WO2004043690A1

WO2004043690A1 - 複層シート及び該複層シートにより構成される食品用又は医薬品用又は器具用包材

Info

Publication number: WO2004043690A1
Application number: PCT/JP2002/011878
Authority: WO
Inventors: Katsuhiro Nishiyama; Masahiko Abe; Raizo Kuge; Susumu Niwa
Original assignee: Kabushiki Kaisha Hosokawa Yoko
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-05-27
Also published as: EP1561572A4; AU2002368335A1; EP1561572A1; US20060013972A1

Abstract

人体に無害であり、一定のガス遮断性を備え、製造の容易な金属フィルム層を備えた複層シート、及びこの複層シートで構成される包材である。樹脂製フィルム層と、樹脂製フィルム層上に一体化されたマグネシウム又はマグネシウム合金よりなる金属フィルム層を少なくとも備えた複層シートであり、金属フィルム層は、蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法等によって樹脂製フィルム層上に形成される。マグネシウムは人体にとっても無害であるため、かかる複層シートを食品や医薬品封入用の袋体の材料に用いるのが好適である。

Description

明細書複層シ一ト及ぴ該複層シートにより構成される食品用又は医薬品用又は器具用包材技術分野

本発明は、複層シ一ト及ぴその複層シ一トにより構成される食品又は医薬品又は器具用包材 (パッケージ体) に関する。

背景技術

基材層である樹脂製フィルム層と、樹脂製フィルム層上にラミネート等により一体化された金属フィルム層による複層シ一トは公知であり、従来より金属フィルム層としてアルミニウムやアルミニゥム合金製のフイルムが用いられている。一般にアルミニウムフィルムは、圧延機で極薄のフォイル状に延ばされ、樹脂フィルムの表面に接合される。かかる複層シートは、食品や医薬品及び器具の包装用に広く用いられる。アルミニゥムフィルムが備えるガス遮断性により、封入物の劣化を防止できるからである。

しかし、近年アルミニウム自体の人体に対する有害性に関して、徐々に医学的データが明らかになつてきており、また省資源の観点からもァルミニゥムフィルムに代わる金属フィルム層の出現が望まれていた。しかし、アルミニウムフィルムと同等又はそれ以上のガス遮断性を備え、かつ安価で人体に対して安全な金属フィルムを備えた複層シ一トは、今 Bまで提供されていない。

そこで本発明は人体に無害であり、一定のガス遮断性を備え、かつ製造の容易な金属フィルム層を備えた複層シート、及ぴこの複層シ一トで構成される包材を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明は、基材層と、該基材層上に一体化された金属フィルム層を少なくとも備える複層シートにおいて、該金属フィルム層は、マグネシウム又はマグネシウム合金製である複層シ一トを提供している。かかる複層シートによれば、金属フィルム層がマグネシゥム又はマグネシウム合金製であるため、人体に無害であるとともに、アルミニウムの代替え資源としての目的にかない、かつ一定のガス遮断性を備えることができる。

ここで、該金属フィルム層は、蒸発法又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、該基材層上に形成されるのが好ましい。かかる複層シートによれば、金属フィルム層が、蒸発法又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、基材層上に形成でき、従来の蒸着設備等が変更を要することなく利用でき、金属フィルム層を容易に形成することができる。なお、蒸着法を採用するとき、容器の真空度を数 m m H g乃至 1 0— ⁸ m m H gと広範囲に設定でき、成膜条件の自由度を増すことができる。更にマグネシウム合金においても、真空条件の設定により、非常に純度の高い純マグネシウム（9 9 . 9 9〜9 9 . 9 9 9 % ) フィルム層を形成することができる。

本発明は更に、基材層と、該基材層上に一体化された金属フィルム層を備える複層シ一トにより少なくとも構成される食品又は医薬品又は器具用包材において、該金属フィルム層は、マグネシウム又はマグネシゥム合金製である食品用又は医薬品用又は器具用包材を提供している。かかる食品用又は医薬品用又は器具用包材によれば、上記と同様に、金属フィルム層がマグネシウム又はマグネシウム合金製であるため、人体に無害であるとともに、アルミ二ゥムの代替え資源としての目的にかない、かつ一定のガス遮断性を備えることができる。

ここで、該金属フィルム層は、蒸発法又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、該基材層上に形成されるのが好ましい。かかる食品用又は医薬品用又は器具用包材によれば、上記と同様に、金属フィルム層が、蒸発法又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、基材層上に形成でき、従来の蒸着設備等が変更を要することなく利用でき、金属フィルム層を容易に形成することができる。なお、蒸着法を採用するとき、容器の真空度を数 ramH g乃至 1 0一⁸ mmH gと広範囲に設定でき、成膜条件の自由度を増すことができる。更にマグネシウム合金においても、真空条件の設定により、非常に純度の高い純マグネシゥム（9 9. 9 9〜 9 9. 9 9 9 %) フィルム層を形成することができる。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態による複層シートについて説明する。複層シートは、基材層である樹脂フィルム層と、樹脂フィルム層上に形成されたマグネ、ゥムフィルム層とにより構成される。ここで樹脂フィルム層は、厚さ O . l Ai m乃至 2 mmの公知のプラスチック材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、.ポリスチレン、ポリ塩化ビュル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビュルアルコール、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、塩酸ゴム、ィオノマー、ポリイミド、ポリウレタン、耐熱エンジニアリングフィルム、ポリエチレンテレフタレート、 1， 4ーシク口へキシレンジメチルテレフタレ一ト、ポリビュルフロライド、ポリテトラフロロエチレン、セ口/ヽン、セ /レロースーソジゥムグリュレート、ゼラチン、セルローストリアセテート、ポリメチルメタクリレート、セルローズジアセテート、硬質塩化ビュルがある。耐熱エンジニアリングフィルムとしては、例えば、ポリフエ二レンサルフアイド（P P S) 、ポリアリレート（PA r) 、ポリスルホン（P S F；) 、ポリエーテルエーテルケトン（P EEK) 、ポリエーテルイシド（P E I ) 等である。

マグネシウムフィルム層は、厚さ 5 A乃至 1000 Aのマグネシウム単体、又はマグネシウムと他の金属や元素との合金製であり、他の金属としては、 A g、 A l、 Au、 B a , B i、 C a、 C e、 C o、 C r、 C u、 F e、 G d、 G e、 H、 H f 、 H g、 I n、 I r、 K：、 L a、 L i、 Mn、 Mo、 N、 N a、 N i、 0、 O s、 P、 P b、 P d、 P r、 P t、 P u、 Rh、 S、 'S b、 S e、 S i、 S n、 S r、 T e、 Th、 T i、 T l， U、 W、 Y、 Z n、 Z r、 RE等がある。例えば 2元合金としては、 Mg— A g、 Mg— A l、 Mg— Au、 Mg— B a、 Mg— B i、； Mg— C a、 Mg— C e、 Mg— C o、 Mg— C r M g - C u Mg— F e、 Mg— G d、 Mg— G e、 Mg— H、 Mg H f 、 M g H g、 Mg— I n、 Mg— I r、 Mg— K、 Mg— L a M g - L i Mg— Mn、 Mg— Mo、 Mg— N、 Mg— N a、 Mg N i、 M g 0、 Mg— O s、 Mg— P、 Mg— P b、 Mg— P d、 Mg— P r、 M g— P t、 Mg— P u、 Mg— R h、 Mg— S、 Mg— S b、 Mg— S e、 Mg— S i、 Mg— S n、 Mg— S r、 Mg— T e、 Mg— Th、 Mg— T i、 Mg— T l、 Mg— U、 Mg— W、 Mg— Y、 Mg— Z n、 Mg— Z r等がある。また 3元以上のマグネシウム合金としては、 M g — A 1— Mii、 Mg— A 1 — Mn— Z n、 Mg— A l — Mn— RE、 M g— A l—Mn— S i、 Mg— Mn— Z n、 Mg— Mn— Z n— C u、 Mg— T h— Z r、 Mg— T h— Z n— Z r、 Mg— Z n— RE、 M g -Z n-Z r - E, M g— Z r— Y— R E等がある。その他 5元以上のマグネシウム合金であ.つてもよい。マグネシウムは人体に対して無害であり、むしろ人体の代謝作用にとつて必須の元素である。また本発明者等は、マグネシウムの純度を高めると腐食しにくいことを見いだした。そこで、マグネシウムフィルムを備えた複層シートを食品包装用の袋体や、医薬品の包装材料、注射器などの医療機器の包装材料として用いることは極めて有益である。

次にマグネシゥムフィルムの成膜方法について説明する。本実施の形態では、蒸着法によって、ベースフィルムとなる樹脂フィルム上にマグネシゥムフィルムを形成する。一般に蒸着は、高真空に排気した容器内で、成膜しょうとする材料を加熱して蒸発させ、対向する基板面上に積もらせて膜を堆積する方法である。ここで、マグネシウムを成膜材料とした場合に、ロータリ一ポンプ等の真空ポンプを用いて容器を 1 0— ³ m m H g程度に真空引きしたとき、マグネシウムの融点である 6 5 0度。 C よりもはるかに低い 3 0 0 °C程度の加熱温度で、マグネシウムが瞬時にガス化し、そのことにより膜が強固となると共にベースフィルムに対して高い接着力が得られる。そして不純物を含むマグネシウムや、マグネシゥム合金を用いてこのような蒸着を行うと、マグネシウムが優先的にガス化して、成膜きれた材料は、マグネシウムの純度が極めて高いことがわかった。したがって、マグネシウム本来の性質を期待する場合には、蒸着法による成膜が有効であることがわかった。

また、蒸着法での成膜材料としてマグネシウム合金を用いる場合には、合金の融点を低下させることができる。従って、容器内の真空度を適切に設定することによって、上述した加熱温度（ 3 0 0 °C ) よりも更に低い温度でも、マグネシウムがガス化できる。よって必要に応じ、例えば、被蒸着材である樹脂フィルムの融点等を勘案して、所望のマグネシウム合金を選択すればよい。

また容器の真空度の範囲が、数 m m H g乃至 1 0一⁸ m m H gと広範囲にわたつて、マグネシウムやマグネシウム合金の蒸着が可能であり、成膜条件の自由度を増すことができる。

次にスパッタ法 (イオンプレーティング法) によるマグネシウム又はマグネシウム合金フィルムの成膜について説明する。スパッタ法は一対の電極間でプラズマを発生し、陰極上に置いたターゲット（マグネシゥム材料）をプラズマ中のイオンではじき飛ばし、対向する陽極上に置いた基板である樹脂フィルム上に膜を堆積する方法である。放電ガスとしては、アルゴンが一般に用いられる。この方法では、上述した蒸着法のように、マグネシウムが優先的に樹脂フィルムに付着することはなく、ターゲットの原材料がそのまま樹脂フィルムに付着する。よって、マグネシゥム合金の組成をそのままフィルム材料とするときは、スパッタ法を採用するのが好ましい。またスパッタ法によれば、上述した蒸着法よりも基板である樹脂フィルムに対する剥離強度が高くなる点で有利である。

電子ビーム法によるマグネシゥム又はマグネシゥム合金フィルムの成膜は、タングステンフィラメントから発生した電子を数 k Vの電圧で加速して蒸着材料であるマグネシウム又はマグネシウム合金に照射して加熱し、マグネシウム等をガス化させる方法である。電子ビーム法によれば、マグネシウム合金となりにくいものでも成膜が可能となる。また、蒸発する割合が向上するとともに、成膜強度を高めることができるという利点がある。

次に、マグネシウム合金を用い、樹脂フィルムに蒸着した具体例について説明する。ベースフイルムは、厚さ 1 2 i mのポリエステルであり、用いた合金の組成は以下のとおりであった。

純マグネシウム（9 8 % )

純マグネシウム（9 9 . 6 %) CM 1 0合金 Mg + C u ( 1. 5 %) +Mn (0. 5 %) + A 1 , S i

CM 3 1合金 Mg + C u ( 3 %) +Mn (1 %) + A 1 , S i AZ 9 1 R合金 Mg +A l ( 9 %) + Z n (0. 6 %) +Mn、 S i AM 6 O R合金 Mg +A l (6 %) +Mn ( 0. 3 %) + Z n、 S i 上記の合金を被膜材料として用い、以下の蒸着の条件でベースフィルム上に約 40 OAのマグネシウム蒸着被膜を形成した。得られた被膜の表面金属のほとんどが M gであることが判明した。また同様な条件で酸化アルミニウムや酸化ケィ素の蒸着も行った。なお以下の条件は、アルミニゥム被膜の蒸着の条件でもあるため、温度はやや高めであり、真空度はやや低めとなっている。

温度： 5 00〜600°C

真空度： 2， 5 X 1 0~⁴mmH g

速度： 1 00 mZ分

得られた複層シートについてパリア性の評価を行った。 MOCON法により、雰囲気温度 40° (：、相対湿度 90°/。RHのときの水蒸気透過率

( g Zm² - d a y) と、同様に M O C O N法による雰囲気温度 20 °C、相対湿度 0%RHのときの酸素透過率（ c c Zm² · d a y ) を測定した。その結果を以下の表に示す。

上記の表から明らかなように、本実施の形態による複層シートは、酸化アルミや酸化ケィ素蒸着による複層シ一トと比較しても、極めて良好な水蒸気透過率と酸素透過率を具備していることが判った。

本発明による複層シ一トゃ、複層シートにより構成される包材は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述した複層シートの一面側に樹脂フィルム、紙等のフィルムを更にラミネートして、 3層以上の多層構造のシートとしてもよい。また、基材層は、樹脂製フィルムに限定されず、紙等であってもよい。

また成膜法として、マグネシウム又はマグネシウム合金を固体から昇華させる蒸発法を用いてもよい。

また、純マグネシゥムは衝撃の吸収性が極めて高いという特性がある。よって、被包装材料が極めて繊細で、外からの衝撃をきらうものであるとき、包材を適切な厚さとすれば、本発明による包装用シートは極めて有効となる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかるマグネシウムフィルムを備えた複層シートは、食品包装用の袋体や、医薬品の包装材料、注射器などの医療機器の包装材料として極めて有用であり、更に、被包装材料が外部からの衝撃をきらうものであるとき、本発明による包装用シートは極めて有効である。

Claims

1 . 基材層と、該基材層上に一体化された金属フィルム層を少なくとも備える複層シ一トにおいて、

該金属フィルム層は、マグネシゥム又はマグネシゥム合金製であることを特徴とする複層シ一請ト。

2 . 該金属フィルム層は、蒸発法の又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、該基材層上に形成さ範れることを特徴とする請求項 1 記載の複層シート。囲

3 . 基材層と、該基材層上に一体化された金属フィルム層を備える複層シートにより少なくとも構成される食品又は医薬品又は器具用包材において、該金属フィルム層は、マグネシウム又はマグネシウム合金製であることを特徴とする食品用又は医薬品用又は器具用包材。

4 . 該金属フィルム層は、蒸発法又は蒸着法又は電子ビーム法又はスパッタ法によって、該基材層上に形成されることを特徴とする請求項 3 記載の食品用又は医薬品用又は器具用包材。