(57)【要約】【課題】透明ガスバリアフイルムにおいて、トップコート層上に印刷不良が起こらず、透明ガスバリアフイルムを積層フイルムとした場合に、製造ロット間、１製造ロット中、ボイル処理後、及びレトルト処理後の何れの測定場所、測定時期にかかわらず、安定したバラツキのない優れたガスバリア性（水蒸気透過度及び酸素透過度）を維持できる透明ガスバリアフイルムを提供する。【解決手段】本発明の透明ガスバリアフイルムはプラスチックフイルムの片面に、少なくとも金属酸化物薄膜層、トップコート層が順次形成されている透明ガスバリアフイルムにおいて、金属酸化物薄膜層を酸化アルミニウム薄膜層とし、トップコート層が少なくともポリウレタン系樹脂、及びカルボジイミド化合物を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフイルムの片面に、少なくとも金属酸化物薄膜層、トップコート層が順次形成されている透明ガスバリアフイルムにおいて、トップコート層が少なくともポリウレタン系樹脂、及びカルボジイミド化合物を含むことを特徴とする透明ガスバリアフイルム。  
【請求項２】
金属酸化物薄膜層が酸化アルミニウム薄膜層である請求項１記載の透明ガスバリアフイルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食料品、医薬品、電子部品等の包装材や、太陽電池、電子ペーパー、有機EL等ガスバリア性を必要とする封止材に使用する透明ガスバリアフイルムに関し、印刷適正に優れ、さらに、水蒸気透過度、及び酸素透過度のガスバリア性にも優れた透明ガスバリアフイルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックフイルムの片面に酸化アルミニウム薄膜層や酸化珪素薄膜層等の金属酸化物薄膜層が形成された透明ガスバリアフイルムが知られている。
また、印刷適正、及びガスバリア性の向上を目的に、上記金属酸化物薄膜層上に、さらに、樹脂からなるトップコート層を形成した透明ガスバリアフイルムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１にはプラスチックフイルムの片面に酸化アルミニウム、酸化珪素等の金属酸化物薄膜層、トップコート層を順次形成する透明ガスバリアフイルムが記載されている。
そして、上記トップコート層はポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、及びイソシアネートからなり、かつポリエステル系樹脂とポリウレタン系樹脂の重量比が、１００：２〜３０であることが特徴である透明ガスバリアフイルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３８３６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載の透明ガスバリアフイルムに形成されているトップコート層上に印刷インキをコーティングして印刷層を形成する場合に、該トップコート層の濡れ指数が低いため、印刷インキが該トップコート層上に均一の厚さでコーティングされず、印刷層に厚い部分と薄い部分ができて色の濃淡が見られたり、場合によっては印刷インキがはじかれて、印刷層が全く形成されない等の印刷不良が起こり、所望の印刷外観を付与することができないという欠点があった。
【０００６】
また、透明ガスバリアフイルムのトップコート層面側に、接着剤樹脂をコーティングして形成した接着剤層を介して、無延伸ポリプロピレンフイルム等のいわゆるシーラントフイルムや、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンフイルム、ポリアミドフイルム等、従来公知の各種プラスチックフイルム（以下他のプラスチックフイルムという）を貼り合わせし積層フイルムとした使用態様の場合には、下記の欠点があった。
【０００７】
（１）ガスバリア性（水蒸気透過度及び酸素透過度）が不安定で常に優れたガスバリア性を維持することができない欠点があった。
【０００８】
具体的には、上記特許文献１記載の透明ガスバリアフイルムは、１製造ロットとして広幅かつ長尺で製造されるものであり、その製造ロット毎、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所によってガスバリア性にバラツキがあり、常に優れたガスバリア性を維持することができない欠点があった。
特に、１製造ロットの中のガスバリア性のバラツキは、長さ方向で顕著に見受けられた。
【０００９】
（２）ボイル処理（９５℃の熱水に３０分間浸漬）、及びレトルト処理（高圧釜中に水を入れて加熱し、１２０℃の熱水に３０分間浸漬）後においても、前記各処理前と同様、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所によってガスバリア性にバラツキがあり、常に所望のガスバリア性を維持することができない欠点があった。
【００１０】
本発明は、上記すべての欠点を除去したものであり、トップコート層上に印刷層を形成する場合に、印刷不良が起こらず、さらに、本発明の透明ガスバリアフイルムを積層フイルムとした場合に、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所にかかわらず、常に優れたガスバリア性を維持できる透明ガスバリアフイルムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［１］本発明は、プラスチックフイルムの片面に、少なくとも金属酸化物薄膜層、トップコート層が順次形成されている透明ガスバリアフイルムにおいて、トップコート層が少なくともポリウレタン系樹脂、及びカルボジイミド化合物を含むことを特徴とする透明ガスバリアフイルムである。
［２］本発明は、金属酸化物薄膜層が酸化アルミニウム薄膜層である上記［１］記載の透明ガスバリアフイルムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の透明ガスバリアフイルムは、プラスチックフイルムの片面に、少なくとも金属酸化物薄膜層、トップコート層が順次形成されている透明ガスバリアフイルムにおいて、トップコート層が少なくともポリウレタン系樹脂、及びカルボジイミド化合物を含むことを特徴とするので、
・  トップコート層表面の濡れ指数が向上し良好な印刷外観が得られる。
したがって、トップコート層上に印刷インキをコーティングして印刷層を形成する場合に、印刷インキが該トップコート層上に均一の厚さでコーティングされ、印刷層に厚い部分と薄い部分ができることがない。
具体的には濡れ指数は５０ｍＮ／ｍ(ｄｙｎｅ／ｃｍ)以上であれば、実用上問題ないものである。
【００１３】
（２）本発明の透明ガスバリアフイルムを、他のプラスチックフイルムと貼り合わせて積層フイルムとした場合に、透明ガスバリアフイルムと、他のプラスチックフイルムとの密着強度は、特許文献１記載の透明ガスバリアフイルムの密着強度を維持し、さらに、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所にかかわらず、ガスバリア性にバラツキがなく、常に優れたガスバリア性を維持することが可能である。
具体的には水蒸気透過度は０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であり、また、酸素透過度も０．５ｃｃ／ｍ２ ・ｄａｙ以下でありガスバリア性に優れている。
【００１４】
（３）ボイル処理後、及びレトルト処理後においても、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所にかかわらず、ガスバリア性にバラツキなく所望のガスバリア性を維持することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の透明ガスバリアフイルムに使用するプラスチックフイルムは、従来ガスバリアフイルムに使用されているプラスチックフイルムであれば、特に制限はなく、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレンフイルム、ポリアミドフイルム等の各種プラスチックフイルムが使用できる。
【００１６】
プラスチックフイルムは、無延伸、一軸延伸、二軸延伸の何れでもよく、また、帯電防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、熱安定剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
さらに、プラスチックフイルムには、ヘアライン加工、マット加工等のエンボス加工が施されていてもよい。
【００１７】
プラスチックフイルムの厚さは特に限定されないが、可塑性、熱的安定性、機械的特性等からは、２〜２５０μｍ、特に９〜１２５μｍであるのが好ましい。
【００１８】
本発明の透明ガスバリアフイルムに形成される金属酸化物薄膜層は、酸化アルミニウム薄膜層、酸化珪素薄膜層、酸化スズ薄膜層等の金属酸化物薄膜層が例示できるが、中でも安定したガスバリア性が得られる酸化アルミニウム薄膜層が好ましい。
【００１９】
金属酸化物薄膜層の厚さは、ガスバリア性の点から３〜２０ｎｍが好ましく、５〜１５ｎｍであればより好ましい。
【００２０】
金属酸化物薄膜層の厚さが３ｎｍよりも薄いと、所望のガスバリア性が得られないので、好ましくない。
厚さが２０ｎｍよりも厚いと、金属酸化物薄膜層が着色し、金属酸化物薄膜層の透明度が低下する場合がある為、透明ガスバリアフイルムを包装材に使用したときに内容物を視認できるという優れた効果が減殺されるので好ましくない。
【００２１】
金属酸化物薄膜層の形成方法は、真空蒸着法、スパッタリング蒸着法、ＣＶＤ法等、従来公知の金属酸化物薄膜層を形成する方法が使用できる。
【００２２】
本発明の透明ガスバリアフイルムに形成されるトップコート層は、金属酸化物薄膜層上にあって、少なくともポリウレタン系樹脂、及びカルボジイミド化合物を含んでいるものである。
また、該トップコート層に、帯電防止、紫外線吸収、着色、熱安定、スベリ性等を目的として、各種添加剤を１種類以上添加してもよく、各種添加剤の添加量は、所望の目的に応じて適宜決定すればよい。
【００２３】
トップコート層はポリウレタン系樹脂、カルボジイミド化合物、及び必要に応じて添加した各種添加剤を混合して得た混合樹脂を、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法等、従来公知のコーティング方法によりコーティングすることで形成できる。
【００２４】
トップコート層の厚さは、積層フイルムとした場合に、ガスバリア性、及び透明ガスバリアフイルムと、他のプラスチックフイルム間の密着強度の点から、０．１〜３．０μｍが好ましく、０．１〜１．０μｍであればより好ましい。
厚さが０．１μｍよりも薄いと所望のガスバリア性が得られないので、好ましくない。
また、厚さが３．０μｍよりも厚いと、上記積層フイルムにおいて、プラスチックフイルムと金属酸化物薄膜層の界面で剥離しやすくなり、所望の密着強度が得られない場合があるので好ましくない。
【００２５】
また、トップコート層上に印刷層や接着剤層を形成する場合に、印刷インキや接着剤樹脂は一般的にポリウレタン系樹脂を用いることが多く、本発明に使用したトップコート層の主成分はポリウレタン系樹脂であるため、トップコート層と印刷層、及び接着剤層の密着強度にも優れている。
【００２６】
使用するポリウレタン系樹脂の種類に制限はないが、ウレタン基濃度を高め、疎水性のセグメントを導入したポリウレタン系樹脂を使用するのが好ましく、該ポリウレタン系樹脂は水系、溶剤系のどちらを使用してもよい。
また、カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基を有するポリマーのことをいい、ポリウレタン系樹脂の架橋材として使用する。
【００２７】
上記ポリウレタン系樹脂に対するカルボジイミド化合物の重量割合は、１０〜４０重量％であることが好ましい。
本発明の透明ガスバリアフイルムを積層フイルムとした場合に、カルボジイミド化合物の重量比率が、１０重量％よりも少ないと、透明ガスバリアフイルムと、他のプラスチックフイルムの密着強度が著しく低下してしまい好ましくない。
また、カルボジイミド化合物の重量比率が、４０重量％よりも多いと、ガスバリア性が著しく低下してしまい好ましくない。
【００２８】
以上のとおり、トップコート層をポリウレタン系樹脂、カルボジイミド化合物、及び必要に応じて添加した添加剤からなるものとし、かつ上記ポリウレタン系樹脂に対するカルボジイミド化合物の重量割合を１０〜４０重量％とすることで、透明ガスバリアフイルムと、他のプラスチックフイルムの密着強度が十分に強く、また、常に優れたガスバリア性を維持するものとなるのである。
さらに、ポリウレタン系樹脂にウレタン基濃度を高め、疎水性のセグメントを導入したポリウレタン系樹脂を使用すれば万全である。
【実施例】
【００２９】
１製造ロットとして、厚さ１２μｍ、幅１０６０ｍｍ、長さ３６０００ｍのポリエチレンテレフタレートフイルムを用いて以下の加工を行った。
上記ポリエチレンテレフタレートフイルムの片面に、蒸着材料にアルミニウムを使用して、真空蒸着機にて酸素ガスを導入しながら真空蒸着し、厚さ６ｎｍの酸化アルミニウム薄膜層を形成した。
次に、酸化アルミニウム薄膜層上に、ポリウレタン樹脂（三井化学社製  タケラックＷＰＢ−６３０３）１００重量部と、ポリウレタン樹脂の架橋剤としてカルボジイミド化合物（日清紡ケミカル社製  カルボジライトＶ−０２―Ｌ２）２０重量部、さらに、トップコート層のスベリ性向上を目的として無機層状化合物３．５重量部を混合して得た混合樹脂をグラビアコート法によりコーティングして、厚さ０．２μｍのトップコート層を形成して、本発明の透明ガスバリアフイルムを得た。
【比較例】
【００３０】
実施例のトップコート層にかえて、ポリエステル系樹脂１００重量部、ポリウレタン系樹脂１０重量部、及びＸＤＩ系イソシアネート３０重量部からなる混合樹脂を使用したトップコート層としたこと以外は、実施例と同様にして比較例の透明ガスバリアフイルムを得た。（特許文献１記載の透明ガスバリアフイルム）
【００３１】
実施例、及び比較例で得たそれぞれの透明ガスバリアフイルムについて、以下の評価試験を行い透明ガスバリアフイルムとしての性能を比較した。
【００３２】
ガスバリア性評価
［積層フイルムの作成］
実施例、及び比較例で得た透明ガスバリアフイルムのそれぞれのトップコート層面上にドライラミネート用接着剤樹脂をコーティングして接着剤層を形成し、厚さ６０μｍの無延伸ポリプロピレンフイルムと貼り合わせた積層フイルムをそれぞれ作成した。
【００３３】
［水蒸気透過度］
（試験試料）
実施例、及び比較例で得た透明ガスバリアフイルムに係る上記積層フイルムを縦１０ｃｍ、横１０ｃｍにカットした物を、それぞれ５製造ロット分（ロットA〜E）１製造ロットにつき各３枚作成、合計１５枚を作成して、試験試料とした。
尚、実施例、比較例ともに各製造ロットの下記の３箇所（１〜３地点）から試料を採取し、上記積層フイルムを作成した。
（１地点）：トップコート層のコーティングスタートから約１０ｍ付近
（２地点）：トップコート層のコーティングスタートから約１８０００ｍ付近
（３地点）：トップコート層のコーティングスタートから約３５０００ｍ付近
【００３４】
（測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９Ａ法に準拠して、温度４０℃、湿度９０％の雰囲気下で、水蒸気透過度測定装置（スイス  リッシー社製  Ｌ８０−４０００Ｊ）を使用して測定した。
（試験結果）
表１に示す。
【００３５】
［酸素透過度］
（試験試料）
水蒸気透過度と同様にした。
（測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６Ｂ法に準拠して、温度２３℃、湿度７５％の雰囲気下で、酸素透過度測定装置（米国  モコン社製  ＭＯＣＯＮ  ＯＸ−ＴＲＡＮ）を使用して測定した。
【００３６】
（試験結果）
表２に示す。
【００３７】
【表１】
2011152653.tif 000002
【００３８】
【表２】
2011152653.tif 000003
【００３９】
表１、表２のとおり、実施例で得た本発明の透明ガスバリアフイルムを使用した積層フイルムのガスバリア性は、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所にかかわらず、何れの箇所においてもバラツキがほとんどなく、水蒸気透過度は０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下、酸素透過度も０．５ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ以下であり、常に優れたガスバリア性を維持しているものであったのに対して、比較例で得た透明ガスバリアフイルムを使用した積層フイルムのガスバリア性は、製造ロット間、及び1製造ロットの中のほとんどの箇所で水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ超、酸素透過度も０．５ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ超でありバラツキが大きく不安定であった。
【００４０】
また、前期試験試料をそれぞれボイル処理、及びレトルト処理をした後、各処理後の試験試料を、上記測定方法と同様にして、それぞれガスバリア性を測定すると、実施例で得た本発明の透明ガスバリアフイルムを使用した積層フイルムは、製造ロット間、及び1製造ロットの中でガスバリア性を測定する箇所にかかわらず、ガスバリア性にバラツキがほとんどなく、常に安定していたのに対して、比較例で得た透明ガスバリアフイルムを使用した積層フイルムは、製造ロット間、及び1製造ロットの中の測定する箇所によってガスバリア性にバラツキが大きく不安定であった。
【００４１】
印刷適正評価
［濡れ指数］
ＪＩＳ  Ｋ  ６７６８法に準拠して、実施例、及び比較例で得た透明ガスバリアフイルムのそれぞれのトップコート層面の濡れ指数を測定した。
【００４２】
（試験結果）
表３に示す。
【００４３】
［印刷外観］
実施例、及び比較例で得た透明ガスバリアフイルムのそれぞれのトップコート層面上に、印刷インキとして赤色のポリウレタン系樹脂インキをグラビアコート法にてコーティングし、厚さ２μｍの赤色の印刷層を形成した。
評価方法は印刷層表面の外観を目視にて評価し、印刷層に厚い部分と薄い部分がなく色の濃淡が見られないものを○、印刷層に厚い部分と薄い部分があり色の濃淡が見られるものを×とした。
【００４４】
（試験結果）
表３に示す。
【００４５】
【表３】
2011152653.tif 000004