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JPH0759748B2 - Method for manufacturing composite film - Google Patents
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JPH0759748B2 - Method for manufacturing composite film - Google Patents

Method for manufacturing composite film

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JPH0759748B2
JPH0759748B2 JP63083889A JP8388988A JPH0759748B2 JP H0759748 B2 JPH0759748 B2 JP H0759748B2 JP 63083889 A JP63083889 A JP 63083889A JP 8388988 A JP8388988 A JP 8388988A JP H0759748 B2 JPH0759748 B2 JP H0759748B2
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thin film
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polymer film
layer
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は高分子基体上に金属、金属化合物、ケイ素酸化
物等の薄膜層を設けた複合フィルムの製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a method for producing a composite film in which a thin film layer of a metal, a metal compound, a silicon oxide or the like is provided on a polymer substrate.

特に高分子基体と薄膜層との密着性が付与された防湿
性、酸素バリアー性に優れた複合フィルムの製造方法に
関する。
In particular, the present invention relates to a method for producing a composite film in which the adhesion between a polymer substrate and a thin film layer is provided and which is excellent in moisture resistance and oxygen barrier properties.

<従来の技術> 医薬食品包装分野において、内容物保護性という面から
包装材料に付与される物性は様々ありかつ、要求物性も
厳しいものになってきている。
<Prior Art> In the field of pharmaceutical food packaging, there are various physical properties imparted to packaging materials from the viewpoint of content protection, and required physical properties are becoming severe.

特に内容物保護性のうち、内容物の変質、酸化防止とい
う面からは、酸素バリアー性、水蒸気バリアー性の包装
材料への付与は、欠かせないものになってきている。
In particular, in terms of protecting the contents, from the viewpoint of preventing alteration and oxidation of the contents, it has become indispensable to impart oxygen barrier properties and water vapor barrier properties to packaging materials.

今日、このようなバリアー性付与は、一般的になりつつ
あり、それに基づき包装材料設計が行なわれる。
Nowadays, such imparting of barrier properties is becoming popular, and the packaging material is designed on the basis thereof.

一般的に、酸素バリアー性という面からは、エチレンビ
ニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコールのホル
マール化物(ビニロン)、二軸延伸ポリアミド(ONy)
未延伸ポリアミド(CNy)、セロハン等は、優れてい
る。
Generally, from the viewpoint of oxygen barrier property, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyvinyl alcohol formal compound (vinylon), biaxially oriented polyamide (ONy)
Unstretched polyamide (CNy), cellophane, etc. are excellent.

また水蒸気バリアー性という面からは二軸延伸ポリプロ
ピレン(OPP)、未延伸ポリプロピレン(CPP)等が優れ
ている。
From the viewpoint of water vapor barrier properties, biaxially oriented polypropylene (OPP), unoriented polypropylene (CPP), etc. are excellent.

一方、酸素、水蒸気両バリアー性を備えたものは、ポリ
ビニリデン樹脂、ポリビニデンポリアクリル酸共重合体
樹脂等を各種フィルムにコーティングした、いわゆるK
セロハン、KOP、KPET、KONy、Kビニロンがある。
On the other hand, those having both oxygen and water vapor barrier properties are so-called K coated with various films such as polyvinylidene resin and polyvinylidene polyacrylic acid copolymer resin.
There are cellophane, KOP, KPET, KONy, K vinylon.

しかし、これらは、遮光性、保香性の点でアルミ箔には
劣り、上記個々の材料はそれぞれ長所をもつものの、単
体ではあらゆる物性を持ち備えることができないので、
二種以上の異種材質を積層することで、複合機能を有す
る積層体として用いられる。
However, these are inferior to aluminum foils in terms of light-shielding property and aroma-storing property, and although the individual materials mentioned above have their respective advantages, they cannot have all physical properties by themselves.
By stacking two or more kinds of different materials, they are used as a laminate having a composite function.

一方、アルミ箔は、水蒸気、酸素バリアー両物性が極め
て優れており、光沢性の点でディスプレイ効果もある
が、20μ以下では耐ピンホール性の点、また、コスト面
からも最近では、PET、ONy、OPP、CPP等の基材にアルミ
ニウム等が真空蒸着されたいわゆる金属蒸着フィルムが
防湿、酸素バリアー性、遮光性保香性ディスプレイ効果
の点で活発に用いられている。
On the other hand, aluminum foil is extremely excellent in both physical properties of water vapor and oxygen barrier, and has a display effect in terms of glossiness, but if it is 20 μ or less, it is pinhole resistant, and recently from the viewpoint of cost, PET, So-called metal-deposited films in which aluminum or the like is vacuum-deposited on a substrate such as ONy, OPP, and CPP are actively used in terms of moisture-proof, oxygen-barrier property, light-shielding and aroma-retaining display effect.

しかしながら、このような金属蒸着フィルムは、包装材
料として用いた場合、内容物が確認できない、電子レン
ジで加熱できないという透明性の点、また、食品包装等
のレトルト用蒸着フィルムとして用いた場合、基材と蒸
着層との密着性が不十分であるためレトルト殺菌後、Al
蒸着層にクラックが生じ、剥離してしまうという点に問
題点があった。
However, when such a metal vapor deposition film is used as a packaging material, the transparency cannot be confirmed such that the contents cannot be confirmed and it cannot be heated in a microwave oven, and when it is used as a vapor deposition film for retort food packaging, etc. After retort sterilization, Al
There is a problem in that the vapor deposition layer is cracked and peeled off.

このような問題点を解決するために、蒸着アンカー層を
設けたり、Al蒸着層上に保護層を設ける、あるいは、Al
蒸着層を酸化させて、蒸着層を透明化させる方法など多
数検討されている。(例えば特公昭62−49856号公報) また、Al蒸着層に代わる透明な酸化ケイ素(SixOy x=
1〜2,Y=0〜3)薄膜を高分子基材上に成膜すること
で、防湿性、酸素バリアー性を付与した蒸着フィルムも
上市されている。(例えば特公昭53−12953号公報) しかしながら、上記酸化ケイ素(薄膜)蒸着フィルム
は、高分子基材のフレキシビリティーを損なわず、か
つ、防湿性、酸素バリアー性の付与できる最適蒸着膜厚
がはっきりしていない。また、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のオレフィンと接着剤等で積層化し、食品用の
レトルト殺菌包装材料として使用する場合、レトルト
後、蒸着膜と高分子基材との密着性が不十分であるた
め、蒸着膜にクラックが生じ、ガスバリアー性が大きく
劣化してしまうなどの大きな問題点があった。
In order to solve such problems, a vapor deposition anchor layer is provided, a protective layer is provided on the Al vapor deposition layer, or Al
Many studies have been conducted on a method of making the vapor deposition layer transparent by oxidizing the vapor deposition layer. (For example, Japanese Patent Publication No. 62-49856) In addition, transparent silicon oxide (SixOy x =
1-2, Y = 0 to 3) A vapor-deposited film provided with a moisture-proof property and an oxygen barrier property by forming a thin film on a polymer substrate is also on the market. (For example, Japanese Examined Patent Publication No. 53-12953) However, the above-mentioned silicon oxide (thin film) vapor-deposited film has an optimum vapor-deposited film thickness that does not impair the flexibility of the polymer substrate and can impart moisture resistance and oxygen barrier properties. Not clear. In addition, when laminated with an olefin such as polyethylene or polypropylene with an adhesive or the like and used as a retort sterilization packaging material for food, after the retort, the adhesion between the vapor-deposited film and the polymer base material is insufficient. There have been major problems such as cracks in the film, which greatly deteriorates the gas barrier property.

<発明が解決しようとする課題> 本発明は、上記従来の欠点を解決するものであり、その
目的とすることは、蒸着膜と高分子基材との密着性の優
れた複合フィルムを提供するものである。
<Problems to be Solved by the Invention> The present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide a composite film having excellent adhesion between a vapor deposition film and a polymer substrate. It is a thing.

<問題点を解決するための手段> 本発明は、真空系内で連続的に供給されている高分子フ
ィルムを、通常の冷却ロールでなく、該高分子フィルム
のガラス転移温度以上に加熱されている加熱ロールに接
触、加熱しながら、金属、金属化合物、ケイ素酸化物の
薄膜層を該高分子フィルム上に設けることにより目的を
達成することができる。
<Means for Solving Problems> In the present invention, a polymer film continuously supplied in a vacuum system is heated to a temperature not lower than a glass transition temperature of the polymer film, not by a normal cooling roll. The object can be achieved by providing a thin film layer of a metal, a metal compound, or a silicon oxide on the polymer film while contacting and heating a heating roll.

また、真空系内で連続的に供給される高分子フィルム上
に金属、金属化合物から成る100Å以下の薄膜を予め形
成した後、次いで該薄膜上にけい素酸化物(SixOy x=
1〜2,Y=0〜3)の透明薄膜層を形成することで、同
時に目的を達成することができる。
In addition, after forming a thin film of 100 Å or less composed of a metal or a metal compound on a polymer film continuously supplied in a vacuum system, a silicon oxide (SixOy x =
The objective can be achieved at the same time by forming a transparent thin film layer of 1 to 2, Y = 0 to 3).

本発明に用いられる高分子フィルムとしては、ポリ塩化
ビニル、ポリエチレン、ポリエステルフィルム、ポリビ
ニルブチラール、ポニエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アミド、ポリカーボネートセロハン等があり、これら単
体もしくは積層体にしたものでもいずれでもかまわな
く、通常5〜300μmで好ましくは、6〜100μmであ
り、必要に応じて絵、文字等の印刷層を施してもよい。
The polymer film used in the present invention includes polyvinyl chloride, polyethylene, polyester film, polyvinyl butyral, ponyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate cellophane, etc., which may be used alone or in a laminate, and is usually The thickness is preferably 5 to 300 μm, preferably 6 to 100 μm, and a printing layer for pictures, characters, etc. may be provided if necessary.

次に図面を用いて本発明の製造方法について説明する。
まず第1図に示すようにこの高分子フィルム(1)が真
空系内(2)で、巻き出し(3)から連続的に幾つかの
制御ロール(4)、ダンサーロール(5)エキスパンダ
ーロール(6)を通り、加熱ロール(7)に接触、加熱
されながら、抵抗加熱方式、高周波誘導加熱直流二極ス
パッタリング、高周波スパッタリング手段、イオンプレ
ーティング等の手段により、該高分子フィルム表面に金
属、金属化合物、ケイ素酸化物等の薄膜層を連続的に設
け、同様に幾つかのロールを通り、巻取りロール(8)
に一定スピードで巻き取られる。この場合必要に応じ
て、加熱ロール(7)のあとに冷却ドラム(9)を設け
てもかまわない。加熱ロールの温度は用いる高分子フィ
ルムの種類により異なるが、いずれの場合も高分子フィ
ルムのガラス転移温度と密接な関係があると考えられま
た、高分子フィルムの耐熱性という点から、無限に温度
を上げるとはできず、加熱ロールの温度範囲(A)は該
高分子フィルムのガラス転移温度(Tg)とすると高分子
フィルムの種類により異なるが(Tg−30)℃A(Tg
+50)℃の範囲であり好ましくは、(Tg−10)℃A
(Tg+10)℃である。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 1, this polymer film (1) is in a vacuum system (2), and several control rolls (4), dancer rolls (5) and expander rolls ( While passing through 6) and being heated by contacting with a heating roll (7), a metal or metal is applied to the surface of the polymer film by a resistance heating method, high frequency induction heating direct current bipolar sputtering, high frequency sputtering means, ion plating or the like. A thin film layer of a compound, silicon oxide, etc. is continuously provided, and similarly, it passes through several rolls and a winding roll (8)
It is wound up at a constant speed. In this case, a cooling drum (9) may be provided after the heating roll (7) if necessary. The temperature of the heating roll varies depending on the type of polymer film used, but in any case, it is considered that there is a close relationship with the glass transition temperature of the polymer film, and in view of the heat resistance of the polymer film, the temperature is infinite. The temperature range (A) of the heating roll is different from the glass transition temperature (Tg) of the polymer film depending on the type of the polymer film (Tg-30) ° C A (Tg).
+50) ° C, preferably (Tg-10) ° C A
(Tg + 10) ° C.

加熱ロールは、高分子フィルム上に薄膜形成する際、該
フィルムの温度を瞬時にガラス転移温度以上にするため
の手段であり、他の方法で高分子フィルムの表面温度を
該ガラス転移温度以上にしても、かまわなく、どのよう
な手段であってもかまわない。
The heating roll is a means for instantly raising the temperature of the film to a glass transition temperature or higher when forming a thin film on the polymer film, and the surface temperature of the polymer film is raised to the glass transition temperature or higher by another method. However, it does not matter, any means may be used.

本発明で用いることのできる金属、金属化合物、ケイ素
酸化物は、Li,Be,Na,Mg,Al,Si,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,
Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Se,Zr,Nb,Mo,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Te,Ba,T
a,W,Au,のような金属及びAlN,BN,Si3N4,Al2O3,BeO,SiO,
SiO2,Si2O3,TiO2Ta2O5,PbO,MgO,Zr2O3,BaTiO3,Fe2O3
ような酸化物、窒化物等から選ばれる一種以上から成る
ものである。
Metals, metal compounds and silicon oxides that can be used in the present invention are Li, Be, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co,
Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Se, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ba, T
a, W, Au, and other metals and AlN, BN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , BeO, SiO,
SiO 2 , Si 2 O 3 , TiO 2 Ta 2 O 5 , PbO, MgO, Zr 2 O 3 , BaTiO 3 , Fe 2 O 3 such as oxides, nitrides, etc. .

本発明においては、薄膜構成する金属、金属化合物、ケ
イ素酸化物の微粒子が該高分子フィルム上で積層、成膜
化されるとき、高分子フィルムが、熱収縮等を生じない
程度の十分短い時間の加熱ロール接触と熱ひずみをとる
ため冷却ロールで十分冷却されることが必要である。
In the present invention, when the thin film-forming metal, metal compound, and silicon oxide fine particles are laminated and formed into a film on the polymer film, the polymer film has a sufficiently short time that heat shrinkage or the like does not occur. It is necessary to be sufficiently cooled by the cooling roll in order to take contact with the heating roll and heat strain.

また、本発明の金属、金属化合物、ケイ素酸化物の薄膜
層の膜厚としては100Å以上5000Å以下であり、最適膜
厚は500Å以上2000Å以下である。100Å以下であると膜
構造にならず、また、5000Å以上になると高分子フィル
ムの熱膨張係数と差があるため、どうしてもクラック等
の亀裂が生じて好ましくない。
Further, the film thickness of the metal, metal compound, and silicon oxide thin film layer of the present invention is 100 Å or more and 5000 Å or less, and the optimum film thickness is 500 Å or more and 2000 Å or less. If it is 100 Å or less, the film structure will not be formed, and if it is 5,000 Å or more, there is a difference from the thermal expansion coefficient of the polymer film, and thus cracks such as cracks will inevitably occur, which is not preferable.

そして、本発明の別の形態は、真空系内で上記記載のよ
うな高分子フィルム表面に真空蒸着、スパッタリング、
イオンプレーティング等の一般的なPVD法により金属、
金属化合物等の100Å以下の薄膜形成した後、同真空系
内で、インラインで、該薄膜上にケイ素酸化物(SixOy
x=1〜2,Y=0〜3)薄膜層を上記記載のPVD法により
形成する。
And another aspect of the present invention is vacuum deposition on a polymer film surface as described above in a vacuum system, sputtering,
Metal by general PVD method such as ion plating,
After forming a thin film of 100 Å or less, such as a metal compound, in-line in the same vacuum system, the silicon oxide (SixOy
x = 1 to 2, Y = 0 to 3) A thin film layer is formed by the PVD method described above.

具体的に説明すると、上記載の高分子フィルムの少なく
とも片面に、Al,Cu,Cr,Fe,Ni,Ti,Ba,Mg,Zr,In,Ca,Zn,S
n,W,Co,等の金属、または、それらの酸化物、窒化物等
から選ばれる一種以上の薄膜を100Å以下、好ましくは5
0Å以下に真空蒸着、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法のいずれかで成膜する。
Specifically, on at least one surface of the polymer film described above, Al, Cu, Cr, Fe, Ni, Ti, Ba, Mg, Zr, In, Ca, Zn, S
n, W, Co, etc., or one or more thin films selected from their oxides, nitrides, etc., 100 Å or less, preferably 5
A film is formed below 0 Å by any one of vacuum vapor deposition, sputtering method, and ion plating method.

好ましくは酸化物の生成エネルギーが−471.0Kcal/mol
のTa,−376.7Kcal/molのAl,−250.0Kcal/molのCr,−20
4.0Kcal/molのTi,−182.5Kcal/molのW,−51.7Kcal/mol
のNi−51.0Kcal/molのCo,−161.9Kcal/molのMo,Na,Si等
などの小さいものがよく、その中でも特にAl,Co,Cr,MO,
Ni,Ta,Ti,Wが優れている。
Preferably the oxide formation energy is -471.0 Kcal / mol
Ta, −376.7 Kcal / mol Al, −250.0 Kcal / mol Cr, −20
4.0 Kcal / mol Ti, −182.5 Kcal / mol W, −51.7 Kcal / mol
Ni-51.0 Kcal / mol Co, -161.9 Kcal / mol Mo, Na, Si, etc. are small, especially Al, Co, Cr, MO,
Ni, Ta, Ti, W are excellent.

いずれにしろ、上記金属薄膜の金属が酸化等を受ける前
の活性なうちに次にSiOを蒸着等の手段により成膜する
必要がある。
In any case, it is necessary to deposit SiO 2 by a means such as vapor deposition while the metal of the metal thin film is active before being oxidized.

本発明に用いるケイ素酸化物薄膜の膜厚としては100Å
以上5000Å以下であって、高分子フィルムのフレキシビ
リティーを損なわず、かつ、レトルト後でのバリアー劣
化の極めて少ない最適膜厚として500Å以上2000Å以下
が好ましい。膜厚が100Å未満になると膜が島状構造と
って耐透湿、ガスバリアー性が不十分となり、また、50
00Åを超えると高分子フィルムの本来持つべきフレキシ
ビリティーがなくなり、フィルム上に設けられた薄膜に
きれつ等が生じ、逆に耐透湿、ガスバリアー性が低下
し、また基材である高分子フィルムとの密着性が低下し
てしまう。
The thickness of the silicon oxide thin film used in the present invention is 100Å
It is preferably 5000 Å or more and 500 Å or more and 2000 Å or less as an optimum film thickness that does not impair the flexibility of the polymer film and has very little barrier deterioration after retort. If the film thickness is less than 100Å, the film will have an island structure, resulting in insufficient moisture permeation resistance and gas barrier properties.
If it exceeds 00Å, the flexibility inherent in the polymer film will be lost, and the thin film provided on the film will be cracked, and on the other hand moisture resistance and gas barrier properties will decrease, and the high Adhesion to the molecular film is reduced.

本発明は更に高分子フィルムの前処理として真空系内
で、放電処理することにより形成された薄膜との密着性
がさらに向上する。
The present invention further improves the adhesiveness with a thin film formed by performing a discharge treatment in a vacuum system as a pretreatment of the polymer film.

本発明の放電処理としては、真空系内での放電処理をさ
し、すなわち、1×10-3Torr〜10Torrの酸素、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、またはこれらを含む混合ガス中に
て、ラジオ波、マイクロ波印加あるいは、直交流印加に
より生じるプラズマ放電をさし、このようなプラズマ放
電雰囲気中に高分子フィルムを一定時間晒すことで目的
を達成できる。
The discharge treatment of the present invention refers to a discharge treatment in a vacuum system, that is, in a gas mixture of 1 × 10 −3 Torr to 10 Torr of oxygen, nitrogen, argon, helium, or a mixed gas containing them. The purpose can be achieved by exposing a plasma discharge generated by applying a microwave or a cross flow and exposing the polymer film in such a plasma discharge atmosphere for a certain period of time.

高周波、マイクロ波印加による低温プラズマにおいて
は、用いるガスの種類圧力により放電特性は異なるが、
一般的には500〜1000W以上で一秒以上好ましくは、1000
Wで数秒以上の処理時間が必要である。また後者の直交
流印加方式の放電処理においても、用いるガスの種類圧
力により、放電特性は異なるが、50W以上400W以下の任
意の条件で処理時間としては1秒以上好ましくは数秒必
要である。この場合の放電処理としては、高分子フィル
ム表面上の汚染、帯電粒子等のクリーニングが主効果で
あり、用いるガスはAr等の不活性ガスを使用することが
このましい。
In low temperature plasma with high frequency and microwave application, the discharge characteristics differ depending on the type of gas pressure used,
Generally, 500 to 1000 W or more for 1 second or more, preferably 1000
Processing time of several seconds or more is required at W. Also in the latter cross-flow application type discharge treatment, the discharge characteristics differ depending on the type pressure of the gas used, but the treatment time is 1 second or more, preferably several seconds under any condition of 50 W or more and 400 W or less. In this case, the main effect of the discharge treatment is contamination of the surface of the polymer film, cleaning of charged particles and the like, and it is preferable to use an inert gas such as Ar as a gas.

<作用> まず、薄膜層を形成する高分子フィルムの表面温度をガ
ラス転移温度付近に加熱した状態で、真空蒸着、スパッ
タリング、イオンプレーティングのいずれかの方法によ
り金属、金属酸化物、またはケイ素酸化物の薄膜層を形
成すると、ガラス転移温度以上に瞬時に加熱された高分
子フィルム非晶質のミクロブラウン運動が開始され、高
分子フィルム表面上にアンカー効果が生じ、かつ、金
属、金属化合物、あるいはケイ素酸化物の励起粒子は高
分子フィルム表面に衝突することで、真空系内に微量存
在する酸素、二酸化炭素等の活性ガスと高分子フィルム
表面上で結合し、高分子フィルムを構成するポリマー官
能基と水素結合、二次結合(分散力、配向力、誘起力)
などにより安定化し高分子フィルム上に十分密着性のあ
る薄膜層が形成される。
<Operation> First, with the surface temperature of the polymer film forming the thin film layer heated to a temperature near the glass transition temperature, a metal, a metal oxide, or a silicon oxide is formed by any one of vacuum deposition, sputtering, and ion plating. When a thin film layer of a substance is formed, a micro-Brownian motion of a polymer film amorphous that is instantaneously heated above the glass transition temperature is started, an anchor effect occurs on the polymer film surface, and a metal, a metal compound, Alternatively, the silicon oxide excited particles collide with the surface of the polymer film to bond with active gases such as oxygen and carbon dioxide, which are present in the vacuum system in a trace amount, on the surface of the polymer film, thereby forming a polymer constituting the polymer film. Hydrogen bonds and secondary bonds with functional groups (dispersion force, orientation force, induction force)
A thin film layer which is stabilized by the above and has sufficient adhesion is formed on the polymer film.

また、前記と同様にして高分子フィルムに一旦金属薄膜
層を設ける前処理を行った後、ケイ素酸化物薄膜層を設
ける場合、金属薄膜層の前処理を行った後、一度大気圧
にもどして、次いで再度SiO成膜を行っても予め金属活
性層が酸化安定化してしまうため、金属−SiOの密着性
があまり上がらず効果が小さい。
Further, in the same manner as above, after performing a pretreatment of once providing a metal thin film layer on the polymer film, when providing a silicon oxide thin film layer, after performing the pretreatment of the metal thin film layer, return to atmospheric pressure once. Then, even if the SiO film is formed again, the metal active layer is stabilized by oxidation in advance, so that the metal-SiO adhesion does not increase so much and the effect is small.

高分子フィルム上に100Å以下の金属薄膜層を設けるこ
とで、該フィルム上にアンカー効果をもたらし、かつ、
非常に薄膜層なので目視領域での光線透過率は十分高
く、透明性にはほとど影響を与えず高分子フィルムとケ
イ素酸化物薄膜の密着性が十分ある複合フィルムがえら
れる。
By providing a metal thin film layer of 100 Å or less on the polymer film, brings an anchor effect on the film, and
Since it is a very thin layer, the light transmittance in the visual area is sufficiently high, and a composite film having sufficient adhesion between the polymer film and the silicon oxide thin film can be obtained without affecting transparency.

以下本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.

<実施例−1> 第2図に示した真空蒸着装置(日本真空技術社製 SPW
−020)を用い、連続状のみかけ状のガラス転移温度が6
9℃のポリエチレンテレフタレートフィルム(12μ)
(以下PET)(帝人社製NS)を巻き出し(3)側に設置
し、かつ蒸着源(10)には、4Nアルミニウム250gを入
れ、電子ビーム加熱(11)を用いて入れ、装置(2)内
を油回転ポンプ、及び油拡散ポンプを用いて、4.2×10
-5Torrの真空度まで排気した。
<Example-1> The vacuum deposition apparatus shown in FIG. 2 (SPW manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.
-020), the continuous glass transition temperature is 6
9 ℃ polyethylene terephthalate film (12μ)
(PET) (NS manufactured by Teijin Ltd.) is installed on the unwinding (3) side, and 250 g of 4N aluminum is put into the vapor deposition source (10) using an electron beam heating (11). ), Using an oil rotary pump and an oil diffusion pump, 4.2 x 10
Evacuated to -5 Torr vacuum.

以下の条件でアルミ蒸着フィルムを得、アルミ蒸着膜は
約400Åであった。
An aluminum vapor deposition film was obtained under the following conditions, and the aluminum vapor deposition film was about 400Å.

次にこのアルミ蒸着フィルムと未延伸ポリプロピレン
(CPP)(ショウレックスアロマーAT、昭和電工製)を
ウレタン系接着剤を用い、135μ−75lの格子版を用いて
ドライラミネートした。
Next, this aluminum vapor-deposited film and unstretched polypropylene (CPP) (Showlex Allomer AT, manufactured by Showa Denko) were dry-laminated using a urethane adhesive and a 135 μ-75 l grid plate.

(蒸着条件) (ラミネート条件) 得られたラミネートフィルムを150×150m/mに製袋し、
内容物に水道水300cc充填し、これを125℃−20分2.1KgG
/cm2、二段冷却(冷却時間5min)という条件でレトルト
殺菌処理を行い、その後ラミネートフィルムのアルミ蒸
着膜とPETとの密着強度をインストロン型引張試験機を
用いて評価した。
(Deposition conditions) (Lamination conditions) The resulting laminated film was made into a bag of 150 × 150 m / m,
Fill the contents with 300 cc of tap water and load this at 125 ° C for 20 minutes at 2.1 KgG.
The retort sterilization treatment was performed under the conditions of / cm 2 and two-stage cooling (cooling time 5 min), and then the adhesion strength between the aluminum vapor deposition film of the laminated film and PET was evaluated using an Instron type tensile tester.

(実施例−2) 蒸着物をSiO(大阪チタニウム製200Mesh以下)を用い、
加熱ロール温度を70℃に保ち、蒸着条件を以下に設定
し、実施例−1と同様な試験を行った。
(Example-2) Using SiO (200Mesh or less manufactured by Osaka Titanium) as the vapor deposition,
The heating roll temperature was kept at 70 ° C., the vapor deposition conditions were set as follows, and the same test as in Example-1 was conducted.

このときのSiO蒸着膜厚は約1200Åであった。また、ラ
ミネート後及びレトルト殺菌後の酸素バリアー性、水蒸
気バリアー性及びSiO膜とPETとの密着強度を実施例−1
と同様にインストロン型引張試験機を用いて評価した。
At this time, the SiO vapor deposition film thickness was about 1200Å. In addition, the oxygen barrier property, the water vapor barrier property, and the adhesion strength between the SiO film and PET after lamination and after retort sterilization were evaluated in Example-1.
It evaluated using the Instron type tensile testing machine like the above.

(実施例−3) 同一真空系内でスパッタリングにより、Alの薄膜をPET
(NS,帝人製)(12μ)上に施し、次いで実施例−2と
同様にSiOを蒸着し、更には実施例−1と同様にCPPとラ
ミネート、レトルト殺菌処理を施し以下の諸物性を評価
した。
(Example-3) A thin film of Al was PET-coated by sputtering in the same vacuum system.
(NS, manufactured by Teijin) (12μ), then vapor-deposited SiO in the same manner as in Example-2, further laminated with CPP and retort sterilized in the same manner as in Example-1, and evaluated the following physical properties. did.

PET上に薄膜形成されたスパッタ膜厚はICP発光分析によ
りAlの密度を2.7g/cm2として計算した結果17〜25Åであ
った。
The sputtered film thickness formed on PET was 17-25Å as calculated by ICP emission analysis with Al density of 2.7 g / cm 2 .

また、SiO膜は約1350Åであった。The SiO film was about 1350Å.

<比較例−1〜6> 加熱ロール温度を−10℃,0℃,10℃,20℃,30℃,40℃,に
設定した以外は実施例1,と同様に行い、同様の評価をし
た。
<Comparative Examples-1 to 6> The same evaluation was performed as in Example 1 except that the heating roll temperature was set to -10 ° C, 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C. .

(比較例−7〜12) 加熱ロール温度を−10℃,0℃,20℃,40℃,100℃他の条件
は実施例−2と同様に行ない評価した。
(Comparative Examples-7 to 12) The heating roll temperature was set to -10 ° C, 0 ° C, 20 ° C, 40 ° C, 100 ° C and other conditions were evaluated in the same manner as in Example-2.

(実施例−4〜10) 実施例−3のAl薄膜の代わりにそれぞれCo,Ni,Cr,Ta,W,
Moの薄膜前処理を行ない、以下同様にSiO蒸着をし、評
価した。
(Examples 4 to 10) Instead of the Al thin film of Example-3, Co, Ni, Cr, Ta, W, respectively.
A thin film pretreatment of Mo was performed, and thereafter SiO vapor deposition was performed in the same manner, and evaluation was performed.

実施例−4〜10の金属薄膜前処理によるテストにおいて
金属薄膜層はICP発光分析結果とそれぞれのバルクの密
度より計算して求めた結果で、以下のようになり、いず
れも100Å以下の極めて薄い層であった。
In the test by the metal thin film pretreatment of Examples-4 to 10, the metal thin film layer is the result obtained by calculating from the ICP emission analysis result and the density of each bulk, and the results are as follows, all of which are extremely thin below 100Å It was a layer.

実施例−4 CO層 …… 25〜30Å 実施例−5 Ni層 …… 31〜50Å 実施例−6 Cr層 …… 19〜26Å 実施例−7 Ta層 …… 39〜63Å 実施例−8 Ti層 …… 22〜44Å 実施例−9 W層 …… 16〜20Å 実施例−10 Mo層 …… 30〜70Å 各サンプルの薄膜層は膜厚段差を機械的な触針式方法で
測定した。(Dectak II、日本真空製) <実施例−11> PET(NS帝人)12μを以下の条件で第1図に示す装置を
用い低温プラズマ処理を行ない、次いで実施例−3と同
様にSiO蒸着を行ない評価した。加熱ロール温度は50℃
に設定した。
Example-4 CO layer ...... 25 to 30Å Example-5 Ni layer ・ ・ ・ 31 to 50Å Example-6 Cr layer ・ ・ ・ 19 to 26Å Example-7 Ta layer ・ ・ ・ 39 to 63Å Example-8 Ti layer ...... 22 to 44Å Example-9 W layer ...... 16 to 20Å Example-10 Mo layer ...... 30 to 70Å The thin film layer of each sample was measured for the thickness difference by a mechanical stylus method. (Dectak II, manufactured by Nippon Vacuum Co., Ltd.) <Example-11> 12 μm of PET (NS Teijin) was subjected to low-temperature plasma treatment using the apparatus shown in FIG. 1 under the following conditions, and then SiO vapor deposition was performed as in Example-3. I evaluated it. Heating roll temperature is 50 ℃
Set to.

使用ガス …O2 真空度 …0.1Torr 出力 …1000W スピード …1m/min (東芝製TMZ−4072使用) <実施例−12> 実施例−2と同様で蒸着材料をSi3N4(宇部興産製)に
代え加熱ロール温度を70℃に設定した外は実施例2と同
様にテストした。
Gas used ... O 2 vacuum ... 0.1 Torr output ... 1000W speed ... 1 m / min (Toshiba TMZ-4072 used) <Example -12> Example -2 and similar in the evaporation material Si 3 N 4 (manufactured by Ube Industries, Ltd. ) And the heating roll temperature was set to 70 ° C., the same test as in Example 2 was carried out.

<実施例−13,14,15,16,17> 実施例11と同様条件で使用ガスをAir,N2,Ar,He,Ne,を用
いてPET上にSiO薄膜層を形成し、同様の評価を行なっ
た。
The gas used in the same conditions as <Example -13,14,15,16,17> Example 11 Air, a SiO thin film layer formed on the PET using N 2, Ar, He, Ne , a similar An evaluation was performed.

<実施例−18> 第1図の装置の放電処理空間にArガスを導入し、高分子
フィルムを放電処理加工を行なった後、実施例3と同じ
条件でSiO蒸着膜を形成し、同様の評価を行なった。
<Example-18> Ar gas was introduced into the electric discharge treatment space of the apparatus of FIG. 1 to perform electric discharge treatment on the polymer film, and then a SiO vapor deposition film was formed under the same conditions as in Example 3 An evaluation was performed.

<発明の効果> 以上のように高分子フィルムを加熱しながら金属、金属
化合物、ケイ素酸化物の薄膜層を成膜することで高分子
フィルムと密着性に優れた、かつ、レトルト耐性のある
防湿及び酸素バリアー性の優れた複合フィルムがえられ
た。
<Effects of the Invention> As described above, by forming a thin film layer of a metal, a metal compound, or a silicon oxide while heating a polymer film, it is excellent in adhesiveness with the polymer film and has moisture resistance with retort resistance. And a composite film having an excellent oxygen barrier property was obtained.

また、高分子フィルムを100Å以下の金属、金属化合物
薄膜層を設け次いでケイ素酸化物の薄膜を順次積層する
ことで透明性があるレトルト後でも高分子フィルムとの
薄膜層との密着性の極れた防湿性、酸素バリアー性の劣
化がきわめて少ない実用性の高い複合フィルムが得られ
た。
Also, by providing a polymer film with a metal or metal compound thin film layer of 100 Å or less and then sequentially laminating silicon oxide thin films, there is transparency. Even after retorting, the adhesion between the polymer film and the thin film layer is extremely high. In addition, a highly practical composite film with extremely little deterioration in moisture resistance and oxygen barrier property was obtained.

更には、高分子フィルムを上記方法で放電処理を行な
い、次いで、金属、金属化合物、ケイ素酸化物の薄膜を
設けることで、該フィルムと薄膜層との密着性が極めて
優れた利用価値の大きい複合フィルムが得られた。
Furthermore, a polymer film is subjected to discharge treatment by the above method, and then a thin film of a metal, a metal compound, or a silicon oxide is provided, so that the adhesion between the film and the thin film layer is extremely excellent and a highly useful composite. A film was obtained.

このように、高分子フィルムを予め前処理を施し、金
属、金属化合物、ケイ素酸化物等の薄膜と該高分子フィ
ルム上に設けて得られる複合フィルムは薄膜の密着性が
優れた、かつ、包装材料として用いた場合、レトルト後
でのガスバリアー性、防湿性の劣化が小さく、実用性の
ある十分な密着強度を有する複合フィルムが得られる。
Thus, the composite film obtained by pre-treating the polymer film and providing the thin film of metal, metal compound, silicon oxide and the like on the polymer film has excellent adhesion of the thin film, and packaging When used as a material, a gas barrier property after retort and moisture resistance are less deteriorated, and a composite film having sufficient practical adhesive strength is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は、本発明の製造方法に用いる薄膜
形成装置の概略説明図である。 1……高分子フィルム、2……真空系内 3……巻出しロール、4……制御ロール 5……ダンサーロール、6……エキスパンダーロール 7……加熱ロール、8……巻取りロール 9……冷却ロール、10……蒸着源 11……蒸着源パワー
1 and 2 are schematic explanatory views of a thin film forming apparatus used in the manufacturing method of the present invention. 1 ... Polymer film, 2 ... In vacuum system 3 ... Unwinding roll, 4 ... Control roll, 5 ... Dancer roll, 6 ... Expander roll, 7 ... Heating roll, 8 ... Winding roll, 9 ... … Cooling roll, 10 …… Deposition source 11 …… Deposition source power

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空系内で高分子フィルムの表面温度を
(Tg−30)℃以上、(Tg+30)℃以下の温度に加熱しな
がら、金属、金属酸化物、ケイ素酸化物を真空蒸着、ス
パッタリング、イオンプレートのいずれかの方法で形成
することを特徴とする複合フィルムの製造方法。
1. Vacuum heating of metal, metal oxide, and silicon oxide while heating the surface temperature of the polymer film to a temperature of (T g −30) ° C. or higher and (T g +30) ° C. or lower in a vacuum system. A method for producing a composite film, which is formed by any one of vapor deposition, sputtering, and an ion plate.
【請求項2】金属、金属酸化物から成る100Å以下の薄
膜が形成されている高分子基材上にケイ素酸化物(SiXO
y X=1〜2,y=0〜3)薄膜層を設けて成ることを特
徴とする請求項(1)の複合フィルムの製造方法。
2. A silicon oxide (Si X O) is formed on a polymer substrate on which a thin film of 100 Å or less composed of metal or metal oxide is formed.
y X = 1 to 2, y = 0 to 3) The method for producing a composite film according to claim 1, wherein the thin film layer is provided.
【請求項3】高分子基材が真空系内で放電処理されてい
ることを特徴とする請求項(1)または請求項(2)の
複合フィルムの製造方法。
3. The method for producing a composite film according to claim 1, wherein the polymer base material is subjected to electric discharge treatment in a vacuum system.
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