メタライズドフィルムの仕様書の読み方 — OTR・WVTR と試験条件

要点

OTR と WVTR は測定値であり、表から引いてくる値ではありません。温度、湿度、方法、単位が添えられ、さらにグレードの規格値なのか、ラインが通常出す値なのかが示されて初めて、その数値は意味を持ちます。本稿では当社の仕様書の条件行を順に読み、当社が認めていない比較、すなわち AlOx とメタライズド PE の横並びについても触れます。

1. 四つの条件

バリア値は四つの脚で支えられています。一つでも欠ければ、その数値は比較できなくなります。

• 温度。ガス透過も水蒸気透過も、温度が上がれば増えます。他の試験より低い温度で測った WVTR は、タイトなフィルムではなく、易しい試験の結果です。
• 湿度。当社の AlOx の仕様書では、OTR は 0 % RH、WVTR は 90 % RH で測定しています。これは異なる水分状態であり、表記の違いではありません。
• 方法。当社の AlOx の仕様書は、酸素について GB/T 19789 / ASTM D3985、水蒸気について GB/T 26253 / ASTM E398 を記載しています。メタライズド PE の仕様書は ASTM D3985 と ASTM F1249 を記載しています。二つの規格名を併記しているのは、貴社の試験室が使い慣れた規格で試験を再現できるようにするためです。
• 単位。OTR は cm³/(m²·24h)、WVTR は g/(m²·24h) で、24 時間基準であることを明示しています。仕様書によっては酸素の圧力も cm³/(m²·0.1MPa·24h) と記載します。当社ではメタライズド PE がこちらで、AlOx は短い表記です。圧力の記載がない場合は、前提を置く前にご確認ください。

条件行は書類上の飾りではありません。その数値の定義そのものです。二つの仕様書がともに「0.6」と書いていても、測定条件が違えば、それは二つの異なるフィルムを指します。

2. 酸素の数値と水分の数値を入れ替えられない理由

酸素と水蒸気は異なる透過物質であり、当社の AlOx の仕様書では正反対の条件で測定しています。酸素は乾燥状態の 23 °C / 0 % RH、水蒸気は高温多湿の 38 °C / 90 % RH です。WVTR 試験の湿度は好みではなく、方法が定める条件であり、薄いバリアを通る水分の流れが測定できる大きさになる条件です。

結論は単純です。OTR の値は、同じフィルムが水分バリアとしてどう振る舞うかを何も語りません。二つの数値は入れ替えることも、平均することも、順位づけすることもできません。同じ落とし穴は一つの試験の中にもあります。23 °C / 50 % RH で測った WVTR と、38 °C / 90 % RH で測った WVTR は別の試験であり、前者は易しいぶん良く見えます。

三つ目の落とし穴は圧力です。OTR は明示された圧力の酸素で測定します。単位を cm³/(m²·24h) と書けばその圧力は暗黙になり、cm³/(m²·0.1MPa·24h) と書けば明示になります。異なる圧力で取った読み値は別の量であり、試験報告書がなければ換算係数では埋められません。

3. 規格値と代表値は別の主張

仕様書の二つ目の分岐は試験の話ではなく、手にしている数値がどちらかという話です。規格値はグレードの販売条件となる上限で、供給元がすべてのロールで満たすことを約束する値です。代表値はラインが通常出す値です。どちらも実在の数値であり、答える問いが異なります。

当社の仕様書からは、18 µm の ALOX BOPP-A が分かりやすい例です。

読み方はこうです。A のロールは酸素について 1 以下で規格化されており、通常は 0.63 付近を示します。貴社の構成が 0.7 を必要とするなら、規格値は「このフィルムでは満たせないかもしれない」と告げています。代表値は約束ではありません。二つの供給元を比較するときは、まず規格値の上限を、次に代表値を比べてください。片方で良く見え、もう片方で悪く見えることがあり、どちらの仕様書も誠実であり得ます。

同じコート系に、ラミネートグレード B の二つ目の組があります。OTR は規格値 ≤ 2、代表値 1.29、WVTR は ≤ 2 と 1.32 です。これはグレードの違いであり、試験の違いではありません。同じ 18 µm の AlOx BOPP で、グレードの上限が異なるだけです。

4. 同じ系列の二つのロール、二つの異なる数値

当社のメタライズド PE は、条件を読み込むだけでは取り繕えない形で、この点を示します。どちらのグレードも PE で、メタライズドで、同じ方法で試験されています。それでいて数値は範囲の両端に位置します。

VMCPE はヒートシールグレード、VMNCPE はヒートシールを持たないバリアコアグレードです。想定する用途が異なるため、OTR の ≤ 80 と ≤ 1、WVTR の 2.1 と ≤ 1 という差は、丸めの差ではなく製品の差です。この二つを比べること自体は妥当です。方法、単位、厚さが同じだからです。ただし、それぞれが担う役割も併せて比べて初めて意味を持ちます。

ここは書き留めておく価値のある一線です。VMCPE や VMNCPE の数値を、ALOX BOPP や ALOX PET の数値と比べないでください。当社の VMPE の仕様書は方法と単位を記載しますが、温度と湿度は記載していません。AlOx の仕様書は両方を記載しています。条件行が異なる二つの系列は横並びで比較できず、数値が低いほうが自動的に優れたバリアというわけでもありません。メタライズド PE の見積もりで不足する条件が必要であれば、そのグレードについてお問い合わせください。TDS が裏づけない数値を比較表に載せることはしません。

5. 自社の仕様書に条件行を書く

条件行は添え状ではなく、仕様書本体に書いてください。方法、温度、湿度、単位、そしてその数値が上限なのか代表値なのかです。「OTR ≤ 1 cm³/(m²·24h)、23 °C / 0 % RH、ASTM D3985」は再見積もりに耐えます。「高バリア」は耐えません。

次に、もう一方の数値も加えてください。代表値を伴わない上限は、別の供給元の代表値との比較を招きますが、それは別の主張です。両方を書き、どちらがどちらかを明示してください。ラミネートでは、包装体を品質確認する数値は、ラミネート後の完成構成の OTR と WVTR です。フィルムの数値は入力であり、結果ではありません。

6. フィルム供給元に聞く六つの質問

バリア値を自社の仕様書に書き込む前に、次を確認してください。六つのうち五つは、きちんとした TDS が答えてくれます。残る一つはロット証明書が答えます。

1. OTR と WVTR はどの温度と湿度で測定しましたか。また、その条件は脚注に一度だけではなく、各数値のそばに記載されていますか。
2. どの方法で得た数値ですか。ASTM D3985、ASTM F1249、GB/T 19789、GB/T 26253 のいずれか。規定どおりに実施したのか、別の条件から換算したのかも確認してください。
3. これは規格値の上限ですか、代表値ですか。もう一方も求めてください。上限だけでは、ロールが通常どの値を示すかは分かりません。
4. 単位は完全ですか。24 時間基準であること、酸素の圧力が明示されているか、明示的に含意されているかです。
5. どのグレード、どの厚さで、フィルムで測ったのか、ラミネート後の構成で測ったのか。40 µm のシーラントと 18 µm の AlOx フィルムは、同じ試験対象ではありません。
6. ロット証明書には何が記載されますか。同じ方法と同じ条件が、ロールごとに記載されますか。見積もり対象のグレードと厚さそのものに対して TDS を発行できますか。

要点

• 当社 AlOx の仕様書の OTR は 23 °C / 0 % RH · GB/T 19789 / ASTM D3985 · cm³/(m²·24h)。WVTR は 38 °C / 90 % RH · GB/T 26253 / ASTM E398 · g/(m²·24h) です。
• ALOX BOPP-A、18 µm：OTR は規格値 ≤ 1、代表値 0.63。WVTR は規格値 ≤ 1、代表値 0.89。
• ALOX BOPP-B、18 µm：OTR ≤ 2 / 1.29、WVTR ≤ 2 / 1.32。同じコート系で、グレード上限が緩い仕様です。
• VMCPE：OTR ≤ 80、WVTR 2.1。VMNCPE：OTR ≤ 1、WVTR ≤ 1。ASTM D3985 / ASTM F1249、 cm³/(m²·0.1MPa·24h)、40 µm のフィルムで測定。
• 当社の VMPE の TDS は温度と湿度を記載していません。記載されるまでは、VMPE の数値は系列内の比較に使えるもので、系列をまたぐ比較には使えません。
• AlOx とメタライズド PE の数値は横並びで比較できません。条件行が異なる二つの仕様書についても同じことがいえます。
• 条件行のないバリア値は、何とも比較できません。