JP7175585B2 - ヒートシール性樹脂フィルムおよびその製造方法、積層体ならびに包装材料 - Google Patents
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Description
また、特許文献2で提案されているように包装材料の内面に微粒子等を含む層を設けた場合、保存時などにおいて、この微粒子が脱落して内容物に混入するおそれがった。
本発明によるヒートシール性樹脂フィルム(以下、場合により「樹脂フィルム」という。)は、図1に示すように、その表面に凹部および凸部からなる凹凸構造を有するものである。
また、この樹脂フィルム1mm×1mmの範囲において、凸部を50個以上、500個以下有し、かつその凸部の平均体積が、100μm3以上、1000μm3以下である。
ここで、凸部とは、図2に示すように樹脂フィルム1mm×1mmの範囲において、凸部の最大の高さXと、凹部の最大深さYとの和を2で割った値Z(以下、場合により「平均高さZ」という。)以上の高さを有する部分を指す。
また、凸部の平均体積は、平均高さZ以上の高さを有する凸部の体積の和を、凸部の個数で除した値である。
凸部の数および平均体積は、表面粗さ測定機(東京精密機器株式会社製、商品名:SURFCOM 1400G)を用いて樹脂フィルムの表面粗さを測定した後、付属のソフトウェア(測定ソフト:ACTee、解析ソフト:Surfcom Map Premium 6.2)を使用することにより算出することができる。
このような凹凸構造を樹脂フィルムが有していることにより、包装袋、包装容器などの包装材料に用いた場合、内容物、特には、油分に富む内容物の付着および残存を防止することができる。
これは、樹脂フィルム表面の凹凸構造により、樹脂フィルムと内容物との接触面積が小さくなり、空隙が生じ、この空隙に内容物から油分が滲み出し、内容物と樹脂フィルムとの間に油膜を形成され、内容物を取り出す際、該内容物が、この油膜上を滑るように移動することができるためと考えられる。
また、平均体積は、200μm3以上、1000μm3以下であることがより好ましく、300μm3以上、1000μm3以下であることがさらに好ましい。
本発明においては、熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、耐熱性という観点からは、ポリプロピレンがより好ましい。
本発明のヒートシール性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を加熱溶融する工程と、加熱溶融した樹脂組成物を押し出す工程と、押出された樹脂組成物を、表面に凹凸構造を備えた成形ロールを用いて加圧成形する工程と、を含む。
本実施形態では、チルロール12が表面に凹凸構造を備えた成形ロールに相当する。この方法によれば、樹脂フィルム16が成形されるのと同時に、賦型点15で樹脂フィルム表面に凹凸構造を形成することができる。樹脂フィルム16は、剥離点14でチルロール12から剥離される。なお、図4および5に示すように、冷却ロール17および18により、成形後の樹脂フィルム16を冷却してもよい。
凹凸構造を備えた成形ロールの算術平均粗さRaおよび最大高さRzが上記範囲内にあれば、これを用いて作製した樹脂フィルムの内容物滑落性を高めることができる。
なお、成形ロールの算術平均粗さRaおよび最大高さRzは、例えば、JIS B0601(1994)に基づいて、表面粗さ計(株式会社ミツトヨ製、商品名Mitutoyo surftest SJ-310)により測定することができる。
本発明による積層体は、上記のヒートシール性樹脂フィルムと、基材と、を備えてなり、樹脂フィルムの凹凸構造を有する面が最外面であることを特徴とするものである。
この積層体は、基材層とヒートシール性フィルムからなる層の間に、バリア層をさらに有してもよく、熱可塑性樹脂層等のその他の層をさらに有してもよい。
本発明による積層体を構成する基材としては、特に限定されないが、成形性を有する樹脂を用いて作製することができる。例えば、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、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン-アクリル酸共重合体樹脂、エチレン-アクリル酸エチル共重合体樹脂、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、メチルペンテン樹脂、ポリブテン樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、低結晶性の飽和ポリエステルまたは非晶性のポリエステル樹脂等を用いて形成することができる。これらのうち、成形性が良好であることから、ポリエステル系樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、特にポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂が好ましい。
基材を上記した樹脂を用いて作製する場合、基材層の厚さは、成形性の観点から、好ましくは5μm以上、100μm以下、より好ましくは12μm以上、90μm以下とすることが好ましい。
また、これら基材と、ヒートシール性樹脂フィルムなどとの接着性を向上させるために、基材の表面に対し、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、またはフレーム処理などの表面活性化処理を行うことが好ましい。
紙基材としては、例えば一般的な、微塗工印刷用紙、塗工印刷用紙、樹脂コート紙、加工原紙、剥離原紙、両面コート剥離原紙などの予め後記する目止め層や樹脂層が形成された市販品を使用することもできる。
本発明による積層体は、上記ヒートシール性樹脂フィルムからなる層を、最外層として備えてなり、このヒートシール性樹脂フィルムの凹凸構造を有する面が、最外面に位置する。
ヒートシール性樹脂フィルムについては、上記で説明したとおりである。
また、ヒートシール性樹脂フィルムからなる層と、基材層などとの接着性を向上させるために、ヒートシール性樹脂フィルムからなる層の凹凸構造を有しない面に対して、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、またはフレーム処理などの表面活性化処理を行うことが好ましい。
本発明による積層体は、基材と、ヒートシール性樹脂フィルムからなる層との間に、その他の層を少なくとも1層さらに有してもよい。その他の層を2層以上有する場合、それぞれが、同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。その他の層としては、例えば、バリア層、熱可塑性樹脂層、接着層、および印刷層等が挙げられる。
本発明による積層体はバリア層を備えることができる。
このバリア層は、無機物または無機酸化物からなるものであることが好ましく、無機物もしくは無機酸化物の蒸着膜または金属箔からなるものであることがより好ましい。蒸着膜は、従来公知の無機物または無機酸化物を用いて、従来公知の方法により形成することができ、その組成および形成方法は特に限定されるものではない。積層体が、バリア層を有することで、積層体に対し、酸素ガスおよび水蒸気等の透過を阻止するガスバリア性や、可視光および紫外線等の透過を阻止する遮光性を、付与ないし向上させることができる。なお、積層体は、バリア層を2層以上有してもよい。バリア層を2層以上有する場合、それぞれが、同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
特に、包装用材料(袋)等に適するものとしては、アルミニウム金属の蒸着膜、あるいは、ケイ素酸化物またはアルミニウム金属もしくはアルミニウム酸化物の蒸着膜である。
更に具体的に説明すると、アルミニウムの蒸着膜の場合には、膜厚50~600Å位、100~450Å位が望ましく、また、酸化アルミニウムあるいは酸化珪素の蒸着膜の場合には、膜厚50~500Å位、100~300Å位が望ましい。
熱可塑性樹脂層は、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒を利用して重合したエチレン-αオレフィンとの共重合体樹脂、エチレン-ポリプロピレン共重合体樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン-アクリル酸共重合体樹脂、エチレン-アクリル酸エチル共重合体樹脂、エチレン-メタクリル酸共重合体樹脂、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体樹脂、エチレン-マレイン酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、エステル単量体をグラフト重合、または、共重合した樹脂、無水マレイン酸をポリオレフィン系樹脂にグラフト変性した樹脂等を含むことができる。熱可塑性樹脂層は、上記材料を二種以上含んでいてもよい。
接着層は、積層体が備える層のうち、いずれか2層をラミネートにより貼合するために形成される層であり、接着剤層または接着樹脂層である。ラミネート用接着剤としては、例えば、1液あるいは2液型の硬化ないし非硬化タイプのビニル系、(メタ)アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ゴム系、その他等の溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型等のラミネート用接着剤を使用することができる。上記の接着剤のコーティング方法としては、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法、トランスファーロールコート法、その他の方法で塗布することができる。その塗布量としては、0.1g/m2以上、10g/m2以下(乾燥状態)が好ましく、1g/m2以上、5g/m2以下(乾燥状態)位がより好ましい。接着樹脂層としては、例えば、上記の熱可塑性樹脂が用いられる。
印刷層は、文字、情報、模様、および絵柄等の意匠性を積層体に付与するために設けられる層である。印刷層は、従来公知の顔料や染料の着色剤を用いて形成することができ、その形成方法は特に限定されない。例えば、チタン白、亜鉛華、弁柄、朱、群青、コバルトブルーチタン黄、黄鉛、カーボンブラック等の無機顔料、イソインドリノンイエロー、ハンザイエローA、キナクリドンレッド、パーマネントレッド4R、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーRS、アニリンブラック等の有機顔料(あるいは染料も含む)、アルミニウム、真鍮、等の金属粉末からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の箔粉からなる真珠光沢(パール)顔料、蛍光顔料等の着色剤を用いたインキにより形成することができる。
本発明による包装材料は、上記の積層体からなるものであり、包装材料の内側(内容物側)にヒートシール性樹脂フィルムからなる層の凹凸構造を有する面が位置するように作製されたものである。これにより、包装材料の内面への内容物の付着や残存を抑制することができる。
具体的には、包装用袋(例えば、ピロー袋、スタンディングパウチ、4方パウチ)、蓋材や包装容器等に用いることができる。
また、一実施形態において、2枚の積層体をヒートシール性樹脂フィルムからなる層の凹凸構造を有する面が対向するように、重ね合わせ、その縦2辺、横1辺をヒートシールして筒状の包装材料を形成することができる。
ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シールなどのが挙げられる。
内容物の、25℃、粘弾性測定装置(Paar Physica社製、商品名:粘弾性測定装置MCR301型)を用いて測定した粘度は、1Pa・s以上、106Pa・s以下であることが好ましく、1Pa・s以上、105Pa・s以下であることがより好ましい。
包装材料に充填される内容物としては、例えば、回鍋肉、カレー、シチューなどが挙げられる。
本発明において、包装材料30の滑落性は、図8に示す滑落性評価装置31を使用することにより測定することができる。この装置によれば、包装材料30の傾斜速度、傾斜角度などを固定することができ、包装材料30が示す滑落性をより正確に評価することができる。
図8に示すように、滑落性評価装置31は、包装材料30を保持することができる保持部32を備えたフレーム33を、回転軸34廻りに回動させることにより保持部32および包装材料30を傾斜させ、包装材料から内容物を滑落させることができる。
より具体的には、フレーム33の一端(下端)に重り35を括り付けた紐を取り付け、この重り64を支点Xを介して落下させる。
これにより、保持部32および包装材料30を、回動軸34廻りに回動させることができ、フレーム33の該一端が持ち上げられることとなるため、保持部32および包装材料30を傾斜させることができる。
保持部32および包装材料30の傾斜角度は、回動する保持部32および包装材料30と接触し、その回動を止めることができる棒などのストッパー36を設けることにより制御することができる。
包装材料30より滑落した内容物の重量は、落下地点に予め配置した滑落内容物重量測定部37により測定することができる。この測定部は、経時的に重量を測定することができるものであってもよい。
<ヒートシール性樹脂フィルムの作製>
樹脂組成物として、ポリプロピレン樹脂(MFR:6.5g/10分、ノバテック社製、商品名:FW4BT)を、280℃で加熱溶融し、Tダイから、キャスト成膜機が備える、表面に凹凸構造を有するチルロール(表面粗さRa=5.0μm、最大高さRz=30μm)と、このチルロールに対向して設けられてたニップロールとの間に押し出し(圧力:3kg/cm2)、成膜を行い、厚さ80μmのヒートシール性樹脂フィルムを得た。なお、チルロールとニップロールとのギャップを50μm、ニップ圧を3.0kg/cm2、ライン速度を20m/分とした。
上記のようにして得られたヒートシール性樹脂フィルムと、厚さ12μmのPETフィルムとを、2液硬化型ウレタン系接着剤を介してドライラミネートし、積層体を作製した。
得られた積層体を、170mm×130mmの大きさに2枚切り取り、ヒートシール性樹脂フィルムからなる層の凹凸構造を有する面が対向するように配置し、縦2辺、横1辺を10mm幅で熱圧着(条件:210℃、1kg/cm2、1秒)し、包装材料を得た。
チルロールとニップロールとのギャップ、ニップ圧、ライン速度を表1に表すような数値に変更し、ヒートシール性樹脂フィルムを作製した以外は、実施例1と同様にして積層体および包装材料を得た。ヒートシール性樹脂フィルム表面における凸部の数および平均体積を算出し、を表1にまとめた。
上記の実施例および比較例で得られた、包装材料に、中華調味料(回鍋肉(25℃、粘弾性測定装置を使用して測定した粘度が10000~100000Pa・s):成分が、醤油、大豆油、野菜(にんにく、しょうが)、砂糖、リンゴジュース、トウチ、豆みそ、甜麺醤、マッシュポテト、豆板醤、発酵調味料、でん粉、食塩、チキンエキス、ポークエキス、調味料(アミノ酸)、糊料(キサンタン)、カラメル色素、酸味料など)を90g充填し、開口辺を熱圧着(条件210℃、1kg/cm2、1秒)し、120℃で30分のレトルト殺菌を実施した。レトルト殺菌を実施した後、常温(23℃)で3日静置した。静置した後、包装材料の短辺の1辺をカッターで切り、包装材料から内容物を取り出した。
内容物の滑落性(5秒後および30秒後の落下重量)を図8に示す装置を使用して測定した(傾斜角度60°)。
11:Tダイ
12:チルロール
13:ニップロール
14:賦形点
15:剥離点
16:ヒートシール性樹脂フィルム
17および18:冷却ロール
19:エアナイフ装置
20:積層体
21:基材層
22:バリア層
23:熱可塑性樹脂層
24:ヒートシール性樹脂フィルムからなる層
30:包装材料
31:滑落性評価装置
32:保持部
33:フレーム
34:回転軸
35:重り
36:ストッパー
37:滑落内容物重量測定部
Claims (9)
- 表面に凹部および凸部からなる凹凸構造を有するヒートシール性樹脂フィルムであって、
1mm×1mmの範囲において、前記凸部を52個以上、395個以下有し、かつその凸部の平均体積が、103μm3以上、980μm3以下であることを特徴とする、ヒートシール性樹脂フィルム。 - 請求項1に記載の樹脂フィルムからなる層と、基材と、を備える積層体であって、
前記樹脂フィルムの凹凸構造を有する面が、最外面であることを特徴とする、積層体。 - 請求項2の積層体からなる包装材料であって、
前記積層体の凹凸構造を有する前記ヒートシール性樹脂フィルムの凹凸構造を有する面が、前記包装材料の内側に位置することを特徴とする、包装材料。 - 請求項1に記載の樹脂フィルムの製造方法であって、
樹脂組成物を加熱溶融する工程と、
前記加熱溶融された樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出された樹脂組成物を凹凸構造を有する成形ロールを用いて加圧成形する工程と、を含むる方法により作製されることを特徴とする、方法。 - 前記成形ロールが、チルロールおよびニップロールからなり、前記チルロールとニップロールとのギャップが、0μm以上、400μm以下である、請求項4に記載の方法。
- ニップ圧が、0.5kg/cm2以上、5.0kg/cm2以下である、請求項5に記載の方法。
- ライン速度が、5m/分以上、300m/分以下である、請求項4~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成形ロールの算術平均粗さRaが3.0μm以上、8μm以下、最大高さRzが10μm以上、50μm以下である、請求項4~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記成形ロールによる加圧成形後の樹脂組成物を冷却ロールを用いて冷却する工程を含む、請求項4~8のいずれか一項に記載の方法。
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