(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムの片面に透明蒸着層を形成し、次いで、酸成分がテレフタル酸とイソフタル酸とからなりジオール成分がエチレングリコールとネオペンチルグリコールとからなるポリエステルと無機微粉末からなる塗工層を設け、塗工層における無機微粉末の存在量がポリエステルに対して０．０５〜０．２重量％であり、さらに、塗工層に印刷加工を施し、この印刷加工面側またはプラスチックフィルムの片面にシーラントフィルムを積層してなるガスバリヤー性積層構成体。
【請求項２】
無機微粉末の粒径が１〜３μｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスバリヤー性積層構成体。
【請求項３】
無機微粉末が酸化珪素であることを特徴とする請求項１または２に記載のガスバリヤー性積層構成体。
【請求項４】
透明蒸着層が、蒸気化したアルミニウムと蒸着機内に導入した酸素ガスの化学反応によって生成した酸化アルミニウムの堆積膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリヤー性積層構成体。
【請求項５】
塗工層が、ポリエステルに酸化珪素微粉末を０．１〜０．２重量％添加した組成物からなり、厚みが０．０１〜３μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリヤー性積層構成体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバリヤー性積層構成体に関し、さらに詳しくは透明蒸着フィルムを使用した包装材料としてのガスバリヤー性積層構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品、医薬品、日用雑貨における包装材料に求められる諸機能のうち、酸素・水蒸気等の遮断性いわゆるガスバリヤー性は、内容物の品質保持の点から最も重要な特性のひとつとなっており、アルミ蒸着フィルムやアルミ箔などが優良な包装材料として用いられて来た。しかしながら、近年高まりつつある環境問題や製造物責任（ＰＬ）問題への対応の点で、すなわち前者に関しては廃棄物焼却時の残渣、後者に関しては内容物の目視不能の問題を有しており、最近では透明でガスバリヤ性を持ついわゆる透明蒸着フィルムが新素材として多用されるようになってきた。
【０００３】
透明蒸着フィルムは、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムなどの無機化合物の薄膜を、主として反応蒸着法などによって、プラスチックフィルム上に形成したもので、透明でガスバリヤ性を持ち、かつ環境問題にも適応性の高い包装材料と言えるものである。しかしながら、問題点もいくつかあり、その中で特に印刷・ラミ加工での適性が低いという重大な問題点を持っている。
【０００４】
すなわち、透明蒸着面に直接印刷を行う場合、印刷機の多数のローラーと蒸着面の間に生じる微小な角度のズレが蒸着面をこする擦過現象を起こし、蒸着面の無機化合物薄膜に損傷を与えることが主因で、当初のガスバリヤ性が印刷加工工程を経ることにより著しく低下してしまうことが知られている。
【０００５】
印刷加工工程におけるガスバリヤ性の低下は、擦過現象のほかに、工程全体で、特に巻き取り部で、フィルムにかかる張力の影響により生じる蒸着層のマイクロクラックや、印刷インキに添加された界面活性剤、分散剤、ＰＨ調製剤などの各種助剤の化学反応的影響にも起因する。この現象は、無機酸化物の反応蒸着膜に特に著しく見られるが、これは酸化物内にボイドが多く存在することや、酸化物が柱状に結晶成長し、この柱状構造がリジッドで脆いことなどに起因している。
【０００６】
従来、透明蒸着フィルムを包装材料として積層する場合は、透明蒸着層のガスバリヤ性低下防止のため、蒸着面への直接印刷を避ける構成でのみ行われていた。
【０００７】
たとえば、酸化アルミ蒸着層を形成したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを透明バリヤ材として用いる場合に、予め印刷加工した延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）と、酸化アルミ蒸着層を形成したＰＥＴフィルムをラミネートし、その後にさらに未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）などのシーラントをラミネートする構成をとるとか、酸化アルミ蒸着層を形成したＰＥＴフィルムの蒸着面と、予め印刷した延伸ナイロンフィルム（ＯＮ）をラミネートしてその後にシーラントを貼合する構成をとる、などである。また、構成を透明ガスバリヤ蒸着フィルム／シーラントの２層構成にするには、印刷加工をしないことが前提とならざるを得なかった。
【０００８】
印刷加工は、インキ成分の人体や食品への移行を防ぐ食品衛生上の対策から、包装材料の最外層には行わず、接触の起こらない積層体の内層に行う必要がある。また、印刷加工では、耐熱性、寸法安定性、機械特性に優れたＰＥＴフィルムを使用するのが最も望ましい。このような需要要求にもかかわらず、従来技術では、上記の制約を設けざるを得なかった。
【０００９】
また、特開昭６２−２９５９３１号公報に開示されているように、透明蒸着層の可撓性を強化するための金属アルコキシド被膜を設けたり、特開平５−９３１７号公報に記載されるように水溶性樹脂を塗工する方法が用いられるが、これらは透明蒸着層に可撓性を付与し、外部応力によるマイクロクラックの広がりを防ぐ蒸着膜の保護効果のみであり、印刷加工におけるローラー面との擦過やインキ成分中の添加剤の化学反応的影響を防止するには不十分であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
透明蒸着フィルムの蒸着面に保護塗工層を設けて印刷工程でのガスバリヤ性低下を防止するとともに、印刷インキの密着力を強固にして印刷加工適性を改善することにより透明蒸着面への直接印刷を可能にし、このことによって従来不可能であった透明蒸着フィルムの包装材料としての積層構成体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意検討の結果、本発明の目的は、下記の発明によって工業的に有利に達成された。
【００１２】
［１］プラスチックフィルムの片面に透明蒸着層を形成し、次いで、酸成分がテレフタル酸とイソフタル酸とからなりジオール成分がエチレングリコールとネオペンチルグリコールとからなるポリエステルと無機微粉末からなる塗工層を設け、塗工層における無機微粉末の存在量がポリエステルに対して０．０５〜０．２重量％であり、さらに、塗工層に印刷加工を施し、この印刷加工面側またはプラスチックフィルムの片面にシーラントフィルムを積層してなるガスバリヤー性積層構成体。
【００１５】
［２］無機微粉末の粒径が１〜３μｍであることを特徴とする上記［１］に記載のガスバリヤー性積層構成体。
【００１６】
［３］無機微粉末が酸化珪素であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載のガスバリヤー性積層構成体。
【００１７】
［４］透明蒸着層が、蒸気化したアルミニウムと蒸着機内に導入した酸素ガスの化学反応によって生成した酸化アルミニウムの堆積膜であることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のガスバリヤー性積層構成体。
【００１８】
［５］塗工層が、ポリエステルに酸化珪素微粉末を０．１〜０．２重量％添加した組成物からなり、厚みが０．０１〜３μｍであることを特徴とする上記［１］〜［４］に記載のガスバリヤー性積層構成体。
【００１９】
本発明の最大の特徴は、プラスチックフィルム上の透明蒸着層面にポリエステルと無機添加剤からなる塗工層を設けた点であり、これにより印刷工程でのガスバリヤ性低下を防止するとともに、印刷インキの密着力を強固にして印刷加工適性を改善した点にある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１、図２及び図３は、本発明にかかるガスバリヤー性積層構成体の構成の例を示す概略図である。図において、１は、ベースとなるプラスチックフィルムを、２は、透明蒸着層を、３は、塗工層を、４は、印刷層を、５は、ガスバリヤー性プラスチックフィルムを、そして６は、シーラントフィルムを、それぞれ示す。図１に示すものが最も典型的な態様である。図２に示すものはベースフィルムの裏面すなわち透明蒸着層のない面にシーラントフィルムが積層されている態様である。図３に示すものは、５のガスバリヤー性プラスチックフィルムを省略した態様である。本発明において、５のガスバリヤー性プラスチックフィルムの使用は必須ではない。
【００２１】
１のベースフィルムとしては、プラスチックフィルムであれば特に制限はないが、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルムおよびポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルムが好ましく用いられる。
【００２２】
２の透明蒸着層は、通常アルミニウム、珪素、マグネシウム及びスズなどの金属の酸化物からなる蒸着薄膜であり、その膜厚は、２０〜７０００オングストロームの範囲が適している。薄膜の内部歪が増加するので、７０００オングストロームを超えないことが好ましく、またガスバリヤー性の性能が落ちてくるので、２０オングストロームを切らないことが好ましい。この透明蒸着層は、通常の真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などで形成するが、本発明においては、真空蒸着法の一種である反応蒸着法により酸化アルミニウム層を形成するのが最も好ましい。
【００２３】
３の塗工層は、有機高分子と無機微粉末とからなる層であり、有機高分子は、酸成分がテレフタル酸とイソフタル酸とからなりジオール成分がエチレングリコールとネオペンチルグリコールとからなるポリエステルである。無機微粉末としては、特に制限はないが、酸化珪素が好ましく用いられる。無機微粉末の粒度は、１〜３μｍの範囲であることが好ましい。無機微粉末の存在量は、ポリエステルに対して０．０５〜０．２重量％であり、好ましくは０．１〜０．２重量％である。塗工層の厚みは、通常０．０１〜３μｍの範囲である。塗工層の形成方法は、通常のロールコーティング法が用いられる。
【００２４】
４の印刷層の形成には、着色成分、各種助剤、ヒビクルから成り立つ一般的な印刷インキが用いられる。
【００２５】
５のガスバリヤー性プラスチックフィルムは、構成全体に柔軟性を持たせて突き刺し耐性を付与するためと、ガスバリヤー性をさらに強化するため、ナイロンフィイルムやポリビニルアセテートフィルムが好ましく用いられる。
【００２６】
６のシーラントフィルムは、構成体が包装材料として製袋される時に熱封止するためのもので、未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）、ポリエチレンフィルム、アイオノマーフィルムなどのフィルムや熱封止層が付与されたいわゆるヒートシーラブルタイプのポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）などが用いられる。
【００２７】
【実施例】
以下実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
［実施例１］
１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム表面に、所定の反応蒸着法により、Ａｌ2Ｏ3の３００オングストロームの堆積層を形成し、酸素透過率１．５ｃｃ／ｍ2ｄａｙ、水蒸気透過率１．５ｇ／ｍ2ｄａｙの透明バリヤーフィルムを得た。一方、酸成分がテレフタル酸：イソフタル酸＝５０：５０、グリコール成分がエチレングリコール：ネオペンチルグリコール＝５０：５０である飽和ポリエステル（東洋紡（株）製バイロン２０Ｓ）をトルエン：メチルエチルケトン：酢酸エチル＝１：１：１の溶媒で５重量％に溶解し、該溶解液に粒径３μｍの酸化珪素微粉末（デグザ社製ＯＫ４１２）を固形分重量比で０．２％になるように添加した。
【００２９】
この調整液を使用して、通常のグラビア印刷コーター（富士機械工業（株）製Ｃ７−１７０型、１２０メッシュのグラビアロール）を用いて上記Ａｌ2Ｏ3フィルムの蒸着面に塗工厚さ０．５μｍとなるように塗工・乾燥した。この段階でのパリヤーフィルムの性能を表１に示した。
【００３０】
【表１】
0004045559.tif 000002
磨耗試験機で強制擦過すると、塗工層がなく層Ａｌ2Ｏ3層が直接擦過面になるとガスバリヤー性が大幅に低下するが、塗工層があるとその低下はほとんど防止でき、また、表面のすべり性は酸化珪素が添加されることによって改善されている。このことから、本段階で印刷加工適性が大幅に向上していることが判る。
【００３１】
このようにして得た表面塗工後の蒸着フィルムを、上記と同様のグラビア塗工機で，白色インキ（大日精化製ラミックＦ２２０白）を固形分厚さ１μｍとなるように、乾燥温度８０〜１００℃、ライン速度８０ｍ／ｍｉｎで塗工した。
【００３２】
この印刷済蒸着フィルムの印刷面に、エステル系接着剤（東洋モートン製ＡＤ−５０３）を用いて１５μｍの延伸ナイロンフィルム（ユニチカ製エンブレム）をバーコーターを用いて所定の条件で積層した。次ぎにこの積層体のベースポリエチレンテレフタレートフィルム面にシーラントとして２５μｍのＣＰＰフィルム（東レ合成フイルム（株）製３５２９Ｓ）を大日精化製接着剤Ｅ２７０を用いバーコーターで所定の条件で積層した。
【００３３】
また、蒸着面塗工を施さずに、その他は実施例１と同様にして積層体をつくり、これを比較例１として、バリヤー性、接着力を測定した。その結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
0004045559.tif 000003
比較例１では、ガスバリヤー性がＯ2ＴＲ（酸素透過率）、ＷＶＴＲ（水蒸気透過率）とも初期の１．５レベルから大幅に増加してしまうのに対し、実施例１ではほとんど変化が見られず、表面擦過の耐久性が大幅に向上しているのが判る。また、問題となる蒸着層上のインキ密着力は、実施例１ではインキ樹脂を接着剤層が凝集破壊（Ａ）するレベルすなわち５５０ｇを示すのに対し比較例１では蒸着面上のインキ層がその界面で剥離（Ｂ）してしまい、接着力も６０ｇと低いものであった。
【００３５】
蒸着面上の塗工膜が、加工時の擦過を防止し、かつ印刷インキとの密着を強化した結果であり、従来法では実用化出来なかった構成を可能にしたことが判る。
【００３６】
また、この結果は、図２のように中間バリヤー材を最外層に配置しても、蒸着層／塗工層／印刷層の配置が変わらない限り、同様な効果を発現することは当然である。
【００３７】
［実施例２］
積層体の構成を図３に示すように、透明蒸着フィルムとシーラントフィルムとの２層とし、その他の条件は、実施例１と同様にして積層構成体を得、バリヤー性と密着性について測定・評価した。比較例２も比較例１と同様にして作成し、測定・評価した。その結果を表２に示した。
【００３８】
この実施例２では、Ｏ2ＴＲ、ＷＶＴＲともごくわずかな変化にとどまり界面接着力も実施例１と同様の状況で４８０ｇを示した。一方比較例２ではガスバリヤー性が大幅に低下し、また剥離界面も比較例１と同様の状況であった。このことから、従来法では物性の低下から実用化できなかった構成が本発明により実現できることが判る。
【００３９】
【発明の効果】
透明蒸着フィルムの蒸着面に上記特定の保護塗工層を設けて印刷工程でのガスバリヤ性低下を防止するとともに、印刷インキの密着力を強固にして印刷加工適性を改善することにより透明蒸着面への直接印刷を可能にし、優れた包装材料を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】：本発明にかかるガスバリヤー性積層構成体の構成の１例を示す概略図である。
【図２】：本発明にかかるガスバリヤー性積層構成体の構成の１例を示す概略図である。
【図３】：本発明にかかるガスバリヤー性積層構成体の構成の１例を示す概略図である。
【符号の説明】
１：プラスチックフィルム
２：透明蒸着層
３：塗工層
４：印刷層
５：ガスバリヤー性プラスチックフィルム
６：シーラントフィルム
【図１】
0004045559.tif 000004
【図２】
0004045559.tif 000005
【図３】
0004045559.tif 000006