JPH09290477A - バリア性フィルムおよびそれを用いた包装材料 - Google Patents

バリア性フィルムおよびそれを用いた包装材料

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JPH09290477A
JPH09290477A JP9007372A JP737297A JPH09290477A JP H09290477 A JPH09290477 A JP H09290477A JP 9007372 A JP9007372 A JP 9007372A JP 737297 A JP737297 A JP 737297A JP H09290477 A JPH09290477 A JP H09290477A
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layer
barrier film
polypropylene
thickness
packaging material
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Hiroshi Suzuki
浩 鈴木
Mayumi Iwatani
繭美 岩谷
Susumu Maniwa
進 馬庭
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガスバリア性に優れ、OPP基材との密着性も
良く、かつ、低価格のバリア性フィルムとそれを用いた
包装材料を提供すること。 【解決手段】ホモポリマータイプ−ポリプロピレンのコ
ア層11と帯電防止剤やスリップ剤が含有されていない
コポリマータイプ−ポリプロピレンのスキン層12とか
ら成る共押出しポリプロピレン2軸延伸フィルム13
の、スキン層のコア層と接しない方の面に無機酸化物か
らなる蒸着層14を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素バリア性およ
び水蒸気バリア性が要求されるスナック菓子や医薬品を
包装するバリア性包装材料に関し、さらに詳しくは、無
機酸化物を蒸着したポリプロピレンフィルムあるいはこ
の蒸着層の上に、金属アルコキシドと水溶性樹脂からな
るコーティング層を塗布したバリア性フィルムとそれを
用いた包装材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ホモポリマータイプ−ポリプロピ
レン単体からなる延伸ポリプロピレン(以下OPPと略
称する)に蒸着加工を施すと、金属アルミニウムを蒸着
した際には界面での接着性を維持するが、酸化ケイ素、
酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物を
蒸着した際には界面での十分な密着性が維持されない。
このことは、可撓性のある金属アルミニウムはホモポリ
マータイプ−ポリプロピレン層の堅固な表面にも接着し
うるが、剛直な無機化合物は、堅固な表面では突き刺さ
ることができず、十分な密着性を発現し得ないためと考
えられる。
【0003】また、コポリマータイプ−ポリプロピレン
単体からなるOPPでは、エチレン成分が含有されてい
るため耐熱性に劣り、蒸着加工時の熱負荷によりOPP
が熱収縮を起こし、蒸着膜にクラックを生ずる等の欠陥
を誘起する。こうした欠陥は蒸着膜が本来保有するバリ
ア性、特に酸素バリア性を阻害する。
【0004】また、OPPには帯電防止剤やスリップ剤
を添加することがあるが、こうした有機系添加剤はポリ
プロピレンとの相溶性が無いことを利用して、OPP表
面にブリードアウトしてその機能を発現する。このため
こうした添加剤を内添したOPPに直接蒸着加工を施す
と、添加剤成分のブリードアウトによりOPPと蒸着膜
間の密着性が経時により劣化するという問題がある。
【0005】さらに、OPPにバリア性樹脂溶液を塗工
することによりバリア性を付与したフィルムはPVDC
コート品、EVOHコート品において既に完成されてい
る。しかしながら、PVDCは成分中に塩素を含有する
ため、焼却時の公害問題が有り、EVOHは水蒸気バリ
ア性が不十分であり、また耐湿性が乏しいという問題が
ある。
【0006】上記した理由から、包装材料用に使用する
無機化合物の蒸着用基材としては、無機化合物との密着
性が良く耐熱性にも優れているポリエチレンテレフタレ
ートフィルムが広く用いられており、またその厚みは価
格との関係から12μmのものが多く用いられている。
しかしながら、ポリエチレンテレフタレートフィルムよ
りも腰があり、柔軟性に富み、低価格なバリアフィルム
が望まれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、無機酸化物
の蒸着用基材として使用するOPPに関する上記のよう
な問題点を除去するためになされたもので、ガスバリア
性に優れ、OPP基材との密着性も良く、かつ、低価格
のバリア性フィルムとそれを用いた包装材料を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
ホモポリマータイプ−ポリプロピレンのコア層と帯電防
止剤やスリップ剤が含有されていないコポリマータイプ
−ポリプロピレンのスキン層とから成る共押出しポリプ
ロピレン2軸延伸フィルムの、前記スキン層のコア層と
接しない方の面に無機酸化物からなる蒸着層を設けたこ
とを特徴とするバリア性フィルムである。
【0009】また、第2の発明は、第1の発明におい
て、前記蒸着層の上に、金属アルコキシドと水溶性樹脂
から成るコーティング層を設けたことを特徴とするバリ
ア性フィルムである。
【0010】さらにまた、第3の発明は、第1および第
2の発明において、前記コポリマータイプ−ポリプロピ
レンがエチレン−プロピレンコポリマー(エチレン成分
1〜50%)であることを特徴とするバリア性フィルム
である。
【0011】さらにまた、第4の発明は、第1の発明に
おいて、バリア性フィルムの蒸着層面にシーラント層を
積層して成る包装材料である。
【0012】さらにまた、第5の発明は、第2の発明に
おいて、バリア性フィルムのコーティング層面にシーラ
ント層を積層して成る包装材料である。
【0013】上記のように本発明によれば、ホモポリマ
ータイプ−ポリプロピレンのコア層と、帯電防止剤やス
リップ剤が含有されていないコポリマータイプ−ポリプ
ロピレン、なかでもエチレン−プロピレンコポリマー
(エチレン成分1〜50%)、のスキン層と、から成る
共押出しポリプロピレン2軸延伸フィルムの、前記スキ
ン層のコア層と接しない方の面に無機酸化物からなる蒸
着層を設けたので、ガスバリア性や水蒸気バリア性に優
れ、OPP基材との密着性の良いバリア性フィルムがで
きる。また、このバリア性フィルムの蒸着面にシーラン
ト層を積層したので、ガスバリア性の良い包装材料を作
製することができる。
【0014】さらに、上記蒸着層の上に、金属アルコキ
シドと水溶性樹脂から成るコーティング層を設けたの
で、バリア性や水蒸気バリア性がさらに一層優れたバリ
ア性フィルムができる。
【0015】さらに、金属アルコキシドと水溶性樹脂か
ら成るコーティング層は環境性に優れている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下実施例により本発明を詳細に
説明する。本発明のバリア性フィルムの基材フィルム
は、ホモポリマータイプ−ポリプロピレンのコア層とコ
ポリマータイプ−ポリプロピレンのスキン層から構成さ
れ、例えば、共押出しラミネート法によりコア層とスキ
ン層を融着させたポリプロピレンを二軸延伸したフィル
ムである。この製法を詳細に記述すると、先ず、ホモポ
リマータイプ−ポリプロピレンとコポリマータイプ−ポ
リプロピレンを別々の押出機に供給し、溶融押出しし、
例えばダイ内でコア層とスキン層を、コア層/スキン
層、あるいはスキン層/コア層/スキン層となるように
合流させスリットから押出し、冷却ロールに巻き付けロ
ール状に冷却固化して未延伸フィルムとする。その後、
この未延伸フィルムを公知の方法により延伸機を用い、
二軸延伸ポリプロピレンフィルムとする。
【0017】コポリマータイプ−ポリプロピレンとして
は、ポリプロピレン−αオレフィンコポリマー、ポリプ
ロピレン−アクリル酸コポリマー、ポリプロピレン−無
水マレイン酸コポリマー等のプロピレンコポリマーが好
ましい。特に、価格、加工性の観点から、エチレン−プ
ロピレンコポリマー(エチレン成分は1〜50%)が好
ましく使用できる。基材である共押出しポリプロピレン
二軸延伸フィルムの構成は、ホモポリマータイプ−ポリ
プロピレン/コポリマータイプ−ポリプロピレンの2層
構成、コポリマータイプ−ポリプロピレン/ホモポリマ
ータイプ−ポリプロピレン/コポリマータイプ−ポリプ
ロピレンの3層構成が好ましく使用できる。
【0018】ここで、スキン層に用いるコポリマータイ
プポリプロピレンには、帯電防止剤やスリップ剤といっ
た有機系の成形助剤を添加しないことが肝要である。特
に後記する無機酸化物を蒸着加工する方の面に帯電防止
剤やスリップ剤を含んではならない。帯電防止剤やスリ
ップ剤が含まれていると、帯電防止剤やスリップ剤がブ
リードアウトしてスキン層と蒸着層の間の密着性が経時
により劣化してしまう。
【0019】コア層とスキン層の厚さの比率は、20/
1〜2/1程度が好ましく使用でき、また基材の総厚は
20μm程度が好ましく使用できる。
【0020】共押出しポリプロピレン二軸延伸フィルム
の帯電防止剤やスリップ剤が含まれていないスキン層面
に、公知の方法により無機酸化物を厚さ100〜100
0Å程度蒸着し、無機酸化物蒸着ポリプロピレンフィル
ムであるバリア性フィルムが作製される。無機酸化物と
しては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム等が好ましく使用できる。
【0021】さらに一層のガスバリア性、水蒸気バリア
性が要求される場合には、上記無機酸化物蒸着層の上に
金属アルコキシドと水溶性樹脂からなるコーティング層
を設けると良い。
【0022】金属アルコキシドとしては、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
の一般式、 M(OR)n (M:Si、Ti、Al、Zr等の金属、R:CH3
2 5 等のアルキル基)で表されるものである。中で
も、テトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミ
ニウムが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定
であるので好ましい。
【0023】水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコー
ル、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
ムなどが挙げられる。
【0024】コーティング層を形成させるコーティング
液は、上記水溶性樹脂と上記金属アルコキシドを直接、
あるいは予め加水分解させるなどの処理を行ったものを
混合した溶液を、バリア性フィルムの蒸着層の上にコー
ティング、加熱乾燥させ、形成したものである。
【0025】コーティング液の塗布方法は、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、スプレー法等従来公知の手段が用いられ
る。コーティング層の厚みはコーティング液の種類によ
って異なるが、乾燥後の厚さが約0.01〜100μm
の範囲であれば良いが、50μm以上では、コーティン
グ層にクラックが生じ易くなるため、0.01〜50μ
mとすることが望ましい。
【0026】出来上がったバリア性フィルムの蒸着層面
と未延伸ポリプロピレンフィルム(以下CPPと略称す
る)のようなプラスチックフィルムを、例えばポリウレ
タン系接着剤を用いてドライラミネートし包装材料とす
る。さらに一層のガスバリア性、水蒸気バリア性が要求
される場合には、コーティング層を設けたバリア性フィ
ルムのコーティング層面とCPPフィルムをドライラミ
ネートして包装材料とする。
【0027】
【実施例】以下に本発明の実施例をさらに具体的に説明
する。 〈実施例1〉本発明のバリア性フィルムは、例えば図1
に示すように、コア層11とスキン層12とからなるO
PP13のスキン層面に酸化ケイ素等の蒸着層14が形
成された構成になている。
【0028】コア層11とスキン層12とからなるOP
P13はつぎのようにして作製される。すなわち、コア
層11を形成するホモポリマータイプ−ポリプロピレン
とスキン層12を形成するコポリマータイプ−ポリプロ
ピレンであるエチレン−プロピレンコポリマー(エチレ
ン成分5%)を別々の押出機に供給し、230〜280
°Cの温度で溶融押出しして、ダイ内でコア層とスキン
層を合流させスリットから押出し、最終厚みがコア層1
5μm、スキン層5μm、総厚20μmになるように冷
却ロールに巻き付け、フィルム状に冷却固化して未延伸
フィルムとし、その後、公知の方法により延伸機を用
い、厚さ20μmのOPP13とする。なお、エチレン
−プロピレンコポリマーには、帯電防止剤やスリップ剤
のような有機系の成形助剤を添加してはならない。
【0029】こうして作製したOPP13のスキン層1
2に、公知の方法により巻き取り式蒸着機等を用いて酸
化ケイ素(SiO)を400Å蒸着し、蒸着層14を形
成させ、無機酸化物(酸化ケイ素)を蒸着したバリア性
フィルム10が作製される。
【0030】この無機酸化物(酸化ケイ素)蒸着バリア
性フィルム10の酸化ケイ素蒸着面と30μm厚のCP
P15とをウレタン系接着剤を用いてドライラミネート
し、OPP(20μm厚)(イ*)13/蒸着層(Si
O 400Å厚)14/DL/CPP(30μm厚)1
5構成からなる包装材料1を作製した。但し、イ*;コ
ア層(15μm厚、ホモポリマータイプ−ポリプロピレ
ン)11/スキン層(5μm厚、エチレン−プロピレン
コポリマー(エチレン成分5%)12 DL;ウレタン系接着剤を用いてドライラミネート法に
より接着することを意味する。
【0031】〈実施例2〉無機酸化物を酸化アルミニウ
ム(Al2 3 )にした以外は実施例1と同様の方法に
より、OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(Al2
3 400Å厚)/DL/CPP(30μm厚)構成か
らなる包装材料を作製した(詳細な作製方法は省略す
る)。
【0032】〈実施例3〉無機酸化物を酸化マグネシウ
ム(MgO)にした以外は実施例1と同様の方法によ
り、OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(MgO
400Å厚)/DL/CPP(30μm厚)構成からな
る包装材料を作製した(詳細な作製方法は省略する)。
【0033】〈実施例4〉蒸着層の上に下記処方のコー
ティング層を設けた以外は、実施例1と同じ材料、同じ
方法で、OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(Si
O 400Å厚)/コーティング層(500Å厚)/D
L/CPP(30μm厚)構成からなる包装材料1aを
作製した(詳細な作製方法は省略する)。但し、コーテ
ィング層の形成は、下記組成からなるコーティング液を
バーコータにより塗布し、乾燥機で90°C、1分間乾
燥させて行った。
【0034】コーティング液の組成 テトラエトキシシラン〔Si(OC2 5 4 〕10.
4gに0.1N塩酸を89.6g加え、30分間攪拌し
加水分解させた固形分3wt%(SiO換算)の加水分
解溶液(A)と、ポリビニルアルコールの3.0wt%
の水/イソプロピルアルコール(90/10)溶液
(B)を混合した組成。
【0035】〈実施例5〉無機酸化物を酸化アルミニウ
ム(Al2 3 )にした以外は実施例4と同様の方法に
より、OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(Al2
3 400Å厚)/コーティング層(500Å厚)/D
L/CPP(30μm厚)構成からなる包装材料を作製
した(詳細な作製方法は省略する)。
【0036】〈実施例6〉無機酸化物を酸化マグネシウ
ム(MgO)にした以外は実施例4と同様の方法によ
り、OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(MgO
400Å厚)/コーティング層(500Å厚)/DL/
CPP(30μm厚)構成からなる包装材料を作製した
(詳細な作製方法は省略する)。
【0037】〈実施例7〉OPPフィルムとシーラント
層のラミネート方法が、DLからPEのエクストルーダ
ーラミネート方法に変更した以外は実施例4と同じ材
料、同じ方法により、OPP(20μm厚)(イ*)/
蒸着層(SiO 400Å厚)/コーティング層(50
0Å厚)/Ext./PE(30μm厚)構成からなる
包装材料を作製した(詳細な作製方法は省略する)。但
し、Ext.;ウレタン系アンカーコート剤を用いてエ
クストルージョンラミネート法により接着させることを
意味する(押出し温度 320°C)。
【0038】〈比較例1、2、3〉ホモポリマータイプ
−ポリプロピレン樹脂単層からなる20μm厚のOPP
(以下ホモOPPと略称する)に、実施例1、2、3と
同様に無機酸化物(酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム)の蒸着層(400Å厚)を形成させ、
実施例1と同様にその蒸着層面にCPP(30μm厚)
をウレタン系接着剤を用いてドライラミネートし、以下
の構成の包装材料を作製した。 比較例1;ホモOPP(20μm厚)/蒸着層(SiO
400Å厚)/DL/CPP(30μm厚) 比較例2;ホモOPP(20μm厚)/蒸着層(Al2
3 400Å厚)/DL/CPP(30μm厚) 比較例3;ホモOPP(20μm厚)/蒸着層(MgO
400Å厚)/DL/CPP(30μm厚)
【0039】〈比較例4〉基材フィルムであるOPPと
ラミネートする材料と方法をポリエチレンによるエクス
トルーダーラミネーション法に変更した以外は実施例1
と同様の材料、方法で、以下の構成の包装材料を作製し
た。 比較例4;OPP(20μm厚)(イ*)/蒸着層(S
iO 400Å厚)/Ext./PE(30μm厚)
【0040】作製した11種類の包装材料のガスバリア
性と蒸着層(あるいはコーティング層)の基材フィルム
への密着性を評価するため、酸素ガス透過度、水蒸気透
過度、OPPとCPP(PE)の接着強度の3点を以下
に示す測定方法に従って測定した。その結果を表1に示
す。
【0041】酸素ガス透過度‥‥MOCON OXTR
AN 10/50 酸素ガス透過度測定装置(モダンコ
ントロール社製)を用いて、30°C、70%RH.の
雰囲気下で測定。 水蒸気透過度 ‥‥PARMATRAN W600 水
蒸気透過度測定装置(モダンコントロール社製)を用い
て、40°C、90%RH.の雰囲気下で測定。 OPPとCPPの接着強度‥‥40°C、90%RH.
の雰囲気に曝した直後、2週間後、4週間後の3条件
で、OPPとCPP(一部PE)の接着強度をテンシロ
ン RTM250 測定器を用いて、T型剥離(クロス
ヘッドスピード 300mm/min.試料幅 15m
m)で測定。
【0042】
【表1】
【0043】表1から考察すると、ホモポリマータイプ
−ポリプロピレンベースで、少なくとも蒸着面にエチレ
ン−プロピレンコポリマーをスキン層に持つ共押出しポ
リプロピレン二軸延伸フィルムを基材として用いること
により、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム等の無機酸化物を蒸着したときに、界面での接着強
度を維持することが可能となった(実施例1〜7)。こ
れは被蒸着表面をホモポリマータイプからコポリマータ
イプにすることにより表面が柔軟になり、無機酸化物の
突き刺さり効果による接着性の上昇が効果を上げている
ものと思われる。また、コポリマー単体よりも耐熱性を
向上させ、蒸着加工時の熱収縮を抑制し、クラックフリ
ーの蒸着膜を製膜しうることもいえる。OPP/CPP
間の接着強度の経時による劣化が認められないことか
ら、蒸着後の蒸着界面への添加剤のブリードアウトを抑
制し、界面での接着強度の劣化を無くすることが可能と
なった。
【0044】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、ホモポリ
マータイプ−ポリプロピレンベースで、少なくとも蒸着
面に帯電防止剤やスリップ剤を含まないコポリマーをス
キン層に持つ共押出しポリプロピレン二軸延伸フィルム
に酸化ケイ素等の無機酸化物を蒸着することで、ガスバ
リア性、密着性ともに良好でかつ安価なOPPベースの
バリア性フィルムの作製が可能となった。また、蒸着層
の上に、金属アルコキシドと水溶性樹脂との混合物から
なるコーティング層を設けることにより、さらに一層の
ガスバリア性を有するOPPベースのバリア性フィルム
の作製が可能となった。さらに、このバリア性フィルム
の蒸着面(あるいはコーティング面)にCPP等のシー
ラント層をラミネートすることにより、ガスバリア性、
水蒸気バリア性に優れた比較的低価格の包装材料の作製
が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバリア性フィルムおよびそれを用いた
包装材料の一実施例を示す断面説明図である。
【図2】本発明のバリア性フィルムおよびそれを用いた
包装材料の別の実施例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1、1a‥‥包装材料 10、10a‥‥バリア性フィルム 11‥‥コア層 12‥‥スキン層 13‥‥OPP 14‥‥蒸着層 15‥‥CPP 16‥‥コーティング層
───────────────────────────────────────────────────── 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 // B29K 23:00 B29L 9:00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホモポリマータイプ−ポリプロピレンのコ
    ア層と帯電防止剤やスリップ剤が含有されていないコポ
    リマータイプ−ポリプロピレンのスキン層とから成る共
    押出しポリプロピレン2軸延伸フィルムの、 前記スキン層のコア層と接しない方の面に無機酸化物か
    らなる蒸着層を設けたことを特徴とするバリア性フィル
    ム。
  2. 【請求項2】前記蒸着層の上に、金属アルコキシドと水
    溶性樹脂から成るコーティング層を設けたことを特徴と
    する請求項1記載のバリア性フィルム。
  3. 【請求項3】前記コポリマータイプ−ポリプロピレンが
    エチレン−プロピレンコポリマー(エチレン成分1〜5
    0%)であることを特徴とする請求項1または2記載の
    バリア性フィルム。
  4. 【請求項4】請求項1記載のバリア性フィルムの蒸着層
    面にシーラント層を積層して成る包装材料。
  5. 【請求項5】請求項2記載のバリア性フィルムのコーテ
    ィング層面にシーラント層を積層して成る包装材料。
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