JP2021185026A - 抗菌フィルムおよび包装材 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]基材、抗菌性薬剤を含む接着層、および水蒸気透過率が1〜50g/m2・24hの熱融着樹脂層を含む抗菌フィルムであって、前記抗菌性薬剤は、分子量200以下のアルデヒドまたはアルコールからなる群から選ばれる2種類の薬剤を含有し、かつ、前記抗菌性薬剤がシクロデキストリンに包接されていることを特徴とする抗菌フィルム。
[2]前記抗菌性薬剤が、シンナムアルデヒド、シトラール、カルバクロール、オイゲノールから選ばれる1種類の薬剤と、ヘキサナール、trans−2−ヘキセナール、2−ノナノールから選ばれる1種類の薬剤であることを特徴とする[1]に記載の抗菌フィルム。
[3]前記シクロデキストリンがγ−シクロデキストリンであることを特徴とする[1]または[2]のいずれかに記載の抗菌フィルム。
[4]前記熱融着樹脂層の水蒸気透過率が、10〜40g/m2・24hであることを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載の抗菌フィルム。
[5][1]から[4]のいずれかに記載の抗菌フィルムを含んで成ることを特徴とする包装材。
これは、抗菌性薬剤のシクロデキストリン包接物をフィルムに含有させることによって、低湿度条件下では抗菌性薬剤の揮発性を下げることが可能となり、さらに、2種類の薬剤を使用することで水分量の上昇に伴い段階的に抗菌性薬剤を揮発させることができるためである。また、シクロデキストリンは外径が1.3nm程と、マイクロカプセルの1/1000未満であるため、抗菌性薬剤を含有させる層の膜厚に特段の制限をかけずに本発明の抗菌フィルムを作製することが可能である。
本発明の第1の実施形態の抗菌フィルムは、基材、接着層、および熱融着樹脂層を含み、該接着層は、分子量200以下のアルデヒドまたはアルコール化合物からなる群から選ばれる2種類の抗菌性薬剤を含有し、該抗菌性薬剤がシクロデキストリンに包接されていることを特徴とする。
基材10は、包装材として用いるのに充分な程度に優れた機械的強度および優れた耐熱性を有するフィルムとなる基材であることが望ましい。
また、基材10は、水蒸気透過性が低い材料で形成することが望ましい。これはフィルムに含まれる抗菌材成分が包装体外部に発散することを防止するためである。
また基材10は、10μm〜50μmの膜厚を有することが好ましい。この範囲内の膜厚を有することにより、良好な加工性および取り扱い性を得ることができる。
接着層20は、抗菌性薬剤と接着剤とを含む。接着層20は、抗菌性薬剤の貯蔵および放出の機能と、基材10と熱融着樹脂層30とを接着させる機能とを有する。用いることができる接着剤の非制限的な例は、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエーテル系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、エチレン−酢酸ビニル系接着剤、塩化ビニル系接着剤、シリコーン系接着剤、およびゴム系接着剤を含む。
分子量が200以上であると、抗菌性薬剤の揮発性が低いため、好ましい空間抗菌性が得られない。用いることができるアルデヒドまたはアルコール化合物の非制限的な例は、trans−2−ヘキセナール(分子量98.14)、ヘキサナール(分子量100.16)、ベンズアルデヒド(分子量106.12)、オクタナール(分子量128.21)、シンナムアルデヒド(分子量132.16)、アニスアルデヒド(分子量136.15)、ピペロナール(分子量150.13)、ペリルアルデヒド(分子量150.22)、バニリン(分子量152.15)、シトラール(3,7−ジメチル−2,6−オクタジエナール)(分子量152.23)、シトロネラール(分子量154.25)、デカナール(分子量156.27)、ヒドロキシシトロネラール(分子量172.26)、2−ノナノール(分子量144.26)、オイゲノール(分子量164.20)、カルバクロール(分子量150.22)、リナロール(分子量154.25)、2−フェニルエタノール(分子量122.16)、2−フェノキシエタノール(分子量138.17)を含む。
より好ましいのは、シンナムアルデヒド、シトラール、カルバクロール、オイゲノールから選ばれる1種類の薬剤と、ヘキサナール、trans−2−ヘキセナール、2−ノナノールから選ばれる1種類の薬剤を組み合わせることである。
シクロデキストリンの空洞内径が大きいほど、同時に包接しやすい立体構造も大きくなる。そのため、γ−シクロデキストリンは分岐アルキル鎖やベンゼン環など嵩高い疎水性部位を有する化合物を取り込みやすく、かつ放出しにくいことが予測できる。また、シクロデキストリンのサイズはナノメートルオーダーであるため、マイクロカプセルのように接着層20の膜厚を制限することはない。
熱融着樹脂層30は、加熱時に被着材に対する優れた接着性を示すことが望ましい。熱融着樹脂層30は、自立フィルムであってもよいし、塗布などにより形成される非自立性層であってもよい。また、熱融着樹脂層30は、必要とされる抗菌効果と、用いる抗菌性薬剤の透過量とに応じて選定するとよい。
熱融着樹脂層30は、10μm〜100μmの膜厚を有していることが好ましい。前述の範囲内の膜厚を有することにより、良好な加工性、取り扱い性、開封性、熱接着性を得ることができる。
熱融着樹脂層30は、JIS Z 0208に則り測定される水蒸気透過率が、1〜50g/m2・24hである。水蒸気透過率が1g/m2・24h未満だと、透過する水分量が少なく、抗菌性薬剤が徐放されにくい。50g/m2・24hより大きいと、抗菌性薬剤の放出が進みすぎて効果を長時間維持させることが難しい。好ましくは10〜40g/m2・24hである。この範囲内の水蒸気透過率を有することにより、より強い抗カビ性をより長時間維持させることができる。
本発明の第2の実施形態である包装材は、第1の実施形態の抗菌フィルムを含むことを特徴とする。具体的には、包装材の少なくとも一部が、第1の実施形態の抗菌フィルムで形成される。
袋形状の包装材は、第1の実施形態の抗菌フィルムと、第2のフィルムとを、熱融着樹脂層30が内側に配置した状態で周縁部を加熱して貼り合わせることによって形成することができる。該第2のフィルムは、加熱した熱融着樹脂層30による接着が可能であることを条件として、PE、PET、PEN、PP、PAなどの当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
さらに、貼り合わせを行う周縁部に第3のフィルムを介在させて、いわゆる「マチ」付きの袋を形成してもよい。袋形状の包装材は、矩形、円形、三角形を含む任意の形状を有してもよい。またチャック付き袋は、機械加工によって、袋形状の包装材の開口部に開閉自在の嵌合部を設けたものである。
最初に、γ−シクロデキストリンの飽和水溶液に抗菌性薬剤1としてシンナムアルデヒド(分子量132.16)を添加してしばらく振とうすることで、シンナムアルデヒドのγ−シクロデキストリン包接体の沈殿を得た。
得られた沈殿を減圧濾過、アセトンで洗浄、減圧乾燥することでシクロデキストリン包接体の乾燥粉末を得た。同様に、抗菌性薬剤2としてシトロネラール(分子量154.25)のγ−シクロデキストリン包接体の乾燥粉末を得た。
最後に、接着層20の上に、30μmの膜厚を有するPE(フタムラ化学株式会社製LL−XMTD)フィルムを貼り合わせて熱融着樹脂層30を形成し、抗菌フィルムを得た。
3日後および10日後にカビの生育の具合を確認し、それぞれカビの生育が視覚的に観察されない場合を「○」、生育が視覚的に表面積の1/3以下で見られた場合を「△」、生育が視覚的に表面積の1/3より広範囲で観察された場合を「×」と評価した。〇と△が許容範囲内である。
抗菌性薬剤2をシトロネラールからヘキサナール(分子量100.16)に変更したことを除いて、実施例1の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤2をシトロネラールからtrans−2−ヘキセナール(分子量98.14)に変更したことを除いて、実施例1の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤2をシトロネラールから2−ノナノール(分子量144.26)に変更したことを除いて、実施例1の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤1をシンナムアルデヒドからシトラール(分子量152.24)に変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤1をシンナムアルデヒドからカルバクロール(分子量150.22)に変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤1をシンナムアルデヒドからオイゲノール(分子量164.20)に変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
包接させるシクロデキストリンをγ−シクロデキストリンからα−シクロデキストリンに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
包接させるシクロデキストリンをγ−シクロデキストリンからβ−シクロデキストリンに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を1g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を10g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を40g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を50g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤2をシトロネラールからヘキシルシンナムアルデヒド(分子量216.32)に変更したことを除いて、実施例1の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤1、2をγ−シクロデキストリンで包接させないことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤2のヘキサナールをγ−シクロデキストリンで包接させないことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤1のシンナムアルデヒドをγ−シクロデキストリンで包接させないことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
抗菌性薬剤をヘキサナールの1種のみに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を0.5g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
熱融着樹脂層30の水蒸気透過量を60g/m2・24hに変更したことを除いて、実施例2の手順を繰り返して包装袋を形成した。得られた包装袋の評価結果を表1に示す。
実施例2〜7は、いずれの評価も良好であった。
実施例8、9では、αまたはβ−シクロデキストリンを用いると、γ−シクロデキストリンほどではなかったが抗カビ持続性が得られ、臭気評価も好ましかった。
実施例10では熱融着樹脂層として水蒸気透過率がやや小さいものを、実施例13ではやや大きいものを用いて、水分量が二段階徐放に最適ではなかったが、抗カビ持続性は許容範囲であった。
実施例11〜12では、熱融着層の水蒸気透過率をそれぞれ10、40g/m2・24hとしたところ、いずれも抗カビ持続性評価、臭気評価とも良好であった。
比較例2〜4より、抗菌性薬剤の1種あるいは2種をγ−シクロデキストリンに包接させない場合には、抗菌性薬剤の徐放性に欠けて長時間の抗カビ性が得られず、かつ揮発性が高すぎて臭気が強かった。
比較例5では、薬剤を1種にすると二段階徐放が得られず、抗カビ持続性が得られなかった。また比較例6および7では、水蒸気透過率が小さすぎると抗菌性薬剤が徐放されないため抗カビ性が得られず、大きすぎると抗菌性薬剤が素早く放出されてしまい、抗カビ持続性評価と臭気評価が思わしくなかった。
20 接着層
30 熱融着樹脂層
Claims (5)
- 基材、抗菌性薬剤を含む接着層、および水蒸気透過率が1〜50g/m2・24hの熱融着樹脂層を含む抗菌フィルムであって、
前記抗菌性薬剤は、分子量200以下のアルデヒドまたはアルコールからなる群から選ばれる2種類の薬剤を含有し、かつ、前記抗菌性薬剤がシクロデキストリンに包接されていることを特徴とする抗菌フィルム。 - 前記抗菌性薬剤が、シンナムアルデヒド、シトラール、カルバクロール、オイゲノールから選ばれる1種類の薬剤と、ヘキサナール、trans−2−ヘキセナール、2−ノナノールから選ばれる1種類の薬剤であることを特徴とする請求項1に記載の抗菌フィルム。
- 前記シクロデキストリンがγ−シクロデキストリンであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の抗菌フィルム。
- 前記熱融着樹脂層の水蒸気透過率が、10〜40g/m2・24hであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の抗菌フィルム。
- 請求項1から4のいずれかに記載の抗菌フィルムを含んで成ることを特徴とする包装材。
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CN115230264A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-25 | 北京科技大学 | 一种防止接触面变色的智能控释保鲜复合膜 |
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