ１００）を使用し、温度２５℃、相
対湿度９５％の条件下で測定した。 ＜水蒸気透過率＞水蒸気透過率測定装置（モダンコント
ロール社製、Ｐｅｒｍａｔｒａｎ−Ｗ１）を使用して、
温度４０℃、相対湿度９０％の条件下で測定した。 ＜透明性＞光度計（ＮＩＰＰＯＮ ＤＥＮＳＨＯＫＵ社
製ＮＤＨ−３００Ａ）により全光線透過率を測定した。
【００２２】実施例１ 基材フィルムとして二軸延伸ポリプロピレンフィルム
（二村三昌（株）製ＦＯＫ、厚さ２０μｍ）を使用し、
そのコロナ処理面にイソシアネート化合物（日本ポリウ
レタン工業（株）製；コロネートＬ）と飽和ポリエステ
ル（東洋紡績（株）製、バイロン３００）を混合し、約
０．２μｍの厚さで塗布してアンカーコートを施し、こ
のアンカーコート面に、巻取り式真空蒸着装置を使用
し、蒸着材料としてＳｉＯ（住友シチックス（株）製）
を高周波誘導加熱方式で蒸発させ、圧力１ｘ１０-4Ｔｏ
ｒｒの条件下で、厚さ２５ｎｍの珪素酸化物の薄膜を形
成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄
膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。
（二村三昌（株）製ＦＯＫ、厚さ２０μｍ）を使用し、
そのコロナ処理面にイソシアネート化合物（日本ポリウ
レタン工業（株）製；コロネートＬ）と飽和ポリエステ
ル（東洋紡績（株）製、バイロン３００）を混合し、約
０．２μｍの厚さで塗布してアンカーコートを施し、こ
のアンカーコート面に、巻取り式真空蒸着装置を使用
し、蒸着材料としてＳｉＯ（住友シチックス（株）製）
を高周波誘導加熱方式で蒸発させ、圧力１ｘ１０-4Ｔｏ
ｒｒの条件下で、厚さ２５ｎｍの珪素酸化物の薄膜を形
成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄
膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。
【００２３】実施例２ 実施例１において、蒸着時の圧力を２ｘ１０-5Ｔｏｒｒ
に代えた他は同様な方法で珪素酸化物の薄膜を形成させ
た薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄膜ガス
バリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。 実施例３ 実施例１において、基材フィルムを２軸延伸ポリプロピ
レンフィルム（本州製紙（株）製ＰＹ−１０２、厚さ２
５μｍ）のコロナ面に、ジカルボン酸成分としてテレフ
タル酸９２モル％、ソジウムスルホイソフタル酸８モル
％、グリコール成分としてエチレングリコール７５モル
％、ジエチレングリコール２５モル％から成る水分散性
１００部と水１９００部から成る水性のコート剤を、厚
さ約０．１μｍで塗布したフィルムに代え、そのアンカ
ーコート面に薄膜形成した他は同様な方法で珪素酸化物
の薄膜を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得た。
得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１
に示す。
に代えた他は同様な方法で珪素酸化物の薄膜を形成させ
た薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄膜ガス
バリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。 実施例３ 実施例１において、基材フィルムを２軸延伸ポリプロピ
レンフィルム（本州製紙（株）製ＰＹ−１０２、厚さ２
５μｍ）のコロナ面に、ジカルボン酸成分としてテレフ
タル酸９２モル％、ソジウムスルホイソフタル酸８モル
％、グリコール成分としてエチレングリコール７５モル
％、ジエチレングリコール２５モル％から成る水分散性
１００部と水１９００部から成る水性のコート剤を、厚
さ約０．１μｍで塗布したフィルムに代え、そのアンカ
ーコート面に薄膜形成した他は同様な方法で珪素酸化物
の薄膜を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得た。
得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１
に示す。
【００２４】実施例４ 実施例２において、アンカーコート剤としてエチレン−
ビニルアルコール共重合体樹脂（日本合成化学工業
（株）製ソアノール３０Ｌ）を用いて、約０．５μｍの
厚さで塗布した他は同様な方法で珪素酸化物の薄膜が形
成された薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄
膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。 実施例５ 実施例１において、蒸着材料にＡｌ（三菱化学（株）
製）を用い、電子ビーム加熱方式で、酸素ガスを導入し
圧力２ｘ１０-4Ｔｏｒｒの条件で、厚さ２５ｎｍの酸化
アルミニウム薄膜を形成させた他は同様な方法で薄膜ガ
スバリア性フィルムを得た。得られた薄膜ガスバリア性
フィルムの物性結果を表−１に示す。
ビニルアルコール共重合体樹脂（日本合成化学工業
（株）製ソアノール３０Ｌ）を用いて、約０．５μｍの
厚さで塗布した他は同様な方法で珪素酸化物の薄膜が形
成された薄膜ガスバリア性フィルムを得た。得られた薄
膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表−１に示す。 実施例５ 実施例１において、蒸着材料にＡｌ（三菱化学（株）
製）を用い、電子ビーム加熱方式で、酸素ガスを導入し
圧力２ｘ１０-4Ｔｏｒｒの条件で、厚さ２５ｎｍの酸化
アルミニウム薄膜を形成させた他は同様な方法で薄膜ガ
スバリア性フィルムを得た。得られた薄膜ガスバリア性
フィルムの物性結果を表−１に示す。
【００２５】比較例１ 実施例１において、基材フィルムをアンカーコートを施
していない２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村三昌
（株）製ＦＯＫ、厚さ２０μｍ）に代え、フィルムのコ
ロナ処理面に薄膜形成を行った他は同様な方法で珪素酸
化物の薄膜を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得
た。得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表
−１に示す。
していない２軸延伸ポリプロピレンフィルム（二村三昌
（株）製ＦＯＫ、厚さ２０μｍ）に代え、フィルムのコ
ロナ処理面に薄膜形成を行った他は同様な方法で珪素酸
化物の薄膜を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得
た。得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表
−１に示す。
【００２６】比較例２ 実施例１において、メルトフローレート２．３ｇ／１０
分のポリプロピレン樹脂を２１０℃でＴダイ押し出し機
を使用して、溶融、押し出させ、６０℃のキャストロー
ルに密着急冷させた後、１３０℃でロール式延伸機にて
縦方向に５倍延伸し、一軸延伸フィルムを作製し、得ら
れたフィルムを数１０ｃｍ長さに切り取り、その片面に
実施例１で使用したアンカーコート剤を同様に塗布し、
卓上延伸機にて１５５℃で未延伸方向である横方向に５
倍延伸し、１６０℃で熱固定処理を行って作製した二軸
延伸ポリプロピレンフィルム使用した他は同様な方法で
珪素酸化物を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得
た。得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表
−１に示す
分のポリプロピレン樹脂を２１０℃でＴダイ押し出し機
を使用して、溶融、押し出させ、６０℃のキャストロー
ルに密着急冷させた後、１３０℃でロール式延伸機にて
縦方向に５倍延伸し、一軸延伸フィルムを作製し、得ら
れたフィルムを数１０ｃｍ長さに切り取り、その片面に
実施例１で使用したアンカーコート剤を同様に塗布し、
卓上延伸機にて１５５℃で未延伸方向である横方向に５
倍延伸し、１６０℃で熱固定処理を行って作製した二軸
延伸ポリプロピレンフィルム使用した他は同様な方法で
珪素酸化物を形成させた薄膜ガスバリア性フィルムを得
た。得られた薄膜ガスバリア性フィルムの物性結果を表
−１に示す
【００２７】
【表１】 注）上記表−１において、酸素透過率と水蒸気透過率の単位は(cc/m2・24hr ・ atm)である。
【００２８】
【発明の効果】本発明の薄膜ガスバリア性ポリプロピレ
ンフィルムは、水蒸気バリア性のみならず酸素ガスバリ
ア性も優れており、内容物が水分や酸素による変質を嫌
う食品、医薬品、薬品、香料などを密封する容器、包装
用途として様々な形態に加工して使用することができ
る。また、本発明の薄膜ガスバリア性フィルムは、他の
プラスチックフィルム、プラスチックシート、紙等と積
層して使用するなど種々の包装用品に応用できる。
ンフィルムは、水蒸気バリア性のみならず酸素ガスバリ
ア性も優れており、内容物が水分や酸素による変質を嫌
う食品、医薬品、薬品、香料などを密封する容器、包装
用途として様々な形態に加工して使用することができ
る。また、本発明の薄膜ガスバリア性フィルムは、他の
プラスチックフィルム、プラスチックシート、紙等と積
層して使用するなど種々の包装用品に応用できる。
Claims (7)
- 【請求項１】 二軸延伸ポリプロピレンフィルムの少な
くとも片面に無機酸化物から成る薄膜を形成した薄膜ガ
スバリア性ポリプロピレンフィルムにおいて、薄膜表面
の粗さＲｍｓが３．５ｎｍ以下であり、かつ、形成され
た薄膜を構成する粒子の平均粒径が２０ｎｍ以下である
ことを特徴とする薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィ
ルム。 - 【請求項２】 薄膜表面の粗さＲｍｓが２．５ｎｍ以下
であることを特徴とする請求項１の薄膜ガスバリア性ポ
リプロピレンフィルム。 - 【請求項３】 薄膜を構成する粒子の平均粒径が１５ｎ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２の薄膜ガ
スバリア性ポリプロピレンフィルム。 - 【請求項４】 薄膜の厚さが１０〜５０ｎｍであること
を特徴とする請求項１ないし３いずれかの薄膜ガスバリ
ア性ポリプロピレンフィルム。 - 【請求項５】 無機酸化物が珪素酸化物及び／又は酸化
アルミニウムであることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかの薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィル
ム。 - 【請求項６】 アンカーコート処理した二軸延伸ポリプ
ロピレンフィルム面に無機酸化物から成る薄膜が形成さ
れていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
の薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルム。 - 【請求項７】 全光線透過率が８５％以上であることを
特徴とする請求項１ないし６のいずれかの薄膜ガスバリ
ア性ポリプロピレンフィルム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04361497A JP3841507B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04361497A JP3841507B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10235777A true JPH10235777A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3841507B2 JP3841507B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=12668726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04361497A Expired - Lifetime JP3841507B2 (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 薄膜ガスバリア性ポリプロピレンフィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3841507B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002042559A (ja) * | 2000-05-19 | 2002-02-08 | Tdk Corp | 機能性膜 |
| JP2005196944A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-07-21 | Toray Ind Inc | 磁気記録媒体用支持体および磁気記録媒体 |
| JP2006096046A (ja) * | 2000-03-14 | 2006-04-13 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリアフィルム |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP04361497A patent/JP3841507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006096046A (ja) * | 2000-03-14 | 2006-04-13 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリアフィルム |
| JP2002042559A (ja) * | 2000-05-19 | 2002-02-08 | Tdk Corp | 機能性膜 |
| JP4678097B2 (ja) * | 2000-05-19 | 2011-04-27 | Ｔｄｋ株式会社 | 導電膜 |
| JP2005196944A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-07-21 | Toray Ind Inc | 磁気記録媒体用支持体および磁気記録媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3841507B2 (ja) | 2006-11-01 |
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