新しい包装材料：多層包装フィルム（前編）

食品や医薬品などの物質の保存期間を延長するために、多くの梱包材現在、食品や医薬品には多層包装用複合フィルムが使用されています。現在、複合包装材料は 2 層、3 層、5 層、7 層、9 層、さらには 11 層もあります。多層包装フィルムは、複数のプラスチック原料を単一の金型開口部から複数のチャネルに同時に押し出すことによって形成される薄いフィルムであり、異なる材料の利点を活用できます。
多層包装用フィルムロール主にポリオレフィンの組み合わせで構成されています。現在、一般的に使用されている構造としては、ポリエチレン/ポリエチレン、ポリエチレン・エチレン酢酸ビニル共重合体/ポリプロピレン、LDPE/接着層/EVOH/接着層/LDPE、LDPE/接着層/EVH/EVOH/EVOH/接着層/LDPEなどがあります。各層の厚さは押出技術によって調整できます。バリア層の厚さを調整し、さまざまなバリア材料を使用することで、さまざまなバリア特性を備えた柔軟なフィルムを設計できます。ヒートシール層の材料も、さまざまなパッケージングのニーズに合わせて柔軟に交換および調整できます。この多層多機能包装複合材料は、将来の包装フィルム材料開発の主流の方向性となります。

多層包装用複合フィルム構造

多層包装複合フィルムは、層の数に関係なく、フィルムの各層の機能に基づいて、一般に基層、機能層、接着層に分けられます。

基礎レベル
一般に、複合フィルムの内層と外層は、良好な物理的および機械的特性、成形加工性能、およびヒートシール層を備えている必要があります。また、良好なヒートシール性能と熱溶着性能も必要です。これらは比較的低コストであり、機能層に対する良好な支持および保持効果があり、複合フィルムの中で最も高い割合を占め、複合フィルムの全体的な剛性を決定します。 。基材は主にPE、PP、EVA、PET、PSです。

機能層
機能層食品包装フィルムほとんどの場合、多層複合フィルムの中央にあるバリア層であり、主にEVOH、PVDC、PVA、PA、PETなどのバリア樹脂を使用します。その中で、最も一般的に使用される高バリア材料はEVOHとPVDCです。 、一般的な PA と PET は同様のバリア特性を持ち、中程度のバリア材料に属します。

EVOH（エチレンビニルアルコール共重合体）
エチレンビニルアルコール共重合体は、エチレンポリマーの加工性とエチレンアルコールポリマーのガスバリア性を兼ね備えたポリマー材料です。透明度が高く、光沢感も良好です。 EVOHはガスや油に対するバリア性に優れ、機械的強度、弾性、耐摩耗性、耐寒性、表面強度に優れ、加工性能にも優れています。 EVOH のバリア性能はエチレン含有量に依存します。エチレン含有量が多くなるとガスバリア性能は低下しますが、耐湿性能は向上し、加工が容易になります。
EVOH素材を使用して包装された製品には、調味料、乳製品、肉製品、チーズ製品などが含まれます。

PVDC（ポリ塩化ビニリデン）
ポリ塩化ビニリデン (PVDC) は、塩化ビニリデン (1,1-ジクロロエチレン) のポリマーです。ホモポリマー PVDC の分解温度は融点よりも低いため、溶融しにくくなります。したがって、包装材料としては、PVDC は塩化ビニリデンと塩化ビニルの共重合体であり、気密性、耐食性、印刷性、ヒートシール性が良好です。
初期の頃は主に軍用の梱包材として使用されていました。 1950 年代には、特に現代の包装技術と現代人の生活ペースの急速な発展、急速冷凍と保存包装、電子レンジ調理器具の革命、および食品の保存性の拡大に伴い、食品保存フィルムとして使用され始めました。医薬品の有効期限により、PVDC の用途がより一般的になりました。 PVDC は極薄フィルムにすることができるため、原材料の量と包装コストを削減できます。今でも人気があります

粘着層
一部のベース樹脂と機能層樹脂の間の親和性が低いため、これら 2 つの層の間にいくつかの接着層を配置して接着剤として機能させ、一体化した複合フィルムを形成する必要があります。接着層には接着樹脂が使用されており、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンやエチレン酢酸ビニル共重合体（EVA）などが一般的に使用されています。

無水マレイン酸グラフトポリオレフィン
無水マレイン酸グラフトポリオレフィンは、反応押出によって無水マレイン酸をポリエチレンにグラフトし、非極性鎖に極性側基を導入することによって製造されます。これは極性材料と非極性材料の間の接着剤であり、ポリプロピレンやナイロンなどのポリオレフィンの複合フィルムに一般的に使用されます。
EVA（エチレン酢酸ビニル共重合体）
EVAは酢酸ビニルモノマーを分子鎖に導入し、ポリエチレンの結晶化度を低下させ、充填剤の溶解性と熱シール性能を向上させます。材料中のエチレンと酢酸ビニルの含有量が異なると、用途も異なります。
① 酢酸エチレン含有量が 5% 未満の EVA の主な製品は、接着剤、フィルム、ワイヤー、ケーブルなどです。
②酢酸ビニル含有率5%~10%のEVAの主な製品は弾性フィルム等です。
③ 酢酸ビニル含有率 20%~28%の EVA の主な製品はホットメルト接着剤とコーティング製品です。
④ 酢酸ビニル含有率5%～45%のEVAの主な製品は、フィルム（農業用フィルムを含む）やシート、射出成形品、発泡製品などです。