JP7326814B2 - 撥液性フィルム、撥液性積層体及び包装材 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る撥液性積層体は、基材と、該基材上に設けられた撥液性フィルムと、を備え、撥液層が少なくとも一方の最表面に配置された構造を有するものである。図1及び図2は、本実施形態に係る撥液性積層体の概略断面図である。本実施形態に係る撥液性積層体は、図1に示す撥液性積層体1のように、撥液層11からなる撥液性フィルム10と、基材14とが、接着剤13を介して積層された構造を有するものであってもよい。また、本実施形態に係る撥液性積層体は、図2に示す撥液性積層体2のように、撥液層11及び第2の樹脂層12からなる撥液性フィルム10と、基材14とが、接着剤13を介して積層された構造を有するものであってもよい。撥液性フィルム10が第2の樹脂層12を備える場合、撥液性フィルム10は、撥液層11が撥液性積層体2の最表面となるように、第2の樹脂層12が基材14と対向するように配置される。
撥液層11は撥液性を有する層である。撥液層11は、加熱によりヒートシール性を発現することができる層であってもよい。ここで、撥液性とは、撥水性及び撥油性の両特性を包含する概念であり、具体的には、液体状、半固体状、もしくはゲル状の水性又は油性材料に対し撥液する特性である。水性又は油性材料としては、水、油、ヨーグルト、ゼリー、プリン、シロップ、お粥、スープ、カレー、パスタソース等の食品、ハンドソープ、シャンプー等の洗剤、医薬品、化粧品、化学品などが挙げられる。また、ヒートシール性とは、一例として、100~200℃、0.1~0.3MPa、1~3秒間の条件にてヒートシールが可能である性質をいう。ヒートシールの条件は、撥液性積層体のヒートシールに要する条件に応じて容易に変更することが可能である。
本発明の一実施形態に係る撥液層形成用樹脂組成物は、(A)ポリオレフィン樹脂(以下、「(A)成分」ともいう)、及び、(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体(以下、「(B)成分」ともいう)を含む。ここで、(B)成分は(A)成分に対して相溶性を有するものであってもよく、相溶性を有しないものであってもよい。(B)成分が(A)成分に対して相溶性を有しないものである場合、本実施形態に係る撥液層形成用樹脂組成物は、(A)成分と相溶する部位及び(B)成分と相溶する部位を有する(C)相溶化剤を更に含んでいてよい。
(A)成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリノルボルネン等が挙げられる。(A)成分は、ヒートシール性及び強度物性(引張強度、衝撃強度など)の観点から、線状ポリオレフィンであってもよく、線状ポリオレフィンは直鎖状でも分岐状でもよい。撥液性積層体をレトルト食品包装材のような湯煎等の加熱処理が施される包装材用途に用いる場合には、袋状の包装材が湯煎等の加熱処理によって破袋することを防止しやすくなることから、(A)成分は、ポリプロピレンであることが好ましい。(A)成分は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(B)成分は、撥液層11に撥液性を付与する成分である。(B)成分は、ポリエーテル部位とポリオレフィン部位とを有する。(B)成分は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(C)成分は、好ましくは、ポリオレフィン部位が(A)成分と非相溶である(B)成分を用いる場合に用いられる。(C)成分は、(A)成分と相溶する部位及び(B)成分と相溶する部位を有する成分である。(C)成分を用いることにより、ポリオレフィン部位が(A)成分と非相溶である(B)成分と(A)成分との相溶性を向上させることができる。
第2の樹脂層12は、ヒートシール性、耐熱性及び耐衝撃性、酸素・水蒸気バリア性等を向上させるために撥液層11と基材14との間に設けられる層である。撥液性フィルムが第2の樹脂層を更に備えることで、ヒートシール性及び撥液性に加えて更なる機能性(耐熱性、耐衝撃性等)を付与することが可能となる。また、撥液層の薄膜化が可能となり、撥液層に含まれる(B)成分の総量を減らすことができるため、コストダウンも可能である。第2の樹脂層12は、ヒートシール性を有する熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
上述した撥液層11単層、又は、撥液層11及び第2の樹脂層12の2層により、撥液性を有する撥液性フィルム10が形成される。撥液性フィルム10は、基材14の表面の一部又は全部を覆うように形成されている。なお、撥液性フィルム10は、用途に応じて、基材14と積層せずに撥液性フィルム10単独で使用してもよい。
基材14は、支持体となる物であれば特に制限はなく、例えば紙、樹脂フィルム、金属箔等が挙げられる。紙としては、上質紙、特殊上質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、模造紙、クラフト紙等が挙げられる。樹脂フィルムとしては、ポリオレフィン(例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、酸変性ポリオレフィン、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート(PET)等)、ポリアミド(PA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、セルロースアセテート、セロファン樹脂の少なくとも一種を含むフィルムが挙げられる。このフィルムは延伸フィルムでもよいし、非延伸フィルムでもよい。金属箔としては、例えばアルミ箔、ニッケル箔等が挙げられる。基材14は、材質の異なる複数の基材を積層したものであってもよい。
接着剤によるラミネート方法としては、ドライラミネート、ウェットラミネート、ノンソルベントラミネートなどの各種公知のラミネート方法を用いることができる。これらのラミネート方法に用いられる接着剤13としては以下のものが挙げられる。
接着剤13は、撥液性フィルム10と基材14とを接着するものである。接着剤13としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、カーボネートポリオールなどの主剤に対し、2官能以上のイソシアネート化合物を作用させたポリウレタン樹脂等が挙げられる。上述した各種ポリオールは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
熱処理によるラミネート方法としては、大きく以下の方法が挙げられる。
(1)あらかじめ製膜した撥液性フィルム10を接着性樹脂と共に基材14上に押出ラミネートする方法。
(2)撥液性フィルム10を構成する樹脂層と接着性樹脂とを基材14上に押出ラミネートする方法。
(3)上記(1)もしくは(2)の方法で得られたラミネート基材を、更に熱ロールで加熱・加圧することにより接着させる方法。
(4)上記(1)もしくは(2)の方法で得られたラミネート基材を、更に高温雰囲気下で保管する、あるいは高温雰囲気下の乾燥・焼付け炉を通過させる方法。
本実施形態に係る包装材は、上述した撥液性積層体を用いて形成されたものである。包装材として具体的には、ヨーグルト、ゼリー、シロップ等の容器の蓋材、お粥、スープ、カレー、パスタソース等のレトルト食品包装材(レトルトパウチ)などが挙げられる。包装材の内面(内容物側)に撥液層が配置されるように包装材を形成することで、液体や半固体、ゲル状物質等の内容物の包装材内面への付着や残存を抑制することができる。また、レトルト食品包装材のような袋状の包装材においては、包装材の最内層同士がブロッキングすることで内容物が排出され難くなる場合があるが、本実施形態に係る包装材によれば、最内層である撥液層同士がブロッキングし難く、内容物を効率的に排出することができる。
本実施形態に係る容器は、上述した撥液層形成用樹脂組成物を用いて形成された撥液層を少なくとも内面(内容物側)に有する容器である。容器として具体的には、化学品や医薬品等の液体、半固体、ゲル状物質等の保存容器、ハンドソープやシャンプー等を収容するボトルなどが挙げられる。容器の内面(内容物側)に撥液層が配置されるように容器を形成することで、液体や半固体、ゲル状物質等の内容物の容器内面への付着や残存を抑制することができる。
[実施例1~24及び比較例1~7]
表1及び表2に示す材料を準備し、表1及び表2に示す割合で混合することで撥液層形成用樹脂組成物を調整した。表1及び表2における略称は以下の通りである。
b-PP1:ブロックポリプロピレン樹脂(プロピレン-エチレンブロック共重合体、商品名「ノバテック」、融点135~165℃、日本ポリプロ株式会社製)
b-PP2:ブロックポリプロピレン樹脂(プロピレン-エチレンブロック共重合体、商品名「ノバテック」、融点145~170℃、日本ポリプロ株式会社製)
LLDPE:直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(商品名「エボリュー」、融点116℃、株式会社プライムポリマー社製)
B1:ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体(融点135℃、表面抵抗値1.0×108Ω/□)
PP-PE:プロピレンとエチレンとのブロック共重合体
PP-Et/Bu:プロピレンとエチレン/ブチレン共重合体とのブロック共重合体
[実施例1~4及び12~20並びに比較例2~7]
3層共押出し機を用いて、撥液層形成用樹脂組成物を押出し製膜し、厚さ60μmの撥液層からなる撥液性フィルムを得た。得られた撥液性フィルムと、基材である厚さ38μmのPETフィルム(商品名「エンブレット」、ユニチカ株式会社製)とを、ポリウレタン系接着剤(三井化学株式会社製)を用いてドライラミネートし、50℃で4日間エージングして、撥液性積層体を得た。
表1及び表2に記載の原料を準備し、第2の樹脂層形成用樹脂組成物とした。3層共押出し機を用いて、撥液層形成用樹脂組成物と第2の樹脂層形成用樹脂組成物とを共押出し製膜し、厚さ15μmの撥液層と厚さ45μmの第2の樹脂層からなる撥液性フィルムを得た。得られた撥液性フィルムの第2の樹脂層と、基材である厚さ38μmのPETフィルム(商品名「エンブレット」、ユニチカ株式会社製)とを、ポリウレタン系接着剤(三井化学株式会社製)を用いてドライラミネートし、撥液性積層体を得た。
<レトルト処理無しの残液性評価>
[実施例12~24及び比較例3~7]
得られた撥液性積層体について、図3に示した方法により、撥液性の評価を行った。まず、撥液性積層体を縦150mm×横138mmにカットしたサンプル100を2枚用意した。2枚のサンプル100を、それぞれの撥液層が内側となるように重ね、縦方向端部の1辺と横方向両端部の2辺とを、ヒートシーラーで190℃、0.03MPa、2秒の条件で10mm幅にわたって熱封緘してシール部51を形成し、縦方向端部の一辺が開口しているパウチを作製した(図3の(a)を参照)。次に、パウチの開口部から100gのサラダ油54を注液した(図3の(b)参照)。その後、次いで、パウチを逆さにし、注ぎ口を水平面から45°傾けた状態で30秒間保持し、容器56にサラダ油54を排出させて、秤57により排出量を秤量した(図3の(c)を参照)。秤量した排出量から、下記式により残液量(%)を求めた。
残液量(%)={(100-排出量)/100}×100
測定は3回行い、3回の平均残液量から下記評価基準により残液評価を行った。残液量及び残液評価の結果を表1及び表2に示す。
◎:平均残液量が2.0%未満
○:平均残液量が2.0%以上2.5%未満
△:平均残液量が2.5%以上3.5%未満
×:平均残液量が3.5%以上
[実施例1~11並びに比較例1及び2]
得られた撥液性積層体について、図4に示した方法により、撥液性の評価を行った。まず、撥液性積層体を縦150mm×横138mmにカットしたサンプル200を2枚用意した。2枚のサンプル200を、それぞれの撥液層が内側となるように重ね、縦方向端部の1辺と横方向両端部の2辺とを、ヒートシーラーで190℃、0.03MPa、2秒の条件で10mm幅にわたって熱封緘してシール部151を形成し、縦方向端部の一辺が開口しているパウチを作製した(図4の(a)を参照)。次に、パウチの開口部から180gの水中油分散型液体154(商品名「ボンカレーゴールド 中辛」、脂質量7.0g/180g中、大塚食品社製)を注液した(図4の(b)を参照)。その後、開口部をヒートシーラーで190℃、0.03MPa、2secの条件で10mm幅にわたって熱封緘してシール部151を形成し、パウチを密閉した(図4の(c)を参照)。
残液量(%)={(180-排出量)/180}×100
測定は3回行い、3回の平均残液量から下記評価基準により残液評価を行った。残液量及び残液評価の結果を表1及び表2に示す。
◎:平均残液量が6.5%未満
○:平均残液量が6.5%以上8.0%未満
△:平均残液量が8.0%以上10.0%未満
×:平均残液量が10.0%以上
[実施例1~24及び比較例1~7]
上記残液評価において、パウチ内から液体を排出した際の液体の排出挙動を目視にて観察し、下記評価基準により外観評価を行った。結果を表1及び表2に示す。
◎:液体が綺麗に滑落する様子が見られ、フィルムへの付着がほぼない。
○:液体が滑落する様子が見られ、フィルムへの付着が少ない。
△:液体が滑落する様子は見られるが、フィルムに付着している。
×:液体が滑落する様子が見られず、フィルムに多く付着している。
[実施例1~24及び比較例1~7]
撥液性積層体を縦50mm×横15mmにカットしたサンプルを2枚用意した。2枚のサンプルを、それぞれの撥液層が内側となるように重ね、ヒートシーラーで190℃、0.2MPa、1秒の条件で縦50mm×横15mmにわたって熱封緘してシール部を形成した。次に、剥離試験機(島津製作所社製AGS-X)を使用して、剥離角度180度、剥離速度300mm/minにて、剥離強度を測定した。下記評価基準により剥離強度を評価した。結果を表1及び表2に示す。表1及び表2においては、単に「シール性」という。
◎:シール強度が40N/15mm以上。
○:シール強度が30N/15mm以上40N/15mm未満。
△:シール強度が20N/15mm以上30N/15mm未満。
×:シール強度が20N/15mm未満。
撥液性積層体の撥液層の表面抵抗値を測定した。表面抵抗値は、ハイレスタ(三菱ケミカルアナリティック)を用いて、JISK6911に準拠して、測定した。測定条件は、印加電圧1000V、測定時間5分、温度23℃、湿度50%RHとした。
Claims (10)
- 基材と、該基材上に設けられた樹脂組成物を用いて形成された撥液層と、を備える撥液性積層体を用いて形成された包装材であって、
前記撥液性積層体において、前記撥液層が少なくとも一方の最表面に配置され、
前記樹脂組成物が、(A)ポリオレフィン樹脂、及び、(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体を含み、
前記樹脂組成物における前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体の含有量が、前記樹脂組成物の固形分全量を基準として、0.5~30質量%であり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリエーテル部位が、エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びテトラヒドロフランからなる群より選択される少なくとも1種のモノマー成分に由来し、
80℃以上の加熱処理を施す用途に用いられる、包装材。 - 前記(A)ポリオレフィン樹脂と前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位とが非相溶であり、
前記樹脂組成物が、前記(A)ポリオレフィン樹脂と相溶する部位及び前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体と相溶する部位を有する(C)相溶化剤を更に含み、
前記(A)ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンであり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位が、ポリエチレンであり、
前記(C)相溶化剤が、ポリエチレン構造及びポリプロピレン構造を有する、請求項1に記載の包装材。 - 前記(A)ポリオレフィン樹脂と前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位とが非相溶であり、
前記樹脂組成物が、前記(A)ポリオレフィン樹脂と相溶する部位及び前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体と相溶する部位を有する(C)相溶化剤を更に含み、
前記(A)ポリオレフィン樹脂が、ポリエチレンであり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位が、ポリプロピレンであり、
(C)相溶化剤が、ポリエチレン構造及びポリプロピレン構造を有する、請求項1に記載の包装材。 - 撥液性積層体が、前記撥液層の前記基材側の主面上に設けられた1層以上の樹脂層を更に備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の包装材。
- 前記撥液層中の前記(A)ポリオレフィン樹脂の融点T1(℃)と、前記1層以上の樹脂層のうち前記撥液層と接する樹脂層に含まれる樹脂の融点T2(℃)とが、T1<T2の関係を満たす、請求項4に記載の包装材。
- 樹脂組成物を用いて形成された撥液層と、前記撥液層の一方の主面上に設けられた1層以上の樹脂層と、を備え、
前記樹脂組成物が、(A)ポリオレフィン樹脂、及び、(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体を含み、
前記樹脂組成物における前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体の含有量が、前記樹脂組成物の固形分全量を基準として、0.5~30質量%であり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリエーテル部位が、エチレンオキシド、プロピレンオキシド及びテトラヒドロフランからなる群より選択される少なくとも1種のモノマー成分に由来し、
前記撥液層中の前記(A)ポリオレフィン樹脂の融点T 1 (℃)と、前記1層以上の樹脂層のうち前記撥液層と接する樹脂層に含まれる樹脂の融点T 2 (℃)とが、T 1 <T 2 の関係を満たす、撥液性フィルム。 - 前記(A)ポリオレフィン樹脂と前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位とが非相溶であり、
前記樹脂組成物が、前記(A)ポリオレフィン樹脂と相溶する部位及び前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体と相溶する部位を有する(C)相溶化剤を更に含み、
前記(A)ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンであり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位が、ポリエチレンであり、
前記(C)相溶化剤が、ポリエチレン構造及びポリプロピレン構造を有する、請求項6に記載の撥液性フィルム。 - 前記(A)ポリオレフィン樹脂と前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位とが非相溶であり、
前記樹脂組成物が、前記(A)ポリオレフィン樹脂と相溶する部位及び前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体と相溶する部位を有する(C)相溶化剤を更に含み、
前記(A)ポリオレフィン樹脂が、ポリエチレンであり、
前記(B)ポリエーテル/ポリオレフィン共重合体のポリオレフィン部位が、ポリプロピレンであり、
(C)相溶化剤が、ポリエチレン構造及びポリプロピレン構造を有する、請求項6に記載の撥液性フィルム。 - 基材と、該基材上に設けられた請求項6~8のいずれか一項に記載の撥液性フィルムと、を備え、前記撥液層が少なくとも一方の最表面に配置されている、撥液性積層体。
- 請求項9に記載の撥液性積層体を用いて形成された包装材。
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