JP6031869B2 - 撥水性包装材料及び包装体 - Google Patents

Description

本発明は、食品、医薬品およびトイレタリー用品で、特にその液体状内容物やゲル状内容物包装する包装材料およびそれを用いた包装体に関する。

従来より、シャンプー、リンス、台所洗剤、タレ、パスタソース、つゆ、ドレッシング、ヨーグルトなどの液体状内容物やゲル状内容物を包装する包装体としては、様々な形態からなる包装体が実用化されている。

様々な包装体の一例として、例えば、プラスチックの単体、プラスチックの積層体、プラスチックと紙との複合積層体からなる容器基材を、ブロー成形、インジェクション形成、圧空成形などの成形方法により形成させた容器と、蓋材により容器のフランジ部をヒートシールして得られる包装体が知られている（特許文献１）。

上記のような包装体は、形成された容器に内容物を充填し、その後、蓋材を用いてヒートシールされ市場に流通される。

しかしながら、上記のような従来の包装体は、特に内容物が液体状内容物やゲル状内容物の場合、内容物が包装体の内面に付着して、最後まで取り出して使い切ることが困難であるという問題がある。また、使った後の不要になった包装体の廃棄においても、包装体の内面に付着した内容物を洗浄などにより除去する必要があり、消費者に無用の労力を要求することとなる。

これらの問題に対して、例えば、熱接着層の一方の面が基材層に積層された、その他方の面に疎水性酸化物粒子が付着された包装材料が提案されている（特許文献２）。この包装材料は熱接着層の他方の面に疎水性酸化物粒子が付着されているため、熱接着される領域上に存在する疎水性酸化物粒子は当該熱接着層中に埋め込まれるので熱接着を阻害しない。また、一方、熱接着される領域以外に存在する疎水性酸化物粒子はそのまま熱接着層に存在するため、内容物に対して高い非付着性を発揮することができる。

しかしながら、上記提案は疎水性酸化物粒子が熱接着層の表面に付着しているため、熱接着されていない領域では疎水性酸化物粒子の結合力の不足により、内容物の保存中に疎水性酸化物粒子が脱落して内容物に混入するという問題がある。

特開２００１−１５８０６４号公報 特許第４３４８４０１号公報

本発明は、食品やトイレタリー商品などの液状またはゲル状の内容物の包装体を構成する撥水性包装材料であって、保存中に構成する素材料が内容物に混入することなく、内容物を最後まで取り出して使い切ることができる非付着性に優れた撥水性包装材料及び包装体の提供を目的としている。

本発明は上記課題の解決を鑑みたものであり、請求項１に係る発明は、基材の一方の面にシーラント層を設けてなる撥水性包装材料であって、前記シーラント層が熱接着性を有するバインダ樹脂と疎水性の粒子からなり、前記バインダ樹脂に対して前記粒子が１〜６０重量％含有してなり、
前記バインダ樹脂が、１〜９９重量％のフッ素系樹脂を含有し、
前記バインダ樹脂に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂（ＥＭＡＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂（ＥＡＡ）、エ
チレン−メチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＢＡ）、アイオノマー樹脂の中の少なくとも１種類以上がブレンドされ、
前記フッ素系樹脂は、炭素数２〜８のパーフルオロアルキル基、又はアクリル酸パーフルオロポリエーテル基を有するフッ素系樹脂、マレイン酸やフマル酸のパーフルオロアルキルジエステルに、そのパーフルオロアルキルエステルや低級アルキル（メタ）アクリレートを重合して得られる共重合体から選択されることを特徴とする撥水性包装材料である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記シーラント層の表面形状が、ピッチ５０〜２０００μｍ、深さ５〜１００μｍの凹凸形状からなることを特徴とする請求項１または２に記載の撥水性包装材料である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の撥水性包装材料を用いたことを特徴とする包装体である。

本発明に係る請求項１によれば、シーラント層が熱接着性を有するバインダ樹脂と疎水性の粒子からなり、前記バインダ樹脂に対して前記粒子が１〜６０重量％含有してなることから、疎水性の粒子の脱落やヒートシール性を損ねることなく、液状またはゲル状の内容物の包装体内の付着を防止することができる。

また、請求項１によれば、熱接着性を有するバインダ樹脂に１〜９９重量％のフッ素系樹脂を含有することで、内容物の付着をより効果的に防止することができる。

また、請求項２によれば、前記シーラント層の表面に、ピッチ５０〜２０００μｍ、深さ５〜１００μｍの凹凸形状を形成することにより、表面積を拡大することができ構造的な撥水性効果をもたらすことができる。

上記のような本発明に係る請求項１又は２に記載の撥水性包装材料を用いて、食品やトイレタリー商品などの液状またはゲル状の内容物を、保存中おいて、構成する素材料が内容物に混入することなく、内容物を最後まで取り出して使い切ることができる非付着性に優れた包装体を提供することができる。

本発明の撥水性包装材料の一実施形態である断面概略図である。

以下、本発明の実施形態の一例について図を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明は基材１の一方の面にシーラント層２を設けてなる撥水性包装材料１０であって、前記シーラント層２が熱接着性を有するバインダ樹脂３と疎水性の粒子４からなることを特徴としている。

本発明の撥水性包装材料１０を構成する基材１としては、紙又はプラスチックフィルムなどを用いることができ、材質や厚みなどは、加工適性や求められる要求品質に応じて適宜選定することができる。また、上記紙及びプラスチックフィルムは、それぞれの単体またはそれらの積層体であってもよい。また、前記基材１には予め文字や加飾パターンが印刷されていても良い。

前記基材１に用いられる紙としては特に限定するものではないが、加工適性や求められ
る要求品質に応じて、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、クラフト紙などを用いることができる。

また、前記基材１に用いられるプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、セロファンなどのを用いることが、特に限定するものではない。

また、バリア性が要求される場合には、アルミ箔、アルミ蒸着フィルム、無機酸化物蒸着フィルムなどのバリア性に優れた基材を用いることができる。

本発明の撥水性包装材料１０のシーラント層２を構成する熱接着性を有するバインダ樹脂３としては、汎用のポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、またはこれらの樹脂をブレンドした樹脂などを用いることができる。

また、包装体に易剥離性が要求される場合には、上記バインダ樹脂に、更に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂（ＥＭＡＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂（ＥＡＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＢＡ）、アイオノマー樹脂の中の少なくとも１種類以上をポリマーブレンドすることで、要求される易剥離性の強度を制御することができる。なお、本発明に係る易剥離性とは、本発明の撥水性包装材料を蓋材として用いた時に、シーラント層面を対向する第二の基材面（容器のフランジ部など）と熱シールした領域が、容易に剥離できることを意味する。

また、包装体により強い撥水性が要求される場合には、前記シーラント層としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、またはこれらの樹脂をブレンドした樹脂などの前記バインダ樹脂に対して、フッ素系樹脂を１〜９９重量％ブレンドすることが好ましい。前記フッ素系樹脂としては、例えば、エチレン−４フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、４フッ化エチレン−６フッ化ポロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン−パーフロロプロピルビニルエーテル（ＰＦＡ）、4フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、３フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライド共重合体（ＴＨＶ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）のフッ素系樹脂などが好ましい。

また、前記バインダ樹脂とフッ素系樹脂とのブレンド加工適性を向上する方法として、炭素数２〜８のパーフルオロアルキル基、又はアクリル酸パーフルオロポリエーテル基を有するフッ素系樹脂を加えることが好ましい。またさらには、マレイン酸やフマル酸のパーフルオロアルキルジエステルに、そのパーフルオロアルキルエステルや低級アルキル（メタ）アクリレートを重合して得られる共重合体を用いることもできる。

本発明の撥水性包装材料１０のシーラント層２を構成する疎水性の粒子４としては、粒子の骨格が無機酸化物が好ましく、この粒子の表面を疎水性処理することで得られる。粒子の表面の疎水性処理としては、シランカップリング剤をコートする方法、ＣＶＤ法、プラズマ法などを用いることができ、疎水性処理の結果として、ジメチルシリル、トリメチルシリル、ジメチルポリシロキサン、ジメチルシロキサン、アミノアルキルシリル、アルキルシリル、メタクリルシリルなどの官能基が付与できれば、疎水性処理の方法を特に限定するものではない。

無機酸化物からなる粒子の表面に上記のような官能基を付与することにより、臨界表面張力（表面エネルギー）を小さくすることができ、撥水性を呈することができる。この時、疎水性処理をした粒子４のＤＢＡ値（シリカ表面に吸着したジ−ｎ−ブチルアミンの吸着量で疎水性シリカの疎水性の度合いを表す）は、２０〜２００ミリグラム当量／ｋｇが好ましく高い撥水性が得られる。

前記無機酸化物としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタンなどを用いることができる。特に無機バインダとの密着性の向上が期待されるシリカが好ましい。

前記シリカには、燃焼法、アーク法などの乾式製法や、沈殿法、ゲル化法などの湿式製法から得られる合成シリカや天然シリカがあるが特に限定するものではない。粒子平均径は５ｎｍ〜１０μｍであれば、粒子の表面をより均一に処理できることから好ましい。なお、ここで云う平均粒径とはシリカが凝集した状態での粒径を意味し、コールター法、動的散乱法、レーザー散乱法により測定できる。平均粒径のバラツキは特に制約するものではないが、大小様々な粒径の存在により、フラクタル構造を形成し易くなり、その結果、構造撥水の効果が期待できる。

疎水性の粒子としては、他にシリコーン粒子やフッ素系粒子（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＥＦＥＰなど）も用いることができる。中でも、球状シリコーンゴムパウダーの表面をシリコーン樹脂で被覆した粉末、ジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの粉末、ポリオルガノシルセスキオキサン硬化物の粉末などのシリコーン粒子が好ましい。

前記シーラント層２を構成する熱接着性を有するバインダ樹脂３と疎水性の粒子４との組成比は、バインダ樹脂３に対して疎水性の粒子４は、１〜６０重量％が好ましい。１重量％未満ではじきの効果がなく、また、６０重量％を越えると基材１との密着性が著しく低下し、包装体を形成した場合に密着不良で内容物を安全に封止することができない。

また、前記シーラント層２の表面形状は、ピッチ５０〜２０００μｍ、深さ５〜１００μｍの凹凸形状からなることが好ましく、凹凸形状を付与することで、さらに強い撥水性能が得られる。また、ピッチが５０μｍ未満や２０００μｍを越えると、強い撥水性能が得難い。同様に、深さが５μｍ未満や１００μｍを越えた場合も、強い撥水性能が得難い。

また、前記シーラント層２の表面形状は、上記ピッチ及び高さの範囲を満たせば半球状、ピラミッド型格子状、台形型格子状、ライン状、針状、円錐状、亀甲状など、特に限定するものではない。

上記シーラント層２の表面形成を形成する方法としては、押出し法による単層形成や共押出し法による同一樹脂、または異種樹脂を多層で押出しラミネートする多層形成で得ることができる。また、上記で得られた単層フィルム又は多層フィルムを用いて、ドライラミネート法などにより積層フィルムを得ることもできる。

また、基材１とヒートシールされるシーラント層２の接面面積を広くすることで得られる構造に起因する撥水効果を得るために、前記シーラント層２の表面に、ピッチ５０〜２０００μｍ、深さ５〜１００μｍで任意の凹凸形状にすることが好ましい。この形成方法としては、以下の方法などがある。例えば、基材１に押出し法によりシーラント層２を形成する工程において、予め所定のピッチ及び深さを有する凹凸形状を形成した冷却ロール面でシーラント層２側を押し当て冷却し、シーラント層２の最表面に凹凸形状を形成することができる。また、例えば、基材１にシーラント層２を押出し法により積層した後、その後、予め所定のピッチ及び深さを有する凹凸形状を形成したスタンパーを用いて、前記積層面のシーラント層２の上から重ね、適性な加熱、加圧下に保持した後、剥離することで形成ことができる。

本発明に係る撥水性包装材料１０を用いてできる包装形態について以下に説明する。本発明の撥水性包装材料１０を用いて、例えば、一般的な袋容器としてその外周縁部を様々な形態にヒートシールして、内容物を保持するための空隙部を設けることにより得ることができる。このときにシール部の一部に口栓を設けることもできる。シールの形態としては三方シール、四法シール、ピロー、ガゼットピロー、スタンディングパウチなどを得ることができる。特に、本発明の撥水性包装材料１０を蓋材として用いて、ヒートシール性を有するカップなどの成形容器のフランジ部とシールして得られる包装体は、内容物の非付着性に加えて易剥離性などの制御が容易であることからより好ましい。

本発明を以下の実施例により、より具体的に説明する。

＜参考例１＞
基材として厚さ１５μｍのナイロンフィルムの一方の面に、ドライラミネート法により、乾燥時の塗布量３ｇ／ｍ^２になるように脂肪族エステル系イソシアネート接着剤を塗布して、厚さ７μｍのアルミ箔を積層した。次に前記積層したアルミ箔の上に脂肪族エステル系イソシアネートをアンカー剤として、乾燥後１ｇ／ｍ^２になるように塗布し、押出し法により下記組成のシーラント層を膜厚３０μｍで積層して撥水性包装材料を作製した。
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：ジメチルポリシロキサン処理シリカ）

＜参考例２＞
下記組成のシーラント層を用いた以外は、参考例１と同様にして撥水性包装材料を作製した。
ポリプロピレン １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：ジメチルポリシロキサン処理シリカ）
ＴＨＶ ３０重量部

＜実施例１＞
下記組成のシーラント層を用いた以外は、参考例１と同様にして撥水性包装材料を作製した。
ポリプロピレン １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：トリメチルシリル処理シリカ）
ＴＨＶ ３０重量部
ＥＶＡ １０重量部

＜実施例２＞
下記組成のシーラント層を用いた以外は、参考例１と同様にして撥水性包装材料を作製した。
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：ジメチルポリシロキサン処理シリカ）
マレイン酸のパーフルオロアルキルジエステル重合体 ３０重量部
ＥＭＡ １０重量部

＜実施例３＞
下記組成のシーラント層を用いた以外は、参考例１と同様にして撥水性包装材料を作製した。
ポリプロピレン １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：ジメチルポリシロキサン処理シリカ）
マレイン酸のパーフルオロアルキルジエステル重合体 ３０重量部
ＥＶＡ １０重量部
ＰＦＡ粒子（平均粒径２０ｎｍ） ５重量部

＜実施例４＞
参考例１と同様の基材上に、下記組成のシーラント層を用いて押出し法により積層する工程において、予めピッチ４００μｍ、深さ５０μｍの台形状格子型を形成した冷却ロール面でシーラント層側を冷却し、シーラント層の表面に凹凸形状を有する撥水性包装材料を作製した。
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） １００重量部
疎水性の粒子 ２０重量部
（平均粒径５０ｎｍ：ジメチルポリシロキサン処理シリカ）
マレイン酸のパーフルオロアルキルジエステル重合体 ３０重量部
ＥＶＡ １０重量部

＜比較例１＞
シーラント層として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いた以外は、参考例１と同様
にして撥水性包装材料を作製した。

＜比較例２＞
シーラント層としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いた以外は、参考例１と同様にして撥水性包装材料を作製した。

＜評価＞
はじき性〜実施例１〜４と参考例１〜２と比較例１〜２で作製した撥水性包装材料を用いて、それぞれのシーラント層上に内容物として水及びヨーグルトを滴下した。その後、内容物の付着状態を目視にて観察し、はじいた状態を○、はじかない状態を×と評価した。

シール性〜実施例１〜４と参考例１〜２と比較例１〜２で作製した撥水性包装材料を用いて容器の蓋材とし、実施例２、参考例1及び比較例１の蓋材とポリエチレン製容器、また、実施例１，３，４及び参考例２並びに比較例２の蓋材とポリプロピレン製容器とを組み合わせて、容器のフランジ部を２１０℃、３ｋｇｆ、２秒の条件下でヒートシールした。その後、引張り試験機にて層間の強度を測定し、実用上問題ないレベルを○、実用レベルに満たないものを×とした。評価結果を以下の表１に記載する。

＜比較結果＞
実施例１〜４と参考例１〜２で得られた本発明品は、いずれも、はじき性及びシール性は実用レベルの良好な結果を示した。一方、比較例１、２で得られた比較例品は、シール
性には優れた結果を示したが、はじき性において水、ヨーグルトの両方の内容物に対していずれも実用レベル以下の結果を示した。

１・・・・基材
２・・・・シーラント層
３・・・・熱接着性を有するバインダ樹脂
４・・・・疎水性の粒子
１０・・・撥水性包装材料
ｐ・・・・凹凸形状のピッチ
ｈ・・・・凹凸形状の深さ

Claims (3)

1. 基材の一方の面にシーラント層を設けてなる撥水性包装材料であって、前記シーラント層が熱接着性を有するバインダ樹脂と疎水性の粒子からなり、前記バインダ樹脂に対して前記粒子が１〜６０重量％含有してなり、
   前記バインダ樹脂が、１〜９９重量％のフッ素系樹脂を含有し、
   前記バインダ樹脂に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂（ＥＭＡＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂（ＥＡＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−ブチルアクリレート共重合体樹脂（ＥＢＡ）、アイオノマー樹脂の中の少なくとも１種類以上がブレンドされ、
   前記フッ素系樹脂は、炭素数２〜８のパーフルオロアルキル基、又はアクリル酸パーフルオロポリエーテル基を有するフッ素系樹脂、マレイン酸やフマル酸のパーフルオロアルキルジエステルに、そのパーフルオロアルキルエステルや低級アルキル（メタ）アクリレートを重合して得られる共重合体から選択されることを特徴とする撥水性包装材料。
2. 前記シーラント層の表面形状が、ピッチ５０〜２０００μｍ、深さ５〜１００μｍの凹凸形状からなることを特徴とする請求項１に記載の撥水性包装材料。
3. 請求項１又は２に記載の撥水性包装材料を用いたことを特徴とする包装体。