JP3314541B2

JP3314541B2 - 積層体

Info

Publication number: JP3314541B2
Application number: JP19660094A
Authority: JP
Inventors: 素子吉川; 昇佐々木; 和也八房
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 2002-08-12
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JPH0858848A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は食品、医薬品等の包装分
野に用いられるガスバリア積層体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】包装材の分野において、最近、環境対応
は避けられない問題である。包装材＝ゴミというイメー
ジから、易焼却、過剰包装の回避、リサイクルが叫ばれ
ている。ガスバリア包材として、その高いバリア性から
汎用されている金属箔ラミネートフィルムは焼却処理し
た際の残査が問題となり、避けられる傾向にある。ま
た、金属蒸着フィルムは、一見、金属箔ラミネートフィ
ルムと区別が出来ないため、透明バリアフィルムの需要
は増加の一途をたどっている。

【０００３】透明プラスチック基材上に金属酸化物薄膜
層を設けたフィルムは、金属蒸着フィルムでは成し得な
い透明性とバリア性を有する。

【０００４】特に、金属酸化物に酸化マグネシウムを用
いたフィルムは酸素バリア、水蒸気バリア共に高く、有
効なバリアフィルムである。

【０００５】しかし、酸化マグネシウムの薄膜は、もみ
等の物理的な衝撃に弱く、可とう性に欠けるため、スリ
ッター、製袋等の後加工時に被膜にクラックが入り、バ
リア性が劣化するという問題点を有している。このた
め、フィルムの取扱いに注意を要し、その汎用性を妨げ
ている。

【０００６】また、酸化マグネシウムが水分により炭酸
化することから、酸化マグネシウム薄膜層は保存雰囲気
が高湿度である場合、もみにより生じたクラック等の亀
裂から経時で水蒸気が侵入し、炭酸化し、経時によるバ
リア劣化現象がおこる場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を鑑みてなされたもので、スリッター、製袋などの後
加工におけるクラックの発生により引き起こされるバリ
ア劣化を防止し、高湿度下の保存においても経時バリア
劣化しない、取扱いの簡便なバリア性積層体を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、透明プラスチックからなる基材上に３０〜３００ｎ
ｍの酸化マグネシウム薄膜層、二液硬化型接着剤層を順
次積層し、さらに、透明プラスチック基材上に１０〜２
００ｎｍの金属酸化物薄膜層を積層した透明バリア性フ
ィルムを積層したことを特徴とする積層体を提供する。

【０００９】さらに、金属酸化物が酸化珪素、酸化アル
ミニウム、酸化錫、酸化カルシウムであることを含む。

【００１０】また、印刷層を請求項１の構造の積層体の
外側片面、もしくは、積層体の酸化マグネシウム薄膜層
と二液硬化型接着剤層との間に透明プライマー層を積層
したの後、または、二液硬化型接着剤層と透明バリア性
フィルムとの間に設けることを含む。但し、これは請求
項２の積層体に対してなされたものであれば、一層好ま
しい形態となる。

【００１１】本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明
する。図面１〜１０は本発明に係わる積層体の断面図で
ある。

【００１２】＜実施例１＞図面１記載のプラスチック基
材１に二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
（１２μｍ）を用い、酸化マグネシウム薄膜層２（５０
ｎｍ）を電子線加熱蒸着法にて積層し、さらにウレタン
系二液硬化型接着剤層３をはさみ、透明プラスチック基
材５として用いた二軸延伸ポリエチレンテレフタレート
フィルムの片面に酸化珪素薄膜層４（４０ｎｍ）を抵抗
加熱法にて積層したバリア性フィルムを酸化珪素を接着
剤層側にむけて積層した構成を試作した。

【００１３】＜実施例２＞図面２記載のプラスチック基
材１に二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
（１２μｍ）を用い、酸化マグネシウム薄膜層２（５０
ｎｍ）を電子線加熱蒸着法にて積層し、さらにウレタン
系二液硬化型接着剤層３をはさみ、二軸延伸ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの片面に酸化珪素薄膜層４
（４０ｎｍ）を抵抗加熱法にて積層したバリア性フィル
ムをプラスチック基材を接着剤層側にむけて積層した構
成を試作した。

【００１４】本発明において用いられるプラスチック基
材１および５とは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリ塩化ビニル、ポリイミド等、あるいはこ
れらの高分子の共重合体などの通常の包装材料として用
いられるもので、限定はされないが、透明バリアフィル
ムとしての透明性を持ち合わせた基材が望ましい。特
に、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィル
ムが好ましく用いられる。

【００１５】上記プラスチックフィルムの厚さは３〜２
００μｍの範囲で、６〜１００μｍのものが望ましい。
また、添加剤や安定剤（帯電防止剤、紫外線吸収剤、可
塑剤、滑剤等）を含むことも問題がない。更に、フィル
ムの表面処理（コロナ処理、プラズマ処理等）を施して
も問題はない。

【００１６】さらに、酸化マグネシウム薄膜２について
説明する。酸化マグネシウム薄膜とは、実質上酸化マグ
ネシウムであって、不純物を２〜５％程度含んでも問題
はない。

【００１７】酸化マグネシウム薄膜層の形成方法は、真
空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
等、公知のものが可能である。好ましくは真空蒸着法、
特に電子線加熱方法が望ましい。

【００１８】酸化マグネシウム薄膜の膜厚は、３０〜３
００ｎｍが望ましく、３０ｎｍ以下では被膜の連続性に
問題があり、３００ｎｍ以上では膜にクラックが発生し
易かったり、可とう性が低下すため、好ましくは４５〜
１００ｎｍである。

【００１９】二液硬化型接着剤層３について説明する。
二液硬化型接着剤とはポリウレタン系の二液硬化型接着
剤を指し、プラスチックフィルムのドライラミネートに
よる積層に、もっとも一般的に用いられているものであ
る。水酸基末端を有するポリオールからなる主剤とポリ
イソシアネートからなる硬化剤がウレタン結合すること
により反応硬化する。

【００２０】ポリオールにはポリエーテル系のものとポ
リエステル系のものがあり、ポリエーテル系ポリオール
はエーテル基やメチレン基を有しているため濡れ適性、
低温特性、耐加水分解性に優れるが、凝集力が弱く、金
属との接着性の面でポリエステル系ポリオールに劣る。
ポリエステル系ポリオールはジカルボン酸とグリコール
成分の組み合わせであるため、分子量のコントロール
等、多彩な性能をもたせることができる。しかし、エス
テル基は耐加水分解性がわるいため、一般的に立体障害
となる側鎖や芳香環をもつものを用いる。これらは接着
剤のＴｇ、凝集力を上げ、金属への接着力をも増加させ
る。本発明の積層体には、金属への接着性の点でポリエ
ステル系ポリオールからなる主剤を用いることが望まし
い。

【００２１】硬化剤はトリレンジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系と、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート等の脂肪族系がある。
スナック包材等の一般用途には芳香族系を、ボイル、レ
トルト用途には脂肪族系を用いるのが一般的である。

【００２２】金属酸化物薄膜層４について説明する。金
属酸化物薄膜層は透明プラスチック基材上に酸化マグネ
シウム薄膜層を形成してなるプラスチックフィルムが可
とう性に欠けるために起こるバリア劣化を防止する目的
で設けるものであり、具体的には酸化珪素、酸化アルミ
ニウム、酸化錫、酸化カルシウム等のガス遮断性を有
し、透明性を有する金属酸化物である。前記酸化マグネ
シウム薄膜層を形成したプラスチックフィルムはスリッ
ター、製袋等の後加工により、酸化マグネシウム薄膜層
にクラックがはいり、ここから経時で水蒸気が侵入し、
酸化マグネシウムが炭酸化し、バリアが劣化する。金属
酸化物薄膜層を有したフィルムを積層する事により、後
加工により生じたクラックに水蒸気が侵入するのを防止
でき、結果としてバリア劣化を防止できる。ガス遮断
性、可とう性に優れる点で酸化珪素が望ましいが、特に
限定されるものではない。

【００２３】金属酸化物薄膜層の膜厚は、金属酸化物の
種類により最適条件は異なるが、１０〜２００ｎｍが望
ましく、１０ｎｍ以下では被膜の連続性に問題があり、
２００ｎｍ以上では膜にクラックが発生し易かったり、
可とう性が低下するため、好ましくは４０〜１５０ｎｍ
が望ましい。

【００２４】金属酸化物薄膜層の形成方法は、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等、公
知のものが可能である。好ましくは真空蒸着法である。

【００２５】引き続き、図面３〜１０を用い、実施例３
〜１０を詳細に説明する。

【００２６】＜実施例３＞実施例１の積層体の最外層で
あるプラスチック基材５上に印刷層６を設けた構成を試
作した。（図面３参照。）

【００２７】＜実施例４＞実施例１の積層体の接着剤層
３と酸化珪素薄膜層４との間に印刷層６を設けた構成を
試作した。（図面４参照）

【００２８】＜実施例５＞実施例１の積層体の酸化マグ
ネシウム薄膜層２の厚みを１００ｎｍとし、金属酸化物
薄膜層４として、酸化珪素のかわりに酸化アルミニウム
を５０ｎｍの厚みで電子線加熱法により蒸着した。さら
に、接着剤層３と酸化アルミニウム薄膜層４との間に印
刷層６を設け、さらに酸化マグネシウム薄膜層２と接着
剤層３間にプライマー層７を設けた構成を試作した。
（図面５参照）

【００２９】＜実施例６＞実施例１の積層体の酸化マグ
ネシウム薄膜層２の厚みを１００ｎｍとし、金属酸化物
薄膜層４として、酸化珪素のかわりに酸化錫を５０ｎｍ
の厚みで電子線加熱法により蒸着した。さらに、酸化マ
グネシウム薄膜層２と接着剤層３間にプライマー層７、
印刷層６を順次設けた構成を試作した。（図面６参照）

【００３０】＜実施例７＞実施例２の積層体の最外層で
ある酸化珪素薄膜層４上にに印刷層６を設けた構成を試
作した。（図面７参照。）

【００３１】＜実施例８＞実施例２の積層体の接着剤層
３とプラスチック基材層５との間に印刷層６を設けた構
成を試作した。（図面８参照）

【００３２】＜実施例９＞実施例２の積層体の金属酸化
物薄膜層４としての酸化珪素のかわりに酸化錫を５００
Ａの厚みで電子線加熱法により蒸着した。さらに、接着
剤層３と酸化錫薄膜層４との間に印刷層６を設け、さら
に酸化マグネシウム薄膜層２と接着剤層３との間にプラ
イマー層７を設けた構成を試作した。（図面９参照）

【００３３】＜実施例１０＞実施例２の積層体の酸化マ
グネシウム薄膜層２の厚みを９０ｎｍとし、金属酸化物
薄膜層４として、酸化珪素のかわりに酸化アルミニウム
を５０ｎｍの厚みで電子線加熱法により蒸着した。さら
に、酸化マグネシウム薄膜層２と接着剤層３との間にプ
ライマー層７、印刷層６を順次設けた構成を試作した。
（図面１０参照）

【００３４】本発明に係わる透明プライマー層５は、酸
化マグネシウム薄膜層と二液硬化型接着剤層との間に設
けられ、印刷層を設ける際、またはラミネートする際の
酸化マグネシウム薄膜層への機械的衝撃によるバリア劣
化を防止することを目的とする。

【００３５】プライマーとして用いられる樹脂はポリ塩
化ビニル系、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビ
ニルブチラール系、ポリメチルメタクリル系、ポリウレ
タン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリアミド
系、ニトロセルロース系、セルロース誘導体系等の熱可
塑性樹脂、もしくは、メラミン系、尿素系等の熱硬化性
樹脂で、特に限定はされない。また、硬化剤等を混合し
架橋度の高い塗膜を形成することも可能である。塗工方
法は特に限定されないが、簡便さの面で溶剤希釈して塗
工するグラビア塗工方式が望ましい。樹脂としては酸化
マグネシウムへの濡れ適性、グラビア塗工特性等に優れ
る点でポリエステル系が望ましい。

【００３６】印刷層に用いられるインキはウレタン系、
アクリル系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル
系等のバインダー樹脂に顔料、可塑剤、乾燥剤、安定剤
を混合したものが一般的に用いられている。本発明はイ
ンキについても特に限定されるものではない。印刷方式
はオフセット方式、グラビア方式、シルクスクリーン方
式などがあり、特に限定はない。

【００３７】＜比較例１＞厚み１２μｍの二軸延伸ポリ
エステルフィルムの片面上に電子線加熱法により酸化マ
グネシウム薄膜層を５０ｎｍの厚みで設けた。

【００３８】＜比較例２＞厚み１２μｍの二軸延伸ポリ
エステルフィルムの片面上に抵抗加熱法により酸化珪素
薄膜層を４０ｎｍの厚みで設けた。

【００３９】＜比較例３＞厚み１２μｍの二軸延伸ポリ
エステルフィルムの片面上に電子線加熱法により酸化マ
グネシウム薄膜層を５０ｎｍの厚みで設け、ウレタン系
二液硬化型接着剤層、二軸延伸ポリエステルフィルム
（１２μｍ）を順次積層した。

【００４０】上記のように積層した積層体に、必要に応
じてヒートシール可能な熱可塑性樹脂層を積層したり、
また複数の樹脂を接着層を介して積層して使用すること
もできる。

【００４１】

【作用】本発明のバリア性積層体は、透明プラスチック
からなる基材の片面に酸化マグネシウムの薄膜層、二液
硬化型接着剤層、透明プラスチック基材上に金属酸化物
薄膜層を設けたバリア性フィルムを順次積層しているた
め、可とう性を有し、スリッター、製袋などの後加工時
のクラック等によるバリア劣化を防止することが可能で
ある。

【００４２】

【実施例】上述の実施例につきテストした。＜テスト１＞実施例１，２，３，４，７，８と比較例
１，２，３の積層体をゲルボフレックスにて１０回も
み、その前後の酸素透過度を測定した。

【００４３】＜テスト２＞実施例１，２，３，４，７，
８と比較例１，２，３の積層体の片面に未延伸ポリプロ
ピレンフィルム（３０μｍ）をウレタン系二液硬化型接
着剤を介して、ドライラミネート法により積層した。こ
の積層体の水蒸気透過度をパーマトラン（ｍｏｃｏｎ社
製）にて測定した。測定条件は４０℃−９０％ＲＨであ
る。

【００４４】これらの積層体を用いて４方シールのパウ
チを作製し、内容物として塩化カルシウムを約１５ｇ充
填し、４０℃−９０％ＲＨの雰囲気下に１ヶ月間保存
し、経時で重量変化を測定した。このパウチの面積から
水蒸気透過度（ｇ／ｍ² ・ｄａｙ）を計算した。

【００４５】＜テスト結果＞テスト結果を表１にまとめ
た。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明のバリア性積層体は、透明プラス
チックからなる基材の片面に酸化マグネシウムの薄膜
層、二液硬化型接着剤層、透明プラスチック基材上に金
属酸化物薄膜層を設けたバリア性フィルムを順次積層し
ているため、可とう性に優れ、スリッター、製袋等の後
加工時の煩雑な扱いに耐え得る、汎用性のある透明バリ
ア包材である。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図３】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図４】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図５】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図６】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図７】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図８】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図９】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【図１０】別の本発明の一実施例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１，５〜透明プラスチック基材２〜酸化マグネシウム薄膜層３〜接着剤層４〜金属酸化物薄膜層６〜印刷層７〜プライマー層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−64085（ＪＰ，Ａ) 特開平６−182923（ＪＰ，Ａ) 特開平５−345383（ＪＰ，Ａ) 特開平２−261639（ＪＰ，Ａ) 特開平６−106669（ＪＰ，Ａ) 特開平５−269914（ＪＰ，Ａ) 特開平５−269913（ＪＰ，Ａ) 特開平６−126883（ＪＰ，Ａ) 特開平４−135747（ＪＰ，Ａ) 実開平２−126825（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65D 81/24 B32B 9/00 B65D 65/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明プラスチックからなる基材上に３０〜
３００ｎｍの酸化マグネシウム薄膜層、二液硬化型接着
剤層を順次積層し、さらに、透明プラスチック基材上に
１０〜２００ｎｍの金属酸化物薄膜層を積層した透明バ
リア性フィルムを積層したことを特徴とする積層体。
【請求項２】金属酸化物薄膜層が酸化珪素、酸化アルミ
ニウム、酸化錫、酸化カルシウムであることを特徴とす
る請求項１記載の積層体。
【請求項３】請求項１記載の積層体の外側片面に印刷層
を設けたことを特徴とする請求項１記載の積層体。
【請求項４】酸化マグネシウム薄膜層と二液硬化型接着
剤層との間に、透明プライマー層、印刷層を順次積層し
たことを特徴とする請求項１記載の積層体。
【請求項５】二液硬化型接着剤層と透明バリア性フィル
ムとの間に印刷層を設けたことを特徴とする請求項１記
載の積層体。