JPH11170430A - ガスバリアー性フィルム - Google Patents

ガスバリアー性フィルム

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JPH11170430A
JPH11170430A JP36397297A JP36397297A JPH11170430A JP H11170430 A JPH11170430 A JP H11170430A JP 36397297 A JP36397297 A JP 36397297A JP 36397297 A JP36397297 A JP 36397297A JP H11170430 A JPH11170430 A JP H11170430A
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JP
Japan
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resin
gas barrier
oxide layer
barrier film
film according
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Pending
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JP36397297A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Teranishi
正芳 寺西
Hideo Watanabe
英男 渡辺
Masakazu Yamamoto
雅一 山本
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Toyo Metallizing Co Ltd
Original Assignee
Toyo Metallizing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】酸素および水蒸気に対するバリアー性に優れ、
かつ耐水密着性に優れたバリアー性フィルムを提供する
こと。 【解決手段】プラスチックフィルムの少なくとも片面に
金属酸化物層を設け、次に2液タイプの熱硬化型のポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂から
選ばれた樹脂/ガスバリアー性樹脂をこの順序で金属
酸化物層に含浸してなるガスバリアー性フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスバリアー性フィ
ルムに関し、特に水分介在時にプラスチックフィルムと
金属酸化物層間での剥離を防止したことを特徴とするガ
スバリアー性性に優れたフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスバリアーフィルムとして、プラスチ
ックフィルム上にアルミ等の金属蒸着や酸化アルミニウ
ムもしくは酸化ケイ素等の金属酸化物を真空系内で蒸着
したものが知られている。しかしアルミ箔、アルミ缶、
ビン詰とは異なり、ガスバリアー性を薄膜の蒸着層に依
存する蒸着フィルムにはバリアー性に限界がある。更な
るガスバリアー性改善の手段として、蒸着層上にポリビ
ニルアルコール等のバリアー性コーティング剤を塗工す
る方法が知られている。しかし、ポリビニルアルコール
等の水溶性塗料を蒸着層上に塗工した場合の問題点とし
て、耐水密着性に劣るという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、酸素および水蒸気に対するバリアー性に優れ、かつ
耐水密着性に優れたバリアー性フィルムを提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意検討の
結果、本発明は下記の発明によって工業的に有利に達成
された。
【0005】[1]プラスチックフィルムの少なくとも
片面に金属酸化物層を設け、次に2液タイプの熱硬化
型のポリエステル樹脂、ウレタン樹脂およびアクリル樹
脂から選ばれた樹脂/ガスバリアー性樹脂をこの順序
で金属酸化物層に含浸してなるガスバリアー性フィル
ム。
【0006】[2]金属酸化物層が酸化アルミニウムで
あることを特徴とする上記[1]記載のガスバリアー性
フィルム。
【0007】[3]樹脂の含浸量が、金属酸化物層の
厚みを1とした場合、プラスチックフィルムに直接樹脂
を塗工した場合固形分厚みとして0.01〜0.3に
なるような量であることを特徴とする上記[1]または
[2]に記載のガスバリアー性フィルム。
【0008】[4]ガスバリアー性樹脂が水溶性また
は水分散性であることを特徴とする上記[1]〜[3]
のいずれかに記載のガスバリアー性フィルム。
【0009】[5]ガスバリアー性樹脂がエチレン・
ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポ
リ塩化ビニリデンもしくはナイロンであることを特徴と
する上記[1]〜[4]の4いずれかに記載のガスバリ
アー性フィルム。
【0010】[6]ガスバリアー性樹脂がエチレン
・ビニルアルコール共重合体であり、エチレン含有量が
32モル%以上であることを特徴とする上記[5]記載
のガスバリアー性フィルム。
【0011】[7]ガスバリアー性樹脂がポリビニル
アルコールであり、鹸化度が87〜89モル%でありか
つ重合度が1700〜2400であることを特徴とする
上記[5]記載のガスバリアー性フィルム。
【0012】[8]ガスバリアー性樹脂がポリ塩化ビ
ニリデンであり、耐ブロッキング度が100℃以上でで
あることを特徴とする上記[5]記載のガスバリアー性
フィルム。
【0013】本発明の最大の特徴は、2液タイプの熱
硬化型のポリエステル樹脂、ウレタン樹脂およびアクリ
ル樹脂から選ばれた樹脂/ガスバリアー性樹脂をこの
順序で金属酸化物層に含浸させるという従来にない新規
な手段により酸素および水蒸気に対するバリアー性にす
ぐれ、かつ耐水密着性に優れたバリアー性フィルムを提
供し得たことである。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明において、プラスチックフ
ィルムは特に制限されないが、代表的な例としては、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリブチレン2.6ナフタレート、などのポリエス
テル。ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン。6ナイロン、12ナイロンなどのポリアミド、芳
香族ポリアミド、ポリイミドなどや、これらの重合体と
他の有機物との共重合体などからなるフィルムやシート
が挙げられる。前記重合体、共重合体には各種添加剤、
例えば帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤などが添加されて
いても問題ない。これらのフィルムの厚みに特に限定は
ないが、蒸着加工等の機械加工適性を考慮した場合6〜
100μm程度が望ましい。
【0015】金属酸化物層としては、アルミニウム、ケ
イ素、錫、亜鉛、銅などの酸化物が挙げられるが、ガス
バリアー性を考慮した場合、酸化アルミニウムまたはケ
イ素酸化物が望ましい。金属酸化物層の形成は、真空蒸
着法により行なうのが好ましい。真空蒸着法としては、
加熱蒸発法、スパッタリング、イオンプレーティング法
等の公知の手法がいずれも可能である。真空蒸着法は、
工業的には連続巻取式が通常採用されるが、枚葉式でも
良いことは勿論である。本発明において、金属酸化物層
である蒸着層の厚みは、必要特性において任意に設定可
能であるが、食品包装材料として使用する場合は、10
〜200nmの範囲に設定することが酸素および水蒸気
に対するバリアー性等の一般的必要特性や生産性を考慮
して望ましい。
【0016】含浸させる樹脂としては、アクリル樹
脂,ポリエステル樹脂、またはウレタン樹脂である必要
がある。かかる樹脂として、耐熱性を考慮して熱硬化タ
イプの使用が望ましい。含浸させる樹脂の含浸量は、
金属酸化物層の厚みを1とした場合、フィルムとした場
合0.01〜0.3の厚みの範囲になるような量である
必要があり、より好ましくは0.05〜0.2の厚みの
範囲になるような量の範囲である。この値が0.01未
満ではバリアー性樹脂の塗工・含浸後の耐水密着性が得
られず、また0.3以上の場合はバリアー性樹脂の塗工
・含浸によるバリアー性向上効果が小さい。すなわちバ
リアー性樹脂の塗工・含浸により理論値以上の酸素およ
び水蒸気に対するバリアー性(以下バリアー性という)
を有するためには、金属酸化物層にバリアー性樹脂が浸
透することが不可欠である。したがって、コート層によ
って金属酸化物層の微細な隙間を完全に埋めた場合、理
論値以上のバリアー性が得られないのである。
【0017】本発明において、ガスバリアー性樹脂と
は厚み10μmの膜にした場合、酸素透過率(単位cc
/m2・day)および水蒸気(単位cc/m2・da
y)の少なくとも一方が10以下である樹脂をいう。
【0018】かかるガスバリアー性樹脂は、通常水溶
性または水分散型の樹脂から選択するが、好適なものと
してはポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコ
ール共重合体、塩化ビニリデン、ナイロン等が挙げられ
る。ポリビニルアルコールはガスバリアー性および粘度
等を考慮して、鹸化度87〜89モル%かつ重合度17
00〜2400の範囲にあることが望ましい。エチレン
・ビニルアルコール共重合体は耐水性を考慮してエチレ
ン含有率32モル%以上が望ましい。ポリ塩化ビニリデ
ンは蒸着膜に対する酸の影響および耐熱性・加工適性を
考慮して、PH4以上かつ耐ブロッキング度100℃以
上であることが望ましい。
【0019】
【実施例】次に、実施例及び比較例によって本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。
【0020】尚、実施例における各特性値の測定は次の
測定機器を用いて行った。 (1)酸素透過率 MOCON社製 OX−TRAM SM (2)水蒸気透過率 〃 PERMATRAN TWIN (3)コーティング厚み(乾燥後) 日立(株)製透過型電子顕微鏡 H−600型 (4)ドライラミネート強度 ORIENTEC社製引張り試験機 T型剥離、引張速度50mm/分 (ウエットラミネート強度は同測定条件において、 剥離界面に綿棒を用いて水を付着) [実施例1]〜[実施例3]および[比較例1]〜[比
較例5] 東レ(株)製厚さ12μmのポリエチレンテレフタレー
トフィルムF65タイプ幅1000mm、長さ4000
mのロール状フィルムを巻取式真空蒸着装置に装着し
た。純度99.9%アルミニウムを高周波誘導加熱電源
に接続した蒸発器に充填し、真空容器を1×10-4To
rrに排気後、冷媒を通し−20℃に冷却した。ついで
高周波誘導加熱電源により、蒸発器を加熱しアルミニウ
ムを蒸発させながらフィルムを100m/分の速度で走
行させた。ついでガス流量制御装置により、巻取式真空
蒸着装置内のガス吹き出し口から純度99.9%の酸素
ガスを導入しながらフィルム上に酸化アルミ膜を全光線
透過率87%、厚み50nmの条件で設けた。
【0021】次に東洋モートン社製アンカーコート剤A
D503、同硬化剤CAT10を20:1の配合比で調
合し、酢酸エチルで希釈したものをグラビアコーターで
固形分厚み2.5nmの量で塗工した(樹脂)。次に
バリアー性樹脂として、旭化成工業(株)社製サラン
ラテックスL529をグラビアコーターを用いて、固形
分厚みが0.5μmになるような量塗工した。(バリア
ー性樹脂)しかる後に東レ合成(株)社製60μm無
延伸ポリプロピレンフィルムZK93と大日精化社製接
着剤E270、同硬化剤C26を用いて2μmの塗工厚
でドライラミネートしたものを実施例1(以下同構成と
いう)。同構成において、樹脂の塗工量を固形分厚み
が10nm、15nmになるようにしたのを実施例2、
3とした。同構成において、樹脂の塗工量を固形分厚
みが50nmになるようにしたのを比較例1とした。同
構成のガスバリアー性樹脂を樹脂上ではなく、非蒸
着面のポリエチレンテレフタレートフィルム側に設けた
ものを比較例2とした。同構成から樹脂を省いたもの
を比較例3とした。同構成から樹脂およびガスバリア
ー性樹脂を省いたものを比較例4とした。実施例2に
おいて、樹脂を酸化アルミナ層上ではなく、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム上(酸化アルミの下層)に
設けたものを比較例5とし、各評価結果を表1に示し
た。
【0022】
【表1】 尚、樹脂の固形分厚みとは、金属酸化物層を設けない
プラスチックフィルム基材上に塗工した場合の固形分の
厚みを意味する。
【0023】表1において、比較例1は樹脂の固形分
厚みが大きく結果、サランラテックス(ガスバリアー性
樹脂)塗工による含浸が行なわれなくなり、酸素およ
び水蒸気バリアー効果が損なわれる。これは、樹脂に
より、酸化アルミ層の微細な隙間を完全に埋めているた
め、サランラテックスを塗工しても酸化アルミ層の微細
な隙間にはいりこめず、理論値以上の酸素および水蒸気
バリアー効果が得られないためである。
【0024】実施例1と比較例2の比較から酸化アルミ
層上にサランラテックス(ガスバリアー性樹脂)を塗
工しない場合、理論値以上の酸素および水蒸気バリア効
果が得られない事がわかる。
【0025】比較例3より、樹脂を省いた場合、WE
T条件下でのラミネート強度が得られないことが判る。
これは、サランラテックスが酸化アルミ層の隙間を埋め
るだけではなく、ポリエチレンテレフタレートフィルム
側に透過するため、WET条件下では酸化アルミ層とポ
リエチレンテレフタレートフィルム間の密着力が著しく
低下するためである。尚、剥離界面解析は理学(株)社
製蛍光X線分析装置RIX−1000にて行った。
【0026】実施例1と比較例5の比較により、樹脂
は酸化アルミ層上に塗工なければ、WET条件化でのラ
ミネート強度が得られず、ポリエチレンテレフタレート
フィルムに直接樹脂を塗工しても、同効果は得られな
いことが判る。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属酸化
物層を有するプラスチックフィルムの金属酸化物層に
樹脂及びバリアー性樹脂を順次含浸させることによ
り、酸素および水蒸気に対するバリアー性に優れ、かつ
耐水密着性に優れたバリアー性フィルムが提供された。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラスチックフィルムの少なくとも片面に
    金属酸化物層を設け、次に2液タイプの熱硬化型のポ
    リエステル樹脂、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂から
    選ばれた樹脂/ガスバリアー性樹脂をこの順序で金属
    酸化物層に含浸してなるガスバリアー性フィルム。
  2. 【請求項2】金属酸化物層が酸化アルミニウムからなる
    ことを特徴とする請求項1記載のガスバリアー性フィル
    ム。
  3. 【請求項3】樹脂の含浸量が、金属酸化物層の厚みを
    1とした場合、プラスチックフィルムに直接樹脂を塗
    工した場合固形分厚みとして0.01〜0.3になるよ
    うな量であることを特徴とする請求項1または2に記載
    のガスバリアー性フィルム。
  4. 【請求項4】ガスバリアー性樹脂が水溶性または水分
    散性であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
    記載のガスバリアー性フィルム。
  5. 【請求項5】ガスバリアー性樹脂がエチレン・ビニル
    アルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ塩化
    ビニリデンもしくはナイロンであることを特徴とする請
    求項1〜4いずれかに記載のガスバリアー性フィルム。
  6. 【請求項6】ガスバリアー性樹脂がエチレン・ビニ
    ルアルコール共重合体であり、エチレン含有量が32モ
    ル%以上であることを特徴とする請求項5記載のガスバ
    リアー性フィルム。
  7. 【請求項7】ガスバリアー性樹脂がポリビニルアルコ
    ールであり、鹸化度が87〜89モル%でありかつ重合
    度が1700〜2400であることを特徴とする請求項
    5記載のガスバリアー性フィルム。
  8. 【請求項8】ガスバリアー性樹脂がポリ塩化ビニリデ
    ンであり、耐ブロッキング度が100℃以上でであるこ
    とを特徴とする請求項5記載のガスバリアー性フィル
    ム。
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