JP7093326B2 - コロナ放電処理面に抗菌性の被覆層を有する食品容器、成型用シート、フィルムとその応用 - Google Patents
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Description
[1] 食品包装材として許容されるポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムであって、
少なくとも一部の表面が、
コロナ放電処理され、さらに
0.40mg/m2以上のプロタミンまたはその塩、および0.97mg/m2以上の食品添加物として許容される乳化剤を含む層で被覆されている、
食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルム。
[2] 食品添加物として許容される乳化剤が、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ステアロイル乳酸カルシウム、ステアロイル乳酸ナトリウム、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、レシチン、またはサポニンからなる群より選択されるいずれかである、1に記載の、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルム。
[3] 基材が、ポリエチレンテレフタレートである、1または2に記載の、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルム。
[4] 使い捨て用である、1~3のいずれか1項に記載の食品容器または食品包装フィルム。
[5] 1~4のいずれか1項に記載の食品容器または食品包装フィルムを用いた、食品包装体。
[6] ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、原反シートまたはフィルムの少なくとも一方の表面に、コロナ放電処理する工程;
コロナ放電処理した表面に、プロタミンまたはその塩、および食品として許容される乳化剤を含む水溶液を塗布する工程;ならびに
水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する工程
を含む、1~4のいずれか1項に記載の食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムの、製造方法。
[7] 食品包装材として許容されるポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムであって、
少なくとも一部の表面が、
コロナ放電処理され、さらに
プロタミンまたはその塩を含む層で被覆されている、
食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルム。
[8] ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、原反シートまたはフィルムの少なくとも一方の表面に、コロナ放電処理する工程;
コロナ放電処理した表面に、プロタミンまたはその塩を含む水溶液を塗布する工程;ならびに
水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する工程
を含む、請求項7に記載の食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムの、製造方法。
本発明は、食品包装材として許容される材料を基材とする、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムであって、少なくとも一部の表面が、抗菌上有効量の保存料を含む層で被覆されている、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムを提供する。
本発明のシート、容器またはフィルムの被覆層は、プロタミンまたはその塩を含有する。
プロタミン(protamine)は、しらこたん白抽出物、しらこたん白、しらこ分解物、核蛋白と称されることもあるが、魚類の成熟精巣から抽出される、塩基性アミノ酸を多く含む分子量3000~10000のタンパク質である。アミノ酸組成に占めるアルギニン含量は約70%(モル%)である。プロタミンは、サケ由来のSalmin、二シン由来のClupeine、チョウザメ由来のSturine、サバ由来のScombrine、ボラ由来のMugiline、ニジマス由来のIridine、マガツオ由来のGlymosine等の総称である。本発明においては、食品添加物として許容されるものであれば、いずれであっても用いることができる。
本発明により提供される製品の少なくとも一方の表面は、コロナ放電処理されている。コロナ放電処理工程については、後述する。
本発明により提供される製品の表面の被覆層は、プロタミンまたはその塩以外の他の成分、例えば、後述するように、プロタミン等の水溶液を塗布することにより被覆層を形成する際に、水溶液の塗布を補助する成分を含んでいてもよい。塗布を補助する成分の例は、界面活性剤のうち、乳化剤、界面活性低下剤、消泡剤、剥離剤、または防曇剤として用いられている成分である。
非イオン性界面活性剤に分類される、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル(具体的には、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンオレイン酸エステル(ポリソルベート80)、テトラオレイン酸ソルベス-40、テトラオレイン酸ソルベス-60);ポリグリセリン脂肪酸エステル(具体的には、ラウリン酸ポリグリセリル-6、ラウリン酸ポリグリセリル-10、ミリスチン酸ポリグリセリル-10、オレイン酸ポリグリセリル-10、ジステアリン酸ポリグリセリル);ショ糖脂肪酸エステル(具体的には、ラウリン酸スクロース、ステアリン酸スクロース)ポリオキシエチレン硬化ひまし油(具体的には、PEG-20 水添ひまし油、PEG-40 水添ひまし油、PEG-50 水添ひまし油、PEG-60 水添ひまし油);ポリオキシエチレンアルキルエーテル(具体的には、ラウレス-4、ラウレス-9、セテス-10、セテス-15);
両性界面活性剤に分類される、レシチンおよびレシチン誘導体(具体的には、水添レシチン)、酢酸ベタイン型両性界面活性剤(具体的には、コカミドプロピルベタイン);イミダゾリン型両性界面活性剤(具体的には、ココアンホ酢酸Na);
カチオン性界面活性剤に分類される、アルキルアンモニウム塩(具体的には、ベンザルコニウムクロリド、ステアルトリモニウムクロリド、ベヘントリウムクロリド);
アニオン性界面活性剤に分類される、N-アシルタウリン塩(具体的には、ココイルメチルタウリンNa、ステアロイルメチルタウリンNa)
本発明によって提供される製品等の材料は、食品包装材として許容される材料である。このような材料の例は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンである。なお本発明に関してポリスチレンというときは、スチレンおよびその誘導体を主体とする重合体をいい、発泡ポリスチレン、スチレンブタジエンブロック共重合体、スチレンイソプレンブロック共重合体を含まない。
本発明の食品容器成型用シートは、食品容器を成型するために特に好適に用いることができる。本発明により提供される食品容器、または食品包装フィルムにより食品を包装すれば、表面の抗菌上有効量の保存料を含む層に含まれるプロタミン等の成分が、食品と接触することにより食品に対して抗菌力を発揮し、食品の保存性を高めることができる。したがって、本発明により提供される食品容器または食品包装フィルムは、製造後、一定時間が経過した後に食されるものに適している。このような食品の例としては、弁当、中食用の惣菜、集団給食用の惣菜、土産物の菓子等の加工食品が挙げられる。
本発明はまた、下記の工程を含む、食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムの製造方法を提供する:
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、原反シートまたはフィルムの少なくとも一方の表面に、コロナ放電処理し、
コロナ放電処理された表面に、プロタミンまたはその塩を含む水溶液を塗布し、そして
水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する
コロナ放電処理では、電極および対極ロールを備えるコロナ放電処理装置を用い、前記電極と前記対極ロールとの間に基材を通し、これらの間に高周波の高電圧を印加する。高周波の高電圧の印加によって、コロナ放電が生じる。
続く工程では、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする原反シートのコロナ放電処理された表面に、プロタミンまたはその塩を含む水溶液が塗布される。溶液におけるプロタミン等の濃度は、製造される食品容器成型用シート、食品容器または食品包装フィルムにおける抗菌力を考慮して決定することができる。具体的には、プロタミンまたはその塩の濃度(複数種類を用いる場合は、合計の濃度)は、例えば0.040%以上とすることができ、0.050%以上としてもよく、0.10%以上とすることが好ましく、0.20%以上とすることがより好ましく、0.50%とすることがさらに好ましい。なお、本発明に関し、成分の濃度を%で表すときは、特に記載した場合を除き、溶液の体積(mL)あたりの溶質の質量(g)×100(重量/体積:w/v%)で計算された値である。
続く工程では、水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する。乾燥によって溶媒が気化し、抗菌層が形成される。乾燥のための温度および時間は、溶液に含まれるプロタミン等の抗菌力が損なわれない限り、適宜とすることができる。
本発明の製造方法はまた、食品容器成型用シートを製造する場合は、シート成型工程を含んでもよく、食品容器を製造する場合は、熱成型工程を含んでもよい。使い捨てプラスチック容器は、量産性・加工性の観点から、汎用のポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等の基剤を押出成型してシートを得て、このシートをさらに真空成型することにより製造されることが多い。食品容器成型用シートを製造するための好ましい態様においては、通常の工程によりシートを押出成型した後、シートの一方の、食品と接触する面にプロタミン等を含む溶液を均一に塗布し、乾燥し、そして必要に応じシートを巻き取る工程を含む。溶液を塗布するためには、既存の巻き取り後のシートの離型性を高める離型剤や防曇剤等を塗布するための装置がそのまま利用できる。
本発明で抗菌力を有するというときは、対象となる材料をJIS Z 2801-2012に準じて評価したときに、適切なコントロールと比較して、大腸菌(Escherichia coli)、サルモネラ菌(Salmonella enterica)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、枯草菌(Bacillus subtilis)、および黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)からなる群より選択される菌の少なくとも一つの増殖を抑制できることをいう。具体的な手順は、本明細書の実施例の項を参考にすることができる。
ポリエステルの一種であるポリエチレンテレフタレート樹脂のペレットを2軸押出機に供給し、シリンダー温度255℃~295℃で溶融した後、2軸押出機先端に取り付けたTダイから溶融樹脂を吐出させ、その溶融樹脂を25℃~40℃のチルロールで冷却することで、厚み0.3mm、幅450mm~1200mmのシート状のポリエチレンテレフタレート樹脂シートを作製した。なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂原料は、FORMOSA INDUSTRIES(南亜)社製の品名:A1、品番:3802の100%バージン材料を用いた。
実施例1で得たポリエチレンテレフタレート樹脂シートの一方の表面を、コロナ放電処理装置(春日電機(株)製)を用いて送り速度20.3m/分にて540W~1.79KWの放電量でコロナ放電処理をし、幅648mmに裁断した。本例においては、コロナ放電処理用の電極として、放電電極長1,150mmのアルミニウム棒をセラミックで覆った誘電体被覆電極を用い、その電極に対向する対極ロールとして、クロムめっきしたステンレスロールを用いた。
実施例2で得たコロナ放電処理したポリエチレンテレフタレート樹脂シートの食品等が接触する面に、精製水に、0.5%となるように硫酸プロタミン(大和化成株式会社(神戸市兵庫区))、および0.7%となるようにポリソルベート80(花王株式会社)を溶解し、塗料タンクに充填し、送り速度20.3m/分でピックアップロールによって均一に巻き上げられた硫酸プロタミン水溶液をドクターロールで移送し均一な液膜に調整後、コーティングロールでコロナ放電したポリエチレンテレフタレート樹脂シート面に転写して硫酸プロタミンを塗工後、同軸上の製造ライン上同様方式で、もう一方の面に帯電防止性塗膜を塗工し、熱風式オーブンを用いて120℃の雰囲気温度で通過時間12秒の条件で水分を蒸発させた後、700mを巻き取った。巻き取ったロール上のポリエチレンテレフタレート樹脂の流れ方向(Machine Direction)の引張弾性率は3,1020.00Mpa、垂直方向(Transverse Direction)の引張弾性率は3,106.51Mpaであった。得られたシートの外観は、製造例1のコロナ放電前のシートと同じように透明であった。
製造例3で得られた、抗菌剤(硫酸プロタミン)と帯電防止性塗膜を塗工したコロナ放電処理ポリエチレンテレフタレート樹脂シートの塗布側を下にして熱盤圧空成型機にセットし、上側ヒーター温度115℃に設定した熱盤で過熱軟化させたシートを下側の凹型金型に引き付けながら、上側の熱盤から圧縮空機圧力を加え、ポリチレンテレフタレート樹脂シートを凹型金型内に押し付け2~3秒間保持し得られた成型品を取り出した。
製造例3と同様にして、抗菌剤(硫酸プロタミン)と帯電防止性塗膜を塗工したコロナ放電処理樹脂シート(A-PET/PP/PS等)の塗布側を下にして熱盤圧空成形機にセットし、下側ヒーター温度100~180℃に設定した熱盤で過熱軟化させたシートを上側の凹型金型に引き付けながら、下側の熱盤から圧縮空気圧力を加え、樹脂シートを凹型金型内に押し付け、2~3秒間保持し得られた成形品を取り出す。なお、凸型金型を用いる場合、シートのセット方向を上下逆にすればよい。
製造例3で得られた、抗菌剤(硫酸プロタミン)と帯電防止性塗膜を塗工したコロナ放電処理樹脂シート(A-PET/PP/PS等)の塗布側を下にして真空成形機にセットし、シート表面温度を100~180℃になるまでヒーターゾーンで加熱軟化させたシートを成型ゾーン上側の凹型金型に真空で引き付けながら、下側のプラグアシストでシートを持ち上げ、樹脂シートを凹型金型内に2~15秒間密着保持し得られた成形品を取り出した。なお、凸型金型を用いる場合、シートのセット方向を上下逆にすればよい。
製造例3で得られた、抗菌剤(硫酸プロタミン)と帯電防止性塗膜を塗工したコロナ放電処理樹脂シート(A-PET/PP/PS等)の塗布側を下にして真空圧空成形機にセットし、シート表面温度を100~180℃になるまでヒーターゾーンで加熱軟化させたシートを成型ゾーン上側の凹型金型に真空で引き付けながら、下側のプラグアシストでシートを持ち上げ、圧縮空気圧力を加え樹脂シートを凹型金型内に2~15秒間密着保持し、得られた成形品を取り出す。なお、凸型金型を用いる場合、シートのセット方向を上下逆にすればよい。
下記の手順で、食品容器成型用の、硫酸プロタミンを含む被覆層を有するポリエチレンテレフタレートシートを製造した。
1.硫酸プロタミン0.5%、PS80 0.7%の水溶液8Lを調製した。
2.水溶液を、防曇剤を塗布するための既存の装置に投入し、実施例3と同様にして、200 m程度の抗菌性のポリエチレンテレフタレートを基材とするシートを製造した。得られたシートの外観は不透明で、かつ熱盤圧空成型機にセットした段階で硫酸プロタミンの脱落が見受けられた。
製造したシートについて、ヘーズメータHZ-V3(スガ試験機株式会社)を用いて透明度を測定した。試験は室温25℃、湿度45%の環境で行い、JIS K 7361、JIS K 7136に準じ、ダブルビーム方式、光源はD65光、測定孔径φ20mmの条件で測定した。測定は、各3回行った。
(目的)
製造例4-1で成型した容器(コロナ放電処理あり)と、製造例3で製造したシートを製造例4の方法で同様に成型した容器(コロナ放電処理なし)の表面に、一定流速で水を流し、溶出した抗菌剤の量を計測した。
1.容器1枚(約10.5cm×約5cm)を軽く折り曲げ、50mlプラスチックチューブに差し込み、固定する。
2.5ml用マイクロピペットを使い、20℃、5mlの精製水を、容器上部から内側を洗い流すように注ぎ、その駅について214nmでの吸光度を測定した。
それぞれの容器10枚について、測定した結果を下表に示した。
JIS Z 2801に従い、大腸菌を用いてシートの抗菌活性を評価した。結果を下表に示した。
Claims (8)
- ポリエチレンテレフタレートを基材とする、シート、容器または包装フィルムであって、
少なくとも一部の表面が、
コロナ放電処理され、さらに
0.40mg/m 2 以上のプロタミンまたはその塩、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる層で被覆されている、
シート、容器または包装フィルム。 - 食品包装材として許容される材料を基材とする、シート、容器または包装フィルムであって、
少なくとも一部の表面が、
コロナ放電処理され、さらに
抗菌性成分としてプロタミンまたはその塩のみを含む層で被覆されている、
シート、容器または包装フィルム。 - プロタミンまたはその塩を含む層がさらに乳化剤を含む、請求項2に記載の、シート、容器または包装フィルム。
- 乳化剤が、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ステアロイル乳酸カルシウム、ステアロイル乳酸ナトリウム、プロピレングリコール脂肪酸エステル、レシチン、またはサポニンからなる群より選択されるいずれかである、請求項3に記載の、シート、容器または包装フィルム。
- 基材が、ポリエチレンテレフタレートである、請求項2~4のいずれか1項に記載の、シート、容器または包装フィルム。
- ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを基材とする、原反シートまたはフィルムの少なくとも一方の表面に、コロナ放電処理する工程;
コロナ放電処理した表面を、抗菌性成分としてプロタミンまたはその塩のみを含む水溶液で被覆する工程;ならびに
水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する工程
を含む、シート、容器または包装フィルムの、製造方法。 - 食品包装材として許容される材料を基材とする、原反シートまたはフィルムの少なくとも一方の表面に、コロナ放電処理する工程;
コロナ放電処理した表面を、抗菌性成分としてプロタミンまたはその塩のみを含む水溶液で被覆する工程;ならびに
水溶液が塗布された原反シートまたはフィルムを、乾燥する工程
を含む、シート、容器または包装フィルムの、製造方法。 - プロタミンまたはその塩を含む水溶液が、乳化剤を含む、請求項7に記載の製造方法。
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