(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムの少なくとも一方の面にプラズマ化学蒸着法によって設けたバリア層を有し、更に、該バリア層は、有機珪素化合物を気化させ、これと、酸素と、不活性ガスとを混合した原料ガスを使用し、プラズマ化学蒸着法によって形成される、珪素酸化物と炭素、水素及び酸素のなかから１種あるいは２種以上の元素からなる化合物を含有する連続層からなり、更に、上記の化合物は、その含有率が、連続層の０．１〜４０重量％であり、かつ、その連続層の表面から基材フィルムとの界面に向かって減少している構成からなるＳｉＯX フィルムからなり、更に、該ＳｉＯX フィルムを構成するバリア層の面に、易剥離ヒ−トシ−ル樹脂層を積層することを特徴とするふた材。
【請求項２】
基材フィルムの少なくとも一方の面にプラズマ化学蒸着法によって設けたバリア層を有し、更に、該バリア層は、有機珪素化合物を気化させ、これと、酸素と、不活性ガスとを混合した原料ガスを使用し、プラズマ化学蒸着法によって形成される、珪素酸化物と炭素、水素及び酸素のなかから１種あるいは２種以上の元素からなる化合物を含有する連続層からなり、更に、上記の化合物は、その含有率が、連続層の０．１〜４０重量％であり、かつ、その連続層の表面から基材フィルムとの界面に向かって減少している構成からなるＳｉＯX フィルムからなり、更に、該ＳｉＯX フィルムを構成するバリア層の面に、補強フィルムを積層し、また、上記の基材フィルムの面に、易剥離ヒ−トシ−ル性樹脂層を積層することを特徴とするふた材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、成形容器のふた材に係わり、更に詳しくは、コーヒーミルク、シロップ、ヨーグルト等の乳製品、果汁、ゼリー、カップラーメン等の食品を充填する成形容器のふた材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の成形容器に内容物を充填し、密封されたものは、ふた材がもつバリア性との相乗効果によって、物流の過程を経過して、末端消費者が開封するまで、該内容物が化学的、物理的変化に起因する汚染、変質を防止することを要求されるものである。
そして、成形容器はプラスチック層を積層した金属、比較的厚いプラスチック又は、多層プラスチック等により成形して内容物保存に必要な容器の特性をもたせていた。一方、ふた材はヒートシールにより密封する充填機が一般的であり、厚くすると熱伝導性が低下して密封性を損なうことがあるため、５０〜１５０μｍのフィルムが適用され、そしてバリア性を付与するためには、プラスチックフィルムとアルミニゥム箔、アルミニゥム蒸着フィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム又はエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルムとの積層フィルムが使用されてきた。
【０００３】
近年、使用済み食品容器の処理方法が大きな社会問題となり、資源の有効活用の面から、石油化学製品であるプラスチックは焼却処理による燃料化、不燃物は圧縮運搬して、リサイクル化したり、埋め立て処理をなされていた。
【０００４】
しかしながら、アルミニゥム箔をバリア層とする従来のふた材は、内容物が見えないため販売促進効果が乏いという問題点があった。一方、内容物が見えるようにするため、不透明なアルミニゥム箔を除き比較的バリア性がある、延伸ポリエステル又は延伸ナイロンフィルム、ポリカーボネートを用いたものは、特定の内容物のバリア層としての効果はあるが、酸素バリアの点からは必ずしも満足できるものではなかった。
【０００５】
また、酸素バリア性に優れる蒸着した金属酸化物を設けたプラスチックフィルムをバリア層とする成形容器のふた材の技術も開示されてはいた。しかしながら従来の物理蒸着法で得られる蒸着層は、バリア性を与えるためには比較的厚い蒸着層を必要とする。したがって、蒸着層が無色透明ではなく、内容物の色を変化させて見せたり、延展性が小さい金属酸化物の蒸着層をもつ積層フィルムと成形容器とを、ヒートシールするとき、その端部の蒸着層がフィルムの伸縮、特に延びた場合に追随することができず、クラックを生じたりするという問題点があった。
【０００６】
ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルムからなるバリア層を含む積層フィルムも使用されてきた。
しかしながら、ポリ塩化ビニリデンコートフィルムは、塩素を含むため、使用後、廃棄焼却する時に塩素ガスや塩化水素ガスを発生し、焼却炉の腐食や環境衛生面から好ましくないという問題点があった。
一方、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物は、酸素透過性が低いのみならず香味成分のバリア性に優れるという長所はあるものの多湿下ではガスバリア性が低下するという欠点があった。そのために、バリア層であるエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルムの両面に防湿性フィルムを積層することも行われてはいるが、長期の保存ではフィルムの端部からの吸湿は避けることができないものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物を焼却あるいはリサイクル化する場合に、最も問題となるのは、そのいずれの処理にも適さない原材料より構成されていることである。例えば、アルミニゥム箔とプラスチックフィルムとより構成された積層フィルムは、焼却処理をしたときに不燃物として残る金属アルミニゥムの処理が問題となる。逆に不燃物処理をされるもののなかに含まれるプラスチックは、焼却に使用すれば有効な助燃材となるものではあるが、不燃物のなかに存在するために埋め立て処理される廃棄物になるという資源浪費の問題点があった。
もちろん、これらの構成材料を工業的に分離して、原料としてリサイクル化することも一部に試みられてはいるが、未だ完成された技術にはなっていないのが実態である。
本発明は、基材フィルムに屈曲性、延展性に富む酸化珪素の極微薄膜層を設けることにより、使用済みのふた材が、ごみ焼却時の助燃材として活用できるようにし、そして、アルミニゥム箔や、塩素を含まないバリア性のふた材の供給を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のふた材は、基材フィルムの少なくとも一方の面にプラズマ化学蒸着法によって設けたバリア層を有し、該バリア層は、珪素酸化物と炭素、水素、珪素及び酸素のなかから１種あるいは２種以上の元素からなる化合物を含有する連続層（本明細書では、以後ＳｉＯｘ層、またＳｉＯｘを施したフィルムをＳｉＯｘフィルムと記載する。）である。
そして、ＳｉＯｘ層に含まれる炭素、水素、珪素及び酸素のなかから１種あるいは２種以上の元素からなる化合物の分布は、該バリア層の表面から基材フィルムの界面に向かって減少しているものである。
また、易剥離ヒートシール樹脂層と、ＳｉＯｘ層をもつ基材フィルムとの積層フィルムで構成したふた材である。
【０００９】
本発明のふた材は、図１に示すとおりの、基材フィルム１に、ＳｉＯｘ層２を設けたＳｉＯｘフィルム２１である。そして、ＳｉＯｘ層２に易剥離ヒートシール樹脂層７６を溶融押出しコーティングにより設けたものである。
ＳｉＯｘ層２とフィルム状の易剥離ヒートシール樹脂層７７とは、図２に示すように必要によっては設けるプライマー層５と接着用樹脂層６によって積層することもできる。
【００１０】
また、図３に示すように、補強フィルム３とＳｉＯｘフィルム２１のＳｉＯｘ層２とを接着剤層４で積層し、更に、ＳｉＯｘフィルムの他の面に、易剥離ヒートシール樹脂層７６を溶融押出しコーティングにより設けることもできる。
【００１１】
図４に示すように、ＳｉＯｘフィルム２１のＳｉＯｘ層２に絵柄層９を設け、更に必要によってはプライマー層５及び接着用樹脂層であるポリエチレン６１を介して易剥離ヒートシール樹脂層７７とを積層して絵柄層を設けたふた材を構成することができる。
【００１２】
また、図５に示すように、補強フィルムである延伸ポリプロピレンフィルム３１に設けた絵柄層９と、ＳｉＯｘフィルム２１とを接着剤層４を介して積層したのち易剥離ヒートシール樹脂層７６を溶融押出しコーティングにより設ける等の構成方法がある。
【００１３】
ＳｉＯｘ層を設ける基材フィルムは、可撓性をもつポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン等の延伸あるいは未延伸フィルムを使用できるが、好ましくは、比較的薄い厚さで精度よく製膜でき、透明性に優れるポリエステルの延伸フィルムである。
ＳｉＯｘ層の形成に使用する有機珪素化合物は、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなどのなかから選択することができ、好ましくは、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンである。
【００１４】
いずれも液体である上記の有機珪素化合物を気化させ、酸素ガスと、不活性ガスであるヘリウム及び／又はアルゴンとを混合した原料ガスをＳｉＯｘを設けるフィルムが設置されているプラズマ化学蒸着機に導入して６０〜３００ÅのＳｉＯｘ層を形成する。
プラズマ化学蒸着法により形成される蒸着層は、従来の物理蒸着法と比較して層の厚さを薄くして、無色透明なもバリア性をもたせることができる。
このようにして形成されたＳｉＯｘ層には、炭素、水素、珪素及び酸素のなかの１種、あるいは２種以上の元素からなる化合物が含まれる。
具体的には、メチル基等のアルキル基をもつハイドロカーボン、又は、シリル基、のシリレン基を含むハイドロシリカ、シラノール等の水酸基をもつ誘導体がある。
上記以外でも、原料ガスの組成、蒸着条件を変化させることにより、バリア層に含む化合物の種類、量を制御することができる。
【００１５】
これらの化合物の含有率はＳｉＯｘ層の０．１〜４０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。この含有率が０．１重量％未満であると、バリアー層の耐衝撃性、延展性が不十分となり、曲げなどによってクラックの発生がみられ、高いバリア性を維持することができなくなる。また、４０重量％を超えるとバリア性が低下して好ましくない。
また、ＳｉＯｘ層に含まれる上記の炭素、水素、珪素及び酸素のなかの１種、あるいは２種以上の元素からなる化合物の濃度は、基材フィルムに近い部分は低く、蒸着の表層の部分は濃度が高くなるように構成されている。
【００１６】
補強フィルムは、ふた材の強度と、剛性、ふた材としてのクッション性をもたせるために設ける層であり、通常は絵柄層を設ける印刷用の基材となるものである。例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、硬質塩化ビニルフィルム等の一軸、又は二軸延伸フィルムが使用できる。
そして、絵柄層は、該フィルム及び積層等の後加工適性のある通常の印刷インキで、グラビア印刷、フレキソ印刷等の輪転印刷機で印刷して形成する。
【００１７】
ふた材の密封を確実にするためクッション効果がある、軟質のプラスチックフィルムを補強フィルムや接着用樹脂層として使用することがある。
図４に示すポリエチレン６１も同様の効果を奏するものではあるが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーの未延伸フィルムの他に、これらの発泡フィルムを使用することもできる。
【００１８】
ふた材に厚みと強度を必要としないときは、補強フィルムを省略した図１に示す基材フィルムと易剥離ヒートシール樹脂層とのふた材を構成することもできる。この補強フィルムを省略したときは、ＳｉＯｘ層に絵柄層を設けて、ＳｉＯｘ層と絵柄層とを挿入保護した積層フィルムを構成することが好ましい。
【００１９】
易剥離ヒートシール樹脂層は、熱可塑性樹脂であるポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、ポリイソブチレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の樹脂の混合物に粘着付与剤として、ロジン、水素添加ロジン、エステルガム、ポリテルペン、石油系樹脂等のなかから適当量添加したものである。
更に必要に応じて、軟化剤である上記樹脂のオリゴマー、低融点炭化水素や、ブロッキング防止の充填剤、滑剤や酸化防止剤等を添加することもある。
【００２０】
易剥離ヒートシール樹脂層の形成は、融点が高く、熱溶融粘度の高いものは、溶融押出しコーティングや、有機溶剤に加熱溶解して塗布するホットラッカーコーティングで設ける。また、熱溶融粘度の低いホットメルト系のものは加熱溶融コーティングにより設けることができる。
【００２１】
易剥離ヒートシール樹脂層は、ＳｉＯｘフィルムあるいは、補強フィルムに直接コーティングをして設けることもできるが、プライマー層及びポリエチレン層を設け、更にコーティングして形成することもできる。
また、易剥離ヒートシール樹脂層を予めフィルム化したものを接着剤、又はプライマー層及び接着用樹脂層として、例えばポリエチレンを介して積層することもできる。
【００２２】
請求項２の補強フィルムとＳｉＯｘフィルムとの積層は、通常の接着剤層を用いたドライラミネーションや、溶融ポリオレフィンを用いたサンドイッチラミネーションにより構成することができる。
【００２３】
【作用】
上記のようにして形成さたＳｉＯｘフィルムのＳｉＯｘ層は、有機珪素化合物の蒸気と酸素及び不活性ガスとからなる原料ガスを用いてプラズマ化学蒸着法により形成されているの。したがって、その厚さは、６０〜３００Åで充分なバリア性をもち、透明性もよく、緻密な連続層であり、柔軟性に富み、そして、酸素透過度は、１  ｃｃ  ／ｍ２・２４ｈ以下、水蒸気透過度は、１  ｇ／ｍ２・２４ｈ以下である。
該ＳｉＯｘ層には、炭素、水素、珪素及び酸素のなかの１種、あるいは２種以上の元素からなる化合物は、酸化珪素の層に炭素、水素、酸素を主とする有機系高分子化合物に類似した物性をもたせる作用をもつものである。したがって、ＳｉＯｘ層は延展性に富み、ＳｉＯｘとフィルムとの接着強度も高く、ＳｉＯｘフィルムと他のフィルムとの積層するときにクラックを発生を防止するように作用する。
そして、易剥離ヒートシール樹脂層を設けたふた材は、優れた酸素バリア性をもち、ヒートシール部のクラックもなく内容物保護に卓越した効果を奏する。
【００２４】
【実施例】
実施例について、図面を参照にして説明すると、
〔実施例  １〕
図４に示すように、基材フィルムである厚さが１２μｍのポリエステル１１に、ヘキサメチルジシロキサンを気化させて、ヘキサメチルジシロキサン：酸素ガス：ヘリゥムガス＝１：９：８よりなる混合ガスを原料ガスとして、厚さ１２μｍのポリエステルフィルム１１に蒸着して、ＳｉＯｘ層２を１５０Åの厚さで設けた図４に示すＳｉＯｘフィルム２１を形成した。
次いで、上記ＳｉＯｘフィルム２１のＳｉＯｘ層２にポリエステル系インキによりグラビア輪転印刷で絵柄層９を設け、更に、溶融押出しコータで、絵柄層９に塗布するポリウレタン系プライマー５及び、接着用樹脂層である２０μｍの厚さの低密度ポリエチレン６１を介して厚さ３０μｍの易剥離ヒートシール樹脂層のフィルム７７（大日本樹脂（株）製：ポリオレフィン系易剥離ヒートシール樹脂ＥＰ２）をサンドイッチラミネーションして図４に示す成形容器用の軟質ふた材を構成した。
【００２５】
〔実施例  ２〕
図５に示すように、補強フィルムとして厚さ４０μｍの延伸ポリプロピレンフィルム３１の処理面にポリエステル系インキによりグラビア輪転印刷で絵柄層９を設け、その絵柄層に設けたポリエステル・イソシアネート系接着剤層４によって実施例１で作成したＳｉＯｘフィルム２１のＳｉＯｘ層２とを相接して積層し、更に加熱ロールコーターでポリエステルフィルム層１１に、易剥離ヒートシール樹脂層７６（大日本インキ化学工業（株）製：ヒートシール用ホットメルトコーティング材ディックメルトＤＸ４７Ｂ）を１０μｍ塗布し図５に示す成形容器用の硬質ふた材を構成した。
【００２６】
〔比較例〕
１２μｍのポリエステルフィルム１１の一方の側に、酸化珪素２を、従来の蒸着法で８００Åの厚さで設けた、次いで、上記フィルムの酸化珪素層２にポリエステル系インキによりグラビア輪転印刷で絵柄層９を設け、更に、溶融押出しコータで、絵柄層９にポリウレタン系プライマー層５及び、接着用樹脂層である低密度ポリエチレン６１を２０μｍを介して厚さ３０μｍの易剥離ヒートシール樹脂層のフィルム７７（大日本樹脂（株）製：ポリオレフィン系易剥離ヒートシール樹脂ＥＰ２）をサンドイッチラミネーションして図４に示す実施例１と同一構成で、蒸着層のみが本発明とは異なる成形容器用の軟質ふた材を構成した。
【００２７】
実施例、及び比較例で構成したふた材と、内面にポリプロピレンフィルムを積層したフランジ巾６ｍｍ、外径８０ｍｍのアルミニゥムの成形容器のフランジ部とをヒートシールし、シール後の成形容器１ケ当たりの酸素透過度及び水蒸気透過度の変化を次の方法で測定した。
（テスト方法）
・酸素透過度は、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより、温度２３℃、湿度９０％ＲＨの条件で測定。
・水蒸気透過度は、ＭＯＣＯＮ社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮにより、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの条件で測定。
・接着強度は、試料を易剥離ヒートシール樹脂層同志でヒートシールし、その接着を測定してその剥離部の確認と、剥離強度をＪＩＳ─Ｋ７１２８に準じて測定。
【００２８】
評価の結果を表１に示す。
【表１】
0003563788.tif 000002
但し、充填前後の水蒸気透過度、及び酸素透過度は、充填テスト前のものは、ふた材のフィルムで測定し、充填後のふた材は、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさの容器で測定した値を１００倍し、アルミニゥム成形容器の水蒸気透過度、及び酸素透過度は０としてｍ２  換算して記載した。
接着強度を測定したときの剥離部は、いずれも酸化珪素層と接着性樹脂層又は易剥離ヒートシール樹脂層との間で剥離した。
【００２９】
【発明の効果】
以上記載したように、本発明のバリア層であるＳｉＯｘ層の厚さは、６０〜３００Åで透明性もよく、柔軟性に富み、そして、酸素透過度は、１  ｃｃ  ／ｍ２・２４ｈ以下、水蒸気透過度は、１  ｇ／ｍ２・２４ｈ以下である。
該ＳｉＯｘ層には、炭素、水素、珪素及び酸素のなかの１種、あるいは２種以上の元素からなる化合物は、酸化珪素の層が炭素系高分子化合物に類似した物性をもたせる作用をもつものである。したがって、ＳｉＯｘ層は延展性に富み、ＳｉＯｘとフィルムとの接着強度も高く、ヒートシール時の屈曲にもバリア性の低下も少なく安定したバリア性を維持できた。また、廃棄、焼却する時に塩素による環境汚染もなく、焼却後の灰分も少なく、処理も容易なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のふた材の基本の積層構成を示す断面概略図である。
【図２】本発明のふた材の他の積層構成を示す断面概略図である。
【図３】補強フィルムを設けた本発明のふた材の積層構成を示す断面概略図である。
【図４】本発明のふた材の実施例の積層構成を示す断面概略図である。
【図５】本発明のふた材の他の実施例の積層構成を示す断面概略図である。
【符号の説明】
１  基材フィルム
１１  ポリエステルフィルム
２  ＳｉＯｘ層
２１  ＳｉＯｘフィルム
３  補強フィルム
３１  延伸ポリプロピレンフィルム
４  接着剤層
５  プライマー層
６  接着用樹脂層
６１  ポリエチレン
７６  易剥離ヒートシール樹脂層（コーティング）
７７  易剥離ヒートシール樹脂層（フィルム）
９  絵柄層
【図１】
0003563788.tif 000003
【図２】
0003563788.tif 000004
【図３】
0003563788.tif 000005
【図４】
0003563788.tif 000006
【図５】
0003563788.tif 000007