JP2005119679A

JP2005119679A - バリア性包装材料

Info

Publication number: JP2005119679A
Application number: JP2003354670A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Kawamiya; 康嗣川宮
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】高分子フィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層を積層した蒸着フィルムと、その蒸着薄膜層面に積層された他のフィルムとのラミネート強度が安定しているバリア性包装材料を提供する。
【解決手段】高分子フィルム4,4'の片面に無機酸化物の蒸着薄膜層3,3'を積層した蒸着フィルム2,2'の一方の面に基材フィルム1を積層し、他方の面にシーラントフィルム5を積層した積層体において、蒸着フィルム2,2'がその蒸着薄膜層3,3'面をループスティフネス値の大きいフィルム側にして積層されており、前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物である。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品や非食品及び医薬品等の包装分野に用いられる包装用の積層体に関するもので、特に高度な酸素透過率や水蒸気透過率が必要とされる包装分野で使用される積層体に関するものである。

食品や非食品及び医薬品等の包装に用いられる包装材料は、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、包装材料を透過する酸素、水蒸気、その他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。従来は、高分子の中ではガスバリア性に優れる塩化ビニリデン系樹脂のフィルムまたはそれらの樹脂をコーティングしたフィルム等が良く用いられてきた。しかし、それらは温度・湿度などによるガスバリア性の影響が大きく、高度なガスバリア性の要求には対応できないなどの欠点を有していた。そこで高度なガスバリア性を要求されるものについては、アルミニウム等の金属からなる金属箔等をガスバリア層として用いた包装材料を用いざるを得なかった。ところが、アルミニウム等の金属からなる金属箔等を用いた包装材料は、温度・湿度の影響がなく高度なガスバリア性を持つが、包装材料を透視して内容物を確認することができない、使用後の廃棄の際は不燃物として処理しなければならない、検査の際に金属探知器が使用できないなどの多くの欠点を有していた。これらの欠点を克服した包装材料として、近年、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物の蒸着薄膜層を真空蒸着法やスパッタリング法等の形成手段により高分子フィルム上に積層した蒸着フィルムが使用されている。これらの蒸着フィルムは透明性及び優れた酸素、水蒸気等のガス遮断性を有しており、金属箔等では得ることのできない透明性、ガスバリア性の両者を有する包装材料として好適とされている。

ところが、上述した蒸着フィルムは包装材料として単体で用いられることはほとんどなく、蒸着フィルム表面に文字・絵柄等を印刷加工したり、あるいはその他の基材層及びシーラント層などとラミネートした状態で使用されているが、その際の蒸着フィルムの蒸着薄膜層面の向きにより、得られた積層体のラミネート強度が不安定になる等の問題があった。

本発明の課題は、高分子フィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層を積層した蒸着フィルムと、その蒸着薄膜層面に積層された他のフィルムとのラミネート強度が安定しているバリア性包装材料を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、高分子フィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層を積層した蒸着フィルムの一方の面に基材フィルムを積層し、他方の面にシーラントフィルムを積層した積層体において、該蒸着フィルムがその蒸着薄膜層面をループスティフネス値の大きいフィルム側にして積層されていることを特徴とするバリア性包装材料である。

本発明の請求項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、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とするバリア性包装材料である。

本発明のバリア性包装材料は、高分子フィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層を積層した蒸着フィルムの一方の面に基材フィルムを積層し、他方の面にシーラントフィルムを積層した積層体において、該蒸着フィルムがその蒸着薄膜層面をループスティフネス値の大きいフィルム側にして積層されており、前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であるので、各々のフィルム間のラミネート強度が非常に強く、優れたガスバリア性を有している。

本発明のバリア性包装材料を実施の形態に沿って詳細に説明する。図１（ａ）は本発明のバリア性包装材料の一実施形態を示す側断面図であり、基材フィルム（１）、接着剤層（６）、高分子フィルム（４）の片面に蒸着薄膜層（３）を積層した蒸着フィルム（２）、接着剤層（７）、シーラントフィルム（５）を積層した構成になっており、この場合は基材フィルム（１）のループスティフネス値はシーラントフィルム（５）のループスティフネス値より大きく、蒸着フィルム（２）はその蒸着薄膜層（３）面を基材フィルム（１）側にして積層されており、（ｂ）は他の実施例の側断面図であり、基材フィルム（１）、接着剤層（６）、高分子フィルム（４′）の片面に蒸着薄膜層（３′）を積層した蒸着フィルム（２′）、接着剤層（７）、シーラントフィルム（５）を積層した構成になっており、この場合は基材フィルム（１）のループスティフネス値はシーラントフィルム（５）のループスティフネス値より小さく、蒸着フィルム（２′）は蒸着薄膜層（３′）面をシーラントフィルム（５）側にして積層されている。

前記ループスティフネス値とはフィルムの腰強度値のことであり、本発明のループスティフネス値はループスティフネステスター（テスター産業（株）製）を用いて測定したフィルムの腰強度値である。測定する試験片サイズは幅１５ｍｍ×長さ１６５ｍｍのものを使用し、測定値の単位はｍＮ／１５ｍｍである。数値が大であればフィルムに腰があることを示す。

前記基材フィルム（１）はプラスチック材料からなっており、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系フィルム、ポリアミドフィルム等の単層フィルム、あるいはこれらのフィルムを貼り合わせた多層フィルム等が用いられる。また、この基材フィルム（１）は種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤などが添加されたフィルムでも良く、他の層との密着性を良くするために、前処理として積層されるフィルム表面にコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施したものを使用しても良い。

前記基材フィルム（１）の厚さは特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性、他の層と積層する場合の加工性などを考慮すると、実用的には３〜２００μｍの範囲が好ましい。

前記蒸着フィルム（２、２′）に使用する高分子フィルム（４、４′）としてはポリエステル系樹脂あるいはポリアミド系樹脂からなるフィルムが使用されるが、特に二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。厚さは６〜５０μｍのものを使用する。

前記蒸着薄膜層（３、３′）に使用される無機酸化物は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であり、蒸着薄膜層の厚さは、用いられる無機酸化物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には５〜３００ｎｍ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、５〜１００ｎｍの範囲内である。

前記蒸着薄膜層（３、３′）を高分子フィルム（４、４′）上に形成する方法としては種々あり、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、化学的気相成長法（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。真空蒸着法による蒸着原材料の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式等が好ましく、高分子フィルムと蒸着薄膜層の密着性及び蒸着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加工の際、酸素ガスなど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。

前記蒸着薄膜層（３、３′）のすぐ上にさらに水溶性高分子と（ａ）１種以上の金属アルコキシド及びその加水分解物又は（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含むものからなるガスバリア性被膜層を積層しても良い。

前記シーラントフィルム（５）は袋状包装体などを形成する為に積層する。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及びそれらの金属架橋物等の樹脂フィルムが用いられる。厚さは目的に応じて決められるが、一般的には１５〜２００μｍの範囲である。積層方法としては、公知の溶融押出ラミネート法あるいはドライラミネート法等で積層する。

前記接着剤層（６、７）には、一般的にポリウレタン系接着剤が使用され、塗布量は１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）が好ましい。

上記の如く、本発明では蒸着フィルムの蒸着薄膜層面がループスティフネス値の大きいフィルム側に積層されており、無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であるので、蒸着フィルムと、その蒸着薄膜層面と積層されたフィルムとのラミネート強度が非常に強く、さらに優れたガスバリア性を有している。

本発明のバリア性包装材料を具体的な実施例を挙げて更に説明する。

基材フィルム（１）として、厚さ３０μｍで、ループスティフネス値が縦方向１．３ｍＮ／１５ｍｍ、横方向２．８ｍＮ／１５ｍｍの２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムを使用し、蒸着フィルム（２）として、厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムの片面に厚さ５０ｎｍの酸化珪素膜を蒸着した蒸着フィルムを使用し、シーラントフィルム（５）として、厚さ４０μｍで、ループスティフネス値が縦方向０．６ｍＮ／１５ｍｍ、横方向０．９ｍＮ／１５ｍｍの直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルムを使用し、接着剤層（６、７）として、ポリウレタン系接着剤を使用して、ドライラミネート機で、ＯＰＰ（３０μｍ）／ポリウレタン系接着剤（塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態））／酸化珪素蒸着薄膜層（５０ｎｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ポリウレタン系接着剤（塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態））／ＬＬＤＰＥ（４０μｍ）構成の本発明のバリア性包装材料を得た。

以下に本発明の比較例について説明する。

実施例１と同じ材料を使用してドライラミネート機で、ＯＰＰ（３０μｍ）／ポリウレタン系接着剤（塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態））／ＰＥＴ（１２μｍ）／酸化珪素蒸着薄膜層（５０ｎｍ）／ポリウレタン系接着剤（塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態））／ＬＬＤＰＥ（４０μｍ）構成の比較用のバリア性包装材料を得た。

〈評価〉
本発明の実施例１のバリア性包装材料及び比較用の実施例２のバリア性包装材料を用いて、ＯＰＰフィルム／蒸着フィルム間及び蒸着フィルム／ＬＬＤＰＥフィルム間のラミネート強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）ラミネート強度測定方法
前記試作したバリア性包装材料を各々１５ｍｍ幅×１０ｃｍの大きさにカットして試験片を作成し、インストロン型試験機を用いて１８０度剥離で剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎでラミネート強度を測定した。

表１に示すように、本発明の実施例１のバリア性包装材料は、蒸着フィルムの酸化珪素からなる蒸着薄膜層面をループスティフネス値がより大であるＯＰＰフィルム側にしてラミネートしているので、各々のフィルム間のラミネート強度が非常に強く、一方、比較用の実施例２のバリア性包装材料は、蒸着フィルムの酸化珪素からなる蒸着薄膜層面をループスティフネス値がより小さいシーラントフィルム（ＬＬＤＰＥ）側にしてラミネートしているので、蒸着フィルムとシーラントフィルム間のラミネート強度が極端に弱く、不良である。

（ａ）は本発明のバリア性包装材料の一実施例の側断面図であり、（ｂ）は他の実施例の側断面図である。

符号の説明

１…基材フィルム
２，２′…蒸着フィルム
３，３′…蒸着薄膜層
４，４′…高分子フィルム
５…シーラントフィルム
６，７…接着剤層

Claims

高分子フィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層を積層した蒸着フィルムの一方の面に基材フィルムを積層し、他方の面にシーラントフィルムを積層した積層体において、該蒸着フィルムがその蒸着薄膜層面をループスティフネス値の大きいフィルム側にして積層されていることを特徴とするバリア性包装材料。
前記無機酸化物が酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１記載のバリア性包装材料。