(57)【要約】【課題】抗菌消臭材料の担持能力を高めることができ、抗菌消臭性能を持続性高く保持することが可能な抗菌消臭フィルムの製造方法、抗菌消臭フィルム及び包装材を提供する。【解決手段】発泡マイクロカプセル２とバインダーとを含む第１の塗工液３’を基材１上に塗工する工程と、基材１上に塗工された第１の塗工液３’に第１の乾燥処理を施して発泡マイクロカプセル２を発泡させ、発泡により生じた微細な凹凸構造を表面に有する樹脂層３を形成する工程と、抗菌消臭材料７を含み、かつバインダーを含まない第２の塗工液６を樹脂層３の表面に塗工して、抗菌消臭材料７を凹凸構造の凹部５内に導入する工程と、樹脂層３の表面に塗工された第２の塗工液６に第２の乾燥処理を施して、抗菌消臭材料７を凹部５の内面に固着させる工程と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡マイクロカプセルとバインダーとを含む第１の塗工液を基材上に塗工する工程と、
前記基材上に塗工された前記第１の塗工液に第１の乾燥処理を施して前記発泡マイクロカプセルを発泡させ、前記発泡により生じた微細な凹凸構造を一方の面に有する樹脂層を形成する工程と、
抗菌消臭機能を有する材料を含み、かつバインダーを含まない第２の塗工液を前記樹脂層の一方の面に塗工して、前記抗菌消臭機能を有する材料を前記凹凸構造の凹部内に導入する工程と、
前記樹脂層の一方の面に塗工された前記第２の塗工液に第２の乾燥処理を施して、前記抗菌消臭機能を有する材料を前記凹部の内面に固着させる工程と、を備えることを特徴とする抗菌消臭フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記発泡マイクロカプセルの発泡開始温度をＴ１とし、
前記第１の乾燥処理の温度をＴ２とし、
前記第１の塗工液に含まれる前記バインダーの融点をＴ３とし、
前記基材の耐熱温度をＴ４としたとき、
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ４、の関係が成り立つことを特徴とする請求項１に記載の抗菌消臭フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記基材の耐熱温度をＴ４とし、
前記第２の乾燥処理における温度をＴ５とし、
前記樹脂層の耐熱温度をＴ６としたとき、
Ｔ５＜Ｔ６＜Ｔ４、の関係が成り立つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抗菌消臭フィルムの製造方法。
【請求項４】
一方の面に微細な凹凸構造を有する樹脂層と、
前記凹凸構造の凹部内に設けられた抗菌消臭機能を有する材料と、を備え、
前記凹部内は泡状の空間となっており、
前記抗菌消臭機能を有する材料は露出した状態で前記凹部の内面に固着していることを特徴とする抗菌消臭フィルム。
【請求項５】
前記樹脂層の他方の面側に設けられた基材、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の抗菌消臭フィルム。
【請求項６】
前記抗菌消臭機能を有する材料は、光触媒と遷移金属とを含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の抗菌消臭フィルム。
【請求項７】
前記光触媒は、酸化タングステン、酸化チタンから選択される少なくとも１つの成分を含むことを特徴とする請求項６に記載の抗菌消臭フィルム。
【請求項８】
請求項４から請求項７の何れか一項に記載の抗菌消臭フィルムを有することを特徴とする包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌消臭フィルムの製造方法、抗菌消臭フィルム及び包装材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従前から、抗菌製品としては、トイレタリー関連や調理器具関連で商品化されているもの多い。また近年では、近年安全衛生指向のさらなる高まりにより、消臭機能も併せ持つ抗菌・消臭製品の需要が増えている。実際に、衣料分野で靴下や肌着、スーツなどで抗菌消臭製品が上市されており、その他シューズや寝具等でも抗菌消臭製品がみられるようになってきている。また、最近では住環境分野で、壁紙やプリント化粧シートなどでも抗菌消臭機能を持つものが求められるようになってきている。
これらの製品に機能を付与する方法としては、衣料品や寝具などでは、繊維の段階で抗菌消臭材料を固着させる方法や布地に織り込んでから抗菌消臭材料溶液を含浸させるなどして固定化する方法がとられる。また、壁紙や化粧シートの場合、フィルムやシートに固定化させる必要があり、その場合バインダー等に抗菌消臭材料を混ぜて塗工する方法が一般的に用いられる。
【０００３】
しかし、バインダー等に抗菌消臭材料を混ぜて塗膜を形成すると、塗膜の中に機能性材料が埋もれてしまい、機能性を発揮する対象物質である細菌・カビなどの微生物や悪臭成分と抗菌消臭材料とが直接接触する確率が減る。このため、抗菌消臭機能を十分に発揮できないという問題がある。
一方、フィルムやシートなどの基材表面に微細な凹凸構造や空隙を設け、この凹凸構造の凹部や空隙に抗菌消臭材料を押し込んで保持させる方法も考えられる。
プラスチック樹脂からなるフィルムやシートの表面に凹凸構造を形成する手段としては、冷却ロール等に凹凸を形成しておき、熱溶融させた樹脂をフィルムやシートに成型する際に、上記の冷却ロールを金型として溶融した樹脂に押し付けて冷却する方法が挙げられる。この方法により、フィルムやシート表面に凹凸構造を形成することができる。しかし、この方法では、フィルムやシートの表面から冷却ロールが離れた後に凹凸の形状や大きさが変化するため、抗菌消臭材料の保持に必要な微細な隙間と十分な深さの凹凸を形成することは困難である。
【０００４】
また、発泡ビーズを利用して基材表面に微細な凹凸や空隙を形成する方法もある。この方法では、フィルムやシート成型時に熱溶融樹脂に発泡ビーズを練り込んでおき、溶融時の熱で発泡させる方式と、基材に発泡ビーズを含む塗工液を塗工し、乾燥時の熱で発泡させる方式とがある。ここで、樹脂に発泡ビーズを練り込む方式ではフィルムやシート全体が多孔質体となり、基材の物理強度が低下したり、発泡ビーズも大量に使用する必要が出てくるなどの問題がある。そこで、発泡ビーズを含む塗工液を塗工する方式が、実用的であり有効であると考えられる。
【０００５】
特許文献１には、発泡紙上に、吸湿剤と発泡剤とを含有する吸湿剤含有発泡水性エマルジョン層を設け、この上に、吸湿剤と酸化チタンとを含有する水性エマルジョンを設け、その後、加熱により発泡剤を発泡させて発泡壁紙を得ることが記載されている。
また、特許文献２には、アルカリ金属珪酸塩と酸化チタン微粒子とを含有する建材用塗料組成物を塗布し、その後、乾燥硬化させることで多孔質構造の建材用塗膜を得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−８６２５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２４６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、吸湿剤含有発泡水性エマルジョン層における吸湿剤への水分の吸湿性能を向上させる目的で発泡剤を添加しており、酸化チタンの担持能力の向上を意図したものではない。また、特許文献２も、塗膜におけるクラックの発生を防止する目的で発泡剤を添加しており、酸化チタン微粒子の担持能力向上を意図したものではない。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、抗菌消臭材料の担持能力を高めることができ、抗菌消臭性能を持続性高く保持することが可能な抗菌消臭フィルムの製造方法、抗菌消臭フィルム及び包装材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明の一態様に係る抗菌消臭フィルムの製造方法は、発泡マイクロカプセルとバインダーとを含む第１の塗工液を基材上に塗工する工程と、前記基材上に塗工された前記第１の塗工液に第１の乾燥処理を施して前記発泡マイクロカプセルを発泡させ、前記発泡により生じた微細な凹凸構造を一方の面に有する樹脂層を形成する工程と、抗菌消臭機能を有する材料を含み、かつバインダーを含まない第２の塗工液を前記樹脂層の一方の面に塗工して、前記抗菌消臭機能を有する材料を前記凹凸構造の凹部内に導入する工程と、前記樹脂層の一方の面に塗工された前記第２の塗工液に第２の乾燥処理を施して、前記抗菌消臭機能を有する材料を前記凹部の内面に固着させる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様に係る抗菌消臭フィルムは、一方の面に微細な凹凸構造を有する樹脂層と、前記凹凸構造の凹部内に設けられた抗菌消臭機能を有する材料と、を備え、前記凹部内は泡状の空間となっており、前記抗菌消臭機能を有する材料は露出した状態で前記凹部の内面に固着していることを特徴とする。
本発明の一態様に係る包装材は、上記の抗菌消臭フィルムを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、抗菌消臭材料の担持能力を高めることができ、抗菌消臭性能を持続性高く保持することが可能な抗菌消臭フィルムの製造方法、抗菌消臭フィルム及び包装材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、本発明の実施形態は、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、各部の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに特定するものでない。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。
【００１３】
＜抗菌消臭フィルム＞
図１は、本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの構成例を示す断面図である。
図１に示すように、この抗菌消臭フィルムは、一方の面（例えば、表面）に微細な凹凸構造を有する樹脂層３と、凹凸構造の凹部５内に設けられた抗菌消臭機能を有する材料（以下、抗菌消臭材料）７と、樹脂層３の他方の面側に設けられた基材１と、を備える。すなわち、基材１上に樹脂層３が設けられている。この樹脂層３の表面には微細な凹凸構造が形成されており、凹部５内に抗菌消臭材料７が設けられている。また、この凹部５内は泡状の空間となっており、抗菌消臭材料７は露出した状態で凹部５の内面に固着している。
なお、微細な凹凸構造とは、例えば、凹部の平均周期が１０以上１００以下であり、かつ、凹部の平均径が５以上５０以下の凹凸構造のことである。周期とは、凹部の配置ピッチのことである。
以下、基材１、樹脂層３、抗菌消臭材料７について、それぞれ具体的に説明する。
【００１４】
（１）基材
基材１としては、延伸ポリエステルフィルム、延伸ナイロンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、シリカ蒸着延伸ポリエステルフィルム、アルミ蒸着延伸ポリエステルフィルム、その他バリア性フィルム、アルミ箔など、一般に軟包装材の基材１フィルムとして使うものであれば適用可能である。抗菌消臭フィルムを用いた包装材の内容物や、抗菌消臭フィルムの用途によって、適宜最適な基材１を選定して用いることができる。
基材１と樹脂層３との密着性を向上させるために、基材１と樹脂層３は、同一種類の樹脂を主成分とすることが望ましい。また、微細な凹凸構造を持つ面である、樹脂層３の表面には、耐水性がなるべく高い樹脂を用いることが望ましい。したがって、基材１を構成する樹脂と樹脂層３は、共にポリエチレンもしくはポリプロピレンに揃えられていることが望ましい。
なお、基材１は非多孔質状であり、その表面及び内部に微細な凹凸や空洞等は存在しない。基材１の表面（すなわち、樹脂層３と接する面）は平坦な面となっている。
【００１５】
（２）樹脂層
樹脂層３は、第１の塗工液を基材１上に塗工し、これに第１の乾燥処理を施して、第１の塗工液に含まれる発泡マイクロカプセルを発泡させることにより形成された層である。このため、樹脂層３は多孔質状であり、その表面に複数の孔からなる微細な凹凸構造を有する。樹脂層３の膜厚は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下である。
（３）抗菌消臭材料
抗菌消臭材料７は、光触媒と遷移金属とを含む。光触媒としては、酸化タングステン、酸化チタンから選択される少なくとも１つの成分を含むものであればよい。遷移金属としては、ＦｅやＣｕ等の金属触媒として用いられる金属であるとなお良い。
【００１６】
＜製造方法＞
次に、本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法について説明する。
図２〜図４は、本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、まず、発泡マイクロカプセル２を含む第１の塗工液３’をグラビア印刷法等で基材１上に塗工する。第１の塗工液３’は、ポリエチレンやポリプロピレンなどポリオレフィン系のバインダー（樹脂）を主成分とする有機系の溶剤である。この有機系の溶剤に溶剤耐性の高い発泡マイクロカプセル２が分散されている。
次に、基材１上に塗工された第１の塗工液３’に第１の乾燥処理を施して、発泡マイクロカプセル２を発泡させる。これにより、図３に示すように、微細な凹凸構造を表面に有する樹脂層３を形成する。この微細な凹凸構造の凹部５は、発泡マイクロカプセルが発泡することにより生じた孔（空洞）からなる。
【００１７】
ところで、図２に示した第１の塗工液３’に用いるバインダーは、発泡マイクロカプセル２の発泡開始温度より高い融点の樹脂である必要がある。なぜなら、第１の塗工液３’を乾燥させるための加熱で発泡マイクロカプセル２を発泡させるが、この温度で発泡マイクロカプセル２の周囲に存在する樹脂が溶融してしまっては、加工上不具合が生じ、発泡による微細な凹凸構造の形成にも支障が生じるからである。ただし、発泡マイクロカプセル２が発泡するときには、周囲の樹脂もある程度軟化していることが望ましいため、第１の乾燥処理の温度は、発泡マイクロカプセル２の発泡開始温度より高く、第１の塗工液３’に含まれるバインダーの融点より若干低い程度が望ましい。また、第１の塗工液３’に含まれるバインダーの融点は、基材１の耐熱温度以下であることが好ましい。
【００１８】
すなわち、発泡マイクロカプセル２の発泡開始温度をＴ１とし、第１の乾燥処理の温度をＴ２とし、第１の塗工液３’に含まれるバインダーの融点をＴ３とし、基材１の耐熱温度をＴ４としたとき、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３≦Ｔ４、の関係が成り立つことが望ましい。これにより、微細な凹凸構造を支障なく形成することができる。
また、第１の塗工液３’の膜厚は乾燥後で１μｍ以上１０μｍ以下程度であることが望ましい。なぜなら、添加されている発泡マイクロカプセル２の発泡後の粒径が１０μｍ程度であり、アスペクト比（すなわち、幅と深さの寸法比）が少なくとも１程度の凹凸を形成させるには第１の塗工液３’も同程度の膜厚が必要であるからである。また、グラビア印刷法では、塗工液を１０μｍを超える厚さに塗工することは困難であるからである。なお、基材１は発泡マイクロカプセルを含有しないため、第１の乾燥処理で基材１の内部及び表面が発泡することはない。
【００１９】
次に、図４に示すように、抗菌消臭材料７を含む第２の塗工液６を、グラビア印刷法等で樹脂層３の表面に塗工する。これにより、微細な凹凸構造の凹部内に抗菌消臭材料７を導入する。第２の塗工液６は、光触媒と遷移金属とを含む抗菌消臭溶液である。第２の塗工液６は、溶媒と、溶媒中に分散された抗菌消臭材料７とを含み、かつバインダーは含まない。
その後、樹脂層３の表面に塗工された第２の塗工液６に第２の乾燥処理を施して、抗菌消臭材料７を凹部の内面に固着させる。この第２の乾燥処理により、第２の塗工液６に含まれる溶媒は揮発する。
【００２０】
ここでは、前述のように基材１の耐熱温度をＴ４とし、第２の乾燥処理における温度をＴ５とし、樹脂層３の耐熱温度をＴ６としたとき、Ｔ５＜Ｔ６＜Ｔ４、の関係が成り立つことが望ましい。これにより、基材１や樹脂層３に外観変化や特性変化を生じさせることなく、凹部の内面に抗菌消臭材料７を固着させることができる。
このように、微細な凹凸構造の凹部内に抗菌消臭材料７が入り込み、固着することによって、抗菌消臭性能が発現する。
＜包装材＞
本発明の実施形態に係る包装材は、上記の抗菌消臭フィルムを有する。
【００２１】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態は、以下の効果を奏す
（１）本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムによれば、樹脂層３は、その表面に微細な凹凸構造を有する。この微細な凹凸構造の凹部５は、発泡マイクロカプセル２が発泡することにより生じた孔（空洞）からなる。すなわち、凹部５内は泡状の空間となっている。この凹部５の内面に抗菌消臭材料７が露出した状態で固着している。抗菌消臭材料７は露出しており、バインダー等に埋もれていないので、その抗菌消臭性能を十分に発現させることができる。また、抗菌消臭材料７は、凹部５の内面に固着しているので、その脱落を防止することができる。
【００２２】
（２）本発明の実施形態に係る抗菌消臭フィルムの製造方法によれば、抗菌消臭材料７を凹部５内に導入する工程では、バインダーに抗菌消臭材料７を混ぜて塗工膜とするのではなく、バインダーを含まない抗菌消臭溶液を塗工膜（第２の塗工膜）とし、これを樹脂層３の表面に塗工する。バインダーを含まない抗菌消臭溶液を樹脂層３の表面に直接塗工することで、その乾燥（第２の乾燥処理）後に、抗菌消臭材料７を露出した状態で固着させることができる。この方法では、抗菌消臭材料７がバインダーに埋まることはないので、抗菌消臭材料７による抗菌消臭性能を十分に発現させることができる。また、この方法では、抗菌消臭材料７を凹部５の内面に固着させることができるので、抗菌消臭材料７の脱落を防止することができる。
【００２３】
（３）また、樹脂層３を形成する工程では、その表面に適正な範囲で微細な凹凸構造を形成することで、樹脂層３の表面積を増大させることができ、その表面の濡れ性を向上させることができる。これにより、抗菌消臭材料７を凹部５内に導入する工程では、樹脂層３に対する抗菌消臭溶液の塗工性を向上させることができ、その単位面積当たりの塗工量を増やすことができる。その結果、凹部５の内面により多くの抗菌消臭材料７を固着させることができる。このことは、抗菌消臭機能を発現する機能表面積を増やすことができる、ということを意味する。
（４）以上から、本発明の実施形態によれば、抗菌消臭材料７の担持能力を高めることができ、抗菌消臭性能を持続性高く保持することが可能な抗菌消臭フィルムの製造方法、抗菌消臭フィルム及び包装材を提供することができる。
【実施例】
【００２４】
＜実施例１＞
厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを基材とした。この基材上に、ポリオレフィン系のバインダー（樹脂）を主成分とし有機系の溶剤からなる第１の塗工液に、発泡マイクロカプセルを１５重量パーセント添加して、グラビア印刷法で乾燥後の膜厚１０μｍとなるよう塗工した。塗工後、９０〜１００℃のオーブンを通して加熱乾燥させることで、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを得た。このフィルムの凹凸構造について、凹部の周期の平均値（平均周期）は２０μｍ、凹部の径の平均値（平均径）は１０μｍであった。なお、凹部の周期とは、凹部の配置ピッチのことである。
続いて、このフィルムの表面に第２の塗工液として抗菌消臭溶液を塗工し、８０〜９０℃のオーブンを通して加熱乾燥させることで、抗菌消臭機能を持つ抗菌消臭フィルムを作製した。
【００２５】
＜比較例１＞
第１の塗工液に発泡マイクロカプセルを添加せず、その他の条件は実施例１と同様にして抗菌消臭フィルムを作製した。この抗菌消臭フィルムの表面には微細凹凸構造は形成されず、平坦な表面構造であった。
＜抗菌性＞
抗菌性評価は、大腸菌及び黄色ブドウ球菌を用いて評価した。
まず、作製した抗菌消臭フィルムを５ｃｍ角に切り出し、滅菌済みシャーレに１枚ずつ入れて菌液０．４ｍｌを塗布した後、４ｃｍ角フィルムを被せ、菌液がフィルム上で均一に広がるようにした。菌液は、１／５００ＮＢ培地を用いて菌濃度が２．５〜１０×１０５ｃｆｕ／ｍｌとなるよう調製したものを使用した。４ｃｍ角フィルムは、耐水性・密着性のある材質であれば特に種類は限定されない。菌液を塗布した直後のサンプルを直後区とし、シャーレに蓋をして３５℃、２４時間培養したサンプルを処理区とした。直後区と処理区の生菌数を調べ、未処理の抗菌消臭フィルム（ネガティブコントロール）で増殖した菌数に対して、２桁以上少ない増殖菌数に抑えることができたものを抗菌性○とした。
【００２６】
＜消臭性能＞
作製した抗菌消臭フィルムを１０ｃｍ角に切り出し、１００ｐｐｍのアンモニアガス３Ｌと一緒にサンプリングバック内に入れ、光照射下で２時間静置した。その後、残留アンモニアガスの濃度をガス検知管により測定した。残留アンモニアガスの濃度が２０ｐｐｍ未満であれば◎、５０ｐｐｍ未満は○、それ以上は×とし、消臭性能を評価し
【００２７】
【表１】
2017205685.tif 000003
【００２８】
表１に示すように、フィルム表面に微細な凹凸構造が形成され、その微細な凹凸構造の凹部の平均周期が２０μｍ、凹部の平均径が１０μｍのとき、抗菌性と消臭性の両方の効果を得ることができた。特に消臭性については、高い効果を示した。
一方、フィルム表面に微細な凹凸構造が形成されなかったものでは、消臭性は得られたものの、抗菌性が得られなかった。その理由として、フィルム表面に微細な凹凸構造が無いと、フィルム表面に担持することができる抗菌消臭材料が少なくなり、抗菌性が得られなかったからと考えられる。消臭性について、微細な凹凸構造がある場合に比べて効果が低くなったものの、効果は得られた。抗菌性と消臭性で効果の程度が異なった理由としては、消臭対象である臭気成分が気体であるのに対し、菌体は数μｍのサイズを持つ固体であり、抗菌性を発現するためにはより多量の抗菌消臭材料が必要となることが考えられる。
【符号の説明】
【００２９】
１  基材
２  発泡マイクロカプセル
３  樹脂層
３’  第１の塗工液
５  凹部
６  第２の塗工液
７  抗菌消臭材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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