JP2017043399A - 包装袋 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材としたフィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することを課題とする。
【解決手段】ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とする、フィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、レーザー光を照射してヒートシール性を発現させてシーラント層とし，該シーラント層同士を対向させて重ね、ヒートシールによって製袋したことを特徴とする包装袋である。
【選択図】図１

Description

本発明は、包装袋に関するものである。とくにプラスチックフィルムをベースとした包装袋であってガスバリア性に優れ、内容物の保存性にも優れる包装袋に関するものである。

包装袋はプラスチックフィルムを基材とする単体または積層体から構成されるものが広く普及しており、さまざまな形態のものが、幅広い用途に用いられており、現代生活にとっては不可欠なものとなっている。

例えば液体容器としても用いられ、飲料のほか、カレーをはじめとするレトルト食品などの食品分野でも広く用いられているほか、日用品やトイレタリーの分野でも、さまざまな商品がスーパーマーケットやドラッグストア、コンビニエンスストアの商品棚をにぎわしている。液体容器のほかにも、菓子や食品類、日用品にいたるまで様々な用途展開がなされている。

包装袋の利点は、缶や瓶などの容器に比べて、価格が安いことや、要求品質によってきめ細かい材料設計で対応できる点、あるいは内容物充填前および流通や保管においても軽量で省スペースであることが挙げられる。

また表面から見える層への高精細の印刷によって、商品のイメージアップを図ることができ、内容物に関する必要な情報を表示することが可能であり、バーコードの印刷などは、商品の流通やマーケティング情報の源泉ともなっている。

従来より、流動性を有する物質に用いられる容器として洗剤、漂白剤、柔軟剤、シャンプー、リンス、シロップなどの液体用のボトルは商品として日常生活に定着している。しかし、内容物を使いきった後、ボトルを使い捨てで廃棄するのは、経済的にも環境保護の点からも好ましくないとされ、近年では包装袋が用いられる傾向にあり、発展してきた。

それに比べて包装袋は、新規のボトルや収納容器を都度購入する場合に比べて割安であり、また廃棄物を減らすという観点からは環境適応型であるといえる。ボトルが空になったあとの、詰め替え用の容器として用いられる場合もある。

また、レトルト食品など食品用途にも包装袋が多く用いられており、長期保存性や熱湯による加熱適性、電子レンジ加熱調理適性などの機能をもつ包装袋が、用途に応じて開発されている。

しかしながら、包装袋を製袋するに際して、一般にポリオレフィン樹脂層をシーラントとして用い包装袋の最内層側に配置するため、内容物の香味成分や薬効成分がポリオレフィン樹脂層に吸着されたり、逆にポリオレフィン樹脂特有の臭いが内容物に移行したりする不具合も指摘されてきた。

さらには、ポリオレフィン系樹脂はガスバリア性や耐薬品性にも乏しく、適用できる内容物にも制限があり、内容物の保存性も充分とは言えない場合があった。

たとえば下記特許文献には、電磁波を２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に短パルス照射し、表面を改質することによりヒートシール性を付与する方法が開示
されており、ポリエチレンテレフタレートフィルムにヒートシール性を与えて包装袋として用いることが可能性として考えられるが、このような高出力の装置はエネルギー効率が低く、安全性の点でも問題があり、コスト面でも課題があるために実用化には至っていない。

特許公報平４−２６３３９号公報

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材としたフィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とする、フィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、レーザー光を照射してヒートシール性を発現させたシーラント層が備えられ，該シーラント層同士が対向させて重ねられ、ヒートシールによって製袋されたことを特徴とする包装袋である。

また、請求項２に記載の発明は、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムのもう一方の面には、ガスバリア層を設けてあることを特徴とする請求項１に記載の包装袋である。

また、請求項３に記載の発明は、前記ガスバリア層が、無機化合物層からなることを特徴とする請求項２に記載の包装袋である。

また、請求項４に記載の発明は、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の包装袋である。

また、請求項５に記載の発明は、前記レーザー光の照射が、ヒートシール部分に選択的に照射されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の包装袋である。

また請求項６に記載の発明は、前記フィルム単体または前記積層体の酸素透過濃度が１０ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ以下であって、かつ水蒸気透過度が１．０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の包装袋である。

また請求項７に記載の発明は、前記包装袋のヒートシール強度が５Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の包装袋である。

本発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材としたフィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することが可能である。

とくに請求項２に記載の発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、フィルムの一方の側にガスバリア層を設けることによって、さらにガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋をより幅広い用途に
向けて提供することが可能である。

とくに請求項３に記載の発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を、たとえば内容物が外側から可視であることが可能であるなど、より幅広い用途に向けて提供することが可能である。

とくに請求項４に記載に発明によれば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、フィルム強度が強靭であることにより、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れ、より機械的強度に優れる包装袋を提供することが可能である。

とくに請求項５に記載に発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、レーザー光をヒートシール部分に選択的に照射することにより、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋をより生産効率よく提供することが可能である。

とくに請求項６に記載の発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を食品・薬品などの用途に広げて提供することが可能である。

とくに請求項７に記載の発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とした積層体からなる包装袋であって、包装袋のヒートシール強度が強靭であるために、包装袋としての適性があり、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することが可能である。

図１は本発明に係る包装袋を構成する積層体の一実施形態を説明するための部分断面模式図である。 図２は本発明に係る包装袋の一実施形態を説明するための部分断面模式図である。

以下本発明を実施するための形態について、図１および図２を参照しながら詳細な説明を加える。なお本発明はここに示した例にのみ限定されるものではない。

図１は本発明に係る包装袋を構成する積層体の一実施形態を説明するための部分断面模式図である。積層体（１０）はポリエチレンテレフタレートフィルムを基材フィルムとして、一方の面にガスバリア層（２）を設けることができる。もう一方の面には、レーザー光（３）を照射してこの面にヒートシール性を発現させる。これによって、ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面をシーラント層（６）とすることができる。

図２は本発明に係る包装袋の一実施形態を説明するための部分断面模式図である。包装袋（２０）は、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とする積層体（１０）から構成される。フィルム単体もしくは積層体の包装袋内層に当るポリエチレンテレフタレートフィルム表面は、レーザー光を照射してヒートシール性を発現させてシーラント層が形成される。

包装袋（２０）に加工するには、シーラント層同士を対向させて重ね、ヒートシール部（４）をヒートシールして製袋する。さらに包装袋（２０）に内容物（５）を充填機など
によって充填した後、充填口のヒートシール部をヒートシールして包装袋（２０）を密封することができる。

包装袋外側に当る面にはガスバリア層（２）を設けることができ、これによってガスバリア性に優れ、たとえば酸素透過度や水蒸気透過度などを低く抑えることができるため、内容物の保存性に優れる包装袋を実現することができる。

以下本発明を構成する各要素について個々に説明を加える。
（ポリエチレンテレフタレートフィルム）
ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にレーザー光を照射して、ヒートシール性を発現させることができる。

ヒートシール性の発現は短パルスの電磁波ではなく、連続照射タイプのレーザー光を用いてヒートシール性を発現させる部分に描画、照射して行なう。レーザー光はエネルギーが効率的にポリエチレンテレフタレートフィルム層に吸収されやすい赤外線波長を有する、たとえば炭酸ガスレーザーを用いることができる。これによってエネルギー効率が高く、かつ安全性の高い、ヒートシール可能な層を実現することができる。

なお、こうしてヒートシール性を発現したポリエチレンテレフタレートフィルムの構造または特性を解析するためには著しく過大な経済的支出や時間を要するため、実際的ではない。

また赤外線波長を有するレーザー光であればレーザー発振器は特定の形式のものに限定するものではない。レーザー光が照射された部分にはポリエチレンテレフタレートフィルムの変質によってヒートシール性が発現する。

したがって、ヒートシール部分に選択的にレーザー照射を行なうことによってより効率的にヒートシール性付与を行なうことができる。またレーザー光の照射は、連続線や断続線、あるいは点状のパターンを描画する形で照射することができる。あるいは面状の照射を行なうこともできる。このような形状はレーザー光のスポット径、スポット形状などを適宜設定して形成することができる。

包装袋として実用することのできる包装袋の適性について我々は鋭意検討の結果、包装袋のヒートシール強度が５Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましいことを見出した。この範囲であれば、通常の包装袋として使用される際に、通常の使用条件においての外力や内部からの圧力に対して包装袋が破壊される可能性は低いと考えられる。

ポリエチレンテレフタレートフィルムは、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることができる。この場合フィルム強度が比較的大きく、熱による伸縮も少ないことから、積層体および包装袋の製造において安定した生産をすることができるため、より好ましく用いられる。

また二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることによって、包装袋としての強靭性も備わるために、包装袋を使用するそれぞれの場面において好ましい結果となる。

ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材フィルムとして使用して包装袋を構成することによって、ポリオレフィン系の樹脂フィルムを使用する場合に比べて、ガスバリア性能は向上する。またポリオレフィン系の樹脂フィルムを使用する場合の内容物の包装袋への香味成分の吸収や、ポリオレフィン系樹脂特有の臭気の内容物への移行を防止すること
ができる。

（ガスバリア層）
また、ポリエチレンテレフタレートフィルムの、レーザー光を照射する面とは反対側の面にガスバリア層を設けることができる。

ガスバリア層には、アルミニウム箔などの金属箔をガスバリア層として用いることができる。金属箔を用いることが適当ではない場合には、ガスバリア性を有するガスバリアフィルムを貼りあわせて積層体を構成しても良い。金属箔やガスバリアフィルムは、接着剤を用いて、たとえばドライラミネーション法を用いて積層することもでき、あるいは押出機を用いて熱可塑性樹脂を押し出して積層することもできる。

またレーザー光を照射するポリエチレンテレフタレートフィルムにガスバリア層として直接無機化合物層を設けることができる。ガスバリア層はポリエチレンテレフタレートフィルムのレーザー光を照射する面とは反対側の面に設ける。このガスバリア層は無機化合物の蒸着層、コーティング層で構成することができ、ポリエチレンテレフタレートフィルムにアンカーコート層を設けた後、蒸着層、コーティング層を順次設ける。

アンカーコート層には、例えばウレタンアクリレートを用いることができる。アンカーコート層の形成には、樹脂を溶媒に溶解した塗料をグラビアコーティングなど印刷手法を応用したコーティング方法を用いるほか、一般に知られているコーティング方法を用いて塗膜を形成することができる。

蒸着層を形成する方法としては，ＳｉＯやＡｌＯなどの無機化合物を真空蒸着法を用いて、アンカーコート層を設けた基材フィルム上に蒸着層を形成し、真空蒸着法による無機化合物層を形成することができる。

無機化合物層は真空蒸着法による蒸着層のみでもガスバリア性を有するが、コーティング法による無機化合物層のコーティング層を真空蒸着法による無機化合物層である蒸着層に重ねて形成し、ガスバリア層とすることができる。

無機化合物層のコーティング層を形成する方法としては、水溶性高分子と、（ａ）一種以上のアルコキシドまたはその加水分解物、または両者、あるいは（ｂ）塩化錫の、少なくともいずれかひとつを含む水溶液あるいは水／アルコール混合水溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してコーティング法による無機化合物層を形成しコーティング層とすることができる。このとき、コーティング剤にはシランモノマーを添加しておくことによってアンカーコート層との密着の向上を図ることができる。

これら２層の複合により、真空蒸着法による無機化合物層とコーティング法による無機化合物層との界面に両層の反応層を生じるか、或いはコーティング法による無機化合物層が真空蒸着法による無機化合物層に生じるピンホール、クラック、粒界などの欠陥あるいは微細孔を充填、補強することで、緻密構造が形成されるため、高いガスバリア性、耐湿性、耐水性を実現するとともに、変形に耐えられる可撓性を有するため、包装材料としての適性も具備することができる。

またガスバリア層としてＳｉＯを用いる場合には透明であるために、積層体を構成する他の層が透明であれば、内容物を包装袋の外側から目で見ることが可能である。これらは、包装袋の用途、要求品質によって適宜選択し、使い分けをすればよい。

我々は、鋭意検討を重ねた結果、ガスバリア性能が内容物の保存性を高め実用的な範囲
であるのは、フィルム単体または積層体の酸素透過濃度が１０ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ以下であって、かつ水蒸気透過度が１．０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であることを見出した。

また、さらに長期間の保存性が求められる場合や、酸素に対して敏感な内容物を想定する場合には、酸素透過度は７ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ以下であることがより好ましいと考えられる。

（積層体）
積層体を構成する際には、包装袋の用途、要求品質に合わせて材料構成や層構成を設計することができる。たとえば、包装袋を内容物が外から見えなくするには、隠蔽層や着色層を設けたり、内容物や商品に関する情報やイメージを外側から見える層に、印刷層として設けることができる。

このように、本発明によればポリエチレンテレフタレートフィルムを基材としたフィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することが可能である。

以下実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの例にのみ限定されるものではない。

＜実施例１＞
下記の構成の、フィルムを用いて包装袋を作成し、内容物を充填した後密封して保存した後、内容物の劣化を確認した。
包装袋外側より、
無機化合物からなるガスバリア層／二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）／レーザー光照射面
このときのガスバリア性能は、
酸素透過度：０．５ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：０．２ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．３Ｎ／１５ｍｍ、５．３Ｎ／１５ｍｍ、１０．３Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜実施例２＞
ガスバリア性能が、
酸素透過度：２ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：０．４ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である以外は実施例１と同様である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．５Ｎ／１５ｍｍ、５．４Ｎ／１５ｍｍ、１０．８Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜実施例３＞
ガスバリア性能が、
酸素透過度：５ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：０．６ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である以外は実施例１と同様である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．７Ｎ／１５ｍｍ、５．９Ｎ／１５ｍｍ、１０．９Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜実施例４＞
ガスバリア性能が、
酸素透過度：７ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：０．８ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である以外は実施例１と同様である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．９Ｎ／１５ｍｍ、５．５Ｎ／１５ｍｍ、１１．２Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜実施例５＞
ガスバリア性能が、
酸素透過度：１０ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：１．０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である以外は実施例１と同様である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．２Ｎ／１５ｍｍ、５．３Ｎ／１５ｍｍ、１１．３Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜比較例１＞
ガスバリア性能が、
酸素透過度：１５ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ
水蒸気透過度：２．０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ
である以外は実施例１と同様である。
また、包装袋のヒートシール強度は２．１Ｎ／１５ｍｍ、５．９Ｎ／１５ｍｍ、１１．９Ｎ／１５ｍｍの３種類のものが得られた。

＜評価項目＞
（１）内容物の劣化：常温環境（２３℃）で一ヶ月保存した後、内容物の劣化を確認した。劣化の見られないものを○、劣化かが見られたものを△以下の評価とした。
（２）ヒートシール強度の異なるサンプルに対して、包装袋の適性を評価した。包装袋の適性のあるものを○、適性がないものを×として評価した。

＜評価結果＞
評価結果を表１に示す。

表１に示した評価結果から、本発明による包装袋においては、ガスバリア性能が優れているため内容物の酸素劣化および水蒸気劣化が見られず、良好な保存性を有することが確認できた。ガスバリア性能が、実施例１〜実施例５に比べて劣る比較例１においては、内容物に酸素劣化、水蒸気劣化が見られた。

ヒートシール強度に関しては、測定値で５．０Ｎ／１５ｍｍ以上であるものは、包装袋として実用に耐える強度であることを確認することができた。

このように、本発明によれば、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材としたフィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、ガスバリア性に優れ、内容物の保存性に優れる包装袋を提供することが可能であることを検証することができた。

１・・・積層体
２・・・ガスバリア層
３・・・レーザー光
４・・・ヒートシール部
５・・・内容物
６・・・シーラント層
１０・・・積層体
２０・・・包装袋

Claims (7)

1. ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材とする、フィルム単体もしくは積層体からなる包装袋であって、
   ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、レーザー光を照射してヒートシール性を発現させたシーラント層が備えられ，該シーラント層同士が対向させて重ねられ、ヒートシールによって製袋されたことを特徴とする包装袋。
2. 前記ポリエチレンテレフタレートフィルムのもう一方の面には、ガスバリア層を設けてあることを特徴とする請求項１に記載の包装袋。
3. 前記ガスバリア層が、無機化合物層からなることを特徴とする請求項２に記載の包装袋。
4. 前記ポリエチレンテレフタレートフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の包装袋。
5. 前記レーザー光の照射が、ヒートシール部分に選択的に照射されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の包装袋。
6. 前記フィルム単体または前記積層体の酸素透過濃度が１０ｃｃ／ｍ^２・ｄａｙ・Ｍｐａ以下であって、かつ水蒸気透過度が１．０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の包装袋。
7. 前記包装袋のヒートシール強度が５Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の包装袋。