JPH0693120A - ガスバリヤー性包装材料 - Google Patents

ガスバリヤー性包装材料

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JPH0693120A
JPH0693120A JP4240627A JP24062792A JPH0693120A JP H0693120 A JPH0693120 A JP H0693120A JP 4240627 A JP4240627 A JP 4240627A JP 24062792 A JP24062792 A JP 24062792A JP H0693120 A JPH0693120 A JP H0693120A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
gas barrier
film
packaging material
silicon oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP4240627A
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English (en)
Inventor
Masayuki Kageyama
公志 影山
Masanobu Azuma
正信 東
Ikuno Shino
郁乃 示野
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0693120A publication Critical patent/JPH0693120A/ja
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】酸素バリヤー性に優れた包装材料を提供する。 【構成】2,6−ナフタレンジカルボン酸とグリコール
成分とを主成分とする、ポリエチレンナフタレート、ポ
リブチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂からな
る基材上に、酸化ケイ素等の無機物質の薄膜を、200
〜2000Åの厚さに形成する。基材への薄膜の形成方
法は、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリン
グ等のドライプレーティングのほか、プラズマCVD等
のCVD法が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスバリヤー性に優れ
た包装材料に関する。より詳しくは、ガスバリヤー層と
しての無機物質の薄膜を含む包装材料の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、酸素等の透過を防ぐ、ガスバリヤ
ー性を付与した包装材料としては、アルミニウム箔など
の金属箔を、プラスチックフィルムをベースとする包装
材料に積層したものが広く用いられている。また、アル
ミニウム箔に変えて、プラスチックフィルムに金属を真
空蒸着したものも、同様に広く使用されている。これら
金属箔や金属蒸着層を形成したものは、きわめて高いガ
スバリヤー性を示すが、不透明であることが場合により
欠点である。また、金属であるため、マイクロ波を透過
させないことも、場合により欠点である。
【0003】この欠点を克服するため、酸化ケイ素を代
表とする、透明な無機物質の薄膜をプラスチック基材に
真空蒸着等により形成した、ガスバリヤー性に優れた包
装材料が提案されている。この無機物質の薄膜は、高い
ガスバリヤー性を示すとともに、マイクロ波を透過可能
である。
【0004】特に酸化ケイ素を用いたものは、200〜
2000Åという厚さで優れたガスバリヤー性を示し、
かつ、真空蒸着法により比較的安価で容易に製造できる
ことから、一部実用化されている。例えば2軸延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルム(25μm)に酸化ケ
イ素の薄膜(1000Å)を形成したものの酸素透過度
は、2〜3cc/m2 ・24hrs ・atm 程度である。
【0005】他方、成形容器にガスバリヤー性を付与す
る場合には、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物や
ポリ塩化ビニリデンなどのガスバリヤー性樹脂を含む構
成とすることが一般的であったが、近年では、成形した
容器の表面に、プラズマCVDなどの方法により前記無
機物質の薄膜を形成する技術が提案されている。この技
術は、プラスチックフィルムないしはシートにも応用さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記酸化ケ
イ素の薄膜を設ける基材フィルムとしては、ポリプロピ
レンやナイロンも使用可能であるが、実際には殆どがポ
リエチレンテレフタレート(PET)フィルムであっ
た。この理由は、ポリエチレンテレフタレートが耐熱
性、寸法安定性、強度に優れ、しかも印刷適性にも優れ
るためである。また、成形容器の場合でも、ベースとな
る樹脂はポリエチレンテレフタレートであった。この理
由は、前記フィルムの場合とほぼ同様である。
【0007】しかし、このようなポリエチレンテレフタ
レートをベースとして酸化ケイ素の薄膜を形成した包装
材料であっても、内容物によっては未だガスバリヤー性
が十分ではないことがあった。例えば、内容物として油
脂分の多い食品や、例えばオレンジジュースのようにビ
タミンCなどの酸化分解しやすい物質を含む食品を収納
する袋やボトルの場合、これら食品の酸化劣化、酸化分
解を防止するため、酸素透過度はできる限り低く抑える
ことが必要であり、具体的には、1cc/m2 ・24hrs ・
atm 以下であることが好ましい。
【0008】ガスバリヤー性を改善する手段として、酸
化ケイ素の薄膜の厚さを厚くすることが考えられるが、
1000Åを超えると、ガスバリヤー性の改善は殆ど見
られず、かえって薄膜にクラックが発生する等の問題が
生じていた。
【0009】そこで本発明は、無機物質の薄膜を形成し
た包装材料において、ガスバリヤー性をさらに高めた、
きわめて優れたガスバリヤー性を有する包装材料を提供
することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、2,
6−ナフタレンジカルボン酸とグリコール成分とを主成
分とするポリエステル系樹脂からなる基材上に、無機物
質の薄膜を形成したガスバリヤー層を含むことを特徴と
する、ガスバリヤー性包装材料である。本発明で形成す
る無機物質の薄膜の好ましい態様は、酸化ケイ素の薄膜
である。
【0011】
【作用】本発明では、ベースとなる樹脂層としてガスバ
リヤー性に優れたポリエチレンナフタレート、ポリブチ
レンナフタレート等の、2,6−ナフタレンジカルボン
酸とグリコール成分とを主成分とするポリエステル系樹
脂を採用したので、ベースを透過する酸素が低く抑えら
れ、従って、包装材料全体としての酸素透過度が低く抑
えられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、
特定の基材上に無機物質の薄膜を形成してなる、ガスバ
リヤー層を含む包材材料である。
【0013】上記基材には、酸成分として2,6−ナフ
タレンジカルボン酸を用い、グリコール成分としてエチ
レングリコールを重合させたポリエチレンナフタレート
(以下PEN)、または、グリコール成分として1,4
−ブタンジオールを重合させたポリブチレンナフタレー
ト(以下PBN)を使用することができる。この樹脂
は、従来のポリエチレンテレフタレートに比べ、酸素バ
リヤー性が2〜6倍程度優れている。
【0014】この樹脂を、目的に応じ、常法に従いフィ
ルムまたはシートとし、あるいはブロー成形や射出成形
により成形品とした後、この樹脂(基材)上に、無機物
質の薄膜を形成する。
【0015】基材の厚さは任意であるが、フィルムまた
はシートとした場合には、10〜30μmの厚さが好ま
しく、また、ボトル等の容器とした場合には、0.1〜
2mmの厚さが好ましい。通常、フィルムないしシート
の場合は、単層で用いるのではなく、他のフィルム等と
積層して複合シートとし、袋等の材料とするので、上記
厚さで十分である。また、容器の場合は、容器自体の強
度や成形性を考慮して、上記厚さとすることが実用的で
ある。
【0016】本発明で使用できる無機物質としては、酸
化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化
チタン等、公知の物質が適用できる。
【0017】また、無機物質の薄膜を形成する手段も任
意である。例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、
スパッタリング等のドライプレーティングが適用でき
る。これらの方法は、一般には減圧下において酸化ケイ
素等の無機物質に熱等のエネルギを与えて蒸発させ、基
材に薄膜として堆積させるものである。また、無機物質
を組成に含むガスを反応させて基材上に無機物質の薄膜
を形成する、CVD法も適用できる。特に、高いエネル
ギにより原料ガスをプラズマ状態として反応させる、プ
ラズマCVDは、比較的低温で加工が可能なため、プラ
スチックへの適用に好適である。
【0018】プラズマCVDにより酸化ケイ素の薄膜を
形成する場合に使用できる原料ガスとしては、1,1,
3,3−テトラメチルジジロキサン、ヘキサメチルジシ
ロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキ
シシランが例示できる。また、その際のキャリアーガス
としてはヘリウムが、プラズマ電源としては高周波電源
(RF);13.56MHz(50〜100W)、ある
いは直流電源(DC);40KHz〜400KHz(1
00〜1000W)、真空度10-2〜10-3Torrの条件
が例示できる。なお、使用する電極は、基材がフィルム
である場合には平行平板が、容器の場合には棒状電極が
それぞれ使用できる。
【0019】形成する無機物質の薄膜は、厚さ200〜
2000Åであることが好ましい。これよりも薄いと、
膜ムラが発生して十分なガスバリヤー性が得られないこ
とがあり、これより厚い場合は、薄膜にクラックが発生
しやすくなり、同様に十分なガスバリヤー性が得られな
くなる恐れがある。
【0020】本発明は、上述した基材上に無機物質の薄
膜を形成してなるガスバリヤー層を、任意の位置に含む
ものである。すなわち、上記ガスバリヤー層に任意の他
の層を任意の位置に積層することができる。
【0021】例えば、袋等を形成するための柔軟性を有
する包装材料に本発明を適用する場合、PEN(12μ
m)/Six y (1000Å)/PE(40μm)、
PEN(12μm)/Six y (1000Å)/ON
y(15μm)/CPP(60μm)などが例示でき
る。また、ボトルを形成する場合、Six y (100
0Å)/PBN(20μm)/共重合ポリエステル(4
0μm)という構成が例示できる。なお、上記記号は以
下の樹脂(フィルム)等を示す。 ・Six y :酸化ケイ素 ・PE:ポリエチレン ・ONy:延伸ナイロン ・CPP:無延伸ポリプロピレン
【0022】<実験1>Tダイキャスト法により、ポリ
エチレンナフタレート樹脂を厚さ25μmの未延伸フィ
ルムとして形成した。このフィルムの酸素透過度は、6
6.7cc/m2・24hrs ・atm であった。このフィルム
上に、プラズマCVD法にて酸化ケイ素の薄膜を形成し
た(原料ガス:ヘキサメチルジシロキサン、直流電源:
50KHz,800W、処理時間:7分間、真空度:1
-2Torr)。得られた薄膜の組成はSiO2 、厚さは1
200Åであった。このフィルムの酸素バリヤー性を、
モダン・コントロール社製の酸素透過率測定装置:OX
−TRANにて測定したところ、1.5cc/m2 ・24hr
s ・atm であった。
【0023】<実験2>Tダイ延伸法により、ポリエチ
レンナフタレート樹脂を厚さ25μmの2軸延伸フィル
ム(延伸倍率:縦=15倍、横=10倍)として形成し
た。このフィルムの酸素透過度は、19.1cc/m2
24hrs ・atm であった。このフィルム上に、実験1と同
様に酸化ケイ素の薄膜を形成した。このフィルムの酸素
バリヤー性を測定したところ、0.3cc/m2 ・24hrs
・atm であった。
【0024】<実験3>樹脂をポリブチレンナフタレー
トに変えた以外は実験1と同様にして、厚さ25μmの
未延伸フィルムを得た。このフィルムの酸素透過度は、
28.6cc/m 2 ・24hrs ・atm であった。このフィル
ム上に、実験1と同様に酸化ケイ素の薄膜を形成した。
このフィルムの酸素バリヤー性を測定したところ、0.
6cc/m2 ・24hrs ・atm であった。なお、ポリブチレ
ンナフタレート樹脂は結晶化速度が早いため、延伸フィ
ルムとして形成することは困難であった。
【0025】<実験4>樹脂をポリエチレンテレフタレ
ートに変えた以外は実験1と同様にして、厚さ25μm
の未延伸フィルムを得た。このフィルムの酸素透過度
は、180.3cc/m2 ・24hrs ・atm であった。この
フィルム上に、実験1と同様に酸化ケイ素の薄膜を形成
した。このフィルムの酸素バリヤー性を測定したとこ
ろ、3.9cc/m2 ・24hrs ・atm であった。
【0026】<実験5>Tダイ延伸法により、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂を厚さ25μmの2軸延伸フィ
ルム(延伸倍率:縦=15倍、横=10倍)として形成
した。このフィルムの酸素透過度は、50.1cc/m2
・24hrs ・atm であった。このフィルム上に、実験1と
同様に酸化ケイ素の薄膜を形成した。このフィルムの酸
素バリヤー性を測定したところ、1.2cc/m2 ・24hr
s ・atm であった。
【0027】以上の結果を表1にまとめて示す。
【0028】
【表1】
【0029】以上の結果から明らかなように、本発明に
よるものは、いずれも従来のポリエチレンテレフタレー
トを基材とするものに比べて高いガスバリヤー性を有す
るものである。特に、ガスバリヤー性のみを考慮する場
合、延伸ポリエチレンナフタレートを用いたものが最も
良好な結果を示した。
【0030】<実験6>ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート
樹脂をそれぞれ用いて、インジェクションブロー法によ
りボトル形状の容器(容量:1リットル)を作成した。
容器の平均肉厚は0.6mmであった。この容器の表面
に、プラズマCVD法にて、酸化ケイ素の薄膜を形成し
た(原料ガス:1,1,3,3−テトラメチルジシロキ
サン、直流電源:40KHz,1000W、処理時間:
7分間、真空度:10-2Torr)。得られた薄膜の組成は
SiO2 、厚さは1300Åであった。得られた容器1
つ当たりの酸素透過量を測定したところ、PET容器は
0.010〜0.020cc/day、PEN容器は
0.002〜0.007cc/day、PBN容器は
0.005〜0.010cc/dayであり、本発明の
ものは従来の容器に比べて格段に酸素バリヤー性に優れ
ていた。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来に比べて高いガスバリヤー性を有する包装材料が得ら
れる。従って、従来のポリエチレンテレフタレートに酸
化ケイ素等を形成した包装材料を用いたのでは、ガスバ
リヤー性が不十分であったために保存期間が短かった、
酸素に対してきわめて敏感な内容物について、シェルフ
ライフを1.5〜3倍に延長させることができる。ま
た、この包装材料は、十分なガスバリヤー性を有し、か
つ、透明で、マイクロ波の透過が可能な包装材料であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 67:00 B29L 7:00 4F 9:00 4F

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2,6−ナフタレンジカルボン酸とグリコ
    ール成分とを主成分とするポリエステル系樹脂からなる
    基材上に無機物質の薄膜を形成してなるガスバリヤー層
    を含むことを特徴とする、ガスバリヤー性包装材料。
  2. 【請求項2】無機物質の薄膜が、酸化ケイ素であること
    を特徴とする、請求項1記載のガスバリヤー性包装材
    料。
  3. 【請求項3】基材が延伸されていることを特徴とする、
    請求項1記載のガスバリヤー性包装材料。
JP4240627A 1992-09-09 1992-09-09 ガスバリヤー性包装材料 Pending JPH0693120A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994029103A1 (en) * 1993-06-03 1994-12-22 Tetra Pak (Suisse) Sa Packaging laminate with gas and aroma barrier properties
US5747623A (en) * 1994-10-14 1998-05-05 Tonen Corporation Method and composition for forming ceramics and article coated with the ceramics
US6858106B1 (en) 2000-05-26 2005-02-22 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Process for producing packaging laminate

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