JP5780469B2 - 酸素吸収性樹脂組成物及びこれを用いた包装体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特定波長の紫外線照射によって酸素吸収を開始することを特徴とする酸素吸収性樹脂組成物に関する。本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、脱酸素剤または酸素吸収性容器の全体もしくは一部に使用することができる。
食品、飲料、医薬品、医療品、化粧品、金属製品、電子製品に代表される、酸素の影響を受けて変質あるいは劣化し易い各種物品の酸素による酸化を防止し長期に保存する目的で、これらを収納した包装容器や包装袋内の酸素除去を行う脱酸素剤が使用されている。この脱酸素剤として初期に開発され現在も多く使用されている形態は、鉄粉やアスコルビン酸などからなる脱酸素剤を通気性の小袋に詰めたものである。
近年は、より取扱いが容易で適用範囲が広く誤食の可能性が極めて小さいフィルム状の脱酸素剤も利用されるようになってきた。フィルム状の脱酸素剤に関して、その酸素吸収性組成物およびフィルム構成について多くの提案がなされている。例えば樹脂に鉄粉やアスコルビン酸などからなる脱酸素剤を配合してフィルムやシート等に成形し、一方の側に熱融着性を有する隔離層を積層し、他方の側にガスバリヤー層を積層した基本的な脱酸素性多層体が知られている(特許文献1)。また、酸化可能な有機成分または樹脂成分および遷移金属触媒からなる層を含む包装用フィルムも知られている(特許文献2、3)。さらに、有機物からなる脱酸素剤が酸化に伴い発生する臭気を抑制するために、ゼオライトなどの吸着剤を酸素吸収性組成物に含有させることや、吸着剤を含む層を積層した脱酸素性多層フィルムとすること、あるいは中和剤としての塩基を含む層を積層した脱酸素性多層フィルムとすることが提案されている(特許文献4〜6)。
鉄粉を脱酸素剤として配合したフィルムは水分をトリガーとして酸素吸収を開始させる。一方、被酸化性樹脂に触媒および開始剤としてベンゾフェノンを配合させた酸素吸収性樹脂組成物を含むフィルムに、波長200〜280nmの紫外線(UV−C光)を照射して酸素吸収を開始する方法が提案されている(特許文献7)。
特開昭55−90535号公報 特許第2991437号公報 特許第3183704号公報 特開平05−247276号公報 特開平06−100042号公報 特許第3306071号公報 特許第3897364号公報
本発明者らは、UV−C光を照射して酸素吸収を開始する方法について以下の課題を見出した。
まずこれまで主に低圧水銀灯等の紫外線ランプを光源とする照射装置が広く用いられてきた。しかし、紫外線ランプからの照射では、有毒なオゾンが発生する。これに伴い、オゾンを除去するための局所排気装置が必要となり、かつ発熱が大きく冷却設備が必要となる。その結果、照射装置が大型化してしまう。また、紫外線照射は包装ライン上で行う方が省力化の点で望ましい。しかし、紫外線ランプにより照射する場合には、このような大型の照射装置を包装ラインに組み込む必要があり、設置面積、維持費用などの点で問題がある。
本発明は、酸素吸収を開始させるための紫外線照射装置を小型化でき、特定波長の紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始する酸素吸収性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、酸素吸収を開始させるための紫外線照射装置を小型化でき、特定波長の紫外線照射、特に紫外線LEDを光源とする照射装置による紫外線照射により、速やかに酸素吸収を開始することを見いだし、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、開始剤、遷移金属触媒及び易酸化性樹脂を含む酸素吸収性樹脂組成物であって、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって酸素吸収を開始する酸素吸収性樹脂組成物である。
この酸素吸収性樹脂組成物によれば、酸素吸収を開始させるための紫外線照射装置を小型化でき、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始させることができる。
また、紫外線照射を、紫外線LEDを光源とする照射装置を用いて行うことが好ましい。
紫外線LEDは、紫外線ランプと比較し、低消費電力、長寿命、発熱が少ない、小型である、発光スペクトルの幅が狭い(50nm以下)という特長を有している。315〜380nmの紫外線(UV−A光)を発光する紫外線LEDを光源とする照射装置では有毒なオゾンが発生しない。このため、紫外線LEDを光源とする照射装置は局所排気装置を必要としない。また紫外線LEDを光源とする照射装置では発熱も少ない。このため、紫外線LEDを光源とする照射装置はチラーやブロワー等の大きな冷却設備を必要としない。また紫外線LEDを光源とする照射装置は、紫外線ランプを用いた照射装置と比較し紫外線照射部の厚みを薄くすることができ、かつフィルムと光源との距離を短くすることができる。このため、照射装置の小型化が可能である。さらに紫外線LEDを光源とする照射装置は低消費電力、長寿命の点から、維持費用を低減することも可能である。
上記酸素吸収性樹脂組成物はさらに増感剤を含有することが好ましい。この酸素吸収性樹脂組成物は、増感剤を含まない場合に比べてより速やかに酸素吸収を開始させることが可能となる。
前記開始剤は、具体的には、300〜400nmの紫外線照射によって、または300〜400nmの紫外線照射により励起された前記増感剤から移動したエネルギーによって励起され、前記易酸化性樹脂の酸化反応を開始させる起点となる物質である。
前記開始剤が芳香族ケトンであり、前記増感剤がチオキサントン類であることが好ましい。この場合、酸素吸収をより効率的に開始させることができる。
上記酸素吸収性樹脂組成物は、反応促進材を含有することが好ましい。この酸素吸収性樹脂組成物は、反応促進材を含まない場合に比べてより速やかに酸素吸収を開始させることが可能となる。特に上記酸素吸収性樹脂組成物が増感剤及び反応促進材をさらに含むことが好ましい。この場合、上記酸素吸収性樹脂組成物が増感剤及び反応促進材を含まない場合に比べて、より速やかに酸素吸収を開始させることができる。
前記反応促進材は、ベンジル基を含む重合体であることが好ましい。この場合、反応促進材がベンジル基を有しており、このベンジル基の水素は引き抜かれ易いため、ラジカルになりやすい。このため、酸素吸収をより速やかに開始させることができる。
ベンジル基を含む重合体は、例えばスチレンに対応する構成単位を含む共重合体である。
また本発明は、上述した酸素吸収性樹脂組成物を含有する脱酸素層を含む脱酸素性のシートまたはフィルムである。
また本発明は、被包装物を包装する包装体の製造方法であって、上記脱酸素性のシートまたはフィルムに、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して、前記酸素吸収性樹脂組成物における酸素吸収を開始させる紫外線照射工程と、前記シートまたはフィルムで前記被包装物を包装する包装工程とを含む、包装体の製造方法である。
上記の製造方法によれば、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して酸素吸収性樹脂組成物において酸素吸収を開始させるため、有害なオゾンの発生を防止することができる。このため、紫外線照射装置は局所排気装置を必要としない。また紫外線照射装置では発熱も少なくなる。このため大きな冷却設備を必要としない。その結果、包装体の製造設備を小型化することができる。また、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始させることもできる。
上記製造方法においては、前記包装工程の前に前記紫外線照射工程が行われることが好ましい。この場合、包装工程の前に紫外線照射工程が行われるため、被包装物に紫外線照射によるダメージを与える恐れがなくなる。
上記製造方法において、前記紫外線照射工程が、紫外線LEDを光源とする照射装置を用いて行われることが好ましい。紫外線LEDは、紫外線ランプと比較し、低消費電力、長寿命、発熱が少ない、小型である、発光スペクトルの幅が狭い(50nm以下)という特長を有している。315〜380nmの紫外線(UV−A光)を発光する紫外線LEDを光源とする照射装置では有毒なオゾンが発生しない。このため、紫外線LEDを光源とする照射装置は局所排気装置を必要としない。また紫外線LEDを光源とする照射装置では発熱も少ない。このためチラーやブロワー等の大きな冷却設備を必要としない。また紫外線LEDを光源とする照射装置は、紫外線ランプを用いた照射装置と比較し紫外線照射部の厚みを薄くすることができ、かつフィルムと光源との距離を短くすることができる。このため、照射装置の小型化が可能である。さらに紫外線LEDを光源とする照射装置は低消費電力、長寿命の点から、維持費用を低減することも可能である。さらに、照射装置は、従来の紫外線ランプに比べ発熱が少ない。このため、フィルムの温度上昇が十分に抑制され、被包装物にダメージを与える恐れがなくなる。
前記紫外線照射工程において、前記シートまたはフィルムに、2mW/cm以上の照度の紫外線を照射することが好ましい。
この場合、照度が上記範囲を外れる場合に比べてより短時間の紫外線照射により、酸素吸収を速やかに開始させることができる。
本発明によれば、酸素吸収を開始させるための紫外線照射装置を小型化でき、特定波長の紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始させることが可能な酸素吸収性樹脂組成物及びこれを用いた包装体の製造方法が提供される。
本発明に係る脱酸素性のシートまたはフィルムの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る脱酸素性のシートまたはフィルムの他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る脱酸素性のシートまたはフィルムのさらに他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る包装体の製造方法の一実施形態における一工程を示す概略図である。 本発明に係る包装体の製造方法の他の実施形態における一工程を示す部分断面図である。
本明細書において「脱酸素」とは密閉された環境中の酸素濃度が0.1vol%以下となることを意味し、「脱酸素剤」とは脱酸素状態を実現させることを目的として使用される薬剤、材料等を意味する。また、「脱酸素性」とは「脱酸素剤としての機能を有する」と同義である。さらに、「酸素吸収」とは到達酸素濃度に関わらず、薬剤、材料等が環境中の酸素を取り込むことを意味する。また「酸素吸収を開始する」とは、紫外線を照射してから24時間後の酸素吸収量が1mL/g以上となることを意味する。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物に用いられる易酸化性熱可塑性樹脂には、炭素と炭素が二重結合で結合した部分を有する有機高分子化合物、第3級炭素原子に結合した水素原子を有する有機高分子化合物、ベンジル基を有する有機高分子化合物を用いることができる。炭素と炭素が二重結合で結合した部分を有する有機高分子化合物における炭素−炭素二重結合は高分子の主鎖にあっても良いし、側鎖にあっても良い。代表例として1,4−ポリブタジエン、1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリイソプレン、3,4−ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/アクリル酸シクロヘキセニルメチル共重合体等が挙げられる。また、第3級炭素原子に結合した水素原子を有する有機高分子化合物として、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。ベンジル基を有する有機高分子化合物として水添スチレンブタジエンゴム、水添スチレンイソプレンゴム等が挙げられる。これらのうち好ましくは、炭素と炭素が二重結合で結合した部分を有する有機高分子化合物であり、より好ましくは、1,2−ポリブタジエンである。
本発明の遷移金属触媒は遷移金属の塩や酸化物等の金属化合物である。遷移金属としては、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅が好適であり、マンガン、鉄、コバルトが優れた触媒作用を示すため特に好適である。遷移金属の塩には、遷移金属の鉱酸塩および脂肪酸塩が含まれる。鉱酸塩としては、例えば遷移金属の塩酸塩、硫酸塩および硝酸塩が挙げられる。脂肪酸塩としては、例えば酢酸塩及び高級脂肪酸塩が挙げられる。高級脂肪酸塩の代表例としては、オクチル酸コバルト、オクチル酸マンガン、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ステアリン酸コバルト及びネオデカン酸コバルト等があげられる。
扱い易さの点から、遷移金属触媒は、担体に担持することが好ましい。担体の種類は、特に限定されないが、ゼオライト、珪藻土、ケイ酸カルシウム類などを用いることができる。特に、触媒調製時および調製後の大きさが0.1〜200μmの凝集体が、取扱い性が良いため好ましい。特に、樹脂中に分散した際に10〜100nmである担体が、樹脂に配合した際に透明な樹脂組成物を与えるため好ましい。このような担体として、合成ケイ酸カルシウムが例示される。遷移金属触媒の配合割合は、酸素吸収性能、物理強度および経済性から、酸素吸収性樹脂組成物中の金属原子重量として0.001〜10wt%であることが好ましく、0.01〜1wt%であることが特に好ましい。
本発明の開始剤は、300〜400nmの紫外線照射によって、または300〜400nmの紫外線照射により励起された増感剤から移動したエネルギーによって励起され、易酸化性樹脂または反応促進材の酸化反応を開始させる起点となる物質である。本発明においては、水素引き抜き型または分子内開裂型の開始剤を用いる。水素引き抜き型の開始剤では、励起された開始剤分子が易酸化性樹脂又は反応促進材から水素を引き抜いて活性なラジカルを生じさせ、酸化反応を開始させる。また、分子内開裂型の開始剤では、励起された開始剤分子がα―開裂してラジカルを生じ、このラジカルがさらに易酸化性樹脂又は反応促進材から水素を引き抜いて活性なラジカルを生じさせることにより酸化反応が進行する。水素引き抜き型開始剤の代表例としては、ベンゾフェノン類、チアジン類、金属ポルフィリン類、アントラキノン類、キサントン類、チオキサントン類、フルオレノン類、ベンゾキノン類等があげられる。好ましくは、フルオレノン類、チオキサントン類、アントラキノン類である。分子内開裂型開始剤の代表例としては、α―ヒドロキシケトン類(イルガキュア127、イルガキュア184、イルガキュア2959等)、ベンジルケタール類(イルガキュア651等)、アシルホスフィンオキサイド類(ダロキュアTPO、イルガキュア819等)、オキシムエステル類(イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02等)が挙げられる。中でも、α―ヒドロキシケトン類、アシルホスフィンオキサイド類が好ましい。開始剤の配合割合は、酸素吸収性樹脂組成物中、0.001〜10wt%であることが好ましく、0.01〜1wt%であることが特に好ましい。開始剤の配合割合が上記範囲内にあると、上記範囲を外れる場合に比べて酸素吸収をより速やかに開始させることができ、かつ酸素吸収性樹脂組成物中の開始剤の量を必要十分量とすることができる。
照射する紫外線は、ピーク波長が300〜400nmの範囲にあり、315〜380nmの範囲にある事が好ましい。ピーク波長が300nm未満では有毒のオゾンを発生するので好ましくなく、ピーク波長が400nmを超えると酸素吸収を開始する事が出来ない為好ましくない。
本発明の増感剤は、光増感を起こさせる物質であり、紫外線が照射されることにより生成した励起状態の分子が化学反応をせずに他の分子に励起エネルギーを移し、その結果その分子にエネルギー移動、電子移動、水素引抜き反応などの光化学反応を起こさせる役割を担う。また、本発明の増感剤は、300〜400nmの紫外線を吸収して励起一重項状態となり、項間交差を経て励起三重項状態となる物質から選択する。増感剤の代表例としては、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アントラキノン類、アントラセン類があげられ、チオキサントン類が好ましい。増感剤の配合割合は、酸素吸収性樹脂組成物中、0.001〜10wt%であることが好ましく、0.01〜1wt%であることが特に好ましい。増感剤の代表例にあげた物質は、単独で用いた場合は開始剤としての機能も有するが、照射される紫外線の波長と、増感剤の最大吸収波長およびモル吸収係数、励起三重項エネルギー等を考慮して2種以上の物質を増感剤と開始剤として組み合わせて使用することもできる。2種以上の物質を組み合わせて使用する場合は、励起三重項エネルギーがより高い物質が増感剤として機能し、もう一方の物質が開始剤として機能する。また、増感剤の励起三重項エネルギーは開始剤の励起三重項エネルギーより10〜15kJ/mol高いことが好ましい。増感剤と開始剤の組み合わせを適切に選択することで、効率的に酸素吸収を開始させることが出来、特に、開始剤に芳香族ケトンを、増感剤にチオキサントン類を用いる組合せが好ましい。ここで、芳香族ケトンがフルオレノン類であることがより好ましい。この場合、酸素吸収をより一層効率的に開始させることができる。
本発明の反応促進材とは、酸素吸収性樹脂組成物に混合することにより、効率的に酸素吸収を開始させる物質である。反応促進材としては、ベンジル基を含む重合体が好ましい。ベンジル基を含む重合体は、ベンジル基を有しており、このベンジル基の水素は引き抜かれ易いため、ラジカルになりやすい。このため、酸素吸収がより速やかに開始される。ベンジル基を含む重合体としては、例えばスチレンに対応する構成単位を含む共重合体が挙げられる。スチレンに対応する構成単位を含む共重合体の代表例としては、水添スチレンブタジエンゴム(HSBR)、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶ブロック共重合体(SEBC)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)があげられる。反応促進材の配合割合は、酸素吸収性樹脂組成物中、1〜50wt%であることが好ましく、5〜30wt%であることが特に好ましい。この場合、反応促進材の配合割合が上記範囲を外れる場合に比べて、酸素吸収をより速やかに開始させることができる。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、易酸化性熱可塑性樹脂、遷移金属触媒および開始剤を含む樹脂組成物を押出成形機等を用いた溶融混練によりペレット状、フィルム状またはシート状の酸素吸収剤とすることができる。その使用形態は、ペレット状もしくはフィルム状その他の小片状に加工した脱酸素剤、または、これを通気性小袋に入れた形態の脱酸素剤包装体として用いることができる。また、前記小片をラベル、カード、パッキングなどの形態に成形して、脱酸素体として用いることができる。
さらに、本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、そのまま、または適当な包装材料と積層することにより、脱酸素性の包装材料として包装袋または包装容器の一部もしくは全部に用いることができる。例えば、図1に示すように、本発明の酸素吸収性樹脂組成物を脱酸素層10とし、一方の側に酸素透過性が高く、かつ熱融着性を兼ね備えた熱可塑性樹脂を、包装される内容物との隔離層20として積層し、他方の側に酸素透過性が低い樹脂、金属または金属酸化物をガスバリヤー層30として積層して、フィルム状またはシート状の脱酸素性多層体100とすることができる。脱酸素性多層体100に含まれる脱酸素層10の厚みは、300μm以下であることが好ましく、10〜200μmであることがより好ましい。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、透明にすることができる。したがって、本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、透視性を有する包装材料として、好適である。特に、図2に示すように、ポリオレフィン層40/本発明の酸素吸収性樹脂組成物からなる脱酸素層10/透明ガスバリヤー性樹脂層50を基本構成とする脱酸素性多層体200は、透明な脱酸素性包装材料として使用できる。透明ガスバリヤー性樹脂層50としては、シリカもしくはアルミナを蒸着したポリエステルもしくはポリアミド、ナイロンMXD6、エチレン−ビニルアルコール共重合体または塩化ビニリデンからなる層を例示することができる。
また、上記の酸素吸収性樹脂組成物は、乾燥剤、吸着剤、抗菌剤、着色剤から選んだ一種以上と混合することにより、酸素吸収機能と乾燥機能などの他の機能を併せ持つ組成物にすることができる。また、酸素吸収性樹脂組成物からなる脱酸素層10と、乾燥剤、吸着剤、抗菌剤、着色剤から選んだ一種以上を含有する層60を含む多層体300とすることもできる。
次に、本発明の包装体の製造方法の第1実施形態について図4を用いて説明する。図4は、本発明の包装体の製造方法の第1実施形態における一工程を示す概略図である。
まず図4に示すように、ロール1に巻かれた脱酸素性のシートまたはフィルム(以下、単に「フィルム」と呼ぶ)400を繰り出し、紫外線照射装置110によりフィルム400に対して、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して酸素吸収性樹脂組成物における酸素吸収を開始させる(紫外線照射工程)。
次に、フィルム400を用いて、被包装物70を例えばピロー包装により包装する。具体的には、搬送ライン120aによって搬送されてきた被包装物70を、紫外線を照射されたフィルム400によって包囲する。こうして被搬送物70が包装される(包装工程)。
被包装物70としては、例えば食品、飲料、医薬品、医療品、化粧品、金属製品、電子製品などの保存および品質保持の必要性の高いものが挙げられる。フィルム400は、上述した酸素吸収性樹脂組成物からなる脱酸素層を含む。
そして、フィルム400の両縁部をヒートシール装置130aによりヒートシールして筒状体140を形成する。そして、この筒状体140を搬送ライン120b及び120cによってさらに搬送し、ヒートシール装置130bによって、筒状体140のうち被搬送物70の前後の箇所をそれぞれヒートシールした後に切断する。こうして包装体80が得られる。得られた包装体80は例えば搬送ライン120dによって搬送される。ここで、包装体80は通常は袋状体である。また包装体80は通常、密閉されている。
上記製造方法によれば、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して酸素吸収性樹脂組成物において酸素吸収を開始させるため、有害なオゾンの発生を防止することができる。このため、照射装置110は局所排気装置を必要としない。また照射装置110では発熱も少なくなる。このため、大きな冷却設備を必要としない。その結果、包装体80の製造設備を小型化することができる。また、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始させることもできる。
ここで、紫外線の照射装置110は、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射することが可能であれば特に限定されないが、以下の理由により紫外線LED90を光源として含む照射装置であることが好ましい。
紫外線LED90は、紫外線ランプと比較し、低消費電力、長寿命、発熱が少ない、小型である、発光スペクトルの幅が狭い(50nm以下)という特長を有している。315〜380nmの紫外線(UV−A光)を発光する紫外線LEDを光源とする照射装置110では有毒なオゾンが発生しない。このため、紫外線LED90を光源とする照射装置110は局所排気装置を必要としない。また紫外線LED90を光源とする照射装置110では発熱も少ない。このため照射装置110は大きな冷却設備を必要としない。また紫外線ランプ90を用いた照射装置110と比較し紫外線照射部の厚みを薄くすることができ、かつフィルムと光源との距離を短くすることができる。このため、照射装置110の小型化が可能である。さらに紫外線LED90を光源とする照射装置110は低消費電力、長寿命の点から、維持費用を低減することも可能である。さらに、照射装置110は、従来の紫外線ランプに比べ発熱が少ない。このため、フィルム400の温度上昇が十分に抑制され、被包装物70にダメージを与える恐れがなくなる。
次に、本発明の包装体の製造方法の第2実施形態について図5を参照して説明する。図5は、本発明に係る包装体の製造方法の第2実施形態における一工程を示す部分断面図である。なお、本実施形態の説明において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態は、図4において、被包装物70を包装した後に、脱酸素性のフィルム400に対し、照射装置110を用いることにより、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して酸素吸収を開始させ、包装体80を得る点で第1実施形態の製造方法と相違する。すなわち、本実施形態では、ロール1から繰り出した後、被包装物70を包装する前のフィルム400に対して紫外線を照射せず、被包装物70をフィルム400で包装した後、図5に示すように、図4の搬送ライン120d上でフィルム400に紫外線を照射して酸素吸収を開始させる。
本実施形態の製造方法によっても、第1実施形態の製造方法と同様、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して酸素吸収性樹脂組成物において酸素吸収を開始させるため、有害なオゾンの発生を防止することができる。このため、照射装置110は局所排気装置を必要としない。また照射装置110では発熱も少なくなる。このため、大きな冷却設備を必要としない。その結果、包装体80の製造設備を小型化することができる。また、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって速やかに酸素吸収を開始させることもできる。
本実施形態においては、被包装物70がフィルム400によって包装され、フィルム400がヒートシールされた後に紫外線が照射されてもよいし、被包装物70がフィルム400によって包装され、紫外線が照射された後に、フィルム400がヒートシールされてもよい。言い換えると、フィルム400をヒートシールする工程は、包装工程と紫外線照射工程との間に行われてもよいし、紫外線照射工程の後に行われてもよい。
なお、上記第1及び第2実施形態において、紫外線は、2mW/cm以上の照度で照射することが好ましく、10mW/cm以上の照度で照射することがより好ましい。この場合、照度が上記範囲を外れる場合に比べてより短時間の紫外線照射により、酸素吸収を速やかに開始させることができる。但し、紫外線は、10000mW/cm以下の照度で照射することが好ましい。
このような高照度の紫外線の照射は、特に開始剤、遷移金属触媒、易酸化性樹脂、光増感剤及び反応促進剤を含む酸素吸収性樹脂組成物に対して行うと効果的である。
以下に実施例と比較例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
9−フルオレノン(以下、「FL」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸コバルト(コバルト含有量8重量%、以下、「オクチル酸Co」と表記する。)および合成ケイ酸カルシウム(以下、「MCE」と表記する。)を質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および易酸化性熱可塑性樹脂であるシンジオタクチック1,2-ポリブタジエン(以下、「PBR」と表記する)を質量比3.0対100で混合し、2軸混練押出機を用いて140℃で溶融混練し、酸素吸収性樹脂組成物を作製した(FL 0.024mmol/g)。また、作製した酸素吸収性樹脂組成物を加熱プレスにより厚み80μmの単層フィルムとした。
上記の単層フィルムの酸素吸収性能を次のように評価した。まず単層フィルムを50mm×60mmの大きさに切り出し、紫外線LED(ピーク波長375nm)を光源とする照射装置の紫外線照射部(50cmに前記紫外線LEDを100個配置)から紫外線を照射した(フィルムと光源の距離 1cm、照度 30mW/cm)。10秒間(照射量300mJ/cm)、60秒間(照射量1800mJ/cm)紫外線を照射した単層フィルムについて、それぞれシリカ蒸着PETからなる酸素バリヤー性の袋に空気240mLと共に封入し、25℃、60%RHの条件下に放置し、24時間経過後の酸素吸収量(以下、「初期酸素吸収量」と表記する)を測定した。初期酸素吸収量は10秒間照射した場合は0mL/g、60秒間照射した場合は6mL/gであった。これらの結果を表1に示した。
(実施例2)
2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン(以下、「DETX」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.0対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例3)
2−イソプロピルチオキサントン(以下、「ITX」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.0対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例4)
FLからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.45対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例5)
FLからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.45対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。実施例4、5より、開始剤と増感剤を同時に配合させることにより酸素吸収性能が向上することが示された。
(実施例6)
FLからなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(以下「SBS」と表記する)からなる反応促進材を質量比3.0対90対10で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例7)
FLからなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびスチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶ブロック共重合体(以下、「SEBC」と表記する)からなる反応促進材を質量比3.0対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例8)
DETXからなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.0対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例9)
ITXからなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.0対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。実施例6〜9より、反応促進材を配合させることにより酸素吸収性能が向上することが示された。
(実施例10)
FLからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。
(実施例11)
FLからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表1に示した。実施例10、11より、開始剤、増感剤および反応促進材を同時に配合させることにより酸素吸収性能はさらに向上することが示された。
(比較例1)
実施例1で用いた易酸化性熱可塑性樹脂を、2軸混練押出機を用いて140℃で溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、作製した樹脂組成物を加熱プレスにより厚み80μmの単層フィルムとした。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価したところ、10日間経過しても酸素吸収を開始しなかった。これらの結果を表1に示した。
(比較例2)
オクチル酸CoおよびMCEを質量比1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比2.55対100で混合し、実施例1と同様にして樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価したところ、10日間経過しても酸素吸収を開始しなかった。これらの結果を表1に示した。
Figure 0005780469
(実施例12)
FLからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.15対0.22対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比2.92対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.008mmol/g、DETX 0.008mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(実施例13)
FLからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.15対0.22対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比2.92対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.008mmol/g、ITX 0.008mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(実施例14)
FLからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.15対0.22対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSBSからなる反応促進材を質量比2.92対90対10で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.008mmol/g、ITX 0.008mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
表2の実施例12〜14からも明らかなように、開始剤、増感剤および反応促進材を同時に配合した酸素吸収性樹脂組成物において、開始剤および増感剤の配合量を削減しても10秒間の紫外線照射で24時間以内に酸素吸収を開始した。
(実施例15)
ベンゾフェノン(「BP」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.89対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.44対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(BP 0.047mmol/g)。この単層フィルムに実施例1記載の照射装置から紫外線を照射した(フィルムと光源の距離 1cm、照度 30mW/cm)。10秒間(照射量300mJ/cm)、60秒間(照射量1800mJ/cm)、300秒間(照射量9000mJ/cm)照射したフィルムについて、それぞれシリカ蒸着PETからなる酸素バリヤー性の袋に空気240mLと共に封入し、25℃、60%RHの条件下に放置し、初期酸素吸収量を測定した。これらの結果を表2に示した。
(実施例16)
4−フェニルベンゾフェノン(以下、「PBP」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.0対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(PBP 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例15と同様に評価した。これらの結果を表2に示した。
(実施例17)
BPからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.45対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(BP 0.024mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表2に示した。
(実施例18)
PBPからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末および実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂を質量比3.45対100で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(PBP 0.017mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表2に示した。
(実施例19)
PBPからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(PBP 0.017mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表2に示した。
(実施例20)
PBPからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(PBP 0.017mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。これらの結果を表2に示した。
(実施例21)
FLからなる開始剤、アントラセン(以下、「ANT」と表記する)からなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.024mmol/g、ANT 0.024mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(実施例22)
2,3,5,6−テトラクロロ−1,4−ベンゾキノン(以下、「TCBQ」と表記する)からなる開始剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.0対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(TCBQ 0.018mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(実施例23)
TCBQからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(TCBQ 0.018mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(実施例24)
イルガキュア2959(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製、以下「IRGA」と表記する)からなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.45対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.45対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(IRGA 0.019mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
Figure 0005780469
(実施例25)
FLからなる開始剤、DETXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.29対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.29対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.016mmol/g、DETX 0.016mmol/g)。この単層フィルムを50×60mmの大きさに切り出し、紫外線LED(ピーク波長375nm)を光源とする照射装置の紫外線照射部(50cmに前記紫外線LEDを165個配置)から紫外線を照射した(フィルムと光源の距離 1cm、照度 90mW/cm)。紫外線を1秒間(照射量90mJ/cm)照射したフィルムについて、それぞれシリカ蒸着PETからなる酸素バリヤー性の袋に空気240mLと共に封入し、25℃、60%RHの条件下に放置し、初期酸素吸収量を測定した。結果を表3に示す。
(実施例26)
FLからなる開始剤、ITXからなる増感剤、オクチル酸CoおよびMCEを質量比0.29対0.45対1.7対0.85で混合して粉末を得た。この粉末、実施例1の易酸化性熱可塑性樹脂およびSEBCからなる反応促進材を質量比3.29対80対20で混合し、実施例1と同様にして酸素吸収性樹脂組成物からなる単層フィルムを作製した(FL 0.016mmol/g、ITX 0.017mmol/g)。この単層フィルムの酸素吸収性能を実施例25と同様に評価した。結果を表3に示す。
Figure 0005780469
表3の実施例25、26からも明らかなように、開始剤、増感剤、反応促進材を含む酸素吸収性樹脂組成物に高照度の紫外線を照射した場合は、僅か1秒間の照射時間で酸素吸収を開始することが可能となった。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物の用途に制限はなく、本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、食品、飲料、医薬品、医療品、化粧品、金属製品、電子製品などの保存および品質保持の分野において実用性の高い脱酸素性能を発揮することができる。
1…ロール
10…脱酸素層
20…隔離層
30…ガスバリヤー層
40…ポリオレフィン層
50…透明ガスバリヤー性樹脂層
60…乾燥剤、吸着剤、抗菌剤、着色剤から選んだ一種以上を含有する層
70…被包装物
80…包装体
90…紫外線LED
100,200,300,400…脱酸素性のシートまたはフィルム
110…照射装置
120a,120b,120c,120d…搬送ライン
130a,130b…ヒートシール装置
140…筒状体

Claims (8)

  1. 開始剤、遷移金属触媒易酸化性樹脂、増感剤及び反応促進材を含む酸素吸収性樹脂組成物であって、
    前記開始剤は、フルオレノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾキノン類及びα−ヒドロキシケトン類からなる群より選択される1種以上であり、
    前記遷移金属触媒は、オクチル酸コバルトであり、
    前記易酸化性樹脂は、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンであり、
    前記増感剤は、2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン、2−イソプロピルチオキサントン及びアントラセンからなる群より選択される1種以上であり、
    前記反応促進材は、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶ブロック共重合体及びスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体からなる群より選択される1種以上であり、
    ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線照射によって酸素吸収を開始する酸素吸収性樹脂組成物。
  2. 紫外線照射を、紫外線LEDを光源とする照射装置を用いて行う請求項1記載の酸素吸収性樹脂組成物。
  3. 前記開始剤が、300〜400nmの紫外線照射によって、または300〜400nmの紫外線照射により励起された前記増感剤から移動したエネルギーによって励起され、前記易酸化性樹脂の酸化反応を開始させる起点となる物質である、請求項1又は2に記載の酸素吸収性樹脂組成物。
  4. 請求項1〜のいずれか一項に記載の酸素吸収性樹脂組成物を含有する脱酸素層を含む脱酸素性のシートまたはフィルム。
  5. 被包装物を包装する包装体の製造方法であって、
    請求項に記載の脱酸素性のシートまたはフィルムに、ピーク波長が300〜400nmの範囲にある紫外線を照射して、前記酸素吸収性樹脂組成物における酸素吸収を開始させる紫外線照射工程と、
    前記シートまたはフィルムで前記被包装物を包装する包装工程とを含む、包装体の製造方法。
  6. 前記包装工程の前に、前記紫外線照射工程が行われる、請求項に記載の包装体の製造方法。
  7. 前記紫外線照射工程が、紫外線LEDを光源とする照射装置を用いて行われる、請求項又はに記載の包装体の製造方法。
  8. 前記紫外線照射工程において、前記シートまたはフィルムに、2mW/cm2以上の照度の紫外線を照射する、請求項のいずれか一項に記載の包装体の製造方法。
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