JP2021054966A - 硫黄系ガス吸収フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によるガス吸収フィルムは、様々な分野の製品に適用することができ、例えば、車載用のネジ、シャフト、金属板、等の金属製品、及び電気部品、さらには、食品(特に卵を含む食品)、医薬品、住宅の壁材、床材、家具や自動車の内装材料およびこれらを収容する為の包装材料等として好適に用いることができる。
また、硫黄系ガスを除去する樹脂フィルムとしては、ゼオライト、銅を含有する金属ケイ酸塩、グリセリンエステル類からなる防曇剤を含有する樹脂フィルムが提案されている(特許文献2)。しかしながら、水分やエチレンガスの除去を主眼においたものであり、硫黄系ガスを除去する効果が不十分であった。また、金属ケイ酸塩の場合、ケイ酸塩自身の親水特性により、水溶性や微水溶性の硫黄系ガス(硫化水素、メタンチオール)に対しては高い吸着効果を示すが、非水溶性の硫黄系ガス(ジメチルスルフィド、ジメチルジスルフィド、他)に対しては吸着効果は低く、硫黄系ガス全般への対策としては十分では無い。
1.少なくとも、硫黄系ガス吸収剤と熱可塑性樹脂とを含有する硫黄系ガス吸収フィルムであり、
該硫黄系ガス吸収剤を含有する層中の該硫黄系ガス吸収剤の含有量は、0.1質量%以上、30質量%以下である、
硫黄系ガス吸収フィルム。
2.前記硫黄系ガス吸収剤が、硫黄系ガス化学吸収剤および/または硫黄系ガス物理吸収剤を含有する、
上記1に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
3.前記硫黄系ガス吸収剤は、最大粒子径が20μm以下であり、数平均粒子径が0.1μm以上、15μm以下である、
上記1または2に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
4.前記硫黄系ガス化学吸収剤が、金属酸化物、および/または、金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物である、
上記2または3に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
5.前記金属酸化物が、CuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
上記4に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
6.前記の金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物における金属種が、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含む、
上記4または5に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
7.前記硫黄系ガス物理吸収剤が、SiO2/Al2O3モル比が1/1〜2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
上記2〜6の何れか1項に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
8.前記硫黄系ガス吸収フィルムが、ヒートシール性樹脂をさらに含む、
上記1〜7の何れか1項に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。
9.上記8に記載の硫黄系ガス吸収フィルムから作製された、硫黄系ガス吸収シーラントフィルム。
10.上記1〜8の何れか1項に記載の硫黄系ガス吸収フィルム、および/または上記9に記載の硫黄系ガス吸収シーラントフィルムから作製された、硫黄系ガス吸収フィルム積層体。
また、各図においては省略されているが、各層の間に接着剤層を設けることもできる。
さらに、必要に応じて、各層間の接着強度(密着強度)を強固にするために、各層の積層面に、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理、グロー放電処理、サンドブラスト処理等のなどの物理的な表面処理や、化学薬品を用いた酸化処理などの化学的な表面処理を予め施しておくこともできる。
本発明において、吸収対象となるガスは、硫黄系ガスである。
本発明において、硫黄系ガスとしては、硫化水素やジメチルスルフィド、メチルメルカプタン、SOxで表されるイオウ酸化物等が挙げられる。
本発明の硫黄系ガス吸収フィルムは、硫黄系ガスを吸収するガス吸収フィルムである。
硫黄系ガス吸収フィルムは、硫黄系ガス吸収剤を含有することによって硫黄系ガス吸収を示すものであり、熱可塑性樹脂は、硫黄系ガス吸収剤を分散し、硫黄系ガス吸収フィルムを構成する樹脂成分として含有される。
そして、硫黄系ガス吸収剤としては、硫黄系ガス化学吸収剤および/または硫黄系ガス物理吸収剤を含有することができる。
そしてまた、必要に応じて、硫黄系ガス吸収フィルムはヒートシール性樹脂をさらに含有することができる。ヒートシール性樹脂をさらに含有することによって、硫黄系ガス吸収フィルムは、ヒートシール性を示すことができる。
例えば、硫黄系ガス吸収剤を含有する層(硫黄系ガス吸収層)と、硫黄系ガス吸収剤を含有しない層との2層があってもよい。また、硫黄系ガス物理吸収剤のみを含有する層と、硫黄系ガス化学吸収剤のみを含有する層があってもよく、硫黄系ガス物理吸収剤と硫黄系ガス化学吸収剤の両方を含有する層があってもよい。また、硫黄系ガス吸収剤の含有量が異なる層があってもよい。
そして、ヒートシール性樹脂は、硫黄系ガス吸収層に含有されてもよく、硫黄系ガス吸収剤を含有しない層に含有されてヒートシール層を形成していてもよい。
さらに、硫黄系ガス吸収フィルムは、必要に応じて、支持性を補強するための支持層を有することもできる。
そして、硫黄系ガス吸収フィルムを構成する各層は、接着剤層を介して積層されていてもよい。
上記において、一般的な添加剤としては、例えば、アンチブロッキング剤、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等を含有することができる。
硫黄系ガス吸収層は、硫黄系ガス吸収剤を含有する層であり、硫黄系ガス吸収剤を分散させるための熱可塑性樹脂も含有する。また、硫黄系ガス吸収層は、ヒートシール性樹脂を含有していてもよく、十分なヒートシール性を有していれば、同時にシーラント層にもなり得る。
硫黄系ガス吸収層の厚みに特に制限は無いが、5μm以上、50μm以下が好ましい。上記範囲よりも薄いと充分な硫黄系ガス吸収効果を発揮し難く、上記範囲よりも厚くても硫黄系ガス吸収効果はそれほど向上せず、フィルムの剛性が強くなりすぎて、包装材料の用途としての使い勝手が悪くなり易い。
硫黄系ガス吸収剤は、硫黄系ガス物理吸収剤および/または硫黄系ガス化学吸収剤を含有することが好ましい。
各種の硫黄系ガス吸収剤を併用、例えば硫黄系ガス物理吸収剤と硫黄系ガス化学吸収剤とを併用することによって、多種の硫黄系ガスを容易に吸収することが可能になる。
硫黄系ガス吸収剤は粉体で用いられるが、最大粒子径は20μm以下が好ましく、粉体の数平均粒子径は0.1μm以上、20μm以下が好ましい。数平均粒子径が上記範囲よりも小さいと、硫黄系ガス吸収剤が凝集し易くなり、数平均粒子径が上記範囲よりも大きいと、硫黄系ガス吸収フィルムの均質性が劣る虞があり、硫黄系ガス吸収剤の表面積が小さくなることから硫黄系ガス吸収が劣る虞がある。
具体的には、粉体の硫黄系ガス吸収剤を熱可塑性樹脂に相対的に高濃度でメルトブレンドしてマスターバッチを調整し、次いで、所望の硫黄系ガス吸収層中の濃度になるように、マスターバッチと他の成分とをドライブレンドして用いることが好ましい。
メルトブレンドされる硫黄系ガス吸収剤や熱可塑性樹脂のそれぞれは、1種であっても2種以上であってもよい。
硫黄系ガス吸収剤のマスターバッチ中の含有量は、20質量%以上、90質量%以下が好ましく、30質量%以上、70質量%以下がより好ましい。上記の範囲であれば、硫黄系ガス吸収層中に必要かつ十分な量の硫黄系ガス吸収剤を分散した状態で含有させることが容易である。
硫黄系ガス物理吸収剤は、吸収対象の硫黄系ガスを物理的に吸収する作用を有するガス吸収剤である。
硫黄系ガス物理吸収剤は、SiO2/Al2O3モル比が1/1〜2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
一般的にゼオライトは、構成成分であるSiO2/Al2O3のモル比が高い程、疎水性が高くなる。そして、疎水性が高くなることによって硫黄系ガスのような極性の低い分子を吸収し易くなり、逆に、水のような極性の高い分子との親和性が低くなり、これらを吸収し難くなる。
疎水性ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は、30/1〜10000/1が好ましく、35/1〜9000/1がより好ましく、40/1〜8500/1がさらに好ましい。
また、疎水性ゼオライトは耐熱性が高く、230℃以上の高温に晒されても、吸収効果を維持することができる。
本発明においては、硫黄系ガス吸収能と入手し易さのバランスから、上記範囲のモル比の疎水性ゼオライトが好ましく用いられる。
ベントナイトには、例えば、Na+イオンを多く含むNa型ベントナイトと、Ca2+イオンを多く含むCa型ベントナイト、Ca型ベントナイトに対して数wt%の炭酸ナトリウムを加えて人工的にNa型化させた活性化ベントナイト等がある。
硫黄系ガス化学吸収剤は、吸収対象ガスの硫黄系ガスを化学的に吸収または分解する作用を有するガス吸収剤である。
そして、化学的な吸収または分解であることにより、水等の影響を受けにくく、一旦吸収した硫黄系ガス分子は脱離し難く、効率的に吸収を行うことができる。また、分解生成物は、硫黄系ガス物理吸収剤または硫黄系ガス化学吸収剤によって吸収される。
硫黄系ガス化学吸収剤は、金属酸化物が担持された無機物、金属が混入されたガラス、金属イオンが混入されたガラスからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
金属酸化物が担持された無機物における金属酸化物は、CuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
また、担持する無機物は、ゼオライトのような無機多孔体が好ましい。
金属が混入されたガラスにおける金属、または金属イオンが混入されたガラスにおける金属イオンの金属種は、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含むことが好ましい。
硫黄系ガス吸収剤とともに含有される熱可塑性樹脂は、硫黄系ガス吸収剤の分散性に優れ、包装材料の用途に耐え得るものであれば特に制限は無い。
また、熱可塑性樹脂はヒートシール性樹脂を含有することができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を含有することが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、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、エチレン−メチルメタクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等及びこれらの樹脂の混合物が挙げられる。
上記の中でも、ポリエチレン系の樹脂が好ましく、ポリエチレン系の樹脂の中でも、LDPE、LLDPE、汎用PE、PE系共重合体等がより好ましく、LLDPEが更に好ましい。
ヒートシール性樹脂は、熱によって溶融して融着し得るものであれば、特に制限無く、公知の樹脂を用いることができる。
ヒートシール性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、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、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸その他等の不飽和カルボン酸で変性したポリオレフィン系樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル−不飽和カルボン酸の三元共重合体樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアクリロニトリル(PAN)などが挙げられる。
これらの中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリエチレン系樹脂がより好ましく、低密度ポリエチレンと直鎖状(線状)低密度ポリエチレンがさらに好ましい。
ヒートシール層は、ヒートシール性樹脂を含有し、十分なヒートシール性を有する層であり、硫黄系ガス吸収剤を含有していてもよく、含有していなくてもよい。
支持層は必要に応じて含まれる層であり、例えば、硫黄系ガス吸収フィルムの剛性を補う為に含まれ、硫黄系ガス吸収フィルムを巻いたり重ねたりした際にブロッキングを防ぐ効果を奏することもできる。
支持層に含有される樹脂としては、LDPEやLLDPEが好ましい。また、ヒートシール性樹脂を含有してもよい。
支持層の厚みに特に制限は無いが、1μm以上、50μm以下が好ましい。上記範囲よりも薄いと剛性を補強する効果を発揮し難く、上記範囲よりも厚いと剛性が強すぎて、包装材料や包装資材としての使い勝手が悪くなり易い。
接着剤層に用いられる接着剤には特に制限は無く、ドライラミネート用接着剤、EC(エクストルージョンコート)用接着剤、ノンソルベントラミネート用接着剤、任意のアンカーコート剤等を用いることができる。
また、接着剤は、熱硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型等のいずれであってよく、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの形態でもよく、また、その性状は、フィルム/シート状、粉末状、固形状等のいずれの形態でもよく、更に、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態でもよい。
硫黄系ガス吸収シーラントフィルムは、硫黄系ガス吸収フィルムから作製されたシーラントフィルムであり、硫黄系ガス吸収フィルムと同様な硫黄系ガス吸収と、優れたヒートシール性とを有する。
硫黄系ガス吸収フィルムが十分なヒートシール性と支持性を有している場合は、硫黄系ガス吸収フィルムをそのまま硫黄系ガス吸収シーラントフィルムとして用いることができ、必要に応じて、さらに支持層を積層したり、ヒートシール性樹脂を含有させたり、ヒートシール性樹脂を含有する層を積層したりして、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを作製することもできる。
多層構成の場合は、硫黄系ガス吸収フィルム由来の層に、支持層やヒートシール層を積層して、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを作製することができる。そして、必要に応じて、さらに種々の機能層を積層して硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを作製することもできる。ここで、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを構成する各層は、接着剤層を介して積層されていてもよい。
硫黄系ガス吸収シーラントフィルムの片面表面または両面表面は、ヒートシール性を有することが好ましく、その為には、例えば、ヒートシール層を、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムの片面表面、または両面表面に積層してもよい。
硫黄系ガス吸収シーラントフィルムの両面がヒートシール性を有することによって、硫黄系ガス吸収積層体内部の層間密着性とヒートシール性に優れた硫黄系ガス吸収積層体を作製することができる。
下記に示した作製方法は1例であって、本発明を限定するものではない。
硫黄系ガス吸収フィルムまたは硫黄系ガス吸収シーラントフィルム、およびそれらを構成する各層の製膜、積層方法は特に限定されず、公知または慣用の製膜方法、積層方法を適用することができる。
硫黄系ガス吸収フィルムまたは硫黄系ガス吸収シーラントフィルムの作製は、(共)押出法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレーション法等の、公知の製膜化法および/または積層法により行うことができる。
硫黄系ガス吸収フィルムまたは硫黄系ガス吸収シーラントフィルムが2層以上で構成されている場合には、例えば、予め作製された各層を構成するフィルムを、接着剤層を介して積層してもよく、予め作製された層上に溶融した樹脂組成物を(共)押出によって積層してもよく、複数層を同時に作製しながら溶融圧着によって積層してもよく、または、他の層上に、1種または2種以上の樹脂を、塗布及び乾燥してコーティングしてもよい。
例えば、硫黄系ガス吸収フィルムにヒートシール層を積層して硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを作製する例を説明することができる。
または、予め製膜された硫黄系ガス吸収層用のフィルムやヒートシール層用のフィルムを、エクストルージョンコート法、ドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法等により積層された接着層を介して積層、接着してもよい。
そして、必要に応じてエージング処理を行ってもよい。
エクストルージョンコート法により積層する場合の各層に含まれる樹脂成分のメルトフローレート(MFR)は、0.2〜50g/10分が好ましく、0.5〜30g/10分がより好ましい。MFRが上記範囲よりも小さい、または大きいと加工適正が劣り易い。なお、本明細書において、MFRとはJIS K7210に準拠した手法から測定された値である。
例えば、コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガスまたは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いたる酸化処理等の前処理を任意に施して、コロナ処理層、オゾン処理層、プラズマ処理層、酸化処理層等を形成して設けることができる。
或いは、表面に、プライマーコート剤層、アンダーコート剤層、アンカーコート剤層、接着剤層、蒸着アンカーコート剤層等の各種コート剤層を任意に形成して、表面処理層とすることもできる。
上記の各種コート剤層には、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレンもしくはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂またはその共重合体ないし変性樹脂、セルロース系樹脂等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物を用いることができる。
本発明の硫黄系ガス吸収積層体は、本発明の硫黄系ガス吸収フィルムまたは本発明の硫黄系ガス吸収シーラントフィルムと、例えば、基材層やガスバリア層を積層して得られる積層体であり、硫黄系ガス吸収フィルムと同様な硫黄系ガス吸収を有する。
硫黄系ガス吸収積層体は、必要に応じて、様々な機能を奏する中間層を、さらに含むことができる。
硫黄系ガス吸収積層体の片面の表面は、硫黄系ガス吸収積層体がヒートシール性を有する為に、ヒートシール層であることが好ましい。
ガスバリア層は、基材層と硫黄系ガス吸収層との間に積層されていることが好ましい。
また、硫黄系ガス吸収積層体を構成する各層は、接着剤層を介して積層されていてもよい。
そして、必要に応じてエージング処理を行ってもよい。
上記において、一般的な添加剤としては、例えば、アンチブロッキング剤、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等を含有することができる。
基材層の素材には、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有し、特に、強度を有して強靱であり、かつ耐熱性を有する一般的な公知公用の基材フィルムを使用することができる。基材フィルムとしては、各種の樹脂フィルムを用いることができ、さらには、各種の紙基材を用いることができ、樹脂フィルムと紙基材との併用もできる。
基材層は、1層で構成されていても、同じ又は異なる組成の任意の積層手段によって積層された2層以上の多層で構成されていてもよい。
基材層の厚さは、当業者が適宜に設定することができるが、積層体に適切な強度や腰を付与する目的から、基材層の厚さは、5μm〜100μmが好ましく、10μm〜50μmがより好ましく、5〜25μmが更に好ましい。
そして、上記の樹脂フィルムは、未延伸フィルム、あるいは一軸方向または二軸方向に延伸した延伸フィルム等のいずれのものでも使用することができる。
上記の中でも、ポリエステル系樹脂および/またはポリアミド系樹脂を含む樹脂フィルムが好ましく、二軸延伸PETフィルム、二軸延伸ナイロンフィルムが、より好ましく用いられる。
紙基材としては、坪量約30g/m2〜600g/m2位のものが好ましく、坪量約50g/m2〜450g/m2位のものがより好ましい。
また、基材層の片面若しくは両面に、印刷層を設けることもできる。
印刷層は、装飾、内容物の表示、賞味期間の表示、製造者、販売者等の表示、その他等の表示や美感の付与のために、例えば、文字、数字、図形、記号、絵柄、模様等の意匠パターンを視覚的に示すものであり、所望の意匠パターンを形成することができる。
印刷層は、基材層の片面若しくは両面に、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式等の印刷方法で形成することが好ましい。そして印刷層は、被印刷面の全面に設けてもよく、あるいは一部に設けてもよい。
印刷層を積層体の内部に形成すれば、印刷層の密着性を向上させ、外部からの衝撃や摩擦で印刷層のインキ擦れや剥がれ等を抑えることができる。
印刷層を積層体の内部に有する場合には、印刷層を視認できるように、包装体形成時に印刷層よりも外側になる層は、透明であることが好ましい。
バリア層は、気体の透過を抑制する層であり、硫黄系ガス吸収包装体を作製した際に、硫黄系ガス吸収包装体外部から包装体内部の内容物収容部への酸素や水蒸気の侵入を抑え、内容物から発生したガス成分のバリア層よりも外側への拡散を抑えることができる。また、本発明における吸収対象ガスの透過も同様に抑制することができる。
ガスバリア層には、様々なバリア性素材を用いることができる。また、酸素や水蒸気に対してのみでなく、太陽光等に対する遮光性、内容物に対する保香性等を有するバリア性素材であってもよい。また、水蒸気等に対するガスバリア性、太陽光等に対する遮光性、内容物に対する保香性等を有するバリア性素材を併用してもよい。
特に、金属蒸着層を有する樹脂フィルム、金属酸化物の蒸着層を有する樹脂フィルム、バリア性樹脂からなる樹脂コーティング膜または樹脂フィルムのいずれかであることが、酸素ガス、水蒸気、遮光性、保香性等のバリア性に優れ、容器の廃棄面において環境にやさしいという利点を有するため好ましい。
無機蒸着層を形成する無機化合物としては、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等が挙げられる。
上記の無機化合物を構成する金属元素の具体例としては、例えば、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、亜鉛(Zn)、バナジウム(V)、バリウム(Ba)、クロム(Cr)等が挙げられる。
無機化合物の平均組成の表記は、例えば、SiOx、AlOx、SiOxCy等のように、MOx、MOxCy(ただし、式中、Mは金属元素を表し、x、yの値は、金属元素によってそれぞれ範囲がことなる。)で表される。金属酸化物の場合、Xの値の範囲は、例えば、ケイ素は、0〜2、アルミニウムは、0〜1.5、マグネシウムは、0〜1、カルシウムは、0〜1、カリウムは、0〜0.5、スズは、0〜2、ナトリウムは、0〜0.5、ホウ素は、0〜1、5、チタンは、0〜2、鉛は、0〜1、ジルコニウムは0〜2、イットリウムは、0〜1.5の範囲の値をとることができる。
上記のMOxにおいて、x=0の場合は例えば金属であり、また、xの範囲の上限は、完全に酸化した場合の値である。
ガスバリア層は、これらのバリア性素材材料の1種で形成されていてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、1層で構成されていてもよく、同一または異なる組成の多層によって構成されていてもよく、多層の場合には隣接して積層されていなくてもよい。
なお、本発明においては、特に、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、または、ポリアミド系樹脂のフィルムを使用することが好ましい。
更に詳しくは、上記のPVD法においては、酸化アルミニウムからなる蒸着層の厚さは、30Å〜1000Åが好ましく、50Å〜500Å位がより好ましい。
また、上記のCVD法においては、酸化珪素からなる蒸着層の厚さは、30Å〜3000Åが好ましく、50Å〜2000Åがより好ましい。
なお、上記において、総じて、金属酸化物、無機物からなる蒸着層の場合は、蒸着層の厚さが上記範囲を超えると、蒸着層にクラック等が入りやすくなり、そりによりバリア性が低下するという危険性があると共に、材料コストが高くなるという問題点であるので好ましくない。また、上記範囲未満であると、バリア性を奏することが困難になることから好ましくないものである。
また、無機蒸着層を有する樹脂フィルムは、温度23℃および湿度90%RHの環境下でJIS K7126法に準拠して測定した酸度透過度が、好ましくは3.0cc/m2・atm・day以下であり、より好ましくは2.0cc/m2・atm・day以下であり、さらに好ましくは1.0cc/m2・atm・day以下である。酸素透過度が上記数値範囲を満たせば、包装体外部から包装体内部の内容物収容部への酸素の侵入を十分に抑えることができる。
バリア性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニリデン系樹脂(PVDC)、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂(特にナイロンMXD6等の芳香族ポリアミド)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニルがおよそ79wt%〜92wt%)を完全ケン化したエチレン含有率25モル%〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、その他等のガスバリア性に富む樹脂のフィルム、あるいは、コーティング膜を使用することができる。
バリア性樹脂コーティング膜またはバリア性樹脂フィルムの厚さは、任意であるが、0.5μm〜300μmが好ましく、1μm〜100μmがより好ましい。
ガスバリア性フィルムとしては、金属箔や蒸着層を有する樹脂フィルムが好ましく、特にアルミニウム箔が好ましい。
例えば、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムに、基材層、ガスバリア層を積層して硫黄系ガス吸収積層体を作製する例を説明する。下記に示した作製方法は1例であって、本発明を限定するものではない。
基材層、ガスバリア層の積層は、通常の包装材料を製造するときに使用するラミネートする方法、例えば、ウェットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、Tダイ共押し出し成形法、共押し出しラミネーション法、インフレーション法、その他等の任意の方法で行うことができる。
例えば、基材層、ガスバリア層、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムを、エクストルージョンコート法、ドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法等により積層された接着剤層を介して、積層、接着して、硫黄系ガス吸収積層体を得ることができる。
あるいは、例えば、先ず、基材層用の樹脂フィルムの片面に、ドライラミネーション接着剤を塗布、乾燥して、バリア層用のフィルムと接着して積層し、次いで、バリア層の表面に、ドライラミネーション接着剤を塗布、乾燥して、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムと接着して積層して、硫黄系ガス吸収積層体を得ることができる。
そして、必要に応じてエージング処理を行ってもよい。
このようにして、硫黄系ガス吸収積層体を得ることができる。
本発明の硫黄系ガス吸収包装材料は、本発明の硫黄系ガス吸収フィルム、または本発明の硫黄系ガス吸収積層体から作製される包装材料であり、硫黄系ガス吸収フィルムと同様な硫黄系ガス吸収を有する。
硫黄系ガス吸収包装材料は、1層構成であっても、2層以上で構成されていてもよい。
例えば、1層からなる硫黄系ガス吸収シーラントフィルムが、用途に応じて包装材料として要求される十分な性能、例えば、支持性やヒートシール性を有している場合には、硫黄系ガス吸収シーラントフィルムをそのまま硫黄系ガス吸収包装材料として用いることができ、必要に応じてさらに基材層や機能層等を積層して得られた2層以上の硫黄系ガス吸収積層体から作製することもできる。
硫黄系ガス吸収包装体は、硫黄系ガス吸収包装材料を用いて作製された包装体である。
硫黄系ガス吸収包装体においては、包装内容物から吸収対象ガスが発生した場合であっても、該吸収対象ガスは、硫黄系ガス吸収包装体を構成する硫黄系ガス吸収包装材料に吸収され、硫黄系ガス吸収包装体に剥がれや膨れが生じ難い。
本発明の実施例で用いた主な原材料は下記の通りである。
[硫黄系ガス化学吸収剤]
・硫黄系ガス化学吸収剤1:(株)シナネンゼオミック社製金属酸化物担持無機多孔体、ダッシュライトCZU。酸化銅・酸化亜鉛複合化アルミノケイ酸。平均粒子径3〜5μm。
・硫黄系ガス化学吸収剤2:(株)シナネンゼオミック社製金属酸化物担持無機多孔体、ダッシュライトZU。酸化亜鉛複合化アルミノケイ酸。平均粒子径3〜5μm。
・硫黄系ガス化学吸収剤3:(株)シナネンゼオミック(株)社製金属イオン混入。ゼオミックAg7MH。銀イオン複合化アルミノケイ酸。平均粒子径5μm。
・硫黄系ガス化学吸収剤4:石塚硝子(株)社製銅混錬硝子、デオグラ。平均粒子径3〜4μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤1:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、ミズカシーブスEX−122。SiO2/Al2O3モル比=32/1、平均粒子径2.5〜5.5μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤2:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、シルトンMT100。SiO2/Al2O3モル比=100/1、平均粒子径3〜4.5μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤3:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、シルトンMT400。SiO2/Al2O3モル比=400/1、平均粒子径5〜7μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤4:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、シルトンMT2000。SiO2/Al2O3モル比=2000/1、平均粒子径2〜4μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤5:水澤化学工業(株)社製活性化ベントナイト、ベンクレイMK−101。平均粒子径4.5μm、pH10.4。
・硫黄系ガス物理吸収剤6:水澤化学工業(株)社製セピオライト、エードプラスFJ。平均粒子径5.8μm、pH9.3。
・LLDPE1:プライムポリマー(株)社製LLDPE、ウルトゼックス1520L。密度0.916g/cm3、MFR2.3g/10分。
・LDPE1:日本ポリエチレン(株)社製LDPE、ノバテックLC600A。密度0.918g/cm3、MFR7.0g/10分。
・LDPE2:日本ポリエチレン(株)社製LDPE、ノバテックLC520。密度0.923g/cm3、MFR3.6g/10分。
・PETフィルム1:東洋紡(株)社製2軸延伸PETフィルム、E5100。12μm厚。
・アルミニウム箔1:東洋アルミニウム(株)社製アルミニウム箔、1N30。7μm厚。
・DL接着剤1:ロックペイント(株)社製ドライラミネート用接着剤、RU−004/H−1。
[マスターバッチ1の調製]
LDPE1と、硫黄系ガス化学吸収剤1とを下記割合でメルトブレンドし、マスターバッチ1(MB1)を得た。
LDPE1 90質量部
化学吸収剤1 10質量部
表1、2の配合に従って、マスターバッチ1と同様に、メルトブレンドし、マスターバッチ2〜15(MB2〜15)を得た。
下記原料を混合して、硫黄系ガス吸収層用の樹脂組成物を得た。
MB1 50質量部
LLDPE1 50質量部
そして、上記で調整した硫黄系ガス吸収層用の樹脂組成物と、ヒートシール層用のLLDPE1とを、160℃のインフレーション製膜法によって製膜及び積層して、下記層構成の硫黄系ガス吸収フィルムを得た。
層構成:ヒートシール層1(厚10μm)/硫黄系ガス吸収層(厚30μm)/ヒートシール層2(厚10μm)
次に、PETフィルム1と、アルミニウム箔1と、上記で得た硫黄系ガス吸収フィルムとを、DL接着剤1(各接着層につき塗布量3.5g/m2)を介したドライラミネーション(乾燥温度70℃)によって貼り合わせて、下記層構成の硫黄系ガス吸収積層体を得た。そして、各種評価を実施した。
層構成:PETフィルム1(厚12μm)/DL接着剤1(塗布量3.5g/m2)/アルミニウム箔1(厚7μm)/DL接着剤1(塗布量3.5g/m2)/硫黄系ガス吸収フィルム[ヒートシール層1(厚10μm)/硫黄系ガス吸収層(厚30μm)/ヒートシール層1(厚10μm)]
表3〜6の記載に従って、マスターバッチを選択して、実施例1と同様に操作して、硫黄系ガス吸収層用樹脂組成物、硫黄系ガス吸収フィルム、硫黄系ガス吸収積層体を得て、同様に評価した。
表6の記載に従って、実施例1と同様に操作して、硫黄系ガス吸収層を有さないフィルムを作製し、積層体を得て、同様に評価した。
表6の記載に従って、マスターバッチを選択して、実施例1と同様に操作して、硫黄系ガス吸収層用の樹脂組成物、ヒートシール層を有さない硫黄系ガス吸収フィルム、硫黄系ガス吸収積層体を得て、同様に評価した。
本発明の全実施例の硫黄系ガス吸収積層体は、良好な製造適性、ヒートシール性、硫黄系ガス濃度の低下を示した。
しかしながら、硫黄系ガス吸収剤を含有しない比較例1は、劣った硫黄系ガス濃度の低減効果を示した。
硫黄系ガス吸収剤の含有量が多量過ぎる比較例2は、劣ったヒートシール性を示した為、以降の評価は中止した。
[製造適性]
積層体の外観を肉眼で観察し、不良の有無を下記評価基準で評価した。
○:積層体に皺、ぶつ、剥離が無かった。
×:積層体に皺、ぶつ、剥離が有った。
積層体を10cm×10cmに切り分け、シーラント面を重ね合せ、ヒートシールテスター(テスター産業社製:TP−701−A)を用いて、1cm×10cmの領域を下記条件でヒートシールして、端部はヒートシールされずに接着しておらず、二股に分かれている状態の引き剥がし強度の試験片を作製した。
この試験片を、15mm幅で短冊状に切り、二股に分かれている各端部を引張試験機に装着して下記条件で引き剥がし強度(N/15mm)を測定して、下記合否判定基準で合否判定した。
ヒートシール条件
温度:160℃
圧力:1kgf/cm2
時間:1秒
試験条件
試験速度:300mm/分
荷重レンジ:50N
合否判定基準
○:30N/15mm以上であり、合格。
×:30N/15mm未満であり、不合格。
積層体を20×20cmに切り分けて、硫黄系ガス成分として、硫化水素:30ppm、ジメチルスルフィド:50ppmに調整された試験ガス1000mlをガスサンプリングバック(ジーエルサイエンス(株)社製、SMART BAG PAシリーズ)に入れ、25℃48時間放置後の硫化水素、ジメチルスルフィドの濃度を検知管により測定した。
2 硫黄系ガス吸収シーラントフィルム
3 硫黄系ガス吸収積層体
4 硫黄系ガス吸収包装材料
5 硫黄系ガス吸収層
6 硫黄系ガス吸収剤
7 シーラント層
8 支持層
9 バリア層
10 基材層
Claims (10)
- 少なくとも、硫黄系ガス吸収剤と熱可塑性樹脂とを含有する硫黄系ガス吸収フィルムであり、
該硫黄系ガス吸収剤を含有する層中の該硫黄系ガス吸収剤の含有量は、0.1質量%以上、30質量%以下である、
硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記硫黄系ガス吸収剤が、硫黄系ガス化学吸収剤および/または硫黄系ガス物理吸収剤を含有する、
請求項1に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記硫黄系ガス吸収剤は、最大粒子径が20μm以下であり、数平均粒子径が0.1μm以上、15μm以下である、
請求項1または2に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記硫黄系ガス化学吸収剤が、金属酸化物、および/または、金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物である、
請求項2または3に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記金属酸化物が、CuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
請求項4に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記の金属あるいは金属イオンが担持あるいは混入された無機物における金属種が、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含む、
請求項4または5に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記硫黄系ガス物理吸収剤が、SiO2/Al2O3モル比が1/1〜2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
請求項2〜6の何れか1項に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 前記硫黄系ガス吸収フィルムが、ヒートシール性樹脂をさらに含む、
請求項1〜7の何れか1項に記載の、硫黄系ガス吸収フィルム。 - 請求項8に記載の硫黄系ガス吸収フィルムから作製された、硫黄系ガス吸収シーラントフィルム。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載の硫黄系ガス吸収フィルム、および/または請求項9に記載の硫黄系ガス吸収シーラントフィルムから作製された、硫黄系ガス吸収フィルム積層体。
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