JPS63257630A - ガスバリヤ性の優れた透明プラスチツクフイルム - 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、ガスバリヤ性の優れた透明プラスチックフィ
ルムに関するものである。更に詳しくは、包装材料等に
好適に使用されるガスバリヤ性に優れた、しかも透明な
プラスチックフィルムに関するものである。

「従来の技術」 食品、医薬品、化学薬品等の包装材料に用いられる透明
なプラスチックフィルムは、包装された内容物の変質を
防ぐために、水蒸気や酸素などのがス透過率の小さい材
質のものが用いられている。

そして、さらに高度のガスバリヤ性が必要な包装材料の
場合は、フィルムにアルミニウム箔を貼り合せたものや
、フィルムの表面にアルミニウムを蒸着させたものが用
いられてきた。

しかしながら、このような金属箔等を用いた包装材料は
、水蒸気や酸素などに対するガスバリヤ性には優れてい
るものの、不透明であり、内容物を外から見ることがで
きないという欠点があって、包装材料としては適当でな
い面があった。

一方、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンを主成分と
し、これと共重合可能な他の化合物、たとえば塩化ビニ
ル、メチル７クリレート、メチルメタクリレート、アク
リロニトリルなどとの共重合体等の塩化ビニリデン系樹
脂よりなるフィルム、およびこれらの塩化ビニリデン系
樹脂をポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミｌ／等
よりなるフィルムにコーティングした塩化ビニリデン系
樹脂コートフィルムも、ガスバリヤ性を備えた包装材料
として用いられている。これらの塩化ビニリデン系０５
Ｎフイルムは、フィルム自体が水蒸気や酸素に対するガ
スバリヤ性を備えているが、これらのガスバリヤ性は、
充分なものではなく、高度のガスバリヤ性を必要とする
包装材料には不適当であった。

さらに、ポリビニルアルコールフィルムや、エチレン−
ビニルアルコール共重合体フィルム等のポリビニルアル
コール系フィルムは、酸素バリヤ性に優れているので包
装材料として広く用いられている。しかしながら、ポリ
ビニルアルコール系フィルムは水蒸気バリヤ性において
劣り、さらに高湿度の条件下では酸素バリヤ性も低下す
るという欠点があった。そのためにポリビニルアルコー
ル系フィルムを包装材料として用いる場合は、ポリフロ
ピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエステル
フィルムなどの水蒸気バリヤ性を有するフィルムを、ポ
リビニルアルコール系フィルムに積層した積層フィルム
が通常用いられている。

しかしながら、このような積／［フィルムも、高度なが
スパリャ性を必要とする包装材料としては、充分にその
機能を果たすまでには至らなかった。

従って、このような積層フィルムに高度のガスバリヤ性
を付与させるためには、積層フィルムの厚さを厚くしな
ければならず、フィルムの厚さを厚くすると、積／ｉ！
フィルムの透明性や柔軟性が損われてしまい、包装材料
として好ましい性質が失われてしまうという欠、αがあ
った。

また、ポリエチレンテレフタレートフィルムや、ポリプ
ロピレンフィルムにケイ素酸化物やマグネシウム酸化物
を蒸着したフィルムも提案されているが、これらのフィ
ルムも高度なガスバリヤ性を必要とされる用途には、不
充分である。

［発明が解決しようとする問題点」 本発明者らは、かかる現状に鑑み、透明で、かつ高度の
がスパリャ性を有し、包装材料として好ましい性能を有
するフィルムを提供することを目的として鋭意検討の結
果、本発明を完成するに至ったものである。

［問題点を解決するための手段］ しかして本発明の第１発明の要旨とするところは、ケン
化度が９９モル％以上であり、少なくとも一輪方向に５
倍以上延伸されたポリビニルアルコールフィルムの片面
に、マグネシウム酸化物の透明な薄膜層が形成されてな
ることを特徴とする、ガスバリヤ性の優れた透明プラス
チックフィルムに存する。

また、本発明の第２発明は、ケン化度が９９モル％以上
であり、少なくとも一輪方向に５倍以上延伸されたポリ
ビニルアルコールフィルム、マグネシウム酸化物の透明
な薄膜層、および別の透明なプラスチック薄膜が、順次
形成されてなることを特徴とする、γスパリャ性の優れ
た透明プラスチックフィルムを要旨とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、マグネシウム酸化物の透明薄膜層を設
けるフィルムとして、ポリビニルアルコール７ンルムが
必須である。ポリビニルアルコールフィルムは、低湿度
下では優れた酸素バリヤ性を有しているが、高湿度下で
は吸湿により分子構造が変化し、酸素バリヤ性が着しく
低下する。しかしながら、このフィルムにマグネシウム
酸化物の透明薄膜層を設けると、高湿度下での酸素バリ
ヤ性が著しく向上するのみならず、水蒸気バリヤ性も者
しく改善される。

本発明におてポリビニルアルコールフィルムは、ケン化
度が９９モル％のポリビニルアルコールから製造された
フィルムをいう、ポリビニルアルコールのケン化度が９
９モル％より低いと、フィルム表面にマグネシウム酸化
物の透明薄膜層を設けても、ガスバリヤ性があまり向上
しない。

またポリビニルアルコールフィルムは、少なくとも一輪
方向の延伸倍率が５倍以上必要である。

延伸後、結晶化度を高め分子鎖の配向を固定するために
、ガラス転移点以上融点以下の温度で熱固定の操作を経
るのがよい、延伸倍率が５倍より少ない場合は、マグネ
シウム酸化物の透明ｍ膜層を設けても、〃スバリャ性が
あまり向上しない。

延伸は延伸倍率が５倍以上であれば、−軸のみの延伸で
あってもよく、また二軸に延伸してもよい。

また、フィルムの延伸倍率は合計の延伸倍率が５倍以上
になれば、一段階で延伸したものに限らず多段階で延伸
したものであってもよい。

ポリビニルアルコールフィルムの厚さは、５〜４００μ
の範囲で選ぶことができる。中でも１０〜２００μの範
囲で選ぶのが好ましい。

本発明に係る透明プラスチックフィルムは、上記ポリビ
ニルアルコールフィルムの片面に、マグネシウム酸化物
の透明な薄膜層が形成されている。

ポリビニルアルコールフィルムの片面にマグネシウム酸
化物の透明な薄膜層を形成するには、真空蒸着法、スパ
ッタリング法またはイオンブレーティング法いずれかの
方法によればよい。

例えば、真空蒸着法の場合蒸着物質として酸化マグネシ
ウムを用い、１０−３〜１０−’　Ｔｏｒｒの真空下で
、電子ビーム、高周波誘導加熱抵抗加熱方式で加熱蒸発
させる。＊たは酸素〃スを供給しながら行なう反応蒸着
法も採用できる０反応蒸着法の場合は、蒸着物質として
は金属マグネシウムであってもよい。

マグネシウム酸化物の透明薄ＩＩＩＮはスパッタリング
法、イオンブレーティング法でも製造でｂｌこれらの方
法は真空蒸着法に比較して密着性の高い透明薄膜層が形
成できる。

なお、マグネシウム酸化物には、１０重量％以下であれ
ばその中に不純物としてＢ２０１．５ｉｆ２、Ａ　ｌ　
２０　ｓ等が混入していても、透明プラスチックフィル
ムの〃スバリャ性の極端な低下は認められない。

ポリビニルアルコールフィルムの片面に形成するマグネ
シウム酸化物の透明なｉｌ膜屑の厚さは、５０〜５００
０人の範囲で選ぶのがよい。

透明薄膜層の厚さが５０人未満であると、〃スバリャ性
が不充分であり、また５０００人を越えると、フィルム
のカールが者しく問題となったり１、透明薄膜層に亀裂
や剥離が生じ易い。

本発明の目的は、上記のようにポリビニルアルコールフ
ィルムの片面にマグネシウム酸化物の透明な薄膜層を設
けたフィルムの透明な薄膜層面に、別の透明プラスチッ
クフィルムを積層するかまたは別の透明プラスチック材
料を塗布することによって、一層効果的に達成される。

この際新らたに積層する別の透明プラスチックフィルム
または塗布する別の透明プラスチック材料としては、特
に限定されないが、ＡＳＴＭ　Ｆ３７２に準拠して測定
した温度４０℃、相対湿度９０％における透湿度が、５
０ｇ／ｍ”・２４ｈｒｓ。

以下の特性をもったものが好ましい。

そのようなプラスチックとしては、ポリエチレンおよび
エチレン系重合体、ポリプロピレンおよびプロピレン系
共重合体等のオレフィン系樹脂よりなるフィルム、ポリ
塩化ビニルおよびその共重合体等の塩化ビニル系樹脂よ
りなるフィルム、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体
などの塩化ビ二すデン系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチ
レンなどのフッ素樹脂があげられる。これら樹脂はフィ
ルム化して積層したり、溶液状にして塗布膜を形成する
。フィルムとした場合には、このフィルムにさらに、塩
化ビニリデン系樹脂をコーティングしたビニリテ゛ンコ
ートフイルムなどが挙げられる。これらのフィルムは未
延伸のものも、あるいは−軸または二軸に延伸したもの
も、いずれであってもよい。

上記別の透明なプラスチック薄膜の厚さは、５〜４００
μの範囲で選ぶことができる。

このような別の透明なプラスチックフィルムをマグネシ
ウム酸化物の透明な薄膜層に積層する場合には、ウレタ
ン系接着剤、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤
などを用いるドライラミネート法および押出ラミネート
法など、公知の方法を採用できる。

他方、別の透明なプラスチックの薄膜を塗布によって形
成するには、塗布剤を用いる。この際に用いられる塗布
剤としては、塩化ビニリデン系樹脂のラテックスおよび
塩化ビニリデン系樹脂をテトラヒドロ７ランなどの溶剤
に溶解したもの、などがあげられる。

塩化ビニリデン系樹脂をマグネシウム酸化物の透明薄膜
層に塗布する場合、塩化ビニ＋７デン系樹脂の接着強度
を上げるためアンカーコート剤が使用される。

好適なアンカーコート剤としては、イソシアネート系、
ポリエチレンイミン系、有機チタン系などの接着促進剤
及びポリウレタン系、ポリエステル系などの接着剤をあ
げることができる。

本発明に係るガスバリヤ性の優れた透明プラスチックフ
ィルムの厚さは、強度、柔軟性、経済性などの点から１
０〜５００μの範囲で用途に応じて選ぶことができるが
、より好ましくは１０〜２００μの厚さである。

また、本発明に係るがスパリャ性の優れた透明プラスチ
ックフィルムのポリビニルアルコールフィルムの表面ま
たは両面に、必要に応じてフィルムのヒートシール性を
向上させる物質を塗布したり積層してもよい。

ヒートシール性を向上させる物質としては、低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピ
レン、アイオノマー等があげられる。

「発明の効果」 本発明に係る透明プラスチックフィルムは、透明性に優
れ、かつ、極めて優れたガスバリヤ性を発揮するもので
あり、柔軟性があって、強度およびｌ１ｌｋ済性の面で
もすぐれたものである。したがって食品、医薬品、化学
薬品等の包装材料をはじめとして、高度のがスパリャ性
が要求される、広範囲な用途に包装材料として用いるこ
とができ、その工業的利用価値は極めて大である。

「実施例」 以下、本発明を実施例にもとづいて、また比較例と対照
させながら詳細に説明するが、本発明はその要日を超え
ない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、以下の例において、透湿度はＡＳＴＭＦ３７２に
準拠したモダンコントロール社のＰＥＲＭＡＴＲＡＮＷ
−１を用いて、温度４０℃、相対湿度９０％の条件にお
いで、マグネシウム酸化物透明薄膜層を高湿＠（９０％
ＲＨ）、基材フィルムを絶乾状態側に位置させて測定し
たものであり、酸素透過度はモダンコントロール社の０
Ｘ−ＴＲＡＮ　　１００を用イテ、３０″ｃｘａｏ％Ｒ
Ｈの条件において測定したものである。

実施例１ ケン化＆９９．７％のポリビニルアルコールフィルム（
延伸倍率５倍、−軸延伸、厚み２０μ）の表面に、５　
Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの真空下、電子ビーム加熱方式で
、純度９９．９％の酸化マグネシウムを加熱蒸発させ、
厚さ１０００人の酸化マグネシウムの透明な薄膜層を形
成し、透明プラスチックフィルムを得た。透明な薄膜層
の厚さは、水晶発振式のモニターで決定した。

この透明プラスチックフィルムの透明な薄膜層を、９０
％ＲＨ側に向けて位置させ、他方を絶乾状態側に向けて
位置させ、透湿度を測定した。また、この透明プラスチ
ックフィルムについて、前記方法で酸素透過度を測定し
、透明性を肉眼で評価した。

測定結果を、＃＆１表に示す。

実施例２ 実施例１に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムを、ケン化度９９．９％、延伸倍率が３Ｘ３倍の
ものを、更に一方向に２．９倍延伸して３Ｘ８．７倍に
延伸された厚さ２５μに代えたほかは、同側におけると
同様にして酸化マグネシウムの透明な薄膜層を形成した
。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様の項目の評価試験を行った。結果を第１
表に示す。

実施例３ 実施例２に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムの表面に形成する酸化マグネシウムの透明な薄膜
層の厚さを５００人としたほかは、同側におけると同様
とした。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様の項目の評価試験を行った。結果を第１
表に示す。

実施例４ 実施例２に記載の例において、ポリビニルアルコールの
表面に形成する酸化マグネシウムの透明な薄膜層の厚さ
を２０００人としたほかは、同側におけると同様とした
。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様の項目の評価試験を打った。結果を第１
表に示す。

実施例５ 実施例１で得られた透明プラスチックフィルムの酸化マ
グネシウムを蒸着した面に、塩化ビニリデンＰ、樹脂の
コート層（厚さ１０μ）がある全体の厚さ３０μのポリ
プロピレンフィルム（延伸倍率５×５倍、透湿度１　、
２　ｇ／ｍ”　・２４　ｈｒｓ、）（以下このフィルム
をｒＫ−ＯＰＰＪという）を積層し、ポリビニルアルコ
ールフィルムの面には、厚さ４０μの低密度ポリエチレ
ンフィルムをウレタン１ＰＳ接着剤（式日薬品（株）製
、タケタックＡ−６０６とタケネー）Ａ−１０との９：
１の割合の二成分系接着剤）（厚さ２μ）を介して積層
し、透明な積層プラスチックフィルムを得た。

得られた透明な積層プラスチックフィルムのに−ｏｐｐ
側を、９０％ＲＨＩに向けて位置させ、他方を絶乾状態
側に向けて位置させ、透湿度を測定した。得られた透明
な積層プラスチックフィルムについて、酸素透過度、透
明性等を先の例と同様に評価した。結果を第１表に示す
。

実施例６ 実施例５に記載の例において、酸化マグネシウムを蒸着
したポリビニルアルコールを実施例２で得られたものに
代えたほかは、実施例５におけると同様の手順で、透明
な積層プラスチックフィルムを得た。

得られた透明な積層プラスチックフィルムについて、実
施例５と同様にして評価試験を行った。

結果を第１表に示す。

実施例７ 実施例５に記載の例における透明プラスチックフォルム
の酸化マグネシウムを蒸着した面に積層したに一０ＰＰ
フィルムを、厚さ２５μの二輪延伸ポリエチレンテレフ
タレートフィルム（ＮＵ伸倍率３×３倍、透湿度２０ｇ
／ｍ”・２４ｈｒｓ、）に代えたほかは、同側における
と同様の手順で透明な積層プラスチックフィルムを得た
。

得られた透明な積層プラスチックフィルムについて、実
施例５におけると同様にして評価試験を行った。結果を
第１表に示す。

実施例８ 実施例２で得られた透明プラスチックフィルムの酸化マ
グネシウムを蒸着した面に、アンカーコート剤としてポ
リウレタン接着剤（式日薬品（株）製、タケタックＡ−
６０６とタケネートＡ−１０の９：１の割合の二成分Ａ
１１着剤）を塗布し、厚さ１μのコート層を形成した。

このコート層上に塩化ビニリデンＰ、樹脂ラテックス（
呉羽化学工業（株）製、フレハロンラテックスＤＯ−８
７０）を塗布し、厚さ１０μの薄膜を形成した（このも
のの透湿度は１　、２　Ｈ／　ｍ２・２４ｈｒｓ、）（
この薄膜を「Ｋ薄膜」という）。

得られた透明な積層プラスチックフィルムにに薄膜側を
、９０％ＲＨ側に向けて位ｒ！ｉさせ、他方を絶乾状態
側に向けて位置させ、透湿度を測定した。得られた透明
な積層プラスチックフィルムについて、酸素透過度、透
明性を先の例と同様に評価した。結果を第１表に示す。

実施例９ 実施例５に記載の例における透明プラスチックフィルム
の酸化マグネシウムを蒸着した面に積層したに一０ＰＰ
フィルムを、厚さ１５μの二軸延伸ナイロン６フィルム
（延伸倍率３Ｘ３倍、透湿度１５０ｇ／噛２・２４ｈｒ
ｓ、）に代えたほかは、同例におけると同様の手順で透
明な積層プラスチックフィルムを得た。

得られた透明な積層プラスチックフィルムについて、実
施例５におけると同様にして評価試験を行った。結果を
第１表に示す。

比較例１ 実施例１に記載の例において、ポリビニルアルコールを
、厚さ２５μの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（′＃、伸倍率３×３倍）に代えたほかは、同例
におけると同様の手順で透明な薄膜層を形成し透明プラ
スチックフィルムを得た。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様にして評価試験を行った。

結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例２に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムを、ケン化度９９．９％、延伸倍率が３Ｘ３倍で
、厚さが２５μのポリビニルアルコールフィルムに代え
たほかは、同例におけると同様にして酸化マグネシウム
の透明な薄膜層を形成した。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様にして評価試験を行った。

結果を第１表に示す。

比較例３ 実施例１に記載の例において、ポリビニルアルコールフ
ィルムを、ケン化＆９０モル％、−軸方向に５倍延伸さ
れた厚さ２０μのポリビニルアルコールフィルムに代え
たほかは、同例におけると同様にして酸化マグネシウム
の透明な薄膜層を形成した。

得られた透明プラスチックフィルムについて、実施例１
におけると同様にして評価試験を行った。

結果を第１表に示す。

比較例４ 厚さ２５μ、延伸倍率３×３倍の二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルムの表面に、実施例１に記載した
と同様の手順で、厚さ１０００人の酸化マグネシウムの
透明な薄膜層を形成し、透明プラスチックフィルムを得
た。

こうして得られた透明プラスチックフィルムの酸化マグ
ネシウムを蒸着した面に、実施例５で用いたと同種のｒ
Ｋ−ＯＰＰＪを積層し、他の面には厚さ４０μの低密度
ポリエチレンフィルムを、実施例５に記載したと同様の
方法で積層し、透明な積層プラスチックフィルムを得た
。

得られた透明な積層プラスチックフィルムについて、実
施例５に記載したと同様の手順で、評価試験を行った。

結果を第１表に示す。

［註１本１　透明プラスチックフィルムの構成を示す。

＊２　透明プラスチックフィルム全体の厚さを示す。

＊３　水晶発振式のモニターで測定したもの。

＊４　　ＡＳＴＭ　Ｆ３７２に準拠したモダンコントロ
ール社のＰＥＲＭＡＴＲＡ ＮＷ−１を用いて、温度４０℃、相 対湿度９０％の条件下で測定したも の。

本５　モダンコントロール社の０Ｘ− ＴＲＡＮ　　１００を用いて、温度３０℃、相対湿度８
０％の条件下で測定 したもの。

＊６ｊＫ−ＯＰＰＪは、塩化ビニリデン系樹脂のコート
層（厚さ１０μ）をもつ 全体の厚さ３０μの二軸延伸（５Ｘ５ 倍）ポリプロピレンフィルムを意味す る。

本フ　ＪＬＤＰＥＪは、厚さ４０μの低密度ポリエチレ
ンフィルムを意味する。

＊８　　［ＰＥＴＪは、厚さ２５μの二輪延伸（３Ｘ３
倍）ポリエチレンテレフタレート フィルムを意味する。

車９　　ｒＫ？ｉｇＪは、厚さ１０μの塩化ビニリデン
系樹脂の薄膜を意味する。

本１０「０ＮＹＪは、厚さ１５μの二輪延伸（３Ｘ３倍
）ナイロン６フィルムを意味す る。

京１１透明性の０は、透明性が良好であることを意味す
る。

第１表より、次のことが明らかとなる。

（１）　　ポリビニルアルコールフィルムは、材料樹脂
のケン化度が９９モル％以上であり、少なくとも一輪方
向に５倍以上延伸されたものであると、透湿度、酸素透
過度ともに小さく、優れたガスバリヤ性を発揮する。

（２）これに対して、ポリビニルアルコールフィルムで
あっても、材料樹脂のケン化度が９９モル％未満のもの
（比較例３）、フィルムの延伸倍率が少な（とも−軸方
向に５倍未満で延伸されたもの（比較例２）は、いずれ
も透湿度、酸素透過度ともに実施例のフィルムより大き
く、ガスバリヤ性が優れているとはいえない。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケン化度が９９モル％以上であり、少なくとも一
   輪方向に５倍以上延伸されたポリビニルアルコールフィ
   ルムの片面に、マグネシウム酸化物の透明な薄膜層が形
   成されてなることを特徴とする、ガスバリヤ性の優れた
   透明プラスチックフィルム。
2. （２）ポリビニルアルコールフィルムが厚さ５〜４００
   μの範囲、マグネシウム酸化物の透明な薄膜層の厚さが
   ５０〜５０００Åの範囲で選ばれたものであることを特
   徴とする、特許請求の範囲第（１）項記載のガスバリヤ
   性の優れた透明プラスチックフィルム。
3. （３）マグネシウム酸化物の透明な薄膜層が、真空蒸着
   法、スパッタリング法またはイオンブレーティング法の
   いずれかによって形成されたものであることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載
   のガスバリヤ性の優れた透明プラスチックフィルム。
4. （４）ケン化度が９９モル％以上であり、少なくとも一
   輪方向に５倍以上延伸されたポリビニルアルコールフィ
   ルム、マグネシウム酸化物の透明な薄膜層、および別の
   透明なプラスチック薄膜が、順次形成されてなることを
   特徴とする、ガスバリヤ性の優れた透明プラスチックフ
   ィルム。
5. （５）ポリビニルアルコールフィルムの厚さが５〜４０
   ０μの範囲、マグネシウム酸化物の透明な薄膜層の厚さ
   が５０〜５０００Åの範囲、別の透明なプラスチック薄
   膜の厚さが５〜４００μの範囲で選ばれ、全体の厚さが
   １０〜５００μの範囲であることを特徴とする、特許請
   求の範囲第４項記載のガスバリヤ性の優れた透明プラス
   チックフィルム。