(57)【要約】【課題】液体を含有する内容物に対して優れた撥液性を示し、特に複数の内容物に対して撥液性が有効に作用し、且つ汎用性にも優れた撥液性フィルムを提供する。【解決手段】少なくとも基材層１１、ヒートシール層１２および撥液層１３をこの順で積層してなり、撥液層１３がヒートシール層１２上に塗布することにより形成され、撥液層１３が少なくとも撥油性を有するシリコン含有樹脂を含み、且つ撥液層１３のヒートシール層１２と接触しない面が内容物と接触する側を構成する撥液性フィルムによって前記課題を解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基材層、ヒートシール層および撥液層をこの順で積層してなり、液体を含む内容物を収容する包装容器を形成するための撥液性フィルムであって、
前記撥液層が前記ヒートシール層上に塗布することにより形成され、前記撥液層が少なくとも撥油性を有するシリコン含有樹脂を含み、且つ前記撥液層の前記ヒートシール層と接触しない面が前記内容物と接触する側を構成することを特徴とする撥液性フィルム。
【請求項２】
前記撥液層が疎水性微粒子をさらに含み、前記撥液層中、前記疎水性微粒子が６０〜８０質量％を占めることを特徴とする請求項１記載の撥液性フィルム。
【請求項３】
前記シリコン含有樹脂が、水酸基を有することを特徴とする請求項１または２記載の撥液性フィルム。
【請求項４】
前記ヒートシール層がオレフィン系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の撥液性フィルムを使用してなる、液体を含む内容物を収容するための包装容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥液性フィルムに関し、特に流動性のある内容物が充填される包装容器を形成するために用いられる撥液性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品、飲料、医薬品、化学品等の多くの商品に対して、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、半固体、ゲル状物質等の粘性を有する内容物の包装材料としては、耐水性、耐油性、ガスバリア性、軽量、フレキシブル、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応した機能を有する。
【０００３】
また、液体、半固体、ゲル状物質等の粘性を有する内容物の包装材料としては、より高機能を実現する目的で、複数の多種プラスチック基材を積層したプラスチック積層体や、紙、金属箔、無機材料との複合積層体、さらにはプラスチック基材に機能性組成物を施した複合体などが提案されている。
【０００４】
上述の高機能化の一つとして、内容物の包装材料内面への付着、すなわち包装体内部への残存を防止する試みがある。具体的にはヨーグルト、ゼリー、シロップなどの容器の蓋材や、お粥、スープなどのレトルト食品包装材、化学品や医薬品の液体、半固体、ゲル状物質などの保存容器用フィルム材料に内容物が付着し、全てを残らずに取り出すことができない実質的な損失と、付着した内容物による手や作業場などへの二次的な付着による汚れの問題を解決する試みである。
【０００５】
内容物の付着は、内容物に含まれる水や油といった液体成分のぬれが要因となり発生している。従って、内容物の付着を抑制する対策の一つとして、液体成分のぬれを抑制することが考えられる。液体のぬれを抑制する方法として、一般的に撥水撥油とよばれる液体をはじきやすい固体表面を形成する手法の応用が考えられる。
【０００６】
撥水撥油技術は、固体表面に対してシリコン系やフッ素材料により低表面張力化を行う化学的改質と、ロータス効果に代表されるように微細な表面凹凸を形成する物理的改質に大別され、それらの組み合わせも含めて多数の撥水撥油技術が提案されており、包装材料においても、内容物の付着防止に関する様々な提案がされている。
【０００７】
特許文献１では、金属酸化物微粒子の表面がフルオロアルキルメタクリレートで被覆された微粒子を含んだ撥水撥油性を有する塗膜が提案されている。
【０００８】
特許文献２では、撥液層の最外面に一次粒子平均径が3〜100nmの疎水性酸化物微粒子が付着し、疎水性酸化物微粒子が三次元網目状構造からなる多孔質層を形成している包装材料が提案されている。
【０００９】
特許文献３では、オレフィン系樹脂に対して炭素数16〜22の飽和あるいは不飽和脂肪酸アミドとその誘導体から選ばれる少なくとも一種を0.05〜1重量部配合してなるフィルムからなり、該フィルムの内容物と接する表面のレトルト前のぬれ張力が36ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とするレトルトパウチ用包装材料が提案されている。
【００１０】
特許文献４では、基材の少なくとも片面に、シランカップリング剤で表面を被覆された微粒子と熱シール性を有する樹脂とからなるシール層と、疎水性シリコーン樹脂を含有する撥水層を順次積層してなることを特徴とする撥水性包装材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５２４２８４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８９０５９号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３９２８９号公報
【特許文献４】特開２０１３−１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１では、金属酸化物微粒子の表面にフッ素化合物により被覆することにより、優れた撥油性を示すとともに、耐磨耗性及びヒートシール性が得られており、内容物の付着を防止する包装材料として期待できるが、高価なフッ素化合物を使用していること及び生体への蓄積等、フッ素化合物の環境影響を考慮すると使用用途が限定されることが考えられる。
【００１３】
特許文献２では、疎水性酸化物微粒子を主成分とし、微粒子の堆積状態を制御することにより、内容物の付着防止に優れ、且つヒートシールが可能な包装材料ではあるが、実質上内容物がヨーグルトである場合を想定している。
【００１４】
特許文献３では、乳化飲料や流動食などのレトルト殺菌時に生じるタンパク質粒子の凝集物の付着を防止しているが、他の成分の付着が防止されているかは不明である。
【００１５】
特許文献４では、撥液層とシール層及び基材間での密着性を向上させつつ撥液性とシール性を維持させているが、実質上内容物がヨーグルトである場合を想定している。
【００１６】
本発明は、液体を含有する内容物に対して優れた撥液性を示し、特に複数の内容物に対して撥液性が有効に作用し、且つ比較的安価な材料を使用することで汎用性にも優れた撥液性フィルムおよびこれを用いた包装容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、撥液層に関する検討を重ねた結果、シリコン含有樹脂を撥液層の必須成分とすることで、複数の内容物の付着を防止することが可能となり、且つ包装材料に必要であるヒートシール性が消失しないことを突き止めた。
すなわち、シリコン含有樹脂を撥液層の必須成分とすることにより、多種類の内容物に対して良好な撥液性を付与でき、且つヒートシール性が消失しない撥液性フィルムが得られた。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、少なくとも基材層、ヒートシール層および撥液層をこの順で積層してなり、液体を含む内容物を収容する包装容器を形成するための撥液性フィルムであって、
前記撥液層が前記ヒートシール層上に塗布することにより形成され、前記撥液層が少なくとも撥油性を有するシリコン含有樹脂を含み、且つ前記撥液層の前記ヒートシール層と接触しない面が前記内容物と接触する側を構成することを特徴とする撥液性フィルムである。
請求項２に記載の発明は、前記撥液層が疎水性微粒子をさらに含み、前記撥液層中、前記疎水性微粒子が６０〜８０質量％を占めることを特徴とする請求項１記載の撥液性フィルムである。
請求項３に記載の発明は、前記シリコン含有樹脂が、水酸基を有することを特徴とする請求項１または２記載の撥液性フィルムである。
請求項４に記載の発明は、前記ヒートシール層がオレフィン系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性フィルムである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の撥液性フィルムを使用してなる、液体を含む内容物を収容するための包装容器である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の撥液性フィルムおよびこれを用いた包装容器は、少なくとも基材層、ヒートシール層および撥液層をこの順で積層してなり、撥液層が必須成分としてシリコン含有樹脂を含むことにより、複数の内容物の付着を防止することが可能となり、包装材料に必要であるヒートシール性が消失せず、かつ汎用性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の撥液性フィルムの一実施形態を説明するための断面図である。
【図２】本発明の撥液性フィルムの別の実施形態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに説明する。
図１は、本発明の撥液性フィルムの一実施形態を説明するための断面図である。
本発明の撥液性フィルム１は、少なくとも基材層１１、ヒートシール層１２および撥液層１３をこの順で積層してなり、撥液層１３のヒートシール層１２と接触しない面が内容物と接触する側を構成している。また図２は、本発明の撥液性フィルムの別の実施形態を説明するための断面図である。図２の撥液性フィルム２は、図１の撥液性フィルム１に比べ、撥液層１３に微粒子１３２が含まれ、撥液層１３の表面に微細凹凸構造が形成されている。微粒子１３２の配合量を種々調整することにより、撥液層の内容物に対する非付着性を所望の範囲に制御することができる。
【００２２】
撥液層１３
撥液層１３は、少なくとも塗膜形成後に撥油性を有するシリコン含有樹脂を含み、ヒートシール層１２に塗布が可能であれば特に限定されない。シリコン含有樹脂は、ポリジメチルシロキサンなどの主鎖がシリコーンから形成されるシリコーン樹脂や、シリコーンで変性された、主鎖がシリコーン以外の樹脂等が挙げられる。
シリコン含有樹脂は、オレイン酸など油への撥液性を得るために塗布後の乾燥膜の表面張力が35mN/m以下になることが好ましい。また、シリコン含有樹脂は、塗布時のヒートシール層への塗料のぬれ性、塗膜のヒートシール層との密着性を得る点から水酸基などの極性官能基を含有していることが好ましく、密着性や塗膜強度向上など必要により、イソシアネートなど架橋剤を添加することが可能となる。
【００２３】
水酸基を含有するシリコン含有樹脂としては、水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂、水酸基含有シリコン変性ポリエステル樹脂等が挙げられ、中でも本発明の効果向上の観点から、水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂が好ましい。水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂において、アクリル樹脂としては、その骨格に水酸基を有しているものが使用でき、水酸基を有する重合性不飽和モノマーおよびこのモノマーと共重合可能な他のモノマーとを共重合させることによって得ることができる。水酸基含有不飽和モノマーとしてはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。また共重合可能な他のモノマーとしては、アクリル酸もしくはメタクリル酸とアルキルエステル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどが挙げられる。水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂は前記アクリル樹脂にシリコン化合物を反応させてなるものである。該シリコン化合物としては、シロキサン結合をもつポリシロキサンであり、ダウコーニング社から市販されているものを利用できる。アクリル樹脂とシリコン化合物との反応は、公知の方法によって行なうことができる。
水酸基を含有するシリコン含有樹脂の水酸基価は、本発明の効果向上の観点から、5〜70ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、10〜60ｍｇＫＯＨ／ｇがさらに好ましい。
【００２４】
撥液層１３は、図２に示すように、微粒子１３２を含むことができる。
微粒子１３２としては、撥液性が得られれば特に限定されないが、本発明の効果向上の観点から、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの酸化物粒子の表面が疎水化処理されたものを使用することが好ましい。撥液性を得る点から、疎水性微粒子は、一次粒子の平均粒径が5〜200nmであることが好ましく、5nm未満では市販品として入手が困難であり、200nmを超えると十分な撥液性が得られなくなる。好ましい前記平均粒径は、7〜50ｎｍである。微粒子１３２の添加量は、撥液層中、６０〜８０質量％であることが好ましい。微粒子１３２の添加量が６０質量％未満であると、微粒子１３２により形成される凹凸構造が内容物の流動を阻害してしまい付着が発生する恐れがある。８０質量％を超えると被膜形成成分が減少してしまうため、特にヒートシール層１２に用いる材料の融点や軟化点と撥液層１３の塗料の乾燥温度とが近い場合、ヒートシール層１２の撥液層１３への移行により微粒子１３２が埋まってしまうなど安定的に撥液層１３を形成するのが困難となる恐れがある。
【００２５】
撥液層１３の厚みは、ヒートシール性を得るために、0.1〜1.5μmとすることが好ましく、0.1μm未満では十分な撥液性が得られず、1.5μmを超えるとヒートシール性が得られなくなる恐れがある。
撥液層１３は塗布により形成することが好ましい。塗布方法としては、公知のコーティング手法で問題なく、例えば、グラビアコーティング、バーコーティング、ノズルコーティング、ナイフコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティングなどが挙げられる。塗布形態としてロール状、シート状など挙げられるが特に限定されない。
【００２６】
ヒートシール層１２
ヒートシール層１２は、ヒートシールが可能であれば特に限定されず、包装材料として一般的に使用されている市販品等で問題無く、フィルムやシートに予め加工されていてもよい。具体的には、パウチ等の包装体のシーラントとして使用されるポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂製品が挙げられ、他にはホットメルト材やヒートシールラッカーなどコーティング剤が挙げられる。ヒートシール層の厚みは、本発明においては特に限定されず、シール強度や圧縮強度などの包装体として必要な特性に応じて調整することが可能である。また、撥液層１３が接触する側の表面は、撥液層１３の塗料のぬれ性を向上させるためにコロナ処理などの親水化処理を施してもよい。
【００２７】
基材層１１
基材層１１は、本発明においては特に限定されず、包装体の構成により適宜選定すればよく、多層構成としてもよい。包装体に充填される内容物名の表示や、遮光性、バリア性、耐熱性、シール強度、引き裂き強度、圧縮強度など必要に応じて、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、アルミニウム箔など材質の異なる層を積層してもよく、それらの厚みを調整しても構わない。また、ポリエチレンやポリプロピレンなどヒートシール層１２と同等の材質としても構わない。すなわち、ヒートシール層１２は、基材層１１の役割を兼ねることもできる。
【００２８】
本発明では、撥液性フィルムのヒートシール層１２同士を熱融着することにより、所望の形状およびサイズに、液体を含む内容物を収容するための包装容器を製造することができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、下記実施例に限定されない。
【００３０】
(実施例１)
基材層およびヒートシール層として、ポリエチレンフィルム(片面コロナ処理６０μｍ厚)を使用した。この実施例ではヒートシール層は本発明における基材層を兼ねている。
続いて、水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂(星光PMC社製、製品名 シリコンアクリル樹脂、固形分４０質量％、水酸基価57ｍｇＫＯＨ／ｇ)に、イソシアネート系硬化剤を100%反応当量となるように配合した後、希釈溶媒として酢酸エチル/イソプロピルアルコール＝１／１（質量比）を使用し、固形分を5質量％に調整し撥液層の塗料を作製した。
この塗料をヒートシール層のポリエチレンフィルムのコロナ処理面上に♯６のメイヤーバーを使用し塗布し、８０℃２分の乾燥を行った。さらに５０℃４８時間の硬化処理によりフィルムサンプルを作製した。撥液層の厚さは、0.5μｍであった。
【００３１】
(実施例２)
基材層およびヒートシール層として、ポリエチレンフィルム(片面コロナ処理６０μｍ厚)を使用した。この実施例ではヒートシール層は本発明における基材層を兼ねている。
続いて、水酸基含有シリコン変性アクリル樹脂(星光PMC社製、製品名 シリコンアクリル樹脂、固形分４０質量％、水酸基価57ｍｇＫＯＨ／ｇ)に、イソシアネート系硬化剤を100%反応当量となるように配合した後、希釈溶媒として酢酸エチル/イソプロピルアルコール＝１／１（質量比）を使用し、固形分を１０質量％に調整し塗料を作製した。
これとは別に、疎水性シリカをイソプロピルアルコール中に５質量％となるように配合し、１時間の攪拌を行い疎水性シリカの分散液を作製した。
疎水性シリカの固形分と塗料の固形分が７０／３０(質量比)となるように両者を混合した後、これをヒートシール層のポリエチレンフィルムのコロナ処理面上に♯６のメイヤーバーを使用し塗布し、８０℃２分の乾燥を行った。さらに５０℃４８時間の硬化処理によりフィルムサンプルを作製した。撥液層の厚さは、1.0μｍであった。
【００３２】
(比較例１)
実施例１における撥液層を設けない以外は同様の構成とした。
【００３３】
撥水性の評価
実施例、比較例で得られたサンプルについて、転落角の測定から撥水性を評価した。2cm×4cmにカッティングしたサンプルを撥液層が最上面となるようにSUS板に固定し、サンプルを水平方向に静置した状態で、20μｌの水滴を滴下した後、サンプルを傾けて水滴の転落が始まる角度を転落角とした。
【００３４】
撥液性の評価
実施例、比較例で得られたサンプルについて、撥液性の評価を行った。2cm×4cmにカッティングしたサンプルを撥液層が最上面となるようにSUS板に固定し、水平方向に静置した状態で醤油、ソース、フレンチドレッシング、サラダ油の各試験液を約0.1ml滴下した後、SUS板を最大90度まで傾け、各試験液の付着状態を評価した。付着状態は、サンプル上に試験液が残存しない状態を○とし、試験液が滑落する軌跡上に僅かに付着してしまう状態を△とし、滑落する軌跡に全面付着するもしくは滑落しない場合を×とした。
【００３５】
ヒートシール性評価
実施例及び比較例で得られたサンプルについてヒートシールテスター(テスター産業製)を使用し、ヒートシールが可能なシール条件を検討した。サンプルは、3cm幅×6cm長さのフィルムを使用し、シールバーの幅は1.5cmとした。シール温度は200℃を上限とし、シール時間3秒を上限とし、圧力はゲージ圧で0.3MPaに固定した。シール性の判定は、シールされていない部分をT字型に引っ張り、シール部分の剥離がなくフィルムが切れた場合をシール性が得られるシール条件とした。また、フィルムが切れる場合は、シール部分に切り込みを入れるなどして、剥離が無くシール部全面でシールされているか確認を行った。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に示すように、実施例１は、ドレッシングやサラダ油などの液体成分に油分を含む内容物に対して良好な撥液性を示し、実施例２は、醤油、ソースなど水分を多く含む内容物に対して良好な撥液性を示した。一方、比較例１、比較例２は水以外の内容物で付着を示した。また実施例では、ヒートシール性が得られた。
【００３８】
以上の結果から、本発明における撥液性フィルムは、撥液層が必須成分としてシリコン含有樹脂を含むことにより、複数の内容物の付着を防止することが可能となり、包装材料に必要であるヒートシール性が消失せず、かつ汎用性にも優れる。また実施例１および２の比較から、本発明における撥液性フィルムは、内容物に含まれる液体成分の特徴に合わせて比較的簡便な組成変更により撥液性を制御することが可能であり、撥液層の組成、構成の検討における負担が軽減される。また、材料管理や工程の簡素化が可能となるため生産における種々の負担も軽減される。
【符号の説明】
【００３９】
１，２  撥液性フィルム
１１  基材層
１２  ヒートシール層 
１３  撥液層
１３２  微粒子
【図１】
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【図２】
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