JP4445297B2 - 食品包装成形品用黒色樹脂組成物とその成形品 - Google Patents

Description

本発明は、食品包装成形品用黒色樹脂組成物とその成形品に関する発明である。詳しくは、本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を用いた成形品は、光線透過率が低く、内容物例えば食品の保護効果に優れたものであり、又、食品と直接接触しても安全度が高い包装材に関するものである。

従来より、ポリオレフィン樹脂フイルム、ポリオレフィン樹脂使用成形品、又は、ポリオレフィン樹脂層を含む積層体が、遮光性を要求される用途、例えば光により変質・劣化する内容物を収容する包装容器などに使用される場合、これらを形成するポリオレフィン系樹脂中に、一般に汎用黒色顔料としてカ−ボンブラックや黒色酸化鉄を使用して、遮光性を付与することが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
しかし、特許文献１及び特許文献２で記載のカ−ボンブラックや黒色酸化鉄により着色したポリオレフィン樹脂製品を食品や医薬品の容器等に使用した場合、極めて微量ながら前記黒色顔料から多環式芳香族炭化水素や重金属等毒性が内容物に溶出することが懸念されており、安全衛生上から好ましくない。

このため、カ−ボンブラックや黒色酸化鉄に変わる、安全衛生上からも心配のない各種の黒色顔料を使用することが検討されている。
一方、特許文献３では、カ−ボンブラックに代えチタンブラックを帯電防止や電磁変換の効果を発揮する添加剤として、線状芳香族ポリエステル又はポリフェニレンサルファイド等樹脂中への配合を検討した樹脂フィルムを製造している。
しかし、この際、チタンブラックを線状芳香族ポリエステルまたはポリフェニレンサルファイドに配合する方法は、これら樹脂の製造過程で混合したり、これらの樹脂に直接混合する場合には分散媒としてエチレングリコ−ル等を使用する方法が採用されている。
尚、チタンブラックは、非特許文献１に記載の通り、黒酸化チタンとも称され、低次の酸化チタンを主な組成とする黒色微粉末である。

特開平０６−２５５０５２号公報 特開平０７−５２３２８号公報 特開昭６３−２４３１４２号公報 機能性顔料 株式会社シ−エムシ−発行 １９９１年６月発行

しかし、チタンブラックは、カ−ボンブラックや黒色酸化鉄に比較して安全衛生上から
心配のない黒色顔料であるが、ポリオレフィン系樹脂へのチタンブラック配合方法が確立されておらず、従って、チタンブラックのポリオレフィン系樹脂への良好な分散方法についても定まっていない。
このため、チタンブラックを配合したポリオレフィン系樹脂を使用した食品包装容器については、未だ開発されていない。
そこで、本発明者等は、チタンブラックを配合したポリオレフィン系樹脂に配合した際に、顔料分散性に富んだ樹脂組成物の開発を検討して、該樹脂組成物を使用の成形品、例えば遮光性に富んだ本発明品を得ることを鋭意検討したのである。

そこで、本発明請求項１では、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂に対して、（Ａ）平均粒子径０．０２〜０．５０μｍのチタンブラックと（Ｂ）分散剤が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：２００〜１：０．１の割合からなる着色剤を配合してなる食品包装成形品用黒色樹脂組成物を開発したのである。

本発明で使用のポリオレフィン系樹脂には、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、及びこれら樹脂の変性樹脂等が挙げられる。
本発明で使用するチタンブラックは、非特許文献１にも記載の通り、黒酸化チタンとも称して、低次酸化チタン（Ｔi_２O_３、Ｔi_３O_５、Ｔi_４O_７）を主な組成とする新しい黒色微粉末である。
なお、チタンブラックの製造法としては、酸化チタンと金属チタン粉末を用いた還元法、チタン粉末をアンモニアガス雰囲気中での還元法、四塩化チタン気相反応法、ＴiH酸化法等が挙げられる。

チタンブラックの平均粒子径は、０．０２〜０．５０μｍであり、０．５０μｍより大きいと分散不良となって、好ましくない。 また、０．０２μｍ以下の平均粒子径より小さいチタンブラックは、商品として市場に見当たらず最小平均粒子径を使用可能な０．０２μｍと限定した。尚、平均粒子径の数値は、レ−ザ−回折式粒度分布計を使用して測定した。
本発明で使用の分散剤には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレワックス、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等、従来から汎用されているものが挙げられる。尚、ＭＩ値が１００以上のハイフロ−のポリオレフィン樹脂も分散剤として使用可能である。

本発明では、（Ａ）チタンブラックと（Ｂ）分散剤の配合割合が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：２００〜１：０．１からなる着色剤をポリオレフィン系樹脂に配合して得られる食品包装成形品用黒色樹脂組成物するものである。
（Ａ）チタンブラックに対する（Ｂ）分散剤の配合割合が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：２００より大きいと遮光性が低下し好ましくない。又、（Ａ）チタンブラックに対する（Ｂ）分散剤の配合割合が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：０．１より小さいと、顔料表面と樹脂の濡れが悪く、良好な分散性を得ることができず好ましくない。

なお、本発明で着色剤の使用方法としては、予め（Ａ）と（Ｂ）をヘンシェルミキサ−やロ−ル等を用い混合したもの、即ちカラベ−スを製造した後に濃度調整して得られる所謂カラ−マスタ−バッチを製造した後にポリオレフィン系樹脂に希釈混合して得られる食品包装成形品用黒色樹脂組成物でも、又、（Ａ）と（Ｂ）をポリオレフィン系樹脂と一緒にバンバリ−ミキサ−、二軸押し出し機等を用いて、混練配合した食品包装成形品用黒色樹脂組成物で有っても良い。

請求項２は、請求項１記載の分散剤が、ポリオレフィンワックスである食品包装成形品用黒色樹脂組成物である。
本発明では、ポリオレフィン系樹脂を使用するものであり、この際に分散剤としてもポリオレフィンワックスを使用することが好ましく、更にチタンブラックのポリオレフィン系樹脂中への分散が容易である。

請求項３は、請求項１又は請求項２記載の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を用いて、厚さ３０μｍのフイルムに成形したときの光線透過率が、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下を示すことを特徴とする食品包装用成形品である。
本発明によって得られる食品包装成形品用黒色樹脂組成物には、チタンブラックが極めて均一に分散されている。例えば、この食品包装成形品用黒色樹脂組成物を加工して厚さ３０μｍのフィルムに成形した場合、波長３００〜８００ｎｍの全範囲にわたって、光線透過率が５０％以下を示すものが得られる。

請求項４は、請求項１又は請求項２記載の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を用いて、厚さ３０μｍのフイルムに成形したときの光線透過率が、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下を示すことを特徴とする食品包装用フィルムである。
このフィルムは、特に波長３００〜４００ｎｍの光線透過率が２０％以下であるので、この食品包装成形用黒色樹脂組成物使用の成形品は、食品や医薬品の包装容器として使用したときに、安全性は勿論のこと、特に充填物品の酸化や劣化に関係する近紫外線領域の光を遮蔽するので、食品や医薬品の変質や劣化を一層防止できる。
請求項３及び請求項４で記載の成形品は、その用途として食品包装成形用の容器や包装フィルムのみならず、医薬品品の容器や包装フィルムとして最適に使用できるものである。

本発明のでは、従来から汎用の装置、例えば着色剤の製造では高速ヘンシェルミキサ−やロ−ル類を用い、食品包装成形品用黒色樹脂組成物の製造では押出機を用いれば良い。
また、食品包装成形品用黒色樹脂組成物の製造の際に、本発明品の特徴を損わない範囲で
他の添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を任意に配合して良い。

以下に、実施例及び比較例を記載する。尚、重量部は、部と省略する。
実施例１
平均粒子径０．４０μｍのチタンブラック（すみれ技研有限会社製商品：チタンブラック９５Ｃ）、及び１４０℃に於ける溶融粘度が１０００ｍＰ．ｓのポリエチレンワックス（三洋化成工業株式会社製商品：サンワックス１３１Ｐ）について１：０．５の割合からなる混合物を、加熱三本ロ−ルを用いて混練して、着色剤を得る。
該着色剤４５部とＭＦＲ９の高圧ポリエチレン（日本ユニカ−株式会社製商品：８００９）５５部を、１７０℃に温度設定した単軸押出機を用い混練して、チタンブラック顔料含有率３０％の本発明食品包装成形品用黒色樹脂組成物を得る。

次に、下記に記載の方法で（１）光線透過率及び（２）分散性の評価を行い、分散性については結果を表１に記載した。尚、実施例２〜実施例４、及び比較例１〜比較例３も同様の操作を行った。
（１）光線透過率の測定法
本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物（チタンブラック配合量３０重量％）を、押出インフレション法により厚さ３０μｍのチタンブラック含有率５％フィルムを製膜して、日立製作所製分光光度計「スペクトロホトメ−タ− Ｕ−４０００」を用いて、波長３００〜８００ｎｍの光線透過率を測定する。

（２）分散性の評価法
本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物（チタンブラック配合量３０重量％）を、押出インフレション法により厚さ３０μｍ、チタンブラク含有量３％に製膜したフィルムを、蛍光灯を内蔵した白色アクリル板の上に載置して、フイルム１ｃｍ３中に存在する面積０．０５ｍｍ^２以上のチタンブラックの塊の数を、財務省印刷局作成のきょう雑物測定表を用いて計測した。

その結果について、次の基準で、フイルムについて分散性評価を行った。
○‥‥１０個／ｃｍ^３未満であり、あらゆる用途に使用可能。
△‥‥１０個／ｃｍ^３以上〜５０個／ｃｍ^３未満であり、
分散悪く、強度が弱いため厚物用途のみ使用可能
×‥‥５０個／ｃｍ^３以上であり、使用不可能。

実施例１で得られた本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物についての（１）光線透過率の測定では、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下の光線透過率を示し、かつ、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下の光線透過率を示し、非常に遮光性に優れたものであった。
また、（２）分散性の評価でも、表１に示す通り、分散性に富んだものであった。

実施例２
実施例１のチタンブラックを平均粒子径０．０９μｍのチタンブラック（赤穂化成株式会社製商品：テイラックＤ）に代える以外は、実施例１と同じである。
実施例１同様に、（１）光線透過率の測定では、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下の光線透過率を示し、かつ、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下の光線透過率を示し、非常に遮光性に優れたものであった。
また、（２）分散性の評価でも、表１に示す通り、分散性に富んだものであった。

実施例３
平均粒子径０．４０μｍのチタンブラック（すみれ技研有限会社製商品：チタンブラック９５Ｃ）、及び１７０℃に於ける溶融粘度が１６００ｍＰ．ｓのポリプロピレンワックス（クラリアント株式会社製商品：リコワックスｐｐ２３０）について１：０．５の割合からなる混合物を、三本ロ−ルを用いて混練して、着色剤を得る。
該着色剤４５部とＭＦＲ１０のポリプロピレン（チッソ株式会社製商品：Ｆ１０８８）５５部を、１９０℃に温度設定した単軸押出機を用い混練して、本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を得る。

実施例３において、（１）光線透過率の測定は、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下の光線透過率を示し、かつ、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下の光線透過率を示し、非常に遮光性に優れたものであった。
また、（２）分散性の評価でも、表１に示す通り、分散性に富んだものであった。

実施例４
平均粒子径０．４０μｍのチタンブラック（すみれ技研有限会社製商品：チタンブラック９５Ｃ）、及び１４０℃に於ける溶融粘度が１０００ｍＰ．ｓのポリエチレンワックス（三洋化成工業株式会社製商品：サンワックス１３１Ｐ）について１：０．５からなる割合の混合物を、三本ロ−ルを用いて混練して、チタンブラック顔料含有率３０％の着色剤を得る。
該着色剤４５部とＭＦＲ１．７の線状低密度ポリエチレン（出光石油化学株式会社製商品：IDEMITU０２３４Ｈ）５５部を、１７０℃に温度設定した単軸押出機を用い混練して、本発明の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を得る。

実施例４について、（１）光線透過率の測定では、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下の光線透過率を示し、かつ、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下の光線透過率を示し、非常に遮光性に優れたものであった。
また、（２）分散性の評価でも、表１に示す通り、分散性に富んだものであった。

比較例１
実施例１における、チタンブラックの平均粒子径を０．６１μｍとする以外は、実施例１と同じである。
（２）分散性の評価では、表１に示す通り、フィルムでのチタンブラック分散性が悪く、光遮蔽効果も劣り、食品包装容器の成形には不適当であった。

比較例２
実施例１における、チタンブラックとポリエチレンワックスの割合を１：０．０５からなる混合物に代える以外は、実施例１と同じである。
フィルムを成形した場合に、成形に容易でなく食品包装容器の成形には不適当であった。

比較例３
実施例１における、チタンブラックとポリエチレンワックスの割合を１：３４０からなる混合物に代える以外は、実施例１と同じである。
フィルムを成形した場合には、充分な光遮蔽効果が得られず食品包装容器の成形には不適当であった。

各実施例でも示す通り、（１）光線透過率の測定では、優れた遮蔽効果を発揮しており、本発明品を食品包装容器に使用した場合に、充填された食品の劣化を阻止する作用を充分に発揮するものである。
しかも、カ−ボンブラックや黒色酸化鉄を使用の黒色成形品での安全性についての不安を解決した成形品を提供するものである。

Claims (4)

1. ポリオレフィン系熱可塑性樹脂に対して、（Ａ）平均粒子径０．０２〜０．５０μｍのチタンブラックと（Ｂ）分散剤が、（Ａ）：（Ｂ）＝１：２００〜１：０．１の割合からなる着色剤を配合してなる食品包装成形品用黒色樹脂組成物。
2. 請求項１記載の分散剤が、ポリオレフィンワックスである食品包装成形品用黒色樹脂組成物。
3. 請求項１又は請求項２記載の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を用いて、厚さ３０μｍのフイルムに成形したとき光線透過率が、波長３００〜８００ｎｍの範囲において５０％以下を示すことを特徴とする食品包装用成形品。
4. 請求項１又は請求項２記載の食品包装成形品用黒色樹脂組成物を用いて、厚さ３０μｍのフイルムに成形したとき光線透過率が、波長３００〜４００ｎｍの範囲において２０％以下を示すことを特徴とする食品包装用成形品。