JP2003025483A

JP2003025483A - 高ガスバリア性積層体

Info

Publication number: JP2003025483A
Application number: JP2001221023A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sekiguchi; 守関口
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】積層体中にアルミニウム箔を使用せず、屈曲を
繰り返し与えても、高いガスバリア性を維持出来る積層
体を提供することにある。【解決手段】基材層１、無機酸化物の蒸着薄膜層２、接
着剤層３、ガスバリア性シーラント層４を順次積層した
積層体において、ガスバリア性シーラント層４が金属蒸
着薄膜層４ａと中間樹脂層４ｂとヒートシール性樹脂層
４ｃとの積層構成からなっており、前記金属蒸着薄膜層
４ａが金属アルミニウムからなるとともに、前記中間樹
脂層４ｂがポリプロピレン系樹脂からなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は食品及び医薬品や電
子部材等の非食品等の包装分野に用いられる包装材料に
関するもので、特に高いガスバリア性を持つことで、大
気中の酸素や水蒸気から内容物を遮断し、劣化、変質を
抑制する高ガスバリア性積層体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、食品や非食品等の包装材料として
用いられる積層体は、内容物の変質を抑制し、それらの
機能や性質を保持するために、積層体を透過する酸素、
水蒸気、その他の内容物を変質させる気体による影響を
防止する必要があり、これら気体（ガス）を遮断するガ
スバリア性を備えることが求められている。

【０００３】そのため、積層体のガスバリア層として
は、アルミニウム等の金属箔やエチレン・ポリビニルア
ルコール共重合体やポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロ
ニトリル等のガスバリア性樹脂フイルムあるいはこれら
の樹脂をコーティングしたプラスチックフイルム、更
に、酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着
したセラミック蒸着フイルム等を積層した積層体が主に
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記金
属箔を積層した積層体はガスバリア性は優れているが、
屈曲を繰り返した場合などは亀裂等の発生により、ガス
バリア性が劣化したり、あるいは包装材料として使用後
廃棄、焼却する場合に金属箔が燃焼しないで残ってしま
う等の問題があり、また、ガスバリア性樹脂フイルムや
ガスバリア性樹脂をコーティングしたフイルムを積層し
た積層体は温湿度依存性が大きく、高度なガスバリア性
を維持できない等の問題があった。

【０００５】本発明の課題は、積層体中にアルミニウム
箔を使用せず、屈曲を繰り返し与えても、高いガスバリ
ア性を維持できる積層体を提供することにある。

【０００６】

【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、基材層、無機酸化物の蒸着薄膜層、接着剤層、
ガスバリア性シーラント層を順次積層した積層体におい
て、ガスバリア性シーラント層が金属蒸着薄膜層と中間
樹脂層とヒートシール性樹脂層との積層構成からなるこ
とを特徴とする高ガスバリア性積層体である。

【０００７】次に、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明において、前記無機酸化物が酸化アルミニ
ウム又は酸化珪素であることを特徴とする高ガスバリア
性積層体である。

【０００８】次に、請求項３に係る発明は、上記請求項
１又は請求項２に係る発明において、前記金属蒸着薄膜
層が金属アルミニウムからなることを特徴とする高ガス
バリア性積層体である。

【０００９】次に、請求項４に係る発明は、上記請求項
１乃至請求項３のいずれか１項に係る発明において、前
記中間樹脂層がポリプロピレン系樹脂からなることをを
特徴とする高ガスバリア性積層体である。

【００１０】

【作用】本発明の積層体は、基材層に無機酸化物の蒸着
薄膜層を積層し、さらに、シーラント層に金属アルミニ
ウムの蒸着薄膜層を積層しているので、屈曲試験を繰り
返した後でも高いガスバリア性を維持できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の高ガスバリア性積層体を
実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。

【００１２】図１（ａ）は本発明の高ガスバリア性積層
体の側断面図であり、積層体の厚み方向の順に、基材層
１、無機酸化物の蒸着薄膜層２、接着剤層３、ガスバリ
ア性シーラント層４が形成されており、（ｂ）は（ａ）
のガスバリア性シーラント層４の側断面図であり、接着
剤層３に面する側から順に厚み方向に、金属アルミニウ
ムの蒸着薄膜層４ａ，中間樹脂層４ｂ，ヒートシール性
樹脂層４ｃが形成されている。

【００１３】前記基材層１はプラスチック材料のフイル
ムからなり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)などのポリ
エステルフイルム、６−ナイロン等のポリアミドフイル
ム等が用いられ、機械的強度や寸法安定性を有するもの
が良い。特にこれらの中で二軸方向に任意に延伸された
フイルムが好ましく用いられる。

【００１４】また、この基材層１に使用するフイルム
は、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、
可塑剤、滑剤、酸化防止剤などを含んでいても良く、そ
の他の材料と積層する場合の密着性を良くするために、
フイルムの表面を前処理としてコロナ処理、プラズマ処
理、オゾン処理などを施しておいても良く、更に薬品処
理、溶剤処理を施しておいても良い。

【００１５】前記基材層１に使用するフイルムの厚さは
特に制限を受けるものでないが、包装材料としての適
性、他の層と積層する場合の加工性を考慮すると、実用
的には３μｍ〜１００μｍの範囲のものが使用される。

【００１６】前記蒸着薄膜層２の無機酸化物は、酸化ア
ルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウムなど
からなり、透明で、かつ、酸素、水蒸気等のガスバリア
性を有するものであればよい。その中では、特に酸化ア
ルミニウム又は酸化珪素が好ましい。

【００１７】前記蒸着薄膜層２の厚みは、用いられる無
機酸化物の種類により最適条件が異なるが、一般的には
５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内が望ましく、その値は適宜
選択される。ただし、膜厚が５ｎｍ未満であると均一な
膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、
ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができな
い場合がある。また、膜厚が３００ｎｍを越える場合は
薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、成
膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、薄膜
に亀裂を生じるおそれがある。好ましくは、１０ｎｍ〜
１５０ｎｍの範囲内である。

【００１８】前記蒸着薄膜層２を形成する方法として
は、通常の真空蒸着法により形成することができるが、
その他の薄膜形成方法であるスパッタリング法やイオン
プレーティング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）などを
用いることもできる。但し、生産性を考慮すれば、現時
点では真空蒸着法が最も優れている。

【００１９】真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段
としては、電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方
式が好ましく、基材層１と蒸着薄膜層２との密着性及び
薄膜の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法
やイオンビームアシスト法を用いることも可能である。
また、蒸着薄膜の透明性を上げるために、蒸着の際、酸
素ガスなどを吹き込んだりする反応性蒸着を行っても一
向に構わない。

【００２０】前記基材層１と蒸着薄膜層２の中間に密着
性向上の為にアンカーコート層を設けても良いし、設け
なくても良い。

【００２１】さらに、蒸着薄膜層２の上にガスバリア性
をさらに向上させる為にガスバリア性被膜層を積層する
こともできる。ガスバリア性被膜層の成分はポリビニル
アルコール樹脂に無機層状化合物を配合したものなどが
使用される。

【００２２】前記接着剤層３に使用される接着剤は、一
般的に水酸基を持った主剤とイソシアネート基を持った
硬化剤の二つの接着成分を混合して使用する二液反応型
接着剤あるいは末端にイソシアネート基をもった接着成
分を単独で使用する一液型接着剤が主に使用される。そ
の塗布量は１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）程度が好まし
い。

【００２３】前記金属蒸着薄膜層４ａは、金属アルミニ
ウムを蒸着した薄膜から形成されており、その薄膜の厚
みは０．５ｎｍ〜１５０ｎｍが好ましい。

【００２４】前記金属蒸着薄膜層４ａの形成方法は、通
常の真空蒸着法により形成することができ、金属アルミ
ニウムの加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方
式、誘導加熱方式が好ましい。

【００２５】前記中間樹脂層４ｂに使用する樹脂は、ポ
リプロピレン系樹脂である必要があり、添加剤等が添加
されていない無色のものでも良いし、白色顔料等が添加
された乳白色のものでも良い。

【００２６】前記ヒートシー性樹脂層４ｃは、積層体を
用いて袋状包装体などを形成する際の熱融着部に利用さ
れるものであり、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタク
リル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重
合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アク
リル酸エステル共重合体等の樹脂が用いられる。

【００２７】前記ガスバリア性シーラント層４は、前記
蒸着薄膜層２の上に前記４ａ，４ｂ，４ｃからなる積層
フイルムを２液硬化型ポリウレタン系接着剤を用いて貼
り合わせるドライラミネート法、無溶剤型接着剤を用い
て貼り合わせるノンソルベントラミネート法等の公知の
方法で積層できる。

【００２８】

【実施例】本発明の高ガスバリア性積層体を具体的な実
施例に従って説明する。

【００２９】〈実施例１〉基材層１として、厚さ１２μ
ｍの２軸延伸ポリエステルフイルムの片面に、厚さ１０
０ｎｍの酸化アルミニウムの蒸着薄膜層２を設け、その
上にポリビニルアルコール樹脂とモンモリロナイトとの
混合物の厚さ０．４μｍのガスバリア性被膜層を設けた
積層フイルムを使用し、そのガスバリア性被膜層の上
に、接着剤層３としてポリウレタン系接着剤を塗布量５
ｇ／ｍ²（乾燥状態）塗布し、その塗布面にバリア性シ
ーラント層４として、片面に厚さ５０ｎｍの金属アルミ
ニウム薄膜を蒸着した厚さ３５μｍのシーラントフイル
ム（エクソン・モービル化学（株）、商品名：モービル
ＭＵ８４２）の蒸着面を貼り合わせ、本発明の高ガスバ
リア性積層体を作成した。

【００３０】〈実施例２〉実施例１において、ガスバリ
ア性シーラント層４として、片面に厚さ５０ｎｍの金属
アルミニウム薄膜を蒸着した厚さ１８μｍのシーラント
フイルム（エクソン・モービル化学（株）、商品名：モ
ービルＭＭ４８３）を使用し、その蒸着面を貼り合わせ
た以外は、同様にして本発明の高ガスバリア性積層体を
作成した。

【００３１】〈実施例３〉基材層１として、厚さ１２μ
ｍの２軸延伸ポリエステルフイルムの片面に、厚さ１０
０ｎｍの酸化アルミニウムの蒸着薄膜層２を設け、さら
にその上にポリビニルアルコール樹脂とモンモリロナイ
トとの混合物の厚さ０．４μｍのガスバリア性被膜層を
設けた積層フイルムを使用し、そのガスバリア性被膜層
の上に、接着剤層３としてポリウレタン系接着剤を塗布
量５ｇ／ｍ²（乾燥状態）塗布し、その塗布面にガスバ
リア性シーラント層４として、片面に厚さ５０ｎｍの金
属アルミニウム薄膜を蒸着した厚さ３５μｍのシーラン
トフイルム（エクソン・モービル化学（株）、商品名：
モービルＭＵ８４２）の蒸着面を貼り合わせ、本発明の
高ガスバリア性積層体を作成した。

【００３２】〈実施例４〉実施例３において、ガスバリ
ア性シーラント層４として、片面に厚さ５０ｎｍの金属
アルミニウム薄膜を蒸着した厚さ１８μｍのシーラント
フイルム（エクソン・モービル化学（株）、商品名：モ
ービルＭＵ４８３）を使用し、その蒸着面を貼り合わせ
た以外は、同様にして本発明の高ガスバリア性積層体を
作成した。

【００３３】〈実施例５〉実施例２において、基材層
１として、厚さ１２μｍの２軸延伸ポリエステルフイル
ムの片面に、厚さ１００ｎｍの酸化珪素の蒸着薄膜層２
を設け、その上にポリビニルアルコール樹脂とモンモリ
ロナイトとの混合物の厚さ０．４μｍのガスバリア性被
膜層を設けた積層フイルムを使用した以外は、同様にし
て本発明の高ガスバリア性積層体を作成した。

【００３４】〈比較例１〉実施例１において、ガスバリ
ア性シーラント層４として、厚さ５０ｎｍの金属アルミ
ニウム薄膜を蒸着した厚さ３５μｍの無延伸ポリプロピ
レンフイルムを使用し、その蒸着面を貼り合わせた以外
は、同様にして比較用の積層体を得た。

【００３５】〈比較例２〉基材層１として、厚さ１２μ
ｍの２軸延伸ポリエステルフイルムを使用し、そのフイ
ルムにポリウレタン系接着剤を塗布量５ｇ／ｍ²（乾燥
状態）塗布し、その塗布面に厚さ７μｍのアルミニウム
箔を貼り合わせ、さらに前記アルミニウム箔面にポリウ
レタン系接着剤を塗布量５ｇ／ｍ²（乾燥状態）塗布
し、その塗布面に厚さ３５μｍの無延伸ポリプロピレン
フイルムを貼り合わせ、比較用の積層体を作成した。

【００３６】〈評価〉実施例１〜４及び比較例１〜２の
積層体を用いて、ゲルボフレックス試験を実施前後の酸
素透過度、水蒸気透過度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）ゲルボフレックス試験方法ゲルボフレックステスター（理学工業（株）製ねじり
角度４４０度、ＡＳＴＭＦ−３９２に準ずる）を用い
て、作成した積層体を室温環境下で５０回反復運動を繰
り返した後に、（２）及び（３）の方法で酸素透過度及
び水蒸気透過度の測定を行った。（２）酸素透過度測定方法酸素透過度測定装置（モダンコントロール社製ＯＸＴ
ＲＡＮ、１０／５０Ａ）を用いて、３０℃、７０％ＲＨ
の雰囲気下で測定した。（３）水蒸気透過度測定方法水蒸気透過度測定装置（モダンコントロール社製ＰＥ
ＲＭＡＴＲＡＮＷ６）を用いて、４０℃、９０％ＲＨ
の雰囲気下で測定した。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の結果から、実施例１〜５は初期及び
ゲルボフレックス試験５０回実施後の酸素透過度及び水
蒸気透過度に、ほとんど劣化がなく高いガスバリア性を
維持している。このことにより、本発明の積層体は、耐
屈曲性に優れ、高いガスバリア性を維持出来ることが判
明した。一方、比較例１及び比較例２は初期の酸素透過
度及び水蒸気透過度は良いが、ゲルボフレックス試験５
０回実施後は劣化している。

【００３９】

【発明の効果】本発明の高ガスバリア性積層体は、無機
酸化物の蒸着薄膜層を積層した基材層に接着剤層を介し
て、金属アルミニウムの蒸着薄膜層を積層した積層構成
のガスバリア性シーラント層を積層しているので、アル
ミニウム箔を使用した場合のように繰り返しの屈曲によ
り亀裂等が生じ、ガスバリア性が劣化することもなく、
積層体を用いて袋状包装体を製袋する工程、あるいは包
装体に内容物を充填、包装した後も高いガスバリア性を
維持できる。従って、食品あるいは非食品分野に於いて
広く優れたガスバリア性包装材料として利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の高ガスバリア性積層体の側断
面図であり、（ｂ）は（ａ）の積層体のガスバリア性シ
ーラント層の積層構成を説明した側断面図である。

【符号の説明】

１…基材層２…無機酸化物の蒸着薄膜層３…接着剤層４…ガスバリア性シーラント層４ａ…金属蒸着薄膜層４ｂ…中間樹脂層４ｃ…ヒートシール性樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AA17B AA19B AA20B AB01C AB10 AB10C AC03 AC03H AK01D AK07D AK21 AK41 AK51G AL05 AT00A BA05 BA07 BA10A BA10E EH46 EH462 EH66 EH66B EH662 GB23 GB41 GB66 JD02 JD02C JK17 JL13C JL13E

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材層、無機酸化物の蒸着薄膜層、接着剤
層、ガスバリア性シーラント層を順次積層した積層体に
おいて、ガスバリア性シーラント層が金属蒸着薄膜層と
中間樹脂層とヒートシール性樹脂層との積層構成からな
ることを特徴とする高ガスバリア性積層体。
【請求項２】前記無機酸化物が酸化アルミニウム又は酸
化珪素であることを特徴とする請求項１記載の高ガスバ
リア性積層体。
【請求項３】前記金属蒸着薄膜層が金属アルミニウムか
らなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高
ガスバリア性積層体。
【請求項４】前記中間樹脂層がポリプロピレン系樹脂か
らなることをを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れか１項記載の高ガスバリア性積層体。