JP2005262695A - ガスバリアフイルム及びそれを用いた積層包装材料 - Google Patents

Abstract

【課題】透明で、優れたガスバリア性を有すると共に、優れた表面防汚性を兼ね備えるガスバリアフイルム及びそれを用いた積層包装材料を提供することにある。
【解決手段】ガスバリアバリアフィルムが透明な高分子フィルムからなる基材層の一方の面に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層、防汚層が順次積層されてなるガスバリアフイルムにおいて、該防汚層が光触媒酸化チタンを含有するものからなり、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ことを特徴とし、積層包装材料がそのガスバリアフィルムの防汚層と反対側の基材層表面に接着剤層を介してポリオレフィン系樹脂からなるシーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品、医薬・医療品、電子部品等の包装分野に用いられるガスバリアフィルム及びそれを用いた積層包装材料に関するものである。

食品、医薬・医療品の包装に用いられる包装材料は、内容物の変質を抑制するために、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、これら気体を遮断するガスバリア性を備えることが求められていた。また、工業部品の包装に用いられる包装材料は、前記ガスバリア性の他に、表面が汚れない優れた防汚性、長期間の使用に耐えること等が求められていた。優れたガスバリア性を付与させる為には、従来からポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリルなどの樹脂の単層フイルムやこれらの樹脂を表面にコーティングしたフイルム、さらには、エチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）やメタキシリレンジアミンとアジピン酸の縮重合体樹脂（ＭＸＤ６）などを中間層とした多層フイルムを積層した包装材料が一般的に用いられているが、前記包装材料は温湿度依存性が大きく、高いガスバリア性を常時維持できない。さらに、塩素を含む樹脂は廃棄や焼却の際に有害物質生成の原因となる可能性があるなどの問題があった。代替えのガスバリア性包装材料して、基材フィルムの片面に無機化合物の蒸着薄膜層を積層したガスバリア性積層体が提案されており、また表面防汚性が付与されたフィルムとして、光触媒含有層を積層した積層フィルムが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開平１０−６４３２号公報 特開平１０−２９６９２０号公報

ところが、上記提案されているガスバリア性積層体あるいは光触媒含有層を積層した積層フィルムは、ガスバリア性と表面防汚性の両方の機能を兼ね備えていなかった。

本発明の課題は、透明で、優れたガスバリア性を有すると共に、優れた表面防汚性を兼ね備えるガスバリアフイルム及びそれを用いた積層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、透明な高分子フィルムからなる基材層の一方の面に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層、防汚層が順次積層されてなるガスバリアフイルムにおいて、該防汚層が光触媒酸化チタンを含有するものからなることを特徴とするガスバリアフィルムである。

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ガスバリアフイルムである。

本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１又は請求項２記載のガスバリアフィルムの防汚層と反対側の基材層表面に接着剤層を介してポリオレフィン系樹脂からなるシーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料である。

本発明のガスバリアフイルムは、透明な高分子フィルムからなる基材層の一方の面に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層、防汚層が順次積層されてなり、該防汚層が光触媒酸化チタンを含有するものからなっているので、透明で、優れた表面防汚性を有しており、前記無機酸化物として酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物を使用することにより、優れたガスバリア性をも兼ね備える。また、前記ガスバリアフィルムの防汚層と反対側の基材層表面に接着剤層を介してシーラント層を積層した積層包装材料は、優れたガスバリア性と表面防汚性の両方の機能を要求する製品の包装材料として広く利用できる。

本発明のガスバリアフィルム及びそれを用いた積層包装材料を、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。図１は本発明のガスバリアフィルムの一実施形態を示す側断面図であり、ガスバリアフィルム（１０）は厚み方向に順に、防汚層（１４）、無機酸化物の蒸着薄膜層（１３）、アンカーコート層（１２）、基材層（１１）が順次積層されている。

前記基材層（１１）は、透明な高分子フィルムからなっており、二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。フィルムに使用する樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ナイロン樹脂、ポリオレフィン系樹脂が使用できる。

また、前記基材層（１１）の高分子フイルムに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、滑剤などが使用されていても良く、アンカーコート層（１２）との密着性を良くするために、その表面に前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施しておいても良く、さらに薬品処理、溶剤処理などを施しても良い。

前記基材層（１１）は、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。

前記アンカーコート層（１２）は、基材層（１１）と無機酸化物の蒸着薄膜層（１３）との間の密着強度を高め、デラミネーションの発生やガスバリア性の劣化等を防止する作用も有する。アンカーコート層（１２）は、一般式Ｒ′Ｓｉ（ＯＲ）₃（式中、Ｒ′はアミノ基、イソシアネート基、スルホキシド基など、Ｒはアルキル基など）で表される３官能オルガノシランと、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物との複合物又はポリエステル系樹脂を主成分とするものからなる。

前記蒸着薄膜層（１３）の無機酸化物は、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、透明性を有し、かつ、優れたガスバリア性を有する。さらに前記蒸着薄膜層（１３）は防汚層（１４）が基材層（１）に使用した高分子フィルムを分解するのを防ぐ役割も有する。

前記蒸着薄膜層（１３）の厚さは５〜４００ｎｍの範囲内であることが望ましい。膜厚が５ｎｍ以下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４００ｎｍ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（１３）を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、化学気相成長法などを用いることもできる。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。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蒸着を行ってもよい。

前記防汚層（１４）は、光触媒酸化チタンを含有するものからなっており、紫外線応答性若しくは可視光線応答性を有し、防汚層の上に積層された汚染物質を分解する機能を有し、優れた親水性と防汚性を有している。積層方法は光触媒酸化チタン薄膜を真空蒸着法で形成する方法あるいは光触媒酸化チタンを含有するコート剤を公知のグラビアコート法やロールコート法で蒸着薄膜層上に塗布し、乾燥させる方法で形成する。

図２は本発明の積層包装材料の一実施形態を示す側断面図であり、厚み方向に順に、防汚層（１４）、蒸着薄膜層（１３）、アンカーコート層（１２）、基材層（１１）、接着剤層（１５）、シーラント層（１６）が積層されている。

前記接着剤層（１５）には、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する。塗布量は１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）が良い。

前記シーラント層（１６）は、ポリオレフィン系樹脂からなっており、使用される樹脂としては、例えば、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の選択が可能であり、また、これらのオレフィン系樹脂をグラフト重合などにより酸変性した変性ポリオレフィン樹脂も使用可能である。上述したポリオレフィン系樹脂の単体又は２種以上からなるブレンド物でもかまわない。

本発明のガスバリアフイルム及びそれを用いた積層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。

〈アンカーコート層のコート液の調整〉
ポリエステル樹脂（三菱レイヨン（株）、商品名：バイロン）を有機溶媒に溶解し、固形分２０重量％になるように調整した。

基材層（１１）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、アンカーコート層（１２）として前記調整したコート液をグラビア塗工機で塗布量が０．１ｇ／ｍ² （乾燥状態）になるように塗布、乾燥し、引き続き、真空蒸着機で前記アンカーコート層（１２）面に厚さ１００ｎｍの酸化珪素の蒸着薄膜層（１３）を積層し、さらにグラビア塗工機で前記蒸着薄膜層（１３）上に光触媒酸化チタンを含有するコート液（昭和電工（株）、商品名：ＮＴＢ−２１０）を用いて、厚さ０．５μｍの防汚層（１４）を積層して、本発明のガスバリアフィルムを作成し、引き続き、ドライラミネート機で前記ガスバリアフィルムの防汚層（１４）と反対側の基材層（１１）表面に塗布量３ｇ／ｍ² （乾燥状態）のポリウレタン系接着剤を介して厚さ３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなるシーラント層（１６）を積層して、本発明の積層包装
材料を作成した。

以下に、本発明の比較用の実施例について説明する。

アンカーコート層と蒸着薄膜層を積層しなかった以外は、実施例１と同様にして比較用のガスバリアフィルム及び積層包装材料を作成した。

〈評価〉
実施例１の本発明のガスバリアフィルム及び実施例２の比較用のガスバリアフィルムを用いて、以下の方法で水蒸気透過度及び表面防汚性の良否を測定し、評価した。その結果を表１に示す。
（１）水蒸気透過度試験法
モダンコントロール社製（ＭＯＣＯＮ ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ Ｗ６）を用いて、４０℃−９０％ＲＨ雰囲気下で測定した。
（２）表面防汚性試験法
ガスバリアフィルムの防汚層表面に水性の赤色インキを塗布し、その表面を白色蛍光灯下、６０００ルックスで２４０時間照射後、その赤色インキの退色の有無と二軸延伸ポリエステルフィルムの劣化の有無を観察し、評価した。防汚層の光触媒酸化チタンが分解機能を有しており、その上の赤色インキを退色させる。その場合、防汚層が優れた分解機能を発揮したことになる。

表１に示すように、実施例１の本発明のガスバリアフィルムは水蒸気透過度が小さく、表面防汚性も良好で、二軸延伸ポリエステルフィルムの劣化も無かった。一方、実施例２の比較用のガスバリアフィルムは無機酸化物の蒸着薄膜層が無いので、水蒸気透過度が大きく、さらに防汚層の影響で二軸延伸ポリエステルフィルムが劣化していた。

本発明のガスバリアフイルムの一実施形態を示す側断面図である。 本発明の積層包装材料の一実施形態を示す側断面図である。

符号の説明

１０…ガスバリアフイルム
１１…基材層
１２…アンカーコート層
１３…蒸着薄膜層
１４…防汚層
１５…接着剤層
１６…シーラント層

Claims (3)

1. 透明な高分子フィルムからなる基材層の一方の面に、少なくとも、無機酸化物の蒸着薄膜層、防汚層が順次積層されてなるガスバリアフイルムにおいて、該防汚層が光触媒酸化チタンを含有するものからなることを特徴とするガスバリアフィルム。
2. 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記載のガスバリアフイルム。
3. 請求項１又は請求項２記載のガスバリアフィルムの防汚層と反対側の基材層表面に接着剤層を介してポリオレフィン系樹脂からなるシーラント層を積層した積層体からなることを特徴とする積層包装材料。

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