JP2015214340A - 包装材シーラント及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内容物の非付着性及びその持続性に優れた撥液性の包装材シーラントを提供する。
【解決手段】第一樹脂層１と、第一樹脂層１の厚さ方向の一方の面に設けられ、樹脂中に微粒子３を分散してなる第二樹脂層２とを有し、第一樹脂層１と反対の面に位置する第二樹脂層２の表面に微粒子３の表面の一部を露出することにより第二樹脂層２の表面に凹凸部を形成する。さらに微粒子３の露出表面及び凹凸部が形成されない第二樹脂層２の表面を撥液膜４により被覆して包装材シーラントを形成する。
【選択図】図１
【解決手段】第一樹脂層１と、第一樹脂層１の厚さ方向の一方の面に設けられ、樹脂中に微粒子３を分散してなる第二樹脂層２とを有し、第一樹脂層１と反対の面に位置する第二樹脂層２の表面に微粒子３の表面の一部を露出することにより第二樹脂層２の表面に凹凸部を形成する。さらに微粒子３の露出表面及び凹凸部が形成されない第二樹脂層２の表面を撥液膜４により被覆して包装材シーラントを形成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、食品、飲料、医薬品、化学品等の包装材に用いられる撥液性の包装材シーラント及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは内容物の非付着性に優れた撥液性の包装材シーラント及びその製造方法に関するものである。
従来、食品、飲料、医薬品、化学品等の多くの商品の包装用途で内容物に応じた包装材シーラントが開発されている。包装される内容物の例としては、ヨーグルト、カレー、マヨネーズ、ケチャップ、液体洗剤等があり、内容物の形状も、固体、半固体、液体、粘性体、ゲル状物等のように様々である。
これらの内容物を包装するための包装材シーラントにおいては、密封性が要求されるほかに、内容物、包装形態、用途等に応じて熱接着性、遮光性、耐熱性、耐久性等が要求される。上記のような内容物を包装するための包装材シーラントには、その他の問題として内容物の残留がある。内容物がシーラントに付着すると、内容物が包装容器内に残留し、すべて使い切ることが困難になる。また内容物をすべて使い切るためには付着した内容物を掻き出したり、搾り出したりして回収しなければならず、手間がかかる。したがって、包装材シーラントには、上記のような密封性等のほか、内容物が付着しにくい非付着性が要求される。
特許文献１には、基材層上の熱接触層の最表層に疎水性酸化物微粒子を付着させた包装材料が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の包装材料は、接着層上に疎水性酸化物微粒子を分散させたコート液を塗布することによって包装材料を製造するものであるため、疎水性酸化物微粒子の接着層への十分な密着性を得ることは困難である。したがって、特許文献１に記載の包装材料では、非付着性の持続が十分ではないという問題がある。
本発明は、内容物の非付着性及びその持続性に優れた撥液性の包装材シーラント及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するためになされたもので、請求項１の発明は、撥液性の包装材シーラントであって、第一樹脂層と、前記第一樹脂層の厚さ方向の少なくとも一方の面に設けられ、樹脂中に微粒子を分散してなる第二樹脂層とを有し、前記第一樹脂層と反対の面に位置する前記第二樹脂層の表面に前記微粒子の表面の一部を露出することにより前記第二樹脂層の前記表面に凹凸部を形成し、前記微粒子の露出表面及び前記凹凸部が形成されない前記第二樹脂層の前記表面の少なくとも前記微粒子の露出表面を撥液膜により被覆したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の包装材シーラントにおいて、前記第二樹脂層に含有される微粒子量が２０重量部以上７０重量部以下であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２記載の包装材シーラントにおいて、前記微粒子は親水性シリカからなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の包装材シーラントにおいて、前記第二樹脂層の厚みは１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする。
請求項５の発明は、包装材シーラントの製造方法であって、第一樹脂層の厚さ方向の少なくとも一方の面に、樹脂中に微粒子を分散してなる第二樹脂層を積層する第１の工程と、前記第一樹脂層と反対の面に位置する前記第二樹脂層の表面の一部を該第二樹脂層の厚さを減ずる方向にエッチングして前記微粒子の表面の一部を露出することにより前記第二樹脂層の前記表面に凹凸部を形成する第２の工程と、前記微粒子の露出表面及び前記凹凸部が形成されない前記第二樹脂層の前記表面の少なくとも前記微粒子の露出表面に撥液処理を施す第３の工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、内容物の非付着性及びその持続性に優れた包装材シーラント及びその製造方法を実現できる。
包装材シーラント１０は、図１に示すように、第一樹脂層１と、第一樹脂層１の厚さ方向の一方の面に積層され、樹脂中に微粒子３を分散させてなる第二樹脂層２とを備える。この第二樹脂層２の表面を厚さ方向にエッチング処理して、微粒子３の表面の一部を露出させることにより、第二樹脂層２の表面に微細な凹凸部が形成される。この場合、微粒子３の露出表面が、包装される内容物と接触しても微粒子３が第二樹脂層２から脱落しないよう強固に固定されている。
なお、包装材シーラント１０は包装容器に用いられる際に、微粒子３の表面の一部が露出している第二樹脂層２の面が内容物と接触する面となる。包装材シーラント１０は、これ単独で包装容器を形成するために用いても良いし、他のフィルム等と積層したシーラントフィルムとして用いても良い。
第一樹脂層１および第二樹脂層２は、これらからなる包装材シーラント１０を用いて包装容器を作製する際にヒートシールされる部材である。第一樹脂層１および第二樹脂層２で用いるシーラント樹脂としてはヒートシールが可能なものであれば良く、ポリオレフィン系樹脂を主体とした公知の材料又は積層材料を使用することができる。ポリオレフィン系樹脂としてはプロピレン単独重合体、プロピレンと炭素数２〜１２（炭素数３は除く）の少なくとも１種の不飽和炭化水素との共重合体、例えばプロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-ブテン共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-ブテンブロック共重合体、プロピレン-エチレン-ブテン共重合体などのプロピレン系樹脂や、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、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-メタクリル酸共重合体などのエチレン系樹脂が挙げられる。これらのうち１種類、又は２種類以上の混合物を用いてもよい。好ましくはエチレン系樹脂が選ばれる。
これらの包装材シーラント１０の第二樹脂層２と反対側の面、すなわち第一樹脂層１の厚さ方向の他方の面には、公知の包装材に用いられるものと同様の印刷層、印刷保護層等が積層されても良い。
微粒子を分散させた状態に含有する第二樹脂層２を構成する微粒子３としては、特に限定はされないが、例えば親水性シリカ（例えば粒子径４μｍ）、アルミナ、チタニア等公知、又は市販のもの少なくとも1種を用いることができる。特に親水性シリカを用いた場合には、撥液処理によって親水性シリカ表面の豊富なシラノール基が修飾され、効率的な撥液膜の被覆処理効果が得られる。
微粒子を分散させた状態に含有する第二の樹脂層２の微粒子含有量としては２０重量部以上、７０重量部以下であることが好ましい。微粒子含有量が２０重量部未満ではシーラント表面、すなわち第二樹脂層２の表面に露出する微粒子量が減り、十分な撥液性を得ることができず、また、７０重量部を超える場合には第二樹脂層２の強度が低下し、クラックが生じやすくフィルムとしての成形が困難になる。
微粒子を分散させた状態に含有する第二樹脂層２の厚みは特に限定されるものではないが、通常通常０．５μｍ〜３０μｍ、好ましくは１μｍ〜１０μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜５μｍである。第二樹脂層２の厚みが０．５μｍ未満の場合には、均一な微粒子含有層が得られにくいこと、エッチング処理時に微粒子が脱粒して欠陥を生じやすくなることがあり、２０μｍを超える場合には屈曲性が低下し、クラックが生じやすくなる。
次に、包装材シーラントの製造方法について、図２を参照して説明する。
まず、図２（a）に示すように共押出しにて、第一樹脂層１と第二樹脂層２との積層体を形成する（第１の工程）。次いで、図２（b）に示すように、第一樹脂層１と反対の面に位置する第２樹脂層２の表面の一部を厚さ方向にエッチングし、微粒子３の表面の一部を露出させることにより、第二樹脂層２の表面に微細な凹凸部を形成する（第２の工程）。次いで、図２（c）に示すように、微粒子３の露出表面及び前記凹凸部が形成されない第二樹脂層２の表面２aに対して撥液処理を行い、撥液膜４を形成する（第３の工程）。
まず、図２（a）に示すように共押出しにて、第一樹脂層１と第二樹脂層２との積層体を形成する（第１の工程）。次いで、図２（b）に示すように、第一樹脂層１と反対の面に位置する第２樹脂層２の表面の一部を厚さ方向にエッチングし、微粒子３の表面の一部を露出させることにより、第二樹脂層２の表面に微細な凹凸部を形成する（第２の工程）。次いで、図２（c）に示すように、微粒子３の露出表面及び前記凹凸部が形成されない第二樹脂層２の表面２aに対して撥液処理を行い、撥液膜４を形成する（第３の工程）。
図２に示した製造方法の第２の工程において、第一樹脂層１と反対の面に位置する第二樹脂層２の表面をエッチングする方法としては、化学エッチングまたは物理エッチングを用いることができる。
また、図２に示した製造方法の第３の工程において、エッチング処理面はパーフルオロアルキルシランまたはパーフルオロアルキルトリクロロシラン等のフッ素系化合物で撥液処理を施したものを撥液面として好適に利用できる。
また、図２に示した製造方法の第３の工程において、エッチング処理面はパーフルオロアルキルシランまたはパーフルオロアルキルトリクロロシラン等のフッ素系化合物で撥液処理を施したものを撥液面として好適に利用できる。
以上、説明したように本実施の形態に係る包装材シーラント１０では、撥液処理の施された露出表面部を除いた微粒子３の他の部分は第二樹脂層２中に埋め込まれ、そして、第二樹脂層２の表面から露出した部分は微細な凹凸部を形成し、且つ第二樹脂層２の表面から露出した微粒子３の表面には撥液処理が施されている。このため、内容物の付着を低減することができる。また、微粒子３の露出部分を除く他の部分が第二樹脂層２中に埋め込まれているため、微粒子３の脱落を抑制することができ、内容物の非付着性を持続させることが可能となる。
また、本実施の形態に係る包装材シーラント１０では、撥液効果を示す微粒子３を含む第二樹脂層２が第一樹脂層１の片面に薄層で形成されているため、ヒートシール時には第一樹脂層１及び第二樹脂層２が溶融し、微粒子３が包装材シーラント１０中に埋没するため、ヒートシール性を維持することができる。そのため、包装材シーラント１０の接着代を考慮せず、全面に撥液効果を付与することができるほか、生産効率面で有利である。
なお、微粒子３に疎水性シリカを用いることが考えられるが、この場合、通常のアルキル基を有するケイ素化合物で処理した疎水性シリカでは、撥水性を有するものの、その他の液体（例えば調味料、ヨーグルトやカレー等）に対するはじきは不十分であることが確認されており、しかも、粒子はフルオロアルキル基を含むケイ素化合物でシリカ処理されている。
また、初めからフルオロアルキル基で処理された粒子を使用する場合、その入手が困難、かつ高価であるため、浸漬処理により、表面に露出した親水部のみを撥水処理しているのが現状である。また、工程面では、最初から疎水性シリカを使用するものであるため、プラズマ処理を行うと、疎水部が一部除去されてしまい、撥液性が低下し欠陥が生じることになる。
また、初めからフルオロアルキル基で処理された粒子を使用する場合、その入手が困難、かつ高価であるため、浸漬処理により、表面に露出した親水部のみを撥水処理しているのが現状である。また、工程面では、最初から疎水性シリカを使用するものであるため、プラズマ処理を行うと、疎水部が一部除去されてしまい、撥液性が低下し欠陥が生じることになる。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例になんら限定されるものではない。
（実施例１）
（１）微粒子を含有する樹脂組成物の製法
親水性シリカ(サイリシア３５０、富士シリシア化学（株）)にＬＤＰＥ樹脂を加え、一軸押出機（ラボプラストミル、（株）東洋精機製作所）にてシリンダ温度２４０℃、混練し・押出を行い、得たストランドをペレット化した。
＜原料＞
親水性シリカ ４０重量部
ＬＤＰＥ樹脂 ６０重量部
（１）微粒子を含有する樹脂組成物の製法
親水性シリカ(サイリシア３５０、富士シリシア化学（株）)にＬＤＰＥ樹脂を加え、一軸押出機（ラボプラストミル、（株）東洋精機製作所）にてシリンダ温度２４０℃、混練し・押出を行い、得たストランドをペレット化した。
＜原料＞
親水性シリカ ４０重量部
ＬＤＰＥ樹脂 ６０重量部
（２）包装材シーラントの成形
次に、第一樹脂層（コア層）材料に前記手法時に使用したＬＤＰＥ樹脂、第二樹脂層（スキン層）に前記手法で得られた樹脂組成物を用い、共押出しフィルムを作製した。第一樹脂層の押出にはシリンダ温度２４０℃、第二樹脂層の押出にはシリンダ温度２４０℃にてＴダイから押出して、冷却ロールにて冷却固化させたフィルムの巻取りを行った。膜厚は第一樹脂層を５０μｍ、第二樹脂層を５μｍとして作製した。
次に、第一樹脂層（コア層）材料に前記手法時に使用したＬＤＰＥ樹脂、第二樹脂層（スキン層）に前記手法で得られた樹脂組成物を用い、共押出しフィルムを作製した。第一樹脂層の押出にはシリンダ温度２４０℃、第二樹脂層の押出にはシリンダ温度２４０℃にてＴダイから押出して、冷却ロールにて冷却固化させたフィルムの巻取りを行った。膜厚は第一樹脂層を５０μｍ、第二樹脂層を５μｍとして作製した。
（３）包装材シーラントの表面処理
次に、得られた共押出しフィルムの第二樹脂層の表面をプラズマエッチング装置（プラズマクリーナーＰＣ−３００、サムコ（株））を用いて、ドライエッチングすることにより、第二樹脂層の表面に、シリカ微粒子の表面の一部が露出した面を形成した。その後、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン液に１分浸漬させ、シリカ微粒子の露出表面に撥液処理を施した包装材シーラントを得た。
次に、得られた共押出しフィルムの第二樹脂層の表面をプラズマエッチング装置（プラズマクリーナーＰＣ−３００、サムコ（株））を用いて、ドライエッチングすることにより、第二樹脂層の表面に、シリカ微粒子の表面の一部が露出した面を形成した。その後、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン液に１分浸漬させ、シリカ微粒子の露出表面に撥液処理を施した包装材シーラントを得た。
（実施例２）
親水性シリカを含む第二の樹脂層について、親水性シリカを２０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を８０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
親水性シリカを含む第二の樹脂層について、親水性シリカを２０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を８０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
（実施例３）
親水性シリカを含む第二の樹脂層について、親水性シリカを７０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を３０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
親水性シリカを含む第二の樹脂層について、親水性シリカを７０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を３０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
（比較例１）
ＬＤＰＥ樹脂のみを二軸押出機を用いて製膜し、単層のシーラントフィルムを作製した。
ＬＤＰＥ樹脂のみを二軸押出機を用いて製膜し、単層のシーラントフィルムを作製した。
（比較例２）
親水性シリカを含む第二樹脂層について、親水性シリカを１０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を９０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
親水性シリカを含む第二樹脂層について、親水性シリカを１０重量部、ＬＤＰＥ樹脂を９０重量部とした樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様の包装材シーラントを作製した。
（評価）
上記実施例１及び２、比較例１及び２で作製した包装材シーラントを用いて接触角測定及び内容物付着試験を行った。その結果を表１に示す。
接触角：上記包装材シーラントの第二樹脂層の表面を試験面とし、純水の接触角を測定した。
内容物付着試験：上記包装材シーラントの第二樹脂層の表面を試験面として、スライドガラスに貼り付けた後、水平状態で醤油、ソース、ケチャップを各０．５ｇ垂らし、スライドガラスを９０度に傾けたときの内容物の付着状態を評価した。付着状態の判定は、試験面に一切の付着がないものを○、僅かに付着するものを△、ほぼ全面に付着するものを×とした。
上記実施例１及び２、比較例１及び２で作製した包装材シーラントを用いて接触角測定及び内容物付着試験を行った。その結果を表１に示す。
接触角：上記包装材シーラントの第二樹脂層の表面を試験面とし、純水の接触角を測定した。
内容物付着試験：上記包装材シーラントの第二樹脂層の表面を試験面として、スライドガラスに貼り付けた後、水平状態で醤油、ソース、ケチャップを各０．５ｇ垂らし、スライドガラスを９０度に傾けたときの内容物の付着状態を評価した。付着状態の判定は、試験面に一切の付着がないものを○、僅かに付着するものを△、ほぼ全面に付着するものを×とした。
表１の結果からも明らかなように、比較例の包装材シーラントでは非付着性は得られないが、実施例１〜３では十分な非付着性を得られることがわかる。
このように本発明に係る包装材シーラントは高い撥水性を有するため、内容物の付着による取り出し後の残存量が低減され、内容物の取り出し性を向上できる包装材料の構成として使用するのに効果的であることが分かった。
このように本発明に係る包装材シーラントは高い撥水性を有するため、内容物の付着による取り出し後の残存量が低減され、内容物の取り出し性を向上できる包装材料の構成として使用するのに効果的であることが分かった。
１…第一樹脂層
２…第二樹脂層
３…微粒子
４…撥液膜
１０…包装材シーラント
２…第二樹脂層
３…微粒子
４…撥液膜
１０…包装材シーラント
Claims (5)
- 第一樹脂層と、
前記第一樹脂層の厚さ方向の少なくとも一方の面に設けられ、樹脂中に微粒子を分散してなる第二樹脂層とを有し、
前記第一樹脂層と反対の面に位置する前記第二樹脂層の表面に前記微粒子の表面の一部を露出することにより前記第二樹脂層の前記表面に凹凸部を形成し、
前記微粒子の露出表面及び前記凹凸部が形成されない前記第二樹脂層の前記表面の少なくとも前記微粒子の露出表面を撥液膜により被覆した
ことを特徴とする包装材シーラント。 - 前記第二樹脂層に含有される微粒子量が２０重量部以上７０重量部以下であることを特徴とする請求項１記載の包装材シーラント。
- 前記微粒子は親水性シリカからなることを特徴とする請求項１または２記載の包装材シーラント。
- 前記第二樹脂層の厚みは１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の包装材シーラント。
- 第一樹脂層の厚さ方向の少なくとも一方の面に、樹脂中に微粒子を分散してなる第二樹脂層を積層する第１の工程と、
前記第一樹脂層と反対の面に位置する前記第二樹脂層の表面の一部を該第二樹脂層の厚さを減ずる方向にエッチングして前記微粒子の表面の一部を露出することにより前記第二樹脂層の前記表面に凹凸部を形成する第２の工程と、
前記微粒子の露出表面及び前記凹凸部が形成されない前記第二樹脂層の前記表面の少なくとも前記微粒子の露出表面に撥液処理を施す第３の工程と、
を備えることを特徴とする包装材シーラントの製造方法。
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-
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