JPH01271240A - 多層積層体 - Google Patents

多層積層体

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JPH01271240A
JPH01271240A JP63101087A JP10108788A JPH01271240A JP H01271240 A JPH01271240 A JP H01271240A JP 63101087 A JP63101087 A JP 63101087A JP 10108788 A JP10108788 A JP 10108788A JP H01271240 A JPH01271240 A JP H01271240A
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water vapor
polyolefin resin
gas barrier
vapor permeability
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JP63101087A
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Kozo Shida
光三 志田
Kazuyuki Watanabe
和幸 渡辺
Kouichi Yamamoto
晃市 山本
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野J 本発明は、食品、医薬品等の包装用フィルムや容器など
に使用されるガスバリヤ−性を有する多層積層体に関す
る。
[従来の技術J 従来、このような用途に用いられる多層積層体としては
、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニル
アルコール、アクリロニトリル−メチルアクリレート−
ブタジェン共重合体、ナイロン(ポリアミド樹脂)、塩
化ビニリデン共頃合体などの酸素ガスバリヤ−性の高い
樹脂からなる層を中心にこの両側に、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン・a−オレフィン共重合体など
の離水性のポリオレフィンを積層したものが用いられて
いる。
[発明が解決しようとする課題J このような構造の多層積層体は、低湿分下ではバリヤー
層によって酸素ガスの透過が十分部えられ、内容物の酸
化が防止さね丁、長時間にわたつで内容物の品質が安定
するという特徴を有し、ているものの、この多層積層体
をL/!ルト食品用包装材などの」、う番、−590−
135℃の高温Δ′中で6沸して使用する際已Jは、水
分が外層な粁゛〔または積層端部より侵入してバリヤー
層に吸着され、バリヤー層がエチ1ノンー酢酸ビニル共
暇含体クン化物やポリビニルアル−]−ル、ポリアミド
のように吸水性に富む!R含体の場合は、・二の水分に
よってバリヤー層の酸ぶガス浸透抵抗性が急激に低下し
、バリヤー層の機能を失ってしまう不都合があり、I、
・トルi−食品用などの用途には(す用で薄ないという
問題があ−)た。
第1図は、全厚みiooν111のポリプロピレン/ 
JI W剤/ニゲ1ノン−酢酸ビニル用爪合体ケン化物
/接着剤/ポリプロピし・ンの81成を口し5共押出成
形法で製造した従来の多層積層体を、種々のしトル(・
処理条件で処理した場合のバリヤー層の吸n水分磁と酸
素ガス透過量との関係を示すものである。このグラフか
ら、通常のレトルト−処理温度である1 20 ℃以り
では、吸着水分駄が7%以上となり酸素ガス、透過溝が
1000倍以上43−増加することが分かる、 このような不都合を改古するものど[,5て、)、P!
□59274.1Js4.407゜8!J7、[J S
 、4 。
464.44:J、[、JI4.42!う、 410、
特開昭57− i 70748弓公報には、バリヤー層
と外層とを接着する接着層に無機金属塩からなる乾燥剤
を添加する方法が開示され−Cいろ、しかしながら1.
?の方法でC:J乾燥剤の添加によ、−、)−C接4′
?層とバリヤー層との層間接着強度の低下を起こしたり
1.Lだ接着層の押出成形の際に乾燥剤がフィ・・ノシ
」、アイ・ゲル発生の原因番、:なる不都合もAI)っ
l;−1 また、IJS4.:347、:337.11S4.28
1)、830ではj−ヂレンー酢酸ビニル共重合体ケン
化物にフコ6ノール化合物を添加し、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体ケン化物の水酸基同志を脱水反応巳こよる
エーテル結合で架橋し、耐水性を向−Lさせろ方法が試
みられている。
また、一方では水蒸気透過性の良いポリカーボネートを
表面層、ガスバリヤ−層をエチレン−酢酸ビニル共重合
体ケン化物とし、レトル1〜によりエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体ケン化物に吸1ffi 、3れた水分をし1
−シト後の貯蔵におい”C早期にR散させ、もってガス
バリヤ−性の回復をはやめるという方法が用いられてき
た。しかし、この方法にはポリカーボネートが高価であ
り、−〇のうえ成形温度が高(、多層共押出が難しい等
の間が点があり、特殊な押出装置が必要であった。また
、もう一つの試みとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体
ケン化物を含む多層積層体において、エーチレンー酢酸
ビニル共重合体ケン化物層を外側の位置に配し、レトル
ト後のガスバリヤ−性の回復をVぬるという方法が取ら
れてきた。しかし、この方法は、レトル1〜中に最外層
が吸水により!1間するため型くずれを起こす等の欠点
があり実用性かない。
本発明者らは、このような特殊な押出装置を必要とせず
、しかも安価にガスバ」ツヤ・−性に優れる多層積層体
を得るべく鋭意研究し5た結果本発明に至った。
IJI題を解決する1、二めの手段、i5.J、び作用
]本発明にあったでは、吸湿性ガスバリヤ−層を中間層
とし、註中間層の両側に表面層をhし、該各層か接WN
A脂層を介して配されてなる多層積層体において、3表
面層の少なくとも一方がコ37゜8℃、相対湿度90%
に45ける水蒸気透過度が500 (g−um/m”−
24hrS)以上でかつl  (g/m” −24hr
s)以−Fであるポリ4レフイン系樹脂層であることを
特(オとする多層積層体とすることト−より、レトルト
殺菌時にガスバリヤ−層に吸着した水分の乾燥速度なり
ぬ、ガスバリヤ−性の回復速度を高めることが可能とな
ったものである。
本発明において、吸湿性ガスバリヤ−層の一例としては
、エチレン−酢酸ビニル共11合体ケン化物、プロピレ
ン−酢酸ビニル共重合体クン化物等があり、とりわけ重
合が容易なことからエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物樹脂(以下EVOflと略す)が好ましい。
E V OI−1としては、エチレン含有量15〜60
モル%、酢酸ビニル成分のケン化度90モル%以上の組
成を有するものが用いられる6エチレン含有量が15モ
ル%未満では溶融成形性が低下し、60モル%を越える
ときはガスバリヤ−性が低下し、また酢酸ビニル成分の
ケン化度が90モル%未満のときもガスバリヤ−性が低
下する。好ましくはエチレン含有量25〜50モル%、
ケン化度96%以上のE V OHが良い、なお、エチ
レンと酢酸ビニル(またはそれをケン化したビニルアル
コール)以外に、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、マレイン酸などの不飽和酸あるいはそのアルキルエ
ステル、プロピレン、ブテン、a −デセン、α−オク
タデセンなどのa−オレフィン等をコモノマーとして少
量含んでいても差し支えない。
吸水性ガスバリヤ−層の他の例としては、ポリアミド樹
脂が挙げられる。ポリアミド樹脂としてハロー1−イO
:z、6.6ナイロン、6.10−ナイロン、12−ナ
イロンまたはメタキシリレンジアミン等を導入したコポ
リアミドなどが挙げられる。
一方、表面層を形成する熱可塑性樹脂とし′〔はポリプ
ロピiノンやポリエチレンに代表されるポリオレフィン
系樹脂が挙げられる6本発明でいうポリオレフィン系樹
脂とは中・高密度ポリエチレン、ホモポリプロピレン、
エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プ
ロピレンプロ・ンク共重合体、エチレンと炭素数3〜1
2のα−オレフィン共重合体をいう、エチレンと炭素数
3〜12のα−オレフィン共重合体としては例えば、エ
チレン−ブテン−1共重合体、エチレン−4メチルペン
テン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、
エチレンーオクテンー1共重合体等を挙げることが出来
る。これらの中で通常食品や医薬品等の包装に用いられ
る殺菌手段、いわゆるレトルト処理を考慮するとホモポ
リプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体
、プロピレン−エチレンブロック共重合体等のポリプロ
ピレン系樹脂がとりわけ好ましい。
また、表面層を形成するこれらポリプロピレン系樹脂の
37.8℃、90%RHの条件下での水蒸気透過度は通
常無延伸状態で約270 (g・μ/m” ・24hr
s)、延伸状態で約15.0(g、u/m” ・24h
rs)(例えば、包装技術Vo123.No、4.P1
9i19851 に記り付近であり、他の熱可塑性樹脂
より小さく一般に疎水性材料として用いられる。しかし
ながら、いくら疎水性材料といってもレトルト殺菌など
の高温になると容易に水蒸気を透過してしまう、このこ
とは次式によってその高温時の水蒸気透過量を予測でき
ることから容易に納得できることである。
P = A e −”” ここに、P:水蒸気透過度(g / m ” ・24h
rslA:頻度因子(定数) e:自然対数の底(2,718> E:活性化エネルギー(cal/mol 、)R:ガス
定数(1、988cal/mol )T:絶対温度じK
) したがって、 (Tは絶対温度を表わし、T冒こ対応する水蒸気透過量
がP、、T、に対応するものがP2である。) したがって、高温でのレトルト中にこれらの表面層を通
過した水蒸気が、EVOH層に平衡水分率になるまで吸
着され、ガスバリヤ−性を低下させる原因となることに
なる。
このように吸着した水分はレトルト殺菌機室温まで冷却
されるが、前述のような関係式から予測できるように室
温状態では一度吸着された水分はこの積層体よりなかな
か抜けにくくなる。つまり、ガスバリヤ−性が低下した
ままの状態におかれ、ひいては内容物変敗を起こすこと
になる。
このような問題を解決する手段としては、外表面層の水
蒸気透過性を高<L、EVOH層に吸収された水分を速
やかに蒸散させ、EVOH層の酸素バリアー性を回復さ
せる方法が望ましい。
し1.二がって、外表面層の水蒸気透過性は37゜8℃
、90 R11%においてl  (g/d・24 h 
rS)以−にでなければならないやこれ以下1!あると
E V OH層の酸素バリアー性の回(Vが遅く、内容
物の保存性が悪くなる。
外表面層の水蒸気を透A性を1げろには、該層の厚さを
薄くすることでも可能であるが、棒端に薄くすると包材
全体の強度、j15よび剛性がさがり、実用的でなくな
り、!、た加工が困難となる。
このため、外表面層に用いる材料の水蒸気透過性は37
.8℃、90RH%においで500 [g・JJ、 m
 /ゴ・24hrs)以上のものが好適であ机 このような材料を用いれば実用的な厚さにおいても十分
な蒸散を得ることか可能で、しかも剛性、強度も十分な
外表面層を容易に()ることが出来る。
外表面層を形成するポリプロピレン層などの:う7.8
℃、90%RH毫件下での水蒸気透過量を500 (g
−LLrr+/m” −2Ahrs)以上とする1段と
しては、ポリ第1ノフイン樹脂層に何機フィラーもしく
は無機フィラーを混合することによって容易に得ること
が出来る6、(T機フィラーとしては、天然品と合成品
の両Δがある。天然品としては木粉、殻jII1m、木
綿、澱粉、バルブ等の農林産業の副製品か1体である。
一方1合成品としてはレーヨン、セロハンなどの再生品
、ナイロン、その他のポリアクリロニトリル、ポリエス
テル、ポリビニルアルコールなどの繊維、粉末、フレー
クなどが挙げられる。
こJtらの中でフス1−およ08合化のし易さを考慮す
ると木粉、セルロース45よびモミ殻、アーモンド殻、
ピーナツ殻などの粉砕品が好ましい。こtl、らの41
機フィラーは吸水性のものが好ましい。
無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、ガラ
スm維、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ク
レー、ケイ1土、シリカ、ウオラストナイト、マイカ、
酸化チタン、多孔質ガラス、ゼオライト、沸石宵、凝灰
Y1、軒石質凝灰宕、砂宕、色合、沈泥などを挙げるこ
とができる。これらの中で、水蒸気透過量の点でゼオラ
イト。多孔實ガラス、沸石質凝灰岩、クレー、ケイ1F
、沈泥、軽石質凝灰宕などの多孔質のものがとりわけ好
ましい、さらに、吸水性のものが好ましい0本発明で言
う吸水性無機フィラーとは、フィラーが本質的に水を吸
収する場合はもちろん。
吸着、あるいは多孔質構造の中に木を吸蔵する場合を含
むものとする。
これらフィラーの役割とし、では、フィラーをブレンド
したポリマー組成物を多層積層体において外層側に用い
た場合、熱殺閑時にE V OHに吸水した水分は室温
時にはポリマ一部よりもこのフィラ一部から抜は易い、
一方、無機フィラーは前述のフィラーのように多孔質の
ものが好ましく、マイカのように鱗片状のものはかえっ
て熱殺菌後の水分の乾燥速度が遅く好ましくない。多孔
質フィラーの場合、熱段閑時吸水した水分はこの微細な
孔を通り抜は易く、結局、乾燥速度が早くなる結果をも
たらすものと思われる。
該表面層を形成する材料に対するこれらの割合け、15
wt%以上70wt%以下の範囲に混合する必要があり
、15wt%以下ではガスバリヤ−性の回復がネト分で
あり、70wt%以−Fになると混合が困難となる。こ
のような混合番こは特開昭59−220319号に記載
された、いわゆるゲレーション操作によって強固なもの
を得ることが出来る。
これらの有機フィラーあるいは無機フィラーを入れるこ
とによりポリオレフィン系樹脂のモジュラスおよびステ
ィフネスが向上し、ポリオレフィン単体である場合より
も薄くて、同じモジュラス、スティフネスを確保できる
ため、この面でもバl/ ?−層層膜吸水た水分の乾燥
速度を早くできる利点かある。
一4j、3表面層の水蒸気透過量を人きくするため、有
機発泡剤などによって発泡させ、いわゆる多a質体をJ
形成しても良い。かくすることにより、断熱効果も期待
できる。このような有機発泡剤としては、無機発泡剤お
よびニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニル、ヒロラ
ジ14などを挙げることか出来る。これらの中で発泡、
衛生性の点でアゾジカルボンアミド、またはこれらを主
成分とする複合発泡剤、アゾビスイソブチロニトリル、
バリウムアゾジカルボキシレートなどのアゾ化合物が好
ましい。
本発明の積層体の表面層を形成する樹脂組成物を(ワる
ための各成分の配合手段としては、リボンブレンダー、
高速ミキサー、ニーダ−、ミキシングロール、バンバリ
ーミキサ−1押出し機等が例示される6本発明の樹脂組
成物は、周知の溶融押出し成形機、圧縮成形機、トラン
スファー射出成形機、吹き込み成形機、熟成形機1回転
成形機、デイツプ成形機などを使用して、フィルム、シ
ート、チューブ、ボトル等の任意の成形品に成形するこ
とが出来る。
成形に際しての押出し温度は樹脂の種類、分子量、組成
物の配合割合、あるいは押出し機の性質、発泡剤の分解
温度等により適宜選択されるが、多くの場合150〜3
50℃の範囲である。
また、多層共押出成形に際して、表面層を形成するため
の押出機に予めプレブレンドして供しても良い。
多層積層の加工方法としては、−船釣に樹脂の種類に対
応する数の押出機を使用し、この押出機内で溶融された
樹脂の流れを重ねあわせた多層状態で同時押出成形する
いわゆる共押出成形により実施される。
これら共押出成形法に用いられるEVOHとフィラー人
りポリオレフィンの接着剤としては。
無水マレイン酸などに代表されるいわゆる酸無水物を有
機過酸過物のもとにポリオレフィンにグラフトした変性
樹脂が用いられることは既に公知である。
別の方法とし゛C1該表面層を形成する材料を作成した
後、E V O0層と積層するドライラミネーション、
エクストルージョンコーティング等の多層成形方法も採
用される。
本発明の多層MW!体の層構成は、フィラー人りポリオ
レフィン層または発泡多孔質ポリオレフィンをP、EV
OHFJをE、接着層をDとするとき、(P+El /
D/E/D/ (P+E)、P/D/E/D/P、また
フィラー無添加ポリオレフィンをAとしたとき、A/D
/E/D/P、A/P/D/E/D/P、A/ (P+
E)/D/E/D/ (P+E)などの層構成をとると
き、ガスバリヤ−性の回復速度の早い多層積層物を得る
ことが出来る。
[実施例] (水蒸気透過量の測定) ASTM、E372−78の方法に従い、Modern
 Contro1社製Per醋atron−Wを使用し
、表面層の材料についで37.8℃(100”F)、9
0%RHの条件で測定した。
(酸素透過量の測定) ASTM、03985−81に従い、ModernCo
nLrol?J:製0XTRAN−10150Aを使用
し多層積層体について23℃、65%R)lの条件で測
定した。
(実施例1〜2および比較例1) (ドライラミ方式による方法)。
EVOH樹脂はエチレン含有量が44モル%の日本合成
化学(株)製ソアノールAを用い、40mmφシート成
形機を使用し、成形温度220℃で厚み140μmの単
層シートを得た。一方、表面層を形成する材料はアゾ化
合物発泡剤(三協化成製セルマイクC)の添加量を変え
、昭和電工(株)製ポリプロピレン、ショウアロマ−5
A510 [MFR(J I S−に−6758に準じ
た230℃測定値)が0.5g/10m1nlとへシシ
エルで混合し、同じ<40mmφシート成形機温度23
0℃で400μmの厚みのそれぞれ発泡倍率の異なる発
泡シートを得た。これらの水蒸気透過量を表1に示す、
また、1層体の最内層を形成するものは、ポリプロピレ
ンショウアロマ−5A510を用い、同じ<40mmψ
シート成形機を使用し、成形温度230℃で厚み400
μmのシートを得た。このようにして得た各々のシート
をウレタン系接着剤(東洋モートン(株)製アトコート
、主剤AD−300A、硬化剤AD−300B、溶媒B
TS−500を100:100:116の割合で混合し
たもの)を用い、ラミネーーーターを使用し、接着剤塗
布量4.1g/lrr、ラミ圧力5.0 K g/cf
fi!、加熱ロール65℃、乾燥ン品度90−110℃
の条件でドライラミネー)・して、ポリプロピ1ノン層
/lミVOHFI/発泡ノート層からなる多層積層体を
得た。このようにして得られj:多層積層体を真空圧空
成形機にかけ155℃で熱成形なtjな−また。(成形
物の深絞り比1.5.内容量260CGであった。)こ
れらの多層積層容器を125℃、730分の1./:〜
ルト・処理を行ない、冷却後の酸ぶバリヤー性を測定し
た。これらの結果を図2に示す。
ちなみに、レトルト 過量は6.7XlO−”(ee/容器・2 4 h r
 s・atm)であった。
(以下余白) 表1 (実MS例3へ7及び比較例2=3) (多層共押出る、二3Lる方法) E V O H r!4脂はエチIノン含有磁44モル
%の[J本合成化学(株)袈ソ1ノールΔを用いた.接
着樹脂としてはポリブ[1ピレンとE V O 11樹
脂の接W樹脂である昭和型]−(松)袈MFR(JIS
−に−6 7 5 8に中し、230℃で測定した値)
が5、 5 (g/ 1 0m i r+lのEi13
21Pj5よび多層titm体の最内層をJfe成−4
るボリブ〔]ピビレはショウアロマ−SA510を用い
I2−。また、最外層を形成する材料I4一ついては表
2に述べ!.ニフィラーの種類、及び配合比でンヨウア
ロマーSA510を用い、ヘンシエルミキづーでブレン
ドし成形用に供した。
このような各層を構成する材料を用い、ダイス部分の温
度を2 二30 ’CとしたフィードブOツウJy式の
4種5層シー 1・成形機を用い、SA510の11み
2 4 0 u 、 E H 3 2 I P層50u
m.ソアノールA層1 4 0 H. m、フィラー入
りSA5 1 0層の厚みl O O pi mとした
一; A 5 1 0 / E R−・32IP/ソア
ノールA/ER−:う211)/フ7fラー入りSA5
 1 0構JΔの多層積層体をi零だ7このようにして
(1ら!した多層積層体を真空成形機にかけ、+55℃
で熟成形を行なースた。(成形物の深絞り比1、5、内
容鷹260ccであった。)これらの多層積層容器を1
25℃、)30分の1トルト処理を行ない、冷却後の酸
潜バリヤー性を測定したにれらの結果を図3に示す。
また、らなみにこれら多層積層体を構成するフィラー入
り表面層の本,A気透過値は4 0 m rriφ単層
シート成形機で厚さ100μmのシートを作成し、水蒸
気透過Mを測定した.結果を表2に示す。
表2 [効果1 以上述べたように,本発明に係る積層体は,ガスバリヤ
−性に優ね、かつレトルト処理などの熱殺菌後のガスバ
リヤ−性の回復性に優れる、したかっで、食品や医薬品
等を包装して、レトルト・殺菌を行ない、保(−j性に
優れる等多くの長所を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は,吸湿性ガス、バリヤー層の吸着水分毛と酸素
透過量の関係を示す。 第2図及び第3図はレトルト後の酸素透過量の経時変化
を示す。 特許出願人  昭和電工株式会社 志1)光三

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)吸湿性ガスバリアー層を中間層とし、該中間層の
    両側に表面層を有し、該各層が接着樹脂層を介して配さ
    れてなる多層積層体において、該表面層の少なくとも一
    方が37.8℃、相対湿度90%における水蒸気透過度
    が500 (g・μm/m^2・24hrs)以上で、かつ1(g
    /m^2・24hrs)以上であるポリオレフィン系樹
    脂層であることを特徴とする多層積層体。
  2. (2)ポリオレフィン系樹脂が発泡体であることを特徴
    とする請求項(1)記載の多層積層体。
  3. (3)ポリオレフィン系樹脂が、有機充填材とポリオレ
    フィン系樹脂との組成物であることを特徴とする請求項
    (1)記載の多層積層体。
  4. (4)ポリオレフィン系樹脂が、無機充填材とポリオレ
    フィン系樹脂との組成物であることを特徴とする請求項
    (1)記載の多層積層体。
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