JP2007230022A - 防カビ性および抗菌性に優れる積層体ならびに包装袋 - Google Patents

防カビ性および抗菌性に優れる積層体ならびに包装袋 Download PDF

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重雄 井伊
Masato Sugiyama
真人 杉山
Noriyuki Okada
紀幸 岡田
Mikio Kawase
三樹夫 川瀬
Akira Miura
朗 三浦
Yukio Suzuki
幸男 鈴木
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Abstract

【課題】揮発性抗菌物質を高い割合で含む湿度依存型抗菌物質含有組成物を含有する合成樹脂からなる成形品の製造過程において、揮発性抗菌物質を有効に保持し、且つ包装袋としての使用時において揮発性抗菌物質が内面、すなわち内容物を入れている側に優先的に移行する積層体およびそれを用いた包装袋の提供。
【解決手段】少なくともポリプロピレン系樹脂からなる外層と、ポリエチレン系樹脂及び湿度依存型抗菌物質含有組成物を含むポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とを有する積層体であって、前記ポリエチレン系樹脂組成物からなる内層を210℃以下の成形温度でフィルム状に賦形することを特徴とする積層体及びそれを用いた包装袋。
【選択図】なし

Description

本発明は、防カビ性および抗菌性に優れる積層体ならびに包装袋に関し、詳しくは抗菌物質を高い割合で含む湿度依存型抗菌物質含有組成物を含有する防カビ性および抗菌性に優れた湿度依存型抗菌性の積層体ならびにそれを用いた包装袋に関する。
食品におけるカビの発生や細菌の増殖などを防ぐ物質として、イソチオシアン酸アリルに代表されるイソチオシアン酸エステルなどの揮発性油状抗菌性物質が知られている。しかしながら、当該物質は揮発性が高いことから、極めて短時間にその効果を低下させてしまうという特性を有するので、それ自体は効果の持続性という点において問題がある。
そこで、このような問題を解決するための手段として、揮発性油状抗菌物質をサイクロデキストリンに包接させたり(例えば、特許文献1参照。)、水溶性フィルム形成剤からなるカプセルに内包させたり(例えば、特許文献2参照。)することで湿度依存型の抗菌性粉末組成物として使用する方法が提案されている。特に、後者の方法では、揮発性油状抗菌物質を高い割合で含む抗菌性粉末組成物が得られ、また、湿度が60%程度の雰囲気下では、揮発性油状抗菌物質をほとんど放出しないが、カビの発育が可能になる70%以上の雰囲気下になると揮発性油状抗菌物質を放出するものとすることができ、使いやすさに優れている。また、使用形態として合成樹脂フィルム、不織布、紙、トレイ、シート、袋、容器、テープなどの各種の食品保存用物品に塗布や混入などの手法で担持させることで湿度依存型抗菌性食品保存用物品として用いる方法が提案されている。
しかしながら、揮発性油状抗菌物質を高い割合で含む湿度依存型抗菌物質含有組成物を含有する合成樹脂からなる成形品を製造する場合、加工時の揮発性油状抗菌物質の飛散や変質による効果の低下の点において改善の余地を残している。
特許第2790772号公報 国際公開2004/037023号パンフレット
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、揮発性抗菌物質を高い割合で含む湿度依存型抗菌物質含有組成物を含有する合成樹脂からなる成形品の製造過程において、揮発性抗菌物質を有効に保持し、且つ包装袋としての使用時において揮発性抗菌物質が内面、すなわち内容物を入れている側に優先的に移行する積層体およびそれを用いた包装袋を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、少なくともポリプロピレン系樹脂からなる外層とポリエチレン系樹脂及び湿度依存型抗菌物質含有組成物を含むポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とを有する積層体を製造する時の成形温度を制御することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、少なくともポリプロピレン系樹脂からなる外層と、ポリエチレン系樹脂及び湿度依存型抗菌物質含有組成物を含むポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とを有する積層体であって、前記ポリエチレン系樹脂組成物からなる内層を210℃以下の成形温度でフィルム状に賦形することを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、抗菌物質が、積層体の単位面積あたりに1mg/m以上の割合になるように前記ポリエチレン系樹脂組成物中の湿度依存型抗菌物質含有組成物を配合することを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、積層体が、共押出空冷インフレーション成形法によりチューブ状に賦形されることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、ポリプロピレン系樹脂が、メタロセン触媒を使用して製造されたプロピレン重合体またはプロピレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、ポリエチレン系樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、湿度依存型抗菌物質含有組成物が、水溶性フィルム形成剤又は包接体形成剤を含むことを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、抗菌物質が、イソチオシアン酸エステルであることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第8の発明によれば、第6又は7の発明において、水溶性フィルム形成剤が、オクテニルコハク酸デンプンナトリウムであることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第1〜8のいずれかの発明において、湿度依存型抗菌物質含有組成物が、さらに粉末賦形剤を含んでなることを特徴とする積層体が提供される。
また、本発明の第10の発明によれば、第1〜9のいずれかの発明の積層体からなることを特徴とする包装袋が提供される。
また、本発明の第11の発明によれば、第1〜9のいずれかの発明の積層体からなることを特徴とする食品保存用包装袋が提供される。
また、本発明の第12の発明によれば、第11の発明において、食品保存用包装袋の被包装食品が、食パン、もち、和菓子または洋菓子のいずれかであることを特徴とする食品保存用包装袋が提供される。
本発明の積層体は、少なくともポリプロピレン系樹脂からなる外層とポリエチレン系樹脂に湿度依存型抗菌物質含有組成物を配合した内層とを有し、フィルムの製造過程において特定の条件で成形することにより揮発性抗菌物質を効率的に保持することができ、包装袋としての使用時において、湿度に依存して抗菌物質の放出挙動が変化し、揮発性抗菌物質が内容物を入れている側に優先的に移行するようになり、防カビ性、抗菌性、透明性に優れた積層体となる。したがって、包装袋、特に食品保存用包装用途等に好適に用いることができる。
また、本発明の積層体は、外層のポリプロピレン系樹脂層にメタロセン触媒を使用して製造されたプロピレン重合体またはプロピレン・α−オレフィン共重合体を使用すると、より高透明なフィルムとすることができ、さらに内層のポリエチレン系樹脂にエチレン・α−オレフィン共重合体を使用することで、ポリプロピレン系樹脂層とポリエチレン系樹脂層との接着強度を上げることができ、包装袋として好適に用いることができる。
本発明は、少なくともポリプロピレン系樹脂(B)からなる外層と、ポリエチレン系樹脂(C)に湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)を含むポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とを有する積層体であって、前記ポリエチレン系樹脂組成物からなる内層を210℃以下の成形温度でフィルム状に賦形することを特徴とする積層体である。以下、本発明の内容について、詳しく説明する。
1.湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)
本発明で用いられる湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)は、揮発性抗菌物質を含有する組成物である。
揮発性抗菌物質とは、常温において揮発性を有し、抗菌効果を発揮する物質を意味し、通常油状である。例えば、カラシやワサビの辛味成分であるイソチオシアン酸エステルや、天然植物などに豊富に含まれるモノテルペン化合物などがこれに該当する。これらは、植物の抽出物などから得られる天然品であって、人体に対する安全性が高いものである。とりわけ、イソチオシアン酸エステルは、優れた抗菌作用を発揮することから食品衛生上において好適に用いられる。
なお、揮発性抗菌物質は、天然品に限定されるものではなく、自体公知の方法によって合成された合成品であってもよい。
イソチオシアン酸エステルの具体例としては、イソチオシアン酸アリル、イソチオシアン酸フェニル、イソチオシアン酸メチル、イソチオシアン酸エチル、イソチオシアン酸プロピル、イソチオシアン酸イソプロピル、イソチオシアン酸ブチル、イソチオシアン酸イソブチル、イソチオシアン酸イソアミル、イソチオシアン酸ベンジル、イソチオシアン酸シクロヘキシルなどが挙げられる。また、モノテルペン化合物の具体例としては、テルペン炭化水素、テルペンアルコール、テルペンアルデヒド、テルペンケトン、テルペンオキシドなどが挙げられる。
本発明に用いられる湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)は、湿度に依存して抗菌物質を放出することができる。本発明において湿度依存とは、抗菌物質含有組成物が置かれる雰囲気の湿度によって、抗菌物質の放出(揮発)量が変化することをいい、例えば湿度が60%以下では抗菌物質は実質的に放出せず(揮発されず)、湿度が60%を超えると抗菌物質が放出する(揮発する)ものをいう。
湿度に依存して抗菌物質を放出する方法としては、湿度依存型抗菌物質含有組成物に水溶性フィルム形成剤を含ませる方法または包接体形成剤を含ませる方法等が挙げられる。
また、本発明に用いられる湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)は、ポリエチレン系樹脂との混合のしやすい点において粉末であることが好ましい。
本発明で用いられる水溶性フィルム形成剤とは、その水溶液を乾燥したときにフィルムを形成する性質を有するものを意味する。水溶性フィルム形成剤は、水溶性フィルムを形成することにより揮発性抗菌物質を内包する吸湿性のカプセル粒子を構成し、一定の湿度以上の雰囲気下で当該物質を放出しうるものであればどのようなものであってもよく、具体的には、オクテニルコハク酸デンプンナトリウム(カプシュール(CAPSUL:米国National starch and chemical社製の商品名で日本では日本エヌエスシー社を通じて入手可能))等の改質デンプン、アラビアガム、ゼラチン、ヘミセルロース、微生物産生多糖類などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
本発明で用いる湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)の製造は、例えば、水溶性フィルム形成剤と、必要に応じて、粉末賦形剤を水中に溶解および/または分散させた後、ここに揮発性抗菌物質と、必要に応じて、乳化剤を添加し、乳化処理することで得られた乳化液を噴霧乾燥して粉末化することにより製造することができる。
粉末賦形剤は、アラビアガムなどのような湿度が70%程度の雰囲気下でも吸湿性を有する物質を水溶性フィルム形成剤として用いる場合、粉末組成物中において、水溶性フィルム形成剤で構成されるカプセル粒子を互いに凝集させることなく分散させた状態で保持することで、揮発性抗菌物質の放出安定性を確保するために有効に機能する。粉末賦形剤の具体例としては、デンプン、デンプン分解物、デキストリン、ブドウ糖などの単糖類、乳糖などの二糖類などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種類を混合してもよい。好適な粉末賦形剤としては、非吸湿性のデンプンやデキストリンなどが挙げられる。
乳化剤は、アラビアガムやカプシュール(CAPSUL:米国National starch and chemical社製の商品名で日本では日本エヌエスシー社を通じて入手可能な改質デンプン)などのような乳化作用を有する物質以外の物質を水溶性フィルム形成剤として用いて乳化液を調整する場合に有効に機能する。乳化剤の具体例としては、ポリグリセリン脂肪酸エステルやショ糖脂肪酸エステルやソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
乳化液を調整するための乳化処理は、常法に従って行えばよい。乳化液の噴霧乾燥は、140〜180℃で行うことが望ましい。140℃よりも低温であると水分を十分に蒸発させることができないことで乾燥粉末が得られない恐れがある。一方、180℃よりも高温であると工程中に揮発性抗菌物質が揮散してしまう恐れがある。
なお、水溶性フィルム形成剤と、必要に応じて、粉末賦形剤を水中に溶解および/または分散させた後、ここに揮発性抗菌物質と、必要に応じて、乳化剤を添加する工程は、常温で行ってもよいが、常温にて水溶性フィルム形成剤と必要に応じて粉末賦形剤を水中に溶解および/または分散させた後にいったん60〜80℃程度にまで加温したり、当初から60〜80℃程度にまで加温した状態で水溶性フィルム形成剤と必要に応じて粉末賦形剤を水中に溶解および/または分散させたりすることで、水溶性フィルム形成剤の溶解度を高めたり溶液の加熱殺菌を行ったりした後、室温〜60℃程度にまで冷却してから揮発性抗菌物質と必要に応じて乳化剤を添加するようにしてもよい。また、揮発性抗菌物質は、精製ヤシ油に代表される中鎖脂肪酸などの食用油脂に溶解して添加してもよい。
以上のようにして製造される湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)は、大部分が平均粒径1〜200μmの球状の揮発性抗菌物質を内包する吸湿性のカプセル粒子の集合体からなり、揮発性抗菌物質を高い割合で含んでいることに加え(例えば、含まれる揮発性抗菌物質の割合が11〜20重量%の組成物)、その放出安定性が確保されたものである。
本発明の湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)において、担持された粉末組成物から揮発性抗菌物質が安定に放出されるものであるためには、湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)における揮発性抗菌物質と水溶性フィルム形成剤の配合割合は、揮発性抗菌物質1重量部に対し、水溶性フィルム形成剤が0.5〜20重量部であることが望ましく、1〜7重量部であることがより望ましい。また、粉末賦形剤を用いる場合のその配合割合は、揮発性抗菌物質と水溶性フィルム形成剤の合計1重量部に対し、0.5〜100重量部であることが望ましく、0.7〜20重量部であることがより望ましい。
なお、カプセル粒子の平均粒径は、望ましくは2〜150μmであり、より望ましくは5〜100μmであり、さらに望ましくは11〜50μmである。平均粒径は小さすぎると揮発性抗菌物質の内包量が少なくなる恐れがある。一方、大きすぎると合成樹脂フィルムへの混入が困難になる恐れがある。
本発明における包接体形成剤とは、揮発性抗菌物質と包接体を形成するものであればよい。即ち、イソチオシアネート等の揮発性抗菌物質を長期に保存するためにサイクロデキストリン等の包接体形成剤に包接させてサイクロデキストリン等の包接体として使用する(特開平7−46973号公報参照)。このようにサイクロデキストリン等に揮発性抗菌物質を包接させることにより、イソチオシアネートは、通常の乾燥状態ではサイクロデキストリン等に固定されてほとんど揮発されないが、高湿度下ではサイクロデキストリン等が有する疎水性のために揮発される。従って、前記サイクロデキストリン等の包接体形成剤を含有又は付着させることにより抗菌性を具備させると共に、黴や細菌の増殖に適さない通常の乾燥状態では揮発性抗菌物質を揮発させず、黴や細菌の増殖に適した高湿度下で揮発させるようにした湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)を得ることができる。
包接体形成剤としては、サイクロデキストリン、特にα−サイクロデキストリンが好ましい。
2.ポリエチレン系樹脂(C)
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)としては、エチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)あるいは高圧法低密度ポリエチレン(C−2)が挙げられる。外層であるポリプロピレン系樹脂層との接着性の点でエチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)が好ましい。
(1)メルトフローレート(MFR:190℃、21.18N荷重)
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)のMFR(190℃、21.18N荷重)は、好ましくは0.1〜20g/10分であり、より好ましくは0.5〜10g/10分であり、さらに好ましくは1.0〜5g/10分である。MFRが0.1g/10分未満では樹脂圧力が高く成形性が不良となり、20g/10分を超えると強度が低く、空冷インフレーション成形法の場合、バブルが不安定になり成形性が不良となる。
なお、MFRの測定は、JIS−K6921−2:1997付属書(190℃、21.18N荷重)に準拠して行う。
(2)密度
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)の密度は、好ましくは0.900〜0.935g/cmであり、より好ましくは0.910〜0.930/cmであり、さらに好ましくは0.915〜0.925g/cmである。密度が0.900g/cm未満ではフィルムにベタツキが発生し、0.935g/cmを超えるとヒートシール性が悪くなるため好ましくない。
なお、密度は、JIS−K6922−2:1997付属書(低密度ポリエチレンの場合)に準拠して測定する(23℃)。
(3)モノマー構成
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)がエチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)である場合の構成モノマーについて説明する。
コモノマーとして用いられるα−オレフィンは、好ましくは炭素数3〜12のα−オレフィンである。具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘプテン、4−メチル−ペンテン−1、4−メチル−ヘキセン−1、4,4−ジメチルペンテン−1等を挙げることができる。かかるエチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)の具体例としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・1−ヘキセン共重合体、エチレン・1−オクテン共重合体、エチレン・4−メチル−ペンテン−1共重合体が挙げられる。また、α−オレフィンは、1種または2種以上の組み合わせでもよい。2種のα―オレフィンを組み合わせてターポリマーとする場合は、エチレン・プロピレン・ヘキセンターポリマー、エチレン・ブテン・ヘキセンターポリマー、エチレン・プロピレン・オクテンターポリマー、エチレン・ブテン・オクテンターポリマーが挙げられる。
(4)重合触媒及び重合法
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)は、その製造法は特に限定されるものではなく、一般的には、エチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)の場合には、チーグラー触媒、バナジウム触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒を使用して、気相法、溶液法、スラリー法、高圧イオン重合法等の重合方法で製造することができる。
また、高圧法低密度ポリエチレン(C−2)の場合には、Airあるいはパーオキサイドを開始剤とする高圧ラジカル重合法で製造することができる。
また、かかるポリエチレン系樹脂(C)は、市販されているものの中から適宜選択し使用することもできる。市販品としては、エチレンとα−オレフィンとの共重合体(C−1)である日本ポリエチレン社製「ノバテックLL」「ノバテックC6」「ハーモレックス」「カーネル」あるいは高圧法低密度ポリエチレン(C−2)である「ノバテックLD」等が挙げられる。
(5)その他の配合成分
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)には、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、他の付加的任意成分を配合することができる。このような任意成分としては、通常のポリオレフィン樹脂材料に使用される酸化防止剤、結晶核剤、透明化剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、中和剤、金属不活性剤、着色剤、分散剤、過酸化物、充填剤、蛍光増白剤等を挙げることができる。
また、発明の効果を損なわない範囲で、高圧法低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、高密度ポリエチレン、オレフィン系エラストマー等を混合することもできる。
(6)樹脂組成物の調製
本発明で用いるポリエチレン系樹脂(C)と必要に応じて配合される上記付加的成分等の混合物は、溶融混練することにより得られる。
溶融混練は、例えば、粉末状、ペレット状等の形状の各成分を一軸又は二軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、ブラベンダープラストグラフ、小型バッチミキサー、連続ミキサー、ミキシングロール等の混練機を使用して行う。また、混練機は上述したものを二種以上組み合わせることもできる。
3.ポリプロピレン系樹脂(B)
本発明のポリプロピレン系樹脂(B)は、プロピレンの単独重合体(B−1)あるいはプロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体(B−2)またはブロック共重合体(B−3)が挙げられる。プロピレンの単独重合体(B−1)あるいはプロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体(B−2)を使用すると高透明なフィルムとすることができ好ましい。
(1)メルトフローレート(MFR:230℃、21.18N荷重)
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂(B)のMFR(230℃、21.18N荷重)は、好ましくは1〜20g/10分、より好ましくは2〜20g/10分、さらに好ましくは4〜15g/10分である。MFRが上記範囲未満の場合には、押出性が低下し好適な生産性が得られず、更に透明性が得られないので好ましくない。上記範囲を超える場合には、フィルムの強度が低下し、且つ空冷インフレーション成形の場合にはチューブの安定性が悪くなるので好ましくない。ポリマーのMFRを調節するには、例えば、重合温度、触媒量、分子量調節剤としての水素の供給量など適宜調節する方法がとられる。
なお、MFRの測定は、JIS−K6921−2:1997付属書(230℃、21.18N荷重)に準拠して行う。
(2)モノマー構成
本発明のポリプロピレン系樹脂(B)がプロピレンとα−オレフィンとの共重合体(B−2またはB−3)である場合のモノマー構成は以下のとおりである。
コモノマーとして用いられるα−オレフィンは、好ましくは、エチレンまたは炭素数4〜18のα−オレフィンである。具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘプテン、4−メチル−ペンテン−1、4−メチル−ヘキセン−1、4,4−ジメチルペンテン−1等を挙げることができる。また、α−オレフィンとしては、1種または2種以上の組み合わせでもよい。
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B−2)の場合のα−オレフィンの単位の量は、好ましくは0.5〜12重量%、より好ましくは1〜10重量%、さらに好ましくは1.5〜8重量%である。ブロック共重合体(B−3)の場合のα−オレフィンの単位の量は、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは1〜25重量%、さらに好ましくは2〜20重量%、である。α−オレフィン単位量が多い場合、フィルムの剛性の低下ならびに好適な耐ブロッキング性が得られず、少なすぎる場合は、衝撃強度が損なわれる。ここでα−オレフィン単位量は、下記の条件の13C−NMR法によって計測される値である。
装置:日本電子社製 JEOL−GSX270
濃度:300mg/2mL
溶媒:オルソジクロロベンゼン
(3)重合触媒及び重合法
本発明のポリプロピレン系樹脂(B)の製造法は、特に限定されるものではなく、一般的には、いわゆるチタン含有固体状遷移金属成分と有機成分を組み合わせて用いるチーグラー・ナッタ触媒、特には遷移金属成分がチタン、マグネシウムおよびハロゲンを必須成分とし、電子供与性化合物を任意成分とする固体成分または三塩化チタンとし、有機金属成分が有機アルミニウム化合物とする触媒や、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第4族の遷移金属化合物(いわゆるメタロセン化合物)と、メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒と、必要により、有機アルミニウム化合物とからなるメタロセン触媒を用いることができる。メタロセン触媒を用いることが好ましい。
メタロセン化合物は、好ましくはプロピレンの立体規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物であり、より好ましくはプロピレンのアイソ規則性重合が可能な架橋型のメタロセン化合物である。
メタロセン化合物としては、例えば、特開昭60−35007号、特開昭61−130314号、特開昭63−295607号、特開平1−275609号、特開平2−41303号、特開平2−131488号、特開平2−76887号、特開平3−163088号、特開平4−300887号、特開平4−211694号、特開平5−43616号、特開平5−209013号、特開平6−239914号、特表平7−504934号、特開平8−85708号、の各公報に開示されているものを挙げることができる。
メタロセン化合物として具体的には、例えば、メチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、エチレン1,2−(4−フェニルインデニル)(2−メチル−4−フェニル−4Hアズレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(4−メチルシクロペンタジエニル)(3−t−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(2−メチル−4−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(3’−t−ブチル−5’−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[4−(1−フェニル−3−メチルインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(フルオレニル)t−ブチルアミドジルコニウムジクロリド、メチルフェニルシリレンビス[1−(2−メチル−4,(1−ナフチル)−インデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−メチル−4−フェニル−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−ナフチル−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス[1−(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス[1−(2−エチル−4−(3−フルオロビフェニリル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルゲルミレンビス[1−(2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルゲルミレンビス[1−(2−エチル−4−フェニルインデニル)]ジルコニウムジクロリドなどのジルコニウム化合物が例示できる。上記において、ジルコニウムをチタニウム、ハフニウムに置き換えた化合物も同様に使用できる。場合によっては、ジルコニウム化合物とハフニウム化合物等の混合物を使用することもできる。また、クロリドは他のハロゲン化合物、メチル、イソブチル、ベンジル等の炭化水素基、ジメチルアミド、ジエチルアミド等のアミド基、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシド基、ヒドリド基等に置き換えることが出来る。
これらの内、インデニル基あるいはアズレニル基を珪素あるいはゲルミル基で架橋したメタロセン化合物が好ましい。
また、メタロセン化合物は、無機または有機化合物の担体に担持して使用してもよい。該担体としては、無機または有機化合物の多孔質化合物が好ましく、具体的には、イオン交換性層状珪酸塩、ゼオライト、SiO、Al、シリカアルミナ、MgO、ZrO2、TiO、B、CaO、ZnO、BaO、ThO、等の無機化合物、多孔質のポリオレフィン、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、オレフィン・アクリル酸共重合体等からなる有機化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
メタロセン化合物と反応して安定なイオン状態に活性化しうる助触媒としては、有機アルミニウムオキシ化合物(たとえば、アルミノキサン化合物)、イオン交換性層状珪酸塩、ルイス酸、ホウ素含有化合物、イオン性化合物、フッ素含有有機化合物等が挙げられる。
有機アルミニウム化合物としては、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジハ
ライド、アルキルアルミニウムハイドライド、有機アルミニウムアルコキサイド等が挙げられる。
重合法としては、上記触媒の存在下に、不活性溶媒を用いたスラリー法、溶液法、実質的に溶媒を用いない気相法や、あるいは重合モノマーを溶媒とするバルク重合法等、またはこれらを組み合わせた一段または多段の重合法が挙げられる。
本発明が特定するポリプロピレン系樹脂を得る方法としては、例えば、重合温度やコモノマー量を調節して、分子量および結晶性の分布を適宜制御することにより、所望のポリマーを得ることができる。
また、かかるポリプロピレン系樹脂(B)は、市販されているものの中から適宜選択し使用することもできる。市販品としては、日本ポリプロ社製「ノバテックPP」「ウィンテック」等が挙げられる。
(4)その他の配合成分
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂(B)には、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、他の付加的任意成分を配合することができる。このような任意成分としては、通常のポリオレフィン樹脂材料に使用される酸化防止剤、結晶核剤、透明化剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、中和剤、金属不活性剤、着色剤、分散剤、過酸化物、充填剤、蛍光増白剤等を挙げることができる。
また、発明の効果を損なわない範囲で、高圧法低密度ポリエチレン、エチレン・α−オレフィン共重合体、高密度ポリエチレン、オレフィン系エラストマー等を混合することもできる。
(5)樹脂組成物の調製
ポリプロピレン系樹脂(B)と必要に応じて配合される上記付加的成分等の混合物は、溶融混練することにより得られる。
溶融混練は、例えば、粉末状、ペレット状等の形状の各成分を一軸又は二軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、ブラベンダープラストグラフ、小型バッチミキサー、連続ミキサー、ミキシングロール等の混練機を使用して行う。また、混練機は上述したものを二種以上組み合わせることもできる。
4.積層体
(1)構成
本発明の積層体は、すくなくともポリプロピレン系樹脂(B)からなる外層とポリエチレン系樹脂(C)に湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)を配合したポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とから構成される。
また、ポリエチレン系樹脂(C)に配合する湿度依存型抗菌物質含有組成物の割合は、揮発性抗菌物質が積層体の単位面積あたりに1mg/m以上、好ましくは3mg/m以上、より好ましくは5mg/m以上の割合になるようにすることが好ましく、更に好ましくは10mg/m以上である。1mg/m未満では十分な防カビ性、抗菌性が発揮されない。また、通常1000mg/m以下、好ましくは800mg/m以下である。
内層を構成するポリエチレン系樹脂(C)と湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)の混合は、溶融混練することにより得られる。溶融混練は、例えば、粉末状、ペレット状等の形状の各成分を一軸又は二軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーブレンダー、ブラベンダープラストグラフ、小型バッチミキサー、連続ミキサー、ミキシングロール等の混練機を使用して行う。また、混練機は上述したものを二種以上組み合わせることもできる。また、湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)をあらかじめ、ポリエチレン系樹脂やワックス等に10〜30重量%程度の配合割合で上記の方法にて溶融混練したペレット状のマスターバッチを準備して、後述のフィルム成形時にドライブレンドして混合供給することもできる。
(2)成形
本発明の積層体は、共押出空冷インフレーション成形法、共押出Tダイ成形法等により製造することができる。また、外層および内層の各層を空冷インフレーション成形法、Tダイ成形法等で準備した後、ドライラミネート成形法、サンドイッチラミネート成形法等により、積層することもできる。また、同様に準備した外層に押出ラミネーション成形法で内層を積層することもできる。
また、湿度依存型抗菌物質含有組成物(A)を含む内層は、210℃以下で成形することが重要である。210℃を超えると揮発性抗菌物質が変質したり、成形時の飛散が多くなり、防カビ性、抗菌性の効果が低下したり、着色や発泡の原因となる。
好ましい成形方法は、共押出空冷インフレーション成形法である。内層を内側とするチューブ状のフィルムとすることができるので、揮発性抗菌物質の成形時における飛散を抑制することができる。共押出空冷インフレーション成形法は、複数の押出機及び共押出多層環状ダイを有する空冷インフレーション成形法である。好ましい態様は、ポリプロピレン系樹脂層を構成する樹脂とポリエチレン系樹脂層を構成する樹脂を共押出多層環状ダイ付きの複数押出機により溶融させてチューブ状にして押出し、ブロアーなどから供給される空気を空冷リングから溶融チューブに吹き付けて冷却固化させた後、ガイド板を経てピンチロールにて折り畳み、引取機にて引き取る方法である。この成形方法で使用できる成形機、冷却リング、ブロアー、ガイド板、ピンチロール、及びフィルムの引取機などは広く市場にて使用されている装置で構わず、特別なものは必要としない。
また、本発明における積層体における全体の厚みに対する外層のポリプロピレン系樹脂層の割合は、20〜90%が好ましく、より好ましくは40〜60%である。ポリプロピレン系樹脂層の厚みが20%未満であるとフィルムの剛性や揮発性抗菌物質のバリヤー性が劣り、90%を超えるとフィルムの強度が弱くなるので好ましくない。
また、本発明における積層体の厚みは、10〜150μmが好ましい。上記範囲内であれば透明性に優れるフィルムが安定的に成形できるので好ましい。更に、本発明で得られた積層体に対し、通常工業的に採用されている方法によってコロナ放電処理、あるいは火炎処理等の表面処理を施すこともできる。
また、バリヤー性を向上させる目的でさらに外層側又は外層と内層の中間にポリエチレンテレフタレート樹脂層やポリスチレン樹脂層やナイロン樹脂層やポリビニルアルコール樹脂層やエチレン・ビニルアルコール共重合体層等を設けることができる。また、揮発性抗菌物質や内容物からの水分の移行を制御する目的でさらに内層側又は外層と内層の中間に高圧法ポリエチレン樹脂層やエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂層やエチレン・アクリル酸エステル共重合体層やエチレン・α−オレフィン共重合体層、高密度ポリエチレン樹脂層等を設けることができる。積層する方法としてはドライラミネーション成形法やサンドイッチラミネーション成形法や共押出空冷インフレーション成形法、共押出Tダイ成形法、押出ラミネーション法等を使用することができる。共押出成形法の場合は必要に応じて、酸無水物グラフト共重合体に代表される接着層を介して積層することができる。
5.包装袋
本発明の包装袋は、上記積層体から製造される。包装袋の製法については、特に限定するものではないが、一般的には、積層体をヒートシールすることにより、袋とすることができる。
本発明の包装袋は、フィルム製造過程においても揮発性抗菌物質が効率的に保持されており、使用時において揮発性抗菌物質が内容物を入れている側に優先的に移行するため、防カビ性、抗菌性に優れ、食品保存用包装袋として用いることができ、特に、食パン、もち、和菓子、洋菓子等の包装用食品保存用包装袋として好適に用いることができる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例、比較例で用いた評価方法及び使用樹脂は、以下の通りである。
1.評価方法
(1)メルトフローレート(MFR):ポリプロピレン系樹脂のMFRは、JIS−K6921−2:1997付属書(230℃、21.18N荷重)に準拠して測定し、ポリエチレン系樹脂のMFRは、JIS−K6922−2:1997付属書(190℃、21.18N荷重)に準拠し測定した。
(2)密度:JIS−K6922−2:1997付属書(23℃)に準拠して測定した。
(3)Tm:DSCにより測定した。
(4)Mw/Mn:GPCにより測定した。
(5)イソチオシアン酸アリル(AIT)濃度:溶媒で抽出し、ガスクロマトグラフィーにより測定した。
(6)抗菌テスト:シャーレにデゾキシコレート寒天培地を注いで固化させ、その表面に大腸菌液を塗布した。チューブ状の2層フィルムを切り開き、このシャーレを内層側が下になるように蓋をした状態で温度37℃×湿度100%の密閉容器に入れ、大腸菌の発育状況を肉眼で観察し、次の基準で表した。
−:菌の発育なし
+:わずかに菌が発育
++:明らかに菌が発生
(7)防カビテスト:シャーレにポテトデキストロース寒天培地を注いで固化させ、その表面にカビの一種であるアスペルギルス属を接種した。チューブ状の2層フィルムを切り開き、このシャーレをフィルムの内層側が下になるように蓋をし、温度20℃で培養して、カビの発育状況を肉眼で観察し、次の基準で表した。
−:カビの発育なし
+:わずかにカビが発育
++:明らかにカビが発育
(8)実包テスト:チューブ状の抗菌性2層フィルムに、つきたての小餅200gを封入し、両端をヒートシールして20℃で保存し、3日後のカビの発育状況を肉眼で観察し、次の基準で表した。
−:カビの発育なし
+:わずかにカビが発育
++:明らかにカビが発育
2.使用材料
(1)湿度依存型抗菌物質含有組成物
下記製造例1で得られた湿度依存型抗菌性マスターバッチ−1(MB−1)を用いた。
(製造例1)
60℃にて、水1500gに、水溶性フィルム形成剤としてオクテニルコハク酸デンプンナトリウム250g、粉末賦形剤としてデンプン250gとデキストリン300gを加えて混合攪拌した。室温にまで冷却した溶液に、揮発性抗菌物質としてイソチシアン酸アリル200gを添加し、乳化機(TKミキサー:特殊機工工業社製)を用いて乳化処理して乳化液を得た。得られた乳化液をスプレードライヤーで噴霧乾燥(乾燥温度150℃)し、薄いクリーム色の粉末組成物(湿度依存型抗菌物質含有組成物−1)を得た。この組成物に含まれるイソチオシアン酸アリルの割合は13.8重量%であった。この湿度依存型抗菌物質含有組成物−1 20重量%と高圧法低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製ノバテックLD LJ902(MFR=45g/10分、密度=0.915g/cm)80重量%とを2軸混練機(TEX35:東芝機械社製)にて混合し、湿度依存型抗菌性マスターバッチ−1(MB−1)を製造した。このMB−1に含まれるイソチオシアン酸アリルの濃度は、ガスクロマトグラフィーによる実測の結果、2.3重量%であった。
(2)ポリプロピレン系樹脂
下記製造例2で得られたプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(PP−1)を用いた。
(製造例2)
(1)触媒の調製
(i)ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル)ジルコニウムジクロリドのラセミ体の合成
特開平10−226712号公報の実施例12に記載された方法に従って合成した。
(ii)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
特開平11−80229号公報の実施例1に記載された方法に従って製造した。さらに、この化学処理モンモリロナイト200gを内容積3Lの攪拌翼のついたガラス製反応器に導入し、ノルマルヘプタン750ml、さらにトリノルマルオクチルアルミニウムのヘプタン溶液(500mmol)を加え、室温で攪拌した。1時間後、ノルマルヘプタンにて洗浄(残液率1%未満)し、スラリーを2000mLに調製した。
(iii)触媒の調製/予備重合
次に、(r)−ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル]ジルコニウムジクロリド3mmolのトルエンスラリー870mLとトリイソブチルアルミニウム(15mmol)のヘプタン溶液42.6mLを、あらかじめ室温にて1時間反応させておいた混合液を、上記の化学処理モンモリロナイトスラリーに加え、1時間攪拌した。
続いて、窒素で十分置換を行った内容積10Lの攪拌式オートクレーブにノルマルヘプタン2.1Lを導入し、40℃に保持した。そこに先に調製したモンモリロナイト/錯体スラリーを導入した。温度が40℃に安定したところでプロピレンを100g/時間の速度で供給し、その温度を維持した。4時間後、プロピレンの供給を停止し、さらに2時間維持した。回収した予備重合触媒スラリーから、上澄みを約3L除き、トリイソブチルアルミニウム(30mmol)のヘプタン溶液を170mL添加し、10分間撹拌した後に、40℃にて減圧下熱処理した。この操作により触媒1g当たりポリプロピレン2.08gを含む予備重合触媒が得られた。
(iv)プロピレン−エチレンランダム共重合体の製造
内容積270Lの攪拌装置付き液相重合槽、内容積400Lの失活槽、スラリー循環ポンプ、循環ラインからなる失活システム、二重管式熱交換器と流動フラッシュ槽からなる高圧脱ガスシステム、さらに低圧脱ガス槽および乾燥器などを含む後処理系を組み込んだプロセスにより、プロピレン・エチレン共重合体の連続製造を実施した。
上記で製造した予備重合触媒を流動パラフィン(東燃社製:ホワイトレックス335)に濃度15重量%で分散させて、触媒成分として0.52g/hrで液相重合槽に導入した。さらにこの重合槽に液状プロピレンを38kg/hr、エチレンを0.77kg/hr、水素を0.10g/hr、トリイソブチルアルミニウムを9.0g/hrで連続的に供給し、内温を70℃に保持し、重合を行った。
液相重合槽からポリマーと液状プロピレンの混合スラリーをポリマーとして11kg/hrとなるように失活槽に抜き出した。このとき重合槽の触媒の平均滞留時間は、1.3時間であった。失活槽には、失活剤としてエタノールを10.5g/hrで供給した。さらにポリマーは、循環ラインから高圧脱ガス槽へ抜き出し、さらに低圧脱ガス槽を経て、乾燥器で乾燥を行った。乾燥器の内温80℃、滞留時間が1時間となるように調整し、さらに室温の乾燥窒素をパウダーの流れの向流方向に12m/hrの流量で流した。乾燥後のポリマー(PP−1)は、ホッパーから取り出した。得られた重合体(PP−1)は、エチレン含量=2.0重量%、MFR=7g/10分、Tm=135℃、Mw/Mn=2.8であった。
(3)ポリエチレン系樹脂
下記PE−1、PE−2を用いた。
PE−1:エチレン・α−オレフィン共重合体(日本ポリエチレン社製ノバテックLL UF230:MFR=1.0g/10分、密度=0.921g/cm
PE−2:高圧法低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製ノバテックLD LF280:MFR=0.7g/10分、密度=0.928g/cm
(実施例1)
外層にポリプロピレン系樹脂(B)としてPP−1を、内層にポリエチレン系樹脂(C)としてPE−1を85重量%とPE−2を10重量%とMB−1を5重量%を均一に混合したポリエチレン系樹脂組成物を用い、それぞれ口径50mmの押出機に装着した直径100mm、リップ巾3mmの環状ダイより170℃にて溶融押出し、ブロー比=2、引き取り速度26m/分にて共押出空冷インフレーション成形を行い、厚み35μm(外層/内層=15μm/20μm)のチューブ状の二層フィルムを得た。このようにして製造した2層積層フィルムを使用して、抗菌テスト、防カビテスト、実包テストを実施した。その結果を表1に示す。なお、表1中のAIT濃度は仕込み量から計算した濃度である。
(実施例2〜3)
ポリエチレン系樹脂(C)としてPE−1とPE−2およびMB−1の配合割合を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、2種類のチューブ状の2層フィルムを得た。実施例1と同様に抗菌テスト、防カビテスト、実包テストを実施した結果を表1に示す。
(比較例1)
ポリエチレン系樹脂(C)としてPE−1を90重量%とPE−2を10重量%を均一に混合したものとした以外は実施例1と同様にして、チューブ状の2層フィルムを得た。実施例1と同様に抗菌テスト、防カビテスト、実包テストを実施した結果を表1に示す。
(比較例2)
ポリプロピレン系樹脂(B)の代わりに、PE−1を90重量%とPE−2を10重量%を均一に混合したものを使用した以外は実施例1と同様にして、チューブ状の2層フィルムを得た。実施例1と同様に抗菌テスト、防カビテスト、実包テストを実施した結果を表1に示す。
(比較例3)
実施例1と同じ構成にて、成形温度を220℃に変更して、共押出空冷インフレーション成形を実施した。実施例1と同様に実包テストを実施した結果を表1に示す。
Figure 2007230022
表1に示したとおり、本発明の積層体は優れた防カビ性、抗菌性を発揮することがわかった。
本発明の積層体は、防カビ性、抗菌性、透明性に優れ、包装袋、特に、食パン、もち、和菓子、洋菓子等の食品保存用包装袋用途に好適に用いることができる。

Claims (12)

  1. 少なくともポリプロピレン系樹脂からなる外層と、ポリエチレン系樹脂及び湿度依存型抗菌物質含有組成物を含むポリエチレン系樹脂組成物からなる内層とを有する積層体であって、前記ポリエチレン系樹脂組成物からなる内層を210℃以下の成形温度でフィルム状に賦形することを特徴とする積層体。
  2. 抗菌物質が、積層体の単位面積あたりに1mg/m以上の割合になるように前記ポリエチレン系樹脂組成物中の湿度依存型抗菌物質含有組成物を配合することを特徴とする請求項1に記載の積層体。
  3. 積層体が、共押出空冷インフレーション成形法によりチューブ状に賦形されることを特徴とする請求項1又は2に記載の積層体。
  4. ポリプロピレン系樹脂が、メタロセン触媒を使用して製造されたプロピレン重合体またはプロピレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
  5. ポリエチレン系樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層体。
  6. 湿度依存型抗菌物質含有組成物が、水溶性フィルム形成剤又は包接体形成剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体。
  7. 抗菌物質が、イソチオシアン酸エステルであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体。
  8. 水溶性フィルム形成剤が、オクテニルコハク酸デンプンナトリウムであることを特徴とする請求項6又は7に記載の積層体。
  9. 湿度依存型抗菌物質含有組成物が、さらに粉末賦形剤を含んでなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の積層体。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層体からなることを特徴とする包装袋。
  11. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層体からなることを特徴とする食品保存用包装袋。
  12. 食品保存用包装袋の被包装食品が、食パン、もち、和菓子または洋菓子のいずれかであることを特徴とする請求項11に記載の食品保存用包装袋。
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