JP3067501B2 - Gas barrier laminate - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、酸素や水蒸気などに対
して良好なバリヤ性を有する包装材料用のガスバリヤ性
積層体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas barrier laminate for packaging materials having good barrier properties against oxygen and water vapor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ガスバリヤ性合成樹脂フィルムと
しては、酸素に対しては、ポリビニルアルコールフィル
ム、ポリアクリロニトリルフィルム、エチレン・ビニル
アルコール共重合樹脂フィルムなどがあり、水蒸気に対
しては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィル
ムなどがあるが、これらの合成樹脂フィルムは、単独で
は、酸素と水蒸気との両方のバリヤ性は備えていないた
め、特性の異なる他種のフィルム同士を積層し、それぞ
れの特性を生かした積層フィルムにして包装材料などに
使用していた。しかし、これらの積層フィルムは、保存
や使用環境における温度や湿度に影響を受け、充分なバ
リヤ性能が発揮されない場合があった。一方、酸素と水
蒸気の両方にバリヤ性を有する合成樹脂フィルムとして
は、ポリ塩化ビニリデンフィルムや、ポリエステルフィ
ルム、ポリプロピレンフィルム及びナイロンフィルムな
どにポリ塩化ビニリデンを塗布したコートフィルムがあ
るが、これらのフィルムは、使用後の焼却時に有毒ガス
を発生するため、環境上の問題があった。従来、高度の
バリヤ性が必要な包装材料の場合には、合成樹脂フィル
ムにアルミニウム箔を貼り合わせたものが用いられてい
た。しかし、このような金属箔を用いた包装材料は、酸
素や水蒸気などに対するバリヤ性が優れているものの、
使用後の廃棄物としては、焼却時に残存滓が残ったり、
再利用も難しく、環境衛生上では、好ましくない面があ
った。そこで、環境衛生上の問題を改良させるものとし
て、合成樹脂フィルムの表面にアルミニウム、酸化アル
ミニウム又は酸化ケイ素などの金属や金属酸化物を蒸着
させたものが用いられていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a gas barrier synthetic resin film, there are a polyvinyl alcohol film, a polyacrylonitrile film, an ethylene / vinyl alcohol copolymer resin film, etc. for oxygen, and a polypropylene film, Although there are polyethylene films, etc., these synthetic resin films alone do not have the barrier properties of both oxygen and water vapor, so other types of films with different characteristics are laminated together, making use of the characteristics of each. It was used as a packaging film for laminated films. However, these laminated films are affected by temperature and humidity in a storage or use environment, and may not exhibit sufficient barrier performance. On the other hand, as a synthetic resin film having a barrier property to both oxygen and water vapor, a polyvinylidene chloride film, a polyester film, a polypropylene film, a nylon film and the like are coated films coated with polyvinylidene chloride. However, there is an environmental problem because toxic gas is generated during incineration after use. Conventionally, in the case of a packaging material requiring a high barrier property, a material obtained by bonding an aluminum foil to a synthetic resin film has been used. However, packaging materials using such metal foils have excellent barrier properties against oxygen and water vapor,
As waste after use, residual residue remains during incineration,
Reuse is also difficult, and there is an unfavorable aspect in environmental hygiene. In order to solve the problem of environmental hygiene, a synthetic resin film having a metal or metal oxide such as aluminum, aluminum oxide or silicon oxide deposited on the surface thereof has been used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 前述
の金属や金属酸化物を蒸着薄膜は、基材の合成樹脂フィ
ルムが有機化合物であるのに、無機化合物であるため、
その機械的性質、化学的性質、熱的性質などが、非常に
異なっている。蒸着フィルムは、異なった性質のもの同
士の組合せである。このために、蒸着フィルムに機械的
や熱的なストレスが懸かったときに、強度の差から蒸着
薄膜に歪みを生じて亀裂やピンホールが発生したり、ま
たは、化学的な結合状態が異なることから、蒸着薄膜が
基材フィルムから層間剥離を起こしたり、更には、内容
物により蒸着薄膜に歪みや密着不良を起こしたりして、
蒸着フィルムのバリヤ性能が著しく損なわれることがあ
った。However, since the above-described thin film on which a metal or metal oxide is deposited is an inorganic compound while the synthetic resin film as the base material is an organic compound,
Their mechanical, chemical and thermal properties are very different. A vapor deposited film is a combination of different properties. For this reason, when mechanical or thermal stress is applied to the deposited film, the deposited film may be distorted due to the difference in strength, causing cracks or pinholes, or the chemical bonding state may be different. From, the deposited thin film causes delamination from the base film, and furthermore, due to the contents, causes distortion or poor adhesion to the deposited thin film,
In some cases, the barrier performance of the deposited film was significantly impaired.
【0004】このため、基材の合成樹脂フィルムと蒸着
薄膜との密着性を改善する試みが、従来から多く行われ
ていた。例えば、ポリエステルフィルムの表面を、コロ
ナ放電処理、紫外線照射処理、プラズマ処理又は火焔処
理を施して表面を活性化した後に、金属又は金属酸化物
を蒸着する方法が用いられた。しかし、これらのフィル
ム面の活性化方法は、蒸着薄膜に対する濡れによる二次
結合力の増進による接着性の向上は期待できるが、その
活性能力が経時とともに減少したり、または、必ずしも
満足すべき接着力が得られなかったりして、充分なもの
とは言えなかった。For this reason, many attempts have been made to improve the adhesion between the synthetic resin film as the base material and the deposited thin film. For example, a method has been used in which a surface of a polyester film is subjected to a corona discharge treatment, an ultraviolet irradiation treatment, a plasma treatment or a flame treatment to activate the surface, and then a metal or a metal oxide is deposited. However, these methods of activating the surface of the film can be expected to improve the adhesiveness by increasing the secondary bonding force due to the wetting of the deposited thin film, but the activity ability decreases with time, or the adhesion is not necessarily satisfactory. It wasn't enough because I didn't have enough power.
【0005】また、ポリエステルフィルムと金属又は金
属酸化物の蒸着薄膜との密着性を向上させる他の方法と
して、酸やアルカリなどの薬剤による表面処理法、ポリ
エステルフィルムと他の成分、例えば酸成分やグリコー
ル成分などと共重合させた共重合ポリエステルフィルム
又はポリエステルフィルムの製膜時に他の樹脂を共押出
しさせた共押出多層ポリエステルフィルムなどがある
が、どれも充分に満足な密着性が得られていない。Other methods for improving the adhesion between the polyester film and the vapor-deposited thin film of metal or metal oxide include a surface treatment method using a chemical such as an acid or an alkali, a polyester film and other components such as an acid component, There are copolymerized polyester films copolymerized with glycol components and the like, or co-extruded multilayer polyester films obtained by co-extrusion of other resins at the time of forming the polyester film, but none of them have obtained sufficiently satisfactory adhesion. .
【0006】さらには、基材の合成樹脂フィルムの表面
に、オフライン又はインラインで、エチレンイミン系、
アミン系、エポキシ系、ウレタン系又はポリエステル系
などのアンカーコーティング剤を塗布する方法がある
が、塗布面は、金属又は金属酸化物の蒸着薄膜との密着
性が向上するが、バリヤ性は、アンカーコーティング剤
を塗布しない蒸着合成樹脂フィルムに比較して、低下し
た。これは、アンカーコーティング層の熱寸法安定性が
悪いため、蒸着ポリエステルフィルムの熱負荷時に、蒸
着薄膜が機械的なストレスを受け、その結果、蒸着薄膜
に亀裂やピンホールなどが発生して、バリヤ性が低下す
るためである。Further, an ethyleneimine-based compound may be formed on the surface of a synthetic resin film as a base material in an off-line or in-line manner.
Although there is a method of applying an anchor coating agent such as an amine type, an epoxy type, a urethane type or a polyester type, the coated surface has improved adhesion with a metal or metal oxide deposited thin film, but the barrier property has an anchor. This was lower than that of a vapor-deposited synthetic resin film not coated with a coating agent. This is because the thermal dimensional stability of the anchor coating layer is poor, so that the vapor-deposited thin film receives mechanical stress during the thermal load of the vapor-deposited polyester film. This is because the property is reduced.
【0007】本発明は、上述の合成樹脂フィルム基材と
蒸着薄膜との密着性を改善し、蒸着薄膜の亀裂やピンホ
ールなどの発生によりバリヤ性が損なわれる問題を解決
したもので、酸素や水蒸気などに対してバリヤ性が良好
な包装材料として使用するガスバリヤ性積層体を提供す
るものである。The present invention improves the adhesion between the above-mentioned synthetic resin film substrate and the vapor-deposited thin film, and solves the problem that the barrier property is impaired due to cracks or pinholes in the vapor-deposited thin film. An object of the present invention is to provide a gas barrier laminate used as a packaging material having good barrier properties against water vapor and the like.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図1に示
すように、合成樹脂フィルム(110)の少なくとも片
面に、化学式がR−Si−(OR′)3 (Rは有機性官
能基,OR′は加水分解性基)で表示される有機ケイ素
化合物層(120)を形成し、その有機ケイ素化合物層
の酸素含有混合ガスによりプラズマ活性化処理された表
面(121)に、金属又は金属化合物の蒸着薄膜層(1
30)を形成したことを特徴とするガスバリヤ性積層体
(100)である。According to the first invention, as shown in FIG. 1, at least one surface of a synthetic resin film (110) has a chemical formula of R-Si- (OR ') 3 (R is an organic functional film). Group, OR ′ is a hydrolyzable group), and forms an organosilicon compound layer (120) represented by the following formula: Metal compound vapor deposited thin film layer (1
30) A gas barrier laminate (100) formed by forming (30).
【0009】第2の発明は、第1の発明に記載の有機ケ
イ素化合物層の有機性官能基(R)が、−CH=CH
2 、−CH2 −CH2 −CH2 −NH2 、−CH2 −N
H2 、−CH2 −NHCONH2 、−CH2 −NH−C
H2 −CH2 −NH2 、−(C2 H2 O)−、−CH2
−O−CH2 −(C3 H3 O)で、加水分解性基(O
R′)が、−OCH3 、−OCH2 −CH3 、−OCH
2 −O−CH3 であることを特徴とするガスバリヤ性積
層体である。In a second aspect, the organic functional group (R) of the organosilicon compound layer according to the first aspect is -CH = CH.
2, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2, -CH 2 -N
H 2, -CH 2 -NHCONH 2, -CH 2 -NH-C
H 2 —CH 2 —NH 2 , — (C 2 H 2 O) —, —CH 2
—O—CH 2 — (C 3 H 3 O) and a hydrolyzable group (O
R ') is, -OCH 3, -OCH 2 -CH 3 , -OCH
A gas barrier laminate, which is a 2 -O-CH 3.
【0010】第3の発明は、図2に示すように、第1の
発明又は第2の発明に記載の金属又は金属化合物の蒸着
薄膜層面(130)に、接着剤層(140)を介して熱
接着性樹脂層(150)を設けたことを特徴とするガス
バリヤ性積層体(200)である。According to a third aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, a metal or metal compound vapor-deposited thin film layer surface (130) according to the first or second aspect of the invention is interposed through an adhesive layer (140). A gas barrier laminate (200) comprising a heat-adhesive resin layer (150).
【0011】上述の合成樹脂フィルムとしては、ポリエ
チレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンフィル
ム、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン−2,
4−ナフタレートなどのポリエステルフィルム、ナイロ
ン6やナイロン12などのポリアミドフィルム、ポリビ
ニルアルコールフィルム、芳香族ポリアミドフィルム、
ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィル
ム、ポリサルフォンフィルム、ポリエーテルサルフォン
フィルム、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレー
トフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポ
リフェニレンオキサイドフィルム、テトラフルオロエチ
レンフィルム、フッ素化エチレンプロピレン共重合体フ
ィルムなどが挙げられる。必要に応じては、これらの二
軸延伸合成樹脂フィルムを使用する。なお、これらの合
成樹脂フィルムには、通常の添加剤、例えば帯電防止
剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤及び着色剤などが添加
されていてもよく、また、有機ケイ素化合物を形成する
面を、コロナ放電処理、プラズマ処理、グロー放電処
理、逆スパッタ処理又は粗面化処理などの表面活性化処
理が施されていてもよい。そして、これらの合成樹脂フ
ィルムの厚みには、特に制限はないが、蒸着工程の加工
適性を考慮すると、2〜400μmの範囲が好ましい。The above-mentioned synthetic resin films include polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyethylene terephthalate and polyethylene-2,
Polyester films such as 4-naphthalate, polyamide films such as nylon 6 and nylon 12, polyvinyl alcohol films, aromatic polyamide films,
Polyamide imide film, polyether imide film, polysulfone film, polyether sulfone film, polyether ether ketone, polyarylate film, polyphenylene sulfide film, polyphenylene oxide film, tetrafluoroethylene film, fluorinated ethylene propylene copolymer film, etc. No. If necessary, these biaxially stretched synthetic resin films are used. Incidentally, these synthetic resin films may be added with usual additives such as an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant and a coloring agent, and the surface on which the organosilicon compound is formed may be added. A surface activation treatment such as a corona discharge treatment, a plasma treatment, a glow discharge treatment, a reverse sputtering treatment, or a roughening treatment may be performed. The thickness of these synthetic resin films is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 to 400 μm in consideration of workability in the vapor deposition step.
【0012】また、有機ケイ素化合物層を形成する方法
は、合成樹脂フィルムを製造時に、インライン方式で塗
布しても、合成樹脂フィルムの製造とは、別工程のオフ
ライン方式で塗布しても、どちらでもよい。そして、本
発明における有機ケイ素化合物は、R−Si−(O
R′)3 (Rは有機性官能基,OR′は加水分解性基)
の化学式で表示されるものであり、有機性官能基(R)
は、−CH=CH2 、−CH2 −CH2 −CH2 −NH
2 、−CH2 −NH2 、−CH2 −NHCONH2、−
CH2 −NH−CH2 −CH2 −NH2 、−(C2 H2
O)−、−CH2 −O−CH2 −(C3 H3 O)などで
あり、エポキシ基、アミノ基、尿素基などが好ましく、
また、加水分解性基(OR′)は、−OCH3 、−OC
H2 −CH3、−OCH2 −O−CH3 などである。な
お、有機ケイ素化合物層の厚みには、特に制限はない
が、加工適性と熱寸法安定性とを考慮すると、0.05
〜10μmの範囲であり、好ましくは、0.1〜3μm
である。The method of forming the organosilicon compound layer can be performed by applying an in-line method during the production of the synthetic resin film or by applying an off-line method in a separate step from the production of the synthetic resin film. May be. And the organosilicon compound in the present invention is R-Si- (O
R ') 3 (R is an organic functional group, OR' is a hydrolyzable group)
Organic functional group (R)
Is, -CH = CH 2, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH
2, -CH 2 -NH 2, -CH 2 -NHCONH 2, -
CH 2 —NH—CH 2 —CH 2 —NH 2 , — (C 2 H 2
O) -, - CH 2 -O -CH 2 - (C 3 H 3 O) and the like, an epoxy group, an amino group, urea group are preferable,
Further, the hydrolyzable group (OR ') is, -OCH 3, -OC
H 2 —CH 3 and —OCH 2 —O—CH 3 . The thickness of the organosilicon compound layer is not particularly limited. However, considering workability and thermal dimensional stability, the thickness is 0.05%.
10 to 10 μm, preferably 0.1 to 3 μm
It is.
【0013】そして、有機ケイ素化合物層の蒸着薄膜を
形成する面のプラズマ活性化処理する方法は、グロー放
電処理、高周波プラズマ、マイクロ波プラズマ処理など
が使用できる。その使用ガスとしては、酸素含有混合ガ
スを用い、酸素の混入比が、1から100%の範囲であ
れば、制限はない。また、酸素と混合するガスは、窒
素、アルゴン、二酸化炭素などの安定したガスであれ
ば、特に制限はない。また、プラズマ処理の処理部分の
圧力は、8×10-5〜8×10-1トール(torr)
で、好ましくは、8×10-4〜8×10-3トールであ
る。そして、処理表面に与えるプラズマ処理エネルギー
は、1〜50,000ジュール(joule)の範囲で
よいが、好ましくは、10〜10,000ジュールの範
囲である。これは、1ジュール以下では、処理表面が充
分に活性化れず、また、50,000ジュール以上で
は、処理表面の分子が破壊されてしまい、均一厚みの蒸
着薄膜が得られないためである。As a method for plasma-activating the surface on which the vapor-deposited thin film of the organosilicon compound layer is to be formed, a glow discharge treatment, a high-frequency plasma treatment, a microwave plasma treatment or the like can be used. As the gas to be used, there is no limitation as long as an oxygen-containing mixed gas is used and the mixing ratio of oxygen is in the range of 1 to 100%. The gas to be mixed with oxygen is not particularly limited as long as it is a stable gas such as nitrogen, argon, or carbon dioxide. In addition, the pressure of the processing part of the plasma processing is 8 × 10 -5 to 8 × 10 -1 Torr.
And preferably 8 × 10 −4 to 8 × 10 −3 torr. The plasma processing energy applied to the processing surface may be in the range of 1 to 50,000 joules, but is preferably in the range of 10 to 10,000 joules. This is because the treated surface is not sufficiently activated at 1 joule or less, and at 50,000 joules or more, the molecules on the treated surface are destroyed and a vapor deposited thin film having a uniform thickness cannot be obtained.
【0014】本発明の金属又は金属化合物の薄膜形成方
法は、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリン
グなどの蒸着方法が使用できるが、真空蒸着やイオンプ
レーティングが好ましい。加熱方法としては、抵抗加
熱、EB加熱、高周波誘導加熱などを用いることができ
る。蒸着材料は、アルミニウム(Al)、ケイ素(S
i)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム
(Zr)、マグネシウム(Mg)、スズ(Sn)、銅
(Cu)そして鉄(Fe)などの金属やこれらの金属の
酸化物、窒化物、硫化物、フッ化物など、例えば、酸化
アルミニウム(Al2 O 3 )、酸化ケイ素(SiO)、
酸化チタン(TiO2 )、酸化ジルコニウム(Zr
O2 )、酸化マグネシウム(MgO)、酸化スズ(Sn
O2 )、硫化亜鉛(ZnS)、フッ化マグネシウム(M
gF2 )などを用いることができる。そして、蒸着前の
蒸着装置内の真空度が、2×10-6〜8×10-3トール
(torr)の範囲でよいが、好ましくは、8×10-6
〜8×10-5トールまで真空引きを行ったのちに蒸着を
行う。また、形成された金属又は金属化合物の蒸着薄膜
層は、酸素、水蒸気などに対しバリヤ性を有する層であ
るが、そのバリヤ特性は、形成された材料の材質や膜厚
などにより異なる。特に、金属アルミニウム、酸化ケイ
素や酸化アルミニウムなどの蒸着薄膜が良好なバリヤ特
性を示す。この金属又は金属化合物の蒸着薄膜層の厚さ
は、50〜5,000Åの範囲でよいが、好ましくは、
300〜1,500Åの範囲がよい。これは、厚みが5
0Å以下の場合では、均一な膜厚が制御し難くバリヤ特
性にばらつきを生じ易いこと、また、5,000Å以上
の場合では、蒸着薄膜層に亀裂やピンホールが発生し易
くバリヤ特性が損なわれるためである。形成される蒸着
薄膜層は、単一成分の単層に限らず、混合物の蒸着薄膜
層でも、多層の蒸着薄膜層であっても構わない。Method for forming a thin film of the metal or metal compound of the present invention
Methods include vacuum deposition, ion plating, and sputtering.
Can be used, such as vacuum evaporation or ion implantation.
Ratings are preferred. The heating method is
Heat, EB heating, high frequency induction heating, etc. can be used
You. The deposition materials are aluminum (Al), silicon (S
i), titanium (Ti), zinc (Zn), zirconium
(Zr), magnesium (Mg), tin (Sn), copper
Metals such as (Cu) and iron (Fe)
Oxides, nitrides, sulfides, fluorides, etc.
Aluminum (AlTwoO Three), Silicon oxide (SiO),
Titanium oxide (TiOTwo), Zirconium oxide (Zr
OTwo), Magnesium oxide (MgO), tin oxide (Sn
OTwo), Zinc sulfide (ZnS), magnesium fluoride (M
gFTwo) Can be used. And before vapor deposition
The degree of vacuum in the vapor deposition device is 2 × 10-6~ 8 × 10-3Thor
(Torr), but preferably 8 × 10-6
~ 8 × 10-FiveVacuum down to Torr and then deposit
Do. In addition, deposited metal or metal compound deposited thin film
The layer has a barrier property against oxygen, water vapor, etc.
However, the barrier characteristics depend on the material and film thickness of the formed material.
It depends on the situation. In particular, metallic aluminum, silicon oxide
Barrier film with good vapor deposition thin film of silicon or aluminum oxide
Shows sex. Thickness of the deposited thin film layer of this metal or metal compound
May be in the range of 50-5,000 °, preferably
The range of 300 to 1,500 ° is good. This means that the thickness is 5
In the case of 0 ° or less, it is difficult to control a uniform
Easy to vary, and more than 5,000mm
In the case of, cracks and pinholes are likely to occur in the deposited thin film layer
This is because barrier properties are impaired. Evaporation formed
The thin film layer is not limited to a single layer of a single component,
It may be a layer or a multilayer vapor-deposited thin film layer.
【0015】本発明での熱接着性樹脂層は、加熱及び加
圧によって熱融着し易い合成樹脂層であり、合成樹脂と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレンやエチレンプロ
ピレン共重合体などのポリオレフィン、ポリエステル、
ポリアミド、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル共重合
体、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルなどの
アクリル樹脂、ポリビニルアセタール、フェノール樹
脂、変成エポキシ樹脂及びこれらの共重合体や混合物な
どが挙げられるが、必ずしもこれらのものに限定される
ものではない。これらの樹脂の中では、ポリオレフィ
ン、ポリエステル、ポリアミドやエチレン酢酸ビニル共
重合体などが好ましい。そして、熱接着性樹脂層の厚み
は、用途により異なるが、1〜200μmの範囲であ
り、好ましくは、10〜100μmである。また、熱接
着性樹脂層を形成する積層方法は、ドライラミネート加
工法、無溶剤型ラミネート加工法や押出しラミネート加
工法などの一般的なラミネート加工法が使用できる。な
お、熱接着性樹脂層の熱融着温度は、アルコキシド塗布
層の耐熱性を考慮すると、200℃以下であり、80〜
180℃が好ましい。The heat-adhesive resin layer according to the present invention is a synthetic resin layer which is easily heat-sealed by heating and pressing. Examples of the synthetic resin include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and ethylene-propylene copolymer, polyesters, and the like.
Polyamides, ionomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, acrylic resins such as acrylates and methacrylates, polyvinyl acetal, phenolic resins, modified epoxy resins and copolymers and mixtures thereof, but not necessarily these However, the present invention is not limited to this. Among these resins, polyolefin, polyester, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like are preferable. The thickness of the heat-adhesive resin layer varies depending on the application, but is in the range of 1 to 200 μm, preferably 10 to 100 μm. The laminating method for forming the heat-adhesive resin layer may be a general laminating method such as a dry laminating method, a solventless laminating method or an extrusion laminating method. The heat-sealing temperature of the heat-adhesive resin layer is 200 ° C. or less in consideration of the heat resistance of the alkoxide coating layer, and is 80 to 80 ° C.
180 ° C. is preferred.
【0016】[0016]
【作用】本発明における合成樹脂フィルム上に形成され
た有機ケイ素化合物層は、有機ケイ素化合物の有機性官
能基が、合成樹脂フィルムの合成樹脂と結合力が強いた
め、合成樹脂フィルムとの密着性が高く、また、有機ケ
イ素化合物の加水分解性基が、加水分解して水酸基(−
OH)を生成し、金属元素(M)と活性なSi−OH結
合を形成し、この水酸基が、金属元素と−O−M−O−
の強い結合を形成するため、有機ケイ素化合物層上に蒸
着して形成された金属又は金属化合物の蒸着薄膜と有機
ケイ素化合物層とは、密着性が良好となる。The organic silicon compound layer formed on the synthetic resin film in the present invention has a strong adhesive force with the synthetic resin of the synthetic resin film because the organic functional group of the organic silicon compound has a strong bonding force with the synthetic resin of the synthetic resin film. Is high, and the hydrolyzable group of the organosilicon compound is hydrolyzed to a hydroxyl group (−
OH) to form an active Si—OH bond with the metal element (M), and this hydroxyl group is —O—M—O—
To form a strong bond between the organic silicon compound layer and the metal or metal compound vapor-deposited thin film formed by vapor deposition on the organic silicon compound layer.
【0017】上述の有機ケイ素化合物層表面に生成され
る金属元素(M)と活性なSi−OH結合は、塗布条件
によっては不十分となることがある。有機ケイ素化合物
層表面をプラズマ活性化処理すると、有機ケイ素化合物
層表面に、Si−OH結合が均一に生成するため、金属
又は金属化合物の蒸着薄膜と有機ケイ素化合物層との密
着性が安定化する。The metal element (M) formed on the surface of the organosilicon compound layer and the active Si—OH bond may be insufficient depending on the coating conditions. When the surface of the organosilicon compound layer is subjected to plasma activation treatment, Si-OH bonds are uniformly formed on the surface of the organosilicon compound layer, so that the adhesion between the deposited thin film of the metal or the metal compound and the organosilicon compound layer is stabilized. .
【0018】[0018]
<実施例1>まず、厚さが12μmの二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルムの片面に、N−(β−アミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
(有機ケイ素化合物)の固形分2wt%の水溶液を、グ
ラビアコート法により塗布し、乾燥して、片面に有機ケ
イ素化合物層を形成した二軸延伸ポリエチレンテレフタ
レートフィルムを作製した。なお、巻取り速度は、40
m/分で、乾燥条件は、90〜100℃で、塗布量は、
0.15g/m2 であった。Example 1 First, an aqueous solution of N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane (organosilicon compound) having a solid content of 2 wt% was placed on one surface of a biaxially stretched polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm. Was applied by a gravure coating method and dried to produce a biaxially stretched polyethylene terephthalate film having an organosilicon compound layer formed on one surface. The winding speed is 40
m / min, the drying condition is 90-100 ° C, and the coating amount is
It was 0.15 g / m 2 .
【0019】次に、作製した片面に有機ケイ素化合物層
を形成した二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムを、巻取り式EB加熱真空装置内に装填し、真空度を
1.5×10-5トールにしたのち、酸素ブラズマ処理を
行い、その処理面に酸化ケイ素を蒸着して、本実施例に
係わるガスバリヤ性積層体を作製した。その時の酸素プ
ラズマ処理条件は、使用ガスが99.9%酸素、流量が
600sccm、プラズマ処理法がグロー放電処理、供
給電力が250W、巻取り速度が1.5m/sec、圧
力が5×10-3mbarであり、酸化ケイ素蒸着条件
は、蒸着材料が99.9%酸化ケイ素、EB−Powe
rが30kV−0.5A、蒸着膜厚が1,000Å、圧
力が2×10-3mbarであった。Next, the prepared biaxially stretched polyethylene terephthalate film having an organosilicon compound layer formed on one side was loaded into a roll-up EB heating vacuum apparatus, and the degree of vacuum was set to 1.5 × 10 -5 torr. Thereafter, an oxygen plasma treatment was performed, and silicon oxide was deposited on the treated surface to produce a gas barrier laminate according to the present example. The oxygen plasma processing conditions at that time were as follows: 99.9% oxygen used, a flow rate of 600 sccm, a plasma processing method of glow discharge processing, a supply power of 250 W, a winding speed of 1.5 m / sec, and a pressure of 5 × 10 −. 3 mbar, and the silicon oxide deposition conditions were that the deposition material was 99.9% silicon oxide, EB-Powe
r was 30 kV-0.5 A, the deposited film thickness was 1,000 °, and the pressure was 2 × 10 −3 mbar.
【0020】さらに、作製した前記のガスバリヤ性積層
体の酸化ケイ素蒸着薄膜面に、ドライラミネート加工法
で30μm厚の未延伸ポリプロピレンフィルム(熱接着
性樹脂)を貼り合わせて、実施例1のガスバリヤ性積層
体を作製した。Further, a 30 μm-thick unstretched polypropylene film (heat-adhesive resin) was adhered to the silicon oxide-deposited thin film surface of the gas barrier laminate thus produced by a dry laminating method. A laminate was produced.
【0021】<実施例2>有機ケイ素化合物の水溶液と
して、γ−アミノプロピルトリエトキシシランの固形分
2wt%水溶液を用いた以外は、全て実施例1と同様に
して作製した実施例2のガスバリヤ性積層体を作製し
た。<Example 2> The gas barrier properties of Example 2 prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution of γ-aminopropyltriethoxysilane having a solid content of 2 wt% was used as the aqueous solution of the organosilicon compound. A laminate was produced.
【0022】<実施例3>蒸着材料が酸化アルミニウ
ム、EB−Powerが30kV−0.75Aで行った
以外は、全て実施例1と同様にして作製した実施例3の
ガスバリヤ性積層体を作製した。Example 3 A gas barrier laminate of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the deposition material was aluminum oxide and the EB-Power was 30 kV-0.75 A. .
【0023】<実施例4>蒸着材料が酸化マグネシウ
ム、EB−Powerが30kV−1.5Aで行った以
外は、全て実施例1と同様にして作製した実施例4のガ
スバリヤ性積層体を作製した。Example 4 A gas barrier laminate of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the deposition material was magnesium oxide and the EB-Power was 30 kV-1.5 A. .
【0024】<実施例5>蒸着材料がアルミニウム、E
B−Powerが30kV−2.0Aで行った以外は、
全て実施例1と同様にして作製した実施例5のガスバリ
ヤ性積層体を作製した。<Embodiment 5> The deposition material is aluminum, E
Except that B-Power was performed at 30 kV-2.0 A
A gas barrier laminate of Example 5 which was produced in the same manner as in Example 1 was produced.
【0025】<比較例1>有機ケイ素化合物の水溶液の
代わりに、ウレタン系樹脂の溶液を用いた以外は、全て
実施例1と同様にして作製した比較例1のガスバリヤ性
積層体を作製した。Comparative Example 1 A gas barrier laminate of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that a solution of a urethane resin was used instead of the aqueous solution of the organosilicon compound.
【0026】<比較例2>有機ケイ素化合物の水溶液の
代わりに、ニトロセルロースの溶液を用いた以外は、全
て実施例1と同様にして作製した比較例2のガスバリヤ
性積層体を作製した。Comparative Example 2 A gas barrier laminate of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a nitrocellulose solution was used instead of the aqueous solution of the organosilicon compound.
【0027】<比較例3>有機ケイ素化合物の水溶液の
代わりに、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体の溶液を用
いた以外は、全て実施例1と同様にして作製した比較例
3のガスバリヤ性積層体を作製した。Comparative Example 3 The gas barrier laminate of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution of a vinyl acetate-vinyl chloride copolymer was used instead of the aqueous solution of the organosilicon compound. The body was made.
【0028】<比較例4>EB加熱真空装置で、厚さが
12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムの片面に、直にアルミニウム蒸着を行い、そのアルミ
ニウム蒸着薄膜面に、実施例1と同様に、30μm厚の
未延伸ポリプロピレンフィルム(熱接着性樹脂)をラミ
ネート加工して、比較例5のガスバリヤ性積層体を作製
した。Comparative Example 4 Aluminum was directly vapor-deposited on one side of a biaxially stretched polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm by an EB heating vacuum apparatus. A 30 μm-thick unstretched polypropylene film (thermal adhesive resin) was laminated to produce a gas barrier laminate of Comparative Example 5.
【0029】<評価>作製した実施例1、実施例2、実
施例3、実施例4及び実施例5の5種類のガスバリヤ性
積層体と、比較例1、比較例2、比較例3及び比較例4
の4種類のガスバリヤ性積層体とを比較評価するため、
それぞれのガスバリヤ性積層体のバリヤ特性を示す酸素
透過率及び透湿度と、蒸着薄膜層と隣接層との密着性を
示す剥離強度を測定し、その結果を表1に示した。な
お、測定条件は、酸素透過率:モコン法(MOCON-OXTR
AN-10/50A ),設定25℃−100%RH透湿度:モ
コン法(MOCON-PARMATRAN-W6),設定40℃−90%R
H剥離強度:テンシロン引張試験機,試料15mm
巾,剥離角度90度,剥離速度300mm/分であっ
た。<Evaluation> Five types of gas barrier laminates of Examples 1, 2, 3, 4, and 5 were prepared, and Comparative Examples 1, 2, 3, and 3 were prepared. Example 4
To compare and evaluate the four types of gas barrier laminates,
The oxygen permeability and moisture permeability indicating the barrier properties of each gas barrier laminate and the peel strength indicating the adhesion between the deposited thin film layer and the adjacent layer were measured. The results are shown in Table 1. The measurement conditions were as follows: oxygen transmission rate: MOCON-OXTR method
AN-10 / 50A), setting 25 ° C-100% RH Permeability: Mocon method (MOCON-PARMATRAN-W6), setting 40 ° C-90% R
H peel strength: Tensilon tensile tester, sample 15mm
The width, the peel angle were 90 °, and the peel speed was 300 mm / min.
【0030】[0030]
【表1】 [Table 1]
【0031】表1を見ると、実施例1、実施例2、実施
例3、実施例4及び実施例5は、酸素や水蒸気に対する
ガスバリヤ性及び蒸着薄膜層と隣接層との密着性を示す
剥離強度については、ともに良好であった。比較例1、
比較例2及び比較例3は、蒸着薄膜層の密着性は良好で
あったが、ガスバリヤ性は不良であった。また、比較例
4は、ガスバリヤ性は良好であったが、蒸着薄膜層の密
着性は不良であった。Referring to Table 1, Examples 1, 2, 3, 4, and 5 show the gas barrier properties against oxygen and water vapor and the adhesion between the deposited thin film layer and the adjacent layer. The strength was good. Comparative Example 1,
In Comparative Examples 2 and 3, the adhesion of the deposited thin film layer was good, but the gas barrier properties were poor. In Comparative Example 4, the gas barrier property was good, but the adhesion of the deposited thin film layer was poor.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明は、合成樹脂フィルム基材と蒸着
薄膜層との間に、有機ケイ素化合物層が形成し、また、
その有機ケイ素化合物層の全面がプラズマ活性化処理さ
れているため、蒸着薄膜のフィルム基材に対する密着性
と外部負荷に対する柔軟性が改善されて、蒸着薄膜の亀
裂やピンホールなどの発生が防げ、酸素や水蒸気などに
対してバリヤ性が良好な包装材料のガスバリヤ性積層体
を提供する。According to the present invention, an organosilicon compound layer is formed between a synthetic resin film substrate and a deposited thin film layer,
Since the entire surface of the organosilicon compound layer is plasma-activated, the adhesion of the deposited thin film to the film substrate and the flexibility against external loads are improved, and the occurrence of cracks and pinholes in the deposited thin film can be prevented, Provided is a gas barrier laminate of a packaging material having good barrier properties against oxygen and water vapor.
【図1】本発明の一例のガスバリヤ性積層体の断面図で
ある。FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas barrier laminate according to an example of the present invention.
【図2】本発明の他の一例のガスバリヤ性積層体の断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of another example of the gas barrier laminate of the present invention.
100,200……ガスバリヤ性積層体 110……合成樹脂フィルム 120……有機ケイ素化合物 121……プラズマ活性化処理面 130……蒸着薄膜 140……接着剤 150……熱接着性樹脂層 100, 200: Gas barrier laminate 110: Synthetic resin film 120: Organosilicon compound 121: Plasma activated surface 130: Evaporated thin film 140: Adhesive 150: Thermal adhesive resin layer
Claims (3)
学式がR−Si−(OR′)3 (Rは有機性官能基,O
R′は加水分解性基)で表示される有機ケイ素化合物層
を形成し、その有機ケイ素化合物層の酸素含有混合ガス
によりプラズマ活性化処理された表面に、金属又は金属
化合物の蒸着薄膜層を形成したことを特徴とするガスバ
リヤ性積層体。1. A synthetic resin film having a chemical formula of R—Si— (OR ′) 3 (R is an organic functional group, O
R 'is a hydrolyzable group), and a metal or metal compound vapor-deposited thin film layer is formed on the surface of the organic silicon compound layer which has been plasma-activated by an oxygen-containing mixed gas. A gas barrier laminate comprising:
機性官能基(R)が、−CH=CH2 、−CH2 −CH
2 −CH2 −NH2 、−CH2 −NH2 、−CH2 −N
HCONH2 、−CH2 −NH−CH2 −CH2 −NH
2 、−(C2 H2O)−、−CH2 −O−CH2 −(C3
H3 O)で、加水分解性基(OR′)が、−OCH
3 、−OCH2 −CH3 、−OCH2 −O−CH3 であ
ることを特徴とするガスバリヤ性積層体。2. The organic silicon compound layer according to claim 1, wherein the organic functional group (R) is —CH = CH 2 , —CH 2 —CH
2 -CH 2 -NH 2, -CH 2 -NH 2, -CH 2 -N
HCONH 2 , —CH 2 —NH—CH 2 —CH 2 —NH
2, - (C 2 H 2 O) -, - CH 2 -O-CH 2 - (C 3
In H 3 O), the hydrolyzable group (OR ') is, -OCH
3 , -OCH 2 -CH 3 , -OCH 2 -O-CH 3 .
属化合物の蒸着薄膜層面に、接着剤層を介して熱接着性
樹脂層を設けたことを特徴とするガスバリヤ性積層体。3. A gas barrier laminate comprising a heat-adhesive resin layer provided on the surface of the metal or metal compound vapor-deposited thin film layer according to claim 1 or 2 via an adhesive layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004359A JP3067501B2 (en) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | Gas barrier laminate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004359A JP3067501B2 (en) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | Gas barrier laminate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07205363A JPH07205363A (en) | 1995-08-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6004359A Expired - Lifetime JP3067501B2 (en) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | Gas barrier laminate |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3067501B2 (en) |
-
1994
- 1994-01-20 JP JP6004359A patent/JP3067501B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH07205363A (en) | 1995-08-08 |
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