JP3753832B2 - 積層包装材料 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物蒸着層を設けた蒸着フィルムを利用した、かつお節等の粉体、または電子部品等の包装に適した、透明でガスバリア性が優れ、しかも静電防止効果を有する積層包装材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
かつお節等の粉体、または磁気記録体等の電子部品の包装は、内容物の保護と共に、内容物の確認ができるように、透明で、しかもガスバリア性(特に水蒸気バリア性)の優れた包装材料が使用されている。
このように、透明で、有効成分の変質を抑制し、効能を維持するために、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、エチレン−ビニルアルコール共重合体(以下EVOHと称する)を用いたガスバリヤ性積層体が、包装材料として一般的に使用されてきた。
【0003】
その具体的な包装材料として、界面活性剤を含む延伸ポリプロピレン/印刷層/接着剤/EVOH/ポリエチレン層/界面活性剤を含むポリエチレン層からなる包装材料が汎用されている。この積層材料は、延伸ポリプロピレン側の表面抵抗が、1011〜1012Ω/□で、またポリエチレン層側の表面抵抗が、1012〜1013Ω/□であり、かつお節の充填包装において、付着等の問題がなく使用されている。
しかしながら、酸素透過度が1.0cc/m2 ・atm・24hrs、水蒸気透過度が、3.0g/m2 ・24hrsと不足しており、特に水蒸気透過度が不足していた。
【0004】
一方、ガスバリア性の優れた包装材料として、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物を蒸着した蒸着フィルムが、ガスバリア性の包装材料として使用されるようになっている。
この金属酸化物蒸着フィルムを単独で用い、一定のガスバリア性を維持するためには、蒸着層を厚くしなければならない。このように、蒸着層を厚くすると、着色してしまい、内容物の色が変化して見える問題があった。
また、前記の構成のEVOHに代えて、金属酸化物蒸着フィルムをそのまま用いたのでは、コストが高くなり、商業的に使用することが難しいものとなっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属酸化物蒸着フィルムを用いた構成で、静電防止効果があり、従来のEVOHを用いた透明積層材料と同様の透明性を有し、しかもコストが高くならず、商業的にも充分使用可能な積層包装材料を提供することを目的とする。また、EVOHを用いた構成よりも、ガスバリア性、特に水蒸気バリア性が優れた透明な積層包装材料を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜を片面に設けた基材の、
前記コート膜を設けた面の反対面に金属酸化物蒸着層を設け、この蒸着層面に水溶性高分子と金属アルコキシドまたはその加水分解物を含む被覆層を介して、ノニオン型の界面活性剤を500〜3000ppm添加した単層の樹脂層によるシーラント層を設けたことを特徴とする積層包装材料である。
【0007】
また、本発明は、カチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜を片面に設けた基材の、前記コート膜を設けた面の反対面に金属酸化物蒸着層を設け、この蒸着層面に水溶性高分子と金属アルコキシドまたはその加水分解物を含む被覆層を介して、該被覆層面に界面活性剤を添加しない樹脂層、および、ノニオン型の界面活性剤を500〜3000ppm添加した樹脂層からなる2層構成のシーラント層を、前記界面活性剤を添加しない樹脂層を前記被覆層側に向けて設けたことを特徴とする積層包装材料である。
【0008】
また、本発明は、上記請求項1又は請求項2に係る積層包装材料において、前記被覆層面に印刷層を設けた積層包装材料である。
【0009】
また、本発明は、上記請求項1乃至請求項3のいずれか1項に係る積層包装材料において、前記金属酸化物蒸着層の厚さを、800Å以下とした積層包装材料である。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のバリア材料を用いた積層包装材料の構成を説明する断面図である。
図1において、1はカチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜であり、2は基材、3は金属酸化物蒸着層、4は被覆層、5はシーラント層の積層構成の包装材料である。
【0013】
さらに、図2に示すように、図1に示した包装材料の、被覆層4の面に印刷層7を設けた構成にしてもよい。
【0014】
基材2は、シート状またはフィルム状のものであって、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(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、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミドなど、あるいはこれらの高分子の共重合体など、通常包装材料として用いられるプラスチックフィルムないしはシートが使用できる。
【0015】
この基材には、例えば帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤など公知の添加剤を加えることができ、必要に応じて適宜添加される。
さらに基材の表面(蒸着面)をコロナ処理、アンカーコート処理等の表面改質を行い、蒸着層の密着性を向上させることも可能である。
【0016】
金属酸化物蒸着層3は、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫などの酸化物、窒化物、弗化物の単体、あるいはそれらの複合物からなり、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(CVD法)などの真空プロセスにより形成される。
金属酸化物蒸着層3の膜厚は、100Å〜800Åの範囲が適している。
【0017】
被覆層4は、水溶性高分子と、1種以上の金属アルコキシド及びその加水分解物を含む水溶液、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からなる混合溶液を、プラスチック基材2上の無機化合物蒸着層3にコーティング、加熱乾燥し、形成したものである。コーティング剤に含まれる各成分について以下に詳述する。
【0018】
本発明でコーティング剤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などが挙げられる。特にポリビニルアルコール(PVA)を本発明のガスバリア性積層体のコーティング剤に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けん化して得られるもので、酢酸基が数十%残存している、いわゆる部分けん化PVAから、酢酸基が数%しか残存していない完全けん化PVAまでを含み、特に限定されるものではない。
【0019】
さらに金属アルコキシドは、テトラエトキシシラン〔Si(OC2 H5 )4 〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Al(O−2’−C3 H7 )3 〕などの一般式、
M(OR)n
(M:Si、Ti、Ai、Zr等の金属、R:CH3 、C2 H5 等のアルキル基)で表せるものである。中でも、テトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。
【0020】
上述した各成分を単独またはいくつかを組み合わせてコーティング剤に加えることができ、さらにコーティング剤のバリア性を損なわない範囲で、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、あるいは分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤など公知の添加剤を加えることができる。
【0021】
例えばコーティング剤に加えられるイソシアネート化合物は、その分子中に2個以上のイソシアネート基(NCO基)を有するものであり、例えばトリレンジイソシアネート(TDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート(TTI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)などのモノマー類と、これらの重合体、誘導体などがある。
【0022】
コーティング剤の塗布方法には、通常用いられる、ディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法など従来公知の手段が用いられる。皮膜の厚さはコーティング剤の種類によって異なるが、乾燥後の厚さが約0.01〜100μmの範囲であればよいが、50μm以上では、膜にクラックが生じやすくなるため、0.01〜50μmとすることが望ましい。
【0023】
そして、シーラント層5は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体等ヒートシール性を有する樹脂であれば目的に応じて使用することができる。
このシーラント層は、フィルム化した材料を接着剤を介してラミネートして設けてもよいし、溶融した樹脂を直接押出しコーティングによりラミネートしてもよい。
そして、シーラント層は、ノニオン型の界面活性剤を500〜3000ppm、好ましくは、700〜2000ppm添加した樹脂層からなるか、または、界面活性剤を添加しない樹脂層を介して、界面活性剤を添加した樹脂層が最内層となるように設ける。
【0024】
図1のように、基材の蒸着層と反対の側には、カチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜1を設ける構成とし、具体的には、4塩化アンモニウム塩溶液を塗布、乾燥して設けたものが適している。
本発明の積層包装材料で包装するのに適している内容物としては、かつお節、ふりかけ、だしの素、粉末スープ、粉末コーヒー等の粉末を含む食品、ペットフード、粉末洗剤等の非食品粉体、静電気でショートするような回路、磁気記録体等の電子部品が挙げられる。
【0025】
この積層材料は、ヒートシール性樹脂層を内面として、ピロー包装袋、4方シール袋、3方シール袋、ガゼット状袋、スタンディングパウチ等の容器に成形して用いることができる。
【0026】
本発明は、蒸着層の厚さが薄いので、蒸着層が着色することなく、無色透明な状態が維持できるので、内容物をそのままの状態で見ることができる。
また、蒸着層の厚さが薄いにもかかわらず、酸素透過度を2.0cc/m2 ・day・atm以下、水蒸気透過度を2.0g/m2 ・day以下の水蒸気透過度という、高いバリア性を維持することができた。
また、蒸着層に直接でなく、被覆層を介してシーラント層を設ける構成とすれば、ヒートシール層形成の際に蒸着層が被覆層により保護されるので、バリア性の低下が小さく、高いガスバリア性、耐水性が維持され、かつ耐内容物性に優れた積層材料が得られる。
さらに、蒸着層に直接でなく、水性の被覆層を設けるので静電気が除去され、静電防止効果が高まる。
【0027】
<実施例1>
厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)を基材とし、その裏面に膜厚400Åの酸化アルミニウムからなる蒸着層を形成し、さらに下記組成からなる塗液をバーコーターにより塗布し、乾燥機で120℃、1分間乾燥させ、厚さ約0.5μmの被覆層を形成した。
次に、基材の表面に4塩化アンモニウム塩のメタノール溶液(1重量%の濃度)を5g/m2 塗布してなる静電防止剤コート膜を設けた。
【0028】
・被覆層塗液の成分
テトラエトキシシラン〔Si(OC2 H5 )4 〕10.4gに塩酸(0.1N)を89.6g加え、30分間撹拌し加水分解させた固形分3wt%(SiO2 換算)の加水分解溶液(A)と、ポリビニルアルコールの3.0wt%の水/イソプロピルアルコール(90/10)溶液(B)を混合した組成。
【0029】
さらに、この被覆層の上に、低密度ポリエチレンを20μmの厚さに押し出しコートし、次にノニオン型界面活性剤を1500ppm含む低密度ポリエチレンを30μmに押し出しコートし、積層包装材料を得た。
そして得られた積層材料の酸素透過度、水蒸気透過度を測定した。
酸素透過度は、モコン法により測定し、0.1cc/m2 ・day・atm(30℃、70%RH)であり、水蒸気透過度は、モコン法により測定し、1.0g/m2 ・day(40℃、90%RH)、であった。
また、この包装材料の表面抵抗は、基材の表面が、1010Ω/□ で、シーラント層の表面が、1011〜1012Ω/□ 、帯電圧は、基材表面が0.24KV、シーラント層の表面が1.11KVであった。
【0030】
<比較例1>
その具体的な包装材料として、静電防止効果のある延伸ポリプロピレン(20μm)/印刷層/接着剤/EVOH(12μm)/ポリエチレン層(20μm)/界面活性剤入りポリエチレン層(30μm)からなる包装材料が汎用されている。この積層材料は、酸素透過度が0.8cc/m2 ・atm・24hrs、水蒸気透過度が、3.5g/m2 ・24hrsであった。
またこの包装材料の表面抵抗は、基材の表面が、1011〜1012Ω/□ でポリエチレン層側の表面抵抗が、1012〜1013Ω/□で、帯電圧は、基材表面が1.31KV、シーラント層の表面が1.76KVであった。
【0031】
<実施例2>
実施例1のシーラント層を低密度ポリエチレンを20μmの厚さに押し出しコートし、次に低密度ポリエチレンを30μmに押し出しコートし、積層包装材料を得た。
そして得られた積層材料の酸素透過度、水蒸気透過度を測定した。
酸素透過度は、モコン法により測定し、0.1cc/m2 ・day・atm(30℃、70%RH)であり、水蒸気透過度は、モコン法により測定し、1.0g/m2 ・day(40℃、90%RH)、であった。
また、この包装材料の表面抵抗は、基材の表面が、1011〜1012Ω/□ で、シーラント層の表面が、1012〜1013Ω/□ 、帯電圧は、基材表面が0.24KV、シーラント層の表面が1.11KVであった。
【0033】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成からなるので、静電防止効果が優れ、しかも包装材料の滑り性がよいので、充填包装時の支障が少ないので、粉体の包装、および静電気の障害を嫌う電子部品の包装に適している。
また、無色透明で、ガスバリア性が、酸素透過度が1.5cc/m2 ・day・atm以下、水蒸気透過度は、3.0g/m2 ・day以下のバリア性を維持することができ、充填包装した内容物の保存を図ることができる。
【0034】
また、従来の構成から1層少ない構成なので、コストが上昇することがなく、従来の同様の静電防止効果を有し、しかもバリア性の優れた包装材料で、粉体の包装、特に、変化し易い内容物の包装に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のバリア材料を用いた積層材料を一実施例示す断面図である。
【図2】 本発明のバリア材料を用いた積層材料を他の実施例示す断面図である。
【符号の説明】
1…静電防止剤コート膜
2…基材
3…金属酸化物蒸着層
4…被覆層
5…シーラント層
7…印刷層
Claims (4)
- カチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜を片面に設けた基材の、
前記コート膜を設けた面の反対面に金属酸化物蒸着層を設け、この蒸着層面に水溶性高分子と金属アルコキシドまたはその加水分解物を含む被覆層を介して、ノニオン型の界面活性剤を500〜3000ppm添加した単層の樹脂層によるシーラント層を設けたことを特徴とする積層包装材料。 - カチオン系の界面活性剤からなる静電防止剤コート膜を片面に設けた基材の、
前記コート膜を設けた面の反対面に金属酸化物蒸着層を設け、この蒸着層面に水溶性高分子と金属アルコキシドまたはその加水分解物を含む被覆層を介して、該被覆層面に界面活性剤を添加しない樹脂層、および、ノニオン型の界面活性剤を500〜3000ppm添加した樹脂層からなる2層構成のシーラント層を、前記界面活性剤を添加しない樹脂層を前記被覆層側に向けて設けたことを特徴とする積層包装材料。 - 前記被覆層面に印刷層を設けた請求項1又は請求項2に記載の積層包装材料。
- 前記金属酸化物蒸着層の厚さを、800Å以下とした請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の積層包装材料。
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