JP2020158746A - 撥液層形成用樹脂組成物、並びに、それを用いた撥液性フィルム、撥液性積層体及び包装材 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る撥液性積層体は、基材と、該基材上に設けられた撥液性フィルムと、を備え、撥液層が少なくとも一方の最表面に配置された構造を有するものである。図1及び図2は、本実施形態に係る撥液性積層体の概略断面図である。本実施形態に係る撥液性積層体は、図1に示す撥液性積層体1のように、撥液層11からなる撥液性フィルム10と、基材14とが、接着剤13を介して積層された構造を有するものであってもよい。また、本実施形態に係る撥液性積層体は、図2に示す撥液性積層体2のように、撥液層11及び第2の樹脂層12からなる撥液性フィルム10と、基材14とが、接着剤13を介して積層された構造を有するものであってもよい。撥液性フィルム10が第2の樹脂層12を備える場合、撥液性フィルム10は、撥液層11が撥液性積層体2の最表面となるように、第2の樹脂層12が基材14と対向するように配置される。
撥液層11は撥液性を有する層である。撥液層11は、加熱によりヒートシール性を発現することができる層であってもよい。ここで、撥液性とは、撥水性及び撥油性の両特性を包含する概念であり、具体的には、液体状、半固体状、もしくはゲル状の水性又は油性材料に対し撥液する特性である。水性又は油性材料としては、水、油、ヨーグルト、ゼリー、プリン、シロップ、お粥、スープ、カレー、パスタソース等の食品、ハンドソープ、シャンプー等の洗剤、医薬品、化粧品、化学品などが挙げられる。また、ヒートシール性とは、一例として、100〜200℃、0.1〜0.3MPa、1〜3秒間の条件にてヒートシールが可能である性質をいう。ヒートシールの条件は、撥液性積層体のヒートシールに要する条件に応じて容易に変更することが可能である。
本発明の一実施形態に係る撥液層形成用樹脂組成物は、(A)ポリオレフィン樹脂(以下、「(A)成分」ともいう)、(B)シリコーン・アクリル共重合体(以下、「(B)成分」ともいう)を含有し、(B)シリコーン・アクリル共重合体の含有量が、撥液層形成用樹脂組成物の固形分全量を基準として、0.5〜20質量%である。
(A)成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン等が挙げられる。(A)成分は、シール性及び強度物性(引張強度、衝撃強度など)の観点から、線状ポリオレフィンであってもよく、線状ポリオレフィンは直鎖状でも分岐状でもよい。撥液性積層体をレトルト食品包装材のような湯煎等の加熱処理が施される包装材用途に用いる場合には、袋状の包装材が湯煎等の加熱処理によって破袋することを防止しやすくなることから、(A)成分は、ポリプロピレンであることが好ましい。(A)成分は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(B)成分は、撥液層11に撥液性を付与する成分である。シリコーン・アクリル共重合体は、アクリル部位とシリコーン部位とを有する。(B)成分は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
第2の樹脂層12は、ヒートシール性、耐熱性及び耐衝撃性、酸素・水蒸気バリア性等を向上させるために撥液層11と基材14との間に設けられる層である。撥液性フィルムが第2の樹脂層を更に備えることで、撥液性に加えて更なる機能性(耐熱性、耐衝撃性等)を付与することが可能となる。また、撥液層の薄膜化が可能となり、撥液層に含まれる(B)成分の総量を減らすことができるので、コストダウンも可能である。第2の樹脂層12は、ヒートシール性を有する熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
上述した撥液層11単層、又は、撥液層11及び第2の樹脂層12の2層により、撥液性を有する撥液性フィルム10が形成される。撥液性フィルム10は、基材14の表面の一部又は全部を覆うように形成されている。なお、撥液性フィルム10は、用途に応じて、基材14と積層せずに撥液性フィルム10単独で使用してもよい。
基材14は、支持体となる物であれば特に制限はなく、例えば紙、樹脂フィルム、金属箔等が挙げられる。紙としては、上質紙、特殊上質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、模造紙、クラフト紙等が挙げられる。樹脂フィルムとしては、ポリオレフィン(例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、酸変性ポリオレフィン、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート(PET)等)、ポリアミド(PA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、セルロースアセテート、セロファン樹脂の少なくとも一種を含むフィルムが挙げられる。このフィルムは延伸フィルムでもよいし、非延伸フィルムでもよい。金属箔としては、例えばアルミ箔、ニッケル箔等が挙げられる。基材14は、材質の異なる複数の基材を積層したものであってもよい。
接着剤によるラミネート方法としては、ドライラミネート、ウェットラミネート、ノンソルベントラミネートなどの各種公知のラミネート方法を用いることができる。これらのラミネート方法に用いられる接着剤13としては以下のものが挙げられる。
接着剤13は、撥液性フィルム10と基材14とを接着するものである。接着剤13としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、カーボネートポリオールなどの主剤に対し、2官能以上のイソシアネート化合物を作用させたポリウレタン樹脂等が挙げられる。上述した各種ポリオールは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
熱処理によるラミネート方法としては、大きく以下の方法が挙げられる。
(1)あらかじめ製膜した撥液性フィルム10を接着性樹脂と共に基材14上に押出ラミネートする方法。
(2)撥液性フィルム10を構成する樹脂層と接着性樹脂とを基材14上に押出ラミネートする方法。
(3)上記(1)もしくは(2)の方法で得られたラミネート基材を、更に熱ロールで加熱・加圧することにより接着させる方法。
(4)上記(1)もしくは(2)の方法で得られたラミネート基材を、更に高温雰囲気下で保管する、あるいは高温雰囲気下の乾燥・焼付け炉を通過させる方法。
本実施形態に係る包装材は、上述した撥液性積層体を用いて形成されたものである。包装材として具体的には、ヨーグルト、ゼリー、シロップ等の容器の蓋材、お粥、スープ、カレー、パスタソース等のレトルト食品包装材(レトルトパウチ)などが挙げられる。包装材の内面(内容物側)に撥液層が配置されるように包装材を形成することで、液体や半固体、ゲル状物質等の内容物の包装材内面への付着や残存を抑制することができる。また、レトルト食品包装材のような袋状の包装材においては、包装材の最内層同士がブロッキングすることで内容物が排出され難くなる場合があるが、本実施形態に係る包装材によれば、最内層である撥液層同士がブロッキングし難く、内容物を効率的に排出することができる。
本実施形態に係る容器は、上述した撥液層形成用樹脂組成物を用いて形成された撥液層を少なくとも内面(内容物側)に有する容器である。容器として具体的には、化学品や医薬品等の液体、半固体、ゲル状物質等の保存容器、ハンドソープやシャンプー等を収容するボトルなどが挙げられる。容器の内面(内容物側)に撥液層が配置されるように容器を形成することで、液体や半固体、ゲル状物質等の内容物の容器内面への付着や残存を抑制することができる。
[実施例1〜30及び比較例1〜4]
(A)成分として、ランダムポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンランダム共重合体、商品名「プライムポリプロ F744NP」、株式会社プライムポリマー製)及びブロックポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンブロック共重合体、商品名「プライムポリプロ BC5FA」)と、(B)成分として、表1に示すように(B1)〜(B5)のいずれかと、を混合し、撥液層形成用樹脂組成物を調製した。ここで、各成分の含有量は、(A)成分中のランダムポリプロピレン樹脂とブロックポリプロピレン樹脂との質量比が50:50となり、且つ、(A)成分と(B)成分との組成が表1に示す割合となるように調整した。(B1)〜(B5)の詳細は下記のとおりである。
(B2):シリコーン・アクリル共重合体(平均粒径350μm(カタログ値)、商品名「シャリーヌ R−170」、日信化学工業株式会社製)
(B3):フッ素化合物(平均粒径6μm、商品名「CERAFLOUR 996」、ビックケミー・ジャパン株式会社製)
(B4):シリル化ポリオレフィン樹脂(商品名「イクスフォーラ」、三井化学ファイン株式会社製)
(B5):シリコーン・アクリル共重合体(商品名「シャリーヌ M−175PP」、日信化学工業株式会社製)
(B5)は、シリコーン・アクリル共重合体とブロックポリプロピレン樹脂とからなるマスターバッチであり、(B5)全体に占めるシリコーン・アクリル共重合体の割合は、50質量%である。よって、(B5)を用いた実施例について、表1中、(B5)全体の配合量に加え、括弧内にシリコーン・アクリル共重合体のみの配合量(質量%)を示した。なお、マスターバッチを構成するポリプロピレン樹脂は、(A)成分に該当する。
[実施例1〜10]
3層共押出し機を用いて、撥液層形成用樹脂組成物を押出し製膜し、厚さ60μmの撥液層からなる撥液性フィルムを得た。得られた撥液性フィルムと、基材である厚さ38μmのPETフィルム(商品名「エンブレット」、ユニチカ株式会社製)とを、ポリウレタン系接着剤(三井化学株式会社製)を用いてドライラミネートし、50℃で5日間エージングして、撥液性積層体を得た。
ランダムポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンランダム共重合体、商品名「プライムポリプロ F744NP」、株式会社プライムポリマー製)及びブロックポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンブロック共重合体、商品名「プライムポリプロ BC5FA」)を、第2の樹脂層形成用樹脂組成物とした。ここで、ランダムポリプロピレン樹脂とブロックポリプロピレン樹脂との質量比が50:50となるように第2の樹脂層形成用樹脂組成物を調整した。3層共押出し機を用いて、撥液層形成用樹脂組成物と第2の樹脂層形成用樹脂組成物とを共押出し製膜し、厚さ15μmの撥液層と厚さ45μmの第2の樹脂層からなる撥液性フィルムを得た。得られた撥液性フィルムの第2の樹脂層と、基材である厚さ38μmのPETフィルム(商品名「エンブレット」、ユニチカ株式会社製)とを、ポリウレタン系接着剤(三井化学株式会社製)を用いてドライラミネートし、撥液性積層体を得た。
ブロックポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンブロック共重合体、商品名「プライムポリプロ BC3HF」)を、第2の樹脂層形成用樹脂組成物としたこと以外は、実施例11〜20及び比較例1〜4と同様にして撥液性積層体の作製を行った。
[実施例1〜30並びに比較例3及び4]
撥液層の算術平均粗さRaは、非接触表面・断面形状測定システム Vert Scan(株式会社菱化システム社製、型番:R3300FL−Lite−AC)を用いて測定した。測定条件は、対物レンズの倍率を5倍とし、モードをPhase、スキャンレンジを−10〜10μm、視野サイズを640×480μmとした。測定結果を表1に示した。
[実施例1〜30及び比較例1〜4]
撥液層の静止摩擦係数は、摩擦測定機(株式会社東洋精機製作所製 型番TR−2)を用いて測定した。各例で得られた撥液性積層体を縦100mm×横70mmにカットし、試験片を得た。得られた試験片を測定用錘に撥液層が外側になるように取り付けた。また、測定機本体側に取り付ける試験片として、各例で得られた撥液性積層体を縦160mm×横100mmにカットした。得られた試験片を測定機本体へ撥液層が外側になるように取り付けた。測定機本体へ取り付けた試験片の撥液層と、測定用錘に取り付けた試験片の撥液層が接するように錘を設置した。錘の重さを200g、測定速度を100mm/分で試験片同士を摩擦させて、静止摩擦係数を測定した。測定距離は60mmとし、ロードセルは20Nのものを用いた。
(レトルト処理後の残液評価)
実施例及び比較例で得られた撥液性積層体について、図3に示した方法により、レトルト処理後の撥液性の評価を行った。まず、撥液性積層体を縦150mm×横138mmにカットしたサンプル100を2枚用意した。2枚のサンプル100を、それぞれの撥液層が内側となるように重ね、縦方向端部の1辺と横方向両端部の2辺とを、ヒートシーラーで190℃、0.03MPa、2secの条件で10mm幅にわたって熱封緘してシール部51を形成し、縦方向端部の一辺が開口しているパウチを作製した(図3の(a)を参照)。次に、パウチの開口部から180gの水中油分散型液体54(商品名「ボンカレーゴールド 中辛」、脂質量7.0g/180g中、大塚食品社製)を注液した(図3の(b)を参照)。その後、開口部をヒートシーラーで190℃、0.03MPa、2secの条件で10mm幅にわたって熱封緘してシール部51を形成し、パウチを密閉した(図3の(c)を参照)。
残液量(%)={(180−排出量)/180}×100
測定は3回行い、3回の平均残液量から下記評価基準により残液評価を行った。残液量及び残液評価の結果を表1に示す。
◎:平均残液量が6.5%未満
○:平均残液量が6.5%以上8.0%未満
△:平均残液量が8.0%以上10.0%未満
×:平均残液量が10.0%以上
上記残液評価において、パウチ内から液体を排出した際の液体の排出挙動を目視にて観察し、下記評価基準により外観評価を行った。結果を表1に示す。
◎:液体を綺麗にはじく様子、及び/又は液体が綺麗に滑落する様子が見られ、フィルムへの付着がほぼない。
○:液体をはじく様子、及び/又は液体が滑落する様子が見られ、フィルムへの付着が少ない。
△:液体をはじく様子、及び/又は液体が滑落する様子は見られるが、フィルムに付着している。
×:液体をはじく様子、及び液体が滑落する様子がいずれも見られず、フィルムに多く付着している。
Claims (10)
- (A)ポリオレフィン樹脂、及び、(B)シリコーン・アクリル共重合体を含有し、
前記(B)シリコーン・アクリル共重合体の含有量が、撥液層形成用樹脂組成物の固形分全量を基準として、0.5〜20質量%である、撥液層形成用樹脂組成物。 - 前記(B)シリコーン・アクリル共重合体の平均粒径が10〜500μmである、請求項1に記載の撥液層形成用樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の樹脂組成物を用いて形成された撥液層を備える撥液性フィルム。
- 前記撥液層の算術平均粗さRaが0.1μm以上である、請求項3に記載の撥液性フィルム。
- 前記撥液層の静止摩擦係数が0.40以下である、請求項3又は4に記載の撥液性フィルム。
- 前記撥液層の一方の主面上に設けられた1層以上の樹脂層を更に備える、請求項3〜5のいずれか一項に記載の撥液性フィルム。
- 前記撥液層中の前記(A)ポリオレフィン樹脂の融点T1(℃)と、前記1層以上の樹脂層のうち前記撥液層と接する樹脂層に含まれる樹脂の融点T2(℃)とが、T1<T2の関係を満たす、請求項6に記載の撥液性フィルム。
- 基材と、該基材上に設けられた請求項3〜7のいずれか一項に記載の撥液性フィルムと、を備え、前記撥液層が少なくとも一方の最表面に配置されている、撥液性積層体。
- 請求項8に記載の撥液性積層体を用いて形成された包装材。
- 80℃以上の加熱処理を施す用途に用いられる、請求項9に記載の包装材。
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