JP3368663B2

JP3368663B2 - 抗菌性包装材料

Info

Publication number: JP3368663B2
Application number: JP07058594A
Authority: JP
Inventors: 守関口; 信哉落合
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH07276546A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬品、食品、衛生上
滅菌或いは抗菌性が求められる商品などに用いられる包
装材料に用いられる殺菌性或いは抗菌性を有する抗菌性
包装材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、医薬品・食品・衛生上滅菌或いは
抗菌性が求められる商品などに用いられる包装材料は、
包装するものに対して殺菌又は抗菌性を付与する手段と
して、紫外線ランプによる紫外線照射法、オゾン酸化
法、次亜塩素酸ナトリウム溶液による洗浄法などによる
各種方法があり、目的に応じてそれぞれ選択されてい
る。また銀ゼオライト、金属材料を抗菌剤として、樹脂
に練り込む、または表面に塗工することにより物品に同
様に殺菌又は抗菌性を付与していた。なお、このような
医薬品・食品と直接接する物品に用いられる包装材料に
は殺菌性の強い薬品などを樹脂に練り込む、または表面
に塗工することは、事実上不可能であり、安全性ととも
に優れた殺菌又は抗菌性を有するものが望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の紫
外線照射法、オゾン酸化法は、紫外線の発生やオゾンの
発生に装置を必要としており、また殺菌対象となる物品
の樹脂の表面変色や劣化を引き起こしたり、その処理を
長時間に渡って行なう場合には人体への影響も無視でき
ない問題を有している。

【０００４】また抗菌剤を予め樹脂に練り込んでおき、
それを素材として利用する場合は、物品の表面にブリー
ドアウトした抗菌剤のみが有効となるため、樹脂内部に
存在する抗菌剤はその効果を発揮することができないだ
けでなく、表面に露出する抗菌剤を多くするために、多
量に混ぜる必要があり、また抗菌剤の添加は樹脂の機械
的強度、耐候性、耐久性など物性の低下をもたらすとい
う問題を有している。

【０００５】また物品に塗工する場合は、抗菌剤の殺菌
・抗菌性の効果を有効に保持・発揮させるために、その
表面に抗菌剤が高濃度で露出させることが必要となり、
塗工液のバインダー樹脂への添加による物性の低下が生
じ、物品の使用時における塗工面の剥離の問題などがあ
った。

【０００６】そこで本発明は、包装材料として用いるこ
とが可能であり、しかも抗菌性を長期間保持可能とする
抗菌性包装材料を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたものであり、請求項１に記載の発明
は、熱接着性フィルムの片面に、金属酸化物又は炭化物
からなる絶縁性薄膜層、抗菌性金属薄膜層、接着層、基
材フィルムを順次積層してなり、かつ前記熱接着性フィ
ルムと絶縁性薄膜層に貫通する小孔を多数形成してなる
ことを特徴とする抗菌性包装材料である。

【０００８】

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、上記請
求項１に記載の抗菌性包装材料において、前記抗菌性金
属薄膜層が、銀または銅の何れか一方であることを特徴
とする抗菌性包装材料である。

【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、上記請
求項１又は請求項２に記載の抗菌性包装材料において、
前記基材フィルムの少なくとも片面に印刷層が形成され
てなることを特徴とする抗菌性包装材料である。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１に記載の抗菌性包装材料は、
熱接着性フィルムに金属酸化物又は炭化物からなる絶縁
性薄膜層、抗菌性金属薄膜層、接着層、基材フィルムを
順次積層し、かつ前記熱接着性フィルム及び絶縁性薄膜
層に貫通する小孔を多数形成することにより絶縁性薄膜
層上に設けられた抗菌性金属薄膜層から遊離した抗菌性
金属イオンが絶縁性薄膜層に形成された多孔部に吸着、
貯蔵され、少しずつ基材フィルムの孔を通り基材フィル
ムの表面に溶出或いは滲出し、これにより抗菌性を示
す。徐々に基材フィルムの各小孔を介して金属が溶出し
抗菌性を与えるため、安全性とともに長期間安定した抗
菌性を維持することができる。

【００１２】また、熱接着性フィルム上に金属酸化物又
は炭化物からなる絶縁性薄膜層を設けることにより、さ
らに熱接着性フィルムと抗菌性金属薄膜層との密着性を
上げるアンカー機能を有し、かつ小孔を加工形成する際
には、この薄膜生成時の帯電を利用することで容易に小
孔を形成することができる。

【００１３】本発明の請求項２に記載の抗菌性包装材料
によれば、銀または銅からなる抗菌性金属薄膜層から遊
離した銀または銅の抗菌性金属イオンが絶縁性薄膜層に
形成された多孔部に吸着、貯蔵され、少しずつ基材フィ
ルムの孔を通り基材フィルムの表面に溶出或いは滲出
し、銀または銅の抗菌性金属イオンの細菌・バクテリア
などの増殖抑制効果により抗菌性を示すことができる。

【００１４】さらに請求項３に記載の抗菌性包装材料に
よれば、基材フィルムの少なくとも片面に印刷層を形成
することにより、デザインを付与することができ、意匠
性の高い包装材料とすることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は、本発明の抗菌性包装材料の一実施例を示す
断面図であり、図２は本発明の抗菌性包装材料の製造装
置の一例を説明する概略図であり、図３は本発明の抗菌
性包装材料の基材フィルムへの絶縁性薄膜層及び多孔形
成を説明する概略図である。

【００１６】図１の本発明の抗菌性包装材料１は、熱接
着性フィルム２上に絶縁性薄膜層３、金属薄膜層４、及
び接着層５を介して基材フィルム６が順次積層された構
成を有しており、熱接着性フィルム２及び絶縁性金属層
３には両層を貫通する小孔７が多数形成されてなる。

【００１７】熱接着性フィルム２は、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重
合体、アイオノマー樹脂などから選択される樹脂からな
り、熱により溶融接着可能な樹脂のフィルム状又はシー
ト状のものである。とくに熱シール加工が８０〜２００
℃程度で可能なものが好ましく、また上記樹脂のブレン
ド物或いは２層以上の多層構造とした熱接着性フィルム
とすることも可能である。

【００１８】この熱接着性フィルム２の層厚はとくに限
定されないが、実用上６〜２００μｍ程度のものが利用
される。層厚が６μｍ未満であると、包装体に加工する
際に、熱による溶融接着するとシール強度が不足し、包
装体が破れることがある。また層厚が２００μｍを越え
ると、貫通して設けられる小孔５の均一な加工形成が困
難となる。

【００１９】絶縁性薄膜層３は、マグネシウム（Ｍ
ｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、ジルコニ
ウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）などの金
属の酸化物、炭化物等の化合物からなる化合物薄膜であ
り、上記特性を有するものであればとくに限定されな
い。なお、以下に述べる熱接着性フィルム２の帯電を利
用して小孔７を熱接着性２とともに形成する加工適性を
考慮すれば、絶縁性膜膜層３の表面抵抗値が１０¹⁵（Ω
／□）以上であることが好ましい。

【００２０】絶縁性薄膜層３の層厚は、２〜５００ｎｍ
の範囲であり、好ましくは１０〜２００ｎｍである。５
００ｎｍより厚くなると薄膜にクラックが入り、薄膜が
熱接着性フィルム２面から脱落するため、好ましくな
い。また２ｎｍより薄いと、金属薄膜層との接着性の不
良とともに、以下に述べる絶縁性薄膜の帯電性を利用し
た熱接着性フィルム２との小孔加工の問題を生じる。絶
縁性薄膜層３の形成方法は、真空蒸着法、スパッタリン
グ、プラズマ蒸着法、イオンプレーティング法などの公
知のドライプロセスを利用することができる。とくに真
空蒸着法は、長尺状の熱接着性フィルム２とすることで
連続的に高速で、しかも安価に大量加工することができ
る。

【００２１】金属薄膜層４は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃ
ｕ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）、錫（Ｓｎ）などの
金属、これらの酸化物または他の化合物から、抗菌性を
示す材料が選択され、さきに列挙されたもの以外であっ
ても抗菌性を示す金属材料であれ用いることができる。
金属薄膜層４の層厚は５〜５００ｎｍの範囲であり、５
ｎｍより薄い場合は抗菌性が不十分であり、また５００
ｎｍより厚くなると下層の絶縁性薄膜層３或いは熱接着
性フィルム２からの脱落を生じる問題を有する。好まし
くは５〜２００ｎｍの範囲である。

【００２２】金属薄膜層４の形成方法は、上記の絶縁性
薄膜層３の形成方法と同様であり、真空蒸着法、スパッ
タリング、プラズマ蒸着法、イオンプレーティング法な
どの公知のドライプロセスを利用することができる。こ
れも同様に真空蒸着法によれば長尺状の熱接着性フィル
ム２に連続的に高速で、しかも安価に大量加工すること
ができる。

【００２３】次に本発明の絶縁性薄膜層３が形成された
熱接着性フィルム２に多数の微細な小孔を貫通形成する
方法は、図３に示す蒸着装置Ｂにより、真空容器２０内
で巻出しロール２５から供給される熱接着性フィルム２
上に電子ビーム加熱法により蒸着源２２を電子ビーム２
３で加熱・蒸発させ、金属性ロール２１で冷却し絶縁性
薄膜層３を連続的に形成し、ガイドロール２６を介して
巻取りロール２７に巻き取られる。ここでこの金属製ロ
ール２１から剥離する際に生じるアーク放電２４を利用
して熱接着性フィルム２及び絶縁性薄膜層３に小孔を形
成するものである。すなわち熱接着性フィルム２上に絶
縁性薄膜材料を電子ビーム法により薄膜を形成し、この
時に絶縁性薄膜層３が電子ビーム２３の照射により生じ
る反射電子、或いは二次電子によって帯電し、これと同
時に金属製ロール２１に接している側の熱接着性フィル
ム２表面に逆電位が誘起され、熱接着性フィルム２が金
属製ロール２１から離れる際に、アーク放電２４が発生
し、これにより熱接着性フィルム２に多数の小孔を容易
に形成することができる。

【００２４】さらに熱接着性フィルム２及び絶縁性薄膜
層３に形成される小孔７の数、口径については図３の通
常、蒸着する熱接着性フィルム２の帯電の除去に用いら
れるプラズマ放電部２８の各種パラメーターを調整する
ことにより帯電の制御、すなわち小孔の個数、口径の制
御を行うことができる。なお、これらの制御は使用する
熱接着性フィルム２の種類及び厚み、さらに絶縁性薄膜
層３の種類及び厚みにより、発生する小孔の数、大きさ
は異なってくるが、一般的にはプラズマ放電部２８に供
給する供給電力２９、プラズマ発生用のガス３０の組
成、放電圧力を変化させることにより制御することが可
能となる。

【００２５】また熱接着性フィルム２及び絶縁性薄膜層
３に形成される小孔の製造方法は、上記の帯電によるア
ーク放電以外に、レーザー方式、熱針貫入方式、ダイヤ
モンドロール方式なども用いることができる。

【００２６】本発明における熱接着性フィルム２及び絶
縁性薄膜層３を貫通して形成される小孔５の開口径は、
０．１〜数十μｍ程度が好ましい。０．１μｍ以下で
は、金属薄膜層４からの金属イオンの溶出が少なくな
り、抗菌性が不十分となり、また数十μｍより大きくな
ると金属薄膜層４からに金属イオンの溶出速度が大きく
なり、初期の抗菌性には優れるが、時間とともにその抗
菌性効果が低下する問題を有している。

【００２７】また孔数は孔密度を基準とし、孔密度が１
０〜１００個／ｃｍ²である。１０個未満では抗菌性が
不十分であり、また１００個を越えると基材フィルム２
の機械的強度が低下する問題を有する。

【００２８】基材フィルム６は、主に各種天然樹脂、合
成高分子樹脂からなるフィルム状、或いはシート状のも
の、紙、不織布等からなり、とくにこれに限定されるも
のではない。なお、この基材フィルム６の層厚はとくに
規定されないが、包装体としての強度が維持される程度
の層厚であればよく、用途などに応じて適宜選択設計さ
れる。

【００２９】例えば高分子樹脂には、必要に応じて無延
伸、一軸延伸、二軸延伸されたポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリカーボネート、セルロース、
メチルセルロース、メチルエチルセルロース、カルボキ
シメチルセロースなどの汎用プラスチック、ポリエーテ
ルテーテルケトン、ポリエーテルスフォン、ポリエーテ
ルエーテルイミド、ポリフェニレンスルファイドなどの
エンジニアプラスチックを利用することができる。さら
に表面に塩化ビニリデンコート（Ｋコート）されていて
もよい。

【００３０】なお、基材フィルム６には図示しないが各
種界面活性剤や着色顔料、充填剤を含む樹脂のコーティ
ングや図１に示すように文字・絵柄などの可視情報やデ
ザインを印刷部８として公知のグラビア印刷法、オフセ
ット印刷法、シルクスクリーン印刷法により任意に設け
ることができる。

【００３１】この基材フィルム６と金属薄膜層４とを接
着する接着層５は、包装材料のラミネートに用いられる
従来公知の接着材を用いることができる。例えば、脂肪
族系又は芳香族系のポリエステルポリオール樹脂、ポリ
エーテルポリオール樹脂からなる主剤と、骨格にイソシ
アネート基を１以上有する硬化剤を混合してなる二液硬
化型ウレタン接着材、または一分子中に水酸基とイソシ
アネート基の両方を有する一液硬化型接着材などが用い
られる。

【００３２】なお、上記接着材に限定されることなく、
他にもポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ニトロセルロース
樹脂、酸酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、塩素化オレフィン樹脂等を接着材として用いること
ができ、さらにこれらを任意に混合したものも接着材と
して用いることができる。さらに押し出しラミネートに
用いられる公知のポリエチレンイミン系、ポリブタジエ
ン系、ポリウレタン系などのアンカー剤を１μｍ以下に
形成し接着層することも可能である。

【００３３】次に具体的な実施例について説明する。（実施例１）図２に示す製造装置Ａは真空装置９を用い
て、巻出しロール１１から供給される長尺状の熱接着性
フィルム２として層厚６０μｍの未延伸ポリプロピレン
フィルム上に絶縁性薄膜層３として層厚５０ｎｍの酸化
マグネシウムを電子ビーム法により、電子銃１２から照
射される電子ビーム１３により蒸着源１４が加熱され、
金属製ロール１５において連続形成され、ガイドロール
１６を介して次工程に送られる。次いでＤＣスパッタリ
ング法を用いて金属薄膜層４として層厚２０ｎｍになる
ように銀薄膜を金属製ロール１７上でスパッタリングユ
ニット１８により形成して巻取りロール１９に巻き取っ
た。

【００３４】なお、小孔７の形成は、図３の蒸着装置Ｂ
の真空装置２０に示すプラズマ放電部１０にアルゴン／
酸素（８０／２０ｗｔ％）ガスを供給し、プラズマを発
生させ、熱接着性フィルム２上に連続的に０．７μｍの
小孔を５０〜７０（個／ｃｍ ²）形成した。

【００３５】このようにして得られた蒸着フィルムに予
め片面にグラビア印刷により絵柄などのデザインからな
る印刷部８を施した基材フィルム６として層厚２０μｍ
の二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）の印刷面
に接着層５として二液硬化型ウレタン系接着剤接着剤を
塗布し、金属薄膜層４と基材フィルム６とをドライラミ
ネートにより複合フィルムとした。

【００３６】（比較例１）実施例１の熱接着性フィルム
（層厚６０μｍの未延伸ポリプロピレン）上に銀の薄膜
をＤＣスパッタリング法により連続的に形成し、さらに
層厚２０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰ
Ｐ）をラミネートにより積層し複合フィルムとした。

【００３７】（比較例２）層厚６０μｍの未延伸ポリプ
ロピレンフィルムの片面に、銀ゼオライトを１０重量％
含む塩化ポリプロピレン樹脂を３μｍの層厚にグラビア
コート法により、コーティングし、銀ゼオライトの非塗
工面に実施例１で用いた層厚２０μｍの二軸延伸ポリプ
ロピレンフィルム（ＯＰＰ）をラミネートにより積層し
複合フィルムとした。

【００３８】（実施例２）実施例１と同様に真空装置を
用いて、熱接着性フィルム２として層厚３０μｍの未延
伸ポリプロピレンフィルム上に絶縁性薄膜層３として酸
化アルミニウムを層厚３０ｎｍに形成し、さらに金属薄
膜層４として銀薄膜をＤＣスパッタリング法により層厚
４０ｎｍに形成した。

【００３９】（実施例３）実施例１と同様に熱接着性フ
ィルム２として層厚６０μｍの低密度ポリエチレンフィ
ルム上に絶縁性薄膜層３として酸化珪素を層厚６０ｎｍ
に形成し、さらに金属薄膜層４として銅を層厚１００ｎ
ｍに形成した。この銅薄膜と層厚６０μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの片面に酸化マグネシウムを
層厚５０ｎｍに蒸着した蒸着面とを二液硬化型ウレタン
系接着剤でラミネートにより積層し複合フィルムとし
た。

【００４０】以上のようにして得た実施例及び比較例の
抗菌性包装材料の抗菌性を次のような方法で評価した。＜試験１＞実施例１〜３及び比較例１、２から得た抗菌
性包装材料を１００ｃｍ²ずつ切り取り、試験片を作製
した。これらの試験片の非積層面の熱接着性フィルム２
の表面と、比較例２の銀ゼオライトをコーティングした
表面を界面活性剤（ＴＷＥＥＮ８０）０．１％を添加し
た滅菌済みの蒸留水１００ｍｌで無菌的に洗った。この
洗液の菌数を普通寒天培地を用いた混釈法により測定し
た。その結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】＜試験２＞さらに、同様に各試験片１００
ｃｍ²を用いて、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃ
ｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）の洗浄菌体を１００ｃｍ²
当たり１０⁵個となるように塗布し、この試験片を室内
で２４時間放置後の菌数を測定した。以下、同様にして
一ヶ月後と一年後の抗菌性を測定評価した。その結果を
表２に示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】試験結果から実施例１〜実施例３のものは
試験開始初期、一ヶ月経過後、一年経過後のいずれにお
いても良好な抗菌性を示し、本発明の抗菌性包装材料の
抗菌効果が長期間有効であることを示している。また比
較例１、２のものについては、初期の抗菌性を示すもの
の、時間経過とともにその抗菌性の低下が生じている。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、熱接
着性フィルム上に絶縁性薄膜層、金属薄膜層、接着層、
基材フィルムを順次積層し、かつ熱接着性フィルム及び
絶縁性薄膜に小孔が多数形成されてなる抗菌性包装材料
であることから、絶縁性薄膜層、絶縁性薄膜層上に形成
された金属薄膜層から遊離した金属イオンが絶縁性薄膜
層に形成された多数の孔部に吸着、貯蔵され、少しずつ
基材フィルムの孔を通り熱接着性フィルムに表面に溶出
或いは滲出し、これにより抗菌性を示す。

【００４６】徐々に基材フィルムの各小孔を介して金属
が溶出し、シートに抗菌性を与えるため、さらに抗菌層
が絶縁性薄膜層、金属薄膜層と二層になっているため、
従来の金属が最外層から露出したものや銀ゼオライト等
の抗菌剤のコーティングや樹脂への練り込みしたものと
異なり、安全性とともに長期間安定した抗菌性を維持す
ることができる。

【００４７】また絶縁性薄膜、金属薄膜層を安価なドラ
イプロセスにより形成でき、とくに熱接着性フィルムと
絶縁性薄膜に設けられる小孔を蒸着工程で連続して形成
することができるため、抗菌性包装材料を安価に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抗菌性包装材料の一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明の抗菌性包装材料の製造装置の一例を説
明する概略図である。

【図３】本発明の抗菌性包装材料の基材フィルムへの絶
縁性薄膜層形成を説明する多孔加工装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１抗菌性包装材料２熱接着性フィルム３絶縁性金属層４金属薄膜層５接着層６基材フィルム７小孔８印刷部Ａ製造装置Ｂ蒸着装置９、２０真空装置１０、２８プラズマ放電部１１、２５巻出しロール１９、２７巻取りロール１２電子銃１３、２３電子ビーム１４、２２蒸着源１５、１７、２１金属製ロール１６、２６ガイドロール１８スパッタリングユニット２４アーク放電２９供給電力３０プラズマ発生用のガス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱接着性フィルムの片面に、金属酸化物又
は炭化物からなる絶縁性薄膜層、抗菌性金属薄膜層、接
着層、基材フィルムを順次積層してなり、かつ前記熱接
着性フィルムと絶縁性薄膜層に貫通する小孔を多数形成
してなることを特徴とする抗菌性包装材料。
【請求項２】前記抗菌性金属薄膜層が、銀または銅の何
れか一方であることを特徴とする請求項１記載の抗菌性
包装材料。
【請求項３】前記基材フィルムの少なくとも片面に印刷
層が形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の抗菌性包装材料。