JPS62101428A - 包装用フイルム - 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］ 本発明は包装用フィルムに関する。

更に詳しくは、ガス遮断・１ノｌど透明性に優れた包装
用フィルムに関づる。

［従来の技術］ 従来、ノＪス遮断″１ノ１の侵れた包１ム用フィルムと
して、プラスチックフィルムの少１．’ｔ　くとも片面
に酸化硅素を蒸着したしのが知られている（　′ｌｉ公
昭５３−１２９５３）。酸化硅素の蒸着フィルムは、ガ
ス遮断′１ノ１において、塩化ビニリデン系やポリビニ
ルアルニ１−ル系の］−ディング層を設【プたプラスチ
ックフィルムより１０れだカス遮断性を有している。

［発明が解決１）ようとする問題点］ しかし、このようイｒ酸化硅素を蒸着した従来のガス遮
断・１ノ１包′！−ム用フィルムには、次のような問題
があった。ずイ【わり、ガス遮断性を向上さけるため蒸
着膜厚を厚くしたり、蒸着フィルムか吸湿により寸法変
化すると酸化硅素層に亀裂やひび割れが発生しガス遮断
′［）１が著しく低下する。また、可１尭性が１−分で
なく、蒸着フィルムを折り曲げたり、延ばしたり、成型
したりすると亀裂が発生しカス；Ｗ断・１）１が低下す
る問題があった。

本発明の目的は、上記欠点のないもの、Ｖなわら、可撓
・１ノ１があり、吸湿や折り曲げ等によるフィルムの＼
１法変化によってもガス遮断・１７１が低下しないカス
遮断・１ノ１と透明性に優れた包装用フィルムを提供す
ることにある。

Ｆ問題点を解決するための手段］ すなわら本発明ＩＪ、二軸延伸した透明プラスブックフ
ィルム基体１］に、非結晶”ｌノｌの酸化アルミニウム
薄層を設けたことを１２１徴どする包装用フィルムであ
る。

本発明で用いる二軸延伸した透明プラスチックフィルム
と（Ｊ、次の代表的有機重合体を溶１４）（まｌ、二は
溶融押出後、逐次よた（ま同時に、長手方向おＪ、び幅
方向に延伸したしので市る。代表的イｉ機車合体として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどの
ポリオレフィン、ポリブチレンチレフタレ−１〜、ポリ
ブチレンチレフタレ−ｊ〜、ポリエチレン−２，６−ノ
ー７タレー１・へどのポリエステル、ノーイロン６、ノ
ーイロン１２などのポリアミド′、芳香族ポリアミド、
ポリイミドなどである。また、これらの共重合体や、他
の有機手合体との共重合体であっても良く、他の有（幾
重合体を含有するものであっても良い。これらの右は重
合体に公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収
剤、可塑剤、滑剤、着色剤などが添加されていても良い
。

プラスチックフィルムの延伸倍率は、個々の有機手合体
の機械時・１１、熱特性などが最適となるよう、公知の
範囲で適宜）パ択されて良い。いずれにしても、強度、
伸度、熱特性、寸法安定性などの点で幅方向および、長
手方向に延伸されることが必要であり、幅方向および長
手方向の機械特性ヤ熱特性か酸化）アルミニウムの形成
と包装材Ｆｌとしての適″１ノ１を備えていることが必
要である。

本発明のプラスチックフィルムの光線透過率は、包装内
容物の視を２性と美観のため重要であり、白色光線での
全光線透過率が少なくとも４０％以上、好ましく　ｌｊ
：６０％Ｊスート、更に好ましくは７０％Ｌス上、最も
好ましくは８０％」ス上であることが望ましい。着色剤
など公知の添加剤は、この範囲内で添加されるのが良い
。本発明の二軸延伸した透明プラスチックフィルムは、
酸化アルミニウム薄層の形成に先だら、］］ロノー放電
処理火災処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化
処理などの表面処理や、゛公知のアンカー］−１・処理
が施されても良く、また、ポリエチレンやポリプロピレ
ンなどの未延伸あるいは一軸延伸された他のプラスチッ
クフィルムと（６層されていても良い。

本発明の透明プラスチックフィルムの厚さは、特に制限
を受はイ＾いが、包１４＋ｙｔ判としての適゛１）１か
ら３〜４００７．Ｚｒｒｌの範囲が望ましい。機械強度
と可撓性の点では、更に好ましくは５〜２００１１ｍの
範囲であることが望ましい。

かかる二輪延伸された透明プラスチックフィルム基体上
に、酸化アルミニウム薄層が形成される。

本発明でいう酸化アルミニウムとは、ＡＱＯ。

ＡＱ２０２、ＡＱ２０３などのアルミニウムの酸化物で
あり、中でも透明性とガス遮断すノ１の点で△０２０３
でるあことが最も望ましい。また、酸化アルミニウム薄
層中（こ、透明性とガスバリア性を損わない範囲で１０
重量％以下稈度のアルミニウム、銅、鉄、タングステン
、モリブデン４ｒどの金属や、酸化ジルコニウム、酸化
マグネシウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、窒
化硼素などの不純物が微早含まれることは許容される。

また、本発明の酸化アルミニウムは、可撓性や成型性を
発揮するため、非結晶性である必要がある。結晶・１ノ
１の酸化アルミニウムが含まれると、膜厚が厚くｈつた
り、引っ張りゃ折り曲げの際、亀裂が発生する。本発明
でいう非結晶性の酸化アルミニウムとは、結晶゛［１１
の酸化アルミニウムを含まない酸化アルミニウムをいう
。結晶性または非結晶性の判定は、ＣＬＪのにα線を用
いた通常のＸ線回折装置で容易に測定できる。たとえば
、結晶性のα−八へ２０３が含まれていると、回折角２
θが４３゜３９度や５７．５６度などの位置に明瞭な回
折ピークがあられれる。β−Ａα２０３の場合は、回折
角２０が６６．６５度や３３．４３度などの位置に回折
ピークがあられれる。これらの回折ピークの半価幅から
結晶の粒子サイズを測定することもできる。この他γ−
Ａａ２０３、δ−ＡＱ２０３など他の結晶性酸化アルミ
ニウムについても同様に固有の回折ピークが測定できる
。非結晶性の酸化アルミニウムの場合は、Ｘ線回折装置
では、特定の回折ピークは測定されない。本発明でいう
、１１結晶性の酸化アルミニウムとは、Ｘ線回折によっ
て１？Ｉ定の回折が観測されないものである。

−〇　− 酸化アルミニウム薄層の厚み１ｊ１、使用する基体と目
的に合１！て）パ定されるか、本発明において１．１１
３０人〜５０００大の範囲か望ましく、好ましくは５０
人〜２０００人、更に好ましく　ＩＪｊ：　Ｉ　Ｃ）　
ｎ大〜１０００人か望ましい、３０人未満で１、ｊｌ、
’ｔｊｉ　Ｍ水蒸気に対する搗１′１ノド１ノ１か１分
で４１０゜５０　Ｃ）０ス。

以上では、基体フィルムか１５　ｆｔ　ｍ以下のＪ、う
に極めて薄い場合にカールが発生する４ｒど＼Ｐ而・１
ノ１を損う。

本発明の酸化アルミニ１″ツム）１す層どして（，１１
、光学的吸収率が小さく、１ＩＯ−Ｎｅレリ“−）１Ｇ
（６３２８人）の波長にス・１−りるｆｆｉ！　ＪＩ７
率か１．り０へ−１，６４の範囲にあるものかな「まし
い。

光学的吸収率（」１、Ｍ化アルミニウム薄１箇内の八〇
、２０３の早とス・１応かあり、Ａσ２０；、か０（５
％以上１００％、史にθ７　にＬ　＜　Ｌｌ、９ε３（
尾以上１００％であると極めて吸１１■率か低く、透明
゛１］１の高いらのになる。

また、へ〇２０３結晶の屈ＪＪ７率（ＪＬＬ１２７６と
高いため、二軸延伸ポリプロピレン（約１．４７）、−
、、Ｉｔ１延伸ポリ下チレンテレフタレー１へ（約１゜
６　／１＞　’、＞どのように一般に屈折率の低いプラ
スチックフィルムと積層リ−ると、境界層での反則が生
ずるため、透過率が減少したり、干渉による虹模様が発
生する。このため、酸化アルミニウム薄層の１１１１折
率は、プラスチックフィルムとの積層によっ−Ｃ’ｂ　
！ｌ！Ｔ模様の光牛かみられない、１．５０〜１゜（５
／Ｉの範囲にあることか好ましい。

酸化アルミニウム薄層の形成方法としては、酸化アルミ
ニウムの粉末や固形物を真空蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティング＜ｒと真空析出法でｉｊ！ｚう方法
ヤ）、アルミニウム金属を酸素ガスを導入した中でスパ
ッタリング、真空蒸着、イオンブレーティングにより形
成する方法か採用できろ。中でも、本発明のように非結
晶性で、可撓・１ノ１があり、屈折率か低く　ＩＴ模様
の発生しにくい酸化アルミニウム薄層を形成するには、
アルミニウム金属を抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加
熱により溶融蒸発さ口、酸素ガスを導入しながら基体に
酸（Ｉｓ　／’ルミニウムａ層を形成する、反応′［４
真空蒸肴法が最も適している。

第１図に、本発明の包装用フィルムを作成するための反
応・ｌ’ｌ真空蒸盲装置の一例を模式的に承り−３゜真
空容器１内に８２首され！、二巻出し輔２にす、プラス
チックフィルム５が送り出され、−３０〜−５°Ｃに冷
却された冷却ドラム３を経由して、巻き取り軸１に巻き
取られる。この間、冷却ドラム上にて、高周波誘導加熱
電源に接続された蒸発器６内のアルミニウムか蒸発し、
酸素ボンベ１０から、カス流帛制御装＠９を通してマス
ク７で囲まれたガス吹田［］８から供給される酸素カス
と反応して、プラスチックフィルム基体５の十に酸化ア
ルミニウム薄層が形成される。真空容器内の圧力は、１
Ｘ１０　〜１Ｘ１０−３１−−ル、酸素ガスの供給ｈ）
は、蒸発器６からのアルミニウムの蒸発（７）に応じて
調整される。酸化アルミニウムの膜厚（、□Ｊ、フィル
ム走行速度により調整される。

非結晶性の酸化アルミニウムを形成するには、基板温度
、蒸発器ＫＦが千東であり、基板温度が低く、かつ蒸Ｊ
？ｆ！麻が大きいほど非結晶１）１の膜か１９られヤ）
すい。非結晶の膜を得るためには、基板）届度を一５°
Ｃ以下にすることか好ましい。また、酸化アルミニウム
薄層の屈折率（ユ、基板温度、蒸発速度の仙に蒸着中の
酸素圧力にも大きく依存する。

蒸発速度が大きくかつ、酸素圧力が高いほど屈折率か低
い膜か得られる。このため屈折率の調整（よ、主として
阜仮濡石、蒸発速度、酸素圧力を調整することによって
行イ＾うことかできる。

本発明の包装用フィルムは、酸化アルミニウム薄層を設
ける前、あるいは後にプラスデックフィルム而および／
または酸化アルミニウムｎ１層面に、ヒートシール゛ｌ
’ｌヤ）耐摩Ｉ［性を与えるための］−ティング、押出
しラミネーション、他のフィルムの積層や、文字、図柄
イ１どの印刷を適宜行なうことがＣきる。

本発明による包装用フィルムは、酸素や水蒸気に欠・１
する遮断・ｌｊｌが優れ、かつ透明性が高いため、内容
物の変質を防ぐことができ、かつ透視性の良い包装４・
Ａ利として、食品、電気部品、繊維製品、プラスチック
部品等の包装に用いることができる。

［作用］ 本発明の包装用フィルムは、ガス遮断性の白い酸化アル
ミニウム薄層が非結晶性であるため、量体の吸湿等によ
る寸法安定ｆノ１や、引っ張り、折Ｖ）曲げや成型にＪ
、る寸法変化に対しても、亀裂の発生がなく、カス遮断
ｔ’ｌが低下しない。また、酸化アルミニウム層の屈折
率が１．５０〜１．６／１と低いため、透明プラスチッ
ク基体と積層した場合に、界面での屈折率の差による反
ｑ４や干渉が妨げられらるため、透明性が高くかつ虹模
様の発生がない。

以下、実施例を用いて説明する。

本発明における特性の測定には、次の方法を用いた。

（イ）　酸素透過率 ＡＳＴＭ　　Ｄ−３９８５に準じて、酸素透過率測定装
置（モダンコントロールズ礼製、０Ｘ−ＴＲＡＮｌｏｏ
）を用いて測定した。

（ロ）　水蒸気透過率 水蒸気透過率測定装置（ハネウェル（株）製、Ｗ８２５
型）を用いて、４０℃、１００％Ｒ，Ｈ。

の条イ′１にて測定した。

（ハ）　酸化アルミニウム薄層の組成 ［ｓｃＡスペク］〜目メータ（島津製作所（株）φｊｊ
、ＦＳＣＡ７５０）を用いて、蒸着膜表面のＡｒ１２１
）スペクトルを測定し、結合エネルギーに対応するピー
クの積分強度より、金属アルミニウムと酸化アルミニウ
ムの組成比を締出した。

（ニ）　酸化アルミニウム薄層の結晶性Ｘ線回折装置（
理学電機（株）製）を用いて、ＣｕＫα線（Ｎｉフィル
タ使用）を蒸着膜表面に入射さ−１−、ゴニオメータで
試別とＸ線源を回転ざｉ！すがら、シンデレージョンカ
ウンター（理学電機（株）ｔＪ）で回折強度を測定した
。

（ホ）　酸化アルミニウム薄層の屈折率エリプソメータ
（溝尻光学工業（株）、ＤＶＡ−３６１）を用いて、ト
１ｅ−Ｎｅレーリ“光（波長６３２８人）に対する屈折
率を測定した。

くべ）　酸化アルミニウム薄層の厚さ 酸化アルミニウム薄層の厚さは、予め基板フィルムにポ
リニスデル粘呑テープ（日東電工（株）、ＮＯ３１Ｂ＞
を貼り、蒸着した後、この粘看テープをはがし、蒸着部
分と未蒸着部分の段差をつくる。この段差部を高精度段
差測定機（小板？＋ＪＩ究所（株）製、ＦＴ−１０）（
ごて測定した。

（ト）　引っ張りテス１〜 酸化アルミニウムを蒸着した２００ｍｍ角のフィルムの
両端部の全幅にそれぞれアルミニウム板を固着し、アル
ミニウム板の一方を固定し、使方に１０ｋｃＪの荷重を
かけて、十分間つり下げ、その後、アルミニウム板をと
り除いて酸素透過率および水蒸気透過率を測定した。

（チ）　光線透過率 分光光度計（日立製作所（株）製、自記分光光度計３２
３型〉にて、分光透過率を測定し、波長５５０ｎｍでの
透過率を光線透過率とした。

［実施例］ 実施例１〜５、比較例に 軸延伸ポリエチレンテレフタレー１−フィルム（厚さ１
２μｍ＞を幅２００ｍｍ、長さ５００ｍのロール状とし
、第１図に示す反応性蒸着装置に装着した。純度９９．
９％のアルミニウムを高周波誘導加熱蒸発器に１　ｋｇ
充填した後、真空蒸着容器をｌＸｌ０”’トールにυ１
気した。冷却ドラムは一２０℃に冷却した。次いで、ま
ず高周波誘導加熱蒸発器を加熱し、アルミニウムが毎分
５μｍの速度で蒸発するよう投入電力を設定したのら、
ガス流ω制御装置によりガス吹出口から酸素ガスを供給
した。酸素ガスの供給量は真空容器の圧力を見ながら調
整した。圧力が３Ｘ１０’ｌ−−ル以上では透明な酸化
アルミニウムが得られたため、圧力を４Ｘ１０−４１〜
−ルに保って、フィルムの巻取速度を変え、厚さが５０
人、１００人、５００人、１０００人、５０００人の酸
化アルミニウム薄層を蒸着した。それぞれを実施例１〜
５とする。

未蒸着フィルム（比較例１）と実施例１〜５の酸素透過
率、水蒸気透過率および引っ張りデス１〜後の酸素透過
率、水蒸気透過率を表１に示す。

実施例１〜５は、ＥＳＣＡによる組成分析の結果、いず
れもＡｏ、２０３が形成されており、Ｘ線回折の結果、
回折ピークはみられす、全て非結晶性であった。

マタ、ｔレソｌｌ’）Ａｒ１２０３　ｌｌ’Ａ（１）ｆ
ｆｉｌｌＪＴ率にｊ１、表１に示す。

実施例１〜５のいずれのフィルムも干渉による虹模様の
発生もなく、光線透過率は８７％を示した。

実施例６〜１０、比較例２ ベースフィルムとして二軸延伸ポリプロピレンフィルム
（厚さ２０μ）を幅２００ｍｍ、長さ１０００ｍのロー
ルとした以外は実施例１ど同一の方法で、厚さが５０人
、１００人、５００人、１０００人、５０００人の酸化
アルミニウムン埠層を蒸着した。それぞれを実施例６〜
１０、未然ｈフィルムを比較例２とする。

それぞれの酸素透過率、水蒸気透過率および引っ張りテ
スト後の測定結果を表１に示づ。

いずれのフィルムも干渉による虹模様の発生もなく光線
透過率は９０％を示した。

比較例３ １５　一 実施例で用いたのと同一の二軸延伸ポリエチレンテレフ
タレーｉ〜フィルム（厚さ１２μｍ）を幅２００ｍｍ１
長さ１．２ｍのシーｊ〜状とし、第１図に示す反応１ノ
１蒸看装置の冷却ドラム上に一周分だＣ巻き、端部を耐
熱性の接着テープで固定した。

ついで、アルミニウム金属を蒸着器に充填し、１Ｘ１０
’１〜−ルまで真空排気した。

ぞの後、冷１（ｎドラムに８０’Ｃの温水を通水した後
、アルミニウムが毎分０．１μｍの速度で蒸発するよう
投入電力を設定し、１　、５　Ｘ　１０’ｌ−−ルの酸
素分圧下で冷却ドラムを回転さけながら基板フィルム上
に厚さ５０００人の酸化アルミニウム膜を蒸着した。光
線透過率は、８５％であった。

酸化アルミニウム膜の組成はＡα２０３でおり、Ｘ線回
折の結果、回折角２θ−４３，４度において明瞭な回折
ピークがみられ、半価幅より約２００人の粒子υイズの
微結晶であることかわかった。

このフィルムの屈折率、酸素透過率、水蒸気透過率およ
び引っ張りテスト後のガス遮断性を表１に示す。

＝　１６− 引っ張りテスト後は、はぼ仝而に白化が生じており、顕
微鏡観察の結果、細かい亀裂が無数に発生していた。

比較例４〜５ 実施例１で用いたのと同じ二軸延伸ポリ下チレンテレフ
タレー１〜フィルム（厚さ１５μｍ）の幅３００ｍｍ、
長さ３００ｍｍのシートを小型真空蒸着機（日本真空技
術（株）、ＦＢＩ−１−６型）に設置し、純度９９．９
％の一酸化硅素をタングステンボー］・を用いて抵抗ｈ
１熱蒸着法で、ｌＸ１０’ｌ〜−ルの圧力下で蒸着し、
フィルム基板上に酸化硅素から成る、厚さ１０００人と
３０００人の膜を形成した。いずれの場合も、真空槽内
に酸素ガスを導入しなかったが、１ワられた映は光線透
過率が８６％の吸収の少ない透明な酸化硅素膜か１ｑら
れだ。

厚さ１０００人の蒸着フィルムを比較例４．３０００人
のものを比較例Ｅ５とする。

比較例４と５の酸素透過率、水蒸気透過率および引っ張
りテスト後のガス遮断性を表１に示す。

いずれも引っ張りテス１〜により著しく性能が低下した
。

［発明の効果］ 本発明の包装用フィルムは、透明性が高く、干渉模様等
が発生しないため内容物の視認性と美感に優れ、かつ寸
法変化に対しても、酸素ガスや水蒸気の遮断性に優れて
いため内容物の変色、変質がなく、長期保存に適した包
装用フィルムである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明を実施する反応性真空蒸着装置の例の説明
図である。 １：真空容器　　　２：巻出軸 ３：冷ム０ドラム　　４：巻取軸 ５ニブラスデツクフイルム ６：蒸発器　　　　７：マスク ８：ガス吹出口 ９：カス流量制御装置 １０：酸素ボンベ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二軸延伸した透明プラスチックフィルム基体上に
   、非結晶性の酸化アルミニウム薄層を設けたことを特徴
   とする包装用フィルム。
2. （２）酸化アルミニウム層の屈折率が１．５０〜１．６
   ４であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の包装用フィルム。