(57)【要約】【課題】食品、化粧品など液性を有する各種物品に対する非付着性を得るための撥水層に対して、長期間の内容物の接触及び振動など衝撃を伴った内容物との接触に対して安定的な非付着性を付与するとともに、パウチ包装や蓋材などヒートシール性を有するフィルム製品への適用を可能とする。【解決手段】  疎水性を有する微粒子と粒径や形状が異なる粒子を添加した撥水層により安定的な非付着性が得られる。また、撥水層にバインダを添加することによって、非付着性が消失することが無く粒子の脱落を抑制し膜の強度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも熱接着層と撥水層とが形成されており、前記撥水層が少なくとも硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子とを含んでいることを特徴とする熱接着フィルム。
【請求項２】
前記硫酸バリウムからなる粒子が板状であることを特徴とする請求項１に記載の熱接着フィルム。
【請求項３】
前記疎水性粒子がシリカであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱接着フィルム。
【請求項４】
前記疎水性粒子が１次粒子の平均粒径が５〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱接着フィルム。
【請求項５】
前記硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子が重量比７０／３０〜１０／９０であることを特徴とした請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱接着フィルム。
【請求項６】
前記撥水層が、硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子及びバインダを含むことを特徴とした請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱接着フィルム。
【請求項７】
前記撥水層の粒子とバインダの重量比が５０／５０〜９５／５であることを特徴とした請求項６に記載の熱接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状物の非付着性を有するフィルムであり、特にパウチ包装、蓋材など内容物を充填することが可能な包装容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヨーグルトが付着しない蓋材など内容物の非付着性を付与した包装材が市販されている。内容物の非付着性は使用後の洗浄の手間を省くことができるなどの利点が挙げられる。
【０００３】
特に、前述のヨーグルトやケチャップなど流動性が低い液状物は、充填容器や蓋材などにこびりつきやすいため、これらの内容物が充填される包装容器に対する非付着性の付与は前述の利点に加え、内容物を効率的に消費するという観点からも望ましい。
【０００４】
これらの内容物に対して非付着性を付与する手法として、撥水撥油技術を応用することが考えられる。撥水撥油技術とは、液体に対する固体表面のぬれ性を制御する手法により、対象とする液体がぬれにくい状態を形成することである。
【０００５】
具体的には、大別して2つの手法が挙げられ、フッ素やシリコーンなど低表面張力の材料により表面改質する化学的手法と、ロータス効果とよばれる微細な凹凸構造を形成する物理的手法が挙げられる。近年、化学的手法と物理的手法の組み合わせにより、従来では困難であったオレイン酸など表面張力の低い油系の液体に対して優れたはじき性が得られている。
【０００６】
特に、物理的手法による効果は大きく、ロータス効果で見られる水滴が球状ではじかれる超撥水といわれる現象が上記の油系の液体に対しても発現する。これは微細な凹凸構造の空隙に空気など液体に比べて表面張力が極端に低い気相が安定的に存在する状態において可能であり、その結果、凹凸を形成する固体表面と液体との接触面積が大きく減少し超撥水のようなはじき性が得られる。
【０００７】
従って、前述のヨーグルトやケチャップなどこびりつきやすい液状物に対しては、平坦な固体表面では拭き取りを容易にする程度であるが、物理的手法の導入により傾けるだけで液状物が転落するような非付着性を得ることが可能となる。
【０００８】
微細な凹凸を形成する一般的な手段としては、ナノオーダの粒径を有する疎水性の微粒子の凝集を利用することが一例として挙げられ、シリカなど汎用性の高い材料で優れた撥水性を得ることが可能である。
【０００９】
但し、微粒子を使用する場合、微粒子の凝集構造だけでは膜強度を得ることが難しく、粒子が脱落するなど安定性に欠ける。そのような観点から、バインダを添加することが考えられるが、微粒子の凝集によって形成される微細な空隙をバインダが埋めてしまうため、撥水性が低下する懸念があり、特に液状物が長期間接触する場合の撥水性などの非付着性の安定性に懸念がある。
【００１０】
特許文献１には、シーラント層上に平均粒子径が５〜１０００ｎｍの微粒子とバインダを含有する付着防止層が形成された蓋材が提案されている。
【００１１】
特許文献１によれば、表面を疎水化処理された微粒子と無機バインダを含有した付着防
止層により、耐磨耗性に優れた撥水性を得るとともに、ヒートシール性を両立した優れた蓋材である。但し、ヨーグルト等の充填される内容物に対する付着防止の安定性については不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３８７０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、特にパウチ包装、蓋材など内容物を充填することが可能な熱接着性を有する包装フィルムに対して内容物に対して長期保管性や輸送適性など非付着性の安定性を得ると共に機械的強度に優れた撥液フィルムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題に関して、検討を重ねた結果、内容物の非付着性を得る撥水層に、疎水性の微粒子と粒径の異なる硫酸バリウム粒子を使用することによって、非付着性の安定性が得られることが判明した。すなわち、硫酸バリウム粒子によって、疎水性粒子により発現される非付着性を安定化させる効果が得られた。
【００１５】
以上のことから、本発明は熱接着性を有する撥水フィルムに関するものであり、以下に示す内容に係る。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明は、少なくとも熱接着層と撥水層が形成されており、撥水層が少なくとも硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子とを含んでいることを特徴とする熱接着フィルムである。
【００１７】
次に、請求項２に記載の発明は、前記硫酸バリウムからなる粒子が板状であることを特徴とする請求項１に記載の熱接着フィルムである。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、前記疎水性粒子がシリカであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱接着フィルムである。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記疎水性粒子が１次粒子の平均粒径が５〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱接着フィルムである。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、前記硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子が重量比７０／３０〜１０／９０であることを特徴とした請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱接着フィルム。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、前記撥水層が、硫酸バリウムからなる粒子と疎水性粒子及びバインダを含むことを特徴とした請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱接着フィルムである。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、前記撥水層の粒子とバインダの重量比が５０／５０〜９５／５であることを特徴とした請求項６に記載の熱接着フィルムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、熱接着層と撥水層を含むフィルム構成であり、パウチ包装や蓋材など熱接着により製袋加工される各種包装材料へ適用できる。また、シリカや硫酸バリウムなど比較
的環境影響の低い材料の使用が可能であり、汎用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の熱接着フィルムの一例を示す断面構造の模式図である。
【図２】本発明の熱接着フィルムの別の一例を示す断面構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の撥液性を有するフィルムは、少なくとも撥水層と熱接着層から形成されている。撥水層は粒子を主成分として形成されており、粒子の凝集構造により形成される微細な凹凸構造によって優れた非付着性を得ることが可能である。
【００２６】
図１に本発明の撥液性を有するフィルムの一例の断面構造を示す。図１のフィルム構成では、撥水層、熱接着層、基材層から形成されている。図２のフィルム構成は、凹凸構造を有した熱接着層上に撥水層が形成された状態を示している。
【００２７】
（撥水層）
撥水層は、少なくとも疎水性の粒子と硫酸バリウムの２種類の粒子を含有している。疎水性の粒子は、内容物の非付着性を得るために必要である。疎水性の粒子としては、特に限定されないが表面が疎水化処理されたシリカ粒子が汎用材料として望ましい。
【００２８】
疎水性粒子は、非付着性を得るために必要な微細構造を形成するために、ナノオーダの粒径であることが望ましく、１次粒子の平均粒径が５〜２０ｎｍであることが好ましい。ここで、１次粒子の平均粒径については、走査型電子顕微鏡観察もしくは透過型電子顕微鏡によって求めることができる。
【００２９】
また、前記シリカ粒子表面は、アルキル鎖など表面張力が低い成分によって表面改質されていることが好ましく、対象とする内容物によりパーフルオロ基などより表面張力が低い成分に変更することも可能である。
【００３０】
一方、硫酸バリウムからなる粒子は、疎水性粒子により得られる非着性を維持する目的で加えている。硫酸バリウム粒子は、疎水性の粒子の粒径より大きいことが好ましく、平均粒径で１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
【００３１】
５０μｍ以上の場合、疎水性粒子の凹凸構造が形成されにくくなり非付着性が得られなくなる。疎水性粒子に対して粒径の大きい粒子が非付着性を安定的にする機構は不明だが、単一の疎水性粒子で形成された凹凸構造では空隙が連続的に存在した状態のため空隙をつたって液状物の浸透が進みやすく、粒径の大きい粒子が介在することで浸透を抑制していることが考えられる。
【００３２】
そのような観点から硫酸バリウム粒子の形状は、板状など平たい形状とすることがより好ましく、液体の浸透を遮断させる効果が増加する。また、硫酸バリウム粒子は表面を疎水化していても構わない。
【００３３】
上記の疎水性粒子と硫酸バリウム粒子の混合比は、重量比で硫酸バリウム／疎水性粒子＝７０／３０〜１０／９０が好ましい。硫酸バリウムが７０より多いと非付着性が得られなくなり、１０より少ないと非付着性の安定性が得られない。
【００３４】
また、撥水層には、フィルムのロール保管性や耐磨耗性など膜強度の向上のために、バインダ成分を加えることが可能である。
【００３５】
バインダは、特に限定されず、有機系ポリマーやシランカップリング剤などを利用した無機系ポリマーなどを用いることが可能であり、用途やフィルム物性に応じて、選定することが可能である。バインダの添加量は、重量比で粒子／バインダ＝５０／５０〜９５／５が好ましく、バインダ量が多いと非付着性が損なわれる。
【００３６】
尚、撥水層の膜厚としては、０．１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。０．１μｍより薄い場合は、十分な非付着性が得られない。また、撥水層が厚くなる場合は、熱接着性が低下する。
（熱接着層）
パウチ包装や蓋材など包装材料に適用される、熱接着性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、パウチ包装などは、シーラントが熱接着層となるが、シーラントに使用される材料はＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥなどのポリエチレン、ＣＰＰなどのポリプロピレンが挙げられる。蓋材などは、ホットメルトやヒートシールニスなどが上げられる。
【００３７】
また、熱接着層は平坦な面である必要はなく、凹凸が形成されていても構わない。この凹凸は、ホットメルトのエンボス形状など熱接着層の形成方法に由来した形状を想定しているが、撥水層の疎水性粒子により形成される凹凸構造と複合化させたフラクタル構造を形成させるなど非付着性向上を目的として意図的に形成しても構わない。
【実施例】
【００３８】
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、実施例に限定されない。
【００３９】
（実施例１）
撥水層の粒子として、疎水性シリカ微粒子（平均粒径 １２ｎｍ）と板状硫酸バリウム粒子（平均粒径７μｍ）を使用した。前記疎水性シリカ微粒子と板状バリウム粒子は、重量比で４０：６０とした。バインダとしてテトラエトキシシランを使用し、粒子とバインダを重量比８０：２０となるようにした。
【００４０】
撥水層は、粒子分散液を作製した後、バインダ成分を加え塗料を作製し、基材層に形成された熱接着層上に塗布を行い形成した。塗料の溶媒はイソプロピルアルコールを使用し、粒子とバインダを固形分として、固形分１０％となるように調整している。また、テトラエトキシシランの反応を促進するため、塩酸を触媒として使用した。
【００４１】
熱接着層は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／Ａｌ（アルミ）／ＰＥ（ポリエチレン）が積層された基材に対して、熱接着層としてホットメルト（融点１０３℃）をＰＥ側に塗工した。このホットメルト層上にワイヤーバーを用いて、撥水層塗料をコーティングし、５０℃で１分乾燥し撥水層を形成し熱接着フィルムを作製した。
【００４２】
（実施例２）
実施例１のシリカとバリウム粒子の重量比を８０：２０とした以外は、実施例１と同様に熱接着フィルムを作製した。
【００４３】
（実施例３）
実施例１のシリカとバリウム粒子の重量比を６０：４０、粒子とバインダの重量比を６０：４０とした以外は、実施例1と同様に熱接着フィルムを作製した。
【００４４】
（実施例４）
実施例１のシリカとバリウム粒子の重量比を６０：４０、粒子とバインダの重量比を８０：２０とした以外は、実施例１と同様に熱接着フィルムを作製した。
【００４５】
（比較例１）
実施例１のシリカとバリウム粒子の重量比を１００：０、粒子とバインダの重量比を８０：２０とした以外は、実施例１と同様に熱接着フィルムを作製した。
【００４６】
（比較例２）
実施例１のシリカとバリウム粒子の重量比を０：１００、粒子とバインダの重量比を８０：２０とした以外は、実施例１と同様に熱接着フィルムを作製した。
【００４７】
＜非付着性の評価＞
（初期の非付着性）
実施例、比較例で得られた熱接着フィルムについて、非付着性の評価を行った。内容物として市販の前発酵のヨーグルトを使用した。ヨーグルトをPP製の容器に充填した後、前記熱接着フィルムをヒートシールし密封した。
【００４８】
密封後、熱接着フィルムが下側になる状態において１時間冷蔵庫の中で冷却保管を行った後、熱接着フィルムを容器から剥離した。熱接着フィルムを垂直に立てた状態で開封から４５秒後のヨーグルトの付着量を目視により観察した。付着量は熱接着フィルムに付着したヨーグルトの面積比率（％）とした。
【００４９】
（非付着性の安定性）
付着量を観察した後、熱接着フィルムを再び容器に固定した。固定後、ヨーグルトが十分に流動するように容器を振動（シェイク）させた。３０秒間振動させた後開封を行い、開封４５秒後のヨーグルトの付着量を観察した。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１に示すように、実施例１〜４において、初期の付着性は良好であるとともに、シェイク後も良好な非付着性を示し、非付着性が安定している。一方、比較例１は、シェイク後の非付着性の低下が見られており、非付着性が不安定である。比較例２は、初期の非付着性が得られず、シェイク後も同様であった。
【００５２】
以上の結果から、本発明における熱接着性フィルムは流動性の低い液状物への非付着性を安定的に得ることが可能であり、各種包装材料への適用が可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１  撥水層
２  熱接着層
３  基材層
【図１】
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【図２】
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