JPH11320741A - ガスバリア性多層ヒートシールフィルムとその製造方法 - Google Patents

ガスバリア性多層ヒートシールフィルムとその製造方法

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JPH11320741A
JPH11320741A JP15399798A JP15399798A JPH11320741A JP H11320741 A JPH11320741 A JP H11320741A JP 15399798 A JP15399798 A JP 15399798A JP 15399798 A JP15399798 A JP 15399798A JP H11320741 A JPH11320741 A JP H11320741A
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和典 落合
Ritsuko Murohashi
律子 室橋
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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、安定した成膜適性、ガスバリア性、ヒートシー
ル性にすぐれたガスバリア性多層ヒートシールフィルム
とその製造方法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を全体の50重量%以上を占めるガスバリア層3、接
着性樹脂層22及び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によるバリア性多層HS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多層ヒ
ートシールフィルム(以下バリア性多層HSフィルムと
記載する。)を用いた耐屈曲性に優れた多層共押出しフ
ィルムとその製造方法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、ガスバリアを単にバリアと記載する。)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、HS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、金属ア
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、金属アルミニウ
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
の問題のためにも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、金属アルミニウ
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20℃におけるEVOHの酸素
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、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、EVOHの加工に適した200〜2
35℃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(以下、LLDPEと記載する。また低密度
ポリエチレンはLDPEと記載する。)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
(インレーションの成膜時に溶融した樹脂が形成するチ
ューブ)の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。また、逆に、
LLDPEの加工温度に適した200℃以下の温度で
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。
【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HS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HSフィルムは、少なくとも密度
が0.900〜0.920g/cm3 のLLDPEから
なるHS層、密度が0.880〜0.895g/cm3
のプラストマ層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%
以上のエチレン・ビニルアルコール共重合体を50重量
%以上からなるバリア層、接着性樹脂層、及び熱可塑性
樹脂からなる貼合層とを積層して形成されているもので
ある。そして、前記HS層の及び貼合層を構成する樹脂
のメルトフローレシオ(以下、MFRと記載する。)が
5gより小さいバリア性多層HSフィルムである。ま
た、前記のバリア性多層HSフィルムの成膜を、サーキ
ュラダイス方法で、かつ235℃以下の温度で行うこと
特徴とするバリア性多層HSフィルムの製造方法であ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のバリア性多層HSフィル
ムは図1に示すように、少なくともJISK7122
6.2 B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LLDPEか
らなるHS層5、密度が0.880〜0.895g/c
3 のプラストマ層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%以上のエチレン・ビニルアルコール共重合体
を多層フィルム全体の50重量%以上を含むバリア層
3、接着性樹脂層21、及び熱可塑性樹脂からなる貼合
層1とを層順次に積層して形成されているものである。
そして、前記のHS層5及び貼合層1を構成する樹脂の
JIS K7210A法の表1に規定する試験条件4に
基づいて測定したMFRは、5gより小さいバリア性多
層HSフィルム10である。また、前記のバリア性多層
HSフィルム10の成膜を、最内層であるHS層5及び
最外層である貼合層1のメルトフローレシオがともに、
5gより小さい樹脂で構成し、かつサーキュラダイス方
法で235℃以下の温度で行うバリア性多層HSフィル
ムの製造方法である。
【0010】図2に示すように、前記のバリア性多層H
S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樹
脂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。
【0011】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、MFRが5.0g以下の低密度ポリエチレンで
ある。MFRが5g以上となるとEVOHを含む多層フ
ィルムの成膜では粘度が低下して成膜時のバルーンが変
動し易い。LLDPEからなるHS層は、袋体として使
用したときに最内層として、内容物と接触することが多
いため、成膜時の空気(酸素)と熱で酸化されて異臭を
発生し、内容物の香味を損じたり、その生成物でヒート
シール阻害を起こしたりするを防止する意味で、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ことが好ましい。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。
【0012】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で構成する場合は、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。
【0013】EVOHは、ビニルアルコールの比率が高
いものほど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75〜5
0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。そして、バリア層の厚みは、要求するバリア性
にもよるが、バリア性多層HSフィルムの効果(少なく
とも酸素透過度を10cc/24h・m2 以下)を奏す
るためにも樹脂総量の50%以上に構成することが好ま
しい。そして、その上限は、EVOH層の可撓性が低下
しない程度に制限することはいうまでもない。
【0014】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HS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、エチレン・プロ
ピレンラバー、ブチルゴムなど特に密度には関係なくゴ
ム的特性をもつものをブレンドして使用することもでき
る。
【0015】バリア性多層HS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、バリア層は所望されるバリア性から規定されるもの
であるがフィルムの50重量%以上の構成により優れた
バリア性をもつことができる。また、HS層は5〜20
μm、クッション層はその効果を奏するためにも可及的
に厚く10〜40μmに設定することが好ましい。
【0016】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
冷のものは加工温度を低く設定できるため、EVOHか
ら熱分解で発生するゲル化物の生成を少なく、また、ダ
イス内で膜状態での樹脂の接触・滞留時間を長くなるた
めに層間の接着強度を強くできる。また、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。
【0017】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HS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HS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、横型の関係がなく供
給することができる。
【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1〜2及び比較例1〜5)次に示すA〜F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又はTダ
イス型成膜機を用いて、表1に示す厚みになるように加
工温度を230℃で総厚み50μmの実施例のバリア性
多層HSフィルム及び比較例のフィルムを作成した。
【0022】
【表1】 各層の樹脂組成物とその厚み(単位 μ
m)及び成膜法 但し、樹脂組成物A〜Fは次のとおりである。 A 密度0.915g/cm3 、MFR4.0gのLL
DPE B 密度0.915g/cm3 、MFR4.0gのLL
DPE、と密度が0.915g/cm3 、MFR10.
0gとのLLDPEとの1:1の混合物 C 密度0.895g/cm3 、MFR1.6gのLL
DPE D MFR1.6gの酸無水物グラフト重合ポリエチレ
ン E エチレン含有率38モル%、MFR1.5gEVO
H F 密度0.920g/cm3 、MFR1.6gのLD
PE I、サーキュラダイス法による成膜 T、Tダイス法による成膜
【0023】実施例及び比較例で作成したバリア性多層
HSフィルム10の貼合層1と、厚みが20μmの二軸
延伸ポリプロピレン(基材フィルム8)に絵柄層7をグ
ラビア印刷で設け、更にウレタン系2液反応接着剤(接
着剤層6)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
較例の多層フィルムでの成膜適性、成膜の安定性や、酸
素透過度、積層フィルムの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50mmの縦×横=3
00×150mm2 、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。
【0024】実施例及び比較例の評価結果を表2に示
す。
【表2】 評価結果
【0025】実施例及び比較例の評価方法及び評価基準
は次のとおりである。 (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 JIS K7126 B法(等圧法)に準じてMODE
RN CONTROLINC.社製 OX−TRAN2
/20を用いて、23℃相対湿度65%で酸素透過量
(cc/atm・m2 24h)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とな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 上記の条件で150℃で測定したときのヒートシール部
のはく離強度(g/15mm巾)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(JIS K7105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
IS K7214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 ◎ 非常に良好である。 ○ 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。
【0026】実施例1及び2は、成膜適性、安定したバ
リア性、ヒートシール性、製袋適性ともにバランスがと
れた優れたバリア性多層HSフィルムである。特に実施
例2の構成のものは、各層間のMFRのバランスもよく
成膜適性が優れている。これに対して比較例1のフィル
ムは、EV成膜時の表面に位置するため成膜適性に劣
り、吸湿によるバリア性の低下も認められる。比較例2
及び3は製袋適性が劣り、比較例3及び4は、成膜適性
が悪いフィルムの構成である。
【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HS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LLDPEをHS層(サーキュラダ
イスの成膜時のバルーンの内層)とし、そしてLDPE
の貼合層(成膜時の外層)としているために、極めて成
膜適性が安定したものである。更にバリア性に優れたE
VOHを多層フィルムの全体の50%以上を占め、且つ
防湿性に優れたLLDPEとLDPEとでサンドイッチ
した水分によるバリア性の低下を防いだバリア性多層H
Sフィルムである。また、サンドイッチされたEVOH
は、サーキュラダイスの成膜法においては空気に触れて
分解する機会も少なく安定した成膜適性をもつものであ
る。したがって、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HS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HSフィルムを用いた積層フィル
ムの断面の概念図である。
【図3】バリア性多層HS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 バリア層 4 クッション層 5 HS層 6 接着剤層 7 絵柄層 8 基材フィルム 10 バリア性多層HS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 95 ヒートシール部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも密度が0.900〜0.92
    0g/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
    ラストマ層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
    のエチレン・ビニルアルコール共重合体を50重量%以
    上からなるガスバリア層、接着性樹脂層、及び熱可塑性
    樹脂からなる貼合層とを積層して形成されていることを
    特徴とするガスバリア性多層ヒートシールフィルム。
  2. 【請求項2】 前記ヒートシーラント層の及び貼合層を
    構成する樹脂のメルトフローレシオが5gより小さいこ
    とを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性多層ヒー
    トシールフィルム。
  3. 【請求項3】少なくとも密度が0.900〜0.920
    g/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
    ストマ層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
    エチレン・ビニルアルコール共重合体を50重量%以上
    からなるガスバリア層、接着性樹脂層、及び熱可塑性樹
    脂からなる貼合層との成膜を、サーキュラダイス方法
    で、かつ235℃以下の温度で行うこと特徴とするガス
    バリア性多層ヒートシールフィルムの製造方法。
JP15399798A 1998-05-19 1998-05-19 ガスバリア性多層ヒートシールフィルムとその製造方法 Expired - Fee Related JP4043599B2 (ja)

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