JPH11171237A

JPH11171237A - 包装材料

Info

Publication number: JPH11171237A
Application number: JP34006897A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hayashi; 建二林
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高い酸素バリア性を有し、安価に製造すること
が可能な包装材料を提供すること。【解決手段】本発明の包装材料１は、基材フィルム２、
前記基材フィルム２の一方の面上に設けられ、無機層状
化合物と樹脂とを含有するバリア層４、及び前記バリア
層４上に設けられ、疎水性保護層５を具備することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装材料に係り、
特に、酸素バリア性の良好な包装材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品の包装に用いられる包装材料には、
食品中に含まれる油脂の酸化を防止するために、外部か
らの酸素の侵入を遮断する機能、すなわち酸素バリア性
が求められる場合がある。

【０００３】このような酸素バリア性への要求は、食品
を包装する場合に限られる訳ではなく、非食品を包装す
る場合にも存在する。例えば、使い捨てカイロは、鉄と
酸素との酸化反応により生ずる熱を利用して使用され
る。そのため、使い捨てカイロは、使用前の不所望な酸
化反応を防止するために、酸素バリア性を有する包装材
料により包装される。

【０００４】従来、包装材料への酸素バリア性の付与
は、包装材料を積層構造とし、その層の１つに酸素バリ
ア性を有する材料を用いることにより行なわれていた。
このような包装材料において、バリア層としては、エチ
レン・ビニルアルコール共重合体（以下、ＥＶＯＨとい
う）、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）、
及び塩化ビニリデン（以下、ＰＶＤＣという）等の材料
からなる厚さ１０μｍ以上のフィルムが用いられてい
た。しかしながら、基材フィルム上に上述のフィルムを
ラミネートして包装材料を形成した場合、コストが高く
なるという問題を生じてしまう。

【０００５】それに対し、上記フィルムを用いずに、基
材フィルム上にＰＶＡ等の樹脂を塗布することにより形
成したバリア層を有する包装材料が知られている。この
包装材料によると、低コストで製造することが可能であ
る。

【０００６】しかしながら、一般に、ＰＶＡ等の樹脂を
塗布することにより形成されたバリア層は、酸素バリア
性が湿度に大きく影響を受けるという欠点を有してい
る。これは、以下の理由によると考えられる。すなわ
ち、通常、ＰＶＡ等の樹脂は、分子内または分子間で、
水酸基により水素結合しているため緻密な構造となり、
高い酸素バリア性を有している。しかしながら、湿度が
高くなると、これら樹脂の水酸基と水分子とが水素結合
するため、分子内または分子間の水素結合が断たれ、緻
密さが低下し、酸素バリア性が低下してしまうのであ
る。

【０００７】また、上述の酸素バリア性を有するフィル
ムを用いずに、例えば、アルミニウムやセラミック等の
無機物を基材フィルムに蒸着した包装材料を用いること
により、高い酸素バリア性を得ることが可能である。し
かしながら、この方法では、蒸着法を用いているため
に、包装体のコストが高くなるという問題を生じてしま
う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
包装材料は製造コストが高いという問題を有している。
本発明は、高い酸素バリア性を有し、安価に製造するこ
とが可能な包装材料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
決するためになされたものであり、基材フィルム、前記
基材フィルムの一方の面上に設けられ、無機層状化合物
と樹脂とを含有するバリア層、及び前記バリア層上に設
けられた疎水性保護層を具備することを特徴とする包装
材料を提供する。

【００１０】上記包装材料において好ましい態様を以下
に示す。（１）前記無機層状化合物はモンモリロナイトであるこ
と。（２）前記樹脂がポリビニルアルコールであること。

【００１１】（３）前記疎水性保護層は、二液硬化型接
着剤を用いて形成されたこと。（４）前記二液硬化型接着剤は、ポリウレタンとイソシ
アネート系化合物との混合物であること。

【００１２】（５）前記基材フィルムとバリア層との間
に、前記基材フィルムの表面状態を改質する改質層を具
備すること。（６）前記保護層上にシーラントフィルムを具備するこ
と。（７）前記基材フィルムの他方の面上にシーラントフィ
ルムを具備すること。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の包装材料についてより詳細に説明する。図１に、本
発明の実施形態に係る包装材料の断面図を概略的に示
す。図１において、包装材料１は、基材フィルム２上
に、改質層３、バリア層４、及び保護層５が順次積層さ
れた構造を有している。

【００１４】上記包装材料１において、基材フィルム２
としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン等を材料とする一般的なプラスチックフィ
ルム、紙、またはこれらの複合材料を用いることができ
る。

【００１５】また、上記基材フィルム２上には、基材フ
ィルム２の表面状態を改質するために、任意に改質層３
が設けられる。この改質層３を設けることにより、基材
フィルム２とバリア層４との密着性が向上する。また、
改質層３は、後述する保護層５と同様に包装材料１の伸
縮性や柔軟性を低下させることなく、バリア層４を水分
から保護することが好ましい。改質層３は疎水性の高分
子材料で構成され、例えば、ポリエステル、ポリウレタ
ンとイソシアネート系化合物との混合物のような二液硬
化型接着剤等を用いて形成することができる。

【００１６】また、改質層３は、乾燥状態におけるコー
ティングウェイトが０．０１〜０．５ｇ／ｍ² となるよ
うに形成することが好ましい。改質層３を上限値を超え
る厚さで形成した場合、その乾燥に長時間を必要とする
ため、加工性が低下する。また、改質層３の厚さが下限
値未満の場合、均一な厚さで膜を形成することが困難と
なる。

【００１７】バリア層４は、酸素バリア性を有する層で
あり、酸素バリア性を有する樹脂と無機層状化合物とを
含有する。この無機層状化合物は、吸着性や膨潤性が非
常に高いので、上述の樹脂の膨潤を防ぎ、バリア層４の
酸素バリア性の低下を抑えることが可能となる。

【００１８】この無機層状化合物としては、カオリナイ
ト族、スメクタイト族、及びマイカ族等の粘土鉱物等を
挙げることができる。これらは層状構造を有する結晶性
の無機化合物であって、その種類、粒径、及びアスペク
ト比等は、包装材料の使用形態に応じて適宜選択され
る。

【００１９】無機層状化合物として、モンモリロナイ
ト、ヘクトライト、及びサポナイト等のスメクタイト族
を用いることが好ましい。これら無機層状化合物は、そ
の層間に他の樹脂成分等を取り込み、複合体を形成し易
い。特に、モンモリロナイトは溶液状態での安定性や塗
工性が最も優れているため、モンモリロナイトを用いる
ことがより好ましい。

【００２０】バリア層４に含有される樹脂は、上述の無
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（Ｐ
ＶＡ）、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、アルギン酸ナト
リウム、及びアクリル樹脂等を挙げることができる。特
に、ＰＶＡを用いると、最も高いガスバリア性を得るこ
とができる。

【００２１】なお、ここでいうＰＶＡは、例えば、ポリ
酢酸ビニルをけん化することによる得られ、酢酸基が数
十％残存する部分けん化ＰＶＡから、酢酸基が数％しか
残存しない完全けん化ＰＶＡまでを含むものである。

【００２２】本発明の包装材料１のバリア層４は、金属
アルコキシドの加水分解・重縮合生成物を含有すること
が好ましい。この金属アルコキシドは、Ｍを金属、Ｒを
アルキル基、及び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、Ａｌ及びＺｒからなる群より選
ばれ、Ｒがメチル基及びエチル基から選ばれることが好
ましい。特に、テトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₄ 〕及びトリイソプロポキシアルミニウム〔Ａｌ
（Ｏ−２’−Ｃ₃ Ｈ₇ ）₃ 〕等を用いると、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
在するため好ましい。これら金属アルコキシドは、混合
して用いることも可能である。

【００２３】バリア層４は、１０〜９０重量％の無機層
状化合物と、１０〜９０重量％の樹脂とを含有すること
が好ましい。また、本発明の包装体において、バリア層
は、１０〜９０重量％の金属アルコキシドの加水分解・
重縮合生成物を含有することが好ましい。

【００２４】また、バリア層４は、乾燥状態で、０．０
１〜０．５ｇ／ｍ² のコーティングウェイトで形成する
ことが好ましい。バリア層４を厚く形成した場合、より
高い酸素バリア性を得ることができる。しかしながら、
バリア層４を上限値を超える厚さで形成した場合、バリ
ア層４においてクラックが発生し、さらに、その乾燥に
長時間を必要とする。すなわち、加工性の低下を生ず
る。また、バリア層４の厚さが下限値未満の場合、十分
な酸素バリア性を得ることができない。

【００２５】上述のように、バリア層４は酸素バリア性
を有している。バリア層４は、吸着性や膨潤性が非常に
高い無機層状化合物を含有しているため、ＰＶＡ等の樹
脂の膨潤が防がれ、酸素バリア性の低下が抑制される。

【００２６】しかしながら、バリア層４に用いられる無
機層状化合物は湿度に対して非常に敏感であり、容易に
膨潤する。このように無機層状化合物が過剰に膨潤した
バリア層４においては、もはや高い酸素バリア性を得る
ことはできない。すなわち、酸素バリア性の低下が生じ
てしてしまうのである。また、上記バリア層４は樹脂を
含有するため伸縮性に優れているが、耐摩擦性等に対し
ては高い強度を有していない。

【００２７】それに対し、上記包装材料１には、バリア
層４を保護する保護層５が設けられている。この保護層
５は、疎水性の高分子材料で構成される。そのため、水
蒸気の保護層５への透過が抑制され、バリア層４は水蒸
気から保護される。したがって、バリア層４中の無機層
状化合物の膨潤が防止され、包装材料１の酸素バリア性
の低下が抑制される。

【００２８】また、上述のように、バリア層４は保護層
５に保護されているため、耐摩擦性に優れている。この
保護層５は、高い伸縮性及び柔軟性を有する材料で構成
されることが好ましい。このような材料を用いた場合、
バリア層４も高い伸縮性を有しているため、包装材料１
の伸縮性や柔軟性を高めることができる。

【００２９】この保護層５は、疎水性材料で構成され、
ポリウレタンとイソシアネート系化合物との混合物のよ
うな二液硬化型接着剤等を用いて形成することができ
る。また、保護層５は、シーラント等のラミネート用接
着剤であってもよい。

【００３０】保護層５は、乾燥状態で、０．１〜５．０
ｇ／ｍ² のコーティングウェイトで形成することが好ま
しい。保護層５を上限値を超える厚さで形成した場合、
その乾燥に長時間を必要とするため、加工性が低下す
る。また、保護層５の厚さが下限値未満の場合、十分な
水蒸気バリア性を得ることができない。

【００３１】以上説明した、改質層３、バリア層４、及
び保護層５は、グラビア法、マイクログラビア法、リバ
ースグラビア法、ダイコート法、及びキスコート法等を
用いて形成することができる。また、グラビア印刷機及
び３ヘッドコータ等でのインライン加工により形成する
ことにより、製造コストを低減することができる。

【００３２】上述の包装材料１は、バリア層４と保護層
５との間にインキ層を有していてもよい。また、基材フ
ィルム２のバリア層４が設けられた面の裏面、或いは保
護層５上に、シーラントフィルムを設けてもよい。

【００３３】上記包装材料１に用いられるシーラントフ
ィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン共重合体、及び飽和ポリエステル等のヒートシール
性を有する樹脂フィルムを挙げることができる。特に、
耐熱性が要求される場合は、無延伸ポリプロピレンフィ
ルムを用いることが好ましい。また、メタロセン触媒を
用いて合成したポリオレフィンを用いると、包装される
物品への樹脂臭の付着を低減することができる。

【００３４】シーラントフィルムは、保護層５上に設け
ることができる。このようにシーラントフィルムを保護
層５上に設けた場合、菓子類や乾燥食品等の包装に適し
たピロー袋、４方シール袋、３方シール袋、及びガゼッ
ト状袋等の包装体を形成することができる。

【００３５】また、シーラントフィルムを、基材フィル
ム２のバリア層４が形成された面の裏面に設け、深しぼ
り、シート成形容器の密封用蓋材として用いた場合、ハ
ムやソーセージ等の冷蔵輸送される物品を良好に包装す
ることができる。また、シーラントフィルムを保護層５
上に設け、この包装材料１を密封用蓋材として用いた場
合、開封時に基材フィルム２とシーラントフィルムとが
剥離され、シーラントフィルムが成形容器に残留するお
それがある。しかしながら、シーラントフィルムを、基
材フィルム２のバリア層４が形成された面の裏面に設け
た場合、シーラントフィルムと基材フィルム２との間に
バリア層４が介在しないため、開封時において基材フィ
ルム２とシーラントフィルムとが剥離することがない。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）５重量％のポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）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を調製した。

【００３７】基材フィルムとしては、厚さ２０μｍの東
セロ社製二軸延伸ポリプロピレンフィルムＵ１を用い
た。この基材フィルムの一方の面上に、改質コート剤と
上記塗布液Ａとをインライン塗布・乾燥することによ
り、基材フィルム上に改質層及びバリア層を形成した。
なお、改質コート剤としては、ポリウレタン／イソシア
ネート系二液硬化型アンカー剤（ポリウレタン：東洋紡
績社製ＵＲ３２００、イソシアネート硬化剤：日本ポリ
ウレタン社製コロネートＬ）を用い、改質層及びバリア
層は、乾燥状態におけるコーティングウェイトが、それ
ぞれ０．１ｇ／ｍ²及び０．３ｇ／ｍ² となるように形
成した。また、このようにして得られた包装材料をサン
プル１とした。

【００３８】次に、上記サンプル１を用いて、以下に示
すようにしてサンプル２〜４を作製した。サンプル２
は、上記サンプル１のバリア層上に、一液型のウレタン
系インキメジウム（東洋インキ製造社製ニューＬＰスー
パー）を塗布・乾燥して保護層を形成することにより作
製した。なお、この保護層は、乾燥状態におけるコーテ
ィングウェイトが２．５ｇ／ｍ² となるように形成し
た。

【００３９】サンプル３は、上記サンプル１のバリア層
上に、ウレタン／イソシアネート系二液硬化型保護コー
ト剤（武田薬品工業社製Ａ５１５）を塗布・乾燥して保
護層を形成することにより作製した。なお、この保護層
は、乾燥状態におけるコーティングウェイトが１．０ｇ
／ｍ² となるように形成した。

【００４０】サンプル４の作製に当り、まず、上記サン
プル１のバリア層上に、ウレタン／イソシアネート系二
液硬化型接着剤（武田薬品工業社製Ａ５１５）を塗布し
て保護層を形成した。次に、この保護層上に、厚さ３０
μｍの無延伸ポリプロピレンフィルムをラミネートする
ことによりサンプル４を作製した。なお、サンプル４に
おいて、保護層は、乾燥状態におけるコーティングウェ
イトが２．５ｇ／ｍ²となるように形成した。

【００４１】以上のようにして作製したサンプル１〜４
について、３０℃の温度条件下で、湿度を７０％とした
場合の酸素透過度を、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸ−ＴＲＡＮを
用いて測定した。その結果を、下記表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】上記表１において、それぞれのサンプルに
ついて、最小と最大の酸素透過度が記載されている。左
欄の酸素透過度は、最小とした場合に得られた値を示
し、右欄の酸素透過度は、最大とした場合に得られた値
を示している。

【００４４】図２に、上記表１に記載されたデータをグ
ラフにして示す。図２において、横軸はそれぞれのサン
プルを示し、縦軸は酸素透過度を示している。また、図
中、上記表１の左欄に記載された最小酸素透過度は□で
示され、右欄に記載された最大酸素透過度は○で示され
ている。

【００４５】表１及び図２から明らかなように、バリア
層上に二液硬化型樹脂または接着剤からなる保護層を設
けた場合、インキメジウムを用いた場合に比べて大幅に
酸素透過度を低減することができた。すなわち、酸素バ
リア性を著しく向上させることができた。

【００４６】（実施例２）実施例１で作製したサンプル
１のバリア層上に、アンカーコート（ＡＣ）剤をコート
し、さらに、三井化学社製の厚さ１５μｍの溶融ポリエ
チレンフィルムＭ１４Ｐを介して出光石油化学社製の厚
さ２５μｍの無延伸ポリプロピレンフィルムＲＳ５１２
をラミネートして包装材料を作製した。なお、ＡＣ剤と
しては以下に示す３種を用い、それぞれのＡＣ剤を用い
て形成された包装材料をサンプル５〜７とした。なお、
サンプル５〜７の作製に当り、ＡＣ剤のコーティングウ
ェイトは０．１〜１．０ｇ／ｍ² とした。

【００４７】サンプル５：溶剤系ウレタン／イソシアネート系Ａ
Ｃ剤サンプル６：水性ブタジエン系ＡＣ剤サンプル７：水性イミン系ＡＣ剤以上のようにして作製したサンプル５〜６について、実
施例１と同様にして酸素透過度を測定した。また、これ
らサンプル５〜６を、温度４０℃、湿度９０％に保たれ
た恒温槽に４週間保管し、取出した時点から４時間後及
び７２時間後の酸素透過度を測定した。その結果を表２
に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】また、上記表２に示すデータを、図３にグ
ラフにして示す。なお、図３において、横軸は酸素透過
度を示しており、縦軸はそれぞれのサンプルを示してい
る。また、包装材料を作製した直後の酸素透過度を参照
符号１０で示し、恒温槽から取出してから４時間経過し
た時点、及び７２時間経過した時点での酸素透過度をそ
れぞれ参照符号１１及び１２で示す。

【００５０】表２及び図３から明らかなように、サンプ
ル６及び７は、７２時間経過後においても酸素透過度が
十分に低減されていない。それに対し、サンプル５は、
４時間経過した時点で既に十分に低い酸素透過度が得ら
れている。このように、サンプル５は高湿度条件下に長
時間放置されても、短時間で酸素バリア性が回復するこ
とが確認された。

【００５１】

【発明の効果】以上示したように、本発明の包装材料
は、特殊な装置を必要とすることなく、所定の材料を塗
布することによりバリア層が形成されるため、安価に製
造することが可能である。また、バリア層の材料として
無機層状化合物と樹脂との混合物が用いられ、このバリ
ア層が疎水性保護層で被覆されるため、高い酸素バリア
性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る包装材料を概略的に示
す断面図。

【図２】本発明の実施例に係る包装材料の酸素透過度を
示すグラフ。

【図３】本発明の実施例に係る包装材料の酸素バリア性
の回復度を示すグラフ。

【符号の説明】

１…包装材料２…基材フィルム３…改質層４…バリア層５…保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材フィルム、前記基材フィルムの一方
の面上に設けられ、無機層状化合物と樹脂とを含有する
バリア層、及び前記バリア層上に設けられた疎水性保護
層を具備することを特徴とする包装材料。
【請求項２】前記無機層状化合物はモンモリロナイト
であることを特徴とする請求項１に記載の包装材料。
【請求項３】前記樹脂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１または２に記載の包装材料。
【請求項４】前記疎水性保護層は、二液硬化型接着剤
を用いて形成されたことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の包装材料。
【請求項５】前記二液硬化型接着剤は、ポリウレタン
とイソシアネート系化合物との混合物であることを特徴
とする請求項４項に記載の包装材料。
【請求項６】前記基材フィルムとバリア層との間に、
前記基材フィルムの表面状態を改質する改質層を具備す
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載
の包装材料。
【請求項７】前記保護層上にシーラントフィルムを具
備することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に
記載の包装材料。
【請求項８】前記基材フィルムの他方の面上にシーラ
ントフィルムを具備することを特徴とする請求項１〜６
のいずれか１項に記載の包装材料。