JPS61193841A - 防湿性透明合成樹脂体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は防湿性透明合成樹脂体、特に、透明基材表面に
防湿性と透明性とに優れた蒸着薄膜を設けたフィルム、
シートなどの合成樹脂体の製造方法に関する。

（従来の技術） 食品、薬品、化学製品などの包装に用いられる包装材料
は、内容物の変質を防ぐために防湿機能をもっているこ
とが必要である。そのために９例えば、特開昭５１−５
３００７号公報には基材フィルムにアルミニウム箔を積
層してアルミニウム箔の防温特性を利用することが開示
されている。この場合の包装材料は、防湿性については
優れているが基材フィルムの透明性が損なわれ内容物を
透視することができない。しかも、フレキシビリティが
極端に低減するためにピンホールを生じるおそれがある
。　特開昭５１−１１４４８３号公報、特開昭５４−４
７７６４号公報および特開昭５４−１５８４７８号公報
には。

合成樹脂体の表面にアルミニウム、錫、亜鉛などの金属
を蒸着することにより防湿性を向上させる試みが開示さ
れている。しかし、金属の蒸着薄膜は不透明であるため
に、これを包装材料に使用したときには内容物を透視す
ることができない、しかも、金属蒸着膜と基材フィルム
との密着強度も比較的低いためその界面において剥離の
生じるおそれがある。

これに対して、特公昭５１−４８５１１号公報には合成
樹脂体表面に５ＬｘＯｙ　（例えばＳｉｎｇ　）を蒸着
し。

蒸着表面にヒートシール性を有するプラスチックフィル
ムを積層した透明フィルムが提案されている。しかしな
がら、硅素酸化物は水にやや溶解する性質を有するため
、これを蒸着したフィルムは充分な防湿性能を有し得な
い。経時的に性能が劣化するという欠点もある。特開昭
５４−１５２０８９号公報には金属、金属酸化物および
酸化硅素を蒸着したポリエステルフィルムが開示されて
いる。この蒸着フィルムは基材にポリエステルフィルム
が用いられたときのみその防湿性能を発現しうるにすぎ
ない。

上記包装材料のばか電子工業分野においても。

近年ますます、ＥＬ素子や太陽電池などに利用されうる
透明でしかも高度の防湿性能を有する樹脂体が要求され
つつある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の欠点を解決するものであり。

その目的とするところは防湿性に優れた透明合成樹脂体
の製造方法を提供することにある。本発明゛の他の目的
は１合成樹脂基材の種類にかかわらず。

該基材上に蒸着薄膜を形成し、防湿性および透明性に優
れた合成樹脂体を製造する方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の防湿性透明合成樹脂体の製造方法は。

ＬｉｚＯ，Ｃｕｂ、　Ｂｅｄ、　ＺｎＱ、　Ｆｅｄ、　
Ａｌｔｏｚ、　ＦｅｚＯ３＋　ＣｒｚＯ＋＋Ｓｉｎｇ、
　ＴｔＯｚ＋　Ｚｒ０ｚ＋　Ｍｎ０ｚおよびｖ２０．で
なる群から選ばれる少なくとも１種が酸化マグネシウム
中に含有される組成物を蒸発させて透明な基材上にＭ薄
膜を形成することを包含し、そのことにより上記目的が
達成される。

本発明方法に用いられる透明性を有する基材には、ポリ
塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニル
ブチラール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、セロハンなどがある。

例えば、包装材料として用いられる場合には、柔軟性（
フレキシビリティ）を有するフィルム状の基材が用いら
れる。このようなフィルム状の基材の厚みは９通常５〜
３００μｍ、好ましくは５〜１００μｍである。５μｍ
未満であると、蒸着薄膜が形成されたフィルムの冷却ロ
ールを介した巻き取り工程において、フィルムにしわが
できたり、蒸着薄膜に亀裂が生じる。３００μｍを越え
ると基材自体の柔軟性が乏しくなるため、得られたフィ
ルムの連続巻き取りが困難になる。上記フィルム状基材
のほか、板状、レンズ状など任意の形状の合成樹脂成形
品が用いられうる。これらの成形品は。

その表面に蒸着薄膜を形成することにより、水分吸収に
よる合成樹脂体の変質・劣化を防止することが可能であ
る。

上記基材表面に蒸着薄膜を形成するための蒸着源として
は、酸化マグネシウムにＬｉｚＯ，Ｃｕｂ、　Ｂｅｄ。

ＺｎＯ，Ｆｅｄ、　Ａ１ｚＯｓ＋　ＦｅｚＯ３ｔ　Ｃｒ
ｚＯｓ＋　５１０ｚ＋　ＴｔＯｚ。

ＺｒＯ□＋　ＭｎＯ□およびｖ２０．でなる群から選ば
れる少なくとも１種が０．０１〜６．０モル％の割合で
添加された組成物が用いられる。蒸着法としては、既知
ノ方法１例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法
、スパッタリング法が利用されうる。特にスパッタリン
グ法が好適に用いられ、上記蒸着源　−とほぼ同一の組
成の蒸着薄膜が容易に形成されうる。真空蒸着法やイオ
ンプレーティング法によっても蒸着源とばぼ同二の組成
の蒸着薄膜が得られるが真空蒸着法による場合には、上
記組成物の焼粘体を蒸発源として用いることが重要であ
る。このような焼結体を得るには、上記組成物を電気炉
などで加熱する。加熱されると９組成物中の酸化マグネ
シウム以外の酸化物は酸化マグネシウムよりも融点が低
いため先に融解する。融解した酸化物は酸化マグネシウ
ム粒界に入り込み液相焼結体が得られる。これまで蒸気
圧の異なる２種以上の化合物の混合物（例えば、酸化マ
グネシウムとＡＬｚ０３などの酸化物とを含有する上記
組成物）を蒸着源と同一の組成で蒸着させることは困難
であるとされてきた。しかし、上記焼結体を蒸着源とし
電子銃加熱方式などで蒸発させれば、蒸着源とほぼ同一
組成の蒸着薄膜を得ることが可能である。

真空蒸着法による蒸着は通常２　Ｘ　１０−　”　ｔｏ
ｒｒ以下の真空雰囲気下で行われる。不純物が混入して
蒸着膜の性能が低下しないためにもＩ　Ｘｌ０−’ｔｏ
ｒｒ以下の真空雰囲気下で行われることが好ましい。イ
オンプレーティング法およびスパッタリング法では、使
用する装置により作業圧力に多少幅があり。

通常、ｌＸ１０−’〜Ｉ　Ｘ　１０−”ｔｏｒｒの真空
雰囲気下で行われる。不純物の混入による蒸着膜の性能
の低下を避けるためにも初期真空度はＩ　Ｘｌ０−’ｔ
ｏｒｒ以下とすることが好ましい。形成される蒸着膜の
膜厚は０．０１〜０．５μ■、好ましくは０．０５〜０
．３μ鋼である。膜厚が薄すぎると均一な連続膜が形成
されない。厚すぎても蒸着膜の透明性が損なわれること
はないが、膜の亀裂や剥離が生じたり、得られた樹脂体
がフィルム状である場合はフィルム全体がカールするこ
とがある。

上記方法により蒸着膜を形成すると図に示すように、基
材ｌ上に形成された蒸着薄膜２は、酸化マグネシウム以
外の酸化物２２がアモルファス状（ガラス状）となり酸
化マグネシウム結晶２１の粒界に充填された構造となる
。そのため、気体はきわめて透過されにくい。したがっ
て、防湿性に優れる。基材との密着性も良好であり、透
明性にも優れている。

このようにして得られた防湿透明フィルムの蒸着膜表面
にヒートシール性を有する合成樹脂フィルムを積層する
とヒートシール性が付与され、包装材料として好適に用
いられうる。ヒートシール性を付与しうるフィルムとし
てはポリエチレン。

ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体。

エチレン系アイオノマーなどが用いられる。蒸着フィル
ムの透明性を損なわないように透明性に優れたフィルム
が使用されることはいうまでもない。

これらのフィルムを蒸着フィルムに積層するには１例え
ば、接着剤を用いる方法（ドライラミネート法）が用い
られる。使用するフィルムにより接着剤の種類は異なる
が９通常、イソシアネート系接着剤が用いられる。ドラ
イラミネート法のほか、積層すべき合成樹脂を溶融し、
蒸着膜上にフィルム状に押出して基材に圧着する方法（
エクストルージョンラミネート法）も好適に用いられる
。

エクストルージョンラミネート法によれば、基材上の蒸
着膜によりアンカー効果が得られる。そのため通常行わ
れている。有機チタネート系、イソシアネート系、ポリ
エチレンイミン系などのアンカー剤によるアンカー処理
の必要がない。従って有機溶剤を使用することがなく、
有機溶剤により作業環境が悪化したり、製品中に有機溶
剤が残存することがない。

（作用） 本発明方法により得られる蒸着薄膜はアモルファス状の
酸化物が酸化マグネシウム粒界に充填された構造である
ため、常温のみならず高温高湿度下でも気体を透過しに
＜＜、そのため優れた防湿性を有し、かつ透明性を有す
る。これに対し、酸化マグネシウムのみを蒸着させた従
来の合成樹脂体は、常温では防湿性に優れるが、高温多
湿９例えば８０℃で９０％ＲＨ，の条件下においては、
透湿度がきわめて大きくなる。これは、基材と蒸着薄膜
との熱膨張率が異なるため温度が上昇するとひずみが生
じクラックが発生するためと考えられる。

本発明方法により得られる透明防湿性樹脂体の蒸着薄膜
表面にヒートシール性を有する透明樹脂。

フィルムをラミネートすれば、包装材料として好適に利
用されうるばかりでなく、蒸着薄膜表面がフィルムで覆
われるため、高温・高湿度下で長期間放置しても蒸着薄
膜中の酸化マグネシウムが変質して防湿性が低下するこ
とがない。

（実施例） 本発明を実施例につき説明する。

去ｍ （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：純度９９．９％の酸
化マグネシウムにＦｅ、０１を００３モル％の割合で添
加した組成物を電気炉で焼結させた。これを蒸着源とし
＋　　５　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒの真空下で電子銃加熱方
式により加熱し、基材表面に０．１５μｍの厚さの蒸着
薄膜を形成した。基材としては厚さ１５μｍのポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、成膜速
度が約１００人／ｓｅｃとなるように水晶発振式膜厚計
でモニターしながら蒸着を行った。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：　（Ａ）項で得
られた防湿性透明フィルムの蒸着薄膜の組成をＸ線でマ
イクロアナライザーで分析したところ、使用した組成物
の組成とほぼ同一であうた。

蒸着薄膜および基材の密着性をＪＩＳ　Ｄ　０２０２の
試験法により評価したところ、密着性が良好であること
が確認された。光線透過率は基材の光線透過率とほぼ同
等であり、透明性に優れていることが確認された。次に
、透湿度を４０℃、９０％ＲＨおよび８０℃、９０％Ｒ
Ｈにおいて測定した。４０℃、９０％ＲＨにおいてＪＩ
Ｓ　Ｚ　０２０８　（カップによる重量法）と下記の透
湿度優性とでそれぞれ測定を行ったところほぼ同等の値
が得られた。　８０℃という高温では。

ＪＩＳ　Ｚ　０２０８で用いる蜜蝋とパラフィンとから
なる　−封蝋剤が溶融して信頬のおける値が得られない
ため、　８０℃、９０％ＲＨにおいては、下記の評価法
のみで透湿度を測定した。それぞれの結果を下表に示す
。

透湿度評価法：被検防湿透明フィルムの蒸着薄膜面を内
側にして袋状（１（）ｃｓｉ　Ｘ　１０ｃｍ）に成形す
る。

この袋の内部に顆粒状の塩化カルシウム５ｇを入れて密
封する。これを所定の雰囲気下で４８時間放　置する。

塩化カルシウムの重量を測定し９重量の増加量から透湿
度（ｇ／ｍ”・２４ｈｒｓ、　）を算出する。

叉隻斑１ （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　Ｆｅｔｒｓの代わ
りにＣｒ、０．を０．１モル％の割合で添加したこと以
外は実施例１　（Ａ）項と同様である。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：本実施例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った。

その結果を下表に示す。

叉施■工 （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　　Ｆｅ、０．の代
わりにＡｈ０３を０．１モル％の割合で添加したこと以
外は実施例１　　（Ａ）項と同様である。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価二本実施例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った。

その結果を下表に示す。

大息皿土 （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　　Ｆｅ、０．の代
わりにＭｎＯ□とＴｉＯ□とをそれぞれ０．３モル％お
よび０．２モル％の割合で添加したこと以外は実施例１
　（Ａ）項と同様である。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：本実施例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った。そ
の結果を下表に示す。

１隻ｍ （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：実施例１　（Ａ）項
と同様の方法で基材上に蒸着薄膜を形成した。この蒸着
薄膜表面にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を
エクストルージョンラミネート法により該ＥＶＡの膜厚
が４０〜５０μｍとなるようにラミネートした。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：本実施例（Ａ）
項で得られたラミネート体の透湿性、透明性および密着
性について実施例１　　（Ｂ）項と同様の方法で試験を
行ったところほぼ同等の値が得られた。このようにラミ
ネート体とすることによりヒートシール性が付与される
ため、包装材料として好適に使用されうる。

ル較皿土 （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　　Ｐｅｔ’ｓを添
加しなかったこと以外は実施例１　（Ａ）項と同様であ
る。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：本比較例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った
。その結果を下表に示す。

止較皿１ （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　Ｆｅｚｅｓの量を
７．０モル％としたこと以外は実施例１　（Ａ）項と同
様である。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価二本比較例（Ａ＞
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った
。その結果を下表に示す。

ル較適主 （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：　Ｃｒ１Ｏ，の量を
７．０モル％としたこと以外は実施例２（Ａ）項と同様
である。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価：本比較例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った
。その結果を下表に示す。

止較■↓ （Ａ）防湿性透明フィルムの調製：ＡｂＯｓの量を７．
０モル％としたこと以外は実施例３　（Ａ）項と同様で
ある。

（Ｂ）防湿性透明フィルムの性能評価二本比較例（Ａ）
項で得られた防湿性透明フィルムを用い。

実施例１　（Ｂ）項と同様の方法で性能評価を行った。

その結果を下表に示す。

止較斑ｌ 上記実施例および比較例に用いたＰＥＴフィルムの光線
透過率は約８５〜９０％であり、透明性に優れている。

このＰＥＴフィルムの透湿度を実施例１　（Ｂ）項の方
法により測定した。それぞれの結果を下表に示す。

（以下余白） （発明の効果） 本発明方法によれば、このように、基材樹脂体の種類に
かかわらず透明蒸着薄膜がその表面に形成され、透明性
に優れ防湿効果の高い合成樹脂体が得られる。このよう
な透明合成樹脂体の防湿性は常温のみならず、高温多湿
の条件下においても発揮されうる。得られた防湿性透明
合成樹脂体の蒸着膜表面にヒートシール性を有する透明
合成樹脂フィルムをラミネートすれば、包装材料として
好適に用いられるばかりでなく、長期間高温多湿の条件
下で使用しても透明性を損なうことなく高い防湿効果を
発揮しうる。このように耐熱性および熱衝撃性にも優れ
る防湿性透明合成樹脂体は包装材料をはじめ各種用途の
合成樹脂成形品として好適に利用されうる。

４、　　　　の　　　なｆ′日 図は本発明方法により得られた防湿性透明合成樹脂フィ
ルムの部分断面図である。

１・・・基材、２・・・蒸着薄膜、２１・・・酸化マグ
ネシウム結晶、２２・・・アモルファス状酸化物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｌｉ＿２Ｏ、ＣｕＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＦｅＯ、Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｓｉ
   Ｏ＿２、ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、ＭｎＯ＿２およびＶ
   ＿２Ｏ＿５でなる群から選ばれる少なくとも１種が酸化
   マグネシウム中に含有される組成物を蒸発させて透明な
   基材上に蒸着薄膜を形成することを包含する防湿性透明
   合成樹脂体の製造方法。 ２、前記Ｌｉ＿２Ｏ、ＣｕＯ、ＢｅＯ、ＺｎＯ、ＦｅＯ
   、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、
   ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、ＭｎＯ＿２およ
   びＶ＿２Ｏ＿５ででなる群から選ばれる少なくとも１種
   が０．０１〜６．０モル％の割合で含有される特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記基材が透明なフレキシブルシートもしくはフィ
   ルムである特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、前記蒸着薄膜が真空蒸着法、イオンプレーティング
   法またはスパッタリング法により形成される特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ５、前記蒸着薄膜の膜厚が０．０１〜０．５μｍである
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６、前記蒸着薄膜表面にヒートシールの可能な透明合成
   樹脂フィルムがラミネートされる特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ７、前記組成物の焼結体を蒸着源とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。