透明蒸着フイルム

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はじめに
 最近特に注目されている包装材は透明蒸着フイルムである。透明性、防湿性、ガス遮断性、香気保存性、耐レトルト性などに優れ、環境にも優しい理想的なフイルムとして脚光を浴びている。ダイオキシンや環境ホルモンの問題で敬遠されつつあるKコートフイルムの代替として、透明蒸着フイルムの使用実績は着実に増加している。そこで、透明蒸着フイルムとはどんなものか、果たして欠点はないのか、その全般的な知識について解説する。

透明蒸着フイルムとはどんなものか
 一般に包装用蒸着フイルムといえばアルミニウム蒸着を意味する。アルミニウム蒸着フイルムとは、アルミニウムを高真空状態で電子ビームや高周波誘導などによって加熱蒸発させ、その蒸気をフイルム表面に付着させたもので、美しい金属光沢を持ち、酸素遮断性、防湿性などのバリヤー性能に優れ、アルミホイルに次ぐバリヤー性フイルムとして、多くの実績がある。
 これに対して透明蒸着フイルムは、アルミニウムを蒸着する代わりにSiOx(酸化珪素−−−ガラスの成分と同じ.x=1〜2)あるいはAl(酸化アルミ−−−アルミナ)を、アルミニウムの場合と同じように、真空で気化させ、フイルムの表面に付着させたものである。この場合、アルミ蒸着の金属光沢とは違って、透明な蒸着フイルムが得られる。SiOx蒸着(セラミック蒸着、シリカ蒸着などともいう)はわずかに褐色であるが、最近ではほとんど無色のものも登場している。Al蒸着品は全くの透明で、蒸着しているかどうか外観上は全く判別できない。現在本格的に使用されているフイルムはPET蒸着品だけである。今後はON、OPP、その他のフイルムへの応用が進むと考えられる。

表1 アルミ蒸着と透明蒸着の外観、性能比較

アルミ蒸着 SiOx Al
外観 金属光沢 無色透明 無色透明
クラック

ひび割れ

やや起こりやすい 非常に起こりやすい 非常に起こりやすい
遮光性 優秀 なし なし
ガス遮断性 優秀 優秀 優秀
防湿性 優秀 優秀 優秀

透明蒸着フイルムの製造方法
 図1にアルミ蒸着も含めた基本的な蒸着装置の模式図を示した。
  多くの蒸着フイルムはPVD法(Physical Vapor Deposition 、物理蒸着法)で製造されている。前述したように、金属アルミ、セラミック、アルミナなどを真空中で加熱し、発生した蒸気をフイルムに付着させる方法である。
  PVD法以外の蒸着技術に、CVD法(Chemical Vapor Deposition、化学蒸着法)があり、一部のメーカーでPE−CVD(Plasma enhanced CVD)が採用されている。いずれの方法でも、透明性、バリヤー性など実用的な特徴は大きくは変わらない。

 

図1 蒸着装置の模式図(2室式)

 

透明蒸着フイルムの特徴
 透明蒸着フイルムの特徴としては、
@ガスバリヤー性、防湿性に優れている。透明フイルムでは最もバランスのとれた、最も優れたバリヤー性能である
A保香性に優れる
B電子レンジが使用できる
Cボイル、レトルトが可能である(しかしPETフイルムに限られ、汎用からハイバリヤーがあり、グレードによってボイル、レトルト適性は異なる)
D包装後でも金属探知器が使用できる
E焼却しても有害ガスが発生しないし、残渣も少ないので環境保護的観点からも優れている
等である。
 一方、欠点としては、
@包装作業中や取扱中に、折り目、しわが発生すると蒸着膜にクラック(亀裂)が入り、バリヤー性が低下しやすい
A印刷、ラミネート、製袋などの工程が増えるに従って、クラックがひどくなり、バリヤー性が低下する
B蒸着膜の接着性が良くないので、使用する印刷インキや印刷面、接着剤などの選択が必要である
等が挙げられる。

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透明蒸着フイルムの用途
 すでに使用されているものから、今後採用が考えられるものまで、用途例を列挙した。
(菓子)
 スナック菓子、半生菓子、高級菓子、商品寿命の長いガス充填包装菓子、脱酸素剤包装など
(嗜好品)
 コーヒー豆、インスタントコーヒー、紅茶、緑茶など
(水物)
 ボイル・レトルト食品、漬け物、佃煮、ハム、液タレ、カップフタ材、電子レンジ食品など
(乾燥食品)
  凍結乾燥食品、ふりかけ、 、香辛料など
(食品以外)
 トイレタリー商品、医薬品、入浴剤、シャンプー、化学薬品、除湿剤、 使い捨てカメラ外装、各種紙容器バリヤー材、その他



図2 バリヤー性分布早わかり図

透明蒸着フイルムの今後の課題
   透明蒸着フイルムの最大の欠点は、蒸着膜がひび割れる(クラック)ことによるバリヤー性の低下である。これを防止するために、蒸着面に樹脂コートしたものが開発されており、今後普及することが予想される。また、酸化アルミとセラミックの両方を蒸着することも行われている。
 現在実用化されているのは、ほとんどがPET蒸着品である。一部ON蒸着品も実用されているが、PETに比べて、吸湿によるクラック発生の問題が生じやすい。今後はOPPの透明蒸着品も実用化されてくるものと考えられるが、いずれの場合も、バリヤー性および加工適性の安定が課題である。

透明蒸着フイルムの二次加工
 透明蒸着フイルムを包装材として使用するためには、印刷、ラミネート、スリット、製袋などの工程を経るが、印刷では、過度のテンション(3%以下の伸びに抑えること)をかけたり、白インキの使用で、バリヤー性が低下することがある。ラミネートの接着剤にも相性があるので、最適なものを選択する必要がある。一般には、300℃付近の熱がかかる押出しラミネート(EL)よりも、ドライラミネート(DL)のほうが安定する。

透明蒸着フイルムの判別方法
 シリカ蒸着、酸化アルミ蒸着ともに、赤外分光々度計では検出できないので、フイルム構成分析のとき、蒸着していないフイルムとして判別される危険性があり、注意が必要である。

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