JPH11229119A - 透明バリア性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性
等に優れ、更に、低コストで製造可能であり、例えば、
飲食品、医薬品、電子部品、化粧品、洗剤、その他等の
種々の物品の充填包装に適する包装用材料として有用な
透明バリア性フィルムを提供することである。 【解決手段】 透明性を有する高分子フィルムの少なく
とも一方の片面に、電子ビ−ム式物理気相成長法による
酸化アルミニウム蒸着薄膜を設けた蒸着フィルムからな
り、更に、上記の酸化アルミニウム蒸着薄膜が、その膜
厚の表面に向かって、その蒸着膜を構成するアルミニウ
ム元素：酸素元素の含有比を増加させてなることを特徴
とする透明バリア性フィルムに関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明バリア性フィ
ルムに関し、更に詳しくは、透明性、酸素ガスバリア
性、水蒸気バリア性等に優れ、例えば、飲食品、医薬
品、電子部品、化粧品、洗剤、その他等の種々の物品の
充填包装に適する包装用材料として有用な透明バリア性
フィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、飲食品等の物品を充填包装するに
適する包装用材料として有用なバリア性材料としては、
種々の形態のものが開発され、提案されているが、それ
らの一つとして、近年、プラスチックフィルムの少なく
とも一方の片面に、真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンプレ−ティング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ法）
を利用して、酸化ケイ素、あるいは、酸化アルミニウム
等の無機酸化物の蒸着薄膜を形成してなる透明バリア性
フィルム、あるいは、化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用
いて、酸化ケイ素の蒸着薄膜を形成してなる透明バリア
性フィルム等が注目されている。而して、上記のような
透明バリア性フィルムにおいては、その酸素ガスバリア
性等を向上させる技術として、例えば、基材フィルムと
してのプラスチックフィルムの表面に、予め、コロナ放
電処理、グロ−放電処理等を施すことにより表面を粗面
化したり、あるいは、ウレタン系のアンカ−コ−ト剤等
をコ−ティングして、基材フィルムとしてのプラスチッ
クフィルムと蒸着薄膜との密着性を良好にする方法等が
提案されている。更に、上記の透明バリア性フィルムに
おいては、印刷加工、あるいは、ラミネ−ト加工等の後
加工工程を経た後においても、機械的なストレス等によ
る酸素ガスバリア性等の劣化防止策として、酸化アルミ
ニウムの蒸着薄膜を形成後、その蒸着薄膜面に、高分子
材料を主成分として含むプライマ−組成物をコ−ティン
グして保護膜層を形成する方法等も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような透明バリア性フィルムにおいて、例えば、酸化ア
ルミニウムの蒸着薄膜を形成する場合には、原料である
アルミニウムを電子ビ−ム等を用いて加熱蒸発させ、発
生するアルミニウム蒸気に酸素ガス等を吹き込みながら
蒸着を行う反応性蒸着であることから、透明性を有し、
かつ、酸素ガスバリア性等に優れた透明バリア性フィル
ムを製造するための条件を見つけることが極めて困難な
ことである。例えば、透明性を向上させるために、蒸着
時のアルミニウムの酸化度を大きくすると、透明性は良
化するが、酸素ガスバリア性、特に、水蒸気バリア性が
劣化するという問題点がある。また、酸化アルミニウム
の蒸着薄膜を有する透明バリア性フィルムは、伸びに弱
く、約２％以上の伸度で酸化アルミニウムの蒸着薄膜に
クラックを発生するという問題点があり、いわゆる、後
加工等における機械加工適性に劣るという問題点を有す
るものである。更に、基材フィルムとしてのプラスチッ
クフィルムの表面に、予め、ウレタン系の有機アンカ−
コ−ト剤をコ−ティングした後、酸化アルミニウムの蒸
着薄膜を形成する場合には、アンカ−コ−ト剤によるコ
−ティング膜中に含まれている残留溶剤のため、蒸着中
の真空度が低下したり、あるいは、アンカ−コ−ト剤に
よるコ−ティング膜自体が柔らかいことから、そのコ−
ティング膜の表面において酸化アルミニウムの蒸着薄膜
が良好に成長せず、望ましい酸化アルミニウムの蒸着薄
膜を形成することが極めて困難であり、結果的に、酸素
ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れた酸化アルミニ
ウムの蒸着薄膜を有する透明バリア性フィルムを製造す
ることは困難であるという問題点がある。更にまた、上
記の酸化アルミニウムの蒸着薄膜面に、高分子材料を主
成分として含むプライマ−組成物をコ−ティングして保
護膜層を形成する方法は、コ−ティングすること自体に
おいて製造工程が増えることになり、コスト面において
問題点を有するものである。そこで本発明は、透明性、
酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れ、更に、低
コストで製造可能であり、例えば、飲食品、医薬品、電
子部品、化粧品、洗剤、その他等の種々の物品の充填包
装に適する包装用材料として有用な透明バリア性フィル
ムを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な問題点を解決すべく種々検討の結果、透明性を有する
高分子フィルムの少なくとも一方の片面に、電子ビ−ム
式物理気相成長法を用いて、酸化アルミニウムの蒸着薄
膜を設ける際に、該酸化アルミニウムの蒸着薄膜が、そ
の膜厚の表面に向かって、その蒸着膜を構成するアルミ
ニウム元素：酸素元素の含有比（アルミニウム元素含有
量／酸素元素含有量）を増加させて、すなわち、酸化ア
ルミニウムの蒸着薄膜中のアルミニウム元素含有率を、
その膜厚の表面に向かって高くしてなる酸化アルミニウ
ムの蒸着薄膜を形成して透明バリア性フィルムを製造し
たところ、酸化アルミニウムの蒸着薄膜自身の伸びに対
する強度が増大し、また、その蒸着薄膜表面の耐衝撃
性、濡れ性等が向上し、例えば、印刷加工、ラミネ−ト
加工、製袋加工等の後加工適性に優れて、それらの加工
時に酸化アルミニウムの蒸着薄膜にクラック等が発生す
ることを防止し、これにより、酸素ガスバリア性、水蒸
気バリア性等に優れていると共にその透明性にも優れ、
かつ、低コストで製造可能であり、例えば、飲食品、医
薬品、電子部品、化粧品、洗剤、その他等の種々の物品
の充填包装に適する包装用材料として有用な透明バリア
性フィルムを製造し得ることを見出して本発明を完成し
たものである。

【０００５】すなわち、本発明は、透明性を有する高分
子フィルムの少なくとも一方の片面に、電子ビ−ム式物
理気相成長法による酸化アルミニウム蒸着薄膜を設けた
蒸着フィルムからなり、更に、上記の酸化アルミニウム
蒸着薄膜が、その膜厚の表面に向かって、その蒸着膜を
構成するアルミニウム元素：酸素元素の含有比を増加さ
せてなることを特徴とする透明バリア性フィルムに関す
るものである。

【０００６】上記の本発明について以下に更に詳しく説
明する。まず、本発明にかかる透明バリア性フィルムの
製造法について説明すると、その製造法としては、基本
的には、酸化アルミニウム蒸着薄膜を形成し得る方法で
ればよく、例えば、アルミニウム金属等を使用し、これ
を蒸発させながら、酸素ガス等を供給し、真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理気
相成長法（物理蒸着法、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）によって、酸化
アルミニウム蒸着薄膜を形成し得る方法であればいずれ
の方法でもよいものである。上記において、蒸着原料の
加熱方式としては、例えば、エレクトロンビ−ム（Ｅ
Ｂ）方式、高周波誘導加熱方式、抵抗加熱方式等を用い
られる。

【０００７】而して、本発明において、本発明にかかる
透明バリア性フィルムの製造法について最も好ましい一
例を挙げて具体的に説明すると、図１は、電子ビ−ム方
式による酸化アルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り
式真空蒸着装置の構成の概要を示す概略的構成図であ
る。図１に示すように、巻き取り式真空蒸着装置１の真
空チャンバ−２の中で、巻き出しロ−ル３から透明性を
有する高分子フィルム４をガイドロ−ル５を介してコ−
ティングドラム６を経て蒸着チャンバ−７の中に繰り出
す。而して、上記の蒸着チャンバ−７内では、るつぼ８
の中に蒸着源としてのアルミニウム９を入れ、そして、
そのアルミニウム９の表面１０を、電子銃１１を用いて
発生させた電子ビ−ム１２で予めプログラム化された偏
向によって撃ち、アルミニウム９の表面１０からアルミ
ニウム９を蒸発させて、アルミニウム９の蒸気を発生さ
せる。次に、上記で発生したアルミニウム９の蒸気に、
予め、酸素ガスボンベ１３からガスパイプ１４を通して
酸素ガス供給口１５より酸素ガス等を供給しながら、該
アルミニウムの蒸気と酸素ガスとを反応させて酸化アル
ミニムを生成し、この生成した酸化アルミニウムを冷却
したコ−ティングドラム６上のコ−ティングゾ−ン１６
を通過する透明性を有する高分子フィルム４の上に、マ
スク１７、１７を介して蒸着、積層させて酸化アルミニ
ウム蒸着薄膜を成膜化する。次いで、上記で酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜を形成した透明性を有する高分子フィル
ム４を真空チャンバ−２内に送り出し、ガイドロ−ル５
´を介して巻き取りロ−ル１８に巻き取ることによっ
て、本発明にかかる透明バリア性フィルムをを製造する
ことができる。上記において、蒸着チャンバ−内の真空
度は、約１×１０^-5〜１×１０^-2Ｔｏｒｒ位であり、ま
た、ガスパイプからの導入される酸素ガス量は、アルミ
ニウムの蒸発量に応じて調整される。上記の例示は、そ
の一例であり、本発明はこれによって限定されるもので
はない。

【０００８】ところで、本発明において、上記のように
アルミニウムの蒸気と酸素ガスとの反応蒸着方法を用い
る場合、電子ビ−ムが蒸発材料であるアルミニムウの表
面を撃つ際の電子ビ−ムの照射位置が、生成する酸化ア
ルミニムウ蒸着薄膜の膜構造、すなわち、得られる酸化
アルミニウム蒸着薄膜がもつ酸素ガスバリア性、水蒸気
バリア性、後加工適性等の膜物性を決定する大きな要因
となるものである。本発明において、電子ビ−ムの照射
位置と、得られる酸化アルミニウム蒸着薄膜の膜物性と
の関係について、図２、図３および図４を用いて説明す
る。図２は、上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸
化アルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着
装置において、電子ビ−ムの照射位置が、酸素ガス供給
口の真下にある場合の構成の概要を示す概略的構成図で
あり、図３は、上記の図１に示す電子ビ−ム方式による
酸化アルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸
着装置において、電子ビ−ムの照射位置が、酸素ガス供
給口より電子銃側にある場合の構成の概要を示す概略的
構成図であり、図４は、上記の図１に示す電子ビ−ム方
式による酸化アルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り
式真空蒸着装置において、電子ビ−ムの照射位置が、酸
素ガス供給口より電子銃に対して奥側にある場合の構成
の概要を示す概略的構成図である。

【０００９】まず、本発明において、図２に示すよう
に、上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置１に
おいて、点線Ｌ₁ で示すように、電子ビ−ム１２の照射
位置Ｐ₁ が、酸素ガス供給口１５の位置Ｐ₂ の真下にあ
る場合には、得られる酸化アルミニウム蒸着薄膜は、そ
の厚さ方向（深さ方向）において、アルミニウム元素：
酸素元素との含有比が、基材フィルムとしての透明性を
有する高分子フィルムの界面付近と蒸着薄膜の最表面と
では、０．７〜０．９程度、中間層部分では、０．２〜
０．３程度である（図５参照）。而して、上記のような
膜構造からなる酸化アルミニウム蒸着薄膜は、透明性
は、十分であるが、水蒸気バリア性は、不十分であり、
また、後加工適性に関して、従来品と同様に劣るもので
ある。

【００１０】次に、本発明において、図３に示すよう
に、上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置１に
おいて、点線Ｌ₂ で示すように、電子ビ−ム１２の照射
位置Ｐ₁ が、酸素ガス供給口１５の位置Ｐ₂ より電子銃
１１側にある場合には、得られる酸化アルミニウム蒸着
薄膜は、その厚さ方向（深さ方向）において、アルミニ
ウム元素：酸素元素との含有比は、基材フィルムとして
の透明性を有する高分子フィルムの界面付近から蒸着薄
膜の最表面に向かって減少するものである（図６参
照）。これは、最表面に近づくに従って、酸素含有量が
多くなることを意味するものであり、これによって得ら
れる透明バリア性フィルムの透明性は、優れたものとな
るものである。しかし、反面に、酸化アルミニウム蒸着
薄膜の膜構造は、その膜中に余分な酸素を多く取り込ん
でいるために、多孔質構造となり、従って、酸素ガスバ
リア性、水蒸気バリア性等に劣るものとなり、また、後
加工適性においても、酸化アルミニウム蒸着薄膜の最表
面の酸化度合いが最も高くなるために、その膜が固くな
り、機械的ストレスにより蒸着薄膜にクラック等が発生
し易く、その結果、酸素ガババリア性、水蒸気バリア性
等の劣化を起こし易いものである。

【００１１】更に、本発明において、図４に示すよう
に、上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置１に
おいて、点線Ｌ₃ で示すように、電子ビ−ム１２の照射
位置Ｐ₁ が、酸素ガス供給口１５の位置Ｐ₂ より電子銃
１１に対して奥側にある場合には、得られる酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜は、その厚さ方向（深さ方向）におい
て、アルミニウム元素：酸素元素との含有比は、基材フ
ィルムとしての透明性を有する高分子フィルムの界面付
近から蒸着薄膜の最表面に向かって増加するものである
（図７参照）。これは、上記の図３に示す場合と逆であ
り、蒸着薄膜の最表面に近づくに従って、酸素含有量が
少なくなることを意味するものであり、得られる透明バ
リア性フィルムは、その透明性において、若干、劣る
が、逆に、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等に優れ
たものとなり、また、蒸着薄膜の最表面の耐衝撃性も向
上し、更に、後加工適性においても、最も優れているも
のである。

【００１２】なお、本発明において、上記の図２〜図４
に示す真空蒸着装置を使用して得た透明バリア性フィル
ムについて、酸化アルミニウム蒸着薄膜中のアルミニウ
ム元素と酸素元素との含有率をＸ線電子分光装置〔エス
カ、ＥＳＣＡ、英国、クラトス（ＫＲＡＴＯＳ）社製、
機種名、ＡＸＩＳ−ＨＳ型〕を用いて測定した。上記に
おいて、測定条件は、Ａｌ−Ｋα１（モノクロ化）を光
源とし、出力：１４８６．６ｅＶで行った。その結果を
図５〜図７に示すものである。而して、図５は、上記の
図２に示す真空蒸着装置を使用して得た透明バリア性フ
ィルムについて測定した結果を示すグラフであり、図６
は、上記の図３に示す真空蒸着装置を使用して得た透明
バリア性フィルムについて測定した結果を示すグラフで
あり、図７は、上記の図４に示す真空蒸着装置を使用し
て得た透明バリア性フィルムについて測定した結果を示
すグラフである。上記の測定結果は、上述のとおりであ
る。すなわち、図５に示すように、図２に示す真空蒸着
装置を使用して得た酸化アルミニウム蒸着薄膜は、その
厚さ方向（深さ方向）において、アルミニウム元素：酸
素元素との含有比が、基材フィルムとしての透明性を有
する高分子フィルムの界面付近と蒸着薄膜の最表面とで
は、０．７〜０．９程度、中間層部分では、０．２〜
０．３程度である（図５参照）。また、図６に示すよう
に、図３に示す真空蒸着装置を使用して得た酸化アルミ
ニウム蒸着薄膜は、その厚さ方向（深さ方向）におい
て、アルミニウム元素：酸素元素との含有比は、基材フ
ィルムとしての透明性を有する高分子フィルムの界面付
近から蒸着薄膜の最表面に向かって減少するものである
（図６参照）。更に、図７に示すように、図４に示す真
空蒸着装置を使用して得た酸化アルミニウム蒸着薄膜
は、その厚さ方向（深さ方向）において、アルミニウム
元素：酸素元素との含有比は、基材フィルムとしての透
明性を有する高分子フィルムの界面付近から蒸着薄膜の
最表面に向かって増加するものである（図７参照）。

【００１３】本発明においては、上記の図５〜図７から
明らかなように、上記のようにアルミニウムの蒸気と酸
素ガスとの反応蒸着方法を用いる場合、電子ビ−ムが蒸
発材料であるアルミニムウの表面を撃つ際の電子ビ−ム
の照射位置が、生成する酸化アルミニムウ蒸着薄膜の膜
構造、すなわち、得られる酸化アルミニウム蒸着薄膜が
もつ酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性、後加工適性等
の膜物性を決定する大きな要因となるものである。而し
て、本発明においては、上記の図４に示すように、上記
の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化アルミニウム蒸
着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置１において、
点線Ｌ₃ で示すように、電子ビ−ム１２の照射位置Ｐ₁
が、酸素吹き出し口１５の位置Ｐ₂ より電子銃１１に対
して奥側に位置し、この位置において、上記の図１に示
すように、るつぼ８中のアルミニウム９の表面１０を、
電子銃１１を用いて発生させた電子ビ−ム１２で撃ち、
その表面１０からアルミニウム９の蒸気を発生さし、次
に、上記で発生したアルミニウム９の蒸気に、予め、酸
素ガスボンベ１３からガスパイプ１４を通して酸素ガス
供給口１５より酸素ガス等を供給しながら、該アルミニ
ウムの蒸気と酸素ガスとを反応させて酸化アルミニムを
生成し、この生成した酸化アルミニウムを冷却したコ−
ティングドラム６上のコ−ティングゾ−ン１６を通過す
る透明性を有する高分子フィルム４の上に、マスク１
７、１７を介して蒸着、積層させて酸化アルミニウム蒸
着薄膜を成膜化して、透明バリア性フィルムを製造する
ことが望ましいものである。

【００１４】本発明において、上記のようにして製造さ
れる本発明にかかる透明バリア性フィルムは、上記の図
７に示すように、その酸化アルミニウム蒸着薄膜が、そ
の膜厚の表面に向かって、その蒸着膜を構成するアルミ
ニウム元素：酸素元素の含有比を増加してなることを特
徴とするものである。具体的には、酸化アルミニウム蒸
着薄膜が、式ＡｌＯ_x （ただし、式中、Ｘは、１〜１．
５の数を表す。）で表される酸化アルミニウム蒸着膜か
らなり、更に、酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するア
ルミニウム元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の
最表面層部分において、０．１〜９．０の範囲であるこ
とを特徴とする透明バリア性フィルムを製造することが
できるものである。本発明にかかる透明バリア性フィル
ムおいて、酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するアルミ
ニウム元素：酸素元素の含有比は、上記のように０．１
〜９．０の範囲であることが望ましいものであるが、更
に、酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するアルミニウム
元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の最表面層部
分において、０．３〜６．０の範囲であること、更には
また、酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するアルミニウ
ム元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の最表面層
部分において、０．６〜４．０の範囲であることからな
る透明バリア性フィルムあることが望ましいものであ
る。上記において、０．１以下では、酸素ガスバリア
性、水蒸気バリア性、後加工適性、等が共に不十分であ
り、また、９．０以上では、透明バリア性フィルムの透
明性を損なうことから好ましくないものである。

【００１５】上記のような製造法において、透明性を有
する高分子フィルムとしては、通常の包装用材料として
使用される無色透明な高分子フィルムを使用することが
でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレ−
ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂
フィルム、各種のナイロンフィルム等のポリアミド系樹
脂フィルム、ポリスチレン系樹脂フィルム、ポリカ−ボ
ネ−ト系樹脂フィルム、アセタ−ル系樹脂フィルム、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物フィルム、その
他等の各種の樹脂のフィルムないしシ−トを使用するこ
とができる。上記のような樹脂のフィルムないしシ−ト
としては、例えば、テンタ−方式あるいはチュ−ブラ−
方式等により２軸方向に延伸された２軸延伸フィルムな
いしシ−トであってもよく、また、その厚さとしては、
３〜２００μｍ位、更に好ましくは、５〜１００μｍ位
が望ましい。また、上記のような樹脂のフィルムないし
シ−トは、酸化アルミニウム蒸着薄膜との密着性等を良
くするために、公知の表面改質法であるコロナ放電処
理、プラズマ放電処理、あるいは、アンカ−コ−ト剤に
よるアンカ−コ−ト処理等を行うこともできる。

【００１６】上記のような製造法によって製造される本
発明にかかる透明バリア性フィルムＡは、図８の概略的
断面図に示すように、透明性を有する高分子フィルム４
の少なくとも一方の片面に、電子ビ−ム式物理気相成長
法による酸化アルミニウム蒸着薄膜２１を設けた蒸着フ
ィルムからなり、更に、上記の酸化アルミニウム蒸着薄
膜２１が、その膜厚の表面に向かって（深さ方向）、そ
の蒸着膜を構成するアルミニウム元素：酸素元素の含有
比を増加させてなることを特徴とするものである。上記
の本発明にかかる透明バリア性フィルムにおいて、酸化
アルミニウム蒸着薄膜の膜厚としては、５０〜２０００
Å位、更に好ましくは、１００〜１０００Å位が望まし
い。上記において、酸化アルミニウム蒸着薄膜の膜厚
が、５０Å未満であると、膜むらが生じ、十分な酸素ガ
スバリア性、水蒸気バリア性等を有する酸化アルミニウ
ム蒸着薄膜を製造することが困難であり、また、２００
０Å以上で成膜すると、酸化アルミニウム蒸着薄膜を形
成後、透明バリア性フィルムを巻き上げる段階等におい
て蒸着薄膜にマイクロクラック等が発生し易く、上記と
同様に、十分な酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等を
有する酸化アルミニウム蒸着薄膜を製造することが困難
となり好ましくないものである。

【００１７】本発明にかかる透明バリア性フィルムは、
透明性を有する高分子フィルムの少なくとも一方の片面
に、電子ビ−ム式物理気相成長法による酸化アルミニウ
ム蒸着薄膜を設けた蒸着フィルムからなり、更に、上記
の酸化アルミニウム蒸着薄膜が、その膜厚の表面に向か
って、その蒸着膜を構成するアルミニウム元素：酸素元
素の含有比を増加させてなること、すなわち、酸化アル
ミニウム蒸着薄膜中のアルミニウム元素の含有率を、そ
の膜表面に向かって高くすることにより、蒸着薄膜自身
の伸びに対する強度等を増大させるとともに蒸着薄膜表
面の耐クラック性を向上させることができ、これによ
り、従来の透明バリア性フィルムが有する印刷加工、ラ
ミネ−ト加工、製袋加工等の後加工適性を著しく改良す
ることができ、後加工時におけるクラック等の発生を防
止し、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等において極
めて優れているものである。また、本発明にかかる透明
バリア性フィルムは、その酸化アルミニウム蒸着薄膜
が、その膜厚の表面に向かって、その蒸着膜を構成する
アルミニウム元素：酸素元素の含有比を増加させてなる
こと、すなわち、酸化アルミニウム蒸着薄膜中のアルミ
ニウム元素の含有率を、その膜表面に向かって高くする
ことにより、蒸着薄膜表面の耐衝撃性が向上し、例え
ば、製造時にガイドロ−ル等に接触することにより、蒸
着薄膜の表面にマイクロクラック等の発生を抑制するこ
とができ、これにより、酸素ガスバリア性、水蒸気バリ
ア性等の劣化を防止し得るものである。更にまた、本発
明にかかる透明バリア性フィルムは、その酸化アルミニ
ウム蒸着薄膜が、その膜厚の表面に向かって、その蒸着
膜を構成するアルミニウム元素：酸素元素の含有比を増
加させてなること、すなわち、酸化アルミニウム蒸着薄
膜表面におけるアルミニウムの酸化度を小さくするこ
と、逆に、酸化アルミニウム蒸着薄膜の表面に向かって
アルミニウムの含有量を多くすることにより、蒸着薄膜
の濡れ性等が向上し、例えば、後加工における例えば、
印刷、ラミネ−ト等の適性（強度）等に優れ、酸素ガス
バリア性、水蒸気バリア性等の劣化を防止し得るもので
ある。

【００１８】上記のようにして製造した本発明にかかる
透明バリア性フィルムは、例えば、樹脂のフィルム、紙
基材、金属素材、合成紙、セロハン、その他等の包装用
容器を構成する包装用素材等と任意に組み合わせて、例
えば、ラミネ−トして種々の複合フィルムを製造し、種
々の物品を充填包装するに適した包装材料を製造可能と
するものである。上記の樹脂のフィルムとしては、具体
的には、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチ
レン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレ
ン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸
またはメタクリル酸共重合体、酸変性ポリオレフィン系
樹脂、メチルペンテンポリマ−、ポリブテン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化
ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアクリルニトリ
ル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ス
チレン共重合体（ＡＳ系樹脂）、アクリロニトリル−ブ
タジェン−スチレン共重合体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエ
ステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系
樹脂、ポリビニルアルコ−ル系樹脂、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体のケン化物、フッ素系樹脂、ジエン系樹
脂、ポリアセタ−ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ニト
ロセルロ−ス、その他等の公知の樹脂のフィルムないし
シ−トから任意に選択して使用することができる。本発
明において、上記のフィルムないしシ−トは、未延伸、
一軸ないし二軸方向に延伸されたもの等のいずれのもの
でも使用することができる。また、その厚さは、任意で
あるが、数μｍから３００μｍ位の範囲から選択して使
用することができる。更に、本発明においては、フィル
ムないしシ−トとしては、押し出し成膜、インフレ−シ
ョン成膜、コ−ティング膜等のいずれの性状の膜でもよ
い。また、上記において、紙基材としては、例えば、強
サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは純白ロ−ル
紙、クラフト紙、板紙、加工紙等の紙基材、その他等を
使用することができる。上記において、紙層を構成する
紙基材としては、坪量約８０〜６００ｇ／ｍ²位のも
の、好ましくは、坪量約１００〜４５０ｇ／ｍ² 位のも
のを使用することが望ましい。また、上記にといて、金
属素材としては、例えば、アルミニウム箔、あるいは、
アルミニウム蒸着膜を有する樹脂のフィルム等を使用す
ることができる。

【００１９】次に、上記の本発明において、上記のよう
な材料を使用して複合フィルムを製造する方法について
説明すると、かかる方法としては、通常の包装材料をラ
ミネ−トする方法、例えば、ウエットラミネ−ション
法、ドライラミネ−ション法、無溶剤型ドライラミネ−
ション法、押し出しラミネ−ション法、Ｔダイ押し出し
成形法、共押し出しラミネ−ション法、インフレ−ショ
ン法、共押し出しインフレ−ション法、その他等で行う
ことができる。而して、本発明においては、上記の積層
を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン
処理、フレ−ム処理、その他等の前処理をフィルムに施
すことができ、また、例えば、ポリエステル系、イソシ
アネ−ト系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポ
リブタジェン系、有機チタン系等のアンカ−コ−ティン
グ剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリ
エステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロ−
ス系、その他等のラミネ−ト用接着剤等の公知のアンカ
−コ−ト剤、接着剤等を使用することができる。

【００２０】次に、本発明において、上記のような複合
フィルムを使用して製袋ないし製函する方法について説
明すると、例えば、包装用容器がプラスチックフィルム
等からなる軟包装袋の場合、上記のような方法で製造し
た複合フィルムを使用し、その内層のヒ−トシ−ル性樹
脂層の面を対向させて、それを折り重ねるか、或いはそ
の二枚を重ね合わせ、更にその周辺端部をヒ−トシ−ル
してシ−ル部を設けて袋体を構成することができる。而
して、その製袋方法としては、上記の複合フィルムを、
その内層の面を対向させて折り曲げるか、あるいはその
二枚を重ね合わせ、更にその外周の周辺端部を、例え
ば、側面シ−ル型、二方シ−ル型、三方シ−ル型、四方
シ−ル型、封筒貼りシ−ル型、合掌貼りシ−ル型（ピロ
−シ−ル型）、ひだ付シ−ル型、平底シ−ル型、角底シ
−ル型、その他等のヒ−トシ−ル形態によりヒ−トシ−
ルして、本発明にかかる種々の形態の包装用容器を製造
することができる。その他、例えば、自立性包装袋（ス
タンディングパウチ）等も製造することが可能であり、
更に、本発明においては、上記の複合フィルムを使用し
てチュ−ブ容器等も製造することができる。上記におい
て、ヒ−トシ−ルの方法としては、例えば、バ−シ−
ル、回転ロ−ルシ−ル、ベルトシ−ル、インパルスシ−
ル、高周波シ−ル、超音波シ−ル等の公知の方法で行う
ことができる。なお、本発明においては、上記のような
包装用容器には、例えば、ワンピ−スタイプ、ツウ−ピ
−スタイプ、その他等の注出口、あるいは開閉用ジッパ
−等を任意に取り付けることができる。

【００２１】次にまた、包装用容器として、紙基材を含
む液体充填用紙容器の場合、例えば、積層材として、紙
基材を積層した複合フィルムを製造し、これから所望の
紙容器を製造するブランク板を製造し、しかる後該ブラ
ンク板を使用して胴部、底部、頭部等を製函して、例え
ば、ブリックタイプ、フラットタイプあるいはゲ−ベル
トップタイプの液体用紙容器等を製造することができ
る。また、その形状は、角形容器、丸形等の円筒状の紙
缶等のいずれのものでも製造することができる。

【００２２】本発明において、上記のようにして製造し
た包装用容器は、透明性、酸素、水蒸気等に対するガス
バリア性、耐衝撃性等に優れ、更に、ラミネ−ト加工、
印刷加工、製袋ないし製函加工等の後加工適性を有し、
また、バリア性膜としての蒸着薄膜の剥離を防止し、か
つ、その熱的クラックの発生を阻止し、その劣化を防止
して、バリア性膜として優れた耐性を発揮し、例えば、
飲食品、医薬品、洗剤、シャンプ−、オイル、歯磨き、
接着剤、粘着剤等の化学品ないし化粧品、その他等の種
々の物品の充填包装適性、保存適性等に優れているもの
である。

【００２３】

【実施例】上記の本発明について以下に実施例を挙げて
更に具体的に説明する。 実施例１ 厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムを巻き取り式真空蒸着装置（前述の図１参照）に
装着し、他方、蒸着材料である金属アルミニウムをセラ
ミック製るつぼに充填した後、コ−ティングチャンバ−
内の真空度を６×１０^-5Ｔｏｒｒまで排気した。次に、
電子銃から電子ビ−ムを発生させ、これを金属アルミニ
ウムの表面に照射して、その表面を加熱した。上記にお
いて、電子ビ−ムの照射位置は、酸素ガス供給口から金
属アルミニウム表面に下ろした垂線と金属アルミニウム
の表面との交点から電子銃と反対方向に約５ｃｍ位の所
となるにうにプログラムで設定した（前述の図４参
照）。次いで、金属アルミニウムの蒸発が始まったと同
時に２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルムの走
行を開始し、走行速度１０ｍ／ｓになったところでガス
パイプから酸素ガスを供給した。上記の酸素ガスの供給
量は、チャンバ−内の真空度と蒸着フィルムの紫外線透
過率のモニタ−を見ながら調整し、最終的には、真空度
２×１０^-4Ｔｏｒｒとし、紫外線透過率９５％（２軸延
伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルムを１００％に換
算）の条件で蒸着を行った。その結果、膜厚、２２０
Å、全光線透過率、９３％の透明酸化アルミニウム蒸着
フィルムを製造した。

【００２４】実施例２ 厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムを巻き取り式真空蒸着装置（前述の図１参照）に
装着し、他方、蒸着材料である金属アルミニウムをセラ
ミック製るつぼに充填した後、コ−ティングチャンバ−
内の真空度を６×１０^-5Ｔｏｒｒまで排気した。次に、
電子銃から電子ビ−ムを発生させ、これを金属アルミニ
ウムの表面に照射して、その表面を加熱した。上記にお
いて、電子ビ−ムの照射位置は、酸素ガス供給口から金
属アルミニウム表面に下ろした垂線と金属アルミニウム
の表面との交点から電子銃と反対方向に約８ｃｍ位の所
となるにうにプログラムで設定した（前述の図４参
照）。次いで、金属アルミニウムの蒸発が始まったと同
時に２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルムの走
行を開始し、走行速度１０ｍ／ｓになったところでガス
パイプから酸素ガスを供給した。上記の酸素ガスの供給
量は、チャンバ−内の真空度と蒸着フィルムの紫外線透
過率のモニタ−を見ながら調整し、最終的には、真空度
２×１０^-4Ｔｏｒｒとし、紫外線透過率９６％（２軸延
伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルムを１００％に換
算）の条件で蒸着を行った。その結果、膜厚、２２０
Å、全光線透過率、９４％の透明酸化アルミニウム蒸着
フィルムを製造した。

【００２５】比較例１ 厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムを巻き取り式真空蒸着装置（前述の図１参照）に
装着し、他方、蒸着材料である金属アルミニウムをセラ
ミック製るつぼに充填した後、コ−ティングチャンバ−
内の真空度を６×１０^-5Ｔｏｒｒまで排気した。次に、
電子銃から電子ビ−ムを発生させ、これを金属アルミニ
ウムの表面に照射して、その表面を加熱した。上記にお
いて、電子ビ−ムの照射位置は、酸素ガス供給口から金
属アルミニウム表面に下ろした垂線と金属アルミニウム
の表面との交点の所となるにうにプログラムで設定した
（前述の図２参照）。次いで、金属アルミニウムの蒸発
が始まったと同時に２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−
トフィルムの走行を開始し、走行速度１０ｍ／ｓになっ
たところでガスパイプから酸素ガスを供給した。上記の
酸素ガスの供給量は、チャンバ−内の真空度と蒸着フィ
ルムの紫外線透過率のモニタ−を見ながら調整し、最終
的には、真空度２×１０^-4Ｔｏｒｒとし、紫外線透過率
９５％（２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルム
を１００％に換算）の条件で蒸着を行った。その結果、
膜厚、２２０Å、全光線透過率、９３％の透明酸化アル
ミニウム蒸着フィルムを製造した。

【００２６】比較例２ 厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレ−トフ
ィルムを巻き取り式真空蒸着装置（前述の図１参照）に
装着し、他方、蒸着材料である金属アルミニウムをセラ
ミック製るつぼに充填した後、コ−ティングチャンバ−
内の真空度を６×１０^-5Ｔｏｒｒまで排気した。次に、
電子銃から電子ビ−ムを発生させ、これを金属アルミニ
ウムの表面に照射して、その表面を加熱した。上記にお
いて、電子ビ−ムの照射位置は、酸素ガス供給口から金
属アルミニウム表面に下ろした垂線と金属アルミニウム
の表面との交点から電子銃方向に約５ｃｍ位の所となる
にうにプログラムで設定した（前述の図３参照）。次い
で、金属アルミニウムの蒸発が始まったと同時に２軸延
伸ポリエチレンテレフタレ−トフィルムの走行を開始
し、走行速度１０ｍ／ｓになったところでガスパイプか
ら酸素ガスを供給した。上記の酸素ガスの供給量は、チ
ャンバ−内の真空度と蒸着フィルムの紫外線透過率のモ
ニタ−を見ながら調整し、最終的には、真空度２×１０
^-4Ｔｏｒｒとし、紫外線透過率９６％（２軸延伸ポリエ
チレンテレフタレ−トフィルムを１００％に換算）の条
件で蒸着を行った。その結果、膜厚、２２０Å、全光線
透過率、９４％の透明酸化アルミニウム蒸着フィルムを
製造した。

【００２７】実験例 上記の実施例１〜２、および、比較例１〜２で製造した
各透明酸化アルミニウム蒸着フィルムについて、下記の
デ−タを測定した。 （１）．ガスバリア性評価 これは、上記の実施例１〜２、および、比較例１〜２で
製造した各透明酸化アルミニウム蒸着フィルムについ
て、その酸素透過度と水蒸気透過度を測定することによ
り評価した。なお、酸素透過度は、温度２５℃、湿度９
０％ＲＨの条件で、米国、モコン（ＭＯＣＯＮ）社製の
測定機〔機種名、オクストラン（ＯＸ−ＴＲＡＮ）２／
２０〕にて測定した。また、水蒸気透過度は、温度３
７．８℃、湿度１００％ＲＨの条件で、米国、モコン
（ＭＯＣＯＮ）社製の測定機〔機種名、パ−マトラン
（ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ）３／３１〕にて測定した。 （２）．透明性評価 これは、上記の実施例１〜２、および、比較例１〜２で
製造した各透明酸化アルミニウム蒸着フィルムについ
て、ＪＩＳ Ｋ−７６１３の方法により全光線透過率を
測定して、その透明性を評価した。 （３）．ラミネ−ト適性評価 これは、上記の実施例１〜２、および、比較例１〜２で
製造した各透明酸化アルミニウム蒸着フィルムと厚さ２
５μｍの無延伸ポリプロピレンフィルムを２液硬化型ポ
リウレタン系接着剤を用いてドライラミネ−トし、次い
で、２４時間エ−ジング処理して複合フィルムを製造
し、これにより製造した複合フィルムについて、その酸
素透過度、水蒸気透過度、および、ラミネ−ト強度とを
測定することにより評価した。上記において、ドライラ
ミネ−トは、酸化アマミニウム蒸着薄膜面に、上記の接
着剤を塗工量４ｇ／ｍ² 位に塗工して接着剤層を形成
し、その接着剤層面に無延伸ポリプロピレンフィルムを
ドライラミネ−トした。なお、上記の酸素透過度と水蒸
気透過度の測定は、前述と同様にして測定し、また、ラ
ミネ−ト強度は、１５ｍｍ幅の短冊状にカットしたサン
プルを引っ張り試験機（株式会社オリエンテック製の引
っ張り試験機）に固定し、２００ｍｍ／ｍｉｎの引っ張
り速度で１８０°剥離による方法で測定した。 （４）．ゲルボ適性評価 これは、上記の実施例１〜２、および、比較例１〜２で
製造した各透明酸化アルミニウム蒸着フィルムについ
て、ＭＩＬ−Ｂ１３１Ｈ規格に準じて、ゲルボフレック
ステスタ−を用いて２５℃、５０％ＲＨの条件下で行っ
て、その酸素透過度と水蒸気透過度を測定することによ
り評価した。なお、上記の酸素透過度と水蒸気透過度の
測定は、前述と同様にして測定した。上記の評価結果に
ついて、下記の表１に示す。

【００２８】

【表１】 上記の表１において、酸素透過度は、ｃｃ／ｍ² ／ｄａ
ｙの単位であり、また、水蒸気透過度は、ｇ／ｍ² ／ｄ
ａｙの単位である。

【００２９】上記の結果より明らかなように、実施例１
〜２のものは、比較例１／３のものより優れた特性を有
することが確認できた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、透明性を有する高分子フィルムの少なくとも一方の
片面に、電子ビ−ム式物理気相成長法を用いて、酸化ア
ルミニウムの蒸着薄膜を設ける際に、該酸化アルミニウ
ムの蒸着薄膜が、その膜厚の表面に向かって、その蒸着
膜を構成するアルミニウム元素：酸素元素の含有比（ア
ルミニウム元素含有量／酸素元素含有量）を増加させ
て、すなわち、酸化アルミニウムの蒸着薄膜中のアルミ
ニウム元素含有率を、その膜厚の表面に向かって高くし
てなる酸化アルミニウムの蒸着薄膜を形成して透明バリ
ア性フィルムを製造して、酸化アルミニウムの蒸着薄膜
自身の伸びに対する強度が増大し、また、その蒸着薄膜
表面の耐衝撃性、濡れ性等が向上し、例えば、印刷加
工、ラミネ−ト加工、製袋加工等の後加工適性に優れ
て、それらの加工時に酸化アルミニウムの蒸着薄膜にク
ラック等が発生することを防止し、これにより、酸素ガ
スバリア性、水蒸気バリア性等に優れていると共にその
透明性にも優れ、かつ、低コストで製造可能であり、例
えば、飲食品、医薬品、電子部品、化粧品、洗剤、その
他等の種々の物品の充填包装に適する包装用材料として
有用な透明バリア性フィルムを製造し得るというもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子ビ−ム方式による酸化アルミニウム蒸着薄
膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置の構成の概要を示
す概略的構成図である。

【図２】上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化ア
ルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置
において、電子ビ−ムの照射位置が、酸素ガス供給口の
真下にある場合の構成の概要を示す概略的構成図であ
る。

【図３】上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化ア
ルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置
において、電子ビ−ムの照射位置が、酸素ガス供給口よ
り電子銃側にある場合の構成の概要を示す概略的構成図
である。

【図４】上記の図１に示す電子ビ−ム方式による酸化ア
ルミニウム蒸着薄膜を製造する巻き取り式真空蒸着装置
において、電子ビ−ムの照射位置が、酸素ガス供給口よ
り電子銃に対して奥側にある場合の構成の概要を示す概
略的構成図である。

【図５】上記の図２より得た透明バリア性フィルムにつ
いて測定した結果を示すグラフである。

【図６】上記の図３より得た透明バリア性フィルムにつ
いて測定した結果を示すグラフである。

【図７】上記の図４より得た透明バリア性フィルムにつ
いて測定した結果を示すグラフである。

【図８】本発明にかかる透明バリア性フィルムの層構成
を示す概略的断面図である。

【符号の説明】

１ 巻き取り式真空蒸着装置 ２ 真空チャンバ− ３ 巻き出しロ−ル ４ 透明性を有する高分子フィルム ５ ガイドロ−ル ５´ ガイドロ−ル ６ コ−ティングドラム ７ 蒸着チャンバ− ８ るつぼ ９ アルミニウム １０ アルミニウム９の表面 １１ 電子銃 １２ 電子ビ−ム １３ 酸素ガスボンベ １４ ガスパイプ １５ 酸素ガス供給口 １６ コ−ティングゾ−ン １７ マスク １８ 巻き取りロ−ル Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ 点線 Ｐ₁ 電子ビ−ム１２の照射位置 Ｐ₂ 酸素ガス供給口１５の位置 ２１ 酸化アルミニウム蒸着薄膜 Ａ 透明バリア性フィルム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明性を有する高分子フィルムの少なく
   とも一方の片面に、電子ビ−ム式物理気相成長法による
   酸化アルミニウム蒸着薄膜を設けた蒸着フィルムからな
   り、更に、上記の酸化アルミニウム蒸着薄膜が、その膜
   厚の表面に向かって、その蒸着膜を構成するアルミニウ
   ム元素：酸素元素の含有比を増加させてなることを特徴
   とする透明バリア性フィルム。
2. 【請求項２】 透明性を有する高分子フィルムが、ポリ
   アミド系樹脂フィルムまたはポリエステル系樹脂フィル
   ムであることを特徴とする上記の請求項１に記載する透
   明バリア性フィルム。
3. 【請求項３】 酸化アルミニウム蒸着薄膜が、式ＡｌＯ
   _x （ただし、式中、Ｘは、１〜１．５の数を表す。）で
   表される酸化アルミニウム蒸着膜からなることを特徴と
   する上記の請求項１または２に記載する透明バリア性フ
   ィルム。
4. 【請求項４】 酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するア
   ルミニウム元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の
   最表面層部分において、０．１〜９．０の範囲であるこ
   とを特徴とする上記の請求項１、２または３に記載する
   透明バリア性フィルム。
5. 【請求項５】 酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するア
   ルミニウム元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の
   最表面層部分において、０．３〜６．０の範囲であるこ
   とを特徴とする上記の請求項１、２、３または４に記載
   する透明バリア性フィルム。
6. 【請求項６】 酸化アルミニウム蒸着薄膜を構成するア
   ルミニウム元素：酸素元素の含有比が、蒸着膜の膜厚の
   最表面層部分において、０．６〜４．０の範囲であるこ
   とを特徴とする上記の請求項１、２、３、４または５に
   記載する透明バリア性フィルム。