JPH1128783A - Gas barrier film having selective light ray transmission properties - Google Patents
Gas barrier film having selective light ray transmission propertiesInfo
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- JPH1128783A JPH1128783A JP9183650A JP18365097A JPH1128783A JP H1128783 A JPH1128783 A JP H1128783A JP 9183650 A JP9183650 A JP 9183650A JP 18365097 A JP18365097 A JP 18365097A JP H1128783 A JPH1128783 A JP H1128783A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、食品包装、薬品包
装、電子部品の包装や保護等に使用されるガスバリアフ
ィルムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas barrier film used for food packaging, medicine packaging, electronic component packaging and protection, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、食品、薬品等は、酸素、湿気
などによる変質を防止するためにガス透過性の小さい材
料で包装されている。特に、レトルト食品の包装材料と
して、透明性を有しガスバリア性の優れたフィルムに対
する要求が高まりつつある。このようなフィルムを作成
する一般的な方法としては、エチレンビニルアルコール
共重合体等のガスバリア性の樹脂で単層のフィルムを作
成する方法や、ガスバリア性樹脂とガスバリア性のない
樹脂の共押し出し成形や、ラミネート成形により多層フ
ィルムを作成する方法がある。また、ガスバリア性のな
いプラスチックフィルムに酸化ケイ素、酸化アルミ等の
セラミックスやダイヤモンド状炭素膜を形成する方法、
表面に塩化ビニリデン等のガスバリア性樹脂等をコート
する方法などがある。これらの透明ガスバリアフィルム
は、中身が見える特長がある反面、光による食品、薬品
等の変質を防止することができない。2. Description of the Related Art Conventionally, foods, medicines, and the like have been packaged with materials having low gas permeability in order to prevent deterioration due to oxygen, moisture, and the like. In particular, there is an increasing demand for a film having excellent transparency and gas barrier properties as a packaging material for retort foods. As a general method for producing such a film, a method of producing a single-layer film with a gas-barrier resin such as an ethylene vinyl alcohol copolymer or a co-extrusion molding of a gas-barrier resin and a resin having no gas-barrier property is used. Alternatively, there is a method of forming a multilayer film by lamination molding. Also, a method of forming ceramics such as silicon oxide and aluminum oxide and a diamond-like carbon film on a plastic film having no gas barrier property,
There is a method of coating the surface with a gas barrier resin such as vinylidene chloride. Although these transparent gas barrier films have the feature of being able to see the contents, they cannot prevent deterioration of foods, medicines, and the like due to light.
【0003】一方、プラスチックフィルム上に、例えば
真空蒸着によりAl金属層を設けることによってガス透
過性が極めて低くなることが知られている。これはま
た、光を遮断するため、変質を効率よく抑制することが
できる。しかしながら、Al金属層を設けたフィルムは
透明性が悪い上に、電子レンジで使用できない。On the other hand, it is known that the gas permeability becomes extremely low by providing an Al metal layer on a plastic film, for example, by vacuum evaporation. This also blocks light, so that alteration can be efficiently suppressed. However, a film provided with an Al metal layer has poor transparency and cannot be used in a microwave oven.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は透明性を有し内
容物を見ることができるとともに、有害な紫外線や赤外
線を遮断し、ガスバリア性に優れたフィルムを提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object the purpose of being able to see the contents with transparency and to block harmful ultraviolet rays and infrared rays. An object of the present invention is to provide a film having excellent gas barrier properties.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は選択透過性を
有する多層積層体フィルムの少なくとも片面に、水素濃
度が50原子%以下で、かつ、酸素濃度が20原子%以
下であるダイヤモンド状炭素膜を積層することを特徴と
するガスバリアフィルムである。本発明でいう多層積層
体フィルムとは、異なる屈折率を有する樹脂をA/B/
A/B/A/B・・・のように多数積層したものであ
る。各層の厚さと層構成を適切に決めることにより選択
光線透過性、選択反射性等の機能をもつフィルムを作製
することができる。食品や薬品等を包装する目的では、
紫外線や赤外線を遮断するように層の厚さと構成を決め
ることが必要である。According to the present invention, a diamond-like carbon film having a hydrogen concentration of 50 atomic% or less and an oxygen concentration of 20 atomic% or less is provided on at least one surface of a multilayer laminate film having selective permeability. Are laminated on the gas barrier film. A resin having a different refractive index from A / B /
A large number such as A / B / A / B... By appropriately determining the thickness and layer configuration of each layer, a film having functions such as selective light transmittance and selective reflectivity can be produced. For the purpose of packaging foods and medicines,
It is necessary to determine the thickness and composition of the layer so as to block ultraviolet and infrared rays.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】多層積層体を製造するために使用
する樹脂としては、熱可塑性を有する樹脂であれば特に
制限がなく、結晶性のものでも非晶性のものでも使用で
きる。例えば、従来から日用品、雑貨、食品、錠剤薬品
等の包装材料等の成形材料として用いられている熱可塑
性樹脂であるポリオレフィン、ポリエステル、ナイロ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレー
トなどがあげられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin used for producing a multilayer laminate is not particularly limited as long as it is a resin having thermoplasticity, and it may be a crystalline resin or an amorphous resin. For example, polyolefin, polyester, nylon, polycarbonate, polystyrene, polyacrylate, etc., which are thermoplastic resins conventionally used as molding materials for packaging materials such as daily necessities, miscellaneous goods, foods, tablet medicines and the like can be mentioned.
【0007】本発明で使用する熱可塑性樹脂の具体例と
しては、一般式CH2=CHR(式中、Rは水素原子ま
たは炭素数1〜20のアルキル基を示す。)で表される
α−オレフィンの単独重合体または共重合体、より具体
的には高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレン等のポリエチレン、エチレン・1
−ブテン共重合体、エチレン・4−メチル−1−ペンテ
ン共重合体、エチレン・1−ヘキセン共重合体、ポリプ
ロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン
・1−ブテン共重合体、ポリ1−ブテン、1−ブテン・
4−メチル−1−ペンテン共重合体、ポリ4−メチル−
1−ペンテン、ポリ3−メチル−1−ブテンなどがあげ
られる。A specific example of the thermoplastic resin used in the present invention is an α-olefin represented by the general formula CH 2 = CHR (where R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). Homopolymers or copolymers, more specifically, polyethylene such as high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene;
-Butene copolymer, ethylene / 4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene / 1-hexene copolymer, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, propylene / 1-butene copolymer, poly-1-butene , 1-butene
4-methyl-1-pentene copolymer, poly-4-methyl-
Examples thereof include 1-pentene and poly-3-methyl-1-butene.
【0008】その他の熱可塑性樹脂としては、エチレン
・環状オレフィン共重合体、環状オレフィン開環重合体
または共重合体等の環状オレフィン系樹脂、エチレン・
酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体ま
たはその金属塩、ポリスチレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリメタクリ酸メチル、ポリ塩化メチル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹
脂、ポリカーボネート、ポリアクリレート、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
フェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリ
イミド、ポリフェニレンオキシドなどがあげられる。Other thermoplastic resins include cyclic olefin resins such as ethylene / cyclic olefin copolymers, cyclic olefin ring-opening polymers or copolymers, and ethylene / cyclic olefin resins.
Fluorine resin such as vinyl acetate copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer or its metal salt, polystyrene, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polymethyl chloride, polyvinylidene chloride, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, polyacrylate, polyethylene Examples include terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyimide, and polyphenylene oxide.
【0009】前記の熱可塑性樹脂としては1種単独で使
用することもできるし、2種以上の組成物として使用す
ることもできる。また、熱可塑性樹脂としては、AST
MD648で測定した低荷重の熱変形温度が60℃以
上、好ましくは70〜140℃であるものが実用上好ま
しい。The above-mentioned thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. As the thermoplastic resin, AST
It is practically preferable that the low-load heat deformation temperature measured by MD648 is 60 ° C. or more, preferably 70 to 140 ° C.
【0010】選択光線透過性の許容範囲を大きくするた
めには、各樹脂の屈折率差が大きい方が好ましい。すな
わち各樹脂の屈折率差は0.05以上が好ましく、より
好ましくは0.10以上、さらに好ましくは0.15以
上である。例えば、ポリエチレンテレフタレートおよび
ポリ4−メチル−1−ペンテンの屈折率は、それぞれ
1.66および1.46であり、屈折率差が0.2であ
るので好ましい組み合わせである。また、ポリカーボネ
ートおよびポリメタクリ酸メチルの屈折率は、それぞれ
1.58および1.49であり、屈折率差が0.09で
あるので好ましい。In order to increase the permissible range of the selective light transmittance, it is preferable that the difference in the refractive index of each resin is large. That is, the difference in the refractive index of each resin is preferably 0.05 or more, more preferably 0.10 or more, and even more preferably 0.15 or more. For example, the refractive indices of polyethylene terephthalate and poly-4-methyl-1-pentene are 1.66 and 1.46, respectively, and a preferable combination because the refractive index difference is 0.2. The refractive indices of polycarbonate and polymethyl methacrylate are 1.58 and 1.49, respectively, and the difference in refractive index is preferably 0.09, which is preferable.
【0011】上記の多層積層体を製造する方法として
は、例えば、多層Tダイ成形法、多層インフレーション
成形法、押し出しラミネーション成形等の共押し出し成
形法、ウェットまたはドライラミネーション成形法、多
層ブロー成形法、2色成形法、サンドイッチ成形法、ス
タンピング成形法など、一般的な多層積層体成形法を採
用して、異なる屈折率を有する2種類の樹脂を積層する
ことができる。これらの成形工程において第1の層と第
2の層の少なくとも2層からなる基礎積層体を成形し、
続いて分割工程において上記の基礎積層体を、長手方向
に平行であって、かつ積層界面に垂直な面で分割し、さ
らに次の積層工程において、分割工程で得られる分割積
層体を加熱状態下、界面に平行な面で積層して多層成形
体を形成することにより多層積層体を製造する。Examples of the method for producing the multilayer laminate include a multilayer T-die molding method, a multilayer inflation molding method, a co-extrusion molding method such as extrusion lamination molding, a wet or dry lamination molding method, a multilayer blow molding method, and the like. Two types of resins having different refractive indices can be laminated by employing a general multilayer laminate molding method such as a two-color molding method, a sandwich molding method, a stamping molding method, and the like. In these forming steps, a base laminate comprising at least two layers of a first layer and a second layer is formed,
Subsequently, in the dividing step, the above-described basic laminate is divided in a plane parallel to the longitudinal direction and perpendicular to the lamination interface, and in the next laminating step, the divided laminated body obtained in the dividing step is heated. A multilayer laminate is manufactured by forming a multilayer molded body by laminating on a plane parallel to the interface.
【0012】上記の方法において、成形工程、分割工程
および積層工程を1回以上、好ましくは2〜10回繰り
返す。このようにして得られた多層積層体は、延伸、圧
延などの二次加工をして、各層の厚さをさらに薄くする
ことができる。多層積層体の表面にダイヤモンド状炭素
膜を形成するためには、多層積層体の厚さは0.01〜
1mmにすることが好ましい。In the above method, the forming step, the dividing step and the laminating step are repeated one or more times, preferably 2 to 10 times. The multilayer laminate obtained in this way can be subjected to secondary processing such as stretching and rolling to further reduce the thickness of each layer. In order to form a diamond-like carbon film on the surface of the multilayer laminate, the thickness of the multilayer laminate is 0.01 to
Preferably, it is 1 mm.
【0013】本発明でいうダイヤモンド状炭素膜とは、
非晶質のダイヤモンドライクカーボンのことであり、ダ
イヤモンド、グラファイト、ポリマーの各構成成分を含
んでいる。このダイヤモンド状炭素膜は、これらの成分
の混合する割合で性質が異なり、高い硬度を有するダイ
ヤモンド状炭素膜であっても必ずしも、水蒸気や酸素等
のガスバリア層として働くわけではない。The diamond-like carbon film referred to in the present invention is:
Amorphous diamond-like carbon, which contains diamond, graphite, and polymer components. This diamond-like carbon film has different properties depending on the mixing ratio of these components, and even a diamond-like carbon film having high hardness does not always function as a gas barrier layer for water vapor, oxygen, and the like.
【0014】従来、ダイヤモンド状炭素膜の膜質は、そ
の水素濃度を指標として考えられてきた。即ち、水素濃
度が低くなれば、膜はダイヤモンドの性質をより呈し、
一方、水素濃度が高くなると、グラファイトまたはポリ
マーの性質を呈して膜の硬度が低下する。しかし、ダイ
ヤモンド状炭素膜のガスバリア性は、必ずしも膜の硬度
と対応関係にはない。また、ガスバリア性は、膜を構成
する原子同士のつながりが切れるサイトの濃度によって
決まるものと考えられるため、水素濃度の低減がガスバ
リアー性の向上に寄与するものと考えられてきた。Conventionally, the film quality of a diamond-like carbon film has been considered using its hydrogen concentration as an index. That is, the lower the hydrogen concentration, the more the film exhibits the properties of diamond,
On the other hand, when the hydrogen concentration increases, the hardness of the film decreases due to the properties of graphite or polymer. However, the gas barrier properties of a diamond-like carbon film do not always correspond to the hardness of the film. Further, since the gas barrier property is considered to be determined by the concentration of sites where the atoms constituting the film are disconnected, it has been considered that the reduction of the hydrogen concentration contributes to the improvement of the gas barrier property.
【0015】本発明者は、膜のガスバリアー性を改善す
るため、膜中の水素原子含有量の低減を検討してきた
が、得られる膜の透明性は必ずしも好ましいものではな
かった。そこで、膜内の水素濃度を増加させずに、この
膜の透明性を上げるための方法を検討したところ、驚く
べきことに、従来においてガスバリアー性を悪化させる
要因と考えられてきた酸素原子を、膜中で適度に含有さ
せることによって、膜のガスバリアー性を悪化させるこ
となく、透明性を上げる効果が得られることが分かっ
た。The present inventor has studied reduction of the hydrogen atom content in the film in order to improve the gas barrier properties of the film, but the transparency of the obtained film was not always preferable. Therefore, when a method for increasing the transparency of the film was examined without increasing the hydrogen concentration in the film, surprisingly, it was surprising that oxygen atoms, which had conventionally been considered to be a cause of deteriorating gas barrier properties, were changed. It has been found that the effect of increasing the transparency can be obtained without appropriately deteriorating the gas barrier properties of the film by appropriately adding it in the film.
【0016】すなわち、本発明の水蒸気や酸素等のバリ
ア層として働くダイヤモンド状炭素膜に含まれる水素濃
度は、50原子%以下であり、好ましくは45原子%以
下、さらに好ましくは40原子%以下で、かつ、膜中に
含まれる酸素濃度は、2〜20原子%であり、好ましく
は2〜15原子%、さらに好ましくは2〜10原子%、
特に好ましくは2〜5原子%である。That is, the concentration of hydrogen contained in the diamond-like carbon film acting as a barrier layer for water vapor or oxygen of the present invention is 50 atomic% or less, preferably 45 atomic% or less, more preferably 40 atomic% or less. And the concentration of oxygen contained in the film is 2 to 20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%, more preferably 2 to 10 atomic%,
Particularly preferably, it is 2 to 5 atomic%.
【0017】上記ダイヤモンド状炭素膜を形成するため
には、炭素と水素を含有する原料ガスが使用される。炭
素と水素を含有する原料ガスとしては、例えば、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等
のアルカン系ガス類;エチレン、プロピレン、ブテン、
ペンテン等のアルケン系ガス類、ペンタジエン、ブタジ
エン等のアルカジエン系ガス類;アセチレン、メチルア
セチレン等のアルキン系ガス類;ベンゼン、トルエン、
キシレン、インデン、ナフタレン、フェナントレン等の
芳香族炭化水素系ガス類;シクロプロパン、シクロヘキ
サン等のシクロアルケン系ガス類;メタノール、エタノ
ール等のアルコール系ガス類、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン系ガス類;メタナール、エタナール等
のアルデヒド系ガス類等が挙げられる。上記ガスは、単
独で使用されても良いし、二種以上が併用されても良
い。In order to form the diamond-like carbon film, a source gas containing carbon and hydrogen is used. Examples of the raw material gas containing carbon and hydrogen include alkane-based gases such as methane, ethane, propane, butane, pentane, and hexane; ethylene, propylene, butene,
Alkene-based gases such as pentene, alkane-based gases such as pentadiene and butadiene; alkyne-based gases such as acetylene and methylacetylene; benzene, toluene,
Aromatic hydrocarbon gases such as xylene, indene, naphthalene, and phenanthrene; cycloalkene gases such as cyclopropane and cyclohexane; alcohol gases such as methanol and ethanol; ketone gases such as acetone and methyl ethyl ketone; And aldehyde gases such as ethanal. The above gases may be used alone or in combination of two or more.
【0018】また、原料ガスとしては、上記炭素と水素
を含有する原料ガスと水素ガスとの混合ガス;一酸化炭
素ガス、二酸化炭素ガス等炭素と酸素のみから構成され
るガスと上記原料ガスとの混合ガス;一酸化炭素ガス、
二酸化炭素ガス等炭素と酸素のみから構成されるガスと
水素ガスとの混合ガス;一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガ
ス等炭素と酸素のみから構成されるガスと酸素ガス、水
蒸気との混合ガスなどが挙げられる。The raw material gas includes a mixed gas of the above-mentioned raw material gas containing carbon and hydrogen and a hydrogen gas; a gas composed of only carbon and oxygen such as carbon monoxide gas and carbon dioxide gas; Mixed gas of carbon monoxide gas,
A mixed gas of a gas composed of only carbon and oxygen such as carbon dioxide gas and hydrogen gas; a mixed gas of carbon monoxide gas, a gas composed of only carbon and oxygen such as carbon dioxide gas, an oxygen gas, and a water vapor No.
【0019】さらに、原料ガスとしては、上記炭素と水
素を含有する原料ガスと希ガスとの混合ガスが挙げられ
る。希ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キ
セノン等が挙げられ、これらは単独で使用されても良い
し、2種以上が併用されても良い。Further, examples of the raw material gas include a mixed gas of the above-mentioned raw material gas containing carbon and hydrogen and a rare gas. Examples of the rare gas include helium, argon, neon, and xenon, and these may be used alone or in combination of two or more.
【0020】上記混合ガス中における水素ガス、酸素ガ
ス、希ガスの混合量は、使用する装置の種類、混合ガス
の種類や成膜圧力条件等により変化する。従って、成膜
されたダイヤモンド状炭素膜に含まれる水素濃度が、5
0原子%以下、より好ましくは45原子%以下、さらに
好ましくは40%以下、かつ酸素原子が2〜20原子
%、好ましくは2〜15原子%、さらに好ましくは2〜
10原子%、特に好ましくは2〜5原子%となるように
それらの条件を調整する。The mixing amount of hydrogen gas, oxygen gas and rare gas in the above mixed gas varies depending on the type of equipment to be used, the type of mixed gas, the film forming pressure conditions, and the like. Therefore, the concentration of hydrogen contained in the formed diamond-like carbon film is 5
0 atomic% or less, more preferably 45 atomic% or less, still more preferably 40% or less, and 2 to 20 atomic% of oxygen atoms, preferably 2 to 15 atomic%, and more preferably 2 to
The conditions are adjusted so as to be 10 atomic%, particularly preferably 2 to 5 atomic%.
【0021】また、炭素源としては、黒鉛、ダイヤモン
ド等の炭素同位体の固体も使用可能であり、水素ガスや
希ガス雰囲気下のプラズマ中に設置して使用される。As a carbon source, solids of carbon isotopes such as graphite and diamond can also be used, and they are used by being installed in a plasma under an atmosphere of hydrogen gas or a rare gas.
【0022】上記原料ガスをプラズマによって励起する
手段としては、例えば、直流を印加してプラズマ分解す
る方法;高周波を印加してプラズマ分解する方法;マイ
クロ波放電によってプラズマ分解する方法;電子サイク
ロトロン共鳴によってプラズマ分解する方法;熱フィラ
メントによる加熱によって熱分解する方法等が挙げられ
る。これらの中では、直流プラズマを印加する方法は、
成膜基材が絶縁物であるプラスチックスフィルムの場合
には、プラズマが発生しないため、好ましくない。ま
た、熱フィラメント法を用いる場合には、フィラメント
を500℃以上と高温にしなければならないため、成膜
基材の耐熱性が低い場合には好ましくない場合がある。
マイクロ波プラズマ法や電子サイクロトロン共鳴によっ
てプラズマを分解する方法は、成膜速度が速く成膜温度
が低いので好ましい方法である。また、高周波プラズマ
を用いる方法は、大面積のフィルムに成膜する場合に好
ましい。Examples of means for exciting the raw material gas by plasma include: a method of applying a direct current to perform plasma decomposition; a method of applying a high frequency to perform plasma decomposition; a method of performing plasma decomposition by microwave discharge; A method of plasma decomposition; a method of thermal decomposition by heating with a hot filament, and the like. Among these, the method of applying DC plasma is:
If the film-forming substrate is a plastic film which is an insulator, plasma is not generated, which is not preferable. In addition, when the hot filament method is used, the filament must be heated to a high temperature of 500 ° C. or higher, which may not be preferable when the heat resistance of the film-forming substrate is low.
The microwave plasma method and the method of decomposing plasma by electron cyclotron resonance are preferable methods because the film formation speed is high and the film formation temperature is low. Further, a method using high-frequency plasma is preferable in the case of forming a film on a large-area film.
【0023】また、ダイヤモンド状炭素膜を形成する方
法としては、イオンビームスパッタリングやイオンプレ
ーティング法等の物理蒸着法があり、これらの方法を採
用してもよい。As a method for forming a diamond-like carbon film, there are physical vapor deposition methods such as ion beam sputtering and ion plating, and these methods may be employed.
【0024】上記のダイヤモンド状炭素膜の膜厚は必要
に応じて決定されるが、厚くなると基材フィルムとの密
着性が悪くなったり、膜応力により被覆基材が変形した
り、透明性が低下するため、0.5μm以下が好まし
く、さらに0.1μm以下が好ましく、特に0.05μ
m以下が好ましい。The thickness of the diamond-like carbon film is determined as necessary. However, if the film thickness is too large, the adhesion to the substrate film is deteriorated, the coated substrate is deformed by film stress, and the transparency is reduced. 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, particularly 0.05 μm
m or less is preferable.
【0025】多層積層体とダイヤモンド状炭素膜の密着
性を高めるために、必要に応じ、該基材表面を脱脂、脱
水するための洗浄等の清浄化処理、真空容器内で基材表
面にHe等の不活性ガスや酸素ガス等の活性ガスによる
プラズマ処理などの公知の処理を行っても良い。In order to enhance the adhesion between the multilayer laminate and the diamond-like carbon film, if necessary, a cleaning treatment such as cleaning for degreasing and dewatering the substrate surface, and a He surface on the substrate surface in a vacuum vessel. A known process such as a plasma process using an inert gas such as an inert gas or an active gas such as an oxygen gas may be performed.
【0026】以下、本発明の実施の形態を図面により説
明する。 <多層積層体の製造方法>図1は、多層積層体の製造方
法を示す斜視図である。図1において1は基礎積層体、
1a、1b、1c、1dは分割積層体、2は多層積層体
である。工程(1)において、第1の層Aおよび第2の
層Bからなる基礎積層体1をフィルム、シート、ブロッ
ク状に、加熱状態好ましくは溶融状態で長手方向に連続
に成形する。上記のような樹脂から溶融状態の基礎原料
体1を形成するには、例えば、共押出成形、あるいは共
射出成形などの方法を利用することができる。この工程
(1)では、基礎積層体1はその幅方向に広げられるこ
とが好ましい。このように成形された基礎積層体1は成
形ダイの内部で長手方向に連続的に工程(2)に供給さ
れる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. <Method of Manufacturing Multilayer Laminate> FIG. 1 is a perspective view showing a method of manufacturing a multilayer laminate. In FIG. 1, 1 is a base laminate,
Reference numerals 1a, 1b, 1c, and 1d denote divided laminates, and 2 denotes a multilayer laminate. In the step (1), the basic laminate 1 composed of the first layer A and the second layer B is formed into a film, sheet, or block shape continuously in a heated state, preferably in a molten state, in the longitudinal direction. In order to form the base material body 1 in a molten state from the resin as described above, for example, a method such as co-extrusion molding or co-injection molding can be used. In this step (1), it is preferable that the basic laminate 1 be expanded in the width direction. The base laminate 1 thus formed is supplied to the step (2) continuously in the longitudinal direction inside the forming die.
【0027】工程(1)において得られる基礎積層体1
の厚さは、通常100μm〜50mm程度、各層の厚さ
は50μm〜25mm程度であることが好ましい。次い
で工程(2)においては、上記工程(1)で得られた加
熱状態の基礎積層体1を、その長手方向に平行であっ
て、かつ積層界面に垂直な面で分割する。分割本数は、
通常2〜6程度である。また、基礎積層体1は、一度で
目的本数に分割されてもよいが、多段階に分けて、好ま
しくは逐次2分割して、望みの本数にまで分割すること
が望ましい。The basic laminate 1 obtained in the step (1)
Is usually about 100 μm to 50 mm, and the thickness of each layer is preferably about 50 μm to 25 mm. Next, in step (2), the basic laminate 1 in the heated state obtained in step (1) is divided along a plane parallel to the longitudinal direction and perpendicular to the lamination interface. The number of divisions is
Usually, it is about 2 to 6. Further, the basic laminate 1 may be divided into the target number at once, but it is desirable to divide it into multiple stages, preferably two successively, and to divide it into a desired number.
【0028】図1では、基礎積層体1が分割積層体1
a、1b、1c、1dに4分割された例を示す。具体的
には、工程(1)から供給された基礎積層体1は、ダイ
内で4分割された流路に供給されることにより4分割さ
れる。工程(2)においては、このように分割された各
分割積層体1aないし1dを、その長手方向を回転軸と
して捻転した後、各分割積層体の積層界面を互いに平行
に維持する。捻転の方向は分割積層体1aないし1dの
長手方向を回転軸とし、その軸のまわりのいずれの方向
でも良い。図1では、分割積層体1aないし1dがすべ
て同じ向きに90°捻転した例を示す。このように捻転
させた分割積層体1a〜1dは、それぞれの平面を互い
に平行にして、次工程(4)に供給される。In FIG. 1, the basic laminate 1 is a divided laminate 1
An example in which the image is divided into four parts a, 1b, 1c, and 1d is shown. Specifically, the base laminate 1 supplied from the step (1) is divided into four by being supplied to a channel divided into four in the die. In the step (2), after each of the divided laminated bodies 1a to 1d thus divided is twisted with its longitudinal direction as a rotation axis, the lamination interfaces of the divided laminated bodies are maintained parallel to each other. The direction of the torsion may be any direction around the axis with the longitudinal direction of the divided laminated bodies 1a to 1d as the rotation axis. FIG. 1 shows an example in which all of the divided laminated bodies 1a to 1d are twisted by 90 ° in the same direction. The twisted divided laminates 1a to 1d are supplied to the next step (4) with their respective planes parallel to each other.
【0029】工程(4)では、工程(3)より供給され
た各分割積層体1a〜1dの平行な面同士を重ね合わ
せ、積層一体化して多層積層体2を形成する。すなわ
ち、分割積層体1a〜1dの平行な面同士を溶融状態で
密着一体化して多層積層体2を形成する。In the step (4), the parallel surfaces of the divided laminated bodies 1a to 1d supplied from the step (3) are overlapped, laminated and integrated to form a multilayer laminated body 2. That is, the parallel surfaces of the divided laminated bodies 1a to 1d are closely adhered and integrated in a molten state to form the multilayer laminated body 2.
【0030】図2は工程(4)における好ましい形態を
示し、図2に示すようにこの工程(4)では、積層一体
化された多層積層体2は、捻転状態をもとの角度まで、
好ましくは水平方向までさらに捻転して、多層積層体2
をロール上で移動させることができるようにする。工程
(4)においては、多層積層体を、進行方向に従って厚
みが小さく、かつ幅が広くなるようなテーパーを有する
流路内を移動させるか、ロールで圧延することにより、
積層一体化直後よりもその厚さを減少させ、かつ幅方向
に広げる厚さ減少加工を行う。FIG. 2 shows a preferred embodiment in the step (4). As shown in FIG. 2, in this step (4), the multi-layered laminated body 2 which has been laminated and integrated is turned to the original angle in the twisted state.
Preferably, further twisted to the horizontal direction, the multilayer laminate 2
Can be moved on a roll. In the step (4), the multilayer laminate is moved in a flow path having a taper such that the thickness decreases in the traveling direction and increases in width, or is rolled by a roll.
Thickness reduction processing is performed to reduce the thickness and increase in the width direction as compared to immediately after lamination and integration.
【0031】本発明では、上記のような最終工程で得ら
れた積層構造体を、工程(1)の積層体として用い、各
工程(2)ないし(4)を少なくとも1回以上繰り返す
ことが好ましい。このようにして順次層数を増やし、最
終的には数百ないし数万層にまで多層化された積層構造
体を得ることができる。たとえば図1において、積層構
造体2を積層体1として用いて、工程(2)ないし
(4)を1回繰り返すことにより32層、2回繰り返す
ことにより128層、4回繰り返すことにより2048
層の積層構造体を得ることができる。このようにして得
られた多層積層体は、必要に応じてさらに延伸、圧延な
どの二次加工して、各層の厚さをさらに薄くすることが
できる。In the present invention, it is preferable that the laminated structure obtained in the final step as described above is used as a laminated body in the step (1), and each of the steps (2) to (4) is repeated at least once. . In this way, the number of layers is sequentially increased, and finally, a multilayer structure having a multilayer structure of several hundreds to tens of thousands of layers can be obtained. For example, in FIG. 1, using the laminated structure 2 as the laminated body 1, the steps (2) to (4) are repeated once, 32 layers are repeated twice, 128 layers are repeated, and 2048 is repeated four times.
A layered structure of layers can be obtained. The multilayer laminate obtained in this manner can be further subjected to secondary processing such as stretching or rolling as necessary, to further reduce the thickness of each layer.
【0032】上記のような本発明に係わる積層構造体の
製造方法の特に好ましい形態を図3および図4に示す。
各工程は、図1と同様にダイ中の流路を通過する加熱状
態の多層樹脂流について説明され、図3、4はこの樹脂
流の模式的平面図、側面図を示す。図3および図4にお
いて、ダイ内の各流路ポイントからは上記工程
(1)に、ポイントからは上記工程(2)に、ポイ
ントからは上記工程(3)に、ポイントからは
上記工程(4)に対応している。FIGS. 3 and 4 show a particularly preferred embodiment of the method for manufacturing a laminated structure according to the present invention as described above.
Each step is described for a heated multi-layer resin flow passing through a flow path in a die as in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 show schematic plan views and side views of the resin flow. 3 and 4, each flow path point in the die is to the above step (1), from the point to the above step (2), from the point to the above step (3), and from the point to the above step (4). ).
【0033】<ダイヤモンド状炭素膜の生成方法>図5
は、本発明のダイヤモンド状炭素膜を生成する装置の一
例を示す模式図である。基材フィルムをSiウエハーに
貼り付け真空容器1内の冷却板7上に設置し、真空ポン
プ(図示しない)により所定真空度にした後、原料ガス
をガス導入管8より導入するとともに高周波を印加して
プラズマを発生させ成膜を行う。Siウエハーは冷却板
7により冷却される。<Method of forming diamond-like carbon film> FIG.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing a diamond-like carbon film of the present invention. The base film is attached to the Si wafer, placed on the cooling plate 7 in the vacuum vessel 1 and a predetermined vacuum degree is applied by a vacuum pump (not shown). Then, the raw material gas is introduced from the gas introduction pipe 8 and the high frequency is applied. To generate plasma to form a film. The Si wafer is cooled by the cooling plate 7.
【0034】上記基材フィルムの温度制御は、液体ある
いは気体の循環方式、赤外線、通電加熱等の方法によっ
て行われるが、少なくとも基材フィルムのガラス転移点
以下に保持されるのが好ましく、そのために熱容量の大
きい液体の循環方式が好ましい。この際、循環させる液
体としては、所定の温度に加温あるいは冷却された液体
が挙げられ、循環される液体としては、水、エチレング
リコール(不凍液)、アルコール類、さらに低温化する
場合には、液体窒素、液体ヘリウム等が好適に使用され
る。The temperature of the substrate film is controlled by a method of circulating a liquid or gas, infrared rays, electric heating, or the like. It is preferable that the temperature is maintained at least below the glass transition point of the substrate film. A liquid circulation system having a large heat capacity is preferred. At this time, the liquid to be circulated may be a liquid heated or cooled to a predetermined temperature, and the liquid to be circulated may be water, ethylene glycol (antifreeze), alcohols. Liquid nitrogen, liquid helium and the like are preferably used.
【0035】基材への直流バイアス印加は、使用できる
原料ガスの組成範囲を広げたり、膜質を良くするために
好ましく、直流バイアス値としては−500〜100V
が好ましく、より好ましくは−400〜10Vである。
真空容器1内の真空度は、他の不純物ガスの残留による
成膜への影響をなくすために10-4Torr以下が好ま
しい。また、成膜時の圧力は1×10-3〜10Torr
が好ましい。The application of a DC bias to the substrate is preferable in order to widen the composition range of the source gas that can be used and to improve the film quality. The DC bias value is -500 to 100 V
And more preferably −400 to 10V.
The degree of vacuum in the vacuum vessel 1 is preferably 10 -4 Torr or less in order to eliminate the influence of the remaining impurity gas on the film formation. The pressure during film formation is 1 × 10 −3 to 10 Torr.
Is preferred.
【0036】[0036]
【実施例】多層積層体を作製するための熱可塑性樹脂と
して次の樹脂を用いた。 第1の層:極限粘度0.90dl/g、融点260℃、
熱変形温度68℃のポリエチレンテレフタレート 第2の層:熱変形温度95℃のポリメタクリ酸メチル 多層積層体製造装置を用いて256層の多層積層体を作
製した後、延伸を行って厚さ約26μmのフィルムを得
た。樹脂の流量は、ポリエチレンテレフタレートとポリ
メタクリ酸メチルの厚さが9:1になるように調整し
た。各層の平均厚さはそれぞれ約180nmおよび約2
0nmであった。EXAMPLE The following resin was used as a thermoplastic resin for producing a multilayer laminate. First layer: intrinsic viscosity 0.90 dl / g, melting point 260 ° C.
Polyethylene terephthalate having a heat distortion temperature of 68 ° C. Second layer: Polymethyl methacrylate having a heat distortion temperature of 95 ° C. A multilayer laminate of 256 layers is prepared using a multilayer laminate manufacturing apparatus, and then stretched to a thickness of about 26 μm. A film was obtained. The flow rate of the resin was adjusted so that the thickness of polyethylene terephthalate and polymethyl methacrylate was 9: 1. The average thickness of each layer was about 180 nm and about 2 nm, respectively.
It was 0 nm.
【0037】この多層積層体フィルムをSiウエハーに
貼り付けた後、図5に示す真空容器1内の冷却板7上に
設置し、真空容器内を1×10-5Torrに減圧した。
次いで、ガスを導入管8より導入する。原料ガスC2H2
を50sccmに設定し、真空容器1内の圧力を5×1
0-3Torrにした後、周波数13.56MHz、15
0Wの高周波電力を印加することによって、2分間成膜
を行った。透過電子顕微鏡の観察により決定した膜の厚
さは、約0.08μmであった。得られた膜をラマン分
光法で評価した結果、ダイヤモンド状炭素膜であること
が確認され、ラザフォード後方散乱を用いて決定された
膜の組成では、ダイヤモンド状炭素膜には水素が48原
子%、酸素が4原子%含まれていた。After attaching this multilayer laminated film to a Si wafer, it was set on a cooling plate 7 in a vacuum vessel 1 shown in FIG. 5, and the pressure in the vacuum vessel was reduced to 1 × 10 −5 Torr.
Next, gas is introduced from the introduction pipe 8. Source gas C 2 H 2
Is set to 50 sccm, and the pressure in the vacuum vessel 1 is set to 5 × 1
After setting to 0 -3 Torr, the frequency is 13.56 MHz,
Film formation was performed for 2 minutes by applying a high-frequency power of 0 W. The thickness of the film determined by observation with a transmission electron microscope was about 0.08 μm. As a result of evaluating the obtained film by Raman spectroscopy, it was confirmed that the film was a diamond-like carbon film. According to the composition of the film determined using Rutherford backscattering, the diamond-like carbon film contained 48 atomic% of hydrogen, Oxygen was contained at 4 atomic%.
【0038】ダイヤモンド状炭素膜を形成した多層積層
体フィルムの評価を以下の方法により行い、表1および
図6に示す。 (1)透湿度 Mocon社製ガス透過率測定装置を使用して、40
℃、相対湿度90%の条件で測定した。 (2)酸素透過度 ヤナコ社製ガス透過率測定装置を使用して、23℃の酸
素雰囲気で行った。 (3)反射率 島津製作所製の分光光度計UV−365を用いて測定し
た。The multilayer laminate film on which the diamond-like carbon film was formed was evaluated by the following method, and is shown in Table 1 and FIG. (1) Moisture permeability Using a gas permeability measuring device manufactured by Mocon, 40
The measurement was performed under the conditions of ° C and 90% relative humidity. (2) Oxygen permeability Using a gas permeability measuring device manufactured by Yanaco Co., Ltd., the measurement was performed in an oxygen atmosphere at 23 ° C. (3) Reflectivity Measured using a spectrophotometer UV-365 manufactured by Shimadzu Corporation.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明のガスバリアフィルムは、可視光
を透過し紫外線および赤外線を遮断するとともにガス透
過性が極めて小さいため、レトルト食品、薬品、電子部
品等の包装および保護に好適に使用される。The gas barrier film of the present invention transmits visible light, blocks ultraviolet rays and infrared rays, and has extremely low gas permeability. Therefore, the gas barrier film is suitably used for packaging and protecting retort foods, medicines, electronic parts and the like. .
【0041】[0041]
【図1】本発明に係わる方法を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a method according to the present invention.
【図2】本発明に係わる多層積層体の製造工程(4)に
おける好ましい形態を示す。FIG. 2 shows a preferred embodiment in the production step (4) of the multilayer laminate according to the present invention.
【図3】本発明に係わる多層積層体製造における樹脂流
の模式的平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a resin flow in manufacturing a multilayer laminate according to the present invention.
【図4】本発明に係わる多層積層体製造における樹脂流
の模式的側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a resin flow in the production of a multilayer laminate according to the present invention.
【図5】本発明に係わるガスバリアフィルムを生成する
ためのダイヤモンド状炭素膜の成膜装置を示す概略図で
ある。FIG. 5 is a schematic view showing an apparatus for forming a diamond-like carbon film for producing a gas barrier film according to the present invention.
【図6】実施例により得られたフィルムの反射率を測定
した結果を示す図である。FIG. 6 is a view showing the result of measuring the reflectance of a film obtained according to an example.
1 基礎積層体 1a、1b、1c、1d 分割積層体 2 多層積層体 3 真空容器 4 高周波電極 5 Siウェハーに貼り付けた基材フィルム 6 整合器 7 高周波電源 8 熱電対 9 冷却板 10 ガス導入管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Basic laminated body 1a, 1b, 1c, 1d Divided laminated body 2 Multilayer laminated body 3 Vacuum container 4 High frequency electrode 5 Base film adhered to Si wafer 6 Matching device 7 High frequency power supply 8 Thermocouple 9 Cooling plate 10 Gas introduction pipe
Claims (3)
樹脂層からなる積層体の少なくとも片面に、水素濃度が
50原子%以下で、かつ、酸素濃度が2〜20原子%で
あるダイヤモンド状炭素膜を形成したガスバリアフィル
ム。1. A diamond-like laminate having a hydrogen concentration of 50 atomic% or less and an oxygen concentration of 2 to 20 atomic% on at least one surface of a laminate comprising two or more light-transmitting resin layers having different refractive indices. Gas barrier film with carbon film.
多層積層体であることを特徴とする請求項1に記載のガ
スバリアフィルム。2. The gas barrier film according to claim 1, wherein the laminate is a multilayer laminate having selective light transmittance.
外線の遮断性に優れるとともに可視光線の透過性に優れ
たものであることを特徴とする請求項2に記載のガスバ
リアフィルム。3. The gas barrier film according to claim 2, wherein the selective light transmittance is excellent in blocking ultraviolet and infrared rays and also excellent in transmitting visible light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9183650A JPH1128783A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Gas barrier film having selective light ray transmission properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9183650A JPH1128783A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Gas barrier film having selective light ray transmission properties |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1128783A true JPH1128783A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16139522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9183650A Pending JPH1128783A (en) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Gas barrier film having selective light ray transmission properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1128783A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002200694A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-16 | Nihon Tetra Pak Kk | Barrier type laminated packaging material and paper vessel for liquid |
WO2023095293A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 花王株式会社 | Sheet material container |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP9183650A patent/JPH1128783A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002200694A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-16 | Nihon Tetra Pak Kk | Barrier type laminated packaging material and paper vessel for liquid |
WO2023095293A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 花王株式会社 | Sheet material container |
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