JP2005169772A

JP2005169772A - 遮光性バリア包装材料

Info

Publication number: JP2005169772A
Application number: JP2003411550A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Omori; 啓二郎大森
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】アルミニウム箔を使用しないで、高ガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性及び白色層の高白濃度性を兼ね備える包装材料を提供することにある。
【解決手段】透明な基材層（１）の少なくとも一方の面に無機酸化物の蒸着薄膜層（２）、ガスバリア性被膜層（３）を積層した透明ガスバリアフィルム（４）のガスバリア性被膜層（３）面に、白色インキの乾燥被膜からなる２層構成の白色層（５ａ、５ｂ）、アルミニウム金属粉含有の白色インキの乾燥被膜からなる遮蔽層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）を順次積層した積層体からなり、前記無機酸化物が酸化珪素、酸化アルミニウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品、医薬品、医療品、光学材料等の包装分野で用いられ、優れたガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性等を兼ね備えた包装材料に関するものである。

近年、食品、医薬品、医療品等の包装に用いられる包装材料には、内容物の変質、特に食品分野においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、味覚や鮮度を保持するために、又医薬品分野においては有効成分の変質を抑制し、効能を維持するために、あるいは光学材料分野においては光による劣化等を防止するために、包装材料を透過する酸素、水蒸気あるいは光による影響を防止する必要があり、優れたガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性等が求められており、あるいは店頭での陳列効果を高めるために、設けた白色層の高白濃度性などが要求されており、通常は積層構成中にバリア材としてアルミニウムなどの金属箔を積層した包装材料が用いられてきた。しかし、金属箔を積層した積層構成の包装材料は、廃棄され、焼却された時に金属の塊などが残る等の問題があった。そこで、金属箔に代替えできるガスバリア材として、基材フィルムに酸化珪素などの無機酸化物からなる蒸着薄膜層を積層し、さらにその上にガスバリア性被膜層を積層したガスバリア性フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１６４５９１号公報

前記提案されているガスバリア性フィルムを用いて、アルミニウム箔を積層しないで高ガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性を付与し、さらには白色層の高白濃度性を付与した包装材料を製造する場合、前記ガスバリア性フィルムが透明である為に、前記ガスバリア性フィルムのガスバリア性被膜層面に白色層、セピア色又は墨色の遮蔽層を順次積層し、その上に接着剤層を介してシーラント層を積層して製造する方法が多く実施されているが、前記積層構成では基材層側から見た場合に白濃度が不十分で、店頭での陳列効果が劣る等の欠点を有していた。

本発明の課題は、アルミニウム箔を使用しないで、高ガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性及び白色層の高白濃度性を兼ね備える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、透明な基材層の少なくとも一方の面に無機酸化物の蒸着薄膜層、ガスバリア性被膜層を積層した透明ガスバリアフィルムのガスバリア性被膜層面に、白色インキの乾燥被膜からなる２層構成の白色層、アルミニウム金属粉含有の白色インキの乾燥被膜からなる遮蔽層、接着剤層、シーラント層を順次積層した積層体からなることを特徴とする遮光性バリア包装材料である。

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珪素、酸化アルミニウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする遮光性バリア包装材料である。

本発明の遮光性バリア包装材料は、透明な基材層の少なくとも一方の面に無機酸化物の蒸着薄膜層、ガスバリア性被膜層を積層した透明ガスバリアフィルムのガスバリア性被膜
層面に、白色インキの乾燥被膜からなる２層構成の白色層、アルミニウム金属粉含有の白色インキの乾燥被膜からなる遮蔽層、接着剤層、シーラント層を順次積層した積層体からなり、前記無機酸化物が酸化珪素、酸化アルミニウムあるいはそれらの混合物であるので、アルミニウム箔を使用しなくても、高ガスバリア性、高遮光性、高隠蔽性を有し、白色層の白濃度が高く、店頭等での陳列効果も優れる。

本発明の遮光性バリア包装材料を、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す遮光性バリア包装材料の側断面図であり、基材層（１）の一方の面に無機酸化物の蒸着薄膜層（２）、ガスバリア性被膜層（３）を積層した透明ガスバリアフィルム（４）のガスバリア性被膜層（３）面に白色層（５ａ）、白色層（５ｂ）、遮蔽層（６）、接着剤層（７）、シーラント層（８）が積層されている。

前記基材層（１）は、透明な高分子フィルムからなっており、高分子フィルムとしては特に二軸延伸したフィルムが好ましい。フィルムに使用する樹脂としてはポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が使用できる。

前記基材層（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、他の層を積層する場合の加工性を考慮すると、５〜１００μｍの範囲が好ましく、さらに好ましいのは１０〜３０μｍである。

前記蒸着薄膜層（２）の無機酸化物は、酸化珪素、酸化アルミニウムあるいはそれらの混合物からなっており、優れた透明性、ガスバリア性を有している。

前記蒸着薄膜層（２）の厚さは５〜３００ｎｍの範囲内であることが望ましい。膜厚が５ｎｍ未満になると均一な薄膜が形成されないことがあり、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。また、膜厚が３００ｎｍを超えた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恐れがあるため良くない。

前記蒸着薄膜層（２）を形成する方法としては種々あるが、真空蒸着法が生産効率の点からもよく、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、蒸着薄膜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。

前記ガスバリア性被膜層（３）は、蒸着薄膜層（２）の後工程での二次的な各種損傷を防止すると共に、より高いガスバリア性を付与するために蒸着薄膜層（２）の上に設けられるものであり、その成分は水溶性高分子と、（ａ）１種以上の金属アルコキシド及び加水分解物または（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含むものであり、その成分の水溶液あるいは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布して形成する。水溶性高分子と塩化錫を水系（水あるいは水／アルコール混合）溶媒で溶解させた溶液、あるいはこれに金属アルコキシドを直接または予め加水分解させるなど処理を行ったものを混合した溶液を蒸着薄膜層（２）の上にコーティングし、加熱乾燥し形成する。

あるいは、前記ガスバリア性被膜層（３）として、水溶性高分子と、（ａ）１種以上の金属アルコキシド及び加水分解物または（ｂ）塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液あるいは水／アルコール混合溶液に無機層状化合物を添加したコーティング剤を塗布して形成しても良い。

前記ガスバリア性被膜層（３）に用いられる水溶性高分子は、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にポリビニルアルコール（以下ＰＶＡとする。）を用いた場合にガスバリア性が最も優れる。ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルを鹸化して得られるもので、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分鹸化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全鹸化ＰＶＡまでを含み、特に限定されない。

前記無機層状化合物とは、層状構造を有する結晶性の無機化合物をいい、例えばカオリナイト、ハイロサイト、緑泥石、スメクタイト、バーミキューライト、パイロフィライト、雲母等に代表される天然産出の粘土鉱物、合成スメクタイトや合成雲母などの化成品を挙げることができる。無機層状化合物である限りは、その種類、粒径、アスペクト比等は目的とする要求品質等により適宜選択することができ、特に限定されるものではないが、膨潤性が高く、層状構造の相関に水溶性高分子が入り込んでナノコンポジット構造を形成しやすい点からスメクタイト群の無機層状化合物が適している。スメクタイト群の具体例としては、モンモリロナイト、サポナイト等を挙げることができ、その中でも膨潤性や分散性、価格面や加工性の点からモンモリロナイトがより好ましい。

前記ガスバリア性被膜層（３）の厚みは０．０１〜５０μｍの範囲が良い。０．０１μｍ未満では十分なガスバリア性が得られず、５０μｍを超えると塗膜にクラックが入り易く、ガスバリア性に悪影響を及ぼすので良くない。

前記ガスバリア性被膜層（３）の形成方法には、グラビアコーティング法、ロールコーティング法などの公知の手段を用いることができる。

前記白色層（５ａ）及び白色層（５ｂ）は、白色インキの乾燥被膜からなっており、積層方法はバインダー樹脂、白色顔料、添加剤及び溶剤を混合したインキ溶液を用いて、公知のグラビア印刷法で積層する。前記バインダー樹脂としては、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース／ポリアミド混合系樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ゴム樹脂、環化ゴム樹脂、ウレタン系樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂等の樹脂が使用される。前記の如く白色層が２層積層されているので白濃度が高くなる。

前記遮蔽層（６）は、アルミニウム金属粉含有の白色インキの乾燥被膜からなっており、積層方法はバインダー樹脂、白色顔料、アルミニウム金属粉、添加剤及び溶剤を混合したインキ溶液あるいは前記インキ溶液にイソシアネート化合物を添加した反応性のインキ溶液を用いて、公知のグラビア印刷法で積層する。前記アルミニウム金属粉が層中に含有されているので高遮光性、高隠蔽性が得られる。前記イソシアネート化合物としては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート等の各種ジイソシアネート系モノマー類と、これらの重合体、誘導体が用いられ、イソシアネート化合物を添加したものは層の凝集力が向上し、接着が強くなる。

前記接着剤層（７）には、一般的にポリウレタン系接着剤を使用する。通常、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とを２液混合して使用する２液型が使用される。その積層方法は公知のグラビアコート方式で積層し、塗布量は１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）が良い。

前記シーラント層（８）は、ポリオレフィン系樹脂からなっており、樹脂の種類としては、低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、エチレン・α−オレフィン共重合体樹脂などのエチレン系樹
脂や、ホモポリプロピレン樹脂、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレンブロック共重合体、ポリプロピレン・α−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂などが使用できる。

本発明の遮光性バリア包装材料を以下に具体的な実施例に従って説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。

〈ガスバリア性被膜層（３）に使用するコート液の準備〉
テトラエトキシシラン１０．４ｇに０．１Ｎ塩酸を８９．６ｇ加え、３０分攪拌し加水分解させた固形分３重量％（ＳｉＯ₂換算）の溶液とポリビニルアルコール３重量％水／イソプロピルアルコール溶液（水／イソプロピルアルコ−ルは重量％比で９０／１０）を重量％比で６０／４０に混合し、コート液を準備した。

〈遮蔽層（６）に使用するインキ溶液の準備〉
ポリウレタン樹脂１９重量％、白色顔料３５重量％、シリカ３重量％、混合溶剤（酢酸エチル／メチルエチルケトン／酢酸プロピル／イソプロピルアルコール＝４５／２５／２５／５（重量％比））４３重量％からなる白色インキ溶液１００重量部に対しアルミニウム金属粉ペースト（東洋インキ（株）、商品名：９１−２３４３Ｔ）１２重量部の比率で混合したインキ溶液を準備した。

基材層（１）として、厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを使用し、そのフィルムの片面に真空蒸着機で、厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウムの蒸着薄膜層（２）を積層し、その蒸着薄膜層（２）の上にグラビアコート機を用いて前記準備したコート液を塗布、乾燥し、厚さ０．５μｍのガスバリア性被膜層（３）を積層した透明ガスバリアフィルム（４）を作成した。引き続き、印刷機を用いて、前記透明ガスバリアフィルム（４）のガスバリア性被膜層（３）上に１７５線、版深度３５μｍのグラビアシリンダー版で、白色顔料を３５重量％（総固形分比）含有するウレタン系の白色インキ溶液（東洋インキ（株）、商品名：ＮＥＷファイン）を２回重ね刷りして白色層（５ａ、５ｂ）を積層し、さらに、白色層（５ｂ）の上に１７５線、版深度３５μｍのグラビアシリンダー版で、前記準備した遮蔽層（６）用のインキ溶液を前記混合溶剤で所定粘度に調整後に印刷して遮蔽層（６）を積層した積層フィルムを作成した。引き続き、前記積層フィルムをドライラミネート機に装着し、その遮蔽層（６）面に塗布量３ｇ／ｍ²（乾燥状態）のポリウレタン系接着剤を介してシーラント層（７）として密度０．９２０ｇ／ｃｍ³の直鎖状ポリエチレン樹脂からなる厚さ６０μｍのポリエチレンフィルムを積層し、本発明の遮光性バリア包装材料を得た。

以下に、本発明の比較用の実施例を説明する。

遮蔽層のインキ溶液として、白色顔料を３５重量％含有するウレタン系白色インキ（東洋インキ（株）、商品名：ＮＥＷファイン）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較用の遮光性バリア包装材料を得た。

〈評価〉
実施例１の本発明の遮光性バリア包装材料及び実施例２の比較用の遮光性バリア包装材料の遮光性、隠蔽性、白濃度及び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）遮光性測定方法
光線透過率測定器（島津製作所（株）製、ＵＶ１６０Ａ）を使用し、遮光性バリア包装
材料の波長８００ｎｍ及び１１００ｎｍの光線透過率を測定した。
（２）隠蔽性測定方法
白板上及び黒板上に遮光性バリア包装材料を置き、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製の分光光度計を用いて色相を測定し、各々の色相の差から隠蔽性の良否を判定した。
（３）白濃度測定方法
白板上に遮光性バリア包装材料を置き、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製の分光光度計を用いて明度を測定した。数値が大きい方が白濃度がある。
（４）水蒸気透過度測定方法
ＪＩＳ−Ｋ−７１２９Ｂ法に準拠した測定方法で、４０℃、湿度９０％ＲＨ条件下で測定した。

表１に示すように、実施例１の本発明の遮光性バリア包装材料は遮光性、隠蔽性、白濃度が共に良く、水蒸気透過度も小さくて優れており、一方、実施例２の比較用の遮光性バリア包装材料は遮光性、隠蔽性が特に悪い。

本発明の一実施形態の遮光性バリア包装材料の側断面図である。

符号の説明

１…基材層
２…蒸着薄膜層
３…ガスバリア性被膜層
４…透明ガスバリアフィルム
５ａ，５ｂ…白色層
６…遮蔽層
７…接着剤層
８…シーラント層

Claims

透明な基材層の少なくとも一方の面に無機酸化物の蒸着薄膜層、ガスバリア性被膜層を積層した透明ガスバリアフィルムのガスバリア性被膜層面に、白色インキの乾燥被膜からなる２層構成の白色層、アルミニウム金属粉含有の白色インキの乾燥被膜からなる遮蔽層、接着剤層、シーラント層を順次積層した積層体からなることを特徴とする遮光性バリア包装材料。
前記無機酸化物が酸化珪素、酸化アルミニ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記載の遮光性バリア包装材料。