JP2008121122A - 透明バリア性フィルム - Google Patents
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Abstract
【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。 【選択図】 図1
Description
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、あるいは、酸化ケイ素の蒸着膜面に過酸化水素をコ−ティングしてバリア性を向上させる方法等が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
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。
また、また、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜を形成してなる透明ガスバリア性フィルムにおいては、酸化アルミニウムを蒸着後に、オフラインで水分等を吸着させ、次いで、水分を吸着させて温度以上で熱処理することによって、透明性、ガスバリア性等を向上させた透明ガスバリア性フィルムを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献2照。)。
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。 また、酸化ケイ素の蒸着膜面に過酸化水素をコ−ティングしてバリア性を向上させる方法等も提案されているが、それによる効果は、それなりに期待し得るものであるが、未だ、十分に満足し得るハイバリア性を有する透明ガスバリア性フィルムを製造することは困難であるというのが実状であり、更に、付言すれば、そのような操作を行うこと自体、その製造工程が増えることからその製造コストを高めるという問題点がある。
更に、上記のような、蒸着膜形成後に、その表面に、水分等を吸着させ、次いで、高温加熱処理するような方法は、前述と同様に、製造工程が増えることから製造コスト面から問題があるものである。
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。
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(EB)方式、高周波誘導加熱方式、抵抗加熱方式等を用いられる。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
具体的には、酸化アルミニウム蒸着薄膜が、式AlOx (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。
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。
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、50〜2000Å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、2000Å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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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、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。
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。
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。
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90%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37.8℃、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25μm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。
┌────┬──────────────┬──────────────┐ │ │ 酸素透過度 │ 水蒸気透過度 │ │ ├───────┬──────┼───────┬──────┤ │ │酸化アルミニウ│複合フィルム│酸化アルミニウ│複合フィルム│ │ │ム蒸着フィルム│ │ム蒸着フィルム│ │ ├────┼───────┼──────┼───────┼──────┤ │実施例1│ 1.5 │ 0.8 │ 1.3 │ 0.9 │ ├────┼───────┼──────┼───────┼──────┤ │実施例2│ 1.7 │ 1.0 │ 1.8 │ 1.1 │ ├────┼───────┼──────┼───────┼──────┤ │比較例1│ 2.0 │ 1.6 │ 5.3 │ 3.8 │ ├────┼───────┼──────┼───────┼──────┤ │比較例2│ 2.5 │11.5 │ 6.8 │13.0 │ └────┴───────┴──────┴───────┴──────┘
┌────┬──────────┬─────────────────┐ │ │ │ ゲルボ50回後のガスバリア性 │ │ │ラミネ−ト強度 ├───────┬─────────┤ │ │(gf/15mm巾)│ 酸素透過度 │ 水蒸気透過度 │ ├────┼──────────┼───────┼─────────┤ │実施例1│ 430 │ 1.5 │ 1.1 │ ├────┼──────────┼───────┼─────────┤ │実施例2│ 410 │ 2.0 │ 1.5 │ ├────┼──────────┼───────┼─────────┤ │比較例1│ 350 │ 5.9 │ 8.1 │ ├────┼──────────┼───────┼─────────┤ │比較例2│ 280 │ 25.0 │ 17.0 │ └────┴──────────┴───────┴─────────┘ 上記の表1において、酸素透過度は、cc/m2 /dayの単位であり、また、水蒸気透過度は、g/m2 /dayの単位である。
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 (4)
- 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−ム加熱方式により、蒸着源としてのアルミニウム金属を加熱して、蒸発させながら、酸素ガスを供給して酸化アルミニウム蒸着薄膜を製膜化する反応性蒸着法により製造し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、式AlOx (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、
また、上記の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、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させて、
かつ、上記の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、その蒸着薄膜の膜厚の最表面層部分において、0.1〜9.0の範囲で、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蒸着薄膜を設けたことを特徴とする透明バリア性フィルム - 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。
- 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のいずれか1項に記載する透明バリア性フィルム。
- 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のいずれか1項に記載する透明バリア性フィルム。
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