JP3825634B2 - 滅菌可能な包装用複合フイルム - Google Patents

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Description

【0001】
本発明は90℃を超える温度の水浴又は水蒸気中で滅菌後に水蒸気又はガスの透過を遮断する優れた効果を有する包装用複合フイルムであって、実質的な構成要素として無機物質の気化により製造されるSiOXを含有する遮断層を備える包装用複合フイルムに関する。前記複合フイルムの製造方法及びその使用法も本発明の範囲内に入る。
【0002】
食料品のような腐敗し易い製品の耐久性を延ばす公認の方法では、この製品は包装された状態で滅菌される。これを達成するために、包装された充填物は130℃以下の熱水又は水蒸気中においてオートクレーブで滅菌することにより包装された容器内で短時間加熱される。
【0003】
食料品を包装するために今日使用される公知の透明な複合フイルムは滅菌処理後において水蒸気、酸素及び香気に対する十分な遮断特性にしばしば欠ける。これらの複合フイルムの例はエチルビニルアルコール(EVOH)及びEVOHとポリエチレン(PE)との共重合体であり、その遮断特性は極めて湿潤した状態で劣化して、乳状の外観を示す。良好な遮断特性は一酸化ケイ素で被覆したポリエチレンテレフタレートフイルムにより達成されるが、高温で加熱されると、これらのフイルムは黄色に変色するだけでなく、遮断特性も低下する。
【0004】
従って、本発明の課題はこの技術分野の従来の透明なフイルム積層体に比べて滅菌処理後において水蒸気、酸素及び香気に対する改良された遮断特性を示す上述のタイプの複合フイルムを提供することである。
【0005】
本発明の上記課題はポリエチレン‐2,6‐ナフタレート(PEN)から成る同時押出し成形された層を少なくとも1側面上に有するポリエチレンテレフタレート(PET)のフイルムを含む複合フイルムであって、前記PETフイルムは前記PENが被覆された側面の少なくとも1つの上にSiOXから成る厚さ10〜200nmのセラミック層を有し、ここでxは1.5〜1.8の数であり、前記セラミック層は真空中で二酸化ケイ素(SiO2)及び金属ケイ素を同時に気化することにより製造されることを特徴とする前記複合フイルムにより達成される。
【0006】
前記用語のPENは純粋な重合体だけでなく、少なくとも60重量%のエチレン‐2,6‐ナフタレート構成単位及び40重量%までのエチレンテレフタレート、及び/又は脂環式又は芳香族ジオール、及び/又はジ炭酸から成る重合体の混合物をも意味するために使用される。
【0007】
好ましいPEN層は少なくとも65重量%のエチレン‐2,6‐ナフタレート構成単位及び35重量%までのエチレンテレフタレート構成単位から成る重合体を有する。少なくとも70重量%のエチレン‐2,6‐ナフタレート構成単位及び30重量%までのエチレンテレフタレート構成単位から成る重合体を有するPEN層が特に好ましい。しかしながら上述のように、前記PEN層は全てがエチレン‐2,6‐ナフタレートから構成されてもよい。
【0008】
適当な脂肪族ジオールは、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、一般式のHO‐(CH2n‐OH(ここでnは3〜6の整数である)の脂肪族グリコール(特に、プロパン‐1,3‐ジオール、ブタン‐1,4‐ジオール、ペンタン‐1,5‐ジオール、及びヘキサン‐1,6‐ジオール)又は6個までの炭素原子を有する側鎖脂肪族グリコールである。好ましい脂環式ジオールはシクロヘキサンジオール(特にシクロヘキサン‐1,4‐ジオール)を含む。その他の好ましい芳香族ジオールは、例えば化学式のHO‐C64‐X‐C64‐OH(ここでXは‐CH2‐、‐C(CH32‐、‐C(CF32‐、‐O‐、‐S‐、又はSO2を示す)を含む。その他にも化学式のHO‐C64‐C64‐OHのビスフェノールが適当である。
【0009】
好ましい芳香族ジ炭酸はベンゾ‐ジ炭酸、ナフタレンジ炭酸(例えば、ナフタレン‐1,4又は1,6‐ジ炭酸)、ビフェニル‐x,x´‐ジ炭酸(特に、ビフェニル‐4,4´‐ジ炭酸)、ジフェニルアセチレン‐x,x´‐ジ炭酸(特に、ジフェニルアセチレン‐4,4´‐ジ炭酸)又はスチルベン‐x,x´‐ジ炭酸である。脂環式ジ炭酸の中で、シクロヘキサンジ炭酸は重要である。脂肪族ジ炭酸の中で、(C3〜C19)アルカンジ‐酸はそのアルカン部分が直鎖中にあるか、又は分枝している場合に、特に適している。
【0010】
PEN/PETフイルムを製造する好ましい方法は次の工程を含む:
a)前記フイルムを同時押出し成形により製造し、
b)得られたフイルムを二軸延伸し、そして
c)延伸されたフイルムを熱固定する。
【0011】
PEN層はPETフイルムの片側又は両側に配置できる。PEN層は片側に取付けられることが好ましく、この場合、粘着防止剤を含有する別のPET層を前記PEN層の反対側に取付けることができる。
【0012】
PEN層は好ましくは0.1〜4μm、特に0.2〜2μmの厚さを有する。SiOXのセラミック層の好ましい厚さは40〜150nmである。
SiO X セラミック層のxが0.9〜1.2の範囲の数である場合、滅菌後において、従来のフイルムよりも10倍も優れた酸素遮断性を有するが、しかし、このように被覆されたフイルムは僅かな黄色を示す
【0013】
本発明においては、SiOXセラミック層のxは1.5〜1.8の範囲の数である。このように被覆されたフイルムは滅菌後の遮断特性が更に優れており、特に変色を示さない。
【0014】
その用途に応じて、包装用に使用される複合フイルムは、SiOXで被覆されたPEN/PETフイルムに加えて、別のフイルム、例えば、PET又は延伸ポリアミド(oPA)から成るフイルムを含有してもよい。また前記複合フイルムは、その封止能力を制御するために、例えばポリプロピレン(PP)又はポリエチレン(PE)から成る封止層で被覆されてもよい。別個のフイルムを接合して複合フイルムにすることは一般にポリウレタン系の積層接着剤の手段により達成される。
【0015】
前記セラミックSiOX層は、例えば、薄膜真空技術、好ましくは電極ビーム気化法により前記PEN/PETフイルム上に堆積できる。このような場合、前記セラミック層は界面層として複合フイルムのPEN被覆側面上に配置されて、別のフイルム層又は積層接着剤により被覆される。
【0016】
公知の薄膜真空プロセスの手段により、SiOX(ここで、xは1.5〜1.8の数である)から成る厚さ10〜200nmのセラミック層を、真空中で二酸化ケイ素(SiO2)及び金属ケイ素を同時に気化することにより堆積する。セラミック層被覆されたフイルムは、次いで印刷可能な別のフイルム積層されて複合フイルムが形成される。
【0017】
SiO2及びSiは単一の気化源、即ち、SiO2及びSiの混合物から同時に気化することが望ましい。
セラミックSiOX層(ここで、xは1.5〜1.8の数である)を製造するために、Al23、B23、及びMgOのような別の物質を気化する物質としてSiO2に対して50モル%以下、好ましくは5〜30モル%の量で添加できる。
【0018】
気化する物質に対して添加できる他の添加物は、例えば、Al、B、及び/又はMgであり、これらは単体で又はSi合金としてSiに対して50モル%以下、好ましくは5〜30モル%の量で添加される。
【0019】
Si、Al、B及びMgに対するSiO2、Al23、B23、及びMgOの定量的比率は、例えば、気化した物質中の純粋酸化物の合計量に対して化学量論的に10〜30%の酸素不足を与えるように設定される。
【0020】
前記被覆プロセスはそれがSiOX被覆の所望の層厚を形成できるように物質気化速度、基板上の堆積速度、及び真空室雰囲気中の基板の露出時間により制御される。
【0021】
セラミックSiOX層(ここで、xは1.5〜1.8の数である)の製造において、SiO2及びSiを同時に気化する
【0022】
前記SiOX被覆の前にPEN/PETフイルムをプラズマ前処理すると、水蒸気及び酸素に対する遮断特性が更に改良される。
本発明の複合フイルムは香料袋のようなフレキシブルな包装物及び封止容器用の被覆材料の製造に特に適している。本発明の複合フイルムの特に好ましい用途は90℃を超える温度の水浴又は水蒸気中で包装された状態で滅菌される基礎的食品及びぜいたくな食品商品の包装用である。
【0023】
また本発明の複合フイルムは工業的及び医学的分野における遮断材料としての使用に適している。
酸素及び水蒸気に対する遮断効果に関し、本発明の複合フイルムが今日用いられている通常の材料に比較して優れていることが下記の表1及び表2にまとめられた測定結果に示される。
【0024】
試験された複合フイルムは下記の組成を有する。
1.SiO/PET/PPで被覆されたPET
2.SiO1.6/PET/PPで被覆されたPET
3.同時押出し成形され、そしてSiO(100μm)/PET/PPで被覆されたPET(12μm)‐PEN(1μm)
4.上記No.3の層構造体をSiO1.6化合物のセラミック層で被覆したもの。
【0025】
複合フイルムNo.1は滅菌可能な商業的に入手できる包装フイルムであり、ここでは比較例として使用される。同様に、複合フイルムNo.2は比較例である。複合フイルムNo.3も比較例であり、そのセラミック層の組成はSiO化学式に相当する。複合フイルムNo.4は本発明のものであり、そのセラミック層の組成はSiO1.6化学式に相当する。
【0026】
【表1】
Figure 0003825634
【0027】
【表2】
Figure 0003825634

Claims (11)

  1. 90℃を超える温度の水浴又は水蒸気中で滅菌後に水蒸気又はガスの透過を遮断する優れた効果を有する包装用複合フイルムであって、実質的な構成要素として無機物質の気化により製造されるSiOXを含有する遮断層を備える包装用複合フイルムにおいて、
    前記複合フイルムはポリエチレン‐2,6‐ナフタレート(PEN)から成る同時押出し成形された層を少なくとも1側面上に有するポリエチレンテレフタレート(PET)のフイルムを含み、このフイルムは前記PENが被覆された側面の少なくとも1つの上にSiOXから成る厚さ10〜200nmのセラミック層を有し、ここでxは1.5〜1.8の数であり、前記セラミック層は真空中で二酸化ケイ素(SiO2)及び金属ケイ素を同時に気化することにより製造されることを特徴とする前記複合フイルム。
  2. 前記PEN層は0.1〜4μmの厚さを有することを特徴とする請求項1記載の複合フイルム。
  3. 別々のフイルムを積層して複合フイルムを形成する請求項1または2に記載の包装用複合フイルムの製造方法であって、ポリエチレン‐2,6‐ナフタレート(PEN)を少なくとも1側面上に被覆したポリエチレンテレフタレート(PET)のフイルムの上に、また前記PENが被覆された側面の少なくとも1つの上に、SiOX(ここで、xは1.5〜1.8の数である)のセラミック層を薄膜真空プロセスの手段を用いて二酸化ケイ素(SiO2)及び金属ケイ素を同時に気化することにより堆積し、次いで前記セラミック層が被覆された前記フイルムに別のフイルムを積層して前記複合フイルムを形成することを特徴とする前記包装用複合フイルムの製造方法。
  4. SiO2及びSiは混合物として同時に気化することを特徴とする請求項記載の方法。
  5. 気化する物質に対してAl23、B23、及び/またはMgOをSiO2に対して50モル%以下の量で添加することを特徴とする請求項3又は4記載の方法。
  6. 気化する物質に対してAl、B、及び/又はMgを単体で又はSi合金としてSiに対して50モル%以下の量で添加することを特徴とする請求項3又は4記載の方法。
  7. Siに対するSiO2の定量的比率は気化した物質中の純粋酸化物に対して化学量論的に10〜30%の酸素不足を与えるように設定されることを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の方法。
  8. Si、Al、B及びMgに対するSiO2、Al23、B23、及びMgOの定量的比率は気化した物質中の純粋酸化物の合計量に対して化学量論的に10〜30%の酸素不足を与えるように設定されることを特徴とする請求項5または6記載の方法。
  9. PENで被覆されたPETフイルムは前記SiOX被覆の前にプラズマ前処理されることを特徴とする請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 香料袋及びフレキシブルな容器カバーの形状で、基礎的及びぜいたくな食品商品を滅菌できる容器としての請求項1または2に記載の複合フイルムの使用。
  11. 工業的及び医学的分野における遮断材料としての請求項1または2に記載の複合フイルムの使用。
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