JPH08238726A - 酸素不透過性積層材料 - Google Patents

酸素不透過性積層材料

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JPH08238726A
JPH08238726A JP7070833A JP7083395A JPH08238726A JP H08238726 A JPH08238726 A JP H08238726A JP 7070833 A JP7070833 A JP 7070833A JP 7083395 A JP7083395 A JP 7083395A JP H08238726 A JPH08238726 A JP H08238726A
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oxygen
layer
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aluminum
alloy
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JP7070833A
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Kiyotaka Omote
清隆 表
Hideharu Maro
秀晴 麿
Kiichiro Hirose
喜一郎 広瀬
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 完全焼却性を有し、酸素透過度0cc/m2
・24hr・atmを達成でき、しかも内容物の種類に
関わりなく広範に使用することが可能な包装材料を実現
する酸素不透過性積層材料を提供する。 【構成】 本発明の酸素不透過性積層材料は、物理的酸
素遮断層1と化学的酸素吸収層2の少なくとも2層を有
する積層構造からなっており、該酸素吸収層2は、前記
酸素遮断層1よりも内側(内容物に近い側)に位置して
いる。酸素吸収層2は、酸素吸収物質として例えばアル
ミニウムを主体とする合金等を含有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加工食品を中心とした
食品類の保存性を向上させるための包装材料として用い
て好適な酸素不透過性積層材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】加工食品類の多くは、製造し包装された
後、時間の経過とともに品質の低下を招くことが知られ
ている。その原因は色々あるが、それらの中で大部分を
占めるのは酸素に由来する品質の低下であり、具体的に
は油脂類の酸化、色素の変化、風味・香気成分の変化、
カビ等の微生物の増殖などはよく知られている。
【0003】従来、これら酸素に由来する品質の低下を
防止する手段としては、以下の2つに大別され、実際に
はそれらの手段が併用されている。 (1)酸素透過性の小さい包装材料を用いて、包装後外
部より進入する酸素量を少なくして、酸素による品質低
下を防ぐ方法。 (2)包装時に、包装体の内部の酸素を他のガスに置換
する、または、包装体の内部に酸素を吸収する物質(脱
酸素剤)を併置し、包装体内部に存在する酸素による品
質の低下を防ぐ方法。
【0004】上記(1)の方法による具体的な包装材料
としては、例えば、昭和40年代より、塩化ビニリデン
の高いガス遮断効果を応用して、延伸フィルムの表面に
塩化ビニリデンを塗工してなる各種フィルムが知られて
おり、具体的には、2軸延伸ポリプロピレン、2軸延伸
ポリエステル、2軸延伸ナイロン等のフィルムに塩化ビ
ニリデンを塗工したものが上市されている。
【0005】さらに、昭和50年代始めより、酸素透過
度の小さいエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂
(エチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化して得られる
樹脂で、商品名は、クラレ(株)製の「エバール」な
ど)のフィルムを介在させて得られる包装材料が出現し
た。
【0006】またさらに、昭和60年代に入ると、特公
昭53−12953号公報に見られるような、プラスチ
ックフィルムに金属酸化物を蒸着して、更に高い酸素バ
リアー性を有する包装材料が出現した。
【0007】この場合の金属酸化物は、SiO、Al2
3、MgO等がよく知られている。また、被蒸着フィ
ルムは、2軸延伸ポリエステルフィルムが多用されてい
るが、フィルムには制約はない。
【0008】このような金属酸化物をプラスチックフィ
ルムの表面に蒸着したフィルムの出現で酸素バリアー性
は著しく向上し、酸素透過度がほぼ1cc/m2・24
hr・atmまで達成された。
【0009】しかし、食品の保存においては、金属缶
や、アルミニウム箔を用いた包装の場合には、酸素透過
度がほぼ0cc/m2・24hr・atmであり、それ
と比べるとまだ1cc/m2・24hr・atmの差を
有しているのが現状である。
【0010】この酸素透過度1cc/m2・24hr・
atmという値は、酸素の影響を排除することが要求さ
れる加工食品包装においては、まだ不十分な技術レベル
であり、改良の余地が残されている。
【0011】さらに、昨今のゴミ問題は深刻で、包装材
料には完全焼却性が要求されている。この点からも、焼
却したときにアルミニウム残渣を生じる従来のアルミニ
ウム箔を利用した包装材料は改良が求められている。ま
た、リサイクルが不十分な金属缶も同様である。
【0012】一方、前記(2)の方法における、包装時
に包装体の内部の酸素を他のガスに置換する方法は、酸
素が他のガスに完全に置換されているかどうかの確認が
行えず、しかも過大な設備を用いる必要があるためコス
トアップにつながる。また、脱酸素剤を用いれば、包装
材料を透過して内部に侵入した酸素を脱酸素剤が吸収
し、事実上、酸素透過度がほぼ0cc/m2・24hr
・atmの包装材料を用いたのと同等の効果が得られる
ことがわかっている。しかし、食品以外の物質を包装体
内に併置する必要があること、またコストアップにつな
がること、さらに内容食品によっては使用できないこと
(例えば緑茶等の液体飲料には使用が困難)、などの理
由から、事実上実際の食品包装として完全な解決手段に
はなり得ていないのが実状である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点に鑑み為されたもので、その目的とするところは、
完全焼却性を有し、酸素透過度0cc/m2・24hr
・atmを達成でき、しかも内容物の種類に関わりなく
広範に使用することが可能な包装材料を実現する酸素不
透過性積層材料を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の酸素不透過性積層材料は、物理的酸素遮断
層と化学的酸素吸収層の少なくとも2層を有する積層構
造からなることを特徴としている。
【0015】また、本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記化学的酸素吸収層が前記物理的酸素遮断層よりも内
容物に近い側に位置していることを特徴としている。
【0016】また、本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記化学的酸素吸収層は、アルミニウムを主体とする合
金を含有することを特徴としている。
【0017】また、本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記アルミニウムを主体とする合金は、リチウム、ナト
リウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウ
ム、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウム、バリ
ウムのうちの少なくとも1種の元素をアルミニウムに添
加した合金であることを特徴としている。
【0018】また、本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記アルミニウムを主体とする合金が、アルミニウムに
カルシウムを添加した合金であることを特徴としてい
る。
【0019】また、本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記化学的酸素吸収層は、易酸化性金属粉、ピロガロー
ル、ハイドロサルファイト、第一鉄塩、アスコルビン酸
のうちの少なくとも1種を含有することを特徴としてい
る。
【0020】さらに本発明の酸素不透過性積層材料は、
前記化学的酸素吸収層は、第一鉄塩とアスコルビン酸の
混合物を含有することを特徴としている。
【0021】以下、本発明の構成についてさらに詳しく
説明する。
【0022】本発明の酸素不透過性積層材料(以下、単
に「本発明の積層材料」と称することがある)は、たと
えば、図1に示すように、物理的酸素遮断層(以下、単
に「酸素遮断層」と称する)1と化学的酸素吸収層(以
下、単に「酸素吸収層」と称する)2の少なくとも2層
を有する積層構造からなっており、該酸素吸収層2は、
前記酸素遮断層1よりも内側(内容物に近い側)に位置
している。このような構成により、外部より酸素遮断層
1を透過した少量の酸素を内側の酸素吸収層2で吸収し
て、その結果として、ほぼ0cc/m2・24hr・a
tmの酸素透過度が得られる。
【0023】本発明に用いる酸素遮断層1としては、例
えば、塩化ビニリデンを塗工したポリプロピレン、ポリ
エステルフィルム或いはナイロンフィルム等、エチレン
−ビニルアルコール共重合体樹脂フィルム、金属酸化物
蒸着プラスチックフィルム、等が最も適当であるが、こ
れらに限定するわけではなく、酸素遮断能力の高いプラ
スチックフィルムであれば使用可能である。酸素遮断層
1の厚さは、特に限定されるわけではないが、上記各種
材質によって、数百オングストロームから10μm位ま
で幅広い範囲で使用することができる。
【0024】本発明に用いる酸素吸収層2としては、化
学的に分子状の酸素を吸収する物質を塗工するか、或い
は樹脂中に練り込ませることにより形成される。
【0025】この酸素吸収物質としては、例えばアルミ
ニウムを主体とする合金が最も適当である。
【0026】アルミニウムを主体とする合金としては、
例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウム、ベリリウム、マグネシウム、ストロンチウ
ム、カルシウム、バリウム等のうちの少なくとも1種の
元素を添加剤(ドープ剤)としてアルミニウムに添加し
た合金である。本発明の積層材料は、その主用途が食品
用の包装材料であるため、上記の添加剤の中ではカルシ
ウムが最も適当である。添加剤としてはここに例示した
ものに限定されるものではなく、更に酸化反応を促進す
るために、金属の塩化物等を添加することも可能であ
る。
【0027】このアルミニウムを主体とする合金による
酸素吸収反応の原理は今のところ明らかではなく、あく
までも推測ではあるが、アルミニウム単体の場合には、
酸素と反応して表面に50オングストローム程度の酸化
アルミニウム層(不動体)を形成して、それ以上の酸化
反応は進まないのであるが、アルミニウムに添加剤(ド
ープ剤)を添加した合金の場合は、酸素と反応して表面
に出来る酸化アルミニウム層が膜にはならず、新たな酸
素分子は合金粒子の内部に吸収されて酸化反応が連続し
て進行するものと考えられる。
【0028】アルミニウムに対する上記添加剤(ドープ
剤)の添加量は、数%〜20%程度の範囲が好ましく、
特に10%程度が適当である。添加剤の量が少ないと、
酸素の吸収能力が不十分である。添加剤の量が多くなる
ほど酸素の吸収は早くなるが、添加剤の量が多すぎても
酸素吸収能力が劣化するので、上記の範囲が適当であ
る。
【0029】酸素吸収物質として用いるこのアルミニウ
ムを主体とする合金は、電気炉中でアルミニウムおよび
添加剤を加熱溶解し、その後、型内に流し出して合金の
形で容易に得られる。その後は、種々の方法で粉末また
は微粉末化されて本発明の使用に供される。粉末化の方
法は特に限定されない。
【0030】このようにして得られる合金の粉末の粒径
は、特に限定されないが、本発明の酸素吸収物質として
用いる場合、0.1μm〜500μm程度が好ましい。
粒径が0.1μmより小さいと酸素吸収能力は優れる
が、粉塵爆発等のハンドリング上の問題があること、包
装材料として加工する際にすでに酸素吸収反応が開始し
てしまうことがあり、実施態様としては好ましくない。
粒径が500μmを越えると、樹脂への分散が極端に悪
くなるとともに、酸素吸収能力も低下するので好ましく
ない。
【0031】前述の如く、酸素吸収層2は、酸素吸収物
質を塗工するか、或いは樹脂中に練り込ませることによ
り形成される。酸素吸収層2中への酸素吸収物質の添加
量は、酸素吸収層2のバインダー樹脂100重量部に対
して、0.1〜30重量部程度の範囲で添加することが
好ましい。酸素吸収物質の添加量が少ないと、酸素吸収
能力に劣る。逆に、酸素吸収物質の添加量が多すぎて困
ることはないが、必要とする酸素吸収能力と材料コスト
とのバランス、および樹脂中への添加適性を考慮する
と、30重量部程度までの添加が好ましい。なお、酸素
吸収層2のバインダー樹脂としては、例えば、ポリオレ
フィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが用いられる。
【0032】酸素吸収層2の厚さは、特に限定されるわ
けではないが、酸素吸収性能を考慮すると、1μm〜5
μm程度の厚さが適当である。
【0033】本発明において、酸素吸収層2に含まれる
酸素吸収物質としては、上記のアルミニウムを主体とす
る合金に限定されるわけではなく、たとえば、鉄等の易
酸化性金属粉、ピロガロール、ハイドロサルファイト、
硫酸第一鉄等に代表される第一鉄塩、アスコルビン酸な
どの物質を単独で、或いは混合して用いることも可能で
ある。例えば、アスコルビン酸と第一鉄塩とを混合して
用いることは好ましい一態様である。
【0034】このようなアスコルビン酸等を酸素吸収物
質として用いる場合には、酸素吸収層2のバインダー樹
脂に対して、20〜30重量部程度の添加量で用いるこ
とが適当である。また、この場合の酸素吸収層2の厚さ
は、1〜5オングストローム程度の範囲が適当である。
【0035】本発明の積層材料を実用上の包装材料とし
て仕上げるには、一般的に包装材料の最内層(最も内容
物に近い層)に、包装材料の端部同志をシールするため
の熱接着層3を設けることが望ましい(図2参照)。
【0036】この熱接着層3を設ける方法としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等の比較的低い融点を有す
る熱可塑性樹脂層をドライラミネーションまたはエクス
トルージョンラミネーション等で形成する方法やヒート
シールラッカーを更に塗布する方法、ホットメルトを塗
布する方法等が知られているが、本発明においてはいず
れの方法も適用可能である。
【0037】なお、図2の構成においては、酸素遮断層
1として、前述したような塩化ビニリデン塗工層12を
設けたポリエステル等のプラスチックフィルム11を用
いている。
【0038】本発明の積層材料は、上述の如く、外部か
らの酸素透過性を事実上ゼロとして食品の保存性向上に
寄与することを目的としているが、包装体内部に存在す
るヘッドスペースの酸素の吸収や、緑茶等に含まれる溶
存酸素の吸収など、包装体の内部からの酸素の吸収にも
効力を発揮することは勿論である。
【0039】本発明の積層材料は、図1等に示したよう
に、酸素遮断層1と酸素吸収層2とを直接接するように
積層してもよいし、また、その間に別のフィルム層を介
在させてもよい。さらには、図3に示すように、二層の
酸素遮断層1の間に酸素吸収層2を設ける構成とするこ
とも可能である。
【0040】
【作用】本発明の積層材料によると、酸素遮断層と酸素
吸収層の少なくとも2層を積層し、外部より酸素遮断層
を透過した少量の酸素を内側の酸素吸収層で吸収して、
その結果として、ほぼ0cc/m2・24hr・atm
の酸素透過度を達成することの出来る包装材料が得られ
る。
【0041】しかも、本発明の積層材料によると、その
積層構成によって酸素吸収性能を持たせているので、従
来のような別体の脱酸素剤を包装体内に併置する必要が
なく、内容物が液体飲料等でも使用が可能で、内容物の
種類に関わりなく広範に使用することが可能な包装材料
が得られる。
【0042】さらに、本発明の積層材料によると、酸素
遮断層と酸素吸収層の少なくとも2層を有する積層構造
からなり、しかも焼却可能な材質で形成できるため、ゴ
ミ問題を考慮し完全焼却出来ることの要求をも満たして
いる。
【0043】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。 実施例−1 Lアスコルビン酸Na/硫酸第一鉄/ポリウレタン系バ
インダー樹脂=14/2/70(重量比)の混合物を、
酢酸エチル/メチルエチルケトン=1/1混合溶媒で混
練後、グラビア塗工可能な粘度に調整し、下記の酸素遮
断性基材フィルムNo.1〜7にそれぞれグラビア版に
て塗工、乾燥し、本発明の積層材料No.1〜7を作製
した。なお、酸素吸収物質である上記Lアスコルビン酸
Naと硫酸第一鉄の塗布量はポリウレタン系バインダー
樹脂を含めて5g/m2とした。また、酸素遮断性基材
フィルムが塩化ビニリデン塗工層またはSiO、アルミ
ニウム蒸着層を有する場合にはその塗工層または蒸着層
の表面側に酸素吸収物質を塗工した。
【0044】使用した酸素遮断性基材フィルムは以下の
通りである。 ・No.1 二村三昌社製 塩化ビニリデン塗工2軸延
伸ポリプロピレンフィルム(商品名:太閤OPK1#2
0) ・No.2 ユニチカ社製 塩化ビニリデン塗工2軸延
伸ポリエステルフィルム(商品名:エンブレッドKPT
12) ・No.3 興人社製 塩化ビニリデン塗工2軸延伸ナ
イロンフィルム(商品名:ボニールKPC 15μ) ・No.4 凸版印刷社製 SiO蒸着2軸延伸ポリエ
ステルフィルム(商品名:凸版GLフィルム) ・No.5 クラレ社製 2軸延伸エチレン−ビニルア
ルコール共重合体樹脂フィルム(商品名:EFXL 15
μ) ・No.6 日合フィルム社製 ポリビニルアルコール
フィルム(商品名:ボブロン 14μ) ・No.7 尾池工業社製 アルミニウム蒸着2軸延伸
ポリエステルフィルム(商品名:テトライトS) なお、上記本発明の積層材料No.1〜7に対応して、
本発明の酸素吸収物質を塗工していない酸素遮断性基材
フィルムのみを用いた場合を比較例No.1〜7とし
た。
【0045】本発明の積層材料No.1〜7および比較
例No.1〜7についての酸素透過度を測定した。酸素
透過度の測定は、日本分光社製 酸素透過度測定機(商
品名:ガスパーム)で行い、測定条件はあらかじめ90
%に湿度調整した2気圧の分圧差を有し、25℃条件下
での酸素ガス透過量である。
【0046】結果をまとめて以下の表1に示す。
【0047】
【表1】 表1の結果から、本発明の積層材料によれば、0cc/
2・24hr・atmの酸素透過度を達成することが
出来る。 実施例−2 純度99%以上のアルミニウムとカルシウムを重量比1
0/1の比率で、電気炉中で混合加熱溶解後、所定の型
に流し込み、アルミニウム/カルシウム合金を得た。次
に、得られた合金をボールミル法で粉末化し、200メ
ッシュパス以上の微粉末状の合金を得た。
【0048】次に、合金微粉末/ポリウレタン系バイン
ダー樹脂=20/80の混合物を、酢酸エチル/メチル
エチルケトン=1/1混合溶媒でサンドミル混練後、グ
ラビア塗工可能な粘度に調整し、前記実施例1で使用し
た酸素遮断性基材フィルムNo.1、2、4にそれぞれ
グラビア版にて塗工、乾燥し、本発明の積層材料No.
8〜10を作製した。なお、酸素吸収物質である上記ア
ルミニウム/カルシウム合金の塗布量はポリウレタン系
バインダー樹脂を含めて5g/m2とした。また、酸素
吸収物質は酸素遮断性基材フィルムの塩化ビニリデン塗
工層またはSiO蒸着層の表面に塗工した。
【0049】なお、上記本発明の積層材料No.8〜1
0に対応して、本発明の酸素吸収物質を塗工していない
酸素遮断性基材フィルムのみを用いた場合を比較例N
o.8〜10とした。
【0050】本発明の積層材料No.8〜10および比
較例No.8〜10についての酸素透過度を測定した。
酸素透過度の測定は、前記実施例1と同様にして行っ
た。
【0051】結果をまとめて以下の表2に示す。
【0052】
【表2】 表2の結果から、本発明の積層材料によれば、0cc/
2・24hr・atmの酸素透過度を達成出来ること
がわかる。 実施例−3 前記実施例−2で得られたアルミニウム/カルシウム合
金微粉末を低密度ポリエチレンに重量比で5%混合し、
エクストルージョンラミネーション法で、前記実施例1
で使用した酸素遮断性基材フィルムNo.1、2、4の
表面にそれぞれ押し出し、20μmの厚みのポリエチレ
ン層を形成させ、本発明の積層材料No.11〜13を
作製した。なお、ポリエチレン層は酸素遮断性基材フィ
ルムの塩化ビニリデン塗工層またはSiO蒸着層の表面
に形成させた。
【0053】また、上記本発明の積層材料No.11〜
13に対応して、本発明の酸素吸収物質含有層を形成し
ていない酸素遮断性基材フィルムのみを用いた場合を比
較例No.11〜13とした。
【0054】本発明の積層材料No.11〜13および
比較例No.11〜13についての酸素透過度を測定し
た。酸素透過度の測定は、前記実施例1と同様にして行
った。
【0055】結果をまとめて以下の表3に示す。
【0056】
【表3】 表3の結果から、本発明の積層材料によれば、0cc/
2・24hr・atmの酸素透過度を達成出来ること
がわかる。
【0057】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の積
層材料によれば、酸素遮断層と酸素吸収層の少なくとも
2層を有する積層構造としたので、外部より酸素遮断層
を透過した少量の酸素は内側の酸素吸収層で吸収され、
その結果、ほぼ0cc/m2・24hr・atmの酸素
透過度を達成することが出来る。
【0058】また、本発明の積層材料によれば、その積
層構成によって酸素吸収性能を持たせているので、従来
のような別体の脱酸素剤を包装体内に併置する必要がな
く、内容物が液体飲料等でも使用が可能であり、内容物
の種類に関わりなく広範囲に使用することが可能な包装
材料を得ることが出来る。
【0059】またさらに、本発明の積層材料によれば、
酸素遮断層と酸素吸収層の少なくとも2層を有する積層
構造からなるが、それらは焼却可能な材質で形成できる
ので、昨今の深刻なゴミ問題の観点から完全焼却出来る
ことの要求を満足するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層材料の一構成例を示す断面図であ
る。
【図2】本発明の積層材料の他の構成例を示す断面図で
ある。
【図3】本発明の積層材料のその他の構成例を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 酸素遮断層 2 酸素吸収層 3 熱接着層 11 プラスチックフィルム 12 塩化ビニリデン塗工層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物理的酸素遮断層と化学的酸素吸収層の
    少なくとも2層を有する積層構造からなることを特徴と
    する酸素不透過性積層材料。
  2. 【請求項2】 前記化学的酸素吸収層が前記物理的酸素
    遮断層よりも内容物に近い側に位置していることを特徴
    とする請求項1記載の酸素不透過性積層材料。
  3. 【請求項3】 前記化学的酸素吸収層は、アルミニウム
    を主体とする合金を含有することを特徴とする請求項1
    または2記載の酸素不透過性積層材料。
  4. 【請求項4】 前記アルミニウムを主体とする合金は、
    リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
    ム、ベリリウム、マグネシウム、ストロンチウム、カル
    シウム、バリウムのうちの少なくとも1種の元素をアル
    ミニウムに添加した合金であることを特徴とする請求項
    3記載の酸素不透過性積層材料。
  5. 【請求項5】 前記アルミニウムを主体とする合金が、
    アルミニウムにカルシウムを添加した合金であることを
    特徴とする請求項3記載の酸素不透過性積層材料。
  6. 【請求項6】 前記化学的酸素吸収層は、易酸化性金属
    粉、ピロガロール、ハイドロサルファイト、第一鉄塩、
    アスコルビン酸のうちの少なくとも1種を含有すること
    を特徴とする請求項1または2記載の酸素不透過性積層
    材料。
  7. 【請求項7】 前記化学的酸素吸収層は、第一鉄塩とア
    スコルビン酸の混合物を含有することを特徴とする請求
    項1または2記載の酸素不透過性積層材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011520640A (ja) * 2008-03-26 2011-07-21 マルチソーブ テクノロジーズ インク 酸素吸収プラスチック構造

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