JP2017159912A - マイクロ波発熱包装フィルム、マイクロ波発熱包装体およびこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)基材と、該基材の少なくとも一方に設けられたマイクロ波発熱インキ組成物を含む塗布層を備えるマイクロ波発熱包装フィルムであって、
前記マイクロ波発熱インキ組成物が導電性有機化合物と樹脂とを含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装フィルム、
(2)前記導電性有機化合物が、ポリアニリン類、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリアセン類、ポリチアジル類、ポリエチレンビニレン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリペリナフタレン類、ポリアクリロニトリル類、ポリオキサジアゾール類、ポリインドール類、ポリアズレン類、ポリフラン類、フタロシアニン類およびその誘導体、ポリシラン類、ポリゲルマン類、ポルフィリン類およびその誘導体、グラフェン類またはその誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、含硫黄系複素環化合物、含酸素系複素環化合物、含窒素系複素環化合物、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、キノン類よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする(1)に記載のマイクロ波発熱包装フィルム、
(3)前記導電性有機化合物が、ポリアニリン類、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリアセン類、ポリチアジル類、ポリエチレンビニレン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリペリナフタレン類、ポリアクリロニトリル類、ポリオキサジアゾール類、ポリインドール類、ポリアズレン類、ポリフラン類、フタロシアニン類およびその誘導体、ポリシラン類、ポリゲルマン類、ポルフィリン類およびその誘導体、グラフェン類またはその誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、含硫黄系複素環化合物、含酸素系複素環化合物、含窒素系複素環化合物、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、キノン類よりなる群から選択される少なくとも1種と、ドーパントと、を含むことを特徴とする(1)に記載のマイクロ波発熱包装フィルム、
(4)前記ドーパントが、ハロゲン類、ルイス酸、プロトン酸、有機カルボン酸、遷移金属ハロゲン化物、電解質アニオン、有機シアノ化合物、キノン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アミノ酸、核酸、界面活性剤、色素、アルキルアンモニウムイオン、四級ホスホニウム塩よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする(3)に記載のマイクロ波発熱包装フィルム、
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載のマイクロ波発熱包装フィルムを含むマイクロ波発熱包装体であって、
前記マイクロ波発熱包装フィルムの少なくとも一部に形成された塗布層を含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装体、
(6)基材の少なくとも一方にマイクロ波発熱インキ組成物を含む塗布層が形成された工程を含むマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法であって、
前記塗布層が形成された工程が、導電性有機化合物と樹脂とを含有するマイクロ波発熱インキ組成物が基材に形成された印刷工程であることを特徴とするマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法、
(7)前記印刷工程が、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする(6)に記載のマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法、
(8)(1)〜(4)のいずれかに記載のマイクロ波発熱包装フィルムを含み、前記マイクロ波発熱包装フィルムの一部に塗布層が形成された成形工程を含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装体の製造方法、
である。
発熱インキ組成物中の樹脂の含有量は、固形分換算で、0.1〜50質量%であることが好ましい。より好ましくは0.2〜40質量%であり、さらに好ましくは0.3〜30質量%である。樹脂の含有量が0.1質量%より少ないと塗布が困難となり、50質量%より多いと発熱インキ組成物自体の作製が困難である。
顔料としては、例えば、酸化チタン、弁柄、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、マイカ、タルク、パール、アルミニウム、カーボンブラックなどの無機顔料、フタロシアニン系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、ジオキサジン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系などの有機顔料、その他各種蛍光顔料、金属粉顔料、体質顔料などが挙げられる。これらの顔料は、一種類または二種類以上組み合わせて使用してもよい。染料としては、溶剤に溶解または分散するものが好ましく、一種類または二種類以上組み合わせて使用してもよい。なかでも、耐久性の観点から、顔料を用いることが好ましい。色材を含有することができるため、カラーバリエーションやデザイン性の面で非常に有用である。
(a)は、背シール部10bの反対側に塗布層3(蒸気抜け開口部11)を備えた例である。このような態様の包装体とした場合、塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成する。(a)の場合、塗布層3は2箇所であるが、1箇所でも、3箇所以上でもよく、任意の位置でよい。また、一軸延伸したフィルムを基材として使用した場合、蒸気抜け開口部11の開口をきっかけとして一軸延伸フィルムの延伸方向に沿ってフィルムが開放する。さらに、同時に塗布層3と同位置に存在するシール層も弱化あるいは軟化させ、水分を含む内容物から発生した水蒸気により、内圧が高まり、開口した蒸気抜け開口部11あるいは開放したフィルムから水蒸気が抜ける。
(b)は、(a)とは別の態様の例である。背シール部10bの反対側に傷つけ加工部15を備え、該傷つけ加工部15上に当接するように塗布層3(蒸気抜け開口部11)を備えた例である。(b)の場合、塗布層3は2箇所であるが、1箇所でも、3箇所以上でもよい。また、傷つけ加工部15は、包装体9のほぼ中央に位置しているが、これに限るものではなく、長辺方向である必要もない。傷つけ加工部15は、任意の位置でよく、1本以上でも、連続した直線形状でなくてもよい。また、塗布層3は、傷つけ加工部15上に当接するように備えたものであるが、必ずしも傷つけ加工部15上でなくてもよく、近接する位置でもよい。このような態様の包装体とした場合、塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成し、これをきっかけとして傷つけ加工部15も開放する。さらに、同時に塗布層3と同位置に存在するシール層も弱化あるいは軟化させ、水分を含む内容物から発生した水蒸気により、内圧が高まり、開口した蒸気抜け開口部11および開放した傷つけ加工部15から水蒸気が抜ける。
塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成する。塗布層3は2箇所であるが、1箇所でも、3箇所以上でもよく、任意の位置でよい。また、一軸延伸したフィルムを基材として使用した場合、蒸気抜け開口部11の開口をきっかけとして一軸延伸フィルムの延伸方向に沿ってフィルムが開放する。さらに、同時に塗布層3と同位置に存在するシール層も弱化あるいは軟化させ、水分を含む内容物から発生した水蒸気により、内圧が高まり、開口した蒸気抜け開口部11あるいは開放したフィルムから水蒸気が抜ける。
また、蓋材状のマイクロ波発熱包装体9には、前記図13(b)の例と同様に、傷つけ加工部15を備え、該傷つけ加工部15上に当接するように塗布層3(蒸気抜け開口部11)を備えてもよい。傷つけ加工部15は、包装体9の任意の位置でよく、長辺方向である必要もない。傷つけ加工部15は、1本以上でも、連続した直線形状でなくてもよい。また、塗布層3は、必ずしも傷つけ加工部15上に当接するように備える必要はなく、近接する位置でもよい。このような態様の包装容器とした場合、塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成し、これをきっかけとして傷つけ加工部15も開放する。さらに、同時に塗布層3と同位置に存在するシール層も弱化あるいは軟化させ、水分を含む内容物から発生した水蒸気により、内圧が高まり、開口した蒸気抜け開口部11および開放した傷つけ加工部15から水蒸気が抜ける。
塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成する。さらに、塗布層3と同位置に存在する基材も弱化あるいは軟化させ、水分を含む内容物から発生した水蒸気により、内圧が高まり、開口した蒸気抜け開口部11から水蒸気が抜ける。塗布層3は、3本の並行な短い直線状の15箇所に印刷パターンとして備えたものであるが、これに限られることはない。前記図13や図14の例と同様に、一軸延伸フィルムを用いてもよく、図13(b)と同様に、傷つけ加工部を備えてもよい。
また、基材として、ストレッチフィルムのようなものを用いれば、自己粘着性を持つため、シール層が不要で、安価で、簡便に内容物を包み込もことができる。
(a)は、塗布層3(蒸気抜け開口部11)をヒートシール部に1箇所備えた例である。塗布層3は1箇所であるが、複数箇所あってもよい。また、横シール部10cに備えた例であるが、その位置はこれに限るものではなく、上シール部10dであってもよく、ヒートシール部近傍であってもよい。この場合、塗布層3で発熱し、同位置に存在するシール層を弱化あるいは軟化させ、蒸気抜け開口部11を形成することができる。
(b)は、塗布層3(蒸気抜け開口部11)をヒートシール部ではない部分に備えた例である。塗布層3は1箇所であるが、複数箇所あってもよい。塗布層3は、マイクロ波により発熱し、塗布層3の部分の基材に瞬間的に開口部(蒸気抜け開口部11)を形成する。
発熱インキ組成物1(製造例1)
ポリビニルアルコール系メジウム(固形分4%)10部、ポリアニリン溶液(固形分0.8%)50部、IPA10部、水30部を仕込み、撹拌して、発熱インキ組成物1を作成した。
ポリビニルアルコール系メジウム(固形分4%)10部、PEDOT/PSS溶液(固形分1%)60部、IPA10部、水20部を仕込み、撹拌して、発熱インキ組成物2を作成した。
ポリビニルアルコール系メジウム(固形分4%)20部、ポリピロール溶液(固形分1%)60部、メタノール10部、水10部を仕込み、撹拌して、発熱インキ組成物3を作成した。
厚さ12μmのPETフィルムの片面にアルミニウムを約100Åの厚さに真空蒸着し、発熱蒸着フィルムを作製した。真空蒸着は、タングステンボードを加熱抵抗体とした真空蒸着機(EBH6型、日本真空技術(株)製)を用い、蒸着源として純度99.99%以上のものを使用し、真空度2×10−4Torrで行なった。蒸着膜の厚さは、重量法で計算した。
マイクロ波発熱包装フィルム1〜13および15、16について、発熱フィルム1〜3は発熱インキを含む塗布層(蒸気抜け開口部)が背シール部近傍、発熱フィルム4〜7および9〜13は背シール部内、発熱フィルム8は背シール部の一部、また発熱フィルム16は蒸着フィルム部が背シール部内に架かるようにそれぞれ配設し、シール層面(イージーピールフィルムの場合はイージーピールフィルム面)を内側にし、該背シール部と一方の底シール部をヒートシールにより接着し、開口部を有する袋状の包装体とした。ティッシュペーパー(クリネックス、日本製紙クレシア(株)製)5枚を重ねて水道水50ccを含ませ、これを内容物として、前記開口部からそれぞれ入れた後に、前記開口部をヒートシールにより密封(底シール部となる)し、図8のようなピロー包装袋状の包装体1〜15を作製した。これらの包装体を電子レンジ(品番:NE−TY156、Panasonic(株)製、高周波出力:500W、丸皿直径:270mm)に入れて加熱した。加熱により、背シール部の塗布層が発熱し、弱化し、開口した。このときの、開口時の開口部の状態を観察した。さらなる加熱により内容物から発生する水蒸気に伴い、内圧が高まり、蒸気抜け開口部を含む包装体全体の外観について観察し、それぞれ評価した。
開口部の状態は、塗布部を観察したときに、○:連通の有無に限らず想定幅で開口している、×:想定以上あるいは想定以下の幅で開口しているあるいは開口しない、の2段階で評価した。
包装体全体の外観は、○:想定した場所および想定した幅で連通した蒸気抜け開口部を形成している、×:想定した場所以外あるいは想定幅以上で連通した蒸気抜け開口部を形成している、××:想定した場所に係らず、破裂や破壊によって開口している、の3段階で評価した。表1に開口性の結果を示した。
シール層面(イージーピールフィルムの場合はイージーピールフィルム面)同士を合わせて、140℃、2秒間、3kgf/cm2の加重にて、ヒートシールした後、15mm巾の短冊状にして、試料片とした。この試料片を、万能型引張試験機(RTE−1210、(株)オリエンテック製)にて、剥離角度180°、引張速度300mm/minの条件にて、引っ張り、剥離時の最大荷重をシール強度(g)として測定した。シール強度が大きいほど、シール性が優れる。塗布層が背シール部に架からないものも、試験をした。
発熱インキ層を備えないフィルム15と、同等以上のものを、○(良好)として評価した。
前記短冊状の試料片について、塗布部と非塗布部を目視観察によって視認性を評価した。
◎:全く塗布部が視認されない、○:殆ど視認されない(実用上問題ない)、△:やや視認される、×:塗布部が視認される、の4段階で評価した。
シール性については、実施例1〜13は、塗布層がない包装体(比較例1)と同等で、劣ることはなく、塗布層があっても、良好な密着性を有することが確認された。
視認性については、実施例1〜13は、塗布層と非塗布層の部分で視認されないことが確認された。比較例2は、ねずみ色状に着色が認められた。
開口部の状態は、塗布部を観察したときに、○:連通の有無に限らず想定幅で開口している、×:想定以上あるいは想定以下の幅で開口しているあるいは開口しない、の2段階で評価した。
包装体全体の外観は、○:想定した場所および想定した幅で連通した蒸気抜け開口部を形成している、×:想定した場所以外あるいは想定幅以上で連通した蒸気抜け開口部を形成している、××:想定した場所に係らず、破裂や破壊によって開口している、の3段階で評価した。
マイクロ波発熱包装フィルム14について、塗布部と非塗布部を目視観察によって視認性を評価した。
◎:全く塗布部が視認されない、○:殆ど視認されない(実用上問題ない)、△:やや視認される、×:塗布部が視認される、の4段階で評価した。
マイクロ波発熱包装フィルム9および17について、塗布層を横シール部のヒートシール部内に配設し、シール層面を内側にし、横シール部と一方の底シール部をヒートシールにより接着し、開口部を有するスタンディングパウチ状の包装体とした。水道水100ccを内容物として、前記開口部から入れた後に、前記開口部をヒートシールにより密封し、図16(a)のようなパウチ状の包装体18および19を作製した。これらの包装体について、レトルト処理(熱水シャワー式、120℃、1.8気圧で30分間)を行なった。レトルト処理により、横シール部の塗布層(蒸気抜け開口部)の外観について評価した。
レトルト処理による蒸気抜け開口部の外観は、○:まったく変化していない(耐久性が優れる)、×:変化している(耐久性が劣る)、の2段階で評価した。
さらに、この包装体を電子レンジ(品番:NE−TY156、Panasonic(株)製、高周波出力:500W、丸皿直径:270mm)に入れて加熱した。加熱により、横シール部の塗布層が発熱し、弱化し、開口した。このときの、開口時の開口部の状態を観察した。さらなる加熱により内容物から発生する水蒸気に伴い、内圧が高まり、蒸気抜け開口部を含む包装体全体の外観について観察し、それぞれ評価した。
開口部の状態は、塗布部を観察したときに、○:連通の有無に限らず想定幅で開口している、×:想定以上あるいは想定以下の幅で開口しているあるいは開口しない、の2段階で評価した。
包装体全体の外観は、○:想定した場所および想定した幅で連通した蒸気抜け開口部を形成している、×:想定した場所以外あるいは想定幅以上で連通した蒸気抜け開口部を形成している、××:想定した場所に係らず、破裂によって開口している、の3段階で評価した。表3に開口性の結果を示した。
2 基材
3 塗布層
4 シール層
5 シール性を有する基材
6、6’ シール性を有さない基材
7 シーラントフィルム
8 ヒートシール層面
9 マイクロ波発熱包装体
10a 底シール部
10b 背シール部
10c 横シール部
10d 上シール部
11 蒸気抜け開口部
12 基材
13 容器
14 ヒートシール部
15 傷つけ加工部
Claims (8)
- 基材と、該基材の少なくとも一方に設けられたマイクロ波発熱インキ組成物を含む塗布層を備えるマイクロ波発熱包装フィルムであって、
前記マイクロ波発熱インキ組成物が導電性有機化合物と樹脂とを含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装フィルム。 - 前記導電性有機化合物が、ポリアニリン類、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリアセン類、ポリチアジル類、ポリエチレンビニレン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリペリナフタレン類、ポリアクリロニトリル類、ポリオキサジアゾール類、ポリインドール類、ポリアズレン類、ポリフラン類、フタロシアニン類およびその誘導体、ポリシラン類、ポリゲルマン類、ポルフィリン類およびその誘導体、グラフェン類またはその誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、含硫黄系複素環化合物、含酸素系複素環化合物、含窒素系複素環化合物、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、キノン類よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波発熱包装フィルム。
- 前記導電性有機化合物が、ポリアニリン類、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリアセン類、ポリチアジル類、ポリエチレンビニレン類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリペリナフタレン類、ポリアクリロニトリル類、ポリオキサジアゾール類、ポリインドール類、ポリアズレン類、ポリフラン類、フタロシアニン類およびその誘導体、ポリシラン類、ポリゲルマン類、ポルフィリン類およびその誘導体、グラフェン類またはその誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、含硫黄系複素環化合物、含酸素系複素環化合物、含窒素系複素環化合物、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、キノン類よりなる群から選択される少なくとも1種と、ドーパントと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波発熱包装フィルム。
- 前記ドーパントが、ハロゲン類、ルイス酸、プロトン酸、有機カルボン酸、遷移金属ハロゲン化物、電解質アニオン、有機シアノ化合物、キノン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アミノ酸、核酸、界面活性剤、色素、アルキルアンモニウムイオン、四級ホスホニウム塩よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項3に記載のマイクロ波発熱包装フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波発熱包装フィルムを含むマイクロ波発熱包装体であって、
前記マイクロ波発熱包装フィルムの少なくとも一部に形成された塗布層を含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装体。 - 基材の少なくとも一方にマイクロ波発熱インキ組成物を含む塗布層が形成された工程を含むマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法であって、
前記塗布層が形成された工程が、導電性有機化合物と樹脂とを含有するマイクロ波発熱インキ組成物が基材に形成された印刷工程であることを特徴とするマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法。 - 前記印刷工程が、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項6に記載のマイクロ波発熱包装フィルムの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波発熱包装フィルムを含み、前記マイクロ波発熱包装フィルムの少なくとも一部に前記塗布層が形成された成形工程を含むことを特徴とするマイクロ波発熱包装体の製造方法。
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