JPH02192937A - 抗菌性フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、抗菌性を有するフィルムの製造法に関するも
ので、得られた積層体は無菌性を有し、かつ袋状または
容器として食品を包装した場合には食品中の微生物を死
滅又は減少させる効果があることから、食品、化粧品、
医薬品等の包装材料及び医療用シーツ、手術衣等の衛生
材料として使用される。

〈従来の技術〉 抗菌性を有する物質としては、従来フィルム等の基材に
塗工して使用される有機系抗菌剤がよ（知られており、
紙、繊維等に付加され防パイ紙、防パイラベル、防菌衣
料として利用されている。

しかしながら、有機系抗菌剤はプラスチックフィルム等
に添加した場合、フィルム表面にブリードし、衛生性の
点から食品、医薬品等の包装材料としては使用出来なか
った。また、抗菌性を有する金属を添加した担持体は、
プラスチックフィルムに添加して使用した場合でも、無
機質の為、ブリードすることなく安全であり、かつ広い
範囲の微生物に対し抗菌性を持つことから、包装材料と
しての提案が数多くなされている。

く解決しようとする課題〉 この抗菌性を有する金属を添加した担持体をプラスチッ
クフィルム表面に添加する方法としては従来練り込み法
と塗工法が取られていた。練り込み法とは、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のプラスチックに前記担持体を混
合し溶解押出製膜することにより前記担持体をプラスチ
ック中に分散させる方法である。この場合、前記担持体
を含む担持体層を出来るだけ薄＜シ、コス１を下げるた
め、前記担持体添加樹脂と無添加樹脂を共押出し、表面
に５〜１０μの前記担持体層を有する多層フィルムとし
て製膜することも一般的に行われている。

練り込み方法では比較的容易に金属を添加した担持体添
加フィルムが得られるが、最大の欠点は、添加された前
記担持体のほとんどがプラスチック中に埋まり、抗菌作
用を十分に発揮せず、この効果が弱いという点である。

前記担持体の抗菌性は経験的に微生物と直接接触するか
、水等を介して金属イオンが微生物に作用することによ
り発現するものであり、前記担持体粒子がフィルム表面
から突き出た状態で初めて本来の抗菌性を発揮するもの
である。

また練り込み法では１８０°Ｃから３００°Ｃの高温押
出製膜するため、吸湿性が強い金属を添加した担持体で
は、押出加工の熱により含水分が蒸気化し、フィルムの
発泡や膜割れ現象を起こし易く防湿管理が大変であった
。

次に塗工法とは、バインダー樹脂、前記担持体、溶剤か
ら成る塗工液をプラスチックフィルム上に塗工し、前記
担持体を付与する方法である。この塗工法では塗工樹脂
厚さが薄く（２〜３μ）、前記担持体粒子がフィルム表
面上に頭を出し易く、抗菌効果の点では有利にある。し
かしながら、包装材料として使用するに際しては、ベー
スフィルムと前記担持体との密着が弱く、また、ヒート
シール強度が弱いことから袋形態で使用出来ず用途が限
定され、汎用的には使用出来なかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、以上の課題を解決するため、熱可塑性
樹脂に金属を添加した担持体を練り込むのではなく、Ｔ
ダイより押出された熱可塑性樹脂の溶融膜面に前記担持
体を吹きつけた後圧着し、冷却することにより、熱可塑
性樹脂のフィルム表面層に前記担持体の一部が突き出た
形で埋め込み、その抗菌効果を効率良く発揮させ、かつ
包装材料として使用する上で十分なヒートシール強度を
保持する抗菌機能を有するフィルムの製造方法を提供す
ることである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、Ｔダイより押出された熔融状態の熱可塑性樹
脂溶融膜が、基材フィルムと圧着、ラミネートされるま
でのエアーギャップ中に、基材フィルムと貼合される反
対面に、抗菌性を有する金属を添加、含浸、蒸着等によ
って金属を付与した担持体を吹きつけた後、冷却ロール
とゴムロールにより圧着、冷却することを特徴とする抗
菌性フィルムの製造方法である。

以下、本発明を図によって説明する。

第１図は本発明の製造方法の概略図であり、熱可塑性樹
脂（１）がＴダイ（２）より溶融膜として押出されてか
ら、基材フィルム（３）と、冷却ロール（４）及び加圧
ゴムロール（５）により圧着ラミネートされるまでのエ
アーギャップ（Ｔダイと圧着点までの距離）中に、金属
を添加した担持体（６）をエアーナイフ（７）等により
吹きつけた後、冷却ロール及び加圧ゴムロールで圧着、
冷却する。

本発明において熱可塑性樹脂溶融膜（１）は押出コーテ
ィング出来るものであれば、その組成、粘度等に何らの
限定も無いことは、その製造方法から大きな特徴である
。練り込み法においては、前記担持体添加に伴う溶融粘
度の変化、高速引取性の低下等の問題から、本来押出加
工性の良い低密度ポリエチレンが主な樹脂であるが、本
発明においては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポ
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、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー
、ポリエステル、ポリウレタン等が使用できる。

また、基材フィルムにおいても同様に限定されるもので
なく、二軸延伸ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロ
ン、セロファン、及びこれらにポリ塩化ビニリデンコー
トしたフィルム、さらには、紙、アルミ箔、及びこれら
の積層体等が使用出来る。

本発明で用いる金属を添加した担持体は、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、酸化マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、
ケイ酸カルシウム、けいそう土、タルク、マイカ、ガラ
ス、ゼオライト等の無機物、およびメラミン樹脂、天然
ゴム、フェノール樹脂、環状デキストリン、ふっ素樹脂
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の有
機物を金属を保持しうる担持体とし、その担持体に銀、
銅、白金等の抗菌性を存する金属を添加、含浸、包接、
蒸着等の手段によって付与し、担持体に抗菌性を持たせ
たものである。

前記担持体はエアーナイフ等により吹きつけることから
、粒子径の細かい粉末形状が好ましく、０．５〜２μ程
度の粒子径が望ましい。

次に金属を添加した担持体を熱可塑性樹脂の溶融膜に吹
きつける方法は、前記担持体を一定量添加した空気を、
溶融膜幅に対応するスリットを持つエアーナイフ、又は
エアーチャンバーより吹きつけるものである。押出コー
ティングにおけるエアーギャップ中でエアーを吹きつけ
た場゛合、溶融膜の揺れにより、貼り合せ時のシワの発
生や、樹脂表面の荒れ等が発生するため、吹きつけ圧力
は出来るだけ小さ（する必要があり、溶融膜面でのエア
ー圧は１００１０Ｏｓ以下、好ましくは５０ｓ＋ｍＡｑ
以下とすることが望ましい０本発明においては、前記担
持体は冷却ロールと加圧ゴムロールとの圧着力９により
熱可塑性樹脂表面層に埋め込まれるため、吹きつけエア
ー圧力は小さくとも問題はない。

また、エアーギャップ中で、溶融膜にエアーを吹きつけ
ると、溶融樹脂温度が低下し基材フィルムとの接着力が
低下することがある。特にエアーギャップ中に表面酸化
され、それによって接着力が出る低密度ポリエチレンで
は問題となる。その様な場合には加熱エアーを用いるこ
とにより解消出来、低密度ポリエチレンの場合にはエア
ー温度を２５０’Ｃ〜３００°Ｃとすることで接着力の
低下は防止出来る。

く作用〉 前記担持体の吹きつけ量は多いほど得られたフィルムの
抗菌効果は高くなり、また微生物と接触してから抗菌性
を発揮するまでの時間が短くなるが、吹きつけ量が多す
ぎるとヒートシール性が低下し外観的には透明性が低下
する。また、吹きつけ量が多くなると、冷却ロールと加
圧ゴムロールでの圧着では樹脂中に埋め込まれない前記
担持体が出来、包装材料として使用した場合、前記担持
体が脱落し、食品包材においては、衛生上問題となる。

さらには前記担持体は高コストな為、その吹きつけ量は
必要最低限の量であることが望ましい。以上の観点から
前記担持体の吹きつけ量は０゜０１ｇ／イ〜Ｉｇ／ボ、
好ましくは０．１〜０．５ｇ／ボが望ましい。

〈実施例１〉 第１図に示される単層押出装置を用い、ポリ塩化ビニリ
デンコートニ軸延伸ナイロン（１５μ）からなる基材フ
ィルム上に低密度ポリエチレン（Ｍ１＝５．１、密度０
．９１９　）　　Ｃ以下ＬＤＰＥと称す）を４０μ厚さ
で単層押出ラミネートする。

このときの押出温度は、低密度ポリエチレンが熱で酸化
される３２０’Ｃとした。さて、Ｔダイより低密度ポリ
エチレンが基材フィルム上に押出された直後、反対面よ
り銀を添加したガラスをエアーナイフで吹きつけた。こ
の銀を添加したガラスは、シリコンのメトキシドＳｉ　
（ＯＣＨ：＋）ｎを加水分解して得られたゾルに硝Ｍ銀
熔液を添加した後、加熱して水分を蒸発させ、焼結させ
ることによってガラスを得て、それを微粉末（粒子径０
．５〜２μｍ）に粉砕したものである。この銀を添加し
たガラスを吹きつけたときのエアー圧力は４０ｍ５＋Ａ
ｑ、ホントエアーの温度は２８０°Ｃ１吹きつけ量は０
．１４　ｇ　／　ｎｆとした。

この銀を添加したガラスが低密度ポリエチレン表面上に
吹きつけられた直後、反対面よりの基材フィルムとを冷
却ロールと加圧ゴムロールにより、圧着、冷却し、銀を
添加したガラスを低密度ポリエチレンの表面層に埋め込
み、抗菌性を有する銀を添加したガラスを付与したフィ
ルムを製膜した。

製膜状態は良好であり、発泡や膜割れ等がなく、容易に
製膜できた。

〈実施例２〉 実施例１と同じ装置を用い、実施例１と同じ基材フィル
ムの上に実施例１と同じ低密度ポリエチレンを、実施例
１と同じ厚さと同じ押出温度で単層押出ラミネートした
。Ｔダイより低密度ポリエチレンが基材フィルム上に押
出された直後、反対面より銀を添加した環状デキストリ
ンをエアーナイフで吹きつけた。

この銀を添加した環状デキストリンは、比較的大きな粒
子径の環状デキストリンを硝酸銀溶液に浸漬し、銀を含
浸、包接させた後、微粉末（粒子径０．５〜２μｍ）に
粉砕した環状デキストリンである。環状デキストリンを
吹きつけたときのエアー圧力は４０ｍｍＡｑ　、ホット
エアーの温度は２８０°Ｃ１吹きつけ量は０．１４　ｇ
　／イとした。

この銀を添加した環状デキストリンが低密度ポリエチレ
ン表面上に吹きつけられた直後、反対面よりの基材とを
冷却ロールと加圧ゴムロールにより、圧着、冷却し、銀
を添加した環状デキストリンを低密度ポリエチレンの表
面層に埋め込み、抗菌性を有する銀を添加した環状デキ
ストリンを付与したフィルムを製膜した。製膜状態は良
好であり、発泡や膜割れ等がなく、容易に製膜できた。

〈実施例３〉 実施例１と同じ装置を用い、実施例１と同じ基材フィル
ムの上に実施例１と同じ低密度ポリエチレンを、実施例
１と同じ厚さと同じ押出温度で単層押出ラミネートした
。Ｔダイより低密度ポリエチレンが基材フィルム上に押
出された直後、反対面より銀を添加したタルクをエアー
ナイフで吹きつけた。

この銀を添加したタルクは、銀蒸着によってタルクに根
を添加した後、微粉末（粒子径０．５〜２μｍ）に粉砕
したものである。　このタルクを吹きつけたときのエア
ー圧力は４０ｍｍＡｑ　、ホットエアーの温度は２８０
℃、吹きつけ量は０．１４　ｇ　／　１１（とじた。

この銀を添加したタルクが低密度ポリエチレン表面上に
吹きつけられた直後、反対面よりの基材とを冷却ロール
と加圧ゴムロールにより、圧着、冷却し、銀を添加した
タルクを低密度ポリエチレン表面層に埋め込み、抗菌性
ををする銀を添加したタルクを付与したフィルムを製膜
した。製膜状態は良好であり、発泡や膜割れ等がなく、
容易に製膜できた。

く比較例１〉 上記吹きつけ法により、得られたフィルムに対し、比較
として、従来の練り込み法として、共押出コーティング
によるフィルムを製膜した。

第２図のように実施例１と同じ基材フィルム（３）の上
に押出機（８）より実施例１と同じ低密度ポリエチレン
（３５μ）とさらに押出機（９）より低密度ポリエチレ
ンと銀を添加したガラス３％（重量パーセント）を混合
し、厚さ５μで共押出コーティングを行い、基材フィル
ム／ＬＤＰＥ３５μ／ＬＤＰＥ＋３％銀を添加したガラ
ス５μ構成フイルムを作成した。尚、このとき、銀を添
加したガラスの添加量は、上記吹きつけ法によるフィル
ムと同様に０．１４　ｇ　／　ｒＩ？である。

また、この低密度ポリエチレンの押出温度は、３２０°
Ｃで行った。製膜状態において、押出直後、製膜出来た
が、押出時間と共に発泡が増え、押出１時間後では、膜
割れが生じ、製膜不可能となった。

く比較例２〉 銀を添加した環状デキストリンを上記の比較例１と同様
に前記吹きつけ法により得られたフィルムに対する比較
として、従来の練り込み法と共押出コーティングによっ
て、フィルムを製膜した。

押出温度等押出条件は、比較例１と同様である。

製膜状態において、比較例１と同様に押出直後では製膜
は出来たが、押出時間と共に発泡および膜割れが発生し
、製膜不可能となった。

く比較例３〉 銀を添加したタルクを上記の比較例１と同様に、前記吹
きつけ法により得られたフィルムに対する比較として、
従来の練り込み法と共押出コーティングによって、フィ
ルムを製膜した。

押出温度等押出条件は、比較例１と同じである。

製膜状態において、比較例１と同様に、押出直後では製
膜は出来たが、押出時間と共に発泡および膜割れが発生
し、製膜不可能となった。

〈実施例４〉 上記実施例１、比較例１の２種類のフィルムを用い、そ
の抗菌効果を確認した。

尚、金属を添加した担持体を無添加のフィルム、すなわ
ち、ブランクを製膜した。

これは、基材ＫＯＮｙ１５μｍにＬＤＰＥ４０／７ｍを
単層押出ラミネートしたフィルムであり、押出温度等押
出条件は、比較例１と同じである。

抗菌効果の確認実験としては、上記作成フィルムで１ｏ
ｃｉＸ１５ｃ＋ａの大きさの袋を作成し、０．９％生理
食塩水５０ｄと、指標菌として大腸菌（保存菌株番号：
　Ｗ３１１０）を閑濃度を１０’個／ｄに調整し、充填
した。その後、経時的に採集し、袋内の生存菌数を平板
塗技法にて確認した。

その結果を表１に示した。

（以下余白） 表１ 抗菌効果の結果（生残菌数；単位側／ｍ１）銀を添加し
たガラスを吹きつけ法で添加した製膜フィルムと、共押
出法で添加した製膜フィルムの抗菌効果を比較したとこ
ろ、同じ添加量（０，１４ｇ／ｒｄ）にもかかわらず、
抗菌効果に差があった。

表１より、どちらもブランクに対し、大腸菌の生残菌数
は減少傾向を示したが、その減少速度には差があり、吹
きつけ法による製膜フィルムの方が共押出法による製膜
フィルムよりも早く測定限界である１０個／ｄ以下に達
した。

これは、フィルム表面上の銀を添加したガラスの状態の
違いであり、フィルム表面上に銀を添加したガラスを吹
きつけた方が、フィルム表面上における銀を添加したガ
ラスの密度が増し、効率的に銀を添加したガラスの有す
る抗菌作用が働くので、抗菌効果が強く得られた。

逆に、共押出法によるフィルムは、銀を添加したガラス
の大部分が樹脂中に埋まり、その効果を弱めている。

〈実施例５〉 次に、実施例２、比較例２の２種類のフィルムを用い、
その抗菌効果を確認した。

尚、実施例４と同様に、ブランクフィルムを、金属を添
加した担持体を無添加のフィルムとして用いた。

抗菌効果の確認実験としては、実施例４と同様の実験を
行った。

その結果を表２に示した。

（以下余白） 表２　抗菌効果の結果（生残菌数：単位側／ｄ）銀を添
加した環状デキストリンを吹きつけ法で添加した製膜フ
ィルムと、共押出法で添加した製膜フィルムの抗菌効果
を比較したところ、同じ添加量（０，１４ｇ　／　ｒｔ
Ｔ　）にもかかわらず、抗菌効果に差があった。

表２にみられるように、生残菌数の減少傾向、およびそ
れぞれのフィルムにおける生残菌数の減少速度の違いが
、実施例４と同様にみられた。すなわち、吹きつけ法に
よる製膜フィルムの方が、共押出法による製膜フィルム
より早（測定限界である１０個／ｄ以下に達した。

これは、実施例４と同じ理由による。すなわち、フィル
ム表面上の銀を添加した環状デキストリンの状態の違い
であり、フィルム表面上に銀を添加した環状デキストリ
ンを吹きつけた方が、フィルム表面上における銀を添加
した環状デキストリンの密度が増し、効率的に根を添加
した環状デキストリンの有する抗菌作用が働くので、抗
菌効果が強く得られた。

逆に、共押出法によるフィルムは、銀を添加した環状デ
キストリンの大部分が、樹脂中に埋まり、その効果を弱
めている。

〈実施例６〉 さらに、実施例３、比較例３の２種類のフィルムを用い
、その抗菌効果を確認した。

尚、実施例４と同様に、ブランクフィルムを、金属を添
加した担持体を無添加のフィルムとして用いた。

抗菌効果の確認実験としては、実施例４と同様の実験を
行った。

その結果を表３に示した。

表３ 抗菌効果の結果（生残菌数；単位個／ｍｉ）銀を添加し
たタルクを吹きつけ法で添加した製膜フィルムと、共押
出法で添加した製膜フィルムの抗菌効果を比較したとこ
ろ、同じ添加量（０，１４ｇ／ｎｆ）にもかかわらず、
抗菌効果に差があった。

表２にみられるように、生残菌数の現象傾向、およびそ
れぞれのフィルムにおける生残菌数の減少速度の違いが
、実施例４と同様にみられた。すなわち、吹きつけ法に
よる製膜フィルムの方が、共押出法による製膜フィルム
より早く測定限界である１０個／＋ｄ以下に達した。

これは、実施例４と同じ理由による。すなわち、フィル
ム表面上の銀を添加したタルクの状態の違いであり、フ
ィルム表面上に銀を添加したタルクを吹きつけた方が、
フィルム表面上における銀を添加したタルクの密度が増
し、効率的に銀を添加したタルクの有する抗菌作用が働
くので、抗菌効果が強く得られた。

逆に、共押出法によるフィルムは、銀を添加したタルク
の大部分が樹脂中に埋まり、その効果を弱めている。

〈実施例７〉 実施例１と同じ装置を用い、実施例１と同じ基材フィル
ム上に、実施例１と同じ低密度ポリエチレンを同じ条件
で押出ラミネートする。

ここで、Ｔダイより低密度ポリエチレンが、基材フィル
ム上に押出された直後、反対面より、銀ゼオライト（商
品名ゼオミック：■シナネンニューセラミック製）をエ
アーナイフで吹きつけた。

このときの前記エアー圧力は、４０１Ｉ１ｍＡｑ、ホッ
トエアーの温度は２８０°Ｃ１吹きつけ量は、０．１４
ｇ／イとした。

この銀ゼオライトが低密度ポリエチレン表面」ニに吹き
つけられた直後、反対面よりの基材フィルムとを冷却ロ
ールと加圧ゴムロールにより、圧着、冷却し、限ゼオラ
イトを低密度ポリエチレンの表面層に埋め込み、抗菌性
を有する銀ゼオライトを付与したフィルムを製膜した。

製膜状態は、良好であり、発泡や膜割れ等がなく容易に
製膜出来た。

く比較例４〉 実施例７で用いた銀を添加したゼオライトを、前記実施
例７の比較として、比較例１と同様の条件で、従来の練
り込み法と共押出コーディングによるフィルムを製膜し
た。

尚、このとき、銀ゼオライトの添加量は、実施例７と同
様に０．１４　ｇ　／ボである。

製膜状態は、押出直後、製膜出来たが、押出時間と共に
発泡が増え、押出１時間後では、膜割れが生じ、製膜不
可能となった。

〈実施例日〉 次に上記、実施例７、比較例４の２種類のフィルムを用
い、その抗菌効果を確認した。

尚、銀ゼオライト無添加フィルムのブランクとして、実
施例１と同じ構成で、低密度ポリエチレンに金属を添加
した担持体の無添加フィルムの単層押出ラミネート品を
用いた。

ブランクの押出温度等押出条件は、実施例１と同様であ
る。

抗菌効果の確認実験としては、実施例４と同様の実験を
行った。

（以下余白） その結果を表４に示す。

表４　抗菌効果の結果（生残菌数；単位側／−）銀ゼオ
ライトを吹きつけ法による製膜フィルムと共押出法によ
る製膜フィルムの抗菌効果を比較したところ、同じ添加
量（０，１４８／　ｒｒｆ　）にもかかわらず、その抗
菌効果に差があった。

表４より、どちらもブランクに対し、大腸菌の生残菌数
は、減少傾向を示したが、その減少速度に差があり、吹
きつけ法による製膜フィルムの方が共押出法による製膜
フィルムよりも早く、測定限界である１０個／ｄ以下に
達した。

これは、実施例４と同し理由によるもので、表面に出て
いる銀ゼオライトの状態の違いで、つまり、フィルム表
面上に銀ゼオライトを吹きつけた方が、表面上における
銀ゼオライトの密度が増し、効率的に銀ゼオライトのを
する抗菌作用が働き、そのため抗菌効果が強く得られた
。

また、逆に、共押出法によるフィルムは、添加された銀
ゼオライトの大部分が樹脂中に埋まり、その効果を弱め
ている。

〈発明の効果〉 従来の共押出法による製膜法よりも、本発明の金属を添
加した担持体を直接、エアーナイフでフィルム表面に吹
きつけ、冷却ロール、加圧ゴムロールで圧着、冷却し、
製膜する方法のほうが、有効に金属を添加した担持体の
有する抗菌作用が得られ、また、製膜過程においても、
発泡膜割れもなく良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法の説明図、第２図は、比較
例の製造方法の説明図である。 １・・・・・・熱可塑性樹脂　　２・・・・・・Ｔダイ
３・・・・・・基材フィルム　　４・・・・・・冷却ロ
ール５・・・・・・加圧ゴムロール　６・・・担持体７
・・・・・・エアナイフ 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者 鈴木和夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｔダイより押出された溶融状態の熱可塑性樹脂溶
   融膜が基材フィルムと圧着、ラミネートされるまでのエ
   アーギャップ中に、前記溶融膜の基材フィルムと貼合さ
   れる反対面に、抗菌性を有する金属を添加、含浸、蒸着
   等によって金属を付与した担持体を吹きつけた後、冷却
   ロールと加圧ゴムロールにより圧着、冷却することを特
   徴とする抗菌性フィルムの製造方法。