JPH08245816A - バリヤー性ポリオレフィンフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素による食品の劣化を防止するための酸素
ガスバリヤー性を有するポリオレフィンフィルム。 【構成】 ポリオレフィンフィルムの表面処理面または
さらに表面処理面の上の印刷面に、ポリビニルアルコー
ル（Ａ）と水性アンカー剤（Ｂ）の混合割合がＡ／Ｂ＝
９９／１〜８０／２０の水性コーティング剤を塗布した
バリヤー性フィルム。このフィルムに金属または無機化
合物を蒸着した蒸着バリヤー性フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は包装用、特に食品包装用フ
ィルムとして好適な酸素ガスバリヤー性ポリオレフィン
フィルムに関するものである。

【０００２】

【発明の技術的背景】透明な酸素ガスバリヤー性フィル
ム（以下バリヤー性フィルム）としては、ポリ塩化ビニ
リデン（以下ＰＶＤＣ）フィルムおよびＰＶＤＣコーテ
ィングフィルムが良く知られている。特に二軸延伸ポリ
プロピレン（以下ＯＰＰ）フィルム、二軸延伸ポリエス
テル、二軸延伸ナイロンフィルム等にＰＶＤＣをコーテ
ィングしたＰＶＤＣコートフィルムは、ガスバリヤー性
と防湿性を兼備していること、バリヤー性の湿度依存性
が低いことから汎用バリヤー性フィルムとして一般的で
あり、大量に使用されている。しかし、廃棄物の燃焼に
より塩化水素ガスを生じることから、他材料への移行が
強く望まれている。

【０００３】ＰＶＤＣコートフィルムに代わり得るバリ
ヤー性コートフィルムとして、ポリビニルアルコール
（以下ＰＶＡ）コートフィルムが知られている。例えば
特公昭６３−７８７４８号公報や特開平６−３２９２４
号公報では、ＯＰＰフィルム等の基材フィルムに、まず
アンカー剤（プライマー）を塗布し、乾燥後、ＰＶＡ水
溶液を塗布、乾燥する方法が開示されている。

【０００４】この場合、アンカー剤塗布及びＰＶＡ水溶
液塗布の２工程の実施を可能にする塗布及び乾燥装置が
必要である上に、ＰＶＡコートフィルムの高湿度雰囲気
での酸素ガスバリヤー性が充分でないことがある。

【０００５】

【発明の目的】透明バリヤー性フィルムの前記現状を踏
まえ、酸素ガスバリヤー性が要求される用途は包装材料
であり、ＰＶＤＣコートフィルムに対してコストが上が
っては普及が難しいこと、ＰＶＤＣコートフィルムが使
用されている水物を含むすべての包装内容物を対照にす
る必要はなく、特に乾燥食品に対しＰＶＤＣコートフィ
ルム以外の包装材料に代替されたとしても環境保全上大
きな貢献になることから、ＰＶＤＣコートフィルム以上
の酸素ガスバリヤー性があり、かつ安価な包装材料につ
いて鋭意検討した。

【０００６】その結果、ポリオレフィンフィルムを基材
フィルムとして使用し、かつ通常必要とされるアンカー
剤塗布を省略し、ＰＶＡ水溶液と水性アンカー剤の混合
物を塗布することにより、充分なる酸素ガスバリヤー性
と基材フィルムに対するＰＶＡの接着性が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。さらに上記透明
バリヤー性フィルムに金属や無機化合物を蒸着すること
も可能であり、ＰＶＡの塗布量が少ないにも拘らず、酸
素バリヤー性に優れた蒸着ポリオレフィンフィルムを得
ることが出来る。蒸着剤の種類によっては透明バリヤー
性フィルムが得られないが、たとえば蒸着剤として酸化
珪素等を使用する場合は透明蒸着バリヤー性フィルムを
得ることも出来る。本発明により、特に乾燥食品の包装
において優れた酸素ガスバリヤー性、保香性及び防湿性
のあるフィルムを安価に提供することが出来る。

【０００７】

【発明の概要】本発明の第１は表面が少なくとも３５ダ
イン／ｃｍに処理されたポリオレフィンフィルムにＰＶ
Ａ（Ａ）と水性アンカー剤（Ｂ）の混合割合がＡ／Ｂ＝
９９／１〜８０／２０の水溶液を、下塗りとしてのアン
カーコートを施すことなく塗布、乾燥し、基材フィルム
に対する接着性と酸素ガスバリヤー性の優れたＰＶＡ塗
膜を形成させて得られるバリヤー性フィルムである。

【０００８】本発明の第２は、表面が少なくとも３５ダ
イン／ｃｍに処理されたポリオレフィンフィルムに印刷
を行った後、ＰＶＡ（Ａ）と水性アンカー剤（Ｂ）の混
合割合がＡ／Ｂ＝９９／１〜８０／２０の水溶液を塗
布、乾燥し、基材フィルムとインキに対する接着性と酸
素ガスバリヤー性の優れたＰＶＡ塗膜を形成させて得ら
れるバリヤー性フィルムである。

【０００９】本発明の第３は上記第１および第２のバリ
ヤー性フィルムに金属または無機化合物を蒸着した、蒸
着バリヤー性フィルムである。

【００１０】本発明で使用するポリオレフィンフィルム
は特に限定されるものではないが、ＰＶＡ水溶液を塗
布、乾燥するために、フィルムの腰と適度の耐熱性を有
する一軸あるいは二軸延伸ポリオレフィンフィルム、例
えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低
密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のフィルムが望ま
しい。又ポリオレフィンフィルムは単一の樹脂を押出し
成形する単層フィルムでもよいし、そのフィルムの片面
あるいは両面に他のポリオレフィン、好ましくはポリオ
レフィン系共重合体を共押出し成形して得た多層フィル
ムでもよい。

【００１１】ポリオレフィンフィルムの表面はＰＶＡ水
溶液が適切に塗布出来るように表面処理が行われていな
ければならない。フィルム表面の表面張力のレベルが３
５ダイン／ｃｍ以上、好ましくは３８〜４６ダイン／ｃ
ｍである。この表面処理は、コロナ放電処理、火炎処
理、プラズマ処理等である。

【００１２】ポリオレフィンフィルムには帯電防止剤、
スリップ剤、アンチブロッキング剤が添加されてもよい
が、ＰＶＡ水溶液がハジキ現象を発生せず、均一に塗布
されることが必要である。

【００１３】ポリオレフィンフィルムの表面処理面に印
刷を行い、その印刷面にＰＶＡ塗布を行う場合、ＰＶＡ
水溶液がハジキ現象を発生せず、均一に塗布されるよう
なインキを使用する必要がある。

【００１４】本発明で用いられるＰＶＡは特に限定され
るものではないが、水溶液の粘度とＰＶＡ塗膜の酸素ガ
スバリヤー性の点から、重合度は３００〜１５００、け
ん化度８８〜９９．５％が望ましい。ＰＶＡ水溶液は濃
度１〜２０重量％、好ましくは５〜１５重量％である。
通常は表面張力が高いため、少量の活性剤、レベリング
剤あるいはアルコールなどを活用してもよく、またコー
ターでの攪拌、循環などによる発泡を防止するため、消
泡剤の活用をしてもよい。また塗膜の滑り性等を良くす
るために、少量のスリップ剤、アンチブロッキング剤を
添加しても良い。

【００１５】水性アンカー剤は水性イソシアネート、ポ
リエチレンイミン、エポキシ樹脂等であり、前２者が好
適である。水性イソシアネートは水分散型または乳化型
のポリイソシアネートやイソシアネート系プレポリマー
で、水系コーテイグ剤に添加しても一定期間有効イソシ
アネート基が活性で、アンカー効果や架橋効果を有する
ものである。ポリエチレンイミンは特に限定されるもの
ではなく、エポミンＰ−１０００（商標：日本触媒化学
工業（株））等の市販品が使用される。

【００１６】ＰＶＡと水性アンカー剤との混合割合は重
量比で９９／１〜８０／２０、好ましくは９８／２〜９
０／１０である。

【００１７】ＰＶＡ水溶液のコーティング法は特に限定
されるものではなく、グラビアロールコーティング法、
リバースロールコーティング法、マイヤバーコーティン
グ法等を採用し得る。塗布されたＰＶＡ水溶液は乾燥工
程で乾燥される。乾燥温度は高いほど望ましいが、ポリ
オレフィンフィルムの耐熱性の関係から７０〜１３０℃
程度である。塗膜の厚さは０．０３〜５．０g/ｍ²、好
ましくは０．３〜２g/ｍ²であるが、蒸着をさらに行う
場合は塗膜を薄くすることが可能であり、０．０５〜
０．６g/ｍ²であるのが好ましい。

【００１８】蒸着ポリオレフィンフィルムは、ＰＶＡを
塗布したバリヤー性フィルムにアルミニウム等の金属、
酸化珪素、アルミナ等の無機化合物から選ばれた一般的
な蒸着剤を用いて、電子ビーム蒸着法、誘導加熱蒸着
法、抵抗加熱蒸着法等の通常の真空蒸着法により製造さ
れる。アルミナ、酸化珪素を用いた場合は透明蒸着フィ
ルムが得られるので特に好ましい。蒸着層の厚みは５０
〜３００オンク゛ストローム、好ましくは２００〜１５００オンク゛ス
トロームである。

【００１９】蒸着は例えば次のような方法で実施され
る。酸化珪素を蒸着材料とし、電子ビーム蒸着装置を用
いて、１０^ー4〜１０^ー5Ｔorrの真空度で、ＰＶＡを０．
０５〜０．６g/ｍ²塗布したポリオレフィンフィルム
に、蒸着速度３０〜７０オンク゛ストローム/SECで、９００〜１
０００オンク゛ストロームの膜厚に蒸着される。

【００２０】本発明の物性値は以下の測定法による結果
である。本発明のバリヤー性フィルムの酸素透過度は蒸
着しない場合は０．５〜１０cc/ｍ²、蒸着する場合は
０．０５〜５cc/ｍ²である。

【００２１】

【酸素透過度】ラミネートフィルムのシーラント層を内
面にして表面積が約３００ｃｍ²の袋を作り、袋の内部
を窒素ガスで置換後、密封し、２０℃／６０％ＲＨの雰
囲気中に１日間放置した後、袋内部の酸素濃度を酸素分
析計（東レ［株］ＬＣ−７５０Ｆ）で測定した。さらに
２０℃／６０％ＲＨの雰囲気中に１０日間放置後、酸素
濃度を測定し、経時による酸素濃度の増加量から酸素透
過度を求めた。なお蒸着フィルムの場合は２０℃／９０
％ＲＨの雰囲気中で測定した。

【００２２】

【水蒸気透過度（透湿度）】ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠
して求めた。ラミネートフィルムのシーラント層を内面
にして表面積が約１００ｃｍ²の袋を作り、塩化カルシ
ウムを適量入れた後、密封した。これを４０℃／９０％
ＲＨの雰囲気中に３日間放置し、重量増加量から水蒸気
透過度を求めた。

【００２３】

【ヒートシール強度】ラミネートフィルムのシーラント
面同士をヒートシールし、これを２０℃／６０％ＲＨ、
４０℃／９０％ＲＨの雰囲気で３日間調湿後、剥離し、
ヒートシール強度を測定した。

【００２４】

【実施例】次に本発明を以下の実施例、比較例を用いて
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。なお実施例中の濃度表示は特に断わらない限
り重量基準である。

【００２５】

【実施例１〜２】

【比較例１〜２】水中に、重合度５００、けん化度９
９．０％のＰＶＡを攪拌しながら徐々に投入し、均一に
分散させた後、約８０℃に加熱、攪拌し、完全に溶解さ
せた。これを冷却し、１２％のＰＶＡ水溶液を調整し
た。これにドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１％水溶
液で１２％に希釈した水性イソシアネート（武田薬品
［株］タケネートＸＤ−７２−Ｋ６）をＰＶＡ／水性イ
ソシアネートの混合割合が９９．５／０．５から７０／
３０の範囲で添加し、良く攪拌してコーティング水溶液
を調整した。

【００２６】厚さ２５μｍの高防湿タイプＯＰＰ（東セ
ロ［株］ＨＭ−１）のコロナ処理面（表面張力４０ダイ
ン／cm）に上記コーティング水溶液をグラビアロールコ
ーティング法にて塗布、乾燥してロールに巻き取った。
各ロールサンプルの調整条件を表１に示した。又各ロー
ルサンプルと厚さ２５μｍのコポリマータイプＣＰＰ
（東セロ［株］ＧＨＣ）をイソシアネート系接着剤でド
ライラミネートし、物性測定用の試料とした。物性測定
値を表２に示した。実施例１及び２は優れた酸素ガスバ
リヤー性を示し、実用上充分なる防湿性とヒートシール
強度が得られた。なお水蒸気透過度はＯＰＰ基材フィル
ムとＣＰＰフィルムから計算した値より低く、ＰＶＡ塗
膜部分の実効湿度が低い場合には、優れた酸素ガスバリ
ヤー性だけでなく、水蒸気に対してもバリヤー性を示
す。比較例１は酸素ガスバリヤー性は優れているが、ヒ
ートシール強度が低く、比較例２はＰＶＡ塗膜が白化
し、酸素ガスバリヤー性も低下した。

【００２７】

【実施例３】厚さ２５μｍの高防湿タイプＯＰＰ（東セ
ロ［株］ＨＭ−１）のコロナ処理面（表面張力４０ダイ
ン／cm）にまず二液性インキ（大日本インキ化学工業
［株］パナシアＣＶＬ−ＳＰ赤）で全面印刷し、この印
刷面に実施例１と同じＰＶＡ／水性イソシアネートの混
合割合が９８／２のコーティング水溶液をグラビアロー
ルコーティング法にて、塗布、乾燥してロール状サンプ
ルを得た。又物性評価用として、実施例１と同じ厚さ２
５μｍのコポリマーＣＰＰとドライラミネートした。イ
ンキの上からＰＶＡ水溶液を塗布、乾燥した場合でも優
れた酸素ガスバリヤー性と実用上充分な防湿性とヒート
シール強度が得られた。

【００２８】

【実施例４】厚さ２５μｍの高密度ポリエチレン一軸延
伸フィルム（東セロ［株］Ｏ−ＰＥ）を基材フィルムと
して、これのコロナ処理面（表面張力４２ダイン／cm）
に、実施例３と同じコーティング水溶液を塗布、乾燥し
てロールサンプル及び物性評価用のラミネートサンプル
を得た。優れた酸素ガスバリヤー性と実用上充分なる防
湿性及びヒートシール強度が得られた。

【００２９】

【実施例５〜６】

【比較例３〜４】１２％ＰＶＡ水溶液と水性アンカー剤
として水で１２％希釈したポリエチレンイミン（日本触
媒［株］エポミンＰ−１０００）を使用し、ＰＶＡ／ポ
リエチレンイミンの混合割合が９９．５／０．５〜７５
／２５の範囲で添加し、よく攪拌してコーティング水溶
液を調整した。厚さ２５μｍの高防湿タイプＯＰＰ（東
セロ［株］ＨＭ−１）のコロナ処理面（表面張力４０ダ
イン／cm）に上記コーティング水溶液をグラビアロール
コーティング法にて塗布、乾燥してロール状に巻き取っ
た。各ロールサンプルの調整条件を表１に示した。又各
ロールサンプルと実施例１と同じ厚さ２５μｍのコポリ
マータイプＣＰＰ（東セロ［株］ＧＨＣ）をイソシアネ
ート系接着剤でドライラミネートし、物性評価用の試料
とした。物性測定値を表２に示した。実施例５及び６は
優れた酸素ガスバリヤー性を示し、実用上充分なる防湿
性とヒートシール強度が得られた。比較例３は酸素ガス
バリヤー性は優れているが、ヒートシール強度が弱く、
比較例４は酸素ガスバリヤー性が大きく低下した。

【００３０】表１

【００３１】表２

【００３２】

【実施例７〜９】

【比較例５】水中に、重合度５００、けん化度９９．０
％または８８．０％のＰＶＡを攪拌しながら徐々に投入
し、均一に分散させた後、約８０℃に加熱、攪拌し完全
に溶解させた。これを冷却し１２％のＰＶＡ水溶液を調
整した。ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１％水溶液
で、１２％に希釈した水性イソシアネート（武田薬品
［株］タケネートＸＤ−７２−Ｋ６）または水で１２％
に希釈したポリエチレンイミン（日本触媒（株）エポミ
ンＰ−１０００）をＰＶＡ／水性アンカー剤の混合割合
が９７／３になるように、前記ＰＶＡ水溶液と混合し、
良く攪拌してコーティング水溶液を調整した。

【００３３】厚さ２５μｍのＯＰＰ（東セロ［株］ＯＰ
−Ｚ１０２）のコロナ処理面（表面張力３８ダイン／c
m）に上記コーティング水溶液をグラビアロールコーテ
ィング法にて塗布、乾燥してロールに巻き取った。この
フィルムに、電子ビーム蒸着法装置を用いて、１０^-4〜
１０^ー5Ｔorrの真空度でアルミニウムを厚さ４００〜５
００オンク゛ストローム蒸着した。この蒸着フィルムと厚さ２５
μｍのコポリマータイプＣＰＰ（東セロ［株］ＧＨＣ）
をイソシアネート系接着剤でドライラミネートし、物性
測定用の試料とした。物性測定値を表４に示した。実施
例７〜９は優れた酸素ガスバリヤー性と水蒸気に対して
もバリヤー性を示した。またヒートシール性も良好であ
る。比較例５は水蒸気バリヤー性は優れているが、酸素
ガスバリヤー性が悪い。

【００３４】

【実施例１０〜１２】

【比較例６】水中に、重合度５００、けん化度９９．０
％のＰＶＡを攪拌しながら徐々に投入し、均一に分散さ
せた後、約８０℃に加熱、攪拌し完全に溶解させた。こ
れを冷却し、１２％のＰＶＡ水溶液を調整した。ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ１％水溶液で１２％に希釈
した水性イソシアネート（武田薬品［株］タケネートＸ
Ｄ−７２−Ｋ６）をＰＶＡ／水性アンカー剤の混合割合
を９６／４になるように混合し、良く攪拌してコーティ
ング水溶液を調整した。

【００３５】厚さ２５μｍのＯＰＰ（東セロ［株］ＯＰ
−Ｚ１０２）のコロナ処理面（表面張力３８ダイン／c
m）に上記コーティング水溶液をグラビアロールコーテ
ィング法にて塗布、乾燥してロールに巻き取った。この
フィルムに、電子ビーム蒸着法装置を用いて、１０^-4〜
１０^-5Ｔorrの真空度で酸化珪素を厚さ９００〜１００
０オンク゛ストローム蒸着した。この蒸着フィルムと厚さ２５μ
ｍのコポリマータイプＣＰＰ（東セロ［株］ＧＨＣ）を
イソシアネート系接着剤でドライラミネートし、物性測
定用の試料とした。物性測定値を表４に示した。実施例
１０−１２は優れた酸素ガスバリヤー性と水蒸気に対し
てもバリヤー性を示した。比較例６は酸素ガスバリヤー
性、水蒸気バリヤー性とも劣っている。

【００３６】

【実施例１３】

【比較例７】水中に、重合度５００、けん化度９９．０
％のＰＶＡを攪拌しながら徐々に投入し、均一に分散さ
せた後、約８０℃に加熱、攪拌し、完全に溶解させた。
これを冷却し、１２％のＰＶＡ水溶液を調整した。これ
に水で１２％に希釈したポリエチレンイミン（日本触媒
（株）エポミンＰ−１０００）をＰＶＡ／水性アンカー
剤の混合割合を９６／４になるように混合し、よく攪拌
してコーティング水溶液を調整した。

【００３７】厚さ２５μｍのＣＰＰ（東セロ［株］ＣＰ
−ＷＡ２５）のコロナ処理面（表面張力３８ダイン／c
m）に上記コーティング水溶液をグラビアロールコーテ
ィング法にて塗布、乾燥してロールに巻き取った。この
フィルムに、電子ビーム蒸着法装置を用いて、１０^ー4〜
１０^-5Ｔorrの真空度で酸化珪素を厚さ９００〜１００
０オンク゛ストローム蒸着した。この蒸着フィルムと厚さ２５μ
ｍのコポリマータイプＣＰＰ（東セロ［株］ＧＨＣ）を
イソシアネート系接着剤でドライラミネートし、物性測
定用の試料とした。物性測定値を表４に示した。実施例
１３は優れた酸素ガスバリヤー性と水蒸気に対してもバ
リヤー性を示した。比較例７は酸素ガスバリヤー性、水
蒸気バリヤー性とも劣っている。

【００３８】表３

【００３９】表４

【００４０】

【発明の効果】本発明の酸素ガスバリヤー性ポリオレフ
ィンフィルムは、ＰＶＡ水溶液を塗布する前に、通常必
要とされるアンカー剤（プライマー）塗布工程を省略し
ているにも拘らず、酸素ガスバリヤー性が優れている。
またこのフィルムは酸素バリヤー性と水蒸気バリヤーと
のバランスが良好であり、食品包装に好適である。また
このフィルムにさらに蒸着を施すことが可能であり、こ
の場合ＰＶＡの塗布量を減らすことが可能である。特に
酸化珪素、アルミナを蒸着剤に用いた場合は、透明バリ
ヤー性蒸着ポリオレフィンフィルムが得られる。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/32 Ｂ３２Ｂ 27/32 Ｃ Ｃ０９Ｄ 129/04 ＰＦＭ Ｃ０９Ｄ 129/04 ＰＦＭ 175/04 ＰＨＲ 175/04 ＰＨＲ 179/02 ＰＬＴ 179/02 ＰＬＴ // Ｂ３２Ｂ 15/08 １０３ 7148−4Ｆ Ｂ３２Ｂ 15/08 １０３Ａ Ｃ０８Ｌ 23:00 (72)発明者 野本晃 茨城県猿島郡総和町北利根９ 東セロ株式 会社研究開発センター内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィンフィルムの表面処理面に
   ポリビニルアルコール（Ａ）と水性アンカー剤（Ｂ）の
   割合がＡ／Ｂ＝９９／１〜８０／２０の水性コーティン
   グ剤を塗布した酸素バリヤー性ポリオレフィンフィル
   ム。
2. 【請求項２】 ポリオレフィンフィルムの表面処理面に
   印刷を行った後にポリビニルアルコール（Ａ）と水性ア
   ンカー剤（Ｂ）の混合割合がＡ／Ｂ＝９９／１〜８０／
   ２０の水性コーティング剤を塗布した酸素バリヤー性ポ
   リオレフィンフィルム。
3. 【請求項３】ポリオレフィンフィルムの表面処理面にポ
   リビニルアルコール（Ａ）と水性アンカー剤（Ｂ）の割
   合がＡ／Ｂ＝９９／１〜８０／２０の水性コーティング
   剤を塗布した後、さらに金属または無機化合物を蒸着し
   た酸素バリヤー性ポリオレフィンフィルム。
4. 【請求項４】 水性アンカー剤が水性イソシアネートで
   ある請求項１ないし３のいずれかに記載の酸素バリヤー
   性フィルム。
5. 【請求項５】 水性アンカー剤がポリエチレンイミンで
   ある請求項１ないし３のいずれにか記載の酸素バリヤー
   性フィルム。