ガスバリア性に優れた樹脂を比較｜延伸性や水溶性などに優れた樹脂もご紹介

食品包装では、内容物の品質を維持するために外部からの酸素やガスの侵入を抑えることが重要です。酸素は食品の酸化や変色、風味劣化の原因となるため、包装材料には高いガスバリア性が求められます。

例えば、スナック菓子や加工食品では、酸素が包装内部に侵入すると油脂の酸化が進み、風味が損なわれる可能性があります。また、酸化による変色や栄養価の低下なども食品品質に影響を与える要因となります。

ガスバリア性は一般的に酸素透過度（OTR：Oxygen Transmission Rate）で評価されます。酸素透過度が小さいほど酸素を通しにくく、高いバリア性能を持つ材料であることを意味します。このような性能を持つ材料は「ガスバリア性樹脂」と呼ばれ、食品包装用フィルムや容器などで広く使用されています。

ガスバリア性能を持つ樹脂にはいくつかの種類があり、用途や加工方法に応じて使い分けられています。ここでは代表的なガスバリア材料を紹介します。

EVOHは食品包装分野で広く使用されているガスバリア材料の一つです。非常に高い酸素バリア性能を持ち、多層フィルムのバリア層として使用されることが一般的です。

一方で、EVOHは湿度の影響を受けやすいという特性があり、高湿度環境ではバリア性能が低下する場合があります。そのため、他の樹脂と組み合わせた多層構造で使用されることが多くあります。

PVDCは非常に高いガスバリア性能を持つ材料として知られており、食品包装フィルムのコーティング用途などで使用されています。
湿度の影響を比較的受けにくい点が特徴であり、安定したバリア性能を発揮します。

PVA系樹脂は高い酸素バリア性を持つ材料であり、水溶性であることから水系コーティング材料として利用されることがあります。紙包装やフィルムのバリアコーティング用途などで使用されるケースもあります。

MXD6はナイロン系樹脂の一種であり、比較的湿度耐性が高い点が特徴です。容器用途などでガスバリア性を向上させる目的で使用されることがあります。

ガスバリア性樹脂にはさまざまな種類があり、それぞれガスバリア性能や湿度耐性、主な用途などの特性が異なります。代表的なガスバリア性樹脂の特徴を、酸素バリア性能や湿度耐性などの観点から整理すると以下のようになります。

ガスバリア性樹脂にはさまざまな種類があり、それぞれ性能や特長が異なります。
ここでは、代表的な用途ごとに適したガスバリア材料とその特徴を紹介します。

紙包装やフィルムの表面にバリア層を形成する用途では、水系コーティング材料として使用できる樹脂が求められます。近年は環境負荷低減の観点から、溶剤系材料から水系材料への転換が進んでおり、水系バリアコーティング材料の需要が高まっています。代表的な材料としては以下が挙げられます。

代表的な樹脂
・PVDC
・PVA系樹脂
・ニチゴーGポリマー™

PVDCは非常に高いガスバリア性能を持ち、湿度の影響を比較的受けにくいことから、コーティング用途で広く使用されています。一方、ビニルアルコール系樹脂であるニチゴーGポリマー™は、水溶性を持つ材料であり、水を溶媒としたコーティング液を調製できる点が特徴です。高濃度でありながら低粘度の溶液設計が可能であるため、塗工工程において取り扱いやすい材料です。

また、溶液粘度の安定性や低発泡性に優れており、塗工工程における泡起因のトラブルを抑制できる点も特長です。このような特性により、紙包装やフィルムの表面にバリア層を形成する水系バリアコーティング材料として利用が期待されています。

食品包装では、環境負荷低減やプラスチック使用量削減の観点から、フィルムの薄膜化が求められています。そのため、延伸加工を用いた高機能フィルムの開発が進んでいます。延伸フィルム用途では、以下のような材料が使用されます。

代表的な樹脂
・EVOH
・ニチゴーGポリマー™

EVOHは高い酸素バリア性能を持つため、多層フィルムのバリア層として広く使用されています。ただし、延伸加工時の加工適性には課題がある場合があります。

一方、ビニルアルコール系樹脂であるニチゴーGポリマー™は、低湿度下での高いガスバリア性を持ち、同じバリア材として広く知られるエチレンビニルアルコール（EVOH）よりも高い延伸性を示し、延伸バリアフィルムとの相性が良い材料です。

三菱ケミカルの「ニチゴーGポリマー™」はガスバリア性、押出成形性、水溶性、延伸性、 生分解性を兼ね備えたブテンジオール・ビニルアルコール共重合樹脂 （BVOH）です。

低湿度下での高いガスバリア性を持ち、同じバリア材として広く知られるエチレンビニルアルコール（EVOH）よりも高い延伸性を示し、延伸バリアフィルムとの相性が良い材料です。

ガスバリア包装においては、 大気中からの酸素侵入による内容物の酸化を抑制します。また、包装内に充填する不活性ガスを保持しやすいため、賞味期限の延長や食品ロス削減に貢献し、ドライフード用包装などのバリア材として欧州を中心に使用が拡大しています。

ニチゴーGポリマー™の主な特徴は以下の通りです。

ガスバリア性
ニチゴーGポリマー™は、低結晶性でありながら高い水素結合力を有するため優れたガスバリア性能を発揮します。特にドライ条件下では、ニチゴーGポリマー™は、一般的な酸素バリア材であるエチレンビニルアルコール（EVOH）よりも30～600倍酸素バリア性に優れています。

また低湿度環境下において、非常に優れた酸素バリア性を発現します。これにより、酸化に弱い食品や内容物の品質劣化を抑制し、包装材として高い保護性能を実現します。
ガスバリア性について詳細はこちら

延伸性
ニチゴーGポリマー™のフィルムは、延伸性に優れており、二軸延伸加工では加工温度150～160℃で最大7.5×7.5倍に延伸することが可能です。
延伸性について詳細はこちら

水溶性
水溶性に優れており、高濃度でありながら低粘度の溶液設計が可能です。作業性に優れ、取り扱いのしやすさと生産効率の向上に貢献します。
水溶性について詳細はこちら

優れたコーティング適性
溶液の粘度安定性が高く、長期保管を行った場合でも品質のばらつきが少ない点が特長です。また、乾燥性にも優れており、高濃度設計やアルコール併用といった処方にも対応可能です。

さらに低発泡性であるため、塗工工程における泡起因のトラブルを抑制でき、各種コーティング方式において安定した製膜性を発揮します。各種コーティング方式に適応しやすく、安定した製膜性が特長です。

ニチゴーGポリマー™の製品特性一覧はこちら

ニチゴーGポリマー™は高いガスバリア性能を活かし、食品包装材料のバリア層として使用することが可能です。例えば、食品包装に使用することで以下のようなメリットが期待できます。

• 食品の酸化劣化の抑制
• 賞味期限の延長
• 風味や色調の保持
• 品質クレームの低減

また、水系材料として設計することが可能であり、環境配慮型包装の開発にも適しています。
使用用途について詳細は以下をご覧ください。

【使用用途】生分解性バリア包材
【使用用途】ガスバリア包材（溶融成形）　
【使用用途】ガスバリア包材（コーティング）

ニチゴーGポリマー™は、同じビニルアルコール系材料であるポリビニルアルコール（PVA）と比較しても、コーティング用途で扱いやすい特性を持っています。例えば、以下のようなといった特徴があり、安定した塗工性を実現します。

• 溶液粘度の安定性が高い
• 溶剤との混和性が高い
• 塗工時の発泡が少ない

さらに、耐屈曲性や耐ピンホール性にも優れており、繰り返しの屈曲が加わる用途でもバリア性能を維持できる点が特長です。

三菱ケミカルでは、ニチゴーGポリマー™の活用方法についてご提案を行っています。
活用方法のご相談や、サンプル請求も承っておりますので、お気軽にお問合せ下さい。