JP2001019782A - ガスバリアー性フィルムおよびその製造方法 - Google Patents
ガスバリアー性フィルムおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ポリビニルアルコールを用いない新しいガスバ
リアー層を含むフィルム技術であり、電子線照射により
酸素バリアー性を有効に向上させる。 【解決手段】ポリアクリル酸の部分中和物であり、中和
度ｎが２０≦ｎ≦４０の材料によって、基材フィルム上
にガスバリアー層の被膜を形成する。そして、その被膜
に対し、線量５０ｋＧｙ〜２００ｋＧｙ、より好ましく
は、６０ｋＧｙ〜９０ｋＧｙの電子線を照射する。電子
線照射後のガスバリアー層は、温度が２３℃、相対湿度
が７０％の条件の下で、酸素透過度が１０ｃｃ／ａｔｍ
・ｍ2・ｄａｙ未満という高い酸素バリアー性を示す。
リアー層を含むフィルム技術であり、電子線照射により
酸素バリアー性を有効に向上させる。 【解決手段】ポリアクリル酸の部分中和物であり、中和
度ｎが２０≦ｎ≦４０の材料によって、基材フィルム上
にガスバリアー層の被膜を形成する。そして、その被膜
に対し、線量５０ｋＧｙ〜２００ｋＧｙ、より好ましく
は、６０ｋＧｙ〜９０ｋＧｙの電子線を照射する。電子
線照射後のガスバリアー層は、温度が２３℃、相対湿度
が７０％の条件の下で、酸素透過度が１０ｃｃ／ａｔｍ
・ｍ2・ｄａｙ未満という高い酸素バリアー性を示す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、透明性の基材フ
ィルムの少なくとも一面をポリアクリル酸の部分中和物
からなるガスバリアー層で被覆したガスバリアー性フィ
ルムの技術に関し、特には、ガスバリアー層に対し電子
線照射をすることによって、ガスバリアー層の酸素バリ
アー性を向上させるようにした技術に関する。
ィルムの少なくとも一面をポリアクリル酸の部分中和物
からなるガスバリアー層で被覆したガスバリアー性フィ
ルムの技術に関し、特には、ガスバリアー層に対し電子
線照射をすることによって、ガスバリアー層の酸素バリ
アー性を向上させるようにした技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】ラミネートフィルムは、食品をはじめと
した各種の分野において、最も一般的な包装材料であ
る。基材となるフィルムは、透明性のプラスチック材料
であり、その厚さは、たとえば１２〜１００μｍ程度で
あり、フレキシブルな特性をもっている。基材フィルム
に用いるプラスチック材料としては、ポリエチレンテレ
フタレート等のポリエステル、低密度ポリエチレン、高
密度ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン、延伸ポリプ
ロピレン、無延伸ナイロン、延伸ナイロン、セロファン
等、いろいろなものがある。包装材料であるため、ラミ
ネートフィルムおよびその基材フィルムには、基本的
に、ガスバリアー性および透明性が要求される。ガスバ
リアー性は、湿気（水蒸気）や酸素などを遮断する特性
であり、内容物を高い乾燥下に維持するため、また、内
容物の変質を防止するために必要な特性である。さら
に、透明性は、内容物を外から見えるようにするために
必要な特性である。この透明性の点から、一般的なアル
ミニュームラミネートのような不透明な層を用いる手法
は使用することができない。
した各種の分野において、最も一般的な包装材料であ
る。基材となるフィルムは、透明性のプラスチック材料
であり、その厚さは、たとえば１２〜１００μｍ程度で
あり、フレキシブルな特性をもっている。基材フィルム
に用いるプラスチック材料としては、ポリエチレンテレ
フタレート等のポリエステル、低密度ポリエチレン、高
密度ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン、延伸ポリプ
ロピレン、無延伸ナイロン、延伸ナイロン、セロファン
等、いろいろなものがある。包装材料であるため、ラミ
ネートフィルムおよびその基材フィルムには、基本的
に、ガスバリアー性および透明性が要求される。ガスバ
リアー性は、湿気（水蒸気）や酸素などを遮断する特性
であり、内容物を高い乾燥下に維持するため、また、内
容物の変質を防止するために必要な特性である。さら
に、透明性は、内容物を外から見えるようにするために
必要な特性である。この透明性の点から、一般的なアル
ミニュームラミネートのような不透明な層を用いる手法
は使用することができない。
【０００３】基材フィルムを構成するプラスチック材料
自体もある程度のガスバリアー性をもつが、それだけで
は充分とはいえない。そのため、透明性を損なわずに、
基材フィルムのガスバリアー性を高めるため、その基材
フィルムの少なくとも一面に、その基材フィルムに比べ
てガスバリアー性の高いガスバリアー層を形成する手法
が一般に採られる。ガスバリアー層としては、ガスバリ
アー性にすぐれたポリビニルアルコールが好適である。
特開昭６２−１６７０４７号の公報は、ラミネートフィ
ルムのフィルム材料としてポリビニルアルコール系のフ
ィルムを用い、しかも、より一層ガスバリアー性を高め
るために、フィルムに電子線照射をすることを示してい
る。また、別の特開平６−１４３５０７号の公報は、基
材フィルムにポリビニルアルコール塗膜を形成し、塗膜
が膨潤状態にあるうちに電子線照射をすることによっ
て、その塗膜のガスバリアー性を高めることを示してい
る。しかし、ポリビニルアルコールは、湿度による依存
性が大きく、高湿度の条件下では吸湿によりガスバリア
ー性が大きく低下する傾向がある。
自体もある程度のガスバリアー性をもつが、それだけで
は充分とはいえない。そのため、透明性を損なわずに、
基材フィルムのガスバリアー性を高めるため、その基材
フィルムの少なくとも一面に、その基材フィルムに比べ
てガスバリアー性の高いガスバリアー層を形成する手法
が一般に採られる。ガスバリアー層としては、ガスバリ
アー性にすぐれたポリビニルアルコールが好適である。
特開昭６２−１６７０４７号の公報は、ラミネートフィ
ルムのフィルム材料としてポリビニルアルコール系のフ
ィルムを用い、しかも、より一層ガスバリアー性を高め
るために、フィルムに電子線照射をすることを示してい
る。また、別の特開平６−１４３５０７号の公報は、基
材フィルムにポリビニルアルコール塗膜を形成し、塗膜
が膨潤状態にあるうちに電子線照射をすることによっ
て、その塗膜のガスバリアー性を高めることを示してい
る。しかし、ポリビニルアルコールは、湿度による依存
性が大きく、高湿度の条件下では吸湿によりガスバリア
ー性が大きく低下する傾向がある。
【０００４】
【発明の解決すべき課題】そこで、特開平７−１０２０
８３号あるいは特開平７−１６５９４２号の各公報は、
ポリビニルアルコールをガスバリアーのための層あるい
はフィルムとして用いる場合の難点を解消するため、ポ
リビニルアルコールに対しポリアクリル酸の部分中和物
を混合した材料によって層あるいはフィルムを構成し、
しかも、それを熱処理する技術を示している。これらの
技術では、混合割合を一定範囲にすべきこと、また、酸
素ガスバリアー性が低下しないようにするために中和度
を２０％を越えないようにすべきであること、さらに
は、１００℃〜３００℃といった高温度で熱処理すべき
であること、などを明らかにしている。
８３号あるいは特開平７−１６５９４２号の各公報は、
ポリビニルアルコールをガスバリアーのための層あるい
はフィルムとして用いる場合の難点を解消するため、ポ
リビニルアルコールに対しポリアクリル酸の部分中和物
を混合した材料によって層あるいはフィルムを構成し、
しかも、それを熱処理する技術を示している。これらの
技術では、混合割合を一定範囲にすべきこと、また、酸
素ガスバリアー性が低下しないようにするために中和度
を２０％を越えないようにすべきであること、さらに
は、１００℃〜３００℃といった高温度で熱処理すべき
であること、などを明らかにしている。
【０００５】しかし、これらの技術は、ポリビニルアル
コールを用いることを前提とした技術であり、ポリビニ
ルアルコールから脱却する技術とはいえない。しかもま
た、混合割合と熱処理条件など規定すべきファクタが複
数あるという難点があり、生産管理の面で少し面倒であ
る。それらの点から、発明者らは、ポリビニルアルコー
ルを用いない新しいガスバリアー層を見い出すことに着
目した。そこで、この発明は、ポリビニルアルコールを
用いない新しいガスバリアー層を含むフィルム技術を提
供することを第１の目的とする。また、この発明は、電
子線照射により酸素バリアー性を有効に向上させること
ができる技術を提供することを第２の目的とする。
コールを用いることを前提とした技術であり、ポリビニ
ルアルコールから脱却する技術とはいえない。しかもま
た、混合割合と熱処理条件など規定すべきファクタが複
数あるという難点があり、生産管理の面で少し面倒であ
る。それらの点から、発明者らは、ポリビニルアルコー
ルを用いない新しいガスバリアー層を見い出すことに着
目した。そこで、この発明は、ポリビニルアルコールを
用いない新しいガスバリアー層を含むフィルム技術を提
供することを第１の目的とする。また、この発明は、電
子線照射により酸素バリアー性を有効に向上させること
ができる技術を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【発明の着眼点および解決手段】この発明でも、基材フ
ィルムとしては、前記した発明の背景の項中で述べたも
のと同様のプラスチック材料を用いる。それに対し、こ
の発明では、ガスバリアー層の材料としてポリアクリル
酸の部分中和物に着目し、以下に述べる特定の中和度の
もの、あるいは特定範囲の線量を電子線照射したものを
用いる。ポリアクリル酸あるいはその部分中和物は水溶
性であり、その溶液を用いて塗布被膜を容易に形成する
ことができ、しかも、乾燥条件の下において、酸素バリ
アー性にすぐれているからである。包装材料として実用
する場合には、乾燥条件の下だけでなく、たとえば相対
湿度が７０％程度の条件の下でも所定以上の酸素バリア
ー性をもっていることが必要である。そうした観点か
ら、実験によって、ポリアクリル酸の部分中和物による
ガスバリアー特性（特に、酸素バリアー性）について、
次のような知見を得ることができた。第１は、ポリアク
リル酸の部分中和物が、中和度ｎが２０＜ｎ＜４０の範
囲で良好な酸素バリアー性を示すことである。この点に
ついて、前記した先行技術などでは、中和度ｎが２０を
越えると酸素バリアー性が低下するとし、２０を越える
範囲を除外していた。なお、中和度は、中和されたポリ
アクリル酸のカルボキシル基モル数をポリアクリル酸の
カルボキシル基モル数で割った値である。
ィルムとしては、前記した発明の背景の項中で述べたも
のと同様のプラスチック材料を用いる。それに対し、こ
の発明では、ガスバリアー層の材料としてポリアクリル
酸の部分中和物に着目し、以下に述べる特定の中和度の
もの、あるいは特定範囲の線量を電子線照射したものを
用いる。ポリアクリル酸あるいはその部分中和物は水溶
性であり、その溶液を用いて塗布被膜を容易に形成する
ことができ、しかも、乾燥条件の下において、酸素バリ
アー性にすぐれているからである。包装材料として実用
する場合には、乾燥条件の下だけでなく、たとえば相対
湿度が７０％程度の条件の下でも所定以上の酸素バリア
ー性をもっていることが必要である。そうした観点か
ら、実験によって、ポリアクリル酸の部分中和物による
ガスバリアー特性（特に、酸素バリアー性）について、
次のような知見を得ることができた。第１は、ポリアク
リル酸の部分中和物が、中和度ｎが２０＜ｎ＜４０の範
囲で良好な酸素バリアー性を示すことである。この点に
ついて、前記した先行技術などでは、中和度ｎが２０を
越えると酸素バリアー性が低下するとし、２０を越える
範囲を除外していた。なお、中和度は、中和されたポリ
アクリル酸のカルボキシル基モル数をポリアクリル酸の
カルボキシル基モル数で割った値である。
【０００７】また、第２は、ポリアクリル酸の部分中和
物は、線量を規定した電子線照射によって酸素バリアー
性をより高めることである。この場合、ポリアクリル酸
の部分中和物によるガスバリアー層については、塗布に
よる被膜のほか、シートあるいはフィルムとして適用す
ることができる。好ましくは、塗布による被膜、それも
電子線照射に先立って乾燥状態にしておくのが良い。ガ
スバリアー層の被膜の厚さは、０．５〜１０μｍ程度と
し、少なくとも照射する電子線が貫通する程度の大きさ
にすべきである。乾燥状態にしたガスバリアー層（被
膜）とすれば、それを含むフィルムをロールに巻き取っ
た形態で、電子線照射をすることができるし、電子線照
射の前に、それを保管しておくこともできる。しかし、
ガスバリアー層の被膜が完全には乾燥していない状態で
電子線照射をすることもできる。
物は、線量を規定した電子線照射によって酸素バリアー
性をより高めることである。この場合、ポリアクリル酸
の部分中和物によるガスバリアー層については、塗布に
よる被膜のほか、シートあるいはフィルムとして適用す
ることができる。好ましくは、塗布による被膜、それも
電子線照射に先立って乾燥状態にしておくのが良い。ガ
スバリアー層の被膜の厚さは、０．５〜１０μｍ程度と
し、少なくとも照射する電子線が貫通する程度の大きさ
にすべきである。乾燥状態にしたガスバリアー層（被
膜）とすれば、それを含むフィルムをロールに巻き取っ
た形態で、電子線照射をすることができるし、電子線照
射の前に、それを保管しておくこともできる。しかし、
ガスバリアー層の被膜が完全には乾燥していない状態で
電子線照射をすることもできる。
【０００８】第２の点に関し、さらに具体的にいうと、
電子線照射による線量が５０ｋＧｙ〜２００ｋＧｙであ
り、ポリアクリル酸の部分中和物の中和度ｎが２０≦ｎ
≦４０であるとき、また、電子線照射による線量が６０
ｋＧｙ〜９０ｋＧｙであり、ポリアクリル酸の部分中和
物の中和度ｎが２０≦ｎ≦４０であるとき、ガスバリア
ー層の被膜は、温度が２３℃、相対湿度が７０％の条件
の下で、酸素透過度が１０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ
未満という良好な酸素バリアー性を発揮する。ここで、
電子線照射の上限である２００ｋＧｙという数値は、そ
れ以上の照射を行うと、ガスバリアー層が分解するおそ
れがあることから定まる。
電子線照射による線量が５０ｋＧｙ〜２００ｋＧｙであ
り、ポリアクリル酸の部分中和物の中和度ｎが２０≦ｎ
≦４０であるとき、また、電子線照射による線量が６０
ｋＧｙ〜９０ｋＧｙであり、ポリアクリル酸の部分中和
物の中和度ｎが２０≦ｎ≦４０であるとき、ガスバリア
ー層の被膜は、温度が２３℃、相対湿度が７０％の条件
の下で、酸素透過度が１０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ
未満という良好な酸素バリアー性を発揮する。ここで、
電子線照射の上限である２００ｋＧｙという数値は、そ
れ以上の照射を行うと、ガスバリアー層が分解するおそ
れがあることから定まる。
【０００９】なお、ポリアクリル酸の部分中和物は、ポ
リアクリル酸のカルボキシル基をアルカリで部分的に中
和したカルボン酸塩であり、アルカリとしては、代表的
な水酸化ナトリウムのほか、水酸化リチウム、水酸化カ
リウム等をも用いることができる。
リアクリル酸のカルボキシル基をアルカリで部分的に中
和したカルボン酸塩であり、アルカリとしては、代表的
な水酸化ナトリウムのほか、水酸化リチウム、水酸化カ
リウム等をも用いることができる。
【００１０】
【実施例】ポリアクリル酸水溶液に水酸化ナトリウムを
添加して、中和度の異なるポリアクリル酸のナトリウム
塩水溶液（塗布溶液）を複数用意した。それらの各塗布
溶液を用いて、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上にワイヤーバーによってガスバリアー層
を塗布し、乾燥した。ガスバリアー層の厚さは３μｍで
ある。ガスバリアー層を形成したフィルムに対し、電子
線の線量をいろいろと変えて加速電圧１６５ｋＶで電子
線照射をした後、ＯＸ−ＴＲＡＮ ＴＷＩＮ型の酸素等
過度試験器（ＭＯＤＥＲＮ ＣＯＮＴＲＯＬ社製）によ
って酸素透過度（温度が２３℃、相対湿度が７０％の条
件の下）を測定した。
添加して、中和度の異なるポリアクリル酸のナトリウム
塩水溶液（塗布溶液）を複数用意した。それらの各塗布
溶液を用いて、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上にワイヤーバーによってガスバリアー層
を塗布し、乾燥した。ガスバリアー層の厚さは３μｍで
ある。ガスバリアー層を形成したフィルムに対し、電子
線の線量をいろいろと変えて加速電圧１６５ｋＶで電子
線照射をした後、ＯＸ−ＴＲＡＮ ＴＷＩＮ型の酸素等
過度試験器（ＭＯＤＥＲＮ ＣＯＮＴＲＯＬ社製）によ
って酸素透過度（温度が２３℃、相対湿度が７０％の条
件の下）を測定した。
【００１１】表１がその測定結果を示している。その中
で、◎○△×の各記号は、次の基準に基づいて酸素透過
度の大小を示す。 ◎：１ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2 ・ｄａｙ未満 ○：１ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上１０ｃｃ／ａｔ
ｍ・ｍ2・ｄａｙ未満 △：１０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上１５ｃｃ／ａ
ｔｍ・ｍ2・ｄａｙ未満 ×：１５ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上 なお、基材フィルムのポリエチレンテレフタレートフィ
ルム単独の酸素透過度は、５０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ２2・
ｄａｙ程度である。
で、◎○△×の各記号は、次の基準に基づいて酸素透過
度の大小を示す。 ◎：１ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2 ・ｄａｙ未満 ○：１ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上１０ｃｃ／ａｔ
ｍ・ｍ2・ｄａｙ未満 △：１０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上１５ｃｃ／ａ
ｔｍ・ｍ2・ｄａｙ未満 ×：１５ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ以上 なお、基材フィルムのポリエチレンテレフタレートフィ
ルム単独の酸素透過度は、５０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ２2・
ｄａｙ程度である。
【００１２】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 浩 東京都文京区小石川４丁目14番12号 共同 印刷株式会社内 (72)発明者 及川 卓慈 東京都文京区小石川４丁目14番12号 共同 印刷株式会社内 (72)発明者 服部 真澄 東京都文京区小石川４丁目14番12号 共同 印刷株式会社内 (72)発明者 藤田 実 東京都文京区小石川４丁目14番12号 共同 印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 4F006 AA35 AB24 DA04 EA03 4F073 AA17 AA28 BA24 BB01 CA42 FA03 FA04 HA11 HA15 4F100 AK25A AK25C AK42B AL06A AL06C AR00A AR00B AR00C BA03 BA07 BA10A BA10C BA15 EH462 EJ53A EJ53C EJ532 GB15 JA20A JA20C JD02A JD02C JD03 JN01B YY00 4J002 BG011 GF00 GH01
Claims (8)
- 【請求項１】 透明性の基材フィルムの少なくとも一面
を、その基材フィルムに比べてガスバリアー性の高いガ
スバリアー層で被覆したガスバリアー性フィルムであっ
て、前記ガスバリアー層が、ポリアクリル酸の部分中和
物からなり、その中和度ｎが２０＜ｎ＜４０である、ガ
スバリアー性フィルム。 - 【請求項２】 透明性の基材フィルムの少なくとも一面
を、その基材フィルムに比べてガスバリアー性の高いガ
スバリアー層で被覆したガスバリアー性フィルムであっ
て、前記ガスバリアー層が、ポリアクリル酸の部分中和
物からなり、電子線照射により酸素バリアー性を向上さ
せた層である、ガスバリアー性フィルム。 - 【請求項３】 前記電子線照射による線量が５０ｋＧｙ
〜２００ｋＧｙであり、ポリアクリル酸の部分中和物の
中和度ｎが２０≦ｎ≦４０である、請求項２のガスバリ
アー性フィルム。 - 【請求項４】 前記電子線照射による線量が６０ｋＧｙ
〜９０ｋＧｙであり、ポリアクリル酸の部分中和物の中
和度ｎが２０≦ｎ≦４０である、請求項２のガスバリア
ー性フィルム。 - 【請求項５】 前記ポリアクリル酸の部分中和物の中和
度ｎは、２０＜ｎ＜４０である、請求項２のガスバリア
ー性フィルム。 - 【請求項６】 前記ガスバリアー性フィルムは、前記ガ
スバリアー層を含む基材フィルムに、他のプラスチック
層あるいはシートを積層したものである、請求項１ある
いは２のガスバリアー性フィルム。 - 【請求項７】 温度が２３℃、相対湿度が７０％の条件
の下で、酸素透過度が１０ｃｃ／ａｔｍ・ｍ2・ｄａｙ
未満である、請求項２のガスバリアー性フィルム。 - 【請求項８】 透明性の基材フィルムの少なくとも一面
に、ポリアクリル酸の部分中和物（ただし、その中和度
ｎが２０＜ｎ＜４０である）からなるガスバリアー層を
塗布し乾燥した後、そのガスバリアー層に対し電子線照
射をすることによって、ガスバリアー層の酸素バリアー
性を向上させるようにした、ガスバリアー性フィルムの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19376999A JP4208107B2 (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | ガスバリアー性フィルムおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19376999A JP4208107B2 (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | ガスバリアー性フィルムおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001019782A true JP2001019782A (ja) | 2001-01-23 |
| JP4208107B2 JP4208107B2 (ja) | 2009-01-14 |
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ID=16313511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19376999A Expired - Fee Related JP4208107B2 (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | ガスバリアー性フィルムおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4208107B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004096540A1 (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Kureha Chemical Industry Company, Limited | 熱収縮性積層フィルム及びそれからなる包装体 |
| EP1561774A1 (en) | 2002-04-23 | 2005-08-10 | Kureha Chemical Industry Co., Ltd. | Film and process for producing the same |
| WO2007038850A1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Unipac Embalagens Ltda | A polymeric film, a process for obtaining and treating a polymeric film, and a package |
| JP2007130856A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Tohcello Co Ltd | 延伸成形体及びその製造方法 |
| WO2013146323A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | ガスバリア材及びガスバリア性積層体 |
| JP2021066031A (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | 凸版印刷株式会社 | 積層フィルム、包装袋、積層フィルムの製造方法、および、包装袋の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-07 JP JP19376999A patent/JP4208107B2/ja not_active Expired - Fee Related
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