JPH10315394A

JPH10315394A - 塗膜を形成したフィルム及びその製造方法

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Publication number: JPH10315394A
Application number: JP14454297A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Wada; 与志郎和田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルムのバリア性の向上効果と、フィルム
が屈曲等の力を受けてもクラックの発生がなく、かつ、
凹凸を有するフィルム面に設けても性能の低下の無いバ
リア層を設ける。【解決手段】プラスチックからなる基材フィルムの少
なくとも片面にポリモノクロロパラキシリレン又はポリ
パラキシリレンの樹脂からなる塗膜を0.02μｍ〜120μ
ｍの厚さに設けられた塗膜を形成したフィルムであり、
前記基材フィルムの少なくとも片面に凹凸が形成され、
該凹凸が形成された面に前記塗膜を形成したフィルムで
あることを含む。また、プラスチックからなるフィルム
の少なくとも片面にポリモノクロロパラキシリレン又は
ポリパラキシリレンの樹脂からなる塗膜をＣＶＤ法によ
り0.02μｍ〜 120μｍの厚さに設けることを特徴とする
塗膜を形成したフィルムの製造方法であり、前記フィル
ムが、少なくとも片面に凹凸が形成され、該凹凸が形成
された面に前記塗膜を形成することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】単体のフィルム材が有する物
性を改良するための薄膜層及びその形成技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種フィルムは、それぞれ独自の物性を
有しているが、それらの物性を改良するために２次的な
方法による加工を施すことがある。例えば、包装分野に
おいて、ガスバリアー性を備えた包材として、従来より
基材フィルムにアルミニウム箔を積層した包材が使用さ
れていた。このような包材は、安定したガスバリアー性
を示すけれども、バリアー層としてのアルミニウム( 以
下アルミと記載する) 箔は焼却に際しては適性がないた
め使用後の廃棄処分が容易ではないという問題があっ
た。又、包材のリサイクルの面でもアルミ箔とのラミネ
ートのため、分別・剥離が難しく再生利用が困難であっ
た。またアルミ箔を積層しているため透明性が得られな
いこと、および、電子レンジにより加熱する用途にも使
用できない。また、ポリ塩化ビニリデン等のコーティン
グによるバリア層の形成等は一般的に行われている方法
である。しかし、前記塩化ビニリデン等の塗膜は、フィ
ルムの屈曲により、ストレスクラックが発生し、そのた
めに、所定のバリア性能が低下し、包装用途に利用する
際には、内容物の品質保持に支障を及ぼすことがあっ
た。また、前記ポリ塩化ビニリデン等のバリア層の他に
アルミ又は SiO_x、酸化アルミ等の蒸着層によるバリア
層を形成することもあるが、やはり、そのバリア層も屈
曲や衝撃などにより膜の部分破壊を起こしてバリア性の
低下を来すことがあった。また、表面に凹凸のある基材
フィルム、すなわち、エンボスのある基材フィルム面へ
の前記コーティング又は前記金属あるいは無機酸化物の
蒸着層は、その凹凸により、塗膜の厚さが一定せず、従
ってバリア性等も低下することがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】バリア性を向上させる
とともに、屈曲等の力を受けてもクラックの発生がな
く、かつ、凹凸を有するフィルム面に設けても性能の低
下の無いバリア層を有するフィルムおよびその製造技術
を提供する。

【０００４】

【課題を解決する手段】プラスチックからなる基材フィ
ルムの少なくとも片面にポリモノクロロパラキシリレン
又はポリパラキシリレンの樹脂からなる塗膜を0.02μｍ
〜 120μｍの厚さに設けられた塗膜を形成したフィルム
であり、前記基材フィルムの少なくとも片面に凹凸が形
成され、該凹凸が形成された面に前記塗膜を形成したフ
ィルムであることを含む。また、プラスチックからなる
基材フィルムの少なくとも片面にポリモノクロロパラキ
シリレン又はポリパラキシリレンの樹脂からなる塗膜を
ＣＶＤ法により0.02μｍ〜 120μｍの厚さに設けること
を特徴とする塗膜を形成したフィルムの製造方法であ
り、前記基材フィルムが、少なくとも片面に凹凸が形成
され、該凹凸が形成された面に前記塗膜を形成すること
を含む。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、ポリモノクロロパラキ
シリレン樹脂又はポリパラキシリレン樹脂（以下、纏め
てポリパラキシリレン樹脂等と記載する）の塗膜を形成
したフィルム及び前記塗膜をＣＶＤ法により形成するこ
とである。フィルム基材にポリパラキシリレン樹脂等の
層を設けることにより、フィルムにバリア性を付与する
とともに、フィルム表面の耐薬品性の向上を図る。ま
た、前記ポリパラキシリレン樹脂等の塗膜をＣＶＤ法に
より形成することにより、一定の膜厚となり、また柔軟
性があり、耐熱性、耐寒性ともに良好な塗膜とすること
ができる。図１は、本発明の塗膜を形成したフィルムの
実施例を示す断面図（ａ）、さらに他の樹脂層を設けた
場合の断面図（ｂ）である。図２は、本発明の塗膜を形
成したフィルムの別の実施例を示す断面図（ａ）、さら
に他の樹脂層を設けた場合の断面図（ｂ）である。図３
は、本発明の塗膜を形成するために用いるＣＶＤ装置の
概念図である。

【０００６】本発明において、ポリパラキシリレン樹脂
の塗膜３を形成する基材フィルム２としては、ポリエチ
レンおよびエチレン系共重合体、ポリプロピレン及びプ
ロピレン系共重合体等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビ
ニル系樹脂、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体等の
塩化ビニリデン系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステ
ル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂
等の樹脂よりなる単層又は多層のフィルムが挙げられ
る。これらの基材フィルムは未延伸のもの、あるいは一
軸または二軸に延伸したもの、いずれであってもよく、
これらの基材フィルムにさらに塩化ビニリデン系樹脂等
他の樹脂をコーティングしたコートフィルム等であって
もよい。また、図１（ａ）に示すように、基材フィルム
２には、ポリパラキシリレン樹脂等の塗膜３を形成する
面に、予め、アンカーコート４を施したフィルムであっ
てもよい。該アンカーコート４は、基材フィルム２に対
するポリパラキシリレン樹脂等の塗膜３をより強固に接
着させることを目的とするもので、基材フィルム２の材
質あるいは基材フィルム２に設けられたコート層等の
材質によって選択される。アンカーコート剤の具体例と
しては、ポリエチレンイミン系、有機チタン系、イソシ
アネート系の各アンカーコート剤４等を挙げることがで
きる。

【０００７】本発明において、基材フィルム２に形成さ
れる塗膜は、前述のようにポリモノクロロパラキシリレ
ン樹脂またはポリパラキシリレン樹脂である。ポリモノ
クロロパラキシリレン樹脂は、水蒸気あるいは各種ガス
透過遮断性、すなわち、ガスバリアー性に優れている。
また、ポリパラキシリレン樹脂も前記水蒸気あるいはガ
ス遮断性に優れるとともに、塗膜の柔軟性と極めて細か
い部分への浸透性が良いので均質なる膜厚を確保でき
る。いずれのタイプも塗膜としては、溌水性、耐薬品性
が良く、絶縁性等電気特性に優れている。また、塗膜と
しては、いずれも無色透明である。

【０００８】本発明によるポリパラキシリレン樹脂等の
塗膜３は、後述のようにＣＶＤ法により形成することが
できる。その塗膜の厚さの範囲は、0.02μｍ〜 120μｍ
であり、より好ましくは、0.05μｍ〜80μｍである。塗
膜の厚さが0.02μｍ未満であると、目的とするフィルム
のバリア性等の改良効果が現れない。また、塗膜の厚さ
が 120μｍを超えても、塗膜形成のための効率が悪く、
また、塗膜を設けた効果としてその厚さとしての格段の
効果も示さない。

【０００９】本発明による塗膜を形成したフィルム１
は、基材フィルム表面を均等にレベリングすると同時
に、形成されたポリパラキシリレン樹脂からなる塗膜３
も高度な防湿性、ガスバリア性を示す。また、前記塗膜
３には、耐熱性があるため、レトルト殺菌等においても
破壊されない塗膜を有する包装材料の供給が可能であ
る。また、その塗膜は透明であるため、内容物が視認可
能であり、かつ、電子レンジにより加熱する食品等の包
装材料として用いることもできる。

【００１０】基材フィルム２には、滑り性を向上させる
目的で、その表面を凹凸７にすることがある。フィルム
がその使用時に金属やプラスチックの表面との滑り性が
望まれることがあり、そのために、フィルム表面にエン
ボス加工等により前記凹凸７を賦型することがある。フ
ィルム表面に設けた前記凹凸７により、フィルムと他の
面との接触面積を少なくすることにより、その滑り性を
よくすることが行われるが、前記フィルム表面の凹凸の
形成の際、加熱状態のフィルムに対して、凹凸面を有す
る金属等を用いて押圧により形成する、いわゆる熱プレ
ス方式によりエンボスすると、フィルムの厚さに厚薄が
生じ、その薄い部分におけるガスバリア性ーが低下する
ことによる問題を生ずることがある。前記のような目的
で、表面に凹凸を設けられたフィルムに対して本発明の
ポリパラキシリレン樹脂等の塗膜の形成をすることによ
り、フィルム面に前記凹凸が存在するにもかかわらず、
その凹凸形状に追随して一定の膜厚の塗膜を形成するこ
とができる。従来のコーティング法による塗膜、また
は、蒸着等による塗膜の形成においては、凹部あるい
は、凹凸の境界部には、安定した塗膜の形成が困難であ
ったが、本発明のポリパラキシリレン樹脂等の塗膜は、
後述の塗膜の形成方法と相まって、フィルムの表面の形
状に追随して、どの部位においても一定の膜厚さに形成
されるので、得られる塗膜を形成したフィルムとしては
優れた物性のものとすることができる。例えば、図２
（ａ）に示すように、凹凸を有する面にポリパラキシリ
レン樹脂等を設けることができる。表面に凹凸が賦型さ
れたフィルムは、バリアー性の低下を示すことがある
が、本発明によりポリパラキシリレン樹脂等塗膜の３を
その凹凸面に形成したフィルムとすることによって、前
記基材フィルム本体のバリア性の低下を防止し、前記塗
膜のバリアー性によりカバーすることができる。凹凸面
への塗膜を形成することにより、凹凸による滑り性の特
徴はそのままにして、防湿性、バリア性等を改良する。
本発明によるポリパラキシリレン樹脂等３の塗膜の形成
においては、前記凹凸面において、その凹部にも均質な
被膜を形成して、ガスバリア性を確保し得るので、前記
のような問題を起こすことなく、安定したフィルムを供
給することができる。

【００１１】図３は本発明の、ポリパラキシリレン樹脂
等の塗膜を形成する際に用いるＣＶＤ法の装置を説明す
るための概念図である。ポリパラキシリレン樹脂等の塗
膜の形成にあたって、まず、基材フィルム２を巻取りと
した原反を用意し、ＰＣＶＤ法の装置１１の減圧部１２
（以下チャンバーと記載する）内の原反供給ロール１３
及び巻取ロール１４にセットする。この場合、フィルム
の前記蒸着層にポリパラキシリレン樹脂等が付着するよ
うにセットする。本発明の方法で基材フィルム２上にポ
リパラキシリレン樹脂等３を付着する場合、枚葉のバッ
チ式でも可能であるが、量産性、製品の安定を考慮した
場合には巻取状フィルムとする連続付着方式が好まし
い。基材フィルム２にポリパラキシリレン樹脂等の塗膜
３を形成する場合は、原料のジパラキシリレン（ＤＰ
Ｘ、ダイマー）を1torr 、150 〜 170℃に保たれた原料
揮発供給装置２１で揮発させ、次に揮発成分を原料供給
ノズルから熱分解室２４に導入する。熱分解室におい
て、0.5torr 、660 〜690 ℃の雰囲気において前記ジパ
ラキシリレンは、分解され、ラジカルパラキシリレンと
なって、常温に冷却して前記チャンバー内に導入され
る。チャンバー１２を真空ポンプにより0.1torr に減圧
する。前記チャンバー１２内において、前記ラジカルパ
ラキシリレンは、重合すると共に、走行している基材フ
ィルムの表面に付着して、高分子量のポリパラキシリレ
ン（ＰＰＸ）樹脂からなる塗膜を形成する。この際、必
要によってはプラズマＰを発生させて、基材フィルムへ
の接着を良くすることができる。その後、冷却すると共
に、高真空状態にして脱臭し、塗膜を形成したフィルム
を巻き上げて塗膜を安定化させ、次いで、チャンバー内
圧力を常圧に戻し、チャンバー内から、巻取として取り
出す。

【００１２】形成される膜の組成はポリパラキシリレン
樹脂であり、又、原料としてモノクロロジパラキシリレ
ンを用いた場合に形成される膜の組成はポリモノクロロ
パラキシリレン樹脂であるがいずれも無色透明である。

【００１３】以上説明したように、ポリパラキシリレン
樹脂の塗膜３の形成過程は、チャンバー１２内にセット
した基材フィルム２の供給ロール１３から基材フィルム
を繰り出し、巻取りロール１４によりフィルムを巻取る
が、基材フィルム２を一定速度で走行させる際、チャン
バー１２内に導入されたラジカルパラキシリレンが前記
フィルム表面において重合付着して塗膜を形成するた
め、その塗膜は緻密な膜であり、かつ、均一な厚さの膜
となることが特徴である。その際基材フィルムの種類に
より、密着性の悪い場合には、電極板上及びブラズマＰ
中において前記塗膜を形成する事ができる。前記ポリパ
ラキシリレン樹脂等の塗膜の性質は主として、膜の組
成、膜厚によって決定される。膜の厚さは作成条件のパ
ラメーターとして、チャンバー内の真空度、フィルムの
走行速度、プラズマ発生時の電気的パワー等を適正化す
る事で良好な膜が成膜される。ポリパラキシリレン樹脂
等がフィルムの表面に付着する時のチャンバー中の真空
度は、0.05〜1.5torr が好ましい。また、フィルムの走
行速度は 5〜200m/ 分であり好ましくは10〜100m/ 分と
なる。前記、真空度及びフィルムの走行速度等は、形成
させる塗膜の厚さ等により設定される。そして、フィル
ム上に形成されるポリパラキシリレン樹脂等の塗膜の厚
さは0.02〜 120μｍであり、好ましくは0.05〜80μｍで
ある。

【００１４】プラズマＣＶＤ法を用いる場合は、プラズ
マは低温状態で励起されて、ラジカルパラキシリレンを
さらに活性化して被着体への密着性を良くする効果を示
す。

【００１５】本発明の塗膜を形成したフィルムは、単体
として用いてもよいが、他のフィルムとラミネートした
複合材料として用いることができる。例えば、図１
（ｂ）に示すように、包装材料として、基材フィルム２
にポリパラキシリレン樹脂３を本発明のＣＶＤ法により
形成し、該ポリパラキシリレン樹脂層３に接着剤５を介
してヒートシール性を有する積層樹脂層６を設けること
により、ヒートシール性のある包装材料とすることがで
きる。この他、図示はしないけれども、使用する目的に
より、本発明のポリパラキシリレン樹脂等の塗膜面側に
他の各種のフィルムをラミネートすることができる。本
発明の塗膜を形成したフィルムと他のフィルムの積層に
おいて、塗膜を形成したフィルムに接着剤を塗布し、前
記他のフィルムとドライラミネートすることによって積
層しても良いし、又、熱可塑性樹脂を溶融押出ししなが
ら、該熱可塑性樹脂を接着層として積層する方法、いわ
ゆるサンドイッチラミネーションによる方法であっても
よい。また、本発明の塗膜を形成したフィルムに積層す
る積層樹脂層としては、用途によって、各種の樹脂また
はフィルムを選択することができ、その厚みも、10〜10
00μｍ程度とすることができる。

【００１６】本発明の塗膜を形成したフィルムは、バリ
アー性を必要とする各種の用途に用いることができる。
その具体的な例としては、バリアー性を必要とする内容
物を包装する場合の容器、例えばゲーベルトップタイプ
あるいはブリックタイプの紙容器、紙カップ容器、バッ
グインボックスの内袋、パウチ、ラミネートチューブ、
真空成形等に用いる積層シート等が挙げられ、これらの
包装容器の製袋、あるいは成形用の材料として利用する
ことができる。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕ポリエステルフィルムにＣＶＤ法によっ
て、ポリパラキシリレン樹脂を25μｍの膜厚で形成し
た。具体的には、原反は厚み12μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルムを基材フィルムとして使用し、この
原反を本発明装置の供給ロールにセットした。そして、
巻取ロールにより、巻き上げる際に、チャンバー内の電
極ドラムに密着させる。又、チャンバー内を0.1tprr 減
圧させた。次に原料であるジパラキシリレンＤＰＸ、ダ
イマー）を原料揮発供給装置２１から取り出して1torr
、180 ℃の条件で揮発させ、該揮発成分を熱分解室２
４に導入して、0.5torr 、670 ℃の雰囲気中での加熱に
より分解してラジカルパラキシレンを生成させ、前記チ
ャンバー１２内に導入した。チャンバー１２内におい
て、ラジカルパラキシレンは気相蒸着重合法によってポ
リパラキシリレンを、前記基材フィルム表面に塗膜とし
て付着形成した。前記チャンバー中においてポリエチレ
ンテレフタレートフィルムを走行速度30m/分で走行さ
せ、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にポリパラ
キシリレン樹脂付着させた。この時のチャンバーの真空
度は0.08torrに保った。この時形成されたポリパラキシ
リレン樹脂の膜厚は20±2 μｍであった。得られた塗膜
を形成したフィルムの、塗膜を形成していない面に直鎖
状低密度ポリエチレン40μｍのフィルムをイソシアネー
ト系接着剤を用いてドライラミネートして、複合フィル
ムとした。

【００１８】〔比較例１〕比較例として通常の蒸着法に
より SiO_x膜を厚み12μｍのポリエチレンテレフタレー
ト上に蒸着層を形成した。前記蒸着層の膜厚は透過電子
顕微鏡で観察し800 Åであった。得られたフィルムの、
蒸着層を形成していない面に直鎖状低密度ポリエチレン
40μｍのフィルムをイソシアネート系接着剤を用いてド
ライラミネートして、複合フィルムとした。＜比較実験＞前記実施例１と比較例１のフィルムから、
内寸で横110mm 縦150mm の四方シール袋を製袋( シール
巾は縦横共に7mm 巾) して、中に水を120cm³充填し、各
20袋ずつを所定のサイズの段ボールに収納後、次の条件
に設定して振動試験器にかけ、その後、袋を解袋して、
フラット状態にしてサンプルを作成し、酸素透過度を測
定した。酸素透過度を測定した結果は、表１の通りであ
った。なお、酸素透過度試験は、JIS K 7126により測定
した。〔測定には、MOCON 社製、OXYTRAN 2/20 を用い
た。〕振動試験条件 JIS Z 032 の方法Ｂにより、上下方向の
振動とし、振動数10C/S 、加速度1Gとして、1 時間の振
動させた。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】プラスチックからなる基材フィルムの少
なくとも片面にポリパラキシリレン樹脂等の塗膜を0.02
μｍ〜 120μｍの厚さに設けた本発明の塗膜を形成した
フィルムにより基材フィルムの物性、例えばバリア性の
改良の効果を示し、さらに、前記塗膜は、フィルムが受
ける屈曲などのストレスによっても、塗膜にクラックが
発生しないので、前記バリア性が安定して保たれる。ま
た、凹凸を有する基材フィルムの、該凹凸面にポリパラ
キシリレン樹脂等の塗膜を設けた場合においても、前記
塗膜は、基材フィルム表面の前記凹凸に追随して均一な
厚みに形成できるために、凹凸に起因するバリア性の低
下等がなく、更に、この場合にも前記フィルムが受ける
屈曲等によるストレスによるバリア性の低下が少なくて
内容物の保存等に優れた性質を示す。又、前記バリア性
の改良とともに、溌水性、耐薬品性又電気絶縁性等電気
特性にも優れた特性を示すので、種々のプラスチックフ
ィルムを多くの用途に利用することができる。前記ポリ
パラキシリレン樹脂等の塗膜は、ＣＶＤ法を用いて設け
ることによって安定して塗布することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗膜を形成したフィルムの実施例を示
す断面図（ａ）、さらに他の樹脂層を積層した場合の断
面図（ｂ）

【図２】本発明の塗膜を形成したフィルムの別の実施例
を示す断面図（ａ）、さらに他の樹脂層を積層した場合
の断面図（ｂ）

【図３】本発明の塗膜を形成するために用いるＣＶＤ装
置の概念図

【符号の説明】

１塗膜を形成したフィルム２基材フィルム３ポリパラキシリレン樹脂等またはその塗膜４アンカーコート剤５接着層６積層樹脂層７凹凸１１ＣＶＤ装置１２チャンバー１３供給ロール１４巻取ロール１５冷却・電極ドラム１６ガイドロール１７電源１８真空ポンプ１９原料供給ノズル２１原料揮発供給装置２３電極板Ｐプラズマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックからなる基材フィルムの少
なくとも片面にポリモノクロロパラキシリレン又はポリ
パラキシリレンの樹脂からなる塗膜を0.02μｍ〜 120μ
ｍの厚さに設けられたことを特徴とする塗膜を形成した
フィルム。
【請求項２】前記基材フィルムが、少なくとも片面に
凹凸が形成され、該凹凸が形成された面に前記塗膜が形
成されたことを特徴とする請求項１記載の塗膜を形成し
たフィルム。
【請求項３】プラスチックからなる基材フィルムの少
なくとも片面にポリモノクロロパラキシリレン又はポリ
パラキシリレンの樹脂からなる塗膜をＣＶＤ法により0.
02μｍ〜 120μｍの厚さに設けることを特徴とする塗膜
を形成したフィルムの製造方法。
【請求項４】前記基材フィルムが、少なくとも片面に
凹凸が形成され、該凹凸が形成された面に前記塗膜を形
成することを特徴とする請求項３記載の塗膜を形成した
フィルムの製造方法。