JP3182240B2 - 積層フィルムの製造方法 - Google Patents

積層フィルムの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高いガスバリヤー性を
もち、レトルト可能で、電子レンジ適性、透明性に優れ
た包装材料に適した積層フィルム及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスバリヤー性を必要とされる包
装材料にはポリアミドやポリプロピレン、あるいはセロ
ハン等のプラスチックフィルムにポリビニリデンクロラ
イド(以下PVDCと略す)をコーティングしたものが
広く使用されてきた。またさらに高度なガスバリヤー性
を持つものとして、無機材料のアルミニウム(以下Al
と略す)も箔や蒸着層の形でガスバリヤー材料として用
いられてきた。これらは用途によって使い分けられてい
るが、PVDCをコーティングしたプラスチックフィル
ムは比較的ガスバリヤー性が低く、さらに時間の経過と
ともに黄色に変色し、内容物の美観を損なうほか、裏印
刷が黄色味がかって見えてしまう。Alはガスバリヤー
性に優れるものの、不透明なため内容物の視認性に欠
け、さらに金属であるため電子レンジで内容物を加熱す
ることができない。
【0003】これらの材料に対し、珪素酸化物を蒸着し
たプラスチックフィルムが特開昭49−41469に示
されている。この材料はガスバリヤー性に優れ、ガスバ
リヤー性の湿度による低下も少なく、透明であり、電子
レンジ適性をもつ。しかし、蒸着により形成された珪素
酸化物薄膜の剛性が高いため、折り曲げや、基材プラス
チックフィルムの熱収縮などによってクラックを生じ、
ガスバリヤー性が著しく低下してしまい、また、ヒート
シール性にも乏しい欠点を有する。
【0004】そこで包装材料として用いられる際には、
珪素酸化物の薄膜上にポリオレフィン樹脂などのヒート
シール層を積層する試みが行われている。例えば、特開
昭60−61255では酸、酸無水物などのコモノマー
をエチレン、プロピレンなどのオレフィンと共重合ある
いはグラフト重合した変性ポリオレフィンを熱圧着する
ことによりヒートシール層を積層している。また、特開
昭62−103139ではウレタン系接着剤を用いて、
コロナ放電処理などの表面処理を施したポリオレフィン
を60〜80℃で接着を行う方法が開示されている。こ
れらの方法で積層フィルムを得るためには、珪素酸化物
薄膜とポリオレフィン樹脂層を接着する工程のほかに、
接着剤を塗工、乾燥する工程、ポリオレフィンフィルム
の製造、ポリオレフィンフィルムへの前処理の工程など
が必要となり、工程が複雑な上、コスト的な面でも問題
がある。
【0005】これに対して特開平1−253434には
押出ラミネート法により20〜100μmの厚みのヒー
トシール層を設ける方法が開示されている。この押出ラ
ミネート法を用いることにより工程が簡略化され、コス
ト的にも有利になる。この押出ラミネート法を用いる場
合、基材とラミネートされた樹脂層との間の接着強度は
成形温度と密接な関係があり、成形温度が高いほど接着
強度は強くなるため、一般には300℃以上の温度でラ
ミネートされる。しかし、珪素酸化物薄膜を有するプラ
スチックフィルムを基材とした場合、300℃以上の温
度では基材フィルムの熱収縮により珪素酸化物薄膜にク
ラックが生じ、ガスバリヤー性が著しく低下してしまう
という問題があり、ガスバリヤー性を維持したまま積層
するには比較的低い温度で押出ラミネートする必要があ
った。しかし、300℃より低い温度で押出ラミネート
した場合、接着強度が低下するという欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、珪素酸化物
薄膜を有するプラスチックフィルムの珪素酸化物薄膜上
に、ポリオレフィン系樹脂層を押出ラミネート法により
積層し、接着強度、ガスバリヤー性に優れた積層フィル
ムの製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく鋭
意検討した結果、少なくとも片面に珪素酸化物の薄膜を
有するプラスチックフィルムの珪素酸化物薄膜上に接着
剤を介して、300℃以上の温度でポリオレフィン系樹
脂を15μm以下の厚みで押出ラミネート法を用いて積
層することを特徴とする積層フィルムの製造方法により
珪素酸化物薄膜のクラック発生を防ぎ、良好なガスバリ
ヤー性を維持でき、接着強度の高い積層フィルムを製造
できることを見出し、本発明に至った。
【0008】本発明における珪素酸化物薄膜を有するプ
ラスチックフィルムは、表面に極性基を有するプラスチ
ックフィルムに真空蒸着、スパッタリング、イオンプレ
ーティング法などにより珪素酸化物薄膜を形成したもの
で、ガスバリヤー性を有する範囲であれば、製造方法、
基材フィルムの種類、薄膜の膜厚みは制限をうけない
が、薄膜の厚みは耐クラック性、透明性を考えると20
0〜2000Åの範囲が好ましい。
【0009】本発明におけるポリオレフィン系樹脂とし
ては高密度、中密度、低密度のポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ4−メチルペンテン−1などのポリオレフ
ィンのほかに、エチレン、プロピレン、ブテン−1など
のオレフィンに1成分以上のコモノマーを共重合、ある
いはグラフト重合したもの、さらにこれらの混合物を用
いてもよい。コモノマーとしてはアクリル酸、メタクリ
ル酸、メチルメタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸などのα,β−不飽和カルボ
ン酸もしくはその酸無水物、または金属化合物を配合し
たアイオノマーなどを例示できる。これらは必要に応じ
て安定剤、滑剤、帯電防止剤、充填剤、その他の添加剤
が配合してもよい。これらの樹脂は押出ラミネート法に
より、珪素酸化物薄膜上に積層することができる。
【0010】本発明における押出ラミネートの成形温度
は300℃以上が必要である。成形温度が300℃未満
の場合、珪素酸化物薄膜とポリオレフィン系樹脂層との
接着強度が弱いため、食品包材として必要な接着強度が
得られない。しかし、成形温度が320℃を超えるとラ
ミネート時の発煙量が増加するほか、ポリオレフィン系
樹脂の劣化がおこり、ヒートシール性が低下するなどの
問題が生じるため、成形温度は300〜320℃の範囲
が好ましい。また、より強固な接着強度が要求される場
合にはウレタン系、イミン系などの接着剤を使用しても
よい。
【0011】本発明においてガスバリヤー性を損なわな
いポリオレフィン系樹脂層の厚みは温度によって異なる
が、成形温度が300〜320℃の範囲ではポリオレフ
ィン系樹脂層の厚みを15μm以下にすることにより、
クラック発生によるガスバリヤー性の低下を防ぐことが
できる。
【0012】
【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
さらに詳細に説明する。なお、フィルムの酸素透過率、
およびポリオレフィン系樹脂層と珪素酸化物薄膜間の接
着強度は以下の方法により測定した。酸素透過率は酸素
透過率測定装置(モダンコントロール社(米国)製、型
式OX−TRAN 10/50)を用い、測定温度23
℃、相対湿度90%の条件で測定した。接着強度は積層
体を成形の流れ方向に幅15mmの短冊状に切断し、こ
れを300mm/分の速度で180°剥離したときの剥
離強度で評価した。
【0013】実施例 1 (樹脂の製造)ポリエチレンはオートクレーブ型式の反
応器を有する高圧法ポリエチレン製造設備を用いて製造
した。得られたポリエチレンはMFR(190℃)8.
0g/10分、密度0.918g/cm3 であった。 (積層体の製造)珪素酸化物蒸着フィルムは幅850m
m、厚み12μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ムに、イオンスパッタリング法により600Åの厚みで
珪素酸化物薄膜を蒸着することにより製造した。得られ
たフィルムの珪素酸化物蒸着面側に、ポリエチレン樹脂
層を押出ラミネート成形法によりウレタン系接着剤を用
いて積層した。ウレタン系接着剤は市販の二液反応型
(大日精化工業(株)製、セイカダイン3600A、3
600B)を使用し、3600Aを1.4kg、360
0Bを0.6kg、酢酸エチルを6kg、トルエンを7
kg混合し、固形分が6%となるよう調整した。押出ラ
ミネート成形機は90mmφの押出機を備え、ロール面
巾1300mmのものを用い、成形条件はアンカーコー
ト装置の塗工量2g/m2(wet)、乾燥温度80℃、成形
速度100m/分、ラミネート厚み10μm、ダイスの
スリット巾0.8mm、ダイス直下の樹脂温度は320
℃であった。得られた積層体は40℃の熱風循環式オー
ブン中で48時間エージングを行った。 (積層体の性質)表1に示すように、酸素透過率が低
く、接着強度の強い積層体が得られた。
【0014】実施例2 ダイス直下の樹脂温度を305℃でポリエチレン樹脂層
を厚み15μmで押出ラミネートするほかは実施例1と
同様の操作を行った。結果を表1に示す。
【0015】実施例3 エチレンとアクリル酸エチル及び無水マレイン酸の3元
共重合体をオートクレーブ型式の反応器を有するポリエ
チレン製造設備を用いて製造した。得られた共重合体は
MFR(190℃)32g/10分、アクリル酸エチル
に由来する単位10.6重量%、無水マレイン酸に由来
する単位2.9重量%であった。なお、共重合体組成は
赤外吸収スペクトルによって決定した。実施例1におい
て、ポリエチレンのかわりにこの3元共重合体を用い、
ダイス直下の樹脂温度300℃でイミン系接着剤を使用
するほかは実施例1と同様の操作により積層体を得た。
結果は表1に示す。なお、イミン系接着剤は日本触媒
(株)製、エポミンP−1000を使用し、エポミンP
−1000が175gに対し、水3.5kg、メタノー
ル14kgで濃度1%ととなるよう調整した。
【0016】比較例1 ダイス直下の樹脂温度330℃でポリエチレン樹脂層の
厚み20μmで押出ラミネートするほかは実施例1と同
様の操作を行ったが、表1に示すように酸素透過率が大
きかった。
【0017】比較例2 ダイス直下の樹脂温度290℃でポリエチレン樹脂層を
厚み25μmで押出ラミネートするほかは実施例1と同
様の操作を行ったが、表1に示すように接着強度が低か
った。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】珪素酸化物薄膜を有するプラスチックフ
ィルムの珪素酸化物薄膜上に、300℃以上の温度でポ
リオレフィン系樹脂層を15μm以下の厚みで押出ラミ
ネート法を用いて積層することにより、クラック発生が
少なく、ガスバリヤー性の良好な積層フィルムが得られ
た。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B29C 47/00 - 47/96

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも片面に珪素酸化物の薄膜を有
    するプラスチックフィルムの珪素酸化物薄膜上に接着剤
    を介して、300℃以上の温度でポリオレフィン系樹脂
    を15μm以下の厚みで押出ラミネート法を用いて積層
    することを特徴とする積層フィルムの製造方法。
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