JP6794636B2 - 抗菌消臭シートの製造方法及び抗菌消臭シート - Google Patents

Description

本発明は、金属イオンを担持した繊維を抗菌消臭機能層とする抗菌消臭シートとその製造方法に関する。この抗菌消臭シートは、例えば、包装袋の素材として使用して、この包装袋内部の異臭を防止することができる。また、この抗菌消臭シートを内容物と共に密閉容器の内部に収容して、内容物の腐敗を防ぐと共に、密閉容器の内部の異臭を防止することができる。

金属イオンを担持したセルロース繊維を利用した抗菌消臭シートは公知である。この金属イオン担持セルロース繊維は例えば特許文献１に記載されており、クリーンスカイの名称で興人社から市販されている。

この金属イオン担持セルロース繊維は、天然パルプやレーヨン等の繊維を金属塩の水溶液に分散させ、次にアルカリ水溶液を加えてＰＨ７．０付近に調整させることにより、金属コロイドを前記繊維に担持させて製造されている。こうしてセルロース繊維に担持された金属イオンが、悪臭の原因となる匂い物質を吸着することで、抗菌消臭性能を発揮し、また、その抗菌作用によって腐敗を防止するのである。匂い物質としては、例えば、アンモニア、硫化水素、メルカプタン、あるいはアルデヒド等の匂い物質が挙げられる。

しかしながら、この金属イオン担持セルロース繊維は、繊維が長いために、そのシート化が困難である。一般的なシート化の方法としては２種類の方法が常用されているが、これら２種類の方法のいずれの方法によってもシート化が困難なのである。

すなわち、常用の２種類のシート成形方法のうち、１つの方法は、熱可塑性樹脂と共に溶融押出し成形機に投入して、この溶融押出し成形機の内部で加熱して熱可塑性樹脂を溶融すると共に、溶融押出し成形機の内部のスクリュー等によって溶融樹脂と金属イオン担持セルロース繊維とを均一に混練し、この混練物をシート状に押出して成形する方法である。しかしながら、この方法では、前述のように金属イオン担持セルロース繊維の長さが長く、このため、溶融樹脂と金属イオン担持セルロース繊維との混練物のせん断応力が高くなる。このため、混練時のせん断熱によって金属イオン担持セルロース繊維が炭化してしまい、その抗菌消臭性能も失われてしまうのである。

また、常用の２種類のシート成形方法のうち、別の方法は、水等の溶剤に分散させて、基材シート上に塗工する方法である。この方法には、グラビアコーター、ロールコーター、スクリーンコーター、ダイコーター等のコーターを使用するが、いずれのコーターを使用しても、その長い繊維のためにコーターを正常に運転することが困難である。

そこで、この金属イオン担持セルロース繊維は抄紙法を利用してシート化されている。すなわち、この金属イオン担持セルロース繊維を水等の溶剤に分散させて抄紙装置に投入してシート状に成形しているのである。

特開平１０−２５９５９５号公報

ところで、こうして抄紙法によって成形された抗菌消臭シートは長さの長い繊維が互いに絡み合ってシート形状を保持しているに過ぎないから、極めて耐水性に乏しいものである。例えば、この抗菌消臭シートをプラスチックシート等と積層して包装袋を作成すると、端面に露出した前記抗菌消臭シートから吸水してしまうのである。

そこで、本発明は、金属イオンを担持した繊維を使用して、しかも常用の溶融押出し成形法を利用して、抗菌消臭シートを製造する方法と、こうして製造された抗菌消臭シートとを提供することを目的とする。なお、こうして製造された抗菌消臭シートは、抗菌消臭性能を維持しながら、しかも、耐水性に優れており、吸水することがない。

すなわち、請求項１に記載の発明は、銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持したセルロースファイバーを微細化して、長さ１０μｍ以下の微細ファイバーを製造する工程と、
この微細ファイバーと熱可塑性樹脂とを混練して、その混練物を溶融押出し成形してフィルムを製造する工程と、
を有することを特徴とする抗菌消臭シートの製造方法である。

次に、請求項２に記載の発明は、銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持したセルロースファイバーを微細化して、長さ１０μｍ以下の微細ファイバーを製造する工程と、
この微細ファイバーと熱可塑性樹脂とを混練して、その混練物を基材シート上に溶融押出しコーティングする工程と、
を有することを特徴とする抗菌消臭シートの製造方法である。

次に、請求項３に記載の発明は、銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持した微細ファイバーと、この微細ファイバーを固定する熱可塑性樹脂とで構成された消臭シートであって、前記微細ファイバーが長さ１０μｍ以下のセルロースファイバーであることを特徴とする抗菌消臭シートである。

本発明においては、金属イオンを担持した繊維として、長さ１０μｍ以下の微細ファイバーを使用する。このような短く微細なファイバーを熱可塑性樹脂と共に加熱混練しても、そのせん断応力が高くなることはなく、高いせん断熱も発生しない。このため、金属イオンを担持した繊維は損傷を受けることなく、その抗菌消臭性能を保持したまま、常用の溶融押出し成形法を利用して、シート状に成形できる。

そして、得られた消臭シートは、熱可塑性樹脂によって微細ファイバーが固定されているため、耐水性に優れており、このため、例えば、他の基材シートと積層して、この積層体を材料として包装袋を製造しても、端面から水分が浸透することもない。

本発明の抗菌消臭シートの具体例に係る断面説明図である。

本発明に係る抗菌消臭シートの製造方法は、金属イオンを担持した繊維と熱可塑性樹脂を混練して、その混練物を溶融押出し成形してシート状に成形する方法である。あるいは
、前記混練物を基材シート上に溶融押出しコーティングして、シート状の成形体を製造する方法である。いずれの場合にも、金属イオン担持繊維は、その長さが長さ１０μｍ以下の微細ファイバーである必要がある。長さがこれを越えると、混練時のせん断熱によって金属イオン担持繊維が損傷を受けるおそれがある。

この微細ファイバーの繊維としては、セルロース繊維を好適に使用することができる。また、金属イオンとしては、銅イオン、銀イオン、亜鉛イオン等を使用することができる。

このように金属イオンを担持した微細ファイバーを製造する方法としては、天然繊維等の繊維を微細化した後金属イオンを付与する方法と、繊維に金属イオンを付与した後微細化する方法とがある。いずれの方法を採用してもよいが、前述のように金属イオンを担持したセルロース繊維は市販されているから、この市販の金属イオン担持繊維を微細化する方法が簡便である。微細化するためには、例えば、リファインダー又は高圧ホモナイザーを使用して繰り返して処理を行えばよい。また、ＴＥＰＣＯ酸化反応やカルボキシメチルセルロース化反応を利用して微細化することもできるが、繊維に担持された金属イオンの化学的変化を避けるため、リファインダー又は高圧ホモナイザーで機械的に微細化することが望ましい。

熱可塑性樹脂としては任意の樹脂が使用できる。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、不飽和カルボン酸で変性したポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アクリル酸系樹脂等である。

そして、両者の混練及び溶融押出し成形は、常用の溶融押出し成形機を利用して行うことができる。すなわち、前記微細ファイバーと熱可塑性樹脂とを、常用の溶融押出し成形機に投入し、この溶融押出し成形機の内部で加熱して熱可塑性樹脂を溶融すると共に、スクリュー等で均一に混練する。そして、この混練物を溶融押出し成形機からシート状に押出して冷却することにより、抗菌消臭シートを成形することができる。この抗菌消臭シートは、例えば、他の基材シートと積層して使用することもできる。この積層は、例えば、ウレタン系接着剤を使用して、ドライラミネート法により可能である。図１は、こうして製造された多層構造の消臭シート（多層抗菌消臭シート）１の断面説明図であり、符号１１は基材シート、符号１２は押出しコーティングされた抗菌消臭シートを示しており、接着剤層は図示を省略している。

また、常用の溶融押出し成形機の内部で混練された前記混練物を溶融押出し成形機から基材シート上に押出しコーティングして冷却することにより、基材シート１１と抗菌消臭シート１２とを有する多層構造の抗菌消臭シート１を成形することも可能である。

基材シート１１は任意の材質から成るものであってよい。例えば、ポリエステルシート、ポリアミドシート、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート、あるいは、これらを積層した多層シートである。また、金属蒸着膜や無機蒸着膜を有するものであっても構わない。金属蒸着膜としては、アルミニウム蒸着膜を代表例として例示することができる。また、無機蒸着膜としては、酸化ケイ素蒸着膜、酸化アルミニウム蒸着膜を例示することができる。その他、層構成中にアルミニウム箔等の金属箔を有する多層シートであっても構わない。

なお、抗菌消臭シート１２は透明であるから、基材シート１１として透明なシートを採用すれば、これらを積層した多層抗菌消臭シート１も透明となり、これを使用した包装袋も、その外部から内部を観察することが可能となる。

こうして得られた消臭シートは、例えば、惣菜等の匂いの強い内容物を収容するテイクアウト用包装袋の素材として使用できる。多層構造の抗菌消臭シート１を使用する場合には、消臭シート１２が包装袋の内面側に位置するように包装袋を構成することが望ましい。抗菌消臭シート１２を構成する熱可塑性樹脂を低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン等で構成した場合には、この抗菌消臭シート１２をシーラント層として、包装袋を製袋することができる。包装袋の形態は三方シール袋、四方シール袋、ピロー袋、スタンディングパウチ等であってよい。

そして、この包装袋にこれら内容物を収容して密封したときには、微細ファイバーに担持された金属イオンがその匂いの原因物質を吸着するから、包装袋の外部に漏れる匂いを著しく低減することが可能となる。そして、このため、例えば、消費者が購入した惣菜等の匂いを持ち物に移すことなく持ち帰ることができる。また、この金属イオンは抗菌作用を有するから、収容された内容物の腐敗を防止することも可能である。

また、この抗菌消臭シートは、医療用具や医療医薬品を収容して放射線滅菌する包装袋の素材としても好適である。金属イオンを担持したこの微細ファイバーは、これら放射線を散乱することなく透過させるから、包装袋の外側からγ線等の放射線を照射して、その内部を殺菌することができる。そして、この放射線照射によって内容物や包装袋が分解して低分子量の匂い物質（低分子量のアルコールやアルデヒド等）が発生することがあるが、微細ファイバーに担持された金属イオンがその匂い物質を吸着する。

（実施例）
銅イオン担持パルプ（興人社製，商品名：クリーンスカイ）を水に分散し、リファイナーを使用して、繊維径５〜１０ｎｍ、長さ約５μｍとなるまで微細化した。そして、得られた分散液を乾燥して、微細セルロースファイバーの微粒子を製造した。

この微細セルロースファイバーを直鎖状低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製，商品名：ＬＣ６００Ａ）に混練し、溶融押出し成形して、抗菌消臭シートを製造した。微細セルロースファイバーの配合量は５重量％である。また、抗菌消臭シートの厚さは５０μｍである。

そして、ドライラミネート法により、この抗菌消臭シートを基材シートに接着して、多層構造の消臭シートを製造した。基材シートは凸版印刷社製多層透明シート（商品名：ＧＬ−ＡＥ）であり、その厚みは１２μｍである。

（比較例１）
この例は、前記微細セルロースファイバーの代わりにゼオライトを使用した例である。

すなわち、ゼオライトを直鎖状低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製，商品名：ＬＣ６００Ａ）に混練し、溶融押出し成形して、抗菌消臭シートを製造した。ゼオライトの配合量は実施例と同じ５重量％である。また、抗菌消臭シートの厚さも実施例と同じ５０μｍである。

（比較例２）
この例は、抗菌消臭機能を有する材料を使用しなかった例である。

すなわち、凸版印刷社製多層透明シート（商品名：ＧＬ−ＡＥ）に直鎖状低密度ポリエチレン（タマポリ社製，商品名：ＳＥ６２０Ａ）をドライラミネートして比較例２のシー
トとした。

（評価）
実施例、比較例１〜２の各シートを使用して、１００×２００ｍｍの三方シール袋を製袋した。そして、この袋の中に１００ｍｌの空気を密封した後、袋の外側から１０ＫＧｙのγ線を照射して滅菌した。

こうしてγ線滅菌した三方シール袋を、２０℃で１週間保存した後、開封して、三方シール袋内部の匂いの有無を確認した。異臭のしたものを「×」、異臭のないものを「○」と評価した。

この結果を、各シートの透明性と共に、表１に示す。なお、透明性については、透明なシートを「○」、不透明なものを「×」と評価した。

この結果から、γ線滅菌によって包装袋内部には異臭が生じるものの、本発明の抗菌消臭シートを使用した包装袋はこの異臭の原因となる匂い物質を吸着して、異臭を防止できることが確認できた。しかも、この包装袋は、ゼオライトを使用した包装袋と異なり、透明で、袋内部の様子を外部から確認することも可能である。

１：多層構造の抗菌消臭シート １１：基材シート １２：抗菌消臭シート

Claims (3)

1. 銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持したセルロースファイバーを微細化して、長さ１０μｍ以下の微細ファイバーを製造する工程と、
   この微細ファイバーと熱可塑性樹脂とを混練して、その混練物を溶融押出し成形してフィルムを製造する工程と、
   を有することを特徴とする抗菌消臭シートの製造方法。
2. 銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持したセルロースファイバーを微細化して、長さ１０μｍ以下の微細ファイバーを製造する工程と、
   この微細ファイバーと熱可塑性樹脂とを混練して、その混練物を基材シート上に溶融押出しコーティングする工程と、
   を有することを特徴とする抗菌消臭シートの製造方法。
3. 銅イオン、銀イオン、亜鉛イオンのいずれかを担持した微細ファイバーと、この微細ファイバーを固定する熱可塑性樹脂とで構成された消臭シートであって、前記微細ファイバーが長さ１０μｍ以下のセルロースファイバーであることを特徴とする抗菌消臭シート。