蒸着フィルムの製造方法
【課題】他の部材に接着させて使用され、高いガスバリア性を有する蒸着フィルムを製造する方法を提供する。
【解決手段】フィルム状の基材１の上に、印刷層５、蒸着層２、接着層３がこの順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルム４の製造方法であって、基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層５が形成された基材１を真空蒸着装置２１に導入しつつ、真空蒸着装置２１において、導入された基材１に対し蒸着層２を蒸着し、さらに基材搬送手段によって真空蒸着装置２１から搬出された蒸着層２が蒸着された基材１の当該蒸着層２の上に接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層３を形成し、真空蒸着装置２１に導入される基材１には、印刷層５と蒸着層２との間にアンカーコート層６が形成され、アンカーコート層６は、印刷層５におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有する。
【解決手段】フィルム状の基材１の上に、印刷層５、蒸着層２、接着層３がこの順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルム４の製造方法であって、基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層５が形成された基材１を真空蒸着装置２１に導入しつつ、真空蒸着装置２１において、導入された基材１に対し蒸着層２を蒸着し、さらに基材搬送手段によって真空蒸着装置２１から搬出された蒸着層２が蒸着された基材１の当該蒸着層２の上に接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層３を形成し、真空蒸着装置２１に導入される基材１には、印刷層５と蒸着層２との間にアンカーコート層６が形成され、アンカーコート層６は、印刷層５におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属やセラミックを蒸着した蒸着フィルムの製造方法に関し、特に、フィルム状の基材に印刷層と蒸着層とが形成され、さらに蒸着層の上に形成された接着層によって、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フィルムのバリア性能を高めるために、フィルムに金属やセラミックを蒸着させた蒸着フィルムが使用されている。特に、アルミニウムは、遮光性が高く、酸素や窒素のガスバリア性がよく、さらに水蒸気バリア性もよいため、食品等を包装するための包装体としてアルミ蒸着フィルムが利用されている。また、アルミニウムは光の反射率が高く美しい金属光沢を有するため、アルミニウム蒸着層よりも表面側に印刷を施すことにより、背景に金属光沢を持つ印刷ができるので、アルミ蒸着フィルムは装飾用としても注目されていた。
【０００３】
このようなアルミ蒸着フィルムは、それ自体をフィルム状の包装体として製袋して、包装袋として利用されることもあったが、そのバリア特性及び意匠性を付与するために、他の部材に接着させて使用されることも多かった。例えば、金型でプラスチックの成形を行う際に成形品の表面にラベルを張り合わせるインモールドラベル成形において、ラベル材として、アルミ蒸着フィルムを張り合わせることにより容器等の表面に容易に装飾を施すことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このラベル材の構成は、印刷基材層、ガスバリア層及び接着層からなり、ガスバリア層として金属または金属酸化物を蒸着等でプラスチックフィルムに積層したものを利用していた。印刷基材層はポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等に印刷を施したものであり、また接着層は、射出樹脂と同材質のプラスチックや、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）を含有するポリエチレン等で、射出樹脂と接着するためのものであった。そして、従来では、これら各層を独立したフィルムとして形成した後、ドライラミネーションで張り合わせたり、その一部もしくは全層を溶融押出ラミネーションすることによって形成していた。
【０００５】
このような蒸着層を製造するための蒸着装置として、真空チャンバー外にロール状に巻いたフィルムを配置し、フィルムを大気中から真空チャンバー内に連続的に導入し、真空チャンバー内で蒸着層を蒸着した後、真空チャンバー内から大気中に蒸着フィルムを搬出する生産性の高い連続式の蒸着装置も開発されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、真空蒸着装置の導入出部の上流にコーティング装置を付設し、蒸着前にアンカーコーティングを行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５０９７９号公報（段落００１４〜００１９）
【特許文献２】特開平８−３１１６５０号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の製造方法では、印刷基材層、ガスバリア層及び接着層をそれぞれ製造した後、張り合わせていたため、ラベル材として完成するまでに複数の装置を経由するため、時間がかかり、生産性が悪かった。また、各層を独立して製造した後に張り合わせる場合には、それぞれの層に基材等が必要となり原価が増加することや、ラベル材の膜厚が厚くなるので使い勝手も悪くなることから、実用性の面で大きな問題があった。
【０００８】
かかる問題に対し、出願人は、先願である特願２００９−５４９１５号において、印刷層が形成されたフィルム状の基材の上に蒸着装置によってガスバリア層（蒸着層）を蒸着し、蒸着層の上に接着層形成手段（ロールコータ）によって接着剤を塗布して接着層を形成した蒸着フィルムの製造方法を提案した。しかし、印刷層の上に、蒸着装置によって蒸着層を蒸着する場合、インキ粒子によって生じた印刷層表面の凹凸によって、蒸着層が不均一となり、ガスバリア性が低下するという課題が新たに生じた。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するために、印刷層の上に蒸着装置によって蒸着層が形成された蒸着フィルムの製造方法において、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。また、従来に比べて、他の部材に接着させて使用される蒸着フィルムを短時間で製造でき、生産性の高い製造方法を提供することを目的とする。また、膜厚を薄くし、原材料費を安くし、使い勝手のよい他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
蒸着層が不均一となり、ガスバリア性が低下するという課題に対して、本発明の蒸着フィルムの製造方法においては、真空蒸着装置に導入されるまでの間に印刷層の上に十分な厚さのアンカーコート層を形成することによって、インキ粒子の凹凸をアンカーコート層で平滑化し、その表面に蒸着層を均一に形成することで、十分なバリア性を確保することができた。
【００１１】
ところで、特許文献２に記載された連続真空蒸着装置では、コーティング装置を付設し、蒸着前にアンカーコーティングを行っていた。しかし、インキ粒子の凹凸を平滑化するため十分な厚さのアンカーコート層を形成すると、アンカーコート層が真空蒸着装置までの間に十分に乾燥できず、有機溶剤が残存してしまった。また、インキ粒子が有機溶剤を吸収することもあった。これらの結果、製造された蒸着フィルムにアンカーコート剤の溶剤臭が残ることもあるため、本発明においては、真空蒸着装置に導入されるまでの間にアンカーコート層の溶剤を十分に揮発させることが好ましい。
【００１２】
より具体的にいえば、本発明の蒸着フィルムの製造方法は、フィルム状の基材の上に、少なくとも、印刷層、蒸着層、接着層が、この順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法であって、フィルム状の基材を巻出部から巻取部まで搬送する基材搬送手段と、前記巻出部から前記巻取部の間に設けられた真空蒸着装置と、前記真空蒸着装置から前記巻取部の間に設けられた接着層形成手段と、を少なくとも有する装置を使用し、前記基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層が形成されたフィルム状の基材を前記真空蒸着装置に導入しつつ、前記真空蒸着装置において、前記導入されたフィルム状の基材に対し蒸着層を蒸着し、さらに前記基材搬送手段によって前記真空蒸着装置から搬出された蒸着層が蒸着されたフィルム状の基材の当該蒸着層の上に前記接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層を形成し、前記真空蒸着装置に導入されるフィルム状の基材には、前記印刷層と前記蒸着層との間にアンカーコート層が形成され、前記アンカーコート層は、前記印刷層におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有することを特徴とする。
【００１３】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記アンカーコート層は、前記印刷層の上に有機溶剤に溶解されたアンカーコート剤を塗布し、乾燥室において、残留する有機溶剤を揮発させることによって形成されることが好ましい。
【００１４】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記接着層は、前記接着層形成手段によって、前記蒸着層の上に有機溶剤に溶解された接着剤を塗布して形成されることが好ましい。
【００１５】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記接着剤は、バリア剤を含み、前記接着層は、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層であることが好ましい。又は、前記蒸着層の上にバリア剤を塗布し、前記蒸着層と前記接着層との間に、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルム基材の上に印刷層を形成した後、アンカーコート層を形成し、蒸着層が形成される表面を平滑化するので、蒸着工程において、均一な蒸着層を形成することができ、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、乾燥室において、アンカーコート層を十分に乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、接着層形成手段（ロールコータ）によって蒸着層の上に接着剤を塗布するだけで接着層が形成できるため、フィルム基材に対して、蒸着層を形成した後、連続して接着層を形成することができる。このように、製造装置によって、フィルム基材上に、蒸着層及び接着層を一連の連続的な処理で形成することができるので、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまでに必要な時間を短縮することができ、生産性を高めることができた。従来の蒸着装置で蒸着層を形成し、その後、押出ラミネーション装置等の別の装置によって接着層を積層させた場合は、一つの基材に対する蒸着層の形成工程と、その上への接着層の積層工程とは別の日程で行うのが通常であり、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまで、少なくとも２日、積層装置の待ち時間によってはより多くの日数が必要であった。これに対し、本発明によれば、基材を装置に装填できれば、その日のうちに接着層を有する蒸着フィルムを製造することができるので、生産性が著しく向上した。さらに、接着層として、押出ラミネーション装置等によってフィルムを積層するのではなく、接着剤を塗布して接着層を形成するので、本発明では、接着層を有する蒸着フィルム全体の膜厚を薄くすることができた。つまり、従来よりも、およそ接着層のフィルム分、膜厚を薄くすることができるのである。また、蒸着層と接着層との間にバリア層を形成するので、酸素及び水分の透過を防ぐことができる高いバリア性を有する蒸着フィルムを製造することができる。本発明のその他の効果については、以下の実施の形態において記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される印刷装置の概略構成図
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の蒸着フィルムの印刷工程における概略断面図
【図３】本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される蒸着装置の概略構成図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の蒸着フィルムの蒸着工程における概略断面図
【図５】蒸着フィルムが接着された装飾容器の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
【００２０】
図１には、本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される印刷装置の概略構成図を示し、図２（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の蒸着フィルムの印刷工程における概略断面図を示す。
【００２１】
図１に示す印刷装置６０は、後述する図３の蒸着装置１０の前段に設けられ、印刷工程を行うものであり、フィルム状の基材（以下、「フィルム基材」又は単に「基材」と記載することもある）に印刷層及びアンカーコート層を形成し、印刷がなされたフィルム基材（以下「印刷フィルム」という）を製造する。印刷装置６０によって製造された印刷フィルムは、蒸着装置１０に送られ、蒸着工程が行われる。
【００２２】
印刷装置６０は、第１巻出部１１、印刷手段６１、アンカーコート形成手段６２、第１乾燥室８１及び第１巻取部５１を有している。さらに、印刷装置６０は、印刷手段６１によって形成された印刷層５を予備的に乾燥させる予備乾燥室９１を有してもよい。第１巻出部１１は、通常、フィルム基材がロール状に巻き取られたロールが装填される部分であり、第１巻取部５１は、装置内で処理されたフィルム基材１をロール状に巻き取って回収する部分である。図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第１巻取部５１のロール、さらに必要に応じて印刷装置６０内の適宜のロールを回転させて、第１巻出部１１から装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第１巻取部５１においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第１巻取部５１までフィルム基材１を搬送する。
【００２３】
印刷手段６１は、フィルム基材１の上に印刷層５を形成する。印刷手段６１としては、例えば凹版印刷（グラビア）、凸版印刷（フレキソ）、平版印刷（オフセット）、スクリーン印刷、転写印刷等の方式を使用できる。印刷手段６１は、インキ選択性が高く、適用可能なフィルム基材１の種類が多いグラビア印刷を利用することが好ましい。なお、印刷層５を形成する前のフィルム基材１の表面に対し、コロナ放電処理を施してもよい。なお、図１では、１台の印刷手段６１しか図示していないが、印刷手段６１は、カラーの印刷層を形成するための複数のロールコータによって構成されてもよい。予備乾燥室９１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、印刷手段６１によって形成された印刷層５を予備的に乾燥させるものであり、複数のロールコータを設けた場合において、前段のロールコータで形成された印刷層５が、後段のロールコータで形成される印刷層に影響しないように、印刷層５の溶剤の一部を揮発させることができる。
【００２４】
アンカーコート形成手段６２は、印刷層５が形成されたフィルム基材１に対し、連続的にアンカーコート剤を塗布して印刷層５の上にアンカーコート層６を形成する。アンカーコート形成手段６２としては、例えば、グラビアロールコータやリバースロールコータを使用することができる。グラビアロールコータはグラビアロールの線密度とセルの深さを決めることで精度よくアンカーコート剤のコート量を管理することができる。反面、グラビアロールコータでは、アンカーコート剤のコート量を変更する場合にはグラビアロール自体を変更しなければならなかった。この点、リバースロールコータはメタリングロールとアプリケータロールの間隔及び各ロールの回転速度を変更することによって、アンカーコート剤のコート量を容易に変更することができる。
【００２５】
アンカーコート層６は、アンカーコート形成手段６２によって、少なくとも印刷層５におけるインキ粒子の凹凸を平滑化できる厚さに形成される必要がある。すなわち、インキ粒子の凹凸の段差の最大値（インキ粒子の最も高い位置と最も低い位置の差）よりも厚くする。使用されるインキ粒子の種類によっても異なるが、アンカーコート層６としては、１〜５ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量におけるアンカーコート層６の厚さは１〜３μｍ程度とすることが好ましい。インキ粒子の大きさは、おおよそ０．１μｍ程度であるので、アンカーコート層６を形成することによって、インキ粒子によって生じる印刷層５の表面の凹凸を平滑化することができる。
【００２６】
第１乾燥室８１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、印刷手段６１において塗布された印刷層５及びアンカーコート層６をより早く乾燥させるためのものであり、印刷層５及びアンカーコート層６が十分に乾燥するだけの熱量をフィルム基材に供給する。印刷手段６１において、アンカーコート剤が塗布されたフィルム基材１は、第１乾燥室８１内を搬送される。第１乾燥室８１は、高温の雰囲気や気流等によって溶剤分を蒸発させ、アンカーコート層６を乾燥させ、印刷フィルム８を製造する。なお、アンカーコート層６が乾燥するとは、例えば、紙片を当てた場合、その紙片が湿らない程度に乾いている状態である。
【００２７】
このように、アンカーコート形成手段６２によって、印刷層５の上にアンカーコート層６が形成されるので、印刷層５のインキ粒子によって生じる表面の凹凸が平滑化され、後段の蒸着工程において、蒸着層２を均一に蒸着させることができる。また、第１乾燥室によって、アンカーコート剤の溶剤を十分に揮発させることができるので、印刷フィルム８に残留する溶剤臭を少なくすることができる。
【００２８】
なお、図１では、印刷装置６０を単体の装置とし、第１巻取部５１がフィルム基材１（印刷フィルム８）を回収すると説明したが、印刷装置６０と蒸着装置１０とを一つの装置として構成し、印刷工程と蒸着工程とを連続して行ってもよい。この場合、第１巻取部５１及び第２巻出部１２（図３参照）を設けなくてもよい。具体的には、図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第２巻取部５２（図３参照）のロール等を回転させて、第１巻出部１１から各装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送するように構成してもよい。また、印刷手段６１とアンカーコート形成手段６２とを別体として、巻出部、印刷用ロール、乾燥室及び巻取部を有する印刷装置と、巻出部、アンカーコート形成手段（ロールコータ）、乾燥室及び巻取部を有するアンカーコート形成装置とを設けてもよい。さらに、アンカーコート形成手段６２を印刷装置６０ではなく、蒸着装置に設けてもよいが、この場合は真空蒸着装置２１に導入される前にアンカーコート層を十分に乾燥させる乾燥室も設けることが好ましい。
【００２９】
次に、上記印刷装置６０によって製造される印刷フィルム８について説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、上記印刷装置６０の第１巻出部１１にはロール状に巻き取られたフィルム基材１が装填され、図示しない搬送手段によって、フィルム基材１が第１巻取部５１まで搬送される。
【００３０】
フィルム基材１は、図２（Ｂ）に示すように、その途中に配置された印刷手段６１が印刷層５を形成した後、図２（Ｃ）に示すように、アンカーコート形成手段６２がアンカーコート剤を塗布することでアンカーコート層６が形成され、第１乾燥室８１において乾燥させられる。このように、印刷フィルム８は、図２（Ｃ）に示すとおり、少なくともフィルム状の基材１と、基材１の一表面上に形成された印刷層５と、印刷層５の上に形成されたアンカーコート層６とを有している。なお、図２においては、フィルムの下面に印刷層５及びアンカーコート層６を形成しているが、本明細書における層の上下関係は、基材側を下、外側を上とする。
【００３１】
基材１は、印刷工程において、その一方の表面に印刷層５が形成され、さらに、蒸着工程において、その一方の表面に蒸着層２が形成されるフィルムであり、印刷層５及び蒸着層２を形成できる基材であれば使用することが可能である。例えば、基材１として、プラスチック、紙等の材質からなる単層フィルム、プラスチック、紙等の材質からなる層の１種または複数種類を積層した積層フィルムであってもよい。なお、フィルム基材１としては、少なくとも光を一部透過する材質のものを使用することが好ましい。フィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等を観察できるためである。
【００３２】
また、基材１としての積層体フィルムの形成方法は、特に限定されず、押出ラミネーション法やドライラミネーション法によって複数の層を貼り合わせたり、押出コーティング法によって積層したりしてもよい。フィルム基材１の厚さについては特に制限はなく、蒸着装置１０において、搬送できる程度の可撓性を有していればよい。一部の分野において「シート」と呼ばれる０．２５ｍｍ以上の厚みのものも本発明のフィルム基材１に含まれる。
【００３３】
基材１は、蒸着フィルムが接着される他の部材の材料と同じ材料のフィルムを基材の最下層（接着層が形成される面とは反対側の表面）となるようにすれば、蒸着フィルムを接着後の他の部材において、蒸着フィルムを接着した部分とそれ以外の部分とで同じ材質となるため、全体として統一した質感の部材（容器、皿等）を製造できる。また、金型で他の部材を成形する際に表面にラベルを張り合わせるインモールドラベル成形において、蒸着フィルムを使用する場合には、蒸着フィルムの基材が他の部材と同じ材料であれば、成形加工において、ラベルの接着性が高まり好ましい。
【００３４】
基材１の一部として、プラスチックを利用する場合は、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ（メタ）アクリル、ポリアミド、ポリアラミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ナイロンなどを使用することができる。特に、延伸ポリスチレン（OPS）、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（PET）、二軸延伸ポリプロピレン（OPP）、無延伸ポリプロピレン（CPP）、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）、二軸延伸ナイロン（ONY）、無延伸ナイロン（CNY）等を使用することができる。
【００３５】
基材１の一部として紙を利用する場合には、薄葉紙、上質紙、中質紙、書籍用紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、純白ロール紙、模造紙などがあげられ、場合によってはボール紙、段ボールなども用いることができる。また、基材１の一部として紙を利用する場合、紙の上にプラスチック層を積層することが好ましい。
【００３６】
プラスチック層としては、上述した材質のものが挙げられ、特にポリエチレン層として、密度０．９１０〜０．９２５の低密度ポリエチレンと密度０．９４１〜０．９８０の高密度ポリエチレンとの重量比で２：８〜８：２（好ましくは３：７〜７：３）の組成物からなる密度０．９３０〜０．９６５のポリエチレン組成物の押出コート層を用いることが好ましい。この場合、ポリエチレン組成物の密度が０．９３６〜０．９６０であることが特に好ましい。なおポリエチレン層の厚みは、たとえば１０〜３０μｍ程度とすることが多い。
【００３７】
低密度ポリエチレン単独の場合あるいは低密度ポリエチレンの割合が上記の範囲よりも多いときは、耐熱性が不足するため、高温工程や高温での取り扱いを行うような場合には使用制限を受ける。高密度ポリエチレン単独の場合あるいは高密度ポリエチレンの割合が上記の範囲よりも多いときは、押出コートに際し平滑性が損なわれる上、押出コートにより形成された層が不透明になって商品価値が減ずるようになる。また、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの重量比が上記範囲にあっても、組成物の密度が上記規定の範囲から外れるときは、やはり耐熱性の点で不満が残る。
【００３８】
アンカーコート層６は、アンカーコート形成手段６２によって印刷層５の上に塗布されて形成されるものであり、グラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、有機溶剤や水に溶解させたアンカーコート剤又は溶解したアンカーコート剤を印刷層５の上に均一に塗布して形成する。アンカーコート層６は、その後、溶剤分を蒸発させて第１巻取部５１において巻き取られる。
【００３９】
アンカーコート剤としては、ポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリエステル−ポリウレタン系又はポリエーテル−ポリウレタン系、アクリル系、ビニル系、ポリアミド系、エポキシ系、ゴム系等を使用することができる。特に、蒸着工程の高温に耐えられるように硝化綿を添加したポリウレタン系樹脂を使用するのが好ましい。
【００４０】
以上、説明したとおり、本発明の印刷装置によれば、印刷手段６１によって、フィルム基材１の上に印刷層５を形成した後、アンカーコート層６を形成し、蒸着面を平滑化するので、後段の蒸着工程において、均一な蒸着層２を形成し、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、印刷工程において、第１乾燥室８１によって、アンカーコート層６を乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。
【００４１】
図３には、本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される蒸着装置の概略構成図を示し、図４（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の蒸着フィルムの蒸着工程における概略断面図を示す。図３に示した蒸着装置１０は、前述した印刷装置６０の後段に設けられ、蒸着工程を行うものであり、前段の印刷装置６０において製造された印刷フィルム８に各層を形成し、蒸着フィルム４を製造する。蒸着装置１０は、第２巻出部１２、真空蒸着装置２１、接着層形成手段３１、第２乾燥室４１、第２巻取部５２を有している。さらに、蒸着装置１０は、蒸着フィルムのバリア特性を高めるために、蒸着層とは別にバリア層７を形成するためのバリア層形成手段３２を設けてもよい。
【００４２】
第２巻出部１２は、フィルム基材１に少なくとも印刷層５及びアンカーコート層６が形成された印刷フィルム８がロール状に巻き取られたロールが装填される部分であり、第２巻取部５２は、装置内で処理されたフィルム基材１（蒸着フィルム４）をロール状に巻き取って回収する部分である。図示しない搬送手段によって、第２巻出部１２のロール及び／又は第２巻取部５２のロール、さらに必要に応じて蒸着装置１０内の適宜のロールを回転させて、第２巻出部１２から装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第２巻出部１２から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送する。なお、蒸着フィルム４は、図４（Ｃ）に示すように、印刷層５及びアンカーコート層６が形成された基材１に少なくとも蒸着層２、バリア層７及び接着層３が積層されたものであり、第２巻取部５２において蒸着フィルム４を巻き取ることによって、それに含まれるフィルム基材１も同時に巻き取られる。
【００４３】
真空蒸着装置２１は、第２巻出部１２から第２巻取部５２までの間に設けられ、フィルム基材１の一方の面に蒸着層２を形成するものであり、大気圧下の基材１を真空蒸着装置２１に連続的に導入し、真空蒸着装置２１内で蒸着層２を蒸着し、蒸着層２が蒸着された基材１を真空蒸着装置２１から大気圧下に取り出すことができる連続式である。図３の真空蒸着装置２１は、フィルム基材１が導入及び取り出される導入出部２２と、複数の減圧部２３と、蒸着層２が蒸着される蒸着部２４と、減圧部２３及び蒸着部２４を減圧する排気手段２５とを有し、大気圧下の導入出部２２から真空状態の蒸着部２４までの間に設けられた複数の減圧部２３によって段階的に真空度を向上し、また真空度を安定に維持するように構成されている。
【００４４】
導入出部２２は、フィルム基材１が真空蒸着装置２１内に導入され、フィルム基材１が真空蒸着装置２１から取り出される部分であり、通常は、大気圧下に設けられている。フィルム基材１の導入と取り出しを一か所にまとめることによって、省スペース化及び減圧の容易化を図っている。なお、フィルム基材１を真空蒸着装置２１に導入する部分とフィルム基材１を真空蒸着装置２１から取り出す部分とを別々に設けてもよい。
【００４５】
減圧部２３は、段階的に真空度を高めるために設けられた小部屋であり、導入出部２２から蒸着部２４までの間に少なくとも１つ、好ましくは複数段の部屋が設けられる。他の減圧部２３や導入出部２２又は蒸着部２４との間は、多段に配設したシールロール群２６によって仕切られており、排気手段２５によって小部屋内の雰囲気を排気することによって減圧部２３内の圧力を減圧状態にすることができ、さらにシールロール群２６を介して真空度を維持したままフィルム基材１を搬送できるように構成されている。
【００４６】
各シールロール群２６は、図１においては、横方向に互いに接触するように並んだ３個のロールからなり、たとえば左のロールと中央のロールとで導入側のフィルム基材１を挟持し、右のロールと中央のロールとで導出側のフィルム基材１を挟持している。このように３個のロールが横方向に互いに接触するように配置されているため、各減圧部２３や蒸着部２４の真空度を維持しつつ、各減圧部２３や蒸着部２４にフィルム基材１を導入出することができる。さらに、各減圧部２３内には、上下各段のシールロール群２６の中間にデフレクタロール３０が配置され、導入側および導出側のフィルム基材１を片寄らせるよう張力をかけて、フィルム基材１の円滑な走行を確保している。
【００４７】
なお、図３においては、減圧部２３は３部屋としているが、その数を増やすことによって、蒸着部２４の真空度をより高くしたり、より安定に維持したりすることができる。また、図３のシールロール群２６の構成は、中央のロールが導入側のロール対と導出側のロール対とで共通して使用され、３個のロールによって導入側も導出側も搬送できるようになっているが、４個のロールによって導入側のロール対と導出側のロール対を別個に設けてもよい。また、導入出部２２として、フィルム基材１を真空蒸着装置２１に導入する部分とフィルム基材１を真空蒸着装置２１から取り出す部分とを別々に設けた場合には、フィルム基材１を導入する部分と蒸着部２４との間及び蒸着部２４とフィルム基材１を取り出す部分との間のそれぞれに減圧部２３を配置する。
【００４８】
蒸着部２４は、真空チャンバー内に蒸着層２を蒸着するための設備が備えられており、排気手段２５によって高真空状態に維持される。図３の蒸着部２４内には、フィルム基材１を支持すると共にその背面から冷却する冷却ロール２７、冷却ロール２７の下方に配置されたるつぼ２８及びるつぼ２８の周囲に配置された加熱手段２９が設けられている。減圧部２３からシールロール群２６を介して蒸着部２４に搬入されたフィルム基材１は、冷却ロール２７に巻きつけられ、冷却ロール２７に沿って搬送される。
【００４９】
冷却ロール２７の下方において、るつぼ２８内に収容された蒸着材料が加熱手段２９によって加熱されることにより蒸発しており、冷却ロール２７に巻きつけられたフィルム基材１に蒸着し、フィルム基材１に形成されたアンカーコート層６の上に蒸着層２が形成される。図示していないが、るつぼ２８と冷却ロール間の空間を仕切るチャンネル、蒸発した蒸着材料がフィルム基材１以外の冷却ロール２７に蒸着するのを防ぐためのエッジマスク、フィルム停止時にるつぼからの熱や蒸着を遮断するコールドシャッタ等を設けていてもよい。なお、図３及び図４においては、フィルム基材１の下面に蒸着層２及び接着層３を形成しているが、本明細書における層の上下関係は、基材側を下、外側を上とする。
【００５０】
排気手段２５は、減圧部２３及び蒸着部２４内を排気するポンプであり、各部屋を真空引きしている。排気手段２５は、各減圧部２３及び蒸着部２４の全てに対して連結されており、各減圧部２３及び蒸着部２４を減圧状態とする。ただし、同じポンプによって排気していても、最上段の減圧部２３は、大気圧下の導入出部２２が隣接しているため、真空度が低くなり、その下の段の減圧部２３は最上段の減圧部２３よりも真空度が高くなり、蒸着部２４では最も真空度が高くなる。
【００５１】
バリア層形成手段３２は、移動する蒸着層２が形成されたフィルム基材１に対し、連続的にバリア剤を塗布して蒸着層２の上にバリア層７を形成する。また、接着層形成手段３１は、バリア層７の上に接着層３を形成する。
【００５２】
接着層形成手段３１及びバリア層形成手段３２としては、例えば、グラビアロールコータやリバースロールコータを使用することができる。グラビアロールコータはグラビアロールの線密度とセルの深さを決めることで精度よくバリア剤及び接着剤のコート量を管理することができる。反面、グラビアロールコータでは、バリア剤及び接着剤のコート量を変更する場合にはグラビアロール自体を変更しなければならなかった。この点、リバースロールコータはメタリングロールとアプリケータロールの間隔及び各ロールの回転速度を変更することによって、バリア剤及び接着剤のコート量を容易に変更することができる。
【００５３】
第２乾燥室４１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、バリア層形成手段３２により形成されたバリア層７及び接着層形成手段３１により形成された接着層３をより早く乾燥させるためのものであり、より短期間で蒸着フィルムを製造するために設けることが好ましい。すなわち、バリア剤及び接着剤が塗布された蒸着フィルム４は、第２乾燥室４１内を搬送され、高温の雰囲気や気流等によって溶剤分を蒸発させ、バリア層７及び接着層３を乾燥させる。ただし、接着層形成手段３１から第２巻取部５２までの間を搬送させるだけで乾燥するような乾燥しやすいバリア剤及び接着剤を使用すれば、第２乾燥室４１を設けなくてもよい。
【００５４】
なお、図３では、蒸着装置１０を単体の装置とし、印刷フィルム８がロール状に巻き取られたロールが第２巻出部１２に装填され、第２巻出部１２が装置内に印刷フィルム８を連続的に供給する態様を説明したが、印刷装置６０と蒸着装置１０とを一つの装置として構成し、印刷工程と蒸着工程とを連続して行ってもよい。具体的には、第１巻取部５１（図１参照）及び第２巻出部１２を設けず、図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第２巻取部５２（図３参照）のロール等を回転させて、第１巻出部１１から各装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送するように構成してもよい。また、前述したとおり、蒸着装置１０にアンカーコート形成手段６２を設けてもよい。具体的には、第２巻出部１２と真空蒸着装置２１との間にアンカーコート形成手段６２を設け、アンカーコート形成手段６２と真空蒸着装置２１との間において、アンカーコート剤の溶剤が十分揮発するように乾燥室を設ければよい。
【００５５】
次に、上記蒸着装置１０によって製造される蒸着フィルム４について説明する。まず、上記蒸着装置１０の第２巻出部１２にはロール状に巻き取られた印刷フィルム８（印刷層５及びアンカーコート層６を含むフィルム基材１（図２（Ｃ）参照））が装填され、図示しない搬送手段によって、印刷フィルム８が第２巻取部５２まで搬送される。その途中に配置された真空蒸着装置２１において、印刷フィルム８は大気圧下の導入出部２２から、連続的に導入され、複数の減圧部２３によって段階的に真空度を向上し、真空状態の蒸着部２４で、図４（Ａ）に示すように、アンカーコート層６の上に蒸着層２が形成される。その後、真空蒸着装置２１の導入出部２２から搬出された蒸着層２が形成された印刷フィルム８は、図４（Ｂ）に示すように、バリア層形成手段３２によってバリア剤を塗布することで蒸着層２の上にバリア層７が形成される。
【００５６】
さらに、バリア層７が形成された印刷フィルム８は、接着層形成手段３１によって接着剤を塗布することでバリア層７の上に接着層３が形成され、蒸着フィルム４が形成される。このように、蒸着フィルム４は、図４（Ｃ）に示すとおり、少なくともフィルム状の基材１（印刷層５及びアンカーコート層６を含む）と、基材１の一表面上に積層された蒸着層２と、蒸着層の上に形成されたバリア層７及び接着層３を有している。
【００５７】
蒸着層２は、基材に金属やセラミックを蒸着することにより得られる。蒸着層２としては、金属を蒸着してなる金属蒸着層やセラミックを蒸着したセラミック蒸着層を利用することができる。より具体的には、蒸着層としては、Al、Sn、In、ITO、Zn、Ag、Al2O3、SiOx等の単独蒸着層、又は、SiOx/Al2O3、SiOx/ZnO、SiOx/CaO、SiOx/B2O3、CaO/Ca(OH)2からなる２元蒸着層が用いられる。なお、SiOxとしては、例えば、SiO2、SiO1.8、SiO1.6等が挙げられる。また、アルミニウム（Al）には、成形時の延展性を付与させる目的で鉄を０．１〜９．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％含有させてもよい。なかでも、アルミニウム（Al）、酸化アルミニウム（Al2O3）又は酸化珪素（SiOx）から形成されることが好ましい。蒸着層の厚みは、３０〜１００ｎｍ、好ましくは４０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
【００５８】
酸化アルミニウム（Al2O3）や酸化珪素（SiOx）等を蒸着したセラミック蒸着層は、金属検出器等による異物等の混入検査を行うことができる点で好ましい。また、セラミック蒸着層は、透明である点、電子レンジでも使用できる点、耐熱性が高い点、酸やアルカリに対して強い点において、金属蒸着層に比べて優れた特性を有するものであるが、他方で、伸びに対しては弱く、その基材１は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、二軸延伸ナイロン等の伸びにくい材質を含んでいることが好ましい。
【００５９】
バリア層７は、酸素及び水分の透過を防止する層であり、蒸着層２を有する蒸着フィルム４において必須のものではないが、バリア性を向上させるために形成することが好ましい。バリア層７は、バリア層形成手段３２によって塗布されて形成されるものであり、有機溶剤や水に溶解させたバリア剤または溶解したバリア剤をグラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、蒸着層２の上に均一に塗布して形成する。バリア剤としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）系を使用することができる。バリア層７としては、３〜５ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量におけるバリア層７の厚さは１〜２μｍ程度とすることが好ましい。図３及び４においては、蒸着層２の上にバリア層７を形成したが、バリア層７の配置はこの位置に限定されるものではなく、フィルム基材上に形成されていればよい。例えば、印刷層５の下に形成されてもよいし、アンカーコート層６や接着層３と兼用させてもよい。
【００６０】
接着層３は、接着層形成手段３１によって蒸着層２の上に塗布されて形成されるものであり、有機溶剤や水に溶解させた接着剤または溶解した接着剤をグラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、蒸着層２の上に均一に塗布して形成する。接着層３は、その後、溶剤分を蒸発させて乾燥させて接着性を喪失させた状態で第２巻取部５２において巻き取られる。また、安定した接着力を付与するため、接着層３を形成する表面にコロナ処理を行ってもよい。
【００６１】
接着剤としては、ポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリエステル−ポリウレタン系あるいはポリエーテル−ポリウレタン系、アクリル系、ビニル系、ポリアミド系、エポキシ系、ゴム系等の接着剤を使用することができ、特に２液反応型のポリウレタン系接着剤を使用することが好ましい。
【００６２】
例えば、２液反応型ポリウレタン系接着剤の場合、主剤として、各種のポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられ、硬化剤として、アダクト（トリメチロールプロパンと有機ジイソシアネートの付加物）、ビューレット（３モルの有機ジイソシアネートと１モルの水の反応物）、イソシアヌレート（３モルの有機ジイソシアネートの重合物）等の多官能の有機ポリイソシアネートが使用され、又、ポリイソシアネートとポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールまたは必要によりこれらと低分子ポリオールを反応させて得られるポリウレタンポリイソシアネート化合物を使用することができる。
【００６３】
また、ウレタン系接着剤の溶剤としては、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、ノルマルヘキサン等を使用することができる。接着層３としては、１．５〜５．０ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量における接着層３の厚さは２〜３μｍ程度とすることが好ましい。
【００６４】
なお、図４では、バリア層７と接着層３とが別々に形成されると説明したが、バリア層と接着層とが一体となった層を形成してもよい。この場合、接着層形成手段３１によって、バリア剤を含む接着剤を蒸着層２の上に塗布し、バリア性を備えた接着層３を形成してもよい。
【００６５】
図４に示したように、この蒸着フィルム４は、フィルム基材１の上に印刷層５、アンカーコート層６、蒸着層２、バリア層７及び接着層３が順番に形成された構造である。そして、蒸着フィルム４の接着層３を他の部材に接着させると、フィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等を観察できるので、他の部材の表面に装飾を施すことができる。この場合、フィルム基材１としては、少なくとも光を一部透過する材質のものを使用する。また、蒸着層２として、金属（特にAl）を使用すれば、印刷層５の文字、模様、色彩等が背景の金属光沢によって、より華やかとなり、人目を引く装飾を提供できる。
【００６６】
以上、説明したとおり、本発明の蒸着フィルム製造方法によれば、フィルム基材の上に印刷層を形成した後、アンカーコート層を形成し、蒸着層が形成される表面を平滑化するので、蒸着工程において、均一な蒸着層を形成することができ、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、乾燥室において、アンカーコート層を十分に乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。加えて、蒸着層と接着層との間にバリア層を形成すれば、より酸素及び水分の透過を防ぐことができる高いバリア性を有する蒸着フィルムを製造することができる。
【００６７】
さらに、本発明の蒸着装置によれば、接着層形成手段（ロールコータ）によって、蒸着層の上に接着剤を塗布するだけで接着層が形成できるため、フィルム基材１に対して、蒸着層を形成した後、連続して接着層を形成することができる。このように、蒸着装置によって、フィルム基材上に、蒸着層及び接着層を一連の連続的な処理で形成することができるので、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまでに必要な時間を短縮することができ、生産性を高めることができる。
【００６８】
従来の蒸着装置で蒸着層を形成し、その後、押出ラミネーション装置等の別の装置によって接着層を積層させた場合は、一つの基材に対する蒸着層の形成工程と、その上への接着層の積層工程とは別の日程で行うのが通常であり、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまで、少なくとも２日、積層装置の待ち時間によってはより多くの日数が必要であった。これに対し、本発明によれば、基材を装置に装填できれば、その日のうちに接着層を有する蒸着フィルムを製造することができるので、生産性の向上の効果は計り知れないものである。
【００６９】
さらに、接着層として、押出ラミネーション装置等によってフィルムを積層するのではなく、接着剤を塗布して接着層を形成するので、本発明では、接着層を有する蒸着フィルム全体の膜厚を薄くすることができた。つまり、従来よりも、およそ接着層のフィルム分、膜厚を薄くすることができるのである。
【００７０】
図５は、図４に示した蒸着フィルム４が接着された装飾容器７０の概略断面図である。図５においては、容器７１の内側表面に蒸着フィルム４が接着されている。蒸着フィルム４は、接着層３によって、容器７１の内側表面に接着されるため、装飾容器７０において、内側表面の最表面は、フィルム基材１が配置され、その次に、印刷層５、アンカーコート層６、蒸着層２及びバリア層７が順番に配置される。そして、蒸着フィルム４のフィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等が観察されるため、装飾容器７０は、蒸着フィルム４によって内側表面に装飾が施されたのである。
【００７１】
容器７１は、他の部材の一実施形態であり、材質としては、プラスチック、紙等の材質、またはプラスチック、紙等の材質からなる層の１種または複数種類を積層した積層体を使用できる。特に、容器７１としては、インモールド成形するために、射出成形可能な熱可塑性樹脂、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用することが好ましい。なお、図５においては、容器７１の内側表面に蒸着フィルム４が接着されているが、容器７１の外側表面、内側及び外側表面の両方または内側若しくは外側表面の一部に蒸着フィルム４を接着してもよい。
【００７２】
［実施例］ 本実施例では、図１に示した印刷装置を使用して、フィルム基材１として、１５μｍの膜厚の二軸延伸ナイロンフィルム（ＯＮＹ）からなるフィルムを使用し、フィルム基材１の上に印刷層を形成した。そして、アンカーコート形成手段６２を使用し、印刷層が形成されたフィルム基材１の印刷面側に、硝化綿を添加したポリウレタン系のアンカーコート層を１μｍ程度の厚さに形成し、第１乾燥室８１において乾燥させた。続いて、蒸着装置１０の真空蒸着装置２１において、アンカーコート層の上に４０ｎｍのアルミニウム層を蒸着した。そして、バリア層形成手段３２を使用し、アルミニウム層の上に、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）系のバリア層７を２μｍ程度の厚さに形成した。最後に、シクロヘキサンとメチルエチルケトンの混合溶剤で希釈したポリスチレン系の接着剤を接着層形成手段３１によってバリア層の上に塗布し、第２乾燥室４１において溶剤分を蒸発させて２μｍ程度の膜厚のポリスチレン系の接着層を形成した。こうして、印刷層が形成された二軸延伸ナイロンフィルム上に、アンカーコート層、蒸着アルミニウム層、バリア層及び接着層を有する蒸着フィルムを製造することができた。
【００７３】
かかる蒸着フィルムを別の部材に接着させた。別の部材としては、６０μｍの厚さの直鎖状低密度ポリエチレン（ＰＥ−ＬＬＤ）のシートを使用し、蒸着フィルムの接着層をポリスチレンシートに対向させて１６０〜１８０℃の温度で熱圧着して蒸着フィルムをポリスチレンシートに貼り合わせた。蒸着フィルムが接着されたポリスチレンシートは、表面の二軸延伸ナイロンフィルムを通して観察される印刷層によって、美しい金属光沢のある装飾を簡単に施すことができた。また、別の部材であるポリスチレンシートと、接着層の材質であるポリスチレン系の接着剤及びフィルム基材１の二軸延伸ナイロンフィルムが同質であるため、強固な接着を実現でき、全体として一体感のあるポリスチレンシートを得ることができた。
【符号の説明】
【００７４】
１ フィルム基材
２ 蒸着層
３ 接着層
４ 蒸着フィルム
５ 印刷層
６ アンカーコート層
７ バリア層
８ 印刷フィルム
１０ 蒸着装置
１１ 第１巻出部
１２ 第２巻出部
２１ 真空蒸着装置
３１ 接着層形成手段
３２ バリア層形成手段
４１ 第２乾燥室
５１ 第１巻取部
５２ 第２巻取部
６０ 印刷装置
６１ 印刷手段
６２ アンカーコート形成手段
８１ 第１乾燥室
９１ 予備乾燥室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属やセラミックを蒸着した蒸着フィルムの製造方法に関し、特に、フィルム状の基材に印刷層と蒸着層とが形成され、さらに蒸着層の上に形成された接着層によって、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フィルムのバリア性能を高めるために、フィルムに金属やセラミックを蒸着させた蒸着フィルムが使用されている。特に、アルミニウムは、遮光性が高く、酸素や窒素のガスバリア性がよく、さらに水蒸気バリア性もよいため、食品等を包装するための包装体としてアルミ蒸着フィルムが利用されている。また、アルミニウムは光の反射率が高く美しい金属光沢を有するため、アルミニウム蒸着層よりも表面側に印刷を施すことにより、背景に金属光沢を持つ印刷ができるので、アルミ蒸着フィルムは装飾用としても注目されていた。
【０００３】
このようなアルミ蒸着フィルムは、それ自体をフィルム状の包装体として製袋して、包装袋として利用されることもあったが、そのバリア特性及び意匠性を付与するために、他の部材に接着させて使用されることも多かった。例えば、金型でプラスチックの成形を行う際に成形品の表面にラベルを張り合わせるインモールドラベル成形において、ラベル材として、アルミ蒸着フィルムを張り合わせることにより容器等の表面に容易に装飾を施すことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このラベル材の構成は、印刷基材層、ガスバリア層及び接着層からなり、ガスバリア層として金属または金属酸化物を蒸着等でプラスチックフィルムに積層したものを利用していた。印刷基材層はポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等に印刷を施したものであり、また接着層は、射出樹脂と同材質のプラスチックや、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）を含有するポリエチレン等で、射出樹脂と接着するためのものであった。そして、従来では、これら各層を独立したフィルムとして形成した後、ドライラミネーションで張り合わせたり、その一部もしくは全層を溶融押出ラミネーションすることによって形成していた。
【０００５】
このような蒸着層を製造するための蒸着装置として、真空チャンバー外にロール状に巻いたフィルムを配置し、フィルムを大気中から真空チャンバー内に連続的に導入し、真空チャンバー内で蒸着層を蒸着した後、真空チャンバー内から大気中に蒸着フィルムを搬出する生産性の高い連続式の蒸着装置も開発されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、真空蒸着装置の導入出部の上流にコーティング装置を付設し、蒸着前にアンカーコーティングを行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５０９７９号公報（段落００１４〜００１９）
【特許文献２】特開平８−３１１６５０号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の製造方法では、印刷基材層、ガスバリア層及び接着層をそれぞれ製造した後、張り合わせていたため、ラベル材として完成するまでに複数の装置を経由するため、時間がかかり、生産性が悪かった。また、各層を独立して製造した後に張り合わせる場合には、それぞれの層に基材等が必要となり原価が増加することや、ラベル材の膜厚が厚くなるので使い勝手も悪くなることから、実用性の面で大きな問題があった。
【０００８】
かかる問題に対し、出願人は、先願である特願２００９−５４９１５号において、印刷層が形成されたフィルム状の基材の上に蒸着装置によってガスバリア層（蒸着層）を蒸着し、蒸着層の上に接着層形成手段（ロールコータ）によって接着剤を塗布して接着層を形成した蒸着フィルムの製造方法を提案した。しかし、印刷層の上に、蒸着装置によって蒸着層を蒸着する場合、インキ粒子によって生じた印刷層表面の凹凸によって、蒸着層が不均一となり、ガスバリア性が低下するという課題が新たに生じた。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するために、印刷層の上に蒸着装置によって蒸着層が形成された蒸着フィルムの製造方法において、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造する方法を提供することを目的とする。また、従来に比べて、他の部材に接着させて使用される蒸着フィルムを短時間で製造でき、生産性の高い製造方法を提供することを目的とする。また、膜厚を薄くし、原材料費を安くし、使い勝手のよい他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
蒸着層が不均一となり、ガスバリア性が低下するという課題に対して、本発明の蒸着フィルムの製造方法においては、真空蒸着装置に導入されるまでの間に印刷層の上に十分な厚さのアンカーコート層を形成することによって、インキ粒子の凹凸をアンカーコート層で平滑化し、その表面に蒸着層を均一に形成することで、十分なバリア性を確保することができた。
【００１１】
ところで、特許文献２に記載された連続真空蒸着装置では、コーティング装置を付設し、蒸着前にアンカーコーティングを行っていた。しかし、インキ粒子の凹凸を平滑化するため十分な厚さのアンカーコート層を形成すると、アンカーコート層が真空蒸着装置までの間に十分に乾燥できず、有機溶剤が残存してしまった。また、インキ粒子が有機溶剤を吸収することもあった。これらの結果、製造された蒸着フィルムにアンカーコート剤の溶剤臭が残ることもあるため、本発明においては、真空蒸着装置に導入されるまでの間にアンカーコート層の溶剤を十分に揮発させることが好ましい。
【００１２】
より具体的にいえば、本発明の蒸着フィルムの製造方法は、フィルム状の基材の上に、少なくとも、印刷層、蒸着層、接着層が、この順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法であって、フィルム状の基材を巻出部から巻取部まで搬送する基材搬送手段と、前記巻出部から前記巻取部の間に設けられた真空蒸着装置と、前記真空蒸着装置から前記巻取部の間に設けられた接着層形成手段と、を少なくとも有する装置を使用し、前記基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層が形成されたフィルム状の基材を前記真空蒸着装置に導入しつつ、前記真空蒸着装置において、前記導入されたフィルム状の基材に対し蒸着層を蒸着し、さらに前記基材搬送手段によって前記真空蒸着装置から搬出された蒸着層が蒸着されたフィルム状の基材の当該蒸着層の上に前記接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層を形成し、前記真空蒸着装置に導入されるフィルム状の基材には、前記印刷層と前記蒸着層との間にアンカーコート層が形成され、前記アンカーコート層は、前記印刷層におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有することを特徴とする。
【００１３】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記アンカーコート層は、前記印刷層の上に有機溶剤に溶解されたアンカーコート剤を塗布し、乾燥室において、残留する有機溶剤を揮発させることによって形成されることが好ましい。
【００１４】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記接着層は、前記接着層形成手段によって、前記蒸着層の上に有機溶剤に溶解された接着剤を塗布して形成されることが好ましい。
【００１５】
また、蒸着フィルムの製造方法において、前記接着剤は、バリア剤を含み、前記接着層は、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層であることが好ましい。又は、前記蒸着層の上にバリア剤を塗布し、前記蒸着層と前記接着層との間に、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルム基材の上に印刷層を形成した後、アンカーコート層を形成し、蒸着層が形成される表面を平滑化するので、蒸着工程において、均一な蒸着層を形成することができ、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、乾燥室において、アンカーコート層を十分に乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、接着層形成手段（ロールコータ）によって蒸着層の上に接着剤を塗布するだけで接着層が形成できるため、フィルム基材に対して、蒸着層を形成した後、連続して接着層を形成することができる。このように、製造装置によって、フィルム基材上に、蒸着層及び接着層を一連の連続的な処理で形成することができるので、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまでに必要な時間を短縮することができ、生産性を高めることができた。従来の蒸着装置で蒸着層を形成し、その後、押出ラミネーション装置等の別の装置によって接着層を積層させた場合は、一つの基材に対する蒸着層の形成工程と、その上への接着層の積層工程とは別の日程で行うのが通常であり、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまで、少なくとも２日、積層装置の待ち時間によってはより多くの日数が必要であった。これに対し、本発明によれば、基材を装置に装填できれば、その日のうちに接着層を有する蒸着フィルムを製造することができるので、生産性が著しく向上した。さらに、接着層として、押出ラミネーション装置等によってフィルムを積層するのではなく、接着剤を塗布して接着層を形成するので、本発明では、接着層を有する蒸着フィルム全体の膜厚を薄くすることができた。つまり、従来よりも、およそ接着層のフィルム分、膜厚を薄くすることができるのである。また、蒸着層と接着層との間にバリア層を形成するので、酸素及び水分の透過を防ぐことができる高いバリア性を有する蒸着フィルムを製造することができる。本発明のその他の効果については、以下の実施の形態において記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される印刷装置の概略構成図
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の蒸着フィルムの印刷工程における概略断面図
【図３】本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される蒸着装置の概略構成図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の蒸着フィルムの蒸着工程における概略断面図
【図５】蒸着フィルムが接着された装飾容器の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
【００２０】
図１には、本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される印刷装置の概略構成図を示し、図２（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の蒸着フィルムの印刷工程における概略断面図を示す。
【００２１】
図１に示す印刷装置６０は、後述する図３の蒸着装置１０の前段に設けられ、印刷工程を行うものであり、フィルム状の基材（以下、「フィルム基材」又は単に「基材」と記載することもある）に印刷層及びアンカーコート層を形成し、印刷がなされたフィルム基材（以下「印刷フィルム」という）を製造する。印刷装置６０によって製造された印刷フィルムは、蒸着装置１０に送られ、蒸着工程が行われる。
【００２２】
印刷装置６０は、第１巻出部１１、印刷手段６１、アンカーコート形成手段６２、第１乾燥室８１及び第１巻取部５１を有している。さらに、印刷装置６０は、印刷手段６１によって形成された印刷層５を予備的に乾燥させる予備乾燥室９１を有してもよい。第１巻出部１１は、通常、フィルム基材がロール状に巻き取られたロールが装填される部分であり、第１巻取部５１は、装置内で処理されたフィルム基材１をロール状に巻き取って回収する部分である。図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第１巻取部５１のロール、さらに必要に応じて印刷装置６０内の適宜のロールを回転させて、第１巻出部１１から装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第１巻取部５１においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第１巻取部５１までフィルム基材１を搬送する。
【００２３】
印刷手段６１は、フィルム基材１の上に印刷層５を形成する。印刷手段６１としては、例えば凹版印刷（グラビア）、凸版印刷（フレキソ）、平版印刷（オフセット）、スクリーン印刷、転写印刷等の方式を使用できる。印刷手段６１は、インキ選択性が高く、適用可能なフィルム基材１の種類が多いグラビア印刷を利用することが好ましい。なお、印刷層５を形成する前のフィルム基材１の表面に対し、コロナ放電処理を施してもよい。なお、図１では、１台の印刷手段６１しか図示していないが、印刷手段６１は、カラーの印刷層を形成するための複数のロールコータによって構成されてもよい。予備乾燥室９１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、印刷手段６１によって形成された印刷層５を予備的に乾燥させるものであり、複数のロールコータを設けた場合において、前段のロールコータで形成された印刷層５が、後段のロールコータで形成される印刷層に影響しないように、印刷層５の溶剤の一部を揮発させることができる。
【００２４】
アンカーコート形成手段６２は、印刷層５が形成されたフィルム基材１に対し、連続的にアンカーコート剤を塗布して印刷層５の上にアンカーコート層６を形成する。アンカーコート形成手段６２としては、例えば、グラビアロールコータやリバースロールコータを使用することができる。グラビアロールコータはグラビアロールの線密度とセルの深さを決めることで精度よくアンカーコート剤のコート量を管理することができる。反面、グラビアロールコータでは、アンカーコート剤のコート量を変更する場合にはグラビアロール自体を変更しなければならなかった。この点、リバースロールコータはメタリングロールとアプリケータロールの間隔及び各ロールの回転速度を変更することによって、アンカーコート剤のコート量を容易に変更することができる。
【００２５】
アンカーコート層６は、アンカーコート形成手段６２によって、少なくとも印刷層５におけるインキ粒子の凹凸を平滑化できる厚さに形成される必要がある。すなわち、インキ粒子の凹凸の段差の最大値（インキ粒子の最も高い位置と最も低い位置の差）よりも厚くする。使用されるインキ粒子の種類によっても異なるが、アンカーコート層６としては、１〜５ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量におけるアンカーコート層６の厚さは１〜３μｍ程度とすることが好ましい。インキ粒子の大きさは、おおよそ０．１μｍ程度であるので、アンカーコート層６を形成することによって、インキ粒子によって生じる印刷層５の表面の凹凸を平滑化することができる。
【００２６】
第１乾燥室８１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、印刷手段６１において塗布された印刷層５及びアンカーコート層６をより早く乾燥させるためのものであり、印刷層５及びアンカーコート層６が十分に乾燥するだけの熱量をフィルム基材に供給する。印刷手段６１において、アンカーコート剤が塗布されたフィルム基材１は、第１乾燥室８１内を搬送される。第１乾燥室８１は、高温の雰囲気や気流等によって溶剤分を蒸発させ、アンカーコート層６を乾燥させ、印刷フィルム８を製造する。なお、アンカーコート層６が乾燥するとは、例えば、紙片を当てた場合、その紙片が湿らない程度に乾いている状態である。
【００２７】
このように、アンカーコート形成手段６２によって、印刷層５の上にアンカーコート層６が形成されるので、印刷層５のインキ粒子によって生じる表面の凹凸が平滑化され、後段の蒸着工程において、蒸着層２を均一に蒸着させることができる。また、第１乾燥室によって、アンカーコート剤の溶剤を十分に揮発させることができるので、印刷フィルム８に残留する溶剤臭を少なくすることができる。
【００２８】
なお、図１では、印刷装置６０を単体の装置とし、第１巻取部５１がフィルム基材１（印刷フィルム８）を回収すると説明したが、印刷装置６０と蒸着装置１０とを一つの装置として構成し、印刷工程と蒸着工程とを連続して行ってもよい。この場合、第１巻取部５１及び第２巻出部１２（図３参照）を設けなくてもよい。具体的には、図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第２巻取部５２（図３参照）のロール等を回転させて、第１巻出部１１から各装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送するように構成してもよい。また、印刷手段６１とアンカーコート形成手段６２とを別体として、巻出部、印刷用ロール、乾燥室及び巻取部を有する印刷装置と、巻出部、アンカーコート形成手段（ロールコータ）、乾燥室及び巻取部を有するアンカーコート形成装置とを設けてもよい。さらに、アンカーコート形成手段６２を印刷装置６０ではなく、蒸着装置に設けてもよいが、この場合は真空蒸着装置２１に導入される前にアンカーコート層を十分に乾燥させる乾燥室も設けることが好ましい。
【００２９】
次に、上記印刷装置６０によって製造される印刷フィルム８について説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、上記印刷装置６０の第１巻出部１１にはロール状に巻き取られたフィルム基材１が装填され、図示しない搬送手段によって、フィルム基材１が第１巻取部５１まで搬送される。
【００３０】
フィルム基材１は、図２（Ｂ）に示すように、その途中に配置された印刷手段６１が印刷層５を形成した後、図２（Ｃ）に示すように、アンカーコート形成手段６２がアンカーコート剤を塗布することでアンカーコート層６が形成され、第１乾燥室８１において乾燥させられる。このように、印刷フィルム８は、図２（Ｃ）に示すとおり、少なくともフィルム状の基材１と、基材１の一表面上に形成された印刷層５と、印刷層５の上に形成されたアンカーコート層６とを有している。なお、図２においては、フィルムの下面に印刷層５及びアンカーコート層６を形成しているが、本明細書における層の上下関係は、基材側を下、外側を上とする。
【００３１】
基材１は、印刷工程において、その一方の表面に印刷層５が形成され、さらに、蒸着工程において、その一方の表面に蒸着層２が形成されるフィルムであり、印刷層５及び蒸着層２を形成できる基材であれば使用することが可能である。例えば、基材１として、プラスチック、紙等の材質からなる単層フィルム、プラスチック、紙等の材質からなる層の１種または複数種類を積層した積層フィルムであってもよい。なお、フィルム基材１としては、少なくとも光を一部透過する材質のものを使用することが好ましい。フィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等を観察できるためである。
【００３２】
また、基材１としての積層体フィルムの形成方法は、特に限定されず、押出ラミネーション法やドライラミネーション法によって複数の層を貼り合わせたり、押出コーティング法によって積層したりしてもよい。フィルム基材１の厚さについては特に制限はなく、蒸着装置１０において、搬送できる程度の可撓性を有していればよい。一部の分野において「シート」と呼ばれる０．２５ｍｍ以上の厚みのものも本発明のフィルム基材１に含まれる。
【００３３】
基材１は、蒸着フィルムが接着される他の部材の材料と同じ材料のフィルムを基材の最下層（接着層が形成される面とは反対側の表面）となるようにすれば、蒸着フィルムを接着後の他の部材において、蒸着フィルムを接着した部分とそれ以外の部分とで同じ材質となるため、全体として統一した質感の部材（容器、皿等）を製造できる。また、金型で他の部材を成形する際に表面にラベルを張り合わせるインモールドラベル成形において、蒸着フィルムを使用する場合には、蒸着フィルムの基材が他の部材と同じ材料であれば、成形加工において、ラベルの接着性が高まり好ましい。
【００３４】
基材１の一部として、プラスチックを利用する場合は、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ（メタ）アクリル、ポリアミド、ポリアラミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ナイロンなどを使用することができる。特に、延伸ポリスチレン（OPS）、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（PET）、二軸延伸ポリプロピレン（OPP）、無延伸ポリプロピレン（CPP）、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）、二軸延伸ナイロン（ONY）、無延伸ナイロン（CNY）等を使用することができる。
【００３５】
基材１の一部として紙を利用する場合には、薄葉紙、上質紙、中質紙、書籍用紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、純白ロール紙、模造紙などがあげられ、場合によってはボール紙、段ボールなども用いることができる。また、基材１の一部として紙を利用する場合、紙の上にプラスチック層を積層することが好ましい。
【００３６】
プラスチック層としては、上述した材質のものが挙げられ、特にポリエチレン層として、密度０．９１０〜０．９２５の低密度ポリエチレンと密度０．９４１〜０．９８０の高密度ポリエチレンとの重量比で２：８〜８：２（好ましくは３：７〜７：３）の組成物からなる密度０．９３０〜０．９６５のポリエチレン組成物の押出コート層を用いることが好ましい。この場合、ポリエチレン組成物の密度が０．９３６〜０．９６０であることが特に好ましい。なおポリエチレン層の厚みは、たとえば１０〜３０μｍ程度とすることが多い。
【００３７】
低密度ポリエチレン単独の場合あるいは低密度ポリエチレンの割合が上記の範囲よりも多いときは、耐熱性が不足するため、高温工程や高温での取り扱いを行うような場合には使用制限を受ける。高密度ポリエチレン単独の場合あるいは高密度ポリエチレンの割合が上記の範囲よりも多いときは、押出コートに際し平滑性が損なわれる上、押出コートにより形成された層が不透明になって商品価値が減ずるようになる。また、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの重量比が上記範囲にあっても、組成物の密度が上記規定の範囲から外れるときは、やはり耐熱性の点で不満が残る。
【００３８】
アンカーコート層６は、アンカーコート形成手段６２によって印刷層５の上に塗布されて形成されるものであり、グラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、有機溶剤や水に溶解させたアンカーコート剤又は溶解したアンカーコート剤を印刷層５の上に均一に塗布して形成する。アンカーコート層６は、その後、溶剤分を蒸発させて第１巻取部５１において巻き取られる。
【００３９】
アンカーコート剤としては、ポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリエステル−ポリウレタン系又はポリエーテル−ポリウレタン系、アクリル系、ビニル系、ポリアミド系、エポキシ系、ゴム系等を使用することができる。特に、蒸着工程の高温に耐えられるように硝化綿を添加したポリウレタン系樹脂を使用するのが好ましい。
【００４０】
以上、説明したとおり、本発明の印刷装置によれば、印刷手段６１によって、フィルム基材１の上に印刷層５を形成した後、アンカーコート層６を形成し、蒸着面を平滑化するので、後段の蒸着工程において、均一な蒸着層２を形成し、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、印刷工程において、第１乾燥室８１によって、アンカーコート層６を乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。
【００４１】
図３には、本発明の蒸着フィルムの製造方法において使用される蒸着装置の概略構成図を示し、図４（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の蒸着フィルムの蒸着工程における概略断面図を示す。図３に示した蒸着装置１０は、前述した印刷装置６０の後段に設けられ、蒸着工程を行うものであり、前段の印刷装置６０において製造された印刷フィルム８に各層を形成し、蒸着フィルム４を製造する。蒸着装置１０は、第２巻出部１２、真空蒸着装置２１、接着層形成手段３１、第２乾燥室４１、第２巻取部５２を有している。さらに、蒸着装置１０は、蒸着フィルムのバリア特性を高めるために、蒸着層とは別にバリア層７を形成するためのバリア層形成手段３２を設けてもよい。
【００４２】
第２巻出部１２は、フィルム基材１に少なくとも印刷層５及びアンカーコート層６が形成された印刷フィルム８がロール状に巻き取られたロールが装填される部分であり、第２巻取部５２は、装置内で処理されたフィルム基材１（蒸着フィルム４）をロール状に巻き取って回収する部分である。図示しない搬送手段によって、第２巻出部１２のロール及び／又は第２巻取部５２のロール、さらに必要に応じて蒸着装置１０内の適宜のロールを回転させて、第２巻出部１２から装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第２巻出部１２から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送する。なお、蒸着フィルム４は、図４（Ｃ）に示すように、印刷層５及びアンカーコート層６が形成された基材１に少なくとも蒸着層２、バリア層７及び接着層３が積層されたものであり、第２巻取部５２において蒸着フィルム４を巻き取ることによって、それに含まれるフィルム基材１も同時に巻き取られる。
【００４３】
真空蒸着装置２１は、第２巻出部１２から第２巻取部５２までの間に設けられ、フィルム基材１の一方の面に蒸着層２を形成するものであり、大気圧下の基材１を真空蒸着装置２１に連続的に導入し、真空蒸着装置２１内で蒸着層２を蒸着し、蒸着層２が蒸着された基材１を真空蒸着装置２１から大気圧下に取り出すことができる連続式である。図３の真空蒸着装置２１は、フィルム基材１が導入及び取り出される導入出部２２と、複数の減圧部２３と、蒸着層２が蒸着される蒸着部２４と、減圧部２３及び蒸着部２４を減圧する排気手段２５とを有し、大気圧下の導入出部２２から真空状態の蒸着部２４までの間に設けられた複数の減圧部２３によって段階的に真空度を向上し、また真空度を安定に維持するように構成されている。
【００４４】
導入出部２２は、フィルム基材１が真空蒸着装置２１内に導入され、フィルム基材１が真空蒸着装置２１から取り出される部分であり、通常は、大気圧下に設けられている。フィルム基材１の導入と取り出しを一か所にまとめることによって、省スペース化及び減圧の容易化を図っている。なお、フィルム基材１を真空蒸着装置２１に導入する部分とフィルム基材１を真空蒸着装置２１から取り出す部分とを別々に設けてもよい。
【００４５】
減圧部２３は、段階的に真空度を高めるために設けられた小部屋であり、導入出部２２から蒸着部２４までの間に少なくとも１つ、好ましくは複数段の部屋が設けられる。他の減圧部２３や導入出部２２又は蒸着部２４との間は、多段に配設したシールロール群２６によって仕切られており、排気手段２５によって小部屋内の雰囲気を排気することによって減圧部２３内の圧力を減圧状態にすることができ、さらにシールロール群２６を介して真空度を維持したままフィルム基材１を搬送できるように構成されている。
【００４６】
各シールロール群２６は、図１においては、横方向に互いに接触するように並んだ３個のロールからなり、たとえば左のロールと中央のロールとで導入側のフィルム基材１を挟持し、右のロールと中央のロールとで導出側のフィルム基材１を挟持している。このように３個のロールが横方向に互いに接触するように配置されているため、各減圧部２３や蒸着部２４の真空度を維持しつつ、各減圧部２３や蒸着部２４にフィルム基材１を導入出することができる。さらに、各減圧部２３内には、上下各段のシールロール群２６の中間にデフレクタロール３０が配置され、導入側および導出側のフィルム基材１を片寄らせるよう張力をかけて、フィルム基材１の円滑な走行を確保している。
【００４７】
なお、図３においては、減圧部２３は３部屋としているが、その数を増やすことによって、蒸着部２４の真空度をより高くしたり、より安定に維持したりすることができる。また、図３のシールロール群２６の構成は、中央のロールが導入側のロール対と導出側のロール対とで共通して使用され、３個のロールによって導入側も導出側も搬送できるようになっているが、４個のロールによって導入側のロール対と導出側のロール対を別個に設けてもよい。また、導入出部２２として、フィルム基材１を真空蒸着装置２１に導入する部分とフィルム基材１を真空蒸着装置２１から取り出す部分とを別々に設けた場合には、フィルム基材１を導入する部分と蒸着部２４との間及び蒸着部２４とフィルム基材１を取り出す部分との間のそれぞれに減圧部２３を配置する。
【００４８】
蒸着部２４は、真空チャンバー内に蒸着層２を蒸着するための設備が備えられており、排気手段２５によって高真空状態に維持される。図３の蒸着部２４内には、フィルム基材１を支持すると共にその背面から冷却する冷却ロール２７、冷却ロール２７の下方に配置されたるつぼ２８及びるつぼ２８の周囲に配置された加熱手段２９が設けられている。減圧部２３からシールロール群２６を介して蒸着部２４に搬入されたフィルム基材１は、冷却ロール２７に巻きつけられ、冷却ロール２７に沿って搬送される。
【００４９】
冷却ロール２７の下方において、るつぼ２８内に収容された蒸着材料が加熱手段２９によって加熱されることにより蒸発しており、冷却ロール２７に巻きつけられたフィルム基材１に蒸着し、フィルム基材１に形成されたアンカーコート層６の上に蒸着層２が形成される。図示していないが、るつぼ２８と冷却ロール間の空間を仕切るチャンネル、蒸発した蒸着材料がフィルム基材１以外の冷却ロール２７に蒸着するのを防ぐためのエッジマスク、フィルム停止時にるつぼからの熱や蒸着を遮断するコールドシャッタ等を設けていてもよい。なお、図３及び図４においては、フィルム基材１の下面に蒸着層２及び接着層３を形成しているが、本明細書における層の上下関係は、基材側を下、外側を上とする。
【００５０】
排気手段２５は、減圧部２３及び蒸着部２４内を排気するポンプであり、各部屋を真空引きしている。排気手段２５は、各減圧部２３及び蒸着部２４の全てに対して連結されており、各減圧部２３及び蒸着部２４を減圧状態とする。ただし、同じポンプによって排気していても、最上段の減圧部２３は、大気圧下の導入出部２２が隣接しているため、真空度が低くなり、その下の段の減圧部２３は最上段の減圧部２３よりも真空度が高くなり、蒸着部２４では最も真空度が高くなる。
【００５１】
バリア層形成手段３２は、移動する蒸着層２が形成されたフィルム基材１に対し、連続的にバリア剤を塗布して蒸着層２の上にバリア層７を形成する。また、接着層形成手段３１は、バリア層７の上に接着層３を形成する。
【００５２】
接着層形成手段３１及びバリア層形成手段３２としては、例えば、グラビアロールコータやリバースロールコータを使用することができる。グラビアロールコータはグラビアロールの線密度とセルの深さを決めることで精度よくバリア剤及び接着剤のコート量を管理することができる。反面、グラビアロールコータでは、バリア剤及び接着剤のコート量を変更する場合にはグラビアロール自体を変更しなければならなかった。この点、リバースロールコータはメタリングロールとアプリケータロールの間隔及び各ロールの回転速度を変更することによって、バリア剤及び接着剤のコート量を容易に変更することができる。
【００５３】
第２乾燥室４１は、熱源による高温（通常、８０〜１２０℃）の気体及び／又は気流（風）を生成して、バリア層形成手段３２により形成されたバリア層７及び接着層形成手段３１により形成された接着層３をより早く乾燥させるためのものであり、より短期間で蒸着フィルムを製造するために設けることが好ましい。すなわち、バリア剤及び接着剤が塗布された蒸着フィルム４は、第２乾燥室４１内を搬送され、高温の雰囲気や気流等によって溶剤分を蒸発させ、バリア層７及び接着層３を乾燥させる。ただし、接着層形成手段３１から第２巻取部５２までの間を搬送させるだけで乾燥するような乾燥しやすいバリア剤及び接着剤を使用すれば、第２乾燥室４１を設けなくてもよい。
【００５４】
なお、図３では、蒸着装置１０を単体の装置とし、印刷フィルム８がロール状に巻き取られたロールが第２巻出部１２に装填され、第２巻出部１２が装置内に印刷フィルム８を連続的に供給する態様を説明したが、印刷装置６０と蒸着装置１０とを一つの装置として構成し、印刷工程と蒸着工程とを連続して行ってもよい。具体的には、第１巻取部５１（図１参照）及び第２巻出部１２を設けず、図示しない搬送手段によって、第１巻出部１１のロール及び／又は第２巻取部５２（図３参照）のロール等を回転させて、第１巻出部１１から各装置内にフィルム基材１を連続的に供給し、また第２巻取部５２においてフィルム基材１を連続的に回収して、第１巻出部１１から第２巻取部５２までフィルム基材１を搬送するように構成してもよい。また、前述したとおり、蒸着装置１０にアンカーコート形成手段６２を設けてもよい。具体的には、第２巻出部１２と真空蒸着装置２１との間にアンカーコート形成手段６２を設け、アンカーコート形成手段６２と真空蒸着装置２１との間において、アンカーコート剤の溶剤が十分揮発するように乾燥室を設ければよい。
【００５５】
次に、上記蒸着装置１０によって製造される蒸着フィルム４について説明する。まず、上記蒸着装置１０の第２巻出部１２にはロール状に巻き取られた印刷フィルム８（印刷層５及びアンカーコート層６を含むフィルム基材１（図２（Ｃ）参照））が装填され、図示しない搬送手段によって、印刷フィルム８が第２巻取部５２まで搬送される。その途中に配置された真空蒸着装置２１において、印刷フィルム８は大気圧下の導入出部２２から、連続的に導入され、複数の減圧部２３によって段階的に真空度を向上し、真空状態の蒸着部２４で、図４（Ａ）に示すように、アンカーコート層６の上に蒸着層２が形成される。その後、真空蒸着装置２１の導入出部２２から搬出された蒸着層２が形成された印刷フィルム８は、図４（Ｂ）に示すように、バリア層形成手段３２によってバリア剤を塗布することで蒸着層２の上にバリア層７が形成される。
【００５６】
さらに、バリア層７が形成された印刷フィルム８は、接着層形成手段３１によって接着剤を塗布することでバリア層７の上に接着層３が形成され、蒸着フィルム４が形成される。このように、蒸着フィルム４は、図４（Ｃ）に示すとおり、少なくともフィルム状の基材１（印刷層５及びアンカーコート層６を含む）と、基材１の一表面上に積層された蒸着層２と、蒸着層の上に形成されたバリア層７及び接着層３を有している。
【００５７】
蒸着層２は、基材に金属やセラミックを蒸着することにより得られる。蒸着層２としては、金属を蒸着してなる金属蒸着層やセラミックを蒸着したセラミック蒸着層を利用することができる。より具体的には、蒸着層としては、Al、Sn、In、ITO、Zn、Ag、Al2O3、SiOx等の単独蒸着層、又は、SiOx/Al2O3、SiOx/ZnO、SiOx/CaO、SiOx/B2O3、CaO/Ca(OH)2からなる２元蒸着層が用いられる。なお、SiOxとしては、例えば、SiO2、SiO1.8、SiO1.6等が挙げられる。また、アルミニウム（Al）には、成形時の延展性を付与させる目的で鉄を０．１〜９．０ｗｔ％、好ましくは０．５〜２．０ｗｔ％含有させてもよい。なかでも、アルミニウム（Al）、酸化アルミニウム（Al2O3）又は酸化珪素（SiOx）から形成されることが好ましい。蒸着層の厚みは、３０〜１００ｎｍ、好ましくは４０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
【００５８】
酸化アルミニウム（Al2O3）や酸化珪素（SiOx）等を蒸着したセラミック蒸着層は、金属検出器等による異物等の混入検査を行うことができる点で好ましい。また、セラミック蒸着層は、透明である点、電子レンジでも使用できる点、耐熱性が高い点、酸やアルカリに対して強い点において、金属蒸着層に比べて優れた特性を有するものであるが、他方で、伸びに対しては弱く、その基材１は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、二軸延伸ナイロン等の伸びにくい材質を含んでいることが好ましい。
【００５９】
バリア層７は、酸素及び水分の透過を防止する層であり、蒸着層２を有する蒸着フィルム４において必須のものではないが、バリア性を向上させるために形成することが好ましい。バリア層７は、バリア層形成手段３２によって塗布されて形成されるものであり、有機溶剤や水に溶解させたバリア剤または溶解したバリア剤をグラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、蒸着層２の上に均一に塗布して形成する。バリア剤としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）系を使用することができる。バリア層７としては、３〜５ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量におけるバリア層７の厚さは１〜２μｍ程度とすることが好ましい。図３及び４においては、蒸着層２の上にバリア層７を形成したが、バリア層７の配置はこの位置に限定されるものではなく、フィルム基材上に形成されていればよい。例えば、印刷層５の下に形成されてもよいし、アンカーコート層６や接着層３と兼用させてもよい。
【００６０】
接着層３は、接着層形成手段３１によって蒸着層２の上に塗布されて形成されるものであり、有機溶剤や水に溶解させた接着剤または溶解した接着剤をグラビアロールコート法、リバースロールコート法等によって、蒸着層２の上に均一に塗布して形成する。接着層３は、その後、溶剤分を蒸発させて乾燥させて接着性を喪失させた状態で第２巻取部５２において巻き取られる。また、安定した接着力を付与するため、接着層３を形成する表面にコロナ処理を行ってもよい。
【００６１】
接着剤としては、ポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリエステル−ポリウレタン系あるいはポリエーテル−ポリウレタン系、アクリル系、ビニル系、ポリアミド系、エポキシ系、ゴム系等の接着剤を使用することができ、特に２液反応型のポリウレタン系接着剤を使用することが好ましい。
【００６２】
例えば、２液反応型ポリウレタン系接着剤の場合、主剤として、各種のポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール、ポリエステルポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられ、硬化剤として、アダクト（トリメチロールプロパンと有機ジイソシアネートの付加物）、ビューレット（３モルの有機ジイソシアネートと１モルの水の反応物）、イソシアヌレート（３モルの有機ジイソシアネートの重合物）等の多官能の有機ポリイソシアネートが使用され、又、ポリイソシアネートとポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールまたは必要によりこれらと低分子ポリオールを反応させて得られるポリウレタンポリイソシアネート化合物を使用することができる。
【００６３】
また、ウレタン系接着剤の溶剤としては、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエン、ノルマルヘキサン等を使用することができる。接着層３としては、１．５〜５．０ｇ／ｍ2のコート量（乾燥時）とすることが好ましく、これらのコート量における接着層３の厚さは２〜３μｍ程度とすることが好ましい。
【００６４】
なお、図４では、バリア層７と接着層３とが別々に形成されると説明したが、バリア層と接着層とが一体となった層を形成してもよい。この場合、接着層形成手段３１によって、バリア剤を含む接着剤を蒸着層２の上に塗布し、バリア性を備えた接着層３を形成してもよい。
【００６５】
図４に示したように、この蒸着フィルム４は、フィルム基材１の上に印刷層５、アンカーコート層６、蒸着層２、バリア層７及び接着層３が順番に形成された構造である。そして、蒸着フィルム４の接着層３を他の部材に接着させると、フィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等を観察できるので、他の部材の表面に装飾を施すことができる。この場合、フィルム基材１としては、少なくとも光を一部透過する材質のものを使用する。また、蒸着層２として、金属（特にAl）を使用すれば、印刷層５の文字、模様、色彩等が背景の金属光沢によって、より華やかとなり、人目を引く装飾を提供できる。
【００６６】
以上、説明したとおり、本発明の蒸着フィルム製造方法によれば、フィルム基材の上に印刷層を形成した後、アンカーコート層を形成し、蒸着層が形成される表面を平滑化するので、蒸着工程において、均一な蒸着層を形成することができ、ガスバリア性の高い蒸着フィルムを製造することができる。また、乾燥室において、アンカーコート層を十分に乾燥させるので、有機溶剤臭を少なくすることができる。加えて、蒸着層と接着層との間にバリア層を形成すれば、より酸素及び水分の透過を防ぐことができる高いバリア性を有する蒸着フィルムを製造することができる。
【００６７】
さらに、本発明の蒸着装置によれば、接着層形成手段（ロールコータ）によって、蒸着層の上に接着剤を塗布するだけで接着層が形成できるため、フィルム基材１に対して、蒸着層を形成した後、連続して接着層を形成することができる。このように、蒸着装置によって、フィルム基材上に、蒸着層及び接着層を一連の連続的な処理で形成することができるので、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまでに必要な時間を短縮することができ、生産性を高めることができる。
【００６８】
従来の蒸着装置で蒸着層を形成し、その後、押出ラミネーション装置等の別の装置によって接着層を積層させた場合は、一つの基材に対する蒸着層の形成工程と、その上への接着層の積層工程とは別の日程で行うのが通常であり、接着層を有する蒸着フィルムを完成させるまで、少なくとも２日、積層装置の待ち時間によってはより多くの日数が必要であった。これに対し、本発明によれば、基材を装置に装填できれば、その日のうちに接着層を有する蒸着フィルムを製造することができるので、生産性の向上の効果は計り知れないものである。
【００６９】
さらに、接着層として、押出ラミネーション装置等によってフィルムを積層するのではなく、接着剤を塗布して接着層を形成するので、本発明では、接着層を有する蒸着フィルム全体の膜厚を薄くすることができた。つまり、従来よりも、およそ接着層のフィルム分、膜厚を薄くすることができるのである。
【００７０】
図５は、図４に示した蒸着フィルム４が接着された装飾容器７０の概略断面図である。図５においては、容器７１の内側表面に蒸着フィルム４が接着されている。蒸着フィルム４は、接着層３によって、容器７１の内側表面に接着されるため、装飾容器７０において、内側表面の最表面は、フィルム基材１が配置され、その次に、印刷層５、アンカーコート層６、蒸着層２及びバリア層７が順番に配置される。そして、蒸着フィルム４のフィルム基材１を通して印刷層５の文字、模様、色彩等が観察されるため、装飾容器７０は、蒸着フィルム４によって内側表面に装飾が施されたのである。
【００７１】
容器７１は、他の部材の一実施形態であり、材質としては、プラスチック、紙等の材質、またはプラスチック、紙等の材質からなる層の１種または複数種類を積層した積層体を使用できる。特に、容器７１としては、インモールド成形するために、射出成形可能な熱可塑性樹脂、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用することが好ましい。なお、図５においては、容器７１の内側表面に蒸着フィルム４が接着されているが、容器７１の外側表面、内側及び外側表面の両方または内側若しくは外側表面の一部に蒸着フィルム４を接着してもよい。
【００７２】
［実施例］ 本実施例では、図１に示した印刷装置を使用して、フィルム基材１として、１５μｍの膜厚の二軸延伸ナイロンフィルム（ＯＮＹ）からなるフィルムを使用し、フィルム基材１の上に印刷層を形成した。そして、アンカーコート形成手段６２を使用し、印刷層が形成されたフィルム基材１の印刷面側に、硝化綿を添加したポリウレタン系のアンカーコート層を１μｍ程度の厚さに形成し、第１乾燥室８１において乾燥させた。続いて、蒸着装置１０の真空蒸着装置２１において、アンカーコート層の上に４０ｎｍのアルミニウム層を蒸着した。そして、バリア層形成手段３２を使用し、アルミニウム層の上に、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）系のバリア層７を２μｍ程度の厚さに形成した。最後に、シクロヘキサンとメチルエチルケトンの混合溶剤で希釈したポリスチレン系の接着剤を接着層形成手段３１によってバリア層の上に塗布し、第２乾燥室４１において溶剤分を蒸発させて２μｍ程度の膜厚のポリスチレン系の接着層を形成した。こうして、印刷層が形成された二軸延伸ナイロンフィルム上に、アンカーコート層、蒸着アルミニウム層、バリア層及び接着層を有する蒸着フィルムを製造することができた。
【００７３】
かかる蒸着フィルムを別の部材に接着させた。別の部材としては、６０μｍの厚さの直鎖状低密度ポリエチレン（ＰＥ−ＬＬＤ）のシートを使用し、蒸着フィルムの接着層をポリスチレンシートに対向させて１６０〜１８０℃の温度で熱圧着して蒸着フィルムをポリスチレンシートに貼り合わせた。蒸着フィルムが接着されたポリスチレンシートは、表面の二軸延伸ナイロンフィルムを通して観察される印刷層によって、美しい金属光沢のある装飾を簡単に施すことができた。また、別の部材であるポリスチレンシートと、接着層の材質であるポリスチレン系の接着剤及びフィルム基材１の二軸延伸ナイロンフィルムが同質であるため、強固な接着を実現でき、全体として一体感のあるポリスチレンシートを得ることができた。
【符号の説明】
【００７４】
１ フィルム基材
２ 蒸着層
３ 接着層
４ 蒸着フィルム
５ 印刷層
６ アンカーコート層
７ バリア層
８ 印刷フィルム
１０ 蒸着装置
１１ 第１巻出部
１２ 第２巻出部
２１ 真空蒸着装置
３１ 接着層形成手段
３２ バリア層形成手段
４１ 第２乾燥室
５１ 第１巻取部
５２ 第２巻取部
６０ 印刷装置
６１ 印刷手段
６２ アンカーコート形成手段
８１ 第１乾燥室
９１ 予備乾燥室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状の基材の上に、少なくとも、印刷層、蒸着層、接着層が、この順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法であって、
フィルム状の基材を巻出部から巻取部まで搬送する基材搬送手段と、前記巻出部から前記巻取部の間に設けられた真空蒸着装置と、前記真空蒸着装置から前記巻取部の間に設けられた接着層形成手段と、を少なくとも有する装置を使用し、
前記基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層が形成されたフィルム状の基材を前記真空蒸着装置に導入しつつ、前記真空蒸着装置において、前記導入されたフィルム状の基材に対し蒸着層を蒸着し、さらに前記基材搬送手段によって前記真空蒸着装置から搬出された蒸着層が蒸着されたフィルム状の基材の当該蒸着層の上に前記接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層を形成し、
前記真空蒸着装置に導入されるフィルム状の基材には、前記印刷層と前記蒸着層との間にアンカーコート層が形成され、
前記アンカーコート層は、前記印刷層におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有することを特徴とする蒸着フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記アンカーコート層は、前記印刷層の上に有機溶剤に溶解されたアンカーコート剤を塗布し、乾燥室において、残留する有機溶剤を揮発させることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記接着層は、前記接着層形成手段によって、前記蒸着層の上に有機溶剤に溶解された接着剤を塗布して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記フィルム状の基材の上に、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記接着剤は、バリア剤を含み、
前記接着層は、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層としても機能することを特徴とする請求項４に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項１】
フィルム状の基材の上に、少なくとも、印刷層、蒸着層、接着層が、この順で形成され、他の部材と接着させて使用される蒸着フィルムの製造方法であって、
フィルム状の基材を巻出部から巻取部まで搬送する基材搬送手段と、前記巻出部から前記巻取部の間に設けられた真空蒸着装置と、前記真空蒸着装置から前記巻取部の間に設けられた接着層形成手段と、を少なくとも有する装置を使用し、
前記基材搬送手段によって、あらかじめ、印刷層が形成されたフィルム状の基材を前記真空蒸着装置に導入しつつ、前記真空蒸着装置において、前記導入されたフィルム状の基材に対し蒸着層を蒸着し、さらに前記基材搬送手段によって前記真空蒸着装置から搬出された蒸着層が蒸着されたフィルム状の基材の当該蒸着層の上に前記接着層形成手段によって接着剤を塗布して接着層を形成し、
前記真空蒸着装置に導入されるフィルム状の基材には、前記印刷層と前記蒸着層との間にアンカーコート層が形成され、
前記アンカーコート層は、前記印刷層におけるインキ粒子の凹凸を平滑化する厚さを有することを特徴とする蒸着フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記アンカーコート層は、前記印刷層の上に有機溶剤に溶解されたアンカーコート剤を塗布し、乾燥室において、残留する有機溶剤を揮発させることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記接着層は、前記接着層形成手段によって、前記蒸着層の上に有機溶剤に溶解された接着剤を塗布して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記フィルム状の基材の上に、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記接着剤は、バリア剤を含み、
前記接着層は、酸素又は水分の透過を防ぐバリア層としても機能することを特徴とする請求項４に記載の蒸着フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−４５８４３（Ｐ２０１２−４５８４３Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９１１１２（Ｐ２０１０−１９１１１２）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（３９００３３８６８）株式会社メイワパックス (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（３９００３３８６８）株式会社メイワパックス (27)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]