JPS5842027B2 - 包装用金属蒸着フイルム・シ−ト複合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、食品やその他の、酸素、香りなどのガスや、
水蒸気の透過遮断性を求める包装用フィルム・シートの
複合体に関する。

さらに詳述すれば、金属蒸着フィルム・シートを使用し
たラミネート複合体に関する。

最近、省資源省エネルギーとコストダウンおよび柔軟性
や耐屈曲性などの利点の為アルミニウムなどの金属を真
空蒸着したフィルム・シートが、従来のアルミニウム箔
に代って注目され多用されつつある。

しかし、一般にこれらの包装に用いられる基材フィルム
・シートは、プラスチックが多く或は、さもなくば高分
子塗料をコートしたシートなどで、いずれにしても、半
導体工業の場合の如く、基板は、セラミックやガラスの
如き、高耐熱性はない。

その為真空蒸着時に力へる蒸着熱源からの輻射熱や該蒸
着金属粒子の凝縮固化に伴なう凝縮熱には多くは耐えら
れない為、余り多くの膜厚が真空蒸着できないうらみが
ある。

しかしこれは基材の冷却をできるだけよくするとか、或
は、２回或は多数回に分けて厚膜まで蒸着することもで
きるので、それほど大きな問題はないとしても、一般に
これらの有機高分子を基質とする基材フィルム・シート
上に、厚膜をつげていくと、その理由は必ずしも明らか
ではないが、膜が厚み方向に漸次粗になったり、或は微
細なりラックが入って、緻密な金属蒸着膜耽らば当然示
す金属光沢を失ったりして、結局、前述のガスや水蒸気
などの透過遮断性を、その膜厚さの割りには、比例して
向上させないばかりか却って阻害することがあることが
わかった。

本発明は、これらの欠点を解決し、金属蒸着フィルム・
シートの良好な柔軟性、耐屈曲性などの特徴を生かしつ
つ、さらに高性能のガス・水蒸気透過遮断性のフィルム
・シートを提供するものである。

即ち、本発明は、厚さ１５〜ｉ ｏ ｏｍμの金属ある
いは金属化合物の蒸着を施した同種あるいは異種のフィ
ルム・シートを、厚さ１．５〜３５μの接着層の両面に
金属蒸着面を内側にしてラミネートすることを特徴とす
る包装用金属蒸着フィルム・シート複合体である。

本発明において、金属蒸着の基板となるフィルム・シー
トには、いわゆるプラスチックフィルムやプラスチック
から耽るシート、セロファンたどの再生セルロース系フ
ィルム、紙とくに、高分子塗料をコーティング或は含浸
した紙などが対象となる。

勿論、上記プラスチックフィルム・シートおよび再生セ
ルロース系フィルムの上に高分子塗料コートされたもの
も含まれる。

プラスチックフィルム・シートの中では、代表的たもの
としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエ
スチル（その他ポリブチレンテレフタレート、或はその
他の共重合ポリエステルも勿論台まれる）ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールお
よびポリ塩化ビニリデン、ポリビニ／Ｌ／フルコールお
よびポリ酢酸ビニルとそノ変性ホリマー、ポリエチレン
・ビニルアルコール共重合体、′サーリン”たどのアイ
オノマー、ポリアミド（６および６６ナイロンたど）ア
セテート、ポリカーボネート、ポリイミド、弗化ビニー
ル系ポリマーなどが代表的なものとして挙げられるが必
ずしもこれらに限定されないことは自明で、いずれにし
ても、これらのポリマーからなるフィルム上に金属が真
空蒸着でき、且つ、ガス・水蒸気の透過遮断性が改良さ
れるものがあてはまる。

またこれらのフィルムは１軸あるいは２軸などの延伸・
配向されたものでもよく或は無延伸のものでもよい。

高分子塗料コートフィルム・シート（含む紙）における
高分子塗料皮膜としては、ポリウレタン、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリアクリル、セルロース系ポリマー、エポキ
シ樹脂、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル系ポリアミド、ポリイミドなどが挙げられるが、いず
れも、ある程度の耐熱性をもった皮膜をつくりうるもの
が必要である。

勿論、これらの単一組成物である必要はなくむしろ、こ
れらの共重合体や、混合・変性物が実際の塗布剤として
は有用でよく用いられるし、本発明においてもそれらが
まさに主たる対象といえる。

伺、これらの基板上に、蒸着に先立ってコロナ放電処理
、プラズマ処理などの表面易接着化などの処理は、適宜
とりうる。

またこれらの基材の上に、印刷し、直接あるいは好まし
くは、いわゆるメジュームコートをかげた上に該金属蒸
着をおこなうこともできる。

一般に、包装においては印刷を伴なうことも多いので、
これらの印刷メジュームコートをおこなった上に金属の
真空蒸着をおこなってのち、本発明の方法により、ラミ
ネート複合していくと、本発明の趣旨もよく生かされひ
とつの分野である。

なお、基板フィルム・シートの厚さは６〜２５μが好ま
しい。

これらの基板フィルムの上に真空蒸着される金属として
は、コスト、毒性、性能などの点から、アルミニウムが
最適であるが、食品以外に必要たガス・水蒸気遮断性の
包装には、これ以外の金属も充分利用できる。

例えば銅、クロム、ニッケル、亜鉛、錫、銀、金、チタ
ニウム、シリコン、ビスマスなどの金属或は、これらの
金属を主体として他の金属を加えた合金などが有用であ
る。

また、これらの金属の化合物も含まれる。

例えばＴｉＯ２゜５ｉ０２などの酸化物などが代表的で
本発明の目的を充分溝たしうるもので包含される。

真空蒸着法としては、通常の加熱蒸発型の真空蒸着でも
よく或は、スパッタリングやイオンブレーティングなど
の方法も採れる。

一般に、フィルム・シートについては連続巻取式が工業
的には採用されるが、枚葉式でも本質的には変わらたい
。

連続巻取式真空蒸着法においては、第１図の如き方式で
行われるのが一般的で、ルツボ或はボート６の中に蒸発
させんとする金属を充填し、蒸発金属７を基板フィルム
・シート５に蒸着させる。

このルツボ或はボートの加熱方法としては、高周波誘導
加熱法、電気抵抗加熱法、エレクトロンビーム加熱法な
ど種々の方法が採用できるし、これらの方法によって、
それほど多くの差異は生じない、種々の観点から高周波
誘導加熱法がこの中でもより良い方法である。

これらの真空蒸着では、一般に真空度は、１０′〜１０
−３ Ｔｏｒｒオーダーの圧力下でおこなわれるのが常
法であるが、イオンブレーティングやスパッタリングで
はもう少し低真空の、つまり１０’ 〜１０ ”
Ｔｏｒｒくらいでおこなわれるのが一般的である。

本発明においてもっとも特徴的たところは、このように
して蒸着された金属蒸着膜の厚さが、１００ｍμ乃至１
５？？Ｚμの基板フィルムどうしを該蒸着面が内側にな
るようにして対向させて接着剤層として厚さ３５μ乃至
１．５μを介して積層することである。

即ち、基板フィルムとしては上記の各種プラスチックフ
ィルム・シートが用いられるが、これらは、互に全く同
物質であってもよく、或は異たる物質であってもよい。

一般にはそれぞれの基板フィルムは、ガス・水蒸気透過
遮断性においてそれぞれの特徴をもっており、これが金
属蒸着されても該蒸着フィルムとしてのそれぞれに基板
の特徴を含めた特徴を発揮するので、例えば水蒸気遮断
性の良好なものと、酸素ガス遮断性の良好なものが組合
わされるケースが好ましく、その意味で、互に対向する
フィルム・シートの材質は異たる場合の方が一般的には
好ましいが必ずしも、これに限定されるべきものでない
ことは自明である。

また、蒸着される金属も、その意味ではそれぞれ異なら
しめてもよいが、これは経済的な問題なども絡むので、
むしろたとえばアルミニウムの如き得やすい材質どうし
となることがむしろ多いといえよう。

本発明においてはこの金属或は金属化合物の蒸着厚さは
１００ｍμ乃至１５ｍμに限定される。

即ちその理由はその一部を前記したように１００ｍμ越
える厚さにすると、膜厚の増加の割には遮断性が向上し
たい上に膜が厚さ方向に漸次線になったり或は微細なり
ラックが入って緻密な金属蒸着膜ならば当然示す金属光
沢を失ったり、さらには、金属やその化合物が、蒸着中
の気体状態から固体膜に粗変化を生ずると〜もに発生す
る固体内の歪力が、その厚さの増加につれて増加し、カ
ールを。

フィルム・シートに蒸着した状態で生ぜしめること、さ
らに、これらの歪みなどにより基板フィルムとの密着性
が低下するなどのトラブルを生ずる。

当然、これらのトラブルは、厚膜をつげる為にそれだけ
蒸発の熱源からの熱暴露時間にも依存しているところも
多く、いずれにしても好ましくたい。

一方、１５ｍμ未満の膜ではこれらの金属或は金属化合
物の蒸着膜は均一な連続膜を形成しておらず、本発明の
方法により、対向させた複合体を形成しても特長ある効
果を発揮しないので採れたい。

この中でも、もつとも好ましいのは、４０〜８０ｍμで
、とくにアルミニウムが種々の観点から好ましい金属で
あり、且つ、その膜厚である。

このようにして蒸着されたフィルム・シートは、第２図
に示すように互に、内側が該金属或は金属化合物が蒸着
された層になるように対向させ、この間に接着剤層を介
してラミネートされる。

この接着剤層としては、各種高分子接着剤が用い得る。

たとえば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂
、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレン
、ポリプロピレン、メラミン樹脂など既存の各種接着剤
を用いることができる。

これはいわゆるドライラミネートでもできるし、エマル
ジョンにしたウェットラミネートでもできるし、さらに
は溶融押出ラミネートでもできるが、その厚さは１．５
μから３５μである。

その理由は、上記の蒸着層〜蒸着間の間のガス・水蒸気
の透過特性に拘わっている。

蒸着層〜蒸着層間は、できるだけ接着層を介して均一に
つまり、ボイドなどの欠陥なしに接着・複合されること
が好ましい。

この蒸着膜間の、パスつまり実質的に接着介在層の厚さ
が大いにガス・水蒸気の透過遮断性に影響することを見
出したものである。

この厚さが３５μを越えるとこの介在層の内部での透過
ガス・水蒸気の拡散が広くなりすぎてその介在厚さの割
には良好な遮断性が発揮されない。

とくに、蒸着膜内に存在するピンホールは一般に直接隣
接して互に対向することはきわめて希であるが、該直接
対向し合わないピンホール間のガス・水蒸気の流通・拡
散の点で、厚すぎると不利である。

また、１．５μ未満では、物理的にも均質な複合ができ
たいうらみもあり、蒸着表面そのものを良好に均質に該
接着層膜で被覆しないことなどがその理由となることが
わかった。

とくに良好な厚さは３〜１５μで、また、ラミネート法
はいわゆるドライラミネートが好ましい。

このようにして複合された複合体は、通常の蒸着フィル
ム・シート単体よりも勿論のこと、該単体の場合の２倍
厚さ以上の蒸着膜厚さの場合よりもさらに良好たガス・
水蒸気・透過遮断性を示すし、とくに重要なことは、蒸
着されたフィルム・シートとなることによってとくにた
とえば酸素透過遮断性を良好にできたフィルムと、同じ
く、蒸着されたことによってとくに水蒸気透過遮断性を
良好にできたフィルムとの複合における加成性乃至それ
以上の特性が、上記した本発明の方法によって初めて良
好に発揮されることを見出したことである。

これが、本発明の方法に反して蒸着面どうしがもし対向
されない構造のときはその加成性が大幅に減するし、ま
た、介在接着層の厚みにおいても然りである。

たとえば本発明の方法での良好な例のひとつに、酒類の
包装袋が挙げられる。

即ち、アルミニウム蒸着した２軸延伸ナイロンフイルム
（１５μ）と、同じくアルミニウム蒸着した２軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフイルム（１２μ）の蒸着面
対向ドライラミネートフィルムは、酸素の透過率はＯ，
ＯＯｃ、ｃ、／ｒｒ？ −２４ｈｒｓ−シート以下であ
り、水蒸気透過も０．１９／ｒｒ？。

２４ ｈｒｓ−シート以下とたってきわめて良好な保護
性を示すことがわかった。

また、紫外線たどの遮光性も互に複合によってピンホー
ルが重なることがきわめて少たく、抜群によくなる。

、これらの適用は、他の保香性、防湿性たどを求める食
品や、工業材料製品などの包装に広く用いうるものであ
る。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例 Ｉ Ｊ１１５μの２軸延伸ナイロン（６）フィルム（ユニテ
カ社製”エンブレム” ）を一方の基板フィルムとし、
これに、常法により巻取式真空蒸着機にてアルミニウム
を誘導加熱、カーボンルツボ内にて溶融加熱し、５×１
０Ａ Ｔｏｒｒ下にて、各種厚み蒸着した。

もうひとつの基板フィルムとして厚さ１２μの２ 軸延
伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東し社製１′
ルミラー°′）を選び同様にして、アルミニウムを各種
厚さ蒸着した。

これらの２種の蒸着フィルムを互に蒸着面を内側にして
、ポリエチレンテレフタレートフィルム側に、ウレタン
結合を形成する接着剤をトルエンを主体とする有機溶剤
溶液として、各種厚さに連続コートし、１５０℃にて１
分間オーブン中にて熱風乾燥し出てきたところで、１２
０℃に加熱した。

熱ロールによって、一方から引出してきた前記ナイロン
フィルムとニップしながらドライラミネートした。

このラミネート後５日間経過し充分架橋反応後において
該う□ネート複合フィルムの特性を測定した。

これらの実験例と結果を表１の実験＆１〜１０に示した
。

尚、ポリエチレンテレフタレートをＰＥＴと略称で示し
た。

尚実験層９および１０においてのみ接着剤は、低密度ポ
リエチレンを２５０℃にて溶融押出しによってサンドイ
ンチラミネートしたものである。

比較実権例 １ 実施例１の実験に１〜８の要領にてそれぞれ同様にナイ
ロンおよびＰＥＴのアルミニウム蒸着フィルムをラミネ
ートした。

しかし、本比較実施例においては、実験に１１において
アルミニウム蒸着層を互に反対例に配置してラミネート
した。

また実験／１ｆｌｉ、１２においては、背・腹と、互に
同方向に蒸着面を並べてラミネートした。

実験点１１の方がガス遮断性が悪く、これにつづいて実
験点１２が悪く、本願方法の対向配置に対して劣ること
がわかる。

実施例 ２ 実施例１において用いたアルミニウム蒸着ＰＥＴフィル
ムを、互に対向させて用いた。

アルミニウムの膜厚は５０？？Ｚμで、ＰＥＴフィルム
の厚さは同じ〈１２μであって、水蒸気透過率は０．６
ｇ／１−２４ｈｒｓ、シートで、酸素透過率は１．６ｃ
、ｃ７’ｉ、２４ｈｒｓ・シートであった。

これを実施例１と同じウレタン型接着剤で５μの固形分
厚さにて、互にアルミニウム面が内側に対向せるようド
ライラミネートした。

その結果、複合体の水蒸気透過率は０．１ｇ／？７Ｚ２
−２４ｈｒｓ・シート或はそれ以下とたり酸素透過率０
．３ ｃ、ｃＪ？？Ｚ２．２４ ｈｒｓ ・ シート或
はそれ以下となり、非常に良好た気体透過遮断性を示す
ことがわかった。

ちなみに、これを、単体でアルミニウムを１００ｍμ蒸
着しただけの場合は、複合体の場合よりも劣る。

実施例 ３ 実施例１において、ナイロンフィルムの代わりに、無延
伸のポリエチレンビニルアルコール共重合フィルム（ク
ラレ社゛エバール” ）１５μ厚さを用いたが、はｇ同
様の結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続巻取式真空蒸着法の１例を示すものであ
る。 真空タンク１の中に、巻出機２および巻取機３が配備さ
れ、冷却ロール４に、基板フィルム・シート５をなるべ
く密着しつつ、移送され、この直下に、ルツボ６より蒸
発金属７が蒸発して蒸着される。 第２図は、本発明の金属蒸着、フィルム・シート複合体
の複合形態を示すもので、基板フィルム・シート５およ
び５′に対し、蒸着金属層８．８′が接着剤層９を介し
て対向し複合される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 厚さ１５〜１００？？Ｚμの金属あるいは金属化合
   物の蒸着を施した同種あるいは異種のフィルム・シート
   を、厚さ１．５〜３５μの接着層の両面に金属蒸着面を
   内側にしてラミネートすることを特徴とする包装用金属
   蒸着フィルム・シート複合体。