JP2940947B2

JP2940947B2 - ヒートシール可能なガスバリヤ性フィルムの製造方法

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Publication number: JP2940947B2
Application number: JP1209301A
Authority: JP
Inventors: 禎村上
Original assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: DAISERU KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH0371830A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、食品等の個装、内装、外装等の包装フィル
ムとして好適なヒートシール可能なガスバリア性フィル
ムの製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来、菓子類等の包装材料として、ヒートシール可能
なフィルムが広く使用されている。このヒートシール可
能なフィルムとしては、通常、二軸延伸ポリプロピレン
フィルムや二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ム等の基材フィルムに、無延伸ポリエチレン等からなる
ヒートシール層をラミネートしたフィルムや、共押出し
ポリプロピレンフィルム等が知られている。

一方、菓子類等の食品用包装フィルムには、内容物の
吸湿や酸化等による変質等を防止するため、ガスバリア
性が要求される。しかしながら、従来のフィルムでは、
上記ガスバリア性を基材フィルムの種類により確保して
いるため、ガスバリア性が十分でない。すなわち、基材
フィルムがポリプロピレンフィルムである場合には、水
蒸気バリア性を確保できるものの、酸素ガスバリア性が
十分でなく、ポリエチレンテレフタレートフィルムであ
る場合には、酸素ガスバリア性を確保できるものの、水
蒸気バリア性が十分でない。このように、上記ヒートシ
ール可能なフィルムでは、水蒸気透過率及び酸素ガス透
過率の双方の特性を同時に満足させることが困難であ
り、内容物の保護効果が十分でない。

従って、本発明の目的は、水蒸気及び酸素ガスの双方
に対して優れたガスバリア性を示すだけでなく、ヒート
シール性に優れたヒートシール可能なガスバリア性フィ
ルムの製造方法を提供することにある。

［発明の構成］本発明は、基材フィルムに、ポリエステルを含まない
ガスバリア層を介してヒートシール層が形成されたフィ
ルムの製造方法であって、基材フィルムに、塩化ビニリ
デンと他の重合性モノマーとの共重合体を含有し、かつ
良溶媒60〜90重量％と貧溶媒40〜10重量％との割合で有
機溶媒を含む溶剤型塗布液を塗布してガスバリア層を形
成し、塩化ビニリデンと、少なくともカルボキシル基を
有する重合性モノマーを含む共重合性モノマーとの共重
合体を含有する塗布液を塗布してヒートシール層を形成
する方法であり、前記ガスバリア層用塗布液及び／又は
ヒートシール層用塗布液が、ワックスと、シリカ系微粉
末、アルミナ系微粉末及び樹脂微粉末から選ばれた少な
くとも１種の微粉末状滑剤とを含むことを特徴とするヒ
ートシール可能なガスバリア性フィルムの製造方法によ
り、上記課題を解決するものである。

基材フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、アイオノマー、ポリ
プロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ−４
−メチルペンテン−１等のオレフィン系樹脂；ポリ塩化
ビニル；ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビ
ニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体等の塩化ビニリデン系樹脂；ポリスチレン、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
等のポリエステル；ナイロン６、ナイロン11、ナイロン
66等のナイロン又はポリアミド；ポリアクリロニトリ
ル；ポリカーボネート；ポリイミド；ポリビニルアルコ
ール；エチレン−酢酸ビニル共重合体やそのケン化物；
セロハン；塩酸ゴム等を素材とする種々のフィルムが使
用できる。

上記基材フィルムのうちオレフィン系樹脂を素材とす
るフィルム、特にポリプロピレンフィルムや、ポリエス
テルを素材とするフィルム、特にポリエチレンテレフタ
レートフィルムは、透明性、機械的強度及び包装適性に
優れている。

基材フィルムは、未延伸であってもよく、一軸又は二
軸延伸処理されていてもよい。延伸法としては、例えば
ロール延伸、圧延延伸、ベルト延伸、テンター延伸、チ
ューブ延伸や、これらを組合せた延伸等の慣用の延伸法
が適用できる。延伸倍率は、所望するフィルムの特性に
応じて適宜設定でき、例えば1.5〜20倍、好ましくは２
〜15倍程度である。延伸倍率が1.5倍未満であると延伸
効果が小さく、20倍を越えると過剰な延伸となり生産性
が低下する。

なお、延伸処理は、フィルムを構成するポリマーの融
点以下であって、二次転移点以上の温度で行なわれる。
またフィルムの延伸後、緊張下で熱処理し、分子の配向
を固定させてもよい。

また基材フィルムの少なくとも一方の面は、表面処理
されていてもよい。表面処理としては、慣用の表面処
理、例えば、コロナ放電処理、高周波処理、火炎処理、
クロム酸処理、溶剤処理等が例示される。これらの表面
処理のうちコロナ放電処理が好ましい。このコロナ放電
処理によると、基材フィルムの表面処理度を簡便かつ容
易に制御できる。基材フィルムの処理度は、密着性を確
保できる範囲であれば特に制限されないが、通常35〜50
dyn/cm、好ましくは37〜45dyn/cm程度である。なお、基
材フィルムの面のうち表面処理面にガスバリア層及びヒ
ートシール層を形成すると、密着性を高めることができ
る。またガスバリア層及びヒートシール層が形成されて
いない面を表面処理すると、該表面処理面で印刷インキ
やラミネート層との密着性を確保できる。

上記基材フィルムは酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶
造核剤、滑剤、染料顔料等の種々の添加剤を含有してい
てもよい。

基材フィルムは単層フィルムであってもよく、二種以
上のフィルムが積層された複合フィルムであってもよ
い。基材フィルムの厚みは特に制限されず、例えば、厚
み１〜250μｍ、好ましくは５〜100μｍ程度の基材フィ
ルムが使用できる。

上記基材フィルムには、ガスバリア層を介してヒート
シール層が積層されている。従って、中間層としてのガ
スバリア層でガスバリア性を確保でき、表面に位置する
ヒートシール層でヒートシール性を確保できる。

上記ガスバリア層は塩化ビニリデン系ポリマーを含有
している。塩化ビニリデン系ポリマーは、耐熱安定性、
耐候安定性及び皮膜の柔軟性などの点から、塩化ビニリ
デンと、他の重合性モノマーとの共重合体が好ましい。
重合性モノマーとしては、例えば、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、クロトン酸、アクリル酸、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロ
ピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルア
クリレート、tert−ブチルアクリレート、ペンチルアク
リレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレー
ト、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レートなどの各種アクリレート、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、メタクリル酸や、上記アクリレート
に対応するメタクリレートなどが例示される。これらの
重合性モノマーは一種または二種以上使用される。上記
共重合体のうち塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニ
リデン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリ
ル酸共重合体、塩化ビニリデン−メタクリル酸共重合
体、塩化ビニリデン−アクリレート共重合体及び塩化ビ
ニリデン−メタクリレート共重合体等の共重合体が好ま
しい。これらの塩化ビニリデン系ポリマーは少なくとも
一種使用される。

またヒートシール層は、前記ガスバリア層との密着性
に優れる塩化ビニリデン系ポリマーを含有するのが好ま
しい。

すなわち、本発明の好ましい態様は、ガスバリア層と
ヒートシール層とが共に塩化ビニリデン系ポリマーを含
有する。ガスバリア性に優れた上記ガスバリア層は、塩
化ビニリデン系ポリマーを含有する溶剤型塗布液で形成
できる。溶剤型塗布液中の有機溶媒は、均一な塗工性や
ガスバリア性を高めるため、良溶媒と貧溶媒とで構成さ
れるのが好ましい。またガスバリア性は、一般に塩化ビ
ニリデン系ポリマーの結晶化度が大きくなるにつれて高
くなり、塩化ビニリデン系ポリマーの結晶化度は良溶媒
の割合と反比例関係にある。従って、塩化ビニリデン系
ポリマーの種類、すなわち、ポリマーの構成単位等に起
因する結晶化速度等に応じて有機溶媒中の良溶媒と貧溶
媒との割合を調整することにより、ガスバリア性に優れ
た層を形成できる。有機溶媒中の良溶媒の割合は、塗布
液の均一性及び塗布性を損わない範囲で少ないのが好ま
しく、高いガスバリア性を付与するには、通常、60〜90
重量％、好ましくは60〜75重量％程度である。

なお、上記塩化ビニリデン系ポリマーに対する良溶媒
及び貧溶媒は、塩化ビニリデン系ポリマーの種類により
異なるので、ポリマーの種類に応じて適宜選択できる。
良溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジオキサン、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類
やこれらの混合溶媒が例示できる。

塩化ビニリデン系ポリマーに対する貧溶媒としては、
例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のア
ルコール類、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂環族炭化
水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどのハ
ロゲン化炭化水素、酢酸エチル等のエステル類、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
ジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、やこれら
の混合溶媒が例示できる。

またヒートシール層は、ヒートシール性に優れた塩化
ビニリデン系ポリマーを含有する塗布液、例えば塩化ビ
ニリデン系ポリマーを含有し、良溶媒の割合が大きな溶
剤型塗布液、好ましくはエマルジョン型塩化ビニリデン
系ポリマーの分散液で形成できる。なお、溶剤型塗布液
を用いてヒートシール層を形成する場合、有機溶媒中の
良溶媒の割合が大きい程、ヒートシール性がよくなる。
従って、前記ガスバリア層に含有される塩化ビニリデン
系ポリマーと同じポリマーを用いる場合、該溶剤型塗布
液中の良溶媒の割合は、前記ガスバリア層を形成する有
機溶媒中の良溶媒の割合よりも大きいのが好ましい。良
溶媒は、有機溶媒中、通常65重量％以上である。

ヒートシール層は、上記溶剤型塗布液で形成してもよ
いが、水性エマルジョン型分散液で形成するのが好まし
い。すなわち、水性エマルジョン型分散液をガスバリア
層上に塗布すると、ガスバリア層を溶解し浸蝕すること
なく、均一なヒートシール層を形成できる。水性エマル
ジョン型の塩化ビニリデン系ポリマーは、通常、カルボ
キシ基を有する重合性モノマー、例えば、クロトン酸、
アクリル酸、メタクリル酸と、塩化ビニリデンとを必須
の成分とする共重合体が好ましい。なお、上記共重合体
は、必要に応じて他の共重合性モノマー、例えば、塩化
ビニル、酢酸ビニル、アクリレート、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、メタクリレート等の共重合性
モノマーとの共重合体であってもよい。

前記ガスバリア層及びヒートシール層は、塩化ビニリ
デン系ポリマー以外の成分として、他のポリマーを含有
していてもよい。上記他のポリマーとしては、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−アクリル酸エチル共重合体、アイ
オノマー等のオレフィン系ポリマー；アクリル系ポリマ
ー；ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重
合体等のスチレン系ポリマー；ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；
ポリアセタール；ポリ酢酸ビニル；ポリ塩化ビニル；塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体；ポリアミド；ポリウレ
タン；ポリカーボネート；塩素化ポリプロピレン等の塩
素化ポリオレフィン；セルロース系ポリマー等が例示さ
れる。なお、ガスバリア層は、ポリエステルを含有しな
い。これらのポリマーは一種又は二種以上混合して用い
られる。これらの他のポリマーは、塩化ビニリデン系ポ
リマーの特性が低下しない範囲で使用でき、通常、塩化
ビニリデン系ポリマー100重量部に対して０〜25重量部
程度である。

また滑り性及び耐ブロッキング性を付与して作業性を
よくするため、前記ガスバリア層及び／又はヒートシー
ル層は、滑剤を含有するのが好ましい。

滑剤としては、ワックスや微粉末状滑剤が好ましい。
ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、ポリ
エチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の
炭化水素系ワックス、ステアリン酸、ステアリン酸モノ
グリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸系ワック
ス、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸
アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビ
スステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド系ワックス、カ
ルナバワックス等のエステル系ワックス等の種々のワッ
クスが例示できる。上記ワックスは少なくとも一種使用
される。ワックスの含有量は、前記塩化ビニリデン系ポ
リマー100重量部に対して、通常、0.1〜10重量部、好ま
しくは0.25〜５重量部、さらに好ましくは0.5〜2.5重量
部程度である。ワックスの量が0.1重量部未満であると
滑り性が十分でなく、10重量部を越えると塗膜の透明性
等が低下し易い。

微粉末状滑剤としては、例えば、シリカ、アルミナ等
の無機滑剤；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂
等の有機滑剤；アルミナバルブ、シリカバルーン、発泡
ガラス、マイクロバルーン、サランマイクロスフェア等
の微小中空体が例示される。これらの微粉末滑剤のうち
シリカ系微粉末、アルミナ系微粉末、樹脂微粉末（ポリ
エチレン系微粉末、アクリル系微粉末等）が好ましい。
微粉末状滑剤は塗膜の透明性やガスバリア性等を損わな
い範囲で適宜の粒径を有していてもよいが、５μｍ以下
であるのが好ましい。粒径が５μｍを越えると滑剤が欠
落し易くなり、作業性が低下する。微粉末状滑剤の含有
量は、塩化ビニリデン系ポリマー100重量部に対して、
通常、0.01〜５重量部、好ましくは0.05〜2.5重量部で
ある。微粉末状滑剤の使用量が0.01重量部未満であると
滑り性が十分でなく、５重量部を越えると塗膜の透明性
等が低下し易い。

なお、ガスバリア層及び／又はヒートシール層は、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、可塑剤、帯電防止
剤、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、染顔料等の種々の添
加剤を含有していてもよい。

上記ガスバリア層及びヒートシール層は、ガスバリア
性やヒートシール性を損わない範囲で適宜の膜厚に形成
できるが、通常、それぞれ膜厚0.01〜５μｍ、好ましく
は0.1〜３μｍ程度である。膜厚が0.01μｍ未満である
と高いガスバリア性及びヒートシール性を付与するのが
困難であり、５μｍを越えると経済的でないばかりか、
場合によっては基材フィルムの特性が低下する虞があ
る。なお、ガスバリア層及びヒートシール層は、基材フ
ィルムの少なくとも一方の面に形成されていればよい。

本発明のヒートシール可能なガスバリア性フィルム
は、表面にヒートシール層が位置するので、従来慣用の
方法、例えばピロー成形、四方シール等により容易に袋
体を形成できる。

ガスバリア層及びヒートシール層は、基材フィルム
に、ガスバリア層用塗布剤とヒートシール層用塗布剤と
を順次塗布し、乾燥することにより形成できる。塗布手
段としては、特に制限されず、従来慣用の手段、例え
ば、デップコーター、ロールコーター、グラビアコータ
ー、エアーナイフコーター、スプレー等が使用できる。

［発明の効果］以上のように、本発明のヒートシール可能なガスバリ
ア性フィルムの製造方法によれば、ヒートシール層が、
ガスバリア層を介して基材フィルムに積層されているの
で、基材フィルムに依存することなく、ガスバリア層に
より水蒸気及び酸素ガスの双方に対して優れたガスバリ
ア性を確保できるだけでなく、表面のヒートシール層に
より優れたヒートシール性を確保できる。

［実施例］以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。

実施例１塩化ビニリデン（90重量％）−アクリル酸エステル
（10重量％）共重合体100重量部、融点78℃のワックス
１重量部、及び平均粒径３μｍのシリカ微粉末0.1重量
部を、テトラヒドロフラン／トルエン＝70/30（重量
比）の混合溶媒に混合しガスバリア層用塗布液を調製し
た。

この塗布液を、厚み20μｍの二軸延伸ポリプロピレン
フィルムの一方の面に、ロールコーターを用いて、乾燥
後の塗布量3.0g/m²となるように塗布し、乾燥すること
によりガスバリア層を形成した。

次いで、塩化ビニリデン（85重量％）−メタクリル酸
（15重量％）共重合体を含む水性エマルジョンの固形分
100重量部に対して、融点78℃のワックス１重量部、及
び平均粒径３μｍのシリカ微粉末0.1重量部を添加混合
し、ヒートシール層用塗布液を調製した。このヒートシ
ール層用塗布液を、上記ガスバリア層上に、乾燥後の塗
布量3.0g/m²となるように塗布し、乾燥することにより
ヒートシール層を形成した。

実施例２有機溶媒の組成をテトラヒドロフラン／トルエン＝60
/40（重量比）とする以外、実施例１と同様にしてガス
バリア層用塗布液を調製した。

上記ガスバリア層用塗布液と実施例１のヒートシール
層用塗布液とを用い、実施例１と同様にして、二軸延伸
ポリプロピレンフィルムにガスバリア層とヒートシール
層とを順次形成した。

実施例３実施例１のガスバリア層用塗布液に代えて、塩化ビニ
リデン（89％重量）−アクリロニトリル（11重量％）10
0重量部、融点78℃のワックス１重量部、及び平均粒径
３μｍのシリカ微粉末0.1重量部を含有するカスバリア
層用塗布液を用いる以外、実施例１と同様にして二軸延
伸ポリプロピレンフィルムにガスバリア層とヒートシー
ル層とを順次形成した。

実施例４実施例１の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに代え
て、厚み12μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート
フィルムを用いる以外、実施例１と同様にして、二軸延
伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにガスバリア層
とヒートシール層とを順次形成した。

比較例１実施例１の二軸延伸ポリプロピレンに、無延伸ポリエ
チレンを溶融押出し、ポリエチレンからなる厚み20μｍ
のヒートシール層を形成した。

比較例２実施例４の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムに、ポリエチレンフィルムをドライラミネートによ
り積層し、厚み20μｍのヒートシール層を形成した。

そして、各実施例及び比較例で得られたフィルムのヒ
ートシール層同士を温度110℃、圧力1kg/cm²、圧着時間
１秒の条件でヒートシールした。そして、ヒートシール
部に対応する幅15mmの試料のヒートシール強度をテンシ
ロン引張り試験機を用いて測定した。

また各実施例及び比較例で得られたフィルムの水蒸気
透過率及び酸素ガス透過率を下記の条件で測定した。

酸素ガス透過率：ガスクロマト法（測定器 Lyssy Gas P
ermeablity Testing Apparatus L−66）により、湿度80
％の酸素ガスと、補償ガスとしてのヘリウムガスとを用
いて、温度20℃で測定した。単位はcc/m²/24時間であ
る。水蒸気透過率:JIS Ｚ 0208に準拠し、温度40℃、
相対湿度90％RHの条件で測定した。単位はg/m²/24時間
である。

結果を表に示す。

また実施例１及び比較例１のフィルムを用い、四方シ
ールにより菓子を包装した袋体を作製した。この袋体を
温度30℃、相対湿度80％の雰囲気中に放置し、該袋体内
の水分量を吸水率として測定した。結果を図に示す。

表より明らかなように、比較例１及び比較例２のフィ
ルムでは、ガスバリア性が十分でなかった。これに対し
て、実施例１〜４のフィルムでは、ヒートシール性及び
ガスバリア性に優れていた。

また図より明らかなように、比較例１のフィルムより
も実施例１のフィルムで作製した袋体は、吸水率が著し
く小さかった。

【図面の簡単な説明】

図は実施例と比較例１のフィルムで作製した袋体の吸水
率と経過日数との関係を示すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基材フィルムに、ポリエステルを含まない
ガスバリア層を介してヒートシール層が形成されたフィ
ルムの製造方法であって、基材フィルムに、塩化ビニリ
デンと他の重合性モノマーとの共重合体を含有し、かつ
良溶媒60〜90重量％と貧溶媒40〜10重量％との割合で有
機溶媒を含む溶剤型塗布液を塗布してガスバリア層を形
成し、塩化ビニリデンと、少なくともカルボキシル基を
有する重合性モノマーを含む共重合性モノマーとの共重
合体を含有する塗布液を塗布してヒートシール層を形成
する方法であり、前記ガスバリア層用塗布液及び／又は
ヒートシール層用塗布液が、ワックスと、シリカ系微粉
末、アルミナ系微粉末及び樹脂微粉末から選ばれた少な
くとも１種の微粉末状滑剤とを含むことを特徴とするヒ
ートシール可能なガスバリア性フィルムの製造方法。