JP3083900B2 - ガスバリヤー性積層フィルム - Google Patents

ガスバリヤー性積層フィルム

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JP3083900B2 JP04013279A JP1327992A JP3083900B2 JP 3083900 B2 JP3083900 B2 JP 3083900B2 JP 04013279 A JP04013279 A JP 04013279A JP 1327992 A JP1327992 A JP 1327992A JP 3083900 B2 JP3083900 B2 JP 3083900B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高いガスバリヤー性を
もち、レトルト可能で、接着性、電子レンジ適性、透明
性に優れた包装材料に適した積層フィルム及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガスバリヤー性を必要とされる包
装材料にはポリアミドやポリプロピレン、あるいはセロ
ハン等のプラスチックフィルムにポリビニリデンクロラ
イド(以下PVDCと略す)をコーティングしたものが
広く使用されてきた。またさらに高度なガスバリヤー性
を持つものとして、無機材料のアルミニウム(以下Al
と略す)も箔や蒸着層の形でガスバリヤー材料として用
いられてきた。これらは用途によって使い分けられてい
るが、PVDCをコーティングしたプラスチックフィル
ムは比較的ガスバリヤー性が低く、さらに時間の経過と
ともに黄色に変色し、内容物の美観を損なうほか、裏印
刷が黄色味がかって見えてしまう。Alはガスバリヤー
性に優れるものの、不透明なため内容物の視認性に欠
け、さらに金属であるため電子レンジで内容物を加熱す
ることが出来ない。
【0003】これらの材料に対し、エチレン−ビニルア
ルコール共重合体(以下EVOHと略す)、あるいはポ
リビニルアルコール(以下PVAと略す)を用いた積層
プラスチックフィルムがたとえば特開平02−3284
6、特開平02−45377などに示されている。EV
OH、PVAはガスバリヤー性、保香性に優れ、透明で
あり、耐レトルト性、電子レンジ適性をもつ。しかしE
VOH、PVAは融点が160℃以上と高いため、ヒー
トシール性が乏しい。
【0004】そこで包装材料として用いられる際にはポ
リオレフィンを積層して使用されるが、EVOH、PV
Aとポリオレフィンの接着性が低いという問題がある。
この改良方法として特開平02−32846にはポリエ
ステル系の接着剤を用いることによってポリオレフィン
との接着性を改善する方法が示されている。しかしポリ
エステル系の接着剤を用いるため有機溶剤を多量に必要
とするため環境衛生上好ましくなく、さらに初期接着が
弱いため、成形後40℃、2日程度のエージングを必要
とする。また特開平02−293138ではポリオレフ
ィンと接着性を有する樹脂を共押出することによってE
VOHとポリオレフィンの接着を行う方法が示されてい
る。しかし、接着性を有する樹脂層によりポリオレフィ
ン層とEVOH層とを接着する方法は、接着剤溶液を使
用する場合と比較すると接着層が厚く、接着性樹脂が多
量に必要となる。また必然的に表印刷となるため、印刷
の耐久性が劣る。また、EVOHあるいはPVAとポリ
オレフィンの接着を押出ラミネート法で実施する場合、
接着性をよくするため、300℃以上の温度で成形する
必要があり、成形コストが高いほか、発煙、臭いを伴う
ため環境衛生上好ましくない上、それでも良好な接着性
は得られない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、初期接着強
度が強く、製造時の有機溶剤の使用量が少なく、押出ラ
ミネート成形で製造する場合に300℃以下の成形温度
で成形でき、EVOHあるいはPVAフィルムと樹脂層
との接着性が高い積層フィルム及びその製造方法を得る
ことを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意検討した結果、末端にアミノ基を有するシ
ランカップリング剤とカルボキシル基、カルボン酸金属
塩基又は酸無水物基を有する樹脂とを用いることにより
EVOHあるいはPVAフィルムと樹脂層とを強固に接
着できることを見出し、本発明に至った。
【0007】すなわち上記課題は、EVOHあるいはP
VAのフィルムの少なくとも片面に、末端にアミノ基を
有するシランカップリング剤の薄層を介して、カルボキ
シル基、カルボン酸金属塩基又は酸無水物基を有する樹
脂を積層した積層フィルム及びその製造方法により解決
される。
【0008】本発明におけるEVOHフィルムはエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体をケン化したものであり、ガス
バリヤー性を有する範囲ならば共重合体の組成、ケン化
度は限定されない。またこれらには必要に応じて延伸あ
るいは帯電防止剤、滑剤など各種の添加剤の添加などの
処理がされていても良い。 またPVAフィルムも同様
に延伸、添加剤の添加などの処理がされていても良い。
厚みは特に制限をうけないが、フィルムとしての取り扱
いやすさを考えると5〜100μmが好ましい。
【0009】本発明における末端にアミノ基を有するシ
ランカップリング剤としてはγ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなど
があげられる。
【0010】これらシランカップリング剤は溶剤で希釈
されて、EVOHあるいはPVAフィルム上にグラビア
コーターなど公知の方法で塗布し、その後乾燥すること
によりシランカップリング剤薄層を設けることができ
る。また必要に応じて安定剤その他の添加剤が添加され
ていても良い。
【0011】シランカップリング剤の溶剤としては、
水、メタノール、エタノール、2−プロパノール等が好
適であり、これらを混合して用いることもできる。シラ
ンカップリング剤の濃度は溶剤によって異なるが通常は
0.01〜5%、好ましくは0.1〜2%の範囲であ
る。
【0012】乾燥は温風吹きつけ、加熱ロールの利用な
ど公知の方法で行うことが出来る。乾燥温度は溶剤と濃
度、さらには乾燥時間によっても異なるが、50℃から
90℃が好ましい。50℃以下では乾燥時間が長すぎて
実用的でなく、90℃以上では印刷のピッチずれが大き
くなる。
【0013】本発明におけるカルボキシル基、カルボン
酸金属塩基又は酸無水物基を有する樹脂とは分子内にカ
ルボキシル基、カルボン酸金属塩基またはその酸無水物
基を含むオレフィン系重合体である。ここでいうオレフ
ィン系重合体とはオレフィンの単独重合体、オレフィン
共重合体、さらにこれらの混合物を含む。オレフィンと
しては特に限定されるものではなく、例えばエチレン、
プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−
1、4−メチルペンテン−1、メチルアクリレート、エ
チルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタク
リレート、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸など
があげられる。
【0014】オレフィン系重合体の分子内にカルボキシ
ル基、カルボン酸金属塩基又は酸無水物基を導入する方
法としては、オレフィンを重合させる際にラジカル重合
性のカルボン酸、カルボン酸金属塩又は酸無水物を共重
合させる方法、オレフィン系重合体に対し、有機過酸化
物等のラジカル開始剤を用いてラジカル重合性のカルボ
ン酸、カルボン酸金属塩又は酸無水物をグラフト共重合
させる方法などがあり、これらの方法で作られたカルボ
キシル基、カルボン酸金属塩基又は酸無水物基を有する
樹脂はいずれも本発明に対し好適に用いることができ
る。またオレフィンと、カルボン酸、カルボン酸金属塩
又は酸無水物以外に更に他のコモノマーを共重合した3
成分以上からなる多元共重合体であっても良い。ここで
言うコモノマーとしては、メチルアクリレート、エチル
アクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレ
ート、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸などがあ
げられる。
【0015】また、ラジカル重合性のカルボン酸、カル
ボン酸金属塩又は酸無水物としては、具体的にはマレイ
ン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ドデセニルコハク
酸、これらの金属塩や無水物などを例示出来る。場合に
よってはこれらのうち2種以上を併用することも可能で
ある。
【0016】さらにこれらのカルボキシル基、カルボン
酸金属塩基又は酸無水物基を有する樹脂は接着性を維持
出来る範囲において他の樹脂と混合して使用することも
可能である。また必要に応じて安定剤、滑剤、帯電防止
剤、顔料、充填剤その他の添加剤を配合して良い。
【0017】これらのカルボキシル基、カルボン酸金属
塩基又は酸無水物基を有する樹脂は押出ラミネートなど
の公知の方法により、末端にアミノ基を有するシランカ
ップリング剤薄層の上に積層することができる。押出ラ
ミネート法を用いてカルボキシル基、カルボン酸金属塩
基又は酸無水物基を有する樹脂層を設ける場合、事前に
グラビアコーターなどの設備を用いてEVOHあるいは
PVAフィルム上に末端にアミノ基を有するシランカッ
プリング剤希釈溶液を塗工、乾燥しておき、その後一般
の押出ラミネート成形機を利用してカルボキシル基、カ
ルボン酸金属塩基又は酸無水物基を有する樹脂層を積層
することができる。またアンカーコート装置付押出ラミ
ネート成形機を用いれば、末端にアミノ基を有するシラ
ンカップリング剤とカルボキシル基、カルボン酸金属塩
基又は酸無水物基を有する樹脂層とを一度の工程で積層
することができる。押出ラミネートにおける樹脂温度は
300℃以下、好ましくは200〜270℃である。本
発明において、末端にアミノ基を有するシランカップリ
ング剤は水で希釈使用することも可能であるため、従来
の接着剤に比べて有機溶剤の使用量を大幅に低減でき
る。
【0018】また本発明において、いかなる作用で成形
直後から強固な接着強度が発現するのかはいまだ明らか
ではない。しかし末端にアミノ基を有するシランカップ
リング剤が、EVOHあるいはPVAフィルムとカルボ
キシル基、カルボン酸金属塩基又は酸無水物基を有する
樹脂との双方に化学反応可能な官能基をもっていること
から、この化学反応が接着に対し大きな要因となってい
るものと思われる。
【0019】
【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
さらに詳細に説明する。 実施例 1 (酸無水物基を有する樹脂の製造)エチレンと無水マレ
イン酸との共重合体をオートクレーブ形式の反応器を有
する高圧法ポリエチレン製造設備を用いて製造した。得
られた共重合体は、MFR(190℃)8.6g/10 分、無
水マレイン酸に由来する単位2.2 重量%であった。な
お、共重合体組成は赤外吸収スペクトルによって決定し
た。 (積層体の製造)市販のEVOHフィルム((株)クラ
レ製「エバール」EF−F、幅630mm、厚み15μ
m)にアンカーコート装置付押出ラミネート成形機によ
って末端にアミノ基を有するシランカップリング剤薄層
を積層し、さらに酸無水物基を有する樹脂層を積層し
た。末端にアミノ基を有するシランカップリング剤とし
ては市販のγ−アミノプロピルトリエトキシシランを用
い、γ−アミノプロピルトリエトキシシランを24g、
水を12kg、エタノールを12kg混合して濃度0.
1重量%の溶液を調製した。押出ラミネート成形機は、
φ90mmの押出機を備え、ロール面幅1300mmの
ものを用いた。成形条件はアンカーコート装置の塗工量
2g/m2 (wet) 、乾燥温度80℃、成形速度100m
/分、ラミネート厚み25μm、ダイスのスリット幅
0.8mm、ダイス直下の樹脂温度は217℃であっ
た。 (評価)有機溶剤使用量は濃度及び塗工量から計算で求
めた。塗工量2g/m2 、エタノール濃度は50%であ
るから有機溶剤使用量は1g/m2 である。剥離強度は
積層体の成形直後及び40℃、2日間のエージング後の
2回にわたり評価した。積層体を成形の流れ方向に幅1
5mmの短冊状に切断し、これを300mm/分の速度
で180°剥離したときの剥離強度を測定した。評価結
果を表1に示した。
【0020】実施例2 実施例1で得たエチレンと無水マレイン酸との共重合体
を、MFR(190℃)21.0g/10分、密度0.9
17g/cm3 である高圧法ポリエチレンと、30/7
0の重量割合になるよう混合した。混合にあたっては、
両者をタンブラーでドライブレンドした後、40mmφの
単軸押出機を用い、170℃で溶融混練りし、ペレット
化した。混合物のMFR(190℃)は14.0g/10
分、無水マレイン酸に由来する単位は0.6重量%であ
った。酸無水物基を有する樹脂としてこの樹脂を用いる
他は実施例1と同様にして押出ラミネート成形及び評価
を行った。評価結果を表1に示した。
【0021】実施例3 エチレンとアクリル酸エチル及び無水マレイン酸の3元
共重合体をオートクレーブ形式の反応器を有する高圧法
ポリエチレン製造設備を用いて製造した。得られた共重
合体は、MFR(190℃)32g/10分、無水マレイ
ン酸に由来する単位2.9重量%、アクリル酸エチルに
由来する単位10.6重量%であった。酸無水物基を有
する樹脂としてこの3元共重合体を用いる他は実施例1
と同様にして押出ラミネート成形及び評価を行った。評
価結果を表1に示した。
【0022】実施例4 MFR(190℃)21.0g/10分、密度0.917
g/cm3 である高圧法ポリエチレンに無水マレイン酸
0.5重量%、ジクミルパーオキサイド0.01重量%
をタンブラーで混合し、φ40mm単軸押出機にて25
0℃で変性、ペレット化した。得られた変性ポリエチレ
ンはMFR(190℃)13.0g/10分、無水マレイ
ン酸に由来する単位0.35重量%であった。酸無水物基を
有する樹脂としてこの変性ポリエチレンを用いる他は実
施例1と同様にして押出ラミネート成形及び評価を行っ
た。評価結果を表1に示した。
【0023】実施例5 シランカップリング剤として市販のN−β−(アミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを用い
る他は実施例1と同様にして押出ラミネート成形及び評
価を行った。評価結果を表1に示した。
【0024】実施例6 カルボキシル基を有する樹脂として、MFR(190
℃)8.0g/10分、密度0.930g/cm3 、メタ
クリル酸に由来する単位9.0重量%のエチレン−メタ
クリル酸共重合体を用いる他は実施例1と同様にして押
出ラミネート成形及び評価を行った。評価結果を表1に
示した。
【0025】比較例1 シランカップリング剤を使用せず、EVOHフィルムの
一方の面に直接酸無水物基を有する樹脂を押出ラミネー
トする他は実施例1と同様に押出ラミネート及び評価を
行った。評価結果を表1に示した。
【0026】比較例2 末端にアミノ基を有しないシランカップリング剤として
市販のγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
を用いる他は実施例1と同様にして押出ラミネート成形
及び評価を行った。評価結果を表1に示した。
【0027】比較例3 酸無水物基を有する樹脂の代わりにMFR(190℃)
21.0g/10分、密度0.917g/cm3 である高
圧法ポリエチレンを用いる他は実施例1と同様にして押
出ラミネート成形及び評価を行った。評価結果を表1に
示した。
【0028】比較例4 比較例3の高圧法ポリエチレンを用い、ダイ直下の樹脂
温度305℃で押出ラミネートする他は実施例1と同様
にして押出ラミネート成形及び評価を行った。評価結果
を表1に示した。
【0029】比較例5 EVOHフィルムと市販の高圧法ポリエチレンフィルム
をウレタン系接着剤を用いてドライラミネートにより接
着した。結果を表1に示した。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】EVOH、PVAフィルムと樹脂層との
接着強度が初期から強く、製造時の有機溶剤の使用量が
少なく、押出ラミネート成形で製造する場合に、接着性
が良好なため、300℃以下の成形温度で製造できる積
層フィルムが得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−131590(JP,A) 特開 平2−38432(JP,A) 特開 昭62−255141(JP,A) 特開 昭60−23039(JP,A) 特開 昭57−191054(JP,A) 特開 昭50−128767(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン−ビニルアルコール共重合体、
    あるいはポリビニルアルコールのフィルムの少なくとも
    片面に、末端にアミノ基を有するシランカップリング剤
    の薄層を介して、カルボキシル基、カルボン酸金属塩基
    又は酸無水物基を有する樹脂を積層した積層フィルム。
  2. 【請求項2】 エチレン−ビニルアルコール共重合体、
    あるいはポリビニルアルコールのフィルムの少なくとも
    片面に、末端にアミノ基を有するシランカップリング剤
    の溶液を塗布乾燥した後、カルボキシル基、カルボン酸
    金属塩基又は酸無水物基を有する樹脂層を設けることを
    特徴とする積層フィルムの製造方法。
  3. 【請求項3】 カルボキシル基、カルボン酸金属塩基又
    は酸無水物を有する樹脂層を設ける方法として押出ラミ
    ネート法を用いることを特徴とする請求項2の積層フィ
    ルムの製造方法。
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