JP4396176B2 - パール調光沢を有するバリアフィルム及びこのバリアフィルムを用いた積層包装材料 - Google Patents

パール調光沢を有するバリアフィルム及びこのバリアフィルムを用いた積層包装材料 Download PDF

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Description

本発明は優れたパール調とガスバリア性の両機能を有するフィルム及びその積層包装材料に関するものである。
透明なフィルムなどにパール調の機能を付与させる為には、基材層にパール調を有する顔料等を分散させた印刷インキからなる印刷層を積層して付与したものが多く使用されており、顔料としては酸化アルミニウム等の金属酸化物や天然雲母が使用されている。それらの顔料の粒子径、平滑性、純度、インキ中の分散状態などにバラツキがある場合には光の散乱が大きくなり、屈折率を利用した光の干渉効果が不十分になる等の問題があった。また、前記印刷層だけでは十分なガスバリア性を付与できなかった。安定した高光輝性を有するものとして、金属又は金属酸化物の蒸着薄膜層を多層に積層した転写用の構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−１１６９９号公報
しかしながら、前記提案されている構造体は転写用材料であり、被転写体に多層の蒸着薄膜層を転写させて、紅彩色の輝性を付与させる為のもので、この構造体で内容物を包装し、保存させることは出来なかった。
本発明の課題は、優れたパール調とガスバリア性を兼ね備えるフィルムとその積層包装材料を提供することにある。
本発明の請求項１に係る発明は、透明フィルムからなる基材層の一方の面に、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる薄膜層Ｂを順次積層した積層体を設けたことを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルムである。
本発明の請求項２に係る発明は、透明フィルムからなる基材層の一方の面に、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる蒸着薄膜層Ｂ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａを順次積層した積層体を設けたことを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルムである。
本発明の請求項３に係る発明は、前記積層体の外面に、さらにオーバーコート層が積層されていることを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルムである。
本発明の請求項４に係る発明は、前記オーバーコート層が水溶性高分子と、（ａ）一種以上の金属アルコキシドおよびその加水分解物又は（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含むものからなることを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルムである。
本発明の請求項５に係る発明は、前記記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記積層体の外面に印刷層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料である。
本発明の請求項６に係る発明は、前記記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記積層体の外面に接着剤層、シーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材である。
本発明の請求項７に係る発明は、前記記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記印刷層の外面に接着剤層、シーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料である
本発明の積層包装材料は、パール調光沢を有するバリアフィルムは、透明フィルムからなる基材層の一方の面に酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる薄膜層Ｂを順次積層した積層体、または、透明フィルムからなる基材層の一方の面に、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる蒸着薄膜層Ｂ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａを順次積層した積層体を設けたので、優れたガスバリア性とパール調光沢を有している。
本発明のパール調バリアフィルム及びその積層包装材料を実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明のパール調バリアフィルムの一実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）が積層されており、（
ｂ）は他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）が積層されており、（ｃ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）が積層されている。
図２（ａ）は本発明のパール調バリアフィルムのさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、オーバーコート層（５）が積層されており、（ｂ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）が積層されており、（ｃ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）が積層されている。
前記基材層（１）は透明な高分子フィルムからなり、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）、ナイロンフィルム（Ｎｙフィルム）などの機械的強度が強く、寸法安定性が良いものが好ましく、二軸方向に延伸したものがより好ましい。また、この基材層（１）の表面に蒸着薄膜層の密着性を良くするために、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施しておいてもよく、さらに薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。厚みは５〜２００μｍのものが使用可能で、より好ましくは１２〜５０μｍのものである。
前記蒸着薄膜層Ａ（２）は、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなっており、優れたガスバリア性を有すると共に屈折率が高く、酸化第２鉄からなる場合は膜厚により赤から緑の干渉色を有し、酸化チタンからなる場合は膜厚により紫から緑の干渉色を有する。厚みは０．０１〜０．７μｍが好ましく、より好ましいのは０．３〜０．７μｍである。
前記蒸着薄膜層Ｂ（３）は酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなっており、同様に優れたガスバリア性を有すると共に屈折率が低く、酸化アルミニウムの場合は光沢効果が大きく、酸化珪素の場合は干渉色として虹彩色を呈する。厚みは０．０１〜０．７μｍが好ましく、０．３〜０．５μｍがより好ましい。。
前記蒸着薄膜層Ｃ（４）は酸化錫からなっており、酸化錫は蒸着薄膜層Ａ（２）と蒸着薄膜層Ｂ（３）の薄膜形成時の核となり、薄膜をより緻密にする作用を有する。厚みは０．０１〜０．７μｍが好ましく、０．３〜０．５μｍがより好ましい。
前記蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）及び蒸着薄膜層Ｃ（４）は、通常の真空蒸着法により形成することができ、真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式等が好ましく、基材層（１）との密着性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いることも可能である。また、透明性を上げるために蒸着の際、酸素ガスなど吹き込んだりする反応蒸着を行っても一向に構わない。
前記オーバーコート層（５）は、高いガスバリア性を付与するためと蒸着薄膜層を保護する為に積層するものであり、その構成成分は水溶性高分子と、（ａ）１種以上の金属アルコキシド及び加水分解物または（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液あるいは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布して形成する。水溶性高分子と塩化錫を水系（水あるいは水／アルコール混合）溶媒で溶解させた溶液、あるいはこれに金属アルコキシドを直接または予め加水分解させるなど処理を行ったものを混合した溶液
を蒸着薄膜層上にコーティング、加熱乾燥し形成したものである。
前記オーバーコート層（５）に用いられる水溶性高分子は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとする）を用いた場合にガスバリア性が最も優れる。ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルを鹸化して得られるもので、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分鹸化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全鹸化ＰＶＡまでを含み、特に限定されない。
また、前記塩化錫は塩化第一錫（ＳｎＣｌ2）、塩化第二錫（ＳｎＣｌ4）あるいはこれらの混合物であっても良く、無水物でも水和物でも良い。
さらに、前記金属アルコキシドはテトラエトキシシラン又はトリイソプロポキシアルミニウムあるいはそれらの混合物が好ましい。
前記コーティング剤の具体的な組成としては、例えば、テトラエトキシシラン１０．４ｇに０．１Ｎ塩酸８９．６ｇを加え、３０分間撹拌し加水分解させた固形分３重量％（ＳｉＯ2 換算）の加水分解溶液とポリビニルアルコール樹脂の３重量％水／イソプロピルアルコール溶液（水／イソプロピルアルコールは重量％比で９０／１０）を重量％比で６０／４０に配合したものなどを使用する。
又は、前記オーバーコート層（５）を、通常の印刷インキのバインダーに使用する樹脂、例えばセルロース系樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等のいずれか一つの樹脂を主成分とするコート液を用いて形成しても良い。
前記オーバーコート層（５）の積層方法には、通常用いられるグラビアコーティング法、ロールコーティング法などの公知の手段を用いることができる。乾燥後の被膜厚さが０．０１μｍ以上あればよいが、厚さが５０μｍを超えると膜にクラックが生じ易くなるため、０．０１〜５０μｍの範囲が好ましい。
図３（ａ）は本発明の積層包装材料の一実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、印刷層（６）が積層されており、（ｂ）は他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、印刷層（６）が積層されており、（ｃ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、印刷層（６）が積層されており、（ｄ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）が積層されており、（ｅ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）が積層されており、（ｆ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）が積層されている。
前記印刷層（６）は単色構成若しくは多色構成でも良く、多色構成の場合は印刷の最後に黒色インキからなる印刷層を設けることにより、基材層側から見た場合にパール調の効果がより強められる。
図４（ａ）は本発明の積層包装材料のさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｂ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｃ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｄ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、オーバーコート層（５）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｅ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｆ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｇ）はさらに他の各実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｈ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｉ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｊ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｋ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されており、（ｌ）はさらに他の実施例の側断面図であり、厚み方向に順に、基材層（１）、蒸着薄膜層Ａ（２）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ｂ（３）、蒸着薄膜層Ｃ（４）、蒸着薄膜層Ａ（２）、オーバーコート層（５）、印刷層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されている。
前記接着剤層（７）は、ポリエステル・ポリウレタン系やポリエーテル・ポリウレタン系等の接着剤からなっており、塗布量は１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）である。
前記シーラント層（８）は、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン／酢酸ビニル共重合体樹脂などのエチレン系樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、ポリプロピレン−α−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂からなり、公知の溶融押出法で積層する。なお、前記ポリオレフィン系樹脂にカーボンブラックなどの添加剤を添加した樹脂を使用してもよく、その場合はシーラント層（８）が黒色になるので、パール調の効果がより良くなる。
（ａ）〜（ｃ）は、パール調光沢を有するバリアフィルムの各実施例の側断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、パール調光沢を有するバリアフィルムのさらに他の各実施例の側断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、パール調光沢を有するバリアフィルムを用いた積層包装材料の各実施例の側断面図である。 （ａ）〜（ｌ）は、パール調光沢を有するバリアフィルムを用いた積層包装材料のさらに他の各実施例の側断面図である。
符号の説明
１…基材層
２…蒸着薄膜層Ａ
３…蒸着薄膜層Ｂ
４…蒸着薄膜層Ｃ
５…オーバーコート層
６…印刷層
７…接着剤層
８…シーラント層

Claims (7)

  1. 透明フィルムからなる基材層の一方の面に、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる薄膜層Ｂを順次積層した積層体を設けたことを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルム。
  2. 透明フィルムからなる基材層の一方の面に、酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、酸化アルミニウム若しくは酸化珪素からなる蒸着薄膜層Ｂ、酸化錫からなる蒸着薄膜層Ｃ、及び酸化第２鉄若しくは酸化チタンからなる蒸着薄膜層Ａを順次積層した積層体を設けたことを特徴とするパール調光沢を有するバリアフィルム。
  3. 前記積層体の外面に、さらにオーバーコート層が積層されていることを特徴とする請求項１または２
    にパール調光沢を有するバリアフィルム。
  4. 前記オーバーコート層が水溶性高分子と、（ａ）一種以上の金属アルコキシドおよびその加水分解物又は（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含むものからなることを特徴とする請求項３に記載のパール調光沢を有するバリアフィルム。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記積層体の外面に印刷層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料。
  6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記積層体の外面に接着剤層、シーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料。
  7. 請求項５記載のパール調光沢を有するバリアフィルムの、前記印刷層の外面に接着剤層、シーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料。
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