JP7150410B2

JP7150410B2 - 蓋材用撥水性積層体、蓋材および容器

Info

Publication number: JP7150410B2
Application number: JP2016104593A
Authority: JP
Inventors: 城翔三結; 田新山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2036-05-25
Also published as: JP2017209874A

Description

本発明は、蓋材用撥水性積層体、蓋材および容器に関する。

食品、飲料、医薬品、および化学品などの多くの商品分野では、それぞれの内容物に応じた包装材料が開発されている。特に、液体や半固体、ゲル状物質など粘性を有する内容物を包装するための包装材料としては、耐水性、耐油性、ガスバリア性、防湿性、軽量、フレキシブル性および意匠性などに優れるプラスチック材料が用いられ、包装材料に求められる内容物の保護に対して機能している。

包装材料の機能として、液体や半固体、ゲル状物質など高い粘性を有する内容物の包装材料への付着を防止することのできる付着防止機能が求められている。

例えば、基材の片面に疎水性微粒子および熱可塑性バインダー樹脂を含んでなる付着防止層を設けることが提案されている（特許文献１を参照）。

特許第５４９０５７４号公報

しかしながら、特許文献１において提案される蓋材は、熱接着層および付着防止層を備えてなるものであり、製造工程が多く、製造コストが上がってしまうという問題があった。また、付着防止層を形成する際に使用する溶剤の種類によっては、熱接着層に含まれる樹脂と反応してしまい、ヒートシール性の低下及び撥水性の低下を引き起こしてしまうという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、より少ない工程数で製造することができ、高い撥水性、付着防止性およびヒートシール性を有する蓋材用撥水性積層体を提供することをその目的とする。

本発明の蓋材用撥水性積層体は、基材と、基材上の熱接着層とを備え、熱接着層が、熱可塑性樹脂、撥水性微粒子および前記撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなることを特徴とする。

上記態様においては、撥水性微粒子の平均粒子径が、１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であることが好ましい。

上記態様においては、ビーズ粒子の平均粒子径が、１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。

上記態様においては、熱接着層における撥水性微粒子の含有量は、熱接着層に含まれる熱可塑性樹脂１００質量部に対し、５質量部以上、５００質量部以下であることが好ましい。

本発明の蓋材は、上記積層体からなることを特徴とする。

本発明の容器は、蓋材と、容器本体とを備えてなり、蓋材の熱接着層と、容器本体とが、ヒートシールされてなることを特徴とする。

本発明によれば、より少ない工程数で製造することができ、高い撥水性、付着防止性およびヒートシール性を有する蓋材用撥水性積層体を提供することができる。また、本発明によれば、摩擦によっても、撥水性微粒子が滑落しない、高い耐擦過性を有する蓋材用撥水性積層体を提供することができる。

本発明の一実施形態による蓋材用撥水性積層体の断面模式図である。本発明の一実施形態による容器の断面模式図である。

＜蓋材用撥水性積層体＞
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による蓋材用撥水性積層体の断面模式図を示したものである。一実施形態において、蓋材用撥水性積層体１０は、基材１１と、撥水性微粒子１３およびビーズ粒子１４を含んでなる熱接着層１２とを備えてなる。以下、本発明による蓋材用撥水性積層体を構成する各層について説明する。

（基材）
基材として、コート紙、印刷用紙、上質紙およびクラフト紙などの紙材であったり、ポリプロピレン、ポリアミドおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステルなどの樹脂からなるフィルムまたはアルミ箔等の金属箔を使用することができる。また、基材が酸素および水蒸気に対するバリア層としての機能を発揮することができるため、紙材やフィルムに対し、アルミニウムや酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの無機酸化物を蒸着することが好ましい。また、基材の遮光性を向上させることができるため好ましい。また、上記した紙材と、フィルムとの積層材を基材として用いてもよい。積層方法は、特に限定されず、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ヒートラミネート法などを用いることができる。

また、基材の熱接着層積層面には、所望に怖じて、コロナ放電処理、薬品処理、オゾン処理などの表面処理を施すことができる。

基材には、従来公知の印刷インキを用いた印刷が施されていてもよい。印刷の方式も特に限定されるものではなく、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などの従来公知の方式を用いることができる。

基材の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、５μｍ以上、２００μｍ以下とすることができる。

（熱接着層）
本発明の熱接着層は、熱可塑性樹脂、撥水性微粒子および撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなる。このように熱接着層が大きさの異なる２種類の粒子を含んでなるため、表面に特有の凹凸構造が形成され、粘性を有する内容物の付着防止性および撥水性を顕著に向上させることができる。また、撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなるため、熱接着層の耐擦過性を向上させることもでき、摩擦による撥水性微粒子の滑落を防止することができる。

熱接着層に含まれる熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－アクリル酸エチル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸エチル共重合体、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体などのビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、容器がポリスチレン製である場合、アクリル樹脂および塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。

熱接着層に含まれる撥水性微粒子としては、疎水化表面処理を施した酸化物微粒子、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＭｇＯなどを使用することができる。また、ＣａＣＯ_３、タルク、マイカなどを撥水性微粒子として使用することもできる。
これらの中でも、コストの面からＳｉＯ_２が好ましい。
熱接着層は、２種以上の撥水性微粒子を含んでいてもよい。
疎水化表面処理の方法としては、例えば、乾式法（ＣＶＤ法、プラズマ法）を用いても、湿式法を用いてもよい。

撥水性微粒子の平均粒子径は、１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。撥水性微粒子の平均粒子径を上記数値範囲とすることにより、熱接着層のヒートシール性を維持しつつ、付着防止性および撥水性をより向上させることができる。
撥水性微粒子の平均粒子径は、走査電子顕微鏡により測定することができる。

熱接着層における撥水性微粒子の含有量は、５質量％以上、８５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上、７０質量％以下であることがより好ましい。撥水性微粒子の含有量を上記数値範囲とすることにより、熱接着層のヒートシール性を維持しつつ、付着防止性および撥水性をより向上させることができる。
また、熱接着層における撥水性微粒子の含有量は、熱接着層に含まれる熱可塑性樹脂１００質量部に対し、５質量部以上、５００質量部以下であることが好ましく、２０質量部以上、２００質量部以下であることがより好ましく、７０質量部以上、１７０質量部以下であることがさらに好ましい。

熱接着層に含まれるビーズ粒子としては、有機樹脂ビーズまたは無機ビーズなどが挙げられる。有機樹脂ビーズとしては、アクリル樹脂ビーズ、ポリエチレン樹脂ビーズ、ポリスチレン樹脂ビーズ、スチレン－アクリル共重合体ビーズ、ポリカーボネート樹脂ビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ、メラミン樹脂ビーズ、ベンゾグアナミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズ、メラミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズ、ベンゾグアナミン－メラミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズおよびベンゾグアナミン－メラミン縮合体ビーズなどが挙げられる。また、無機ビーズとしては、ガラスビーズ、シリカビーズ、アルミナシリケート、タルク、マイカなどが挙げられる。その中でも安定性、コストなどの点から、シリカビーズであることがより好ましい。なお、上記有機樹脂ビーズおよび／または無機ビーズを２種以上用いてもよい。

ビーズ粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。ビーズ粒子の平均粒子径を上記数値範囲とすることにより、熱接着層のヒートシール性を維持しつつ、付着防止性および撥水性をより向上させることができる。さらに、熱接着層の耐擦過性を向上させることもでき、撥水性微粒子の摩擦による脱落を防止することができる。

熱接着層におけるビーズ粒子の含有量は、５質量％以上、８５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上、７０質量％以下であることがより好ましい。ビーズ粒子の含有量を上記数値範囲とすることにより、熱接着層のヒートシール性を維持しつつ、付着防止性および撥水性をより向上させることができる。さらに、熱接着層の耐擦過性を向上させることもできる。

熱接着層における熱可塑性樹脂の含有量と、撥水性微粒子およびビーズ粒子の含有量との比が、質量基準で、２：１～１：５であることが好ましく、１．５：１～１：３であることがより好ましい。これにより、熱接着層の付着防止性および撥水性をより向上させることができる。

熱接着層は、基材上に上記した材料を含んでなる熱接着層用塗工液をバーコート法など、公知の方法により塗布、乾燥することにより形成させることができる。
熱接着層用塗工液の乾燥後塗布量は、０．５ｇ／ｍ^２以上、１０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、１．０ｇ／ｍ^２以上、７ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。熱接着層の乾燥後塗布量が上記数値範囲内であれば、積層体のヒートシール性を維持しつつ付着防止性および撥水性をより向上させることができる。

（蓋材）
本発明による蓋材は、上記積層体を用いて作製することができ、液体や半固体、ゲル状物質などの粘性を有する内容物、例えば、ヨーグルトの包装容器の蓋材として好適に使用することができる。

（容器）
本発明による容器２０は、図２に示すように蓋材用撥水性積層体からなる蓋材２１と、容器本体２２と、を備えてなり、蓋材の熱接着層１２と、容器本体２２とがヒートシールされてなる。より具体的には、容器本体２２の開口部２３と、蓋材の熱接着層１２とがヒートシールされてなる。
ヒートシールの方法は特に限定されるものではなく、バーシール、高周波シールや超音波シールなど従来公知の方法を使用することにより行うことができる。

容器本体は、ポリスチレン製、ポリプロピレン製、ポリエチレン製、紙製などのものを使用することができる。これらの中でも、成型性が良いという理由から、ポリスチレン製のものであることがより好ましい。

容器本体の形状は、特に限定されるものではなく、図２に示すカップ型や有底円筒形状などとすることができる。

また、容器内に充填することができる内容物は、特に限定されるものではないが、プリン、ヨーグルト、ゼリーなどの食品や、シャンプーやボディソープなどの非食品を挙げることができる。

本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。

（実施例１－１）
基材の作製
コロナ処理を一方の面に施したＰＥＴフィルム（東洋紡エスペット社製、商品名：Ｅ５１００、厚さ：１２μｍ)のコロナ面に、ポリエステル系接着剤（ロックペイント株式会社製、商品名：ＲＵ－００４）を塗工し、ＡＬ箔（東洋アルミニウム株式会社性、商品名：１Ｎ３０、厚さ：７μｍ）をラミネートした後、エージングし、基材を作製した。

蓋材用撥水性積層体の作製
櫻宮化学製のインキＷＲＤ－２（溶媒：トルエン５０質量部、メチルエチルケトン３０質量部、酢酸エチル２０質量部、熱可塑性樹脂として塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、撥水性微粒子として疎水性ＳｉＯ_２（平均粒子径１～１００ｎｍ）、ビーズ粒子としてＳｉＯ_２（平均粒子径１～３０ｎｍ）含有、熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：１）１０質量部に、トルエン５０質量部、メチルエチルケトン３０質量部、酢酸エチル２０質量部からなる希釈溶剤を混合し、これをＡＬ箔側に、バーコート法により、乾燥後の塗布量が１．０ｇ／ｍ^２となるよう、塗布し、乾燥炉内で１００℃で３秒間乾燥させ、蓋材用撥水性積層体を作製した。なお、塗工液の塗布にはミヤバー♯３（第一理化株式会社製）を用いた。

（実施例１－２）
希釈溶剤を混合せず、インキＷＲＤ－２を、乾燥後の塗布量が２．０ｇ／ｍ^２となるよう塗布した以外は、実施例１－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例１－３）
希釈溶剤を混合せず、インキＷＲＤ－２をミヤバー♯８を使用し、乾燥後の塗布量が３．０ｇ／ｍ^２となるよう塗布した以外は、実施例１－２と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例１－４）
希釈溶剤を混合せず、インキＷＲＤ－２をミヤバー♯１２を使用し、乾燥後の塗布量が４．０ｇ／ｍ^２となるよう塗布した以外は、実施例１－２と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例２－１）
基材の作製
印刷用紙（大王製紙社製、商品名：リュウオウコート、５５ｇ／ｍ^２）の一方の面に印刷インキ（ＤＩＣ社製、商品名：サイアスＨＲ）を用いて、グラビア印刷により柄を施した。印刷用紙の非印刷面に、アルミニウム蒸着ＰＥＴフィルムをドライラミネートした後、エージングを行い、基材を作製した。なお、ドライラミネートには、ポリエーテル系接着剤（ロックペイント株式会社製、商品名：ＲＵ３９００）を用いた。

蓋材用撥水性積層体の作製
櫻宮化学製のインキＷＲＤ－４（熱可塑性樹脂としてアクリル、ポリエステル系樹脂、撥水性微粒子として疎水性ＳｉＯ_２（平均粒子径１～１００ｎｍ）、ビーズ粒子としてＳｉＯ_２（平均粒子径１～３０μｍ）含有）２００質量部に、ＥＶＯＮＩＫ社製ヒートシール剤ＶＰ４１７４Ｅを酢酸エチルにより希釈した溶液を６０質量部混合し、混合物を得た（熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：１）。この混合物を、ＰＥＴフィルム側に、バーコート法により、乾燥後の塗布量が４ｇ／ｍ^２となるよう、塗布し、乾燥炉内で１００℃で３秒間乾燥させ、蓋材用撥水性積層体を作製した。なお、塗工液の塗布にはミヤバー♯１２を用いた。

（実施例２－２）
熱接着層用塗工液における熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：１．５となるようＥＶＯＮＩＫ社製ヒートシール剤ＶＰ４１７４Ｅの混合量を変更した以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例２－３）
熱接着層用塗工液における熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：２となるようＥＶＯＮＩＫ社製ヒートシール剤ＶＰ４１７４Ｅの混合量を変更した以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例２－４）
熱接着層用塗工液における熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：３となるようＥＶＯＮＩＫ社製ヒートシール剤ＶＰ４１７４Ｅの混合量を変更した以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（比較例２－１）
熱接着層用塗工液に撥水性微粒子を含有させなかった以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（比較例２－２）
熱接着層用塗工液にビーズ粒子を含有させなかった以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（比較例２－３）
熱接着層用塗工液に撥水性微粒子およびビーズ粒子を含有させなかった以外は、実施例２－１と同様にして、蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例３－１）
基材の作製
印刷用紙（大王製紙社製、商品名：リュウオウコート、５５ｇ／ｍ^２）の一方の面に印刷インキ（ＤＩＣ社製、商品名：サイアスＨＲ）を用いて、グラビア印刷により柄を施した。印刷用紙の非印刷面に、アルミニウム蒸着ＰＥＴフィルムをドライラミネートした後、エージングを行い、基材を作製した。なお、ドライラミネートには、ポリエーテル系接着剤（ロックペイント株式会社製、商品名：ＲＵ３９００）を用いた。

蓋材用撥水性積層体の作製
櫻宮化学製のインキＷＲＤ－１（熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、撥水性微粒子として疎水性ＳｉＯ_２（平均粒子径１～１００ｎｍ）、ビーズ粒子としてＳｉＯ_２（平均粒子径１～３０μｍ）含有、熱可塑性樹脂：撥水性微粒子＋ビーズ粒子＝１：１）５０質量部にトルエンとＭＥＫと酢酸エチルを５：４：１で混合した溶液を５０質量部加えて良く撹拌した。この混合物を、ＰＥＴフィルム側に、バーコート法により、乾燥後の塗布量が１．５ｇ／ｍ^２となるよう、塗布し、乾燥炉内で１００℃で３秒間乾燥させ、蓋材用撥水性積層体を作製した。なお、塗工液の塗布にはミヤバー♯８を用いた。

（実施例３－２）
乾燥後の塗工量を２．０ｇ／ｍ^２となるように塗工した以外は（実施例３－１）と同様にして蓋材用撥水性積層体を作製した。

（実施例３－３）
乾燥後の塗工量を２．５ｇ／ｍ^２となるように塗工した以外は（実施例３－１）と同様にして蓋材用撥水性積層体を作製した。

＜蓋材用撥水性積層体の性能評価＞
シール強度試験
実施例および比較例により得られた蓋材用撥水性積層体が備える熱接着層を、ポリスチレンシートへヒートシールした（ヒートシール温度：２１０℃、シール幅２ｍｍ、圧力０．３ＭＰａ、時間：０．８秒間）。ヒートシール後、蓋材用撥水性積層体を引っ張り試験機（オリエンテック社製）を用いて剥離させ、剥離時における最大強度をシール強度とした（Ｎ／１５ｍｍ）（剥離角度１８０°、引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎ）。測定結果を表１、２および３に表す。

撥水性試験
接触角計（協和界面化学製）を用いて、実施例および比較例により得られた蓋材用撥水性積層体が備える熱接着層と水滴との接触角を測定した。測定結果を表１、２および３に表す。なお、液滴を弾いてしまい、測定を行うことができないほど、撥水性の高いものについては、１５０°以上とした。

付着防止性試験
実施例および比較例により得られた蓋材用撥水性積層体を熱接着層が上方となるように４５°傾け、熱接着層上に、ヨーグルト（１ｇ）を垂らした。ヨーグルトの熱接着層への付着を目視にて観察し、以下の評価基準に従い、評価した。評価結果を表１、２および３に表す。
○：ヨーグルトの付着がなく、良好な付着防止性を発揮した。
△：ヨーグルトの付着が少しあったが、実用上問題なかった。
×：ヨーグルトの付着が多く、実用上問題があった。

耐擦過性試験
実施例および比較例により得られた蓋材用撥水性積層体を熱接着層表面を手動型テープ圧着ロール（テスター産業株式会社製）を使用して、１０回擦った（荷重２．５ｋｇ）。その後、熱接着層表面に水滴を垂らし、その滑落性を目視にて観察し、以下の評価基準に従い、評価した。評価結果を表１、２および３に表す。
○：撥水性微粒子の滑落がなく、良好な撥水性を発揮した。
△：撥水性微粒子の滑落が若干あったが、実用上問題のない撥水性を発揮した。
×：撥水性微粒子の滑落が多く、実用上問題があった。

１０：蓋材用撥水性積層体
１１：基材
１２：熱接着層
１３：撥水性微粒子
１４：ビーズ粒子
２０：容器
２１：蓋材
２２：容器本体
２３：開口部

Claims

基材と、基材上の熱接着層とを備え、
前記熱接着層が、熱可塑性樹脂、撥水性微粒子および前記撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなり、
前記撥水性微粒子の平均粒子径が、１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であり、
前記ビーズ粒子の平均粒子径が、１μｍ以上、５０μｍ以下であり、
前記ビーズ粒子が、シリカビーズであり、
前記熱接着層における熱可塑性樹脂の含有量と、撥水性微粒子およびビーズ粒子の含有量との比が、質量基準において１：１～１：３の範囲であることを特徴とする、蓋材用撥水性積層体。
前記熱接着層における前記撥水性微粒子の含有量は、前記熱接着層に含まれる前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、５質量部以上、５００質量部以下である、請求項１に記載の積層体。
請求項１または２に記載の積層体からなる蓋材。
請求項３に記載の蓋材と、容器本体とを備えてなり、
前記蓋材の熱接着層と、前記容器本体とが、ヒートシールされてなる、容器。