(57)【要約】【課題】本発明は、撥液性を有するシーラントフィルムを短い時間で製造可能とすることを目的とする。【解決手段】本発明のシーラントフィルムの製造方法は、分散媒２０と、前記分散媒に分散された粒子２１とを含んだ分散液を、熱可塑性樹脂層１の一方の面に塗工して塗膜を形成する工程と、前記熱可塑性樹脂層１をガラス転移点以上に加熱するとともに、前記塗膜を形成した面に圧力を加えて前記粒子２１を前記熱可塑性樹脂層１に埋め込み、これにより、前記面にロータス効果を与える凹凸構造を形成する工程と、溶媒に前記粒子２１を溶解させて、前記熱可塑性樹脂層１から前記粒子２１を除去する工程とを含む。【選択図】図２
2017210585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒と、前記分散媒に分散された粒子とを含んだ分散液を、熱可塑性樹脂層の一方の面に塗工して塗膜を形成する工程と、
前記熱可塑性樹脂層をガラス転移点以上に加熱するとともに、前記塗膜を形成した面に圧力を加えて前記粒子を前記熱可塑性樹脂層に埋め込み、これにより、前記面にロータス効果を与える凹凸構造を形成する工程と、
溶媒に前記粒子を溶解させて、前記熱可塑性樹脂層から前記粒子を除去する工程と
を含んだシーラントフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記凹凸構造は、１０ｎｍから１００μｍの細孔径を有する細孔で形成され、前記面のＢＥＴ法によって得られる表面積と、前記面の見かけ上の面積との比が１．３以上となる請求項１に記載のシーラントフィルムの製造方法。
【請求項３】
前記粒子は金属酸化物又はシリカからなる請求項１又は２に記載のシーラントフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記粒子が中空構造を有している請求項１乃至３の何れか１項に記載のシーラントフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂層は撥液剤を含んでいる請求項１乃至４の何れか１項に記載のシーラントフィルムの製造方法。
【請求項６】
前記撥液剤は、シリコーン系又はフッ素系化合物である請求項５に記載のシーラントフィルムの製造方法。
【請求項７】
連続膜状の熱可塑性樹脂層を備えたシーラントフィルムであって、前記熱可塑性樹脂層の一方の面は最表面であり、前記面はこれにロータス効果を与える凹凸構造を有し、前記凹凸構造は１０ｎｍ乃至１００μｍの細孔径を有する細孔で形成され、前記面のＢＥＴ法によって得られる表面積と前記面の見かけ上の面積との比は１．３以上であるシーラントフィルム。
【請求項８】
請求項７に記載のシーラントフィルムをヒートシール層として備える包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラントフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、包装材、外装材、タッチパネルなどの分野において、表面の汚れ付着を防止する技術に対する関心が高まっている。例えば、液状又は粘稠状の内容物を包装するために使用する包装材にこの技術を適用すると、内容物の取り出し時に包装材への内容物付着量が減り、残留量の削減などを図ることができる。また、この技術を外装材に適用すると、外観の維持や洗浄頻度の低減を図ることができる。
【０００３】
汚れの付着を防止する技術としては、例えば、汚れの付着を防止すべき物品の表面をフッ素樹脂やシリコーンなどの表面自由エネルギーが低い物質でコーティングする手法がある。また、物品の表面自由エネルギーを低下させることに加えて、微細な凹凸構造を形成することで更に高い効果を得られることが知られている。
【０００４】
包装材における内容物の付着は、包装材のシーラント層に上記手法を適用することにより防止することができる。しかしながら、シーラント層に適していない成分で表面を覆うと、ヒートシール性が低下し、シーラントとしての機能が損なわれる。そのため、ヒートシール性を損なわないような技術を使用しなければならない。
【０００５】
撥水性を有する表面を作製するために、例えば特許文献１では、表面を疎水化微粒子でコートすることにより微細凹凸構造を形成する手法が提案されている。しかしながら、このような手法で微細凹凸構造を形成した場合、疎水化微粒子が表面から脱落することが懸念される。また、包装材に適用する場合、ヒートシール時に微粒子がシールを阻害し、高いヒートシール強度が求められる包装材へは適用できない場合があるといった問題点がある。
【０００６】
特許文献２では、事後的に溶解可能な被溶解物を成形材料に混入して所定形状の成形体に成形する成形工程と、前記成形工程後に前記成形体内の被溶解物を酵素により分解して溶解し、前記成形体内に微細な空洞部を形成した多孔構造体を得る多孔体形成工程と、前記多孔体形成工程後に前記多孔構造体の表面を除去して前記多孔構造体の断面を露出させる断面露出工程によって撥水性多孔構造体を得る手法が提案されている。
【０００７】
この手法によって得られる撥水性多孔構造体は、ヒートシール阻害要因となる成分を含まないため、シーラントとしての使用が可能である。しかしながら、被溶解物を酵素により分解溶融する工程でフィルム内部の被溶解物まで分解する工程に時間を要するという点で、この手法には問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−４９２７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０１１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、撥液性を有するシーラントフィルムを短い時間で製造可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１側面によると、分散媒と、前記分散媒に分散された粒子とを含んだ分散液を、熱可塑性樹脂フィルムの一方の面に塗工して塗膜を形成する工程と、前記熱可塑性樹脂フィルムをガラス転移点以上に加熱するとともに、前記塗膜を形成した面に圧力を加えて前記粒子を前記熱可塑性樹脂フィルムに埋め込み、これにより、前記面にロータス効果を与える凹凸構造を形成する工程と、前記粒子を選択的に溶解する工程とを含んだ、シーラントフィルムの製造方法が示される。
【００１１】
本発明の第２側面によると、連続膜状の熱可塑性樹脂層を備えたシーラントフィルムであって、前記熱可塑性樹脂層の一方の面は最表面であり、前記面はこれにロータス効果を与える凹凸構造を有し、前記凹凸構造は１０ｎｍ乃至１００μｍの細孔径を有する細孔で形成され、前記面のＢＥＴ法によって得られる表面積と前記面の見かけ上の面積との比は１．３以上であるシーラントフィルムが提供される。
【００１２】
本発明の第３側面によると、第２側面に係るシーラントフィルムをヒートシール層に備える包装材が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撥液性を有するシーラントフィルムを短い時間で製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るシーラントフィルムの一例を概略的に示す断面図。
【図２】（ａ）乃至（ｅ）は、図１に示すシーラントフィルムの製造方法を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。  
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに限定されるものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１６】
＜シーラントフィルム＞
本発明の実施形態に係るシーラントフィルムは、連続膜状の熱可塑性樹脂層を供えたシーラントフィルムである。この熱可塑性樹脂層の一方の面は、シーラントフィルムの最表面である。シーラントフィルムは、ここに、ロータス効果を与える凹凸構造を有している。この凹凸構造は、例えば、１０ｎｍ乃至１００μｍの細孔径を有する細孔で形成されている。この凹凸構造は、上記面のＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，  Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｔｅｌｌｅｒ）法によって得られる表面積と上記面の見かけ上の面積との比が、例えば、１．３以上となるように設けられており、これにより高い撥液性を有している。なお、液には水などの粘度の低い液体の他、ヨーグルト、ソース、ケチャップなどの粘稠状の液体も含むものとする。
【００１７】
図１に、本実施形態の一例であるシーラントフィルム１０を示す。  
シーラントフィルム１０は、熱可塑性樹脂層１（ベース樹脂）の表面に、マイクロメートルレベルの細孔径を有するマイクロホール２を複数有している。更に、マイクロホール２の壁面、及び、熱可塑性樹脂層１の表面のうち、マイクロホール２間に位置した領域に、ナノメートルレベルの細孔径を有するナノホール３を複数有している。
【００１８】
マイクロホール２及びナノホール３からなる凹凸構造は、例えば、１０ｎｍ乃至１００μｍの細孔径を有する細孔で形成される。このように、凹凸構造には、様々な寸法の細孔が存在していることが好ましい。なお、凹凸構造を有している面の、ＢＥＴ法によって得られる表面積と、見かけ上の面積との比は１．３以上であることが好ましい。
【００１９】
熱可塑性樹脂層１の厚みは、シーラントフィルム１０の用途によって任意に変更することができる。熱可塑性樹脂層１は、連続膜を維持した状態で、凹凸構造の形成が可能な程度の厚みを有することが好ましい。
【００２０】
シーラントフィルム１０を構成する熱可塑性樹脂層１には、用途に応じて適当な樹脂を選択することができ、その組成は特に限定されない。例えば、食品包装材に撥液性を付与する場合は、ポリオレフィン樹脂などのヒートシール層に上記構成の凹凸構造を形成することで、内容物に対する撥液性を付与することができる。
【００２１】
シーラントフィルム１０は、単層構造を有しているシート状の樹脂成形品であっても良い。あるいは、シーラントフィルム１０は、凹凸構造が設けられた面を最表面として有している多層構造のシート状物品であっても良い。
【００２２】
シーラントフィルム１０には、他の１以上の層を積層しても良い。この場合、これによって得られる積層品は、凹凸構造が最表面となるように構成する。例えば、包装材に適用する場合、ポリエチレンテレフタレートやナイロンからなる層、紙、アルミニウム箔などの少なくとも１つを、積層しても良い。なお、凹凸構造の形成は、他の材料と積層前であっても積層後であっても良い。
【００２３】
熱可塑性樹脂層１を構成する樹脂には、ヒートシール性を阻害しない濃度で撥液剤が添加されていても良い。上記の凹凸構造を設けている場合、上記の凹凸構造を設けていない場合とは異なり、撥液剤が低濃度であっても十分に高い撥液性を発揮することができる。なお、撥液剤としては、シリコーン系やフッ素系化合物が例示できる。
【００２４】
ここで、熱可塑性樹脂層１に用いる樹脂が濡れ易い場合、例えば、この樹脂からなる平滑面での水接触角が９０°以下である場合は、凹凸構造を形成しても撥液性を示さない場合がある。その場合、ヒートシール性を阻害しない程度の量で熱可塑性樹脂層１の表面を撥液剤でコートするか、又は予め樹脂に撥液剤を練り込んでおくことが好ましい。
【００２５】
また、上記の樹脂からなる平滑面での水接触角が９０°を超える樹脂であっても、撥液剤を熱可塑性樹脂層１の表面にコートするか、又は予め練り込むことで、更に高い撥液性を得ることができる。なお、そのような樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリスチレンがある。
【００２６】
ここで、水接触角の測定は、ＪＩＳ  Ｒ３２５７−１９９９「基板ガラス表面のねれ性試験方法」の静滴法に準拠して行う。但し、ガラス基板の代わりにプラスチックフィルムを使用する。
【００２７】
＜シーラントフィルムの製造方法＞
熱可塑性樹脂層１の一方の表面に形成される凹凸構造は、図２（ａ）乃至（ｅ）に示すように、粒子２１で熱可塑性樹脂層１の表面をコートする工程と、粒子２１を熱可塑性樹脂層１へ埋め込む工程と、粒子２１を溶媒に溶解して熱可塑性樹脂層１の表面から除去する工程とを経て形成する。
【００２８】
（材料の組み合わせ）
分散媒２０としては、熱可塑性樹脂層１に対して不活性である材料を使用する。これによって塗膜形成時に熱可塑性樹脂層１の性状が変化することを防止する。
【００２９】
粒子２１の材料としては、融点、ガラス転移点、及び軟化点のうち最も低い温度が、熱可塑性樹脂層１の軟化点よりも高いものを使用する。これによって、粒子２１を熱可塑性樹脂層１へ埋め込む際に粒子２１が変形することを防止する。
【００３０】
粒子２１を溶解させる溶媒としては、熱可塑性樹脂層１に対して不活性であり、粒子２１を溶解させ得るものを使用すること。これにより、熱可塑性樹脂層１の表面に埋め込まれた粒子２１のみが溶解され、熱可塑性樹脂層１の表面に凹凸構造を形成可能となる。
【００３１】
組み合わせの一例としては、熱可塑性樹脂層１をポリエチレン、粒子２１をシリカ微粒子、分散媒２０をイソプロピルアルコール、粒子溶解液を１０質量％水酸化ナトリウム水溶液とする組み合わせが挙げられる。
【００３２】
（粒子）
粒子２１は、１０ｎｍ乃至１０μｍの直径を持つことが好ましい。粒子径は均一である必要はなく、形成される凹凸構造が複雑化するため、むしろ様々なサイズの粒子を混合している方が好ましい。なお、ここで、粒子２１の直径は、粒子２１の含有量が５質量％である分散液に対して、動的光散乱式粒度分布計、例えば、日機装社製のナノトラックＵＰＡ−ＥＸ１５０を用いた測定をすることによって得られるモード径（最頻粒度）である。  
粒子２１の形状としては、不定形、球形のいずれでも良いが、球形であるほうが好ましい。
【００３３】
粒子２１の材料としては、例えば、金属酸化物やシリカである。そのような材料からなる粒子２１は、耐熱性が高いため。粒子埋め込み時の変形や破壊のリスクを下げることができる。また、そのような材料からなる粒子２１は、酸又はアルカリ溶液に可溶であるため、熱可塑性樹脂層１が高い耐酸性又は耐アルカリ性を示す材質である場合に好適に使用できる。
【００３４】
粒子２１は、中空構造を有していることが好ましい。中空構造を有している粒子２１を使用した場合には、粒子を溶解する時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
（粒子塗布）
分散媒２０は、例えば加熱などの処理により、容易に除去が可能である液であることが好ましい。また、分散媒２０は、粒子２１を分散状態に維持するための分散剤などの添加物をさらに含んでいても良い。
【００３６】
分散液の塗工方法は特に限定されず、バーコート、スプレーコート、グラビアコートなどの方法で塗工することができる。
【００３７】
（粒子の埋め込み）
粒子２１の埋め込みは、例えば、熱可塑性樹脂層１を、その軟化点以上の温度であって、粒子２１が溶融又は軟化する温度よりも低い温度まで加熱し、この温度を維持した状態で粒子塗布面に平滑なプレート３０で押圧することによって行う。プレート３０による押圧の条件は、粒子２１が熱可塑性樹脂層１に十分埋め込まれるように実施する。なお、粒子２１の埋め込みは、ヒータを内蔵したローラを用いて行っても良い。
【００３８】
（粒子溶解）
粒子２１の溶解は、例えば、熱可塑性樹脂層１の面のうち、粒子２１を埋め込んだ表面に溶液を接触させることによって実施する。例えば、粒子２１を埋め込んだ熱可塑性樹脂層１を、粒子を溶解する溶液に浸漬することによって粒子２１を除去する。
【００３９】
上述したシーラントフィルムの製造方法によれば、粒子の構造転写という簡便な工程でロータス効果を与える凹凸構造を形成できる。このとき、撥液性を発現させる面に、ナノホールとマイクロホールとを設けることにより、ナノホールだけを設けた場合に比べて、より高い撥液性を達成することができる。そして、上述したシーラントフィルムや包装材は、水以外の粘稠体の液体に対しても高い撥液性を有する。
【００４０】
上記方法により形成する凹凸構造は、熱可塑性樹脂層１の表面形状を変えただけのものであるから、成形体内部にまで多孔を形成する方法と比較して、短い時間で表面に撥液性を与えることができる。また、上記方法により形成する凹凸構造は、熱可塑性樹脂層１の表面形状を変えただけのものであるから、シーラントフィルムから凹凸構造が脱落することはない。
【００４１】
また、ヒートシール層の表面は熱可塑性樹脂層１と同じ組成となることから、例えば包装材のヒートシール層に凹凸構造を形成しても、シール性を阻害されることなく高い撥液性と高いヒートシール強度とを両立できる。
【００４２】
また、ヒートシール層に撥液剤を含む場合も、上記凹凸構造を採用する場合には、添加する撥液剤は少量で済むため、シール性を阻害されることなく高い撥液性と高いヒートシール強度とを両立できる。
【実施例】
【００４３】
以下に、実施例を示し、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、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
〈実施例１〉
１０μｍ親水シリカと１００ｎｍ親水シリカとを１：１の質量比でイソプロピルアルコール中に投入し、シリカを５質量％の濃度で含んだシリカ微粒子分散液を作製した。  
シリカ微粒子分散液を、ワイヤーバー（番手１２）を用いて、厚み１００μｍのポリエチレンフィルムに塗工し、分散媒を蒸発させて塗膜を形成した。
なお、各親水性シリカの粒子径は、その親水性シリカの含有量が５質量％であるシリカ微粒子分散液に対して動的光散乱式粒度分布計（日機装  ナノトラックＵＰＡ−ＥＸ１５０）による測定を行うことによって得られたモード径（最頻粒度）である。
【００４５】
その後、上記ポリエチレンフィルムを、その上下から１２０℃に熱したプレートで圧力１４ｋｇ／ｃｍ２となるように２分間挟み込むことで、ポリエチレンフィルムを融解すると共に、シリカ微粒子をポリエチレンフィルムに埋め込んだ。
【００４６】
その後、シリカ微粒子を埋め込んだポリエチレンフィルムを１０質量％水酸化ナトリウム水溶液に１時間浸漬し、埋め込まれたシリカ微粒子を溶解した。本実施例１により作製されたサンプルのＢＥＴ法によって得られる表面積と、見かけ上の面積との比は１．５であった。
【００４７】
〈実施例２〉
実施例１の粒子埋め込み時の圧力を４ｋｇ／ｃｍ２となるようにした他は実施例１と同様に、サンプルを作製した。得られたサンプルのＢＥＴ法によって得られる表面積と、見かけ上の面積との比は１．２であった。
【００４８】
〈評価〉  
上述した方法によって得られたサンプルについて、撥液性の評価を行った。  
具体的には、各サンプルを、その凹凸構造を形成した面が上向きになるように水平に設置した。次いで、各サンプルの凹凸構造を形成した面に評価液体を滴下した。続いて、サンプルを６０°まで傾けた。そして、傾けたサンプル上に残留した評価液体が付着している領域を目視で確認した。なお、評価液体としては、水、しょうゆ、及びソースを使用した。また、評価基準は下記の通りである。
【００４９】
◎：評価液体の付着なし。  
○：評価液体が部分的に付着する。  
×：評価液体が全面に付着する。  
結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2017210585.tif 000003
【００５１】
表１に示す通り、水については実施例１及び２の双方で高い撥液性が示された。特に実施例１は、水以外の粘稠体に対しても高い撥液性が示された。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、液状及び粘稠状の流体の付着防止が求められる外装材、及び包装材などへ利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…熱可塑性樹脂層；２…マイクロホール；３…ナノホール；１０…シーラントフィルム；２０…分散媒；２１…粒子；３０…プレート。
【図１】
2017210585.tif 000004
【図２】
2017210585.tif 000005