JPH07257595A

JPH07257595A - ガスバリア性包装袋

Info

Publication number: JPH07257595A
Application number: JP6051695A
Authority: JP
Inventors: Noboru Sasaki; 昇佐々木; Motoko Yoshikawa; 素子吉川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、透視性に優れ、かつ高いガスバリア
性を有するとともに製袋加工時及び経時によるガスバリ
ア性の低下を抑えた包装袋を提供する。【構成】透明性を有する高分子材料からなる基材１２に
金属酸化物薄膜層１３、ヒートシール性を有さない応力
緩和層１４、熱可塑性樹脂からなるヒートシール層５を
順次積層してなる積層体１１をヒートシール層面が対向
するように重ね合わせ、ヒートシール層間の熱融着によ
り封緘部２１を形成する。製袋加工時のヒートシール層
の熱融着による薄膜層への応力の作用を応力緩和層で吸
収・緩和するため、薄膜にクラックやひび割れなどの損
傷が発生しにくく、ガスバリア性及び密着性の低下を抑
えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性及びガスバリア
性を備えた金属酸化物の蒸着膜層を有する蒸着フィルム
積層体からなるガスバリア性包装袋に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、食品、医薬品、精密電子部品等の
包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、とくに食
品においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、さ
らに味、鮮度を保持するために、また無菌状態での取扱
いが必要とされる医薬品においては有効成分の変質を抑
制し、効能を維持するために、さらに精密電子部品にお
いては金属部分の腐食、絶縁不良等を防止するために、
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、これら気
体（ガス）を遮断するガスバリア性を備えることが求め
られている。

【０００３】そのため、従来から塩化ビニリデン樹脂を
コートしたポリプロピレン（ＫＯＰ）やポリエチレンテ
レフタレート（ＫＰＥＴ）或いはエチレンビニルアルコ
ール共重合体（ＥＶＯＨ）など一般にガスバリア性が比
較的高いと言われる高分子樹脂組成物をガスバリア材と
して包装材料に用いた包装フィルムやＡｌなどの金属か
らなる金属箔、適当な高分子樹脂組成物（単独では、高
いガスバリア性を有していない樹脂であっても）にＡｌ
などの金属又は金属化合物を蒸着した金属蒸着フィルム
を包装材料に用いた包装フィルムが一般的に使用されて
きた。

【０００４】ところが、上述の高分子樹脂組成物のみを
用いてなる包装フィルムは、Ａｌなどの金属又は金属化
合物を用いた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着フィルムに
比べるとガスバリア性に劣るだけでなく、温度・湿度の
影響を受けやすく、その変化によってはさらにガスバリ
ア性が劣化することがる。一方、Ａｌなどの金属又は金
属化合物を用いた箔や蒸着膜を形成した金属蒸着フィル
ムは、温度・湿度などの影響を受けることは少なく、ガ
スバリア性に優れるが、包装体の内容物を透視して確認
することができない、使用後の廃棄の際は不燃物として
処理しなければならないとする欠点を有していた。

【０００５】そこで、これらの欠点を克服した包装用材
料として、例えば米国特許第３４４２６８６、特公昭６
３−２８０１７号公報等に記載されているような酸化マ
グネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化スズ等
の金属酸化物を高分子フィルム上に、真空蒸着法やスパ
ッタリング法等の形成手段により蒸着膜を形成したフィ
ルムが開発されている。このフィルムは透明性及び酸
素、水蒸気等のガス遮断性を有していることが知られ、
金属蒸着フィルムでは得ることのできない透明性、ガス
バリア性の両者を有する包装用材料として好適とされて
いる。

【０００６】ところで、上記した包装用材料に適する蒸
着フィルムであっても、蒸着フィルム単体で用いられる
ことはほとんどなく、包装容器又は包装材として、蒸着
後に後加工が施されている。例えば、これを包装袋とす
るためには、さらに他の基材との貼り合わせ、包装袋へ
の加工可能な積層体とし、製袋工程を経て袋状に加工し
ている。つまり、蒸着フィルム固有の透明性・ガスバリ
ア性を十分保持するとともに熱可塑性樹脂層からなるヒ
ートシール層を設け、ヒートシール法によりヒートシー
ル層同士を熱融着する構成となっている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】しかしながら、上述の金属酸化物を蒸着形
成したフィルムに直接熱可塑性樹脂からなるヒートシー
ル層を積層した積層体を、製袋工程においてヒートシー
ル層面を重ね合わせ、ヒートシール層間で熱融着させて
袋状に加工し包装袋を作製しているが、この熱融着によ
りヒートシール層が軟化、流動化することで、金属酸化
物薄膜層に対して部分的な応力として働くため、金属酸
化物薄膜層にクラックやひび割れ等の損傷が生じ、包装
袋のガスバリア性が低下することがあり、また同時に薄
膜層に接する他の各層との密着性が劣化する問題を有し
ていた。さらに上記の包装袋を多湿雰囲気下、例えば促
進保存テストとして用いられる４０℃−９０％ＲＨ等で
長期保存した場合に、ヒートシール時に生じた薄膜面の
損傷から大気中の水蒸気、炭酸ガス等が容易に侵入し、
水酸化、炭酸化などの化学反応が起こり易く、経時によ
る組成変化（劣化）からのガスバリア性の低下と、組成
変化による体積変化を生じ、薄膜層に接する他の各層と
の密着性が劣化し剥離を生じるという問題を有してい
る。

【０００８】そこで、本発明は無色透明で透視性に優
れ、かつ高いガスバリア性を有するとともに製袋加工時
及び経時によるガスバリア性の低下及び薄膜層に接する
他の各層との密着性が劣化、すなわち剥離することのな
い実用性の高い包装袋を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべくなされたものであり、請求項１記載の発明は、透
明性を有する高分子材料からなる基材に金属酸化物薄膜
層、ヒートシール性を有さない応力緩和層、熱可塑性樹
脂からなるヒートシール層を順次積層してなる積層体を
ヒートシール層面が対向するように重ね合わせ、前記ヒ
ートシール層間の熱融着により封緘部を形成してなるこ
とを特徴とするガスバリア性包装袋である。

【００１０】請求項２に記載される発明は、請求項１記
載のガスバリア性包装袋において、金属酸化物薄膜層が
酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化
スズであることを特徴とするガスバリア性包装袋であ
る。

【００１１】請求項３に記載される発明は、請求項１記
載のガスバリア性包装袋において、積層体の両面の少な
くとも一部にヒートシール層を形成してなることを特徴
とするガスバリア性包装袋である。

【００１２】

【作用】本発明のガスバリア性包装袋によれば、透明性
を有する高分子材料からなる基材に金属酸化物薄膜層、
ヒートシール性を有さない応力緩和層、熱可塑性樹脂か
らなるヒートシール層を順次積層してなる積層体をヒー
トシール層面が対向するように重ね合わせ、ヒートシー
ル層間の熱融着により封緘部を形成することにより、製
袋加工時のヒートシール層の熱融着による薄膜層への応
力の作用を応力緩和層で吸収・緩和するため、薄膜にク
ラックやひび割れなどの損傷が発生しにくく、ガスバリ
ア性及び密着性の低下を抑えることができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は本発明のガスバリア性包装袋を構成する蒸着
フィルム積層体を説明する断面図であり、図２は本発明
のガスバリア性包装袋の構成を説明する断面図であり、
図３は本発明のガスバリア性包装袋の正面図であり、図
４は本発明のガスバリア性包装袋の他の構成を説明する
断面図である。

【００１４】まず、本発明のガスバリア性包装袋１を構
成する蒸着フィルム積層体１１の構成について図１を参
照し説明する。蒸着フィルム積層体１１は、基材１２の
表面に金属酸化物の蒸着膜からなる薄膜層１３、応力緩
和層１４、ヒートシール層１５が順次形成されてなる。
以下、各構成について説明する。

【００１５】基材１２は透明性を有する高分子材料であ
り、とくに包装袋を透明とするためには、基材１２も透
明であることが好ましく、透明な樹脂フィルムで、通
常、包装材料として用いることができるものが良い。例
えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエ
チレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリ
エチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンフィル
ム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ
塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ
アクリロニトリルフィルム、ポリイミドフィルム等が用
いられ、延伸、未延伸のどちらでも良く、機械的強度、
寸法安定性を有するものが好ましい。これらをフィルム
状に加工して用いられる。とくに二軸方向に任意に延伸
されたポリエチレンテレフタレートが良い。さらに基材
１２は平滑性が優れ、かつ添加剤の量が少ないフィルム
が好ましい。また、この基材１２の表面に、薄膜の密着
性を良くするために、前処理としてコロナ処理、低温プ
ラズマ処理、イオンボンバード処理を施しておいてもよ
く、さらに薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。

【００１６】基材１２は厚さはとくに制限を受けるもの
ではないが、包装材料としての適性、他の層を積層する
場合もあること、薄膜層１３を形成する場合の加工性を
考慮すると、実用的には３〜２００μｍの範囲で、用途
によって６〜３０μｍとすることが好ましい。

【００１７】また量産性を考慮すれば、連続的に薄膜を
形成できるように長尺状フィルムとすることが望まし
い。

【００１８】薄膜層１３は、酸化マグネシウム、酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化スズなどの金属酸化物の蒸
着膜からなり、透明性を有し、かつ酸素、水蒸気等のガ
スバリア性を有するものであればよい。とくに酸化マグ
ネシウムは、透明性、ガスバリア性が優れ、酸化珪素は
機械的強度に優れるものである。ただし本発明の薄膜層
１３は、酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、酸化スズの金属酸化物に限定されることなく、上記
条件に適合する材料であれば用いることができる。

【００１９】薄膜層１３の厚さは、用いられる金属酸化
物の種類・構成により最適条件はことなるが、一般的に
３００〜３０００Åの範囲内であることが望ましく、と
くに４００〜１５００Åの範囲にあることが好ましく、
その値は適宜選択される。ただし、膜厚を３００Å未満
であると基材１２の全面が膜にならないことや膜厚が十
分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十
分に果たすことができない場合がある。また膜厚を３０
００Åを越える場合は薄膜にフレキシビリティを保持さ
せることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの
外的要因により、薄膜に亀裂を生じるおそれがあるため
である。

【００２０】金属酸化物からなる薄膜層１３を基材１２
上に形成する方法としては種々あり、抵抗加熱法、高周
波誘導加熱法、電子ビーム加熱法、電子衝撃加熱法、フ
ラッシュ蒸着法、レーザー蒸着法など通常の真空蒸着法
により形成することができるが、その他の薄膜形成方法
であるイオンビームスパッタ、マグネトロンスパッタ等
のスパッタリング法やイオンプレーティング法なども用
いることができる。ただし生産性を考慮すれば、現時点
では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法による真
空蒸着装置の加熱手段は電子線加熱方式や抵抗加熱方式
がよい。さらに薄膜と基材の密着性及び薄膜の緻密性を
向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビーム
アシスト法を用いることも可能である。

【００２１】さらに、薄膜層１３上に他の層を積層する
ことも可能であり、例えば印刷層等である。なお、これ
らの層間に樹脂などからなるプライマー層を薄膜層の材
質や製袋などの後加工の種類等、必要に応じて設けるこ
とができる。印刷層は包装体などとして実用的に用いる
ために形成されるものであり、ウレタン系、アクリル
系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル系などの
従来から用いられているインキバインダー樹脂に各種顔
料、体質顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤などが添加さ
れてなるインキにより構成される層であり、文字、絵柄
などデザインが形成される。形成方法としては、例えば
オフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン
印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエ
ッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方式を用
いることができる。厚さは０．１〜２．０μｍで良い。

【００２２】薄膜層１３上に設けられる応力緩和層１４
は、蒸着フィルム積層体１１の製袋工程において熱融着
時にヒートシール層の軟化・流動による薄膜層１３への
応力によるストレスを緩和・吸収する。これにより製袋
工程での薄膜層１３の損傷が少なくなり、蒸着フィルム
積層体１１のガスバリア性の低下が抑えられるととも
に、薄膜層の変質や剥離など経時的な変化による包装体
の劣化も抑えることが可能となる。

【００２３】このような応力緩和層１４は、特に組成は
限定されないが、熱安定性に優れ、かつヒートシール性
のないものが良い。例えばポリエチレンテレフタレート
やポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィル
ム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ナイロ
ンフィルム、ポリイミドフィルム等の機械的強度、寸法
安定性、熱安定性を有するものが好ましい。とくに好ま
しくは二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムで
ある。

【００２４】応力緩和層１４の層厚は、ヒートシール層
の熱融着時の軟化・流動時に生じる応力を緩和すること
が可能であれば、とくに制限されるものではないが、薄
膜層１３の種類や厚さ、ヒートシール層１５の種類や厚
さにより最適条件が異なり、また包装袋の厚さなどの条
件によっても異なる。一般的な実用範囲としては３〜１
００μｍであり、用途により６〜３０μｍとする。

【００２５】応力緩和層１４の形成は、ウレタン樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの液状の樹脂をグ
ラビアコート法などでコーティングし貼り合わせるドラ
イラミネート法、ノンソルベントラミネート法、またポ
リエチレン、アイオノマーなどの樹脂を加熱溶融させカ
ーテン状に押し出し、貼り合わせるエキストルーション
ラミネート法など公知の方法により積層することができ
る。

【００２６】次にヒートシール層１５は、包装袋を形成
する際の接着部として作用するものであり、熱可塑性樹
脂で、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合
体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体及びそれらの金属架橋物等を使用することが
でき、これらから適宜選択される。厚さは目的に応じて
決定されるが、一般的には１５〜２００μｍの範囲であ
る。形成方法としては、上記樹脂からなるフィルム状の
ものをドライラミネート法、ノンソルベントラミネート
法により積層する方法、上記樹脂を加熱溶融させカーテ
ン状に押し出し、貼り合わせるエキストルーションラミ
ネート法など公知の方法により積層することができる。

【００２７】以上の蒸着フィルム積層体１１を図２に示
すように重ね合わせ、図３に示されるように四方をシー
ル製袋機により、ヒートシール法などの熱融着により封
緘部２１を形成し、包装袋１を得ることができる。なお
ピロー包装、ガゼット包装が可能となるようにヒートシ
ール層１５は必要箇所に設けることができ、縦ピロー製
袋機、ガゼット製袋機など包装目的に応じて製袋工程を
選択し、同様にして包装袋を得ることができる。また、
図４に示すように包装袋２のヒートシール層１６は封緘
部２２を形成する部分のみに形成するようにして図３に
示す包装袋２としてももよい。なお、図４の蒸着フィル
ム積層体を構成するその他の層は、図１と同一の図番に
ついては同じ層を示している。

【００２８】本発明の包装袋を具体的な実施例を挙げて
説明する。

【００２９】〔実施例１〕基材１２として層厚１２μｍ
の透明な横延伸ポリプロピレンフィルムの片面に図示し
ない電子線加熱方式の真空蒸着装置により、酸化マグネ
シウムを約５００Åの厚さに蒸着、薄膜層１３を形成
し、応力緩和層１４として厚さ１２μｍの二軸延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムを二液硬化型ウレタン
接着剤を介してドライラミネート法により積層した。さ
らにヒートシール層１５として厚さ３０μｍの未延伸ポ
リプロピレンフィルムを二液硬化型ウレタン系接着剤を
介してドライラミネート法により積層し、蒸着フィルム
積層体１１を得た。

【００３０】次いで、この蒸着フィルム積層体１１を四
方シール製袋機によって、ヒートシール層を熱融着し封
緘部２１を形成し、包装袋を作製した。

【００３１】〔実施例２〕実施例１の応力緩和層１４を
厚さ２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムとした
以外は、実施例１と同様に包装袋を作製した。

【００３２】〔実施例３〕実施例１のヒートシール層１
５を厚さ６０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムとし
た以外は、実施例１と同様に包装袋を作製した。

【００３３】〔実施例４〕実施例１の金属酸化物の蒸着
膜からなる薄膜層１３を、抵抗加熱式の真空蒸着装置に
より、酸化珪素を約４００Åの厚さに蒸着形成した以外
は、実施例１と同様に包装袋を作製した。

【００３４】〔実施例５〕実施例４の応力緩和層１４を
厚さ２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルムとした
以外は、実施例１と同様に包装袋を作製した。〔比較例１〕実施例１の金属酸化物の蒸着膜からなる薄
膜層１３上に、応力緩和層を設けずに、直接ヒートシー
ル層として厚さ３０μｍの未延伸ポリプロピレンフィル
ムを二液硬化型ウレタン系接着剤を介してドライラミネ
ート法により積層し、得られた蒸着フィルム積層体を四
方シール製袋機によって、ヒートシール層を熱融着し封
緘部２１を形成し、包装袋を作製した。

【００３５】〔比較例２〕比較例１におけるヒートシー
ル層を厚さ６０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムと
した以外は、比較例１と同様に包装袋を作製した。

【００３６】〔比較例３〕比較例２における金属酸化物
の蒸着膜からなる薄膜層を抵抗加熱式の真空蒸着装置に
より、酸化珪素を約４００Åの厚さに蒸着形成した以外
は、比較例２と同様に包装袋を作製した。

【００３７】以上、各包装袋を４０℃−９０％ＲＨの雰
囲気中に保存し、経時によるシール部剥離発生個数を調
査し、さらに包装袋のガスバリア性を評価するために、
包装袋の保存前後の水蒸気透過率（ｇｒ／ｍ²／ｄａ
ｙ）を測定し、評価した結果を表１に示す。なおシール
部剥離発生個数の値は、３０日保存後の１包装袋当りの
シール部剥離発生個数である。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例に示す包装袋には、シール部の剥離
が起こっておらす、水蒸気透過率の低下も低く抑えられ
ているが、比較例の従来の構成の包装袋ではシール部の
剥離が生じており、それによると思われる水蒸気透過率
の低下が見られる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、透明
性を有する高分子材料からなる基材に金属酸化物薄膜
層、ヒートシール性を有さない応力緩和層、熱可塑性樹
脂からなるヒートシール層を順次積層してなる積層体を
ヒートシール層面が対向するように重ね合わせ、ヒート
シール層間の熱融着により封緘部を形成することによ
り、製袋加工時のヒートシール層の熱融着による薄膜層
への応力の作用を応力緩和層で吸収・緩和するため、薄
膜にクラックやひび割れなどの損傷が発生しにくく、ガ
スバリア性及び密着性の低下を抑えることができる。こ
れにより内容物を変質することなく保存でき、また全層
に透明性を持たせているので内容物を包装袋の外側から
透視できることから、保存性の優れた包装袋に利用可能
である。したがって本発明の包装袋は製袋工程を経ても
金属酸化物薄膜が有する透明性、ガスバリア性を維持で
き、十分に実用性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスバリア性包装袋を構成する蒸着フ
ィルム積層体を説明する断面図である。

【図２】本発明のガスバリア性包装袋の構成を説明する
断面図である。

【図３】本発明のガスバリア性包装袋の正面図である。

【図４】本発明のガスバリア性包装袋の他の構成を説明
する断面図である。

【符号の説明】

１、２ガスバリア性包装袋１１蒸着フィルム積層体１２基材１３薄膜層１４応力緩和層１５、１６ヒートシール層２１、２２封緘部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明性を有する高分子材料からなる基材に
金属酸化物薄膜層、ヒートシール性を有さない応力緩和
層、熱可塑性樹脂からなるヒートシール層を順次積層し
てなる積層体をヒートシール層面が対向するように重ね
合わせ、前記ヒートシール層間の熱融着により封緘部を
形成してなることを特徴とするガスバリア性包装袋。
【請求項２】前記金属酸化物薄膜層が酸化マグネシウ
ム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化スズであること
を特徴とする請求項１記載のガスバリア性包装袋。
【請求項３】前記積層体の少なくとも一部にヒートシー
ル層を形成してなることを特徴とする請求項１記載のガ
スバリア性包装袋。