JPH11320739A

JPH11320739A - ガスバリア性多層ヒートシールフィルムとそれを用いた袋体

Info

Publication number: JPH11320739A
Application number: JP15399598A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ochiai; 和典落合; Ritsuko Murohashi; 律子室橋; Yasuharu Sugiyama; 康晴杉山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP4076034B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスバリア層を含む共押出し多層フィルムに
おいて、ヒートシール性、特に屈曲部の密封性に優れた
ヒートシールフィルムの提供を課題とする。【解決手段】少なくとも密度が０．９００〜０．９２
０ｇ／ｃｍ³線状ポリエチレンからなるＨＳ層５、密度
が０．８８０〜０．８９５ｇ／ｃｍ³のプラストマから
なるクッション層４、接着性樹脂層２１、エチレン含有
率が２５〜５０モル％、ケン化率が９０％以上のＥＶＯ
Ｈからなるガスバリア層３、接着性樹脂層２２及び厚み
が全体の１０％以上を占める低密度ポリエチレンからな
る貼合層１とからなる共押出し多層フィルム１０を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】プラスチックフィルムから形
成される、バリア性フィルムに関し、ヒートシールがで
きる袋体用フィルムにおいて酸素などのガスバリア層を
構成するエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物（以
下、ＥＶＯＨと記載する。）を含むガスバリア性ヒート
シール多層フィルムを用いた耐屈曲性に優れた多層共押
出しフィルム及びそれを用いた袋体に属する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックフィルムを基材とする軟包
装フィルムは、ヒートシール性に優れた、密封性を要求
される袋体に多用されてきた。そして、水蒸気バリア性
（以下、防湿性と記載する。）や酸素などのガスバリア
性（以下、ガスバリア性を単にバリア性と記載する。）
に優れた袋体は、水分が袋体を透過して吸脱湿や、酸素
などの活性ガスによる酸化に伴う内容物の変質を避ける
ことは困難であった。水分による変質を防ぐには、延伸
プラスチックフィルムとポリエチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフィンをヒートシーラント層（以下、Ｈ
Ｓ層と記載する。）とからなる多層フィルムが使用され
ていた。そして、より優れた防湿性を必要とするとき
は、防湿性に優れたフィルム、例えばアルミニウム箔、
アルミニウムや酸化ケイ素を蒸着したプラスチックフィ
ルム、塩化ビニリデンを塗工したフィルムを貼合した積
層フィルムからなる袋体が使用されていた。そして、更
に水分を避けたい内容物の場合は、シリカや酸化カルシ
ウムの吸湿剤を袋体に同封することも行われ、防湿性を
もつ袋体としては一応満足されるものであった。

【０００３】内容物がガス特に酸素ガスにより変質をう
ける場合は、上記のポリオレフィンをＨＳ層とし、バリ
ア層としてバリア性に優れたフィルム、例えばＥＶＯ
Ｈ、変性ポリアミド、アルミニウム箔、アルミニウムや
酸化ケイ素を蒸着したプラスチックフィルム、ポリビニ
ルアルコールや塩化ビニリデンを塗工したフィルムを貼
合した積層フィルムからなる袋体が使用されていた。そ
して、袋体に残存する酸素ガスによる変質を防止する目
的で、ガスを取り除いた『真空包装』や、酸素を炭酸ガ
スなどの不活性ガスで置換した『ガス置換包装』、ある
いは酸素ガスを吸収する所謂『脱酸素剤』を袋体に同封
したりして使用されていた。

【０００４】しかしながら、バリア層を構成する塩化ビ
ニリデンは、包材を焼却廃棄をするとき、塩素化合物に
よる大気汚染の懸念があり、汚染物質を除去するコスト
の問題もあり必ずしも好ましい包装材料とはいえないも
のである。また、アルミニウム箔、アルミニウムや酸化
ケイ素を蒸着したプラスチックフィルムを貼合した積層
体は、プラスチックフィルムと比較して展延性に劣るた
め、上記の材料は、折曲げ部や屈曲部においてピンホー
ルを発生し、初期状態のバリア性を維持できないという
問題があった。また、蒸着フィルムは、比較的ピンホー
ルは発生し難いとはいうものの、プラスチックフィルム
と比較した場合には劣るものであり、また、薄膜の蒸着
適性を要求されるフィルムは（熱安定性、厚薄の精度、
寸法安定性）などの制約があった。特にピロータイプの
ガセット袋や、ひねり部分をもつ巾着状の包装袋におい
ては蒸着膜にピンホールが発生し易いという問題点があ
った。

【０００５】ポリビニルアルコールのフィルムを含む積
層フィルムは、乾燥時には優れたバリア性を奏するが、
耐屈曲性に劣りピンホールを発生し易く、また多湿下に
おいては水分の影響でバリア性を著しく低下するという
問題点があった。また、ＥＶＯＨは、ポリビニルアルコ
ールフィルムと比較して水分の影響をうけ難い材料であ
る。しかしながら、エチエレンの共重合比率によって酸
素透過度が著しく影響される。例えば、エチエレンの共
重合比率が３２モル％のＥＶＯＨの２０℃における酸素
透過度は、０．３〜０．５ｃｃ・２０μｍ／ｍ²・２４
ｈ・ａｔｍであり、エチエレンの共重合比率が４７モル
％のＥＶＯＨは、４．５〜５．３ｃｃ・２０μｍ／ｍ²
・２４ｈ・ａｔｍである。したがって、ガスバリア性に
優れたグレードであるエチレン含有量の少ないＥＶＯＨ
を使用するときは、ポリビニルアルコールと同様に屈曲
やヒートシール部の加熱・圧によるピンホールを発生
し、それに伴いバリア性が低下し易いという問題点を避
けることは困難であった。

【０００６】上記のＥＶＯＨは、熱分解を起こしやすい
樹脂であり、例えば、Ｔダイス法で他の樹脂と共押出し
成膜した場合、高温になると、分解して炭化物を形成し
たり、ゲル状物のために外観不良を起こし易く、また、
ＨＳ層となるポリエチレンの粘度低下が著しく成膜が安
定しなかった。また、逆に、ＨＳ層の樹脂の加工適性に
合わせた低温では樹脂の流れにムラが発生し成膜の流れ
方向に筋状の厚みムラを発生するという問題点があっ
た。また、サーキュラダイス法（インフレーション法）
で成膜する場合もこの種の樹脂の加工に適した２００〜
２３５℃の加工温度では、ヒートシール性に優れた線状
ポリエチレンをＨＳ層とした多層成膜を行ったときには
溶融粘度が不足し、バルーン（インフレーション時に形
成するチューブ）形状が変動するため、膜の厚みや巾が
変動し成膜不良を生ずるという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バリア性に
優れるが、フィルムとして耐屈曲性が劣るエチレン含有
比率が少ないＥＶＯＨを用いた場合、屈曲や、ヒートシ
ール部、特にガセット袋などにおける折込みシール部に
みられるピンホールの発生、及びそれに伴うバリア性の
低下を防止した『バリア性多層ヒートシールフィルム』
を、成膜時の熱分解や、厚みの変動がなく生産したフィ
ルムの提供を課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決する手段】上記の課題を解決するために、
本発明のバリア性多層ヒートシールフィルムは、少なく
とも、密度が０．９００〜０．９２０ｇ／ｃｍ³の線状
ポリエチレンからなるＨＳ層、密度が０．８８０〜０．
８９５ｇ／ｃｍ³のプラストマからなるクッション層、
接着性樹脂層、エチレン含有率が２５〜５０モル％、ケ
ン化率が９０％以上のＥＶＯＨからなるガスバリア層、
接着性樹脂層、及び厚みが全体の１０％以上を占める低
密度ポリエチレンからなる貼合層とからなるバリア性多
層ヒートシールフィルムである。

【０００９】前記のバリア性多層ヒートシールフィルム
の貼合層と、基材フィルムとを接着剤層や接着性樹脂層
を介して貼合した積層フィルムからなる袋体である。ま
た、前記のバリア性多層ヒートシールフィルムの貼合層
と、基材フィルムとを貼合した積層フィルムから、一方
及び他方に折曲げ部（ガゼット折込み部）をもつ袋体で
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のバリア性多層フィルムル
ムは図１に示すように、少なくとも、ＪＩＳＫ７１２２
６．２Ｂ法（ピクノメーター法）に準じて測定した
密度が０．９００〜０．９２０ｇ／ｃｍ³の線状ポリエ
チレンからなるＨＳ層５、密度が０．８８０〜０．８９
５ｇ／ｃｍ³のプラストマからなるクッション層４、接
着性樹脂層２２、エチレン含有率が２５〜５０モル％、
ケン化率が９０％以上のＥＶＯＨからなるガスバリア層
３、接着性樹脂層２１、及び厚みが全体の１０％以上を
占める低密度ポリエチレンからなる貼合層１とからなる
サーキュラ法により成膜されたバリア性多層ヒートシー
ルフィルム１０である。

【００１１】図２に示すように、前記のバリア性多層ヒ
ートシールフィルム１０の貼合層１と、印刷による絵柄
層７を施した基材フィルム８又は未印刷の基材フィルム
とを接着剤層６や図示はしないが、プライマー層を介し
て接着性樹脂層を設けて貼合した積層フィルム１５であ
る。また、図３に示すように積層フィルム１５に内部折
込み部９１及び外部折曲げ部９２を設けてヒートシール
部９５を形成した袋体９０である。

【００１２】本発明の貼合層は、多層フィルム全体の成
膜工程を安定化できるキャリア層となるものが好ましい
熱可塑性樹脂から選択できる。例えば、低密度ポリエチ
レン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アク
リル酸エステル共重合体、アイオノマーや、ナイロン
６、共重合ナイロン（ナイロン６／ナイロン６６、ナイ
ロン６／ナイロン１２）、共重合ポリエステルのなかか
ら、２３５℃以下で成膜できるものから選択する。好ま
しくは、ＪＩＳＫ７２１０Ａ法の表１に規定する試
験条件４に基づいて測定したメルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）が２．５ｇ以下の低密度ポリエチレンである。ＭＦ
Ｒが３ｇ以上となると成膜時のバルーンが変動し易いと
いう問題がある。線状ポリエチレンからなるＨＳ層を最
内層として成膜する場合、空気によりＨＳ層が酸化さ
れ、臭いの原因となったり、ヒートシールを阻害する酸
化物を生成したりすることを抑制するため不活性ガス
（炭酸ガス及び／又は窒素ガス）を封入して成膜のバル
ーンを形成する。そして、成膜を完了後の貼合層は、接
着剤層との適性を与えるため成膜直後にコロナ放電処理
を施す。

【００１３】接着性樹脂層は、貼合層とバリア層との樹
脂を共押出し成膜を行うときに双方の樹脂を接着するた
めに設ける層である。本発明のようにバリア層がＥＶＯ
Ｈである場合は、酸無水物を含むグラフト重合もしくは
共重合ポリエチレン、変性エチレン・酢酸ビニル共重合
体、変性ナイロンなどから適宜選択できるが、好ましく
は、ＥＶＯＨ及び低密度ポリエチレンと同様の流動特性
をもつ酸無水物を含むグラフト重合ポリエチレンであ
る。

【００１４】ＥＶＯＨは、ビニルアルコールの比率が高
いものがバリア性に優れるが、曲げ強度、降伏点伸度が
劣る傾向にあるためにバリア性に優れるものが耐ピンホ
ール性に劣るという問題点がある。したがって、エチレ
ン含有率が２５〜５０モル％（ＥＶＯＨが７５〜５０モ
ル％）の比較的ビニルアルコール成分の多いのものがバ
リア性を維持する意味からも好ましい。エチレン含有率
が２５モル％に満たないものは、バリア層の可撓性が劣
り、ピンホールの発生によるバリア性の低下を避けがた
い。

【００１５】本発明のクッション層は、バリア層のピン
ホールの発生を防止する作用をもつと同時にバリア性多
層ヒートシールフィルムから構成された袋体がヒートシ
ールで密封・構成されるとき、折曲げ部やヒートシール
部の端部に発生する積層フィルムのピンホールの発生を
も防止する効果を奏するものである。したがって、構成
する高分子が屈曲性に優れること、そしてその屈曲性を
実現するためにガラス転移点が使用温度より高く、かつ
ＨＳ層の温度より軟化温度が低いものが好ましい。した
がって、密度が０．９１５ｇ／ｃｍ³以下のポリエチレ
ンが好ましく使用できるが、その他エチレン・酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン
・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなど特に
密度に関係なく選択できる。

【００１６】バリア性多層ヒートシールフィルムの総厚
みは、通常の溶融押出し成膜ができる１５〜１００μｍ
を目処とはするが、特に問うものではない。そして、貼
合層は、成膜を安定する目的で多層フィルムの総厚みの
１０％以上とし、接着性樹脂層は成膜できる最低厚みの
２μｍ以上、ガスバリア層は所望されるバリア性から規
定されるものであり２〜１０μｍ、ＨＳ層は５〜２０μ
ｍ、クッション層はその効果を奏するためにも可及的厚
く１０〜４０μｍに設定することが好ましい。

【００１７】成膜は、共押出し多層成膜機であるなら
ば、サーキュラダイス型、Ｔダイス型のいずれでも構わ
ないが、総厚みの変動を巻上げ軸の回転で吸収できるサ
ーキュラダイス型が好ましい。また、製造した多層フィ
ルムの冷却は、空冷、水冷のいずれをも使用できる。空
冷法は、加工温度を低く設定できるためにゲル化物の生
成が少なく、ダイス内における樹脂の滞留時間を長く層
間の接着を強くできる。一方、フィルムの結晶化度を抑
制できる水冷式は、貼合層にポリアミドを用いるなど使
用樹脂によっては有効な方法である。そして、各層の形
成と接着は、フィードブロック方式や、マルチマニホー
ルド方式のいずれでもよく、またダイ内接着であって
も、ダイ外接着のいずれの方式でも構わないが、薄膜成
膜に有効であるダイ内接着の方法が好ましい。

【００１８】前記のバリア性多層ヒートシールフィルム
と貼合して積層フィルムを構成する基材フィルムは、通
常のフィルム状の袋体の基材となるものから、１〜３種
のフィルムを使用する。例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリアミド、セルロスアセテ
ートなどの延伸又は非延伸フィルム、紙、セロハンなど
から適宜に選択できる。好ましくは、耐屈曲性に優れ、
コスト面からも有利な二軸延伸ポリプロピレンフィルム
である。

【００１９】積層フィルムを形成するための、バリア性
多層ヒートシールフィルムと上記のフィルムとの貼合
は、エマルジョン系接着剤を使用するウエットラミネー
ション、反応硬化型接着剤を使用するドライラミネーシ
ョン、石油系ワックス、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリ
ル酸エステル共重合体、アイオノマー、合成ゴム、粘着
付与剤などから構成されるホットメルト型接着剤（溶剤
を加えて、加熱状態で使用するホットラッカーも含む）
によるホットメルトラミネーションや、必要に応じてプ
ライマー層を設けて溶融押出しした接着性樹脂層を介し
て積層するサンドイッチラミネーションの通常の方法を
材料や用途によって適宜に選択して使用する。

【００２０】積層フィルムから、袋体を構成するには、
上記の基材フィルムを外側にし、そしてＨＳ層を内面に
して、適宜の形状に製袋あるいは、自動充填包装を行
う。袋体の形態は、ピロー袋、折込みのガゼット部をも
つガセット袋など特に問うものでなく、また、積層フィ
ルムの製袋機における走行も縦型、横型の関係がなく製
袋に供給できる。

【００２１】以下、実験例に基づいて本発明を更に詳細
に説明する。（実施例１及び比較例１〜４）次に示す組成の樹脂組成
物を、各層が５０ｍｍの溶融押出機からフィードブロッ
ク方式の６種６層のサーキュラダイス型成膜機を用い
て、表１に示す樹脂組成物（（＊１〜＊７）を用いて加
工温度を２３０℃で、各層が併記した厚みになるように
し、かつ総厚みが５０μｍのバリア性多層ヒートシール
フィルムを作成した。

【００２２】

【表１】各層とその厚み単位 μｍ

【００２３】表１に示す＊１〜＊７の樹脂組成物は次に
示すものである。＊１密度０．９１５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ４．０ｇのＬ
ＬＤＰＥ：密度０．９１５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ１０．０
ｇのＬＬＤＰＥ＝１：１の組成物＊２密度０．８９５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ１．６ｇのＬ
ＬＤＰＥ＊３ＭＦＲ１．６ｇの酸無水物グラフト重合ポリエチ
レン＊４エチレン含有率３８モル％、ＭＦＲ１．６ｇの
ＥＶＯＨ＊５密度０．９２０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ１．６ｇのＬ
ＤＰＥ＊６密度０．９１５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ４．０ｇのＬ
ＬＤＰＥ＊７密度０．９２０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ２．０ｇのＬ
ＬＤＰＥ但し、ＬＬＤＰＥ：直鎖状低密度ポリエチレンＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン

【００２４】実施例及び比較例で作成したバリア性多層
ヒートシールフィルム１０の貼合層１と、厚みが２０μ
ｍの二軸延伸延伸ポリプロピレン（基材フィルム８）に
ウレタン系２液反応型接着剤を塗工した面（接着剤層
６）とを貼合して、図２に示す積層フィルム１５を構成
した。実施例及び比較例の成膜適性、成膜の安定性や、
酸素透過度、ヒートシール開始温度、ヒートシール強
度、製袋適性の評価となるＨＳ層の滑りを評価した。次
いで、積層フィルム１５を用いて、図３に示すように内
部折込み部９１、外部折曲げ部９２及びヒートシール部
９５、折込み巾９３が１５ｍｍの縦×横＝３００×１５
０ｍｍ²、ヒートシール巾１０ｍｍのガセット袋（袋体
９０）を作成し、製袋適性（及び折込み部のピンホール
発生の有無）を評価した。

【００２５】

【表２】評価結果

【００２６】表２に示す各測定項目の評価方法は、以下
のとおりである。（評価方法）・成膜適性成膜時における流れムラの発生頻度及びバルーンの安定
性を目視により総合的に評価した。・酸素透過度ＪＩＳＫ７１２６Ｂ法（等圧法）に準拠してＭＯＤ
ＥＲＮＣＯＮＴＲＯＬＩＮＣ．社製ＯＸ−ＴＲＡ
Ｎ２／２０を用いて、２３℃相対湿度６５％で酸素透過
量（ｃｃ／ａｔｍ・ｍ²２４ｈ）を測定した。・ヒートシール開始温度積層フィルムのＨＳ層を相対して、圧力１ｋｇ／ｃｍ²
×１ｓｅｃの条件で１０ｍｍ巾にヒートシールした後、
１５ｍｍ巾でヒートシール方向に垂直に断裁し、そのは
く離強度を、はく離速度３００ｍｍ／ｍｉｎで測定し、
その強度が２Ｋｇ／１５ｍｍを超えるときの温度をヒー
トシール開始温度とした。・ヒートシール強度上記の加圧条件、１５０℃で測定したときのはく離強度
を、ヒートシール強度とした。・フィルムの外観上記の樹脂組成物で１０時間の成膜を続け、ゲルの発生
頻度、及びフィルムの透明性（ＪＩＳＫ７１０５ー１
９８１）から総合的に評価した。・動摩擦係数積層フィルムのＨＳ層のステンレス面に対する滑りをＪ
ＩＳＫ７２１４ー１９８７に準じて測定した。・製袋適性（密封性）積層フィルムを縦型のピロータイプの製袋機で製袋を行
った後、袋体中にピンホールチェック液（アルコール可
溶性染料をオクチルアルコールに溶解し、着色した試験
液）を注入し、シール部への滲透の有無を確認した。評価基準 ○ 良好であり、実用性に全く問題なし。 △ 若干の問題はあるが、用途を選択して実用できる。 × 欠点が多く実用性はない。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のバ
リア性多層ヒートシールフィルムは、多層共押出しフィ
ルムの成膜を安定して行える低密度ポリエチレンを、総
厚みの１０％以上を占めるように構成し、かつ、ヒート
シールに安定した性能をもつ線状ポリエチレンをＨＳ層
とし、更にクッション層を含み構成している。したがっ
て、安定した成膜適性、バリア性、密封性及び製袋適性
のバランスがとれた共押出しフィルムを提供できる効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】バリア性多層ヒートシールフィルムの断面の概
念を示す図である。

【図２】バリア性多層ヒートシールフィルムを用いた積
層フィルムの断面の概念を示す図である。

【図３】バリア性多層ヒートシールフィルムの積層フィ
ルムから形成したピロー袋体の概念を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１貼合層３ガスバリア層４クッション層５ＨＳ層６接着剤層７絵柄層８基材フィルム１０バリア性多層ヒートシールフィルム１５積層フィルム２１、２２接着性樹脂層９０袋体９１内部折込み部９２外部折曲げ部９３折込み巾９５ヒートシール部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、密度が０．９００〜０．９
２０ｇ／ｃｍ³の線状ポリエチレンからなるヒートシー
ラント層、密度が０．８８０〜０．８９５ｇ／ｃｍ³の
プラストマからなるクッション層、接着性樹脂層、エチ
レン含有率が２５〜５０モル％のエチレン・ビニルアル
コール（ケン化率が９０％以上の酢酸ビニルケン化物）
共重合体からなるガスバリア層、接着性樹脂層、及び厚
みが全体の１０％以上を占める低密度ポリエチレンから
なる貼合層とを積層して形成されることを特徴とするガ
スバリア性多層ヒートシールフィルム。
【請求項２】前記のガスバリア性多層ヒートシールフ
ィルムの貼合層と、基材フィルムとを貼合した積層フィ
ルムからなることを特徴とする袋体。
【請求項３】前記のガスバリア性多層ヒートシールフ
ィルムの貼合層と、基材フィルムとを貼合した積層フィ
ルムから、一方及び他方に折曲げ部をもつことを特徴と
する袋体。