(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なプラスチックフイルム基材の少なくとも片面に、インジウムセリウム酸化物を主成分とし、さらに、スズ、チタンの酸化物のいずれか一方または双方を含む混合物からなるガスバリア層、ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸまたはアクリル樹脂の少なくとも１種類以上の層からなる低屈折率層を順次積層した積層体からなることを特徴とする透明ガスバリア積層フイルム。
【請求項２】
前記低屈折率層がＳｉＯＸからなることを特徴とする請求項１記載の透明ガスバリア積層フイルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフイルム基材上にインジウムセリウム酸化物を主成分とした材料をガスバリア層とした高ガスバリア性を有するフイルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、食品、医薬品等の包装分野では、包装した内容物の蛋白質や油脂等の酸化や変質を抑制して味や鮮度を保持する為に、また、内容物の有効成分の変質を抑制して効能を維持する為に、使用する包装材料には酸素や水蒸気の透過に対する高度なガスバリア性が要求される。
また、フラットパネルディスプレイ分野においても、構造内への水蒸気などの侵入による表示欠陥や構造の破損を防止する為に、使用する基材に高いガスバリア性が要求されている。
そのため、前記ガスバリア性を付与させる為に、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)、エチレン・ビニルアルコール共重合体(ＥＶＯＨ)、あるいはポリ塩化ビニリデン(ＰＶＤＣ)などのガスバリア性ポリマーをコーティングしたフイルムやこれらのポリマーからなるフイルムを積層した積層体、さらには、酸化珪素(ＳｉＯｘ)などの無機化合物を蒸着したフイルムが使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ＰＶＡやＥＶＯＨを用いたガスバリア材は、ガスバリア性の温湿度依存性が大きく、高温又は高湿下においてガスバリア性が低下する。特に水蒸気バリア性の低下が著しく、煮沸殺菌処理やレトルト殺菌処理を行う用途や、内容物に多くの水分が含まれる高水分活性の食品包装用としては不適である。また、ＰＶＤＣを用いたガスバリア材は湿度依存性は小さいが、高ガスバリア性を得ることは困難であり、加えて塩素を含むために焼却処理やリサイクル使用などの廃棄物処理の面で問題があった。
【０００４】
また、前記包装分野では、ガスバリア材としてアルミニウム箔やアルミニウム蒸着フイルムなども用いられているが、これらは不透明で内容物の目視確認が出来ないこと、内容物充填後の金属検査機による金属片などの異物検査が出来ないこと、電子レンジ(マイクロ波)による内容物の加熱が出来ないこと、使用後の焼却処理においてアルミニウムが熔融して炉底に溜まり、焼却炉を傷めることなどの欠点があった。
【０００５】
一方、フラットパネルディスプレイ分野においても、使用する基材として主にガラス基板が用いられているが、ガラス基板は重くて脆いために電子手帳や携帯電話などの電子携帯機器には適用し難いことや、曲面を有するディスプレイには適用出来ないこと、巻取りによる連続生産が出来ないために高価になる等の問題があった。また、基材としてプラスチックフイルムを使用し、そのフイルムにガスバリア層としてインジウムセリウム酸化物の薄膜層を積層したものは、ガスバリア性は優れているものの高光線透過性が得られず、透明性の点でディスプレイ用の基材として使用するには不適当なものが多かった。
【０００６】
本発明の課題は、軽量で可撓性に優れ、高透明で、かつ、高ガスバリア性を有する積層体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、透明なプラスチックフイルム基材の少なくとも片面に、インジウムセリウム酸化物を主成分とし、さらに、スズ、チタンの酸化物のいずれか一方または双方を含む混合物からなるガスバリア層、ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸまたはアクリル樹脂の少なくとも１種類以上の層からなる低屈折率層を順次積層した積層体からなることを特徴とする透明ガスバリア積層フイルムである。
【０００８】
次に、請求項２に係る発明は、前記低屈折率層がＳｉＯＸからなることを特徴とする請求項１記載の透明ガスバリア積層フイルムである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の透明ガスバリア積層フイルムを実施の形態に沿って、以下に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態を示す透明ガスバリア積層フイルムの側断面図であり、フイルムの厚み方向に順に、プラスチックフイルム基材１、ガスバリア層２、低屈折率層３が積層されている。
【００１２】
前記プラスチックフイルム基材１に用いられる樹脂は、包装分野ではポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォンなどやこれらの共重合体であり、使用するフイルムは無延伸あるいは延伸したフイルムが使用され、用途に応じて適宜選択される。
【００１３】
さらに、フラットパネルディスプレイ分野では、前記プラスチックフイルム基材１は透明性やガスバリア性に加えて、透明電極膜や配向膜の成膜行程に対する耐熱性があることや、偏向膜内に置かれて使用されるために光学的異方性（リタデーション）が小さいことなどが必要とされることから、ポリアクリレートやポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、非晶質ポリオレフィンなどのフイルムが好ましく用いられる。
【００１４】
前記プラスチックフイルム基材１には、必要に応じて帯電防止剤や紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤などの添加剤が含まれていても構わず、表面がコロナ処理、プラズマ処理、フレ−ム処理、薬品処理、アンカーコート処理あるいはハードコート処理や耐腐食コート処理等などによって、改質されたものであっても差し支えない。
【００１５】
前記ガスバリア層２は、インジウムセリウム酸化物、あるいはインジウムセリウム酸化物を主成分とし、スズ、チタンの酸化物の何れか一方または双方を含む酸化物から形成されている必要がある。
【００１６】
前記ガスバリア層２の形成方法は特に何らかの制限を受けるものではないが、インジウムセリウム酸化物、あるいはインジウムセリウム酸化物を主成分として、スズ、チタンの酸化物のいずれか一方、または双方を含む酸化物からなるタ−ゲットを用い、直流(ＤＣ)スパッタリング法、交流(ＡＣ)スパッタリング法、高周波(ＲＦ)スパッタリング法などによって成膜する方法が、得られる薄膜のガスバリア性や透明性、さらには成膜速度の面からも最も適した方法である。また完全に無色透明な膜を得るためには、スパッタリング中に酸素ガスを供給することも有効な方法である。ここでスズ、チタンの酸化物のターゲット中の含有率は１重量％以下である。
【００１７】
前記ガスバリア層２の厚みは、数ｎｍから１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましいのは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。５ｎｍ以下では島状になって連続膜にならない場合があり、高ガスバリア性が得られない。１００ｎｍを越えると膜自身の光吸収によって十分な透明性が得られない。
【００１８】
前記低屈折率層３は、上記ガスバリア層２に使用した酸化物の薄膜の反射率より低屈折率の物質の薄膜からなる。本発明において、低屈折率層３に用いる物資の具体例としてＳｉＯX やＡｌＯX が用いられる。これらの物質を低屈折率層３に用いるとさらなるガスバリア性の向上が期待できる。
【００１９】
また、低屈折率層３にアクリル樹脂などの有機高分子物質を積層した場合、前述のＳｉＯX 等の無機化合物の薄膜よりも高速に成膜することが可能になり高い生産性が期待できる。
【００２０】
前記低屈折率層３は、波長が５５０ｎｍ付近において光線透過率が極大値をとるように膜厚を調整する必要がある。その厚みは、１００ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。
【００２１】
前記低屈折率層３の成膜方法は、ＳｉＯX やＡｌＯXなどの無機化合物薄膜の場合には、スパッタリング法、真空蒸着蒸着法、イオンプレーティング法、化学ＣＶＤ法などが適しており、有機高分子薄膜の場合には、グラビア、マイクログラビア、ダイコーティングなどの各種のコーティング法が適している。
【００２２】
前記低屈折率層３の上に易接着処理や防汚処理などを施すことは、目的の特性に実質的に悪影響を及ぼさないかぎり何ら問題ない。
【００２３】
【実施例】
本発明の透明ガスバリア積層フイルムを、以下に具体的な実施例に従って説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
〈実施例１〉
プラスチックフイルム基材１として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフイルムを用い、ガスバリア層２として、インジウムセリウム酸化物をターゲットとし、厚さ７０ｎｍの薄膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で形成し、その上に低屈折率層３として、蒸着法で厚さ１２０ｎｍの酸化珪素の薄膜を形成して、本発明の透明ガスバリア積層フイルムを作成した。
【００２５】
〈実施例２〉
プラスチックフイルム基材１として、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフイルムを用い、ガスバリア層２として、インジウムセリウム酸化物をターゲットとし、厚さ７０ｎｍの薄膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で形成した。
次に、前記ガスバリア層２を積層した基材１をグラビアコーター機に装着し、低屈折率層３として、トリエチレングリコール・ジアクリレートを前記ガスバリア層２面にコーティングした後、１２０ｋＶ、０．１ＭＧｙの電子線を照射して重合し、厚さ１２０ｎｍの薄膜を形成し、本発明の透明ガスバリア積層フイルムを作成した。
【００２６】
〈実施例３〉
実施例１におけるガスバリア層２の物質として、インジウムセリウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物をターゲットとし、同様な方法で厚さ７０ｎｍの薄膜を形成させた以外は、同様にして本発明の透明ガスバリア積層フイルムを作成した。
【００２７】
〈実施例４〉
実施例２におけるガスバリア層２の物質として、インジウムセリウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物をターゲットとし、同様な方法で厚さ７０ｎｍの薄膜を形成させた以外は、同様にして本発明の透明ガスバリア積層フイルムを作成した。
【００２８】
〈比較例１〉
実施例１において、低屈折率層３を設けなかった以外は、同様にして比較用のガスバリア積層フイルムを作成した。
【００２９】
〈比較例２〉
実施例３において、低屈折率層３を設けなかった以外は、同様にして比較用のガスバリア積層フイルムを作成した。
【００３０】
〈比較例３〉
実施例１において、ガスバリア層２を設けなかった以外は、同様にして比較用のガスバリア積層フイルムを作成した。
【００３１】
〈比較例４〉
実施例２において、ガスバリア層２を設けなかった以外は、同様にして比較用のガスバリア積層フイルムを作成した。
【００３２】
〈評価〉
実施例１〜４及び比較例１〜４の各ガスバリア積層フイルムの酸素透過度、水蒸気透過度及び光線透過率を以下の測定方法で測定し、評価した。その結果を表１に示す。
（１）酸素ガス透過度
酸素透過度測定装置（モダンコントロール社製  ＭＯＣＯＮ  ＯＸＴＲＡＮ  １０／５０Ａ）を用いて、２５℃、７０％ＲＨ雰囲気下で測定した。
（２）水蒸気透過度
水蒸気透過度測定装置（モダンコントロール社製  ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ  Ｗ６）を用いて、４０℃、９０％ＲＨ雰囲気下で測定した。
（３）光線透過率
分光光度計（日立製作所（株）製、スペクトロフォトメーター、Ｕ−４０００）を用いて、波長５５０ｎｍの光線の透過率を測定した。
【００３３】
【表１】
0004765216.tif 000002
【００３４】
表１の結果から、実施例１及び実施例３は、インジウムセリウム酸化物またはこの酸化物を主成分としたガスバリ層及び低屈折率層として無機化合物の薄膜を形成しているので、酸素透過度及び水蒸気透過度共に非常に小さく、５５０ｎｍの光線透過率も高く、透明性も優れている。実施例２及び実施例４はガスバリア層としてインジウムセリウム酸化物またはこの酸化物を主成分とした薄膜を形成し、低屈折率層としてポリアクリレートの有機高分子の薄膜を使用しているので、酸素透過度は小さく、水蒸気透過度は少し大きくなっているが、十分に実用に耐える程度であり、５５０ｎｍの光線透過率も高く、透明性も優れている。
一方、比較例１及び比較例２は低屈折率層を設けていないので、５５０ｎｍの光線透過率も小さく、透明性に劣る。比較例３及び比較例４はガスバリア層を設けていないので、酸素透過度及び水蒸気透過度が実施例のものに比べかなり大きくなっており、ガスバリア性が劣る。
これらの結果を踏まえて総合的に評価すると、実施例１〜４のものはガスバリア性に優れ、かつ、透明性に優れていることが判明した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の透明ガスバリア積層フイルムは、プラスチックフイルム基材上にインジウムセリウム酸化物またはこの酸化物を主成分とした薄膜からなるガスバリア層を設け、さらに、その上に前記酸化物より低屈折率の物質からなる低屈折率層を積層する事により、高ガスバリア性を有し、かつ、高光線透過性を有する積層体を得ることができた。これにより、包装分野においてもガスバリア性包装材料として、あるいはフラットパネルディスプレイ分野においては、ガラス基板に代わる透明ガスバリア基材として広く利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透明ガスバリア積層フイルムの側断面図である。
【符号の説明】
１…プラスチッフイルム基材
２…ガスバリア層
３…低屈折率層
【図１】
0004765216.tif 000003