JPH11129379A - ガスバリア性積層材料 - Google Patents

ガスバリア性積層材料

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JPH11129379A JP29726497A JP29726497A JPH11129379A JP H11129379 A JPH11129379 A JP H11129379A JP 29726497 A JP29726497 A JP 29726497A JP 29726497 A JP29726497 A JP 29726497A JP H11129379 A JPH11129379 A JP H11129379A
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繁徳 森嶋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリエチレン、ポリプロピレン党のヒートシー
ル性を有する合成樹脂フィルムに、蒸着以外の手段によ
りガスバリア性を付与し、紙等の各種材料と組み合わせ
たガスバリア性紙製材料を提供することを目的とする。 【解決手段】ヒートシール性を有する合成樹脂フィルム
の片面に、無機層状化合物と樹脂からなる被覆層を塗布
形成して設け、かつ被覆層の反対面に外装材を設けたガ
スバリア性積層材料である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスバリア性を改
良したヒートシール性を有する合成樹脂フィルムを有す
る積層材料に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスバリア性積層フィルムは、一般的に
金属、または金属酸化物を蒸着した蒸着フィルムにヒー
トシール性を有する合成樹脂層を形成した積層構成から
なっていた。この蒸着フィルムを形成するフィルムは、
ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレ
ンのいずれかからなる耐熱性の優れた延伸フィルムが使
用されている。
【0003】しかし、紙を基材とした場合、そのまま前
記のように蒸着を施すことは困難であるため、紙と前記
蒸着フィルムをラミネートした構成としなければならな
かった。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のヒー
トシール性を有する合成樹脂フィルムは、前記延伸フィ
ルムと比較して耐熱性等が劣るため、アルミニウム等の
金属を蒸着したフィルムであり、蒸着条件が厳しい酸化
珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物を蒸着したフィ
ルムはまだ商業的に使用されていなかった。
【0004】このようにポリエチレン、ポリプロピレン
等のヒートシール性を有する合成樹脂フィルムに金属蒸
着層以外のガスバリア層を設ける場合は、このガスバリ
ア層を付与する手段として、蒸着より容易な手段でガス
バリア層を形成する必要があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のヒートシール性を有する合成樹
脂フィルムに金属蒸着層以外のガスバリア層を設けるに
際し、このガスバリア層を付与する手段として、蒸着よ
り容易な印刷、塗布手段でガスバリア層を形成すること
により、紙製基材からなる積層材料であっても、蒸着し
たプラスチックフィルムを使用しなくても防湿性等のバ
リア性を向上させることができる積層材料を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒートシール
性を有する合成フィルムの片面に、無機層状化合物と樹
脂からなる被覆層を塗布形成して設け、かつ被覆層の設
けた反対面に外装材を設けたことを特徴とする、ガスバ
リア性積層材料である。また、本発明は、前記被覆層を
無機層状化合物と樹脂と金属アルコキシドの加水分解物
としたことを特徴とするガスバリア性積層材料である。
また、本発明は、前記無機層状化合物をモンモリナイト
としたことを特徴とする、ガスバリア性積層材料であ
る。また、本発明は、前記樹脂を水溶性高分子としたこ
とを特徴とする、ガスバリア性積層材料である。また、
本発明は、前記水溶性高分子をポリビニルアルコールと
したことを特徴ガスバリア性積層材料である。
【0007】また、本発明は、前記合成樹脂フィルムの
被覆層塗布面の濡れ指数を40dyne以上としたこと
を特徴とするガスバリア性積層材料である。また、本発
明は、前記合成樹脂フィルムをポリオレフィン樹脂とし
たことを特徴とするガスバリア性積層材料である。ま
た、本発明は、前記合成樹脂フィルムのポリオレフィン
樹脂を、静電気防止剤を300〜3000PPM含むこ
とを特徴とするガスバリア性積層材料である。
【0008】また、本発明は、前記外装材をポリエステ
ル、ナイロン、ポリプロピレンのいずれかからなる延伸
フィルムとしたことを特徴とするガスバリア性積層材料
である。また、本発明は、前記外装材の内面に印刷層を
設けたことを特徴とするガスバリア性積層材料である。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の紙製材料の一例
を示す断面図で、1は外装材、2は接着層、3は被覆
層、および4は合成樹脂フィルムを示す。ここで、外装
材1は、一般的に使用されている紙、延伸プラスチック
フィルムまたはこれらの複合材料からなり、紙の場合、
30〜2000g/m2 の範囲、延伸プラスチックフィ
ルムの場合、具体的には、ポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン、ポリプロピレが使用でき、厚みは、12
μm〜40μmの範囲である。
【0010】合成樹脂樹脂フィルム4は、厚みが10〜
100μmの範囲が好適で、被覆層3を設ける側をコロ
ナ処理等の表面処理を施しておく必要がある。この表面
処理による効果を発揮するためには、合成樹脂フィルム
を形成する樹脂中に静電気防止剤を300〜3000P
PMの範囲で添加しておくのが好ましい。
【0011】また、合成樹脂フィルムの被覆層を設ける
側に、イミン系、ウレタン系、ブタジエン系、酸化チタ
ン系の群より選ばれたコーティング剤が使用することも
可能である。
【0012】次に、被覆層3は、基本的に無機層状化合
物と樹脂からなる。ここで、無機層状化合物は、カオリ
ナイト族、スメクタイト族、およびマイカ族等の粘土鉱
物等であって、層状構造を有する結晶性の無機化合物で
ある。これら無機層状化合物の種類、粒径、およびアス
ペクト比等は、適宜選択され、特に限定されるものでな
い。この中で、モンモリロナイト、ヘクトライト、およ
びサポナイト等のスメクタイト族が好適で、無機層状化
合物の層間に樹脂を取り込み、複合体を形成し易い。特
に、この族の中でも、モンモリロナイトは溶融状態での
安定性、塗工性が最も優れている。
【0013】また、使用される樹脂は、前述の無機層状
化合物の層間に取り込まれ易いものであれば特に限定さ
れないが、水溶性高分子を用いることが好ましい。水溶
性高分子としては、ポリビニルアルコール(PVA)、
ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂およびアル
ギン酸ナトリウムなどが挙げられる。特にポリビニルア
ルコール(PVA)を本発明のガスバリア性積層体のコ
ーティング剤に用いた場合にガスバリア性が最も優れ
る。ここでいうPVAは、一般にポリ酢酸ビニルをけん
化して得られるもので、酢酸基が数十%残存している、
いわゆる部分けん化PVAから、酢酸基が数%しか残存
していない完全けん化PVAまでを含み、特に限定され
るものではない。
【0014】また、本発明のバリア層は、さらに金属ア
ルコキシドの加水分解・重縮合生成物を含有した組成と
してもよい。この金属アルコキシドは、Mを金属、Rを
アルキル基、およびnをアルコキシ基の配位数とした場
合、下記一般式、 M(OR)n で示される化合物である。Mが、Si、Ti、Arおよ
びZrからなる群より選ばれ、Rが、メチル基、エチル
基から選ばれるのが好ましい。特に、テトラエトキシシ
ラン〔Si(OC2 5 4 〕、トリイソプロポキシア
ルミニウム〔Al(O−2’−C3 7 3 〕などを用
いると、アルコキシドの加水分解生成物が、水系の溶媒
中で比較的安定に存在するために好ましい。
【0015】上述した各成分を単独またはいくつかを組
み合わせてコーティング剤に加えることができ、さらに
コーティング剤のバリア性を損なわない範囲で、イソシ
アネート化合物、シランカップリング剤、あるいは分散
剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤など公知の添加剤を
加えることができる。
【0016】例えばコーティング剤に加えられるイソシ
アネート化合物は、その分子中に2個以上のイソシアネ
ート基(NCO基)を有するものであり、例えばトリレ
ンジイソシアネート(TDI)、トリフェニルメタント
リイソシアネート(TTI)、テトラメチルキシレンジ
イソシアネート(TMXDI)などのモノマー類と、こ
れらの重合体、誘導体などがある。
【0017】コーティング剤の塗布方法には、通常用い
られる、ディッピング法、ロールコーティング法、スク
リーン印刷法、スプレー法など従来公知の手段が用いら
れる。皮膜の厚さはコーティング剤の種類によって異な
るが、乾燥後の厚さが約0.01〜100μmの範囲で
あればよいが、50μm以上では、膜にクラックが生じ
やすくなるため、0.01〜50μmとすることが望ま
しい。
【0018】この外装材1と合成樹脂フィルム4を一体
化する手段として、2液または1液のウレタン系接着剤
からなる接着層を介してラミネートする方法、アンカー
剤からなる接着層を介して溶融した樹脂を押し出しコー
ティングすることでラミネートする方法で形成すること
ができる。
【0019】図2に示すように、外装材1に印刷層6を
形成する場合、外装材1が紙、または紙を含む複合材か
らなる時は、表側に施し、延伸フィルムからなる場合、
裏側に施すことができる。
【0020】
【実施例】
〔実施例1〕厚みが20μmのポリエチレンフィルムの
片面をコロナ処理し、表面の濡れ指数を45dyneと
し、このコロナ処理した面に以下に示した組成からなる
被覆層を形成した。ここで被覆層は、5重量%のポリビ
ニルアルコール(PVA)水溶液に、モンモリロナイト
を、PVAとモンモリロナイトとの重量比が1:1とな
るように混合して、塗布液Aを調整した。次に、この塗
布液をバーコータを用いて塗布し、120℃の温度で1
分間乾燥させて、厚さ0.5μmの被覆層を形成した。
この被覆層を設けた紙性材料は、酸素透過度が3cc/
2 ・day、水蒸気透過度が3g/m2 ・dayであ
った。なお、被覆層を設けない厚みが20μmのポリエ
チレンフィルムの酸素透過度は、2000cc/m2
day、水蒸気透過度は、14g/m2 ・dayであっ
た。
【0021】〔実施例2〕実施例1の被覆層上に、以下
に塗布液Bをさらに塗布、形成した被覆層を設けたポリ
エチレンフィルムを製造した。被覆層は、テトラエトキ
シシラン10.2gに、0.02Nの塩酸26.5gを
加え、30分間攪拌して、テトラエトキシシランを加水
分解させた。また、水を溶媒とする5重量%のPVA溶
液に、平均粒度が120μmのモンモリロナイトを、P
VAとモンモリロナイトとの重量比が1:1となるよう
に混合した。このPVA・モンモリロナイト混合液と、
上述のテトラエトキシシランの加水分解溶液とを、重量
比で4:6となるように混合して、塗布液Bを調整し
た。以上のようにして調整した塗布液Bを、塗布液Aを
用いて形成した被膜上に、バーコータを用いて塗布し、
120℃の温度で1分感乾燥させて、厚さ0.2μmの
被膜を形成した。この被覆層を設けたポリエチレンフィ
ルムは、酸素透過度が2.8cc/m2・day、水蒸
気透過度が2.9g/m2 ・dayであった。
【0022】〔実施例3〕実施例1のポリエチレンフィ
ルムの被覆層を設けた側に、厚みが15μmの溶融ポリ
エチレンからなる接着層を介して、厚みが300g/m
2 の紙を積層してカスバリア性積層材料を製造した。こ
の積層材料は、酸素透過度が3cc/m2 ・day、水
蒸気透過度が3g/m2 ・dayであった。
【0023】
【発明の効果】本発明は、このようにシール層となる比
較的耐熱性の劣る、ポリエチレン、ポリプロピレンに塗
布、乾燥により被覆層を形成することができるので、従
来のように蒸着のように特別の処理施すことが困難な材
料にも、バリア性を施すことができる。これにより、紙
等の基材に対しても、積層するだけでガスバリア性を付
与することができ、内容物十分に保存することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスバリア積層材料の一例例を示す断
面図である。
【図2】本発明のガスバリア積層材料の他の例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1…外装材 2…接着層 3…被覆層 4…合成樹脂フィルム

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒートシール性を有する合成フィルムの片
    面に、無機層状化合物と樹脂からなる被覆層を塗布形成
    して設け、かつ被覆層の設けた反対面に外装材を設けた
    ことを特徴とする、ガスバリア性積層材料。
  2. 【請求項2】被覆層が無機層状化合物と樹脂と金属アル
    コキシドの加水分解物からなる請求項1に記載のガスバ
    リア性積層材料。
  3. 【請求項3】無機層状化合物がモンモリナイトとしたこ
    とを特徴とする、請求項1または請求項2のいずれかに
    記載のガスバリア性積層材料。
  4. 【請求項4】前記樹脂が水溶性高分子であることを特徴
    とする、請求項1または請求項2のいずれかに記載のガ
    スバリア性積層材料。
  5. 【請求項5】前記水溶性高分子が、ポリビニルアルコー
    ルであることを特徴とする、請求項4に記載のガスバリ
    ア性積層材料。
  6. 【請求項6】前記合成樹脂フィルムの被覆層塗布面の濡
    れ指数を40dyne以上としたことを特徴とする請求
    項1ないし請求項3のいずれかに記載のガスバリア性積
    層材料。
  7. 【請求項7】前記合成樹脂フィルムがポリオレフィン樹
    脂からなることを特徴とする請求項6に記載のガスバリ
    ア性積層材料。
  8. 【請求項8】前記合成樹脂フィルムのポリオレフィン樹
    脂が、静電気防止剤を300〜3000PPM含むこと
    を特徴とする請求項7に記載のガスバリア性積層材料。
  9. 【請求項9】外装材がポリエステル、ナイロン、ポリプ
    ロピレンのいずれかからなる延伸フィルムとしたことを
    特徴とする、ガスバリア性積層材料。
  10. 【請求項10】外装材の内面に印刷層を設けたことを特
    徴とする、請求項1または請求項9に記載のガスバリア
    性積層材料。
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