(57)【要約】【課題】  透明で可撓性にも優れたガスバリヤー性フィルムを低コストで提供する。【解決手段】  本発明のガスバリヤーフィルムは、高分子フィルム上に炭素層が形成されたものである。前記炭素層が、燃焼または不完全燃焼により発生するスス（炭素）を高分子フィルムの上に付着させて形成されること、用いられる高分子フィルムは、透明性のあるものであること、が好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フイルム上に炭素層が形成されたガスバリヤーフィルム。
【請求項２】
前記炭素層が、燃焼または不完全燃焼により発生するスス（炭素）で、高分子フィルムを燻して形成されたものである請求項１記載のガスバリヤーフィルム。
【請求項３】
高分子フィルムが透明なフィルムで、その厚さが１０〜１５０μｍである請求項１または請求項２に記載のガスバリヤーフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスバリヤー性を有する透明高分子フィルムに関する。更に詳しくは、可視光領域において、高分子フィルムが、透明性かつ可撓性を有し、酸素及び水蒸気等の気体の透過率の極めて少ないものであって、水蒸気、酸素、その他有害な気体の透過を嫌う半導体用シリコンウェーハや精密電気部品の包装及び薬品や食品の包装に適した透明ガスバリヤーフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスバリヤー性フィルムの製法は、種々の方法が知られている。それらを大別すると、
イ．高分子フィルムとＡｌ（アルミニウム）箔をラミネートしたもの（特許文献１、２参照）、
ロ．フィルムにガスバリヤー性に優れた樹脂（塩化ビニリデンやビニルアルコール系重合体）をコーティングあるいはラミネートしたもの（特許文献３〜５参照）、
ハ．フィルムに金属又は金属酸化物の無機物を蒸着したもの（特許文献６〜８参照）、
ニ．上記ロ及びハを組み合わせたもの（特許文献９、１０参照）、
である。
【０００３】
イの方法で得られたガスバリヤーフィルムは、最も信頼性の高い製品であるが、透明性に欠けるという欠点があった。その結果、内容物の確認が出来ないため包装材料としての用途に制限があった。
【０００４】
ロのコーテング品は高分子フィルムと気体分子との相互作用とにより、透過率に影響を及ぼすことが知られている。例えばポリエステルフィルムにポリ塩化ビニリデンをコーテングしたものでは水蒸気の存在が酸素の分離を困難にするという欠点があった。
【０００５】
ハの蒸着品は、無機物を使用するためバリヤー性を高めようと膜厚を厚くすると、基材との密着性や透明性が低下する上に、脆くなる結果、可撓性がなくなり、本来の目的とするバリアー性が失われるという問題があった。また、蒸着するには大掛かりな設備を必要とし、コスト的に不利な面があり、誰でも容易に作ることが出来るものではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４４７９０号公報
【特許文献２】特開平９−２４８６号公報
【特許文献３】特開平７−４０５１６号公報
【特許文献４】特開平７−２９１３０７号公報
【特許文献５】特開平１０−１９３５２５号公報
【特許文献６】特開平６−２３８９９号公報
【特許文献７】特開平６−１２８７２５号公報
【特許文献８】特開平７−１４５２５６号公報
【特許文献９】特開平７−１７８７８８号公報
【特許文献１０】特開平１０−７２６５９号公報
【非特許文献１】「高分子素材便覧」  高分子学会編、丸善（１９８９）、ｐ．６０３−６０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて、透明で可撓性にも優れたガスバリヤー性フィルムを低コストで提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のガスバリヤーフィルムは、高分子フィルム上に炭素層が形成されたものである。前記炭素層が、燃焼または不完全燃焼により発生するスス（炭素）を高分子フィルムの上に付着させて形成されること、用いられる高分子フィルムは、透明性のあるものであること、が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、フィルムの透明性を損なわない程度に、微粒子からなる炭素粉末をフィルムの表面に形成させて、フィルムが本来有している酸素透過性や、水蒸気透過性を低下させたものであって、従来のものでは得られなかった高機能のガスバリヤーフィルムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者らは、シリコーン樹脂製シートが酸素透過性に優れているものの、経時変化とともに透過率が減少する傾向があり、その原因が、フィルム膜上に付着した微粒子にあって、微粒子の量が限界量を超えると、急速に透過率を減少させることを経験した結果を基に、透明で可撓性にも優れたガスバリヤー性フィルムを見いだした。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、透明な高分子樹脂フィルムをベースとする。用いられる透明高分子フィルムの種類は、特に制限されるものではないが、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニルアルコールケン化物（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルフォンフィルム等が挙げられ、これらフィルム単独又はこれらフィルムを複合化したラミネートフィルムや、塩化ビニリデン膜付ナイロン（ＫＯＮ）等の表面をコートしたものであってもよい。
透明高分子フィルムの厚さは、１５〜１５０μｍのものが有利に用いられ、包装用に使用する場合は２０〜１２０μｍであって、単層又は複層フィルムいずれであっても良い。
透明高分子フィルムの表面に形成させる炭素層は、燃焼または不完全燃焼により発生するススを利用することが好ましい。
一般にススあるいは煙の粒径は１〜０．０１μｍの大きさで、浮遊しているため、固体表面に当たっても付着せず、濡らす作用が極めて少ない。しかし、フィルムの表面は鏡面ではなく、ミクロ的には凹凸があり、かつ帯電しているため、フィルムを煙の中に一定時間放置すると、表面はススにより一様に濡れる。本発明は、このことを主として利用する。
【００１２】
燃焼または不完全燃焼により発生するスス（炭素）を透明高分子フィルムの上に付着させる方法は、通常「鮭」や「鰹」の燻製を製造するのに使用されている燻製設備を利用して得られる。あるいは、家庭用に市販されている燻製装置、例えば進誠産業社製「ホームスモーカー」装置を使用することも出来る。
【００１３】
燻製装置を使用したススによる透明高分子フィルムの処理時間は、８時間以上２４時間以下である。前述したススの濡れ特性から、８時間以内では効果が少なく、２４時間以上処理しても処理効果の大幅な向上はない。また、フィルムにプラス、又はマイナスの静電気を与えて処理しても、その効果は少ない。この事実から、ススによる最大の効果を与える時間は８〜１５時間である。
【００１４】
ススによる透明高分子フィルムの処理の特徴は、どのようなフィルムでも一様に効果が得られること、簡便に処理が出来ること、および処理面は片面でも両面でも同時に処理できる点にある。処理温度は透明高分子フィルムの軟化点以下なら制限はないが、好ましくは室温での処理が望ましい。室温処理の場合、フィルムの劣化がなく、冷却や加熱も不要で、コスト上も有利である。さらに、ススの主成分である炭素が、透明高分子フィルム上に厚く堆積することはないため、常に透明性が維持出来、かつフィルム固有の特性を維持したまま、ガスバリヤー性が付与できる。
【００１５】
透明高分子フィルムに付着したススの付着量は、測定可能な分析機器がなく、かつ測定できる精度の問題もあって特定できなかったが、厚さがオングストロームのレベルであると推定できる。また、本法の欠点は処理時間が長いことであるが、この点を除けば、ガスバリヤー性を付与する方法としては有意義である。
【実施例】
【００１６】
以下に、実施例を挙げてより具体的に説明する。
［実施例１］
間口２ｍ、奥行き２．５ｍ、高さ２ｍの燻製設備中にポリプロピレンフィルム（信越フィルム社製、商品名：ＰＴ３０、厚さ３０μｍ）を３０ｃｍの正方形に切り出し、室内にクリップで止めて、４、１０、２４時間（１日）、２日および３日放置して、両面を燻製処理した。室内温度は、平均して１７℃だった。処理後、フィルムを処理室から取り出し、水蒸気透過率、酸素透過率、及び透明度を測定した。測定機器及び測定方法は以下の通り。
水蒸気透過率：ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ  Ｍodel3/33ＭＧ（ＭＯＣＯＮ社製）  ＪＩＳ  Ｋ７１２９  Ｂ法
酸素透過率：ＯＸ−ＴＲＡＮ  Model2/21ＭＬ（ＭＯＣＯＮ社製）  ＪＩＳ  Ｋ７１２６  Ｂ法
透明度：濁度計  ＮＤＨ−２Ｄ（日本電色工業社製）  ＪＩＳ  Ｋ７１０５法
結果を表１に示した。なお、単位は水蒸気透過率（ｇ／ｍ2・２４Ｈｒ）、酸素透過率（ｃｃ／ｍ2・２４Ｈｒ・１ａｔｍ）、透明度（％）である。
【００１７】
【表１】
2008006761.tif 000002
【００１８】
表１より、２４時間以上の処理時間では透明度が低下し、水蒸気透過率の改善効果も少ない。
【００１９】
［実施例２］
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（東レ社製、商品名：ルミラーＴ６０、厚さ３０μｍ）を使用し、実施例１に示した装置で、同一時間、フィルム両面の燻製処理を行い、表２に示した結果を得た。物性の測定方法、使用した装置、物性測定値（単位）は実施例１と同一である。
【００２０】
【表２】
2008006761.tif 000003
【００２１】
表２より、２４時間以上の処理時間では透明度が低下し、水蒸気透過率の改善効果も少ない。
【００２２】
［実施例３］
縦および横幅各２０ｃｍ、厚さ４２ｍｍの不織布（三井化学社製、商品名：シンテックスＲ−０３３、通気量１４０ｃｃ／ｃｍ2／ｓｅｃ）を木箱の上に張り、その上に同寸法の厚さ３０μｍのポリプロピレンフィルム（実施例１に同じ）を重ね、箱の内部をわずか負圧にして、実施例１同様に煙で燻した。処理（片面）時間１０時間後に得られたフィルムの水蒸気透過率は５．３ｇ／ｍ2・２４Ｈｒであった。
【００２３】
［実施例４］
厚さ５０μｍのポリエチレンフィルム（タマポリ社製、商品名：ＵＢ、水蒸気透過率は２０．９ｇ／ｍ2・２４Ｈｒ）を使用し、実施例３と同一実験を行った。得られたものの水蒸気透過率は１６．９ｇ／ｍ2・２４Ｈｒと低下した。
【００２４】
［実施例５］
実施例４で得られた厚さ５０μｍのＰＥフィルムを下に、厚さ１５μｍのナイロンフィルム（出光石油化学社製、商品名：Ｇ−１００、水蒸気透過率は２５０ｇ／ｍ2・２４Ｈｒ）を上にして、接着剤（大日本インキ社製、商品名：ディックドライＬＸ−６０５＋Ｋｗ４０）を使用してラミネートフィルムを作成した。なお、処理面はＮＹフィルムとＰＥフィルムの中間（ＮＹ−処理面−ＰＥ）になるようにした。得られたものの水蒸気透過率は１０．８ｇ／ｍ2・２４Ｈｒと大幅に低下し、処理効果が認められた。
【００２５】
［参考例］
実施例１（ＰＰフィルム）、同２（ＰＥＴフィルム）、同４（ＰＥフィルム）を直接電極印加式装置（春日電機社製）を使用し、フィルム表面に＋（プラス）、又は−（マイナス）のチャージを与えたフィルムを使用し、実施例１と同一条件で実験を行った。１０時間処理後の水蒸気透過率を測定したその結果を表３に示した。
帯電電位測定器は、春日電機社製ＫＤ−１１０。単位ｋＶ。
濡れ特性測定器は、ＶＥＴＡＰＨＯＮＥ社製、Ｃorona-plus。単位ｄｙｎ／ｃｍ。ＪＩＳ  Ｋ６７６８に準じて測定した。
【００２６】
【表３】
2008006761.tif 000004
【００２７】
表３より、フィルムに電位を与えても、水蒸気透過率には影響がないことが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、透明性と水蒸気あるいは酸素の透過性を低下したフィルムを低コストで得られるので、半導体製造産業や生鮮食品の包装・取り扱い・運搬等の産業に寄与するところ大である。