JP2019151383A - 発泡シートを含む包装材料 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡シートと基材シートとを貼り合わせた包装材料であって、高い生産性で製造でき、しかも、優れた緩衝性や断熱性を有する包装材料を提供すること。【解決手段】発泡シート３と基材シート１とをホットメルト樹脂層２で貼り合わせる。この際、ホットメルト樹脂層２を線状パターンとし、面積率を１０〜９０％とする。また、ホットメルト樹脂層２の厚みを５〜１００μｍとする。ホットメルト樹脂層で貼り合わせて構成しているため、発泡シートの気泡が潰れることがなく、発泡シート本来の緩衝性や断熱性を生かすことができるばかりでなく、ホットメルト樹脂層が線状パターンで、面積率が１０〜９０％であるため、このホットメルト樹脂層の存在しない残余の９０〜１０％の領域では基材シートと発泡シートとの間に空隙が存在し、この空隙が緩衝性や断熱性をさらに向上させる。【選択図】図１

Description

本発明は発泡シートを含む包装材料に関する。

発泡シートとは、例えば、ポリオレフィン樹脂等の樹脂に発泡剤を混練し、製膜すると共に発泡剤を発泡させて、シート内部に多数の気泡を生成させたものである。

このような発泡シートは、内部の気泡の働きにより弾力性を有し、このため、外力が加えられた際にこの外力を緩衝する機能を有する。また、その気泡の働きによって断熱性を発揮する。このため、この発泡シートは、外力によって損傷し易い内容物や、冷蔵を要する内容物の包装袋に使用されている。

特許文献１はこのような包装材料に関するもので、この包装材料は発泡シートの表裏に基材シートとシーラント層とを貼り合わせたものである。このうち、発泡シートと基材シートとは次のような方法で貼り合わせている。すなわち、まず、基材シートとして二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、その片面にポリオレフィン樹脂を溶融押出しコーティングする。次に、この押出し樹脂層上に発泡シートを重ね、加熱加圧して貼り合わせる（熱ラミネート法）。

しかしながら、この方法では、ラミネート速度が遅く、このため、生産性に劣るという問題があった。

なお、発泡シートと基材シートとを貼り合わせる方法としては、サンドラミネート法、ドライラミネート法、ホットメルト法等が考えられる。

サンドラミネート法は、発泡シートと基材シートとの間に溶融した熱接着性樹脂を押出し、この熱接着性樹脂が高温状態に維持されている間、すなわち、接着力を維持している間に押圧して貼り合わせる方法である。しかしながら、この方法では、熱接着性樹脂の熱によって発泡シートの表面が溶融して気泡が潰れて厚みが薄くなるため、発泡シートの緩衝性や断熱性が低下してしまう。

また、ドライラミネート法は、発泡シートと基材シートとのいずれか一方にウレタン系接着剤を塗布し、この接着剤の溶剤を乾燥除去した後、他方のシートを重ねて、貼り合わせる方法である。しかしながら、発泡シートの材質がポリオレフィン樹脂である場合には、これをウレタン系接着剤で接着することが困難である。このため、発泡シートと基材シートとをドライラミネート法で貼り合わせる場合には、発泡シートの表面をあらかじめ表面処理しておく必要がある。例えば、コロナ放電処理等の表面酸化処理である。しかしながら、前述のように発泡シートは多数の気泡を有するもので、その表面には気泡に基づく凹凸が形成されているから、表面処理自体が困難なのである。

一方、ホットメルト法は発泡シートと基材シートとをホットメルト樹脂で貼り合わせるもので、発泡シートと基材シートとのいずれか一方に溶融したホットメルト樹脂を塗布し、次に他方のシートを重ねて、貼り合わせる方法である。この方法によれば、気泡が潰れることもなく、また、高い接着強度で両シートを貼り合わせることができる。

しかしながら、このホットメルト法によっても十分な緩衝性と断熱性とを有する包装材料を得ることができなかった。

国際公開第２０１７／１１１１０９号パンフレット

そこで、本発明は、発泡シートと基材シートとを貼り合わせた包装材料であって、高い生産性で製造でき、しかも、優れた緩衝性や断熱性を有する包装材料を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、基材シートと発泡シートとをホットメルト樹脂層で貼り合わせて構成される包装材料であって、
前記ホットメルト樹脂層が網状の線状パターンを有すると共に、その面積率が２０〜８０％であり、
かつ、その厚みが２０〜２００μｍである、
ことを特徴とする包装材料である。

次に、請求項２に記載の発明は、前記ホットメルト樹脂層が、１８０℃における粘度が２０００〜２５０００ｍＰａ・ｓのホットメルト樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装材料である。

次に、請求項３に記載の発明は、前記発泡シートの材質がポリオレフィン樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装材料である。

次に、請求項４に記載の発明は、前記ホットメルト樹脂が合成ゴムを主体とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の包装材料である。

次に、請求項５に記載の発明は、さらに前記発泡シート側にシーラント層が貼り合わされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の包装材料である。

次に、請求項６に記載の発明は、前記発泡シートとシーラント層がホットメルト樹脂層で貼り合わせていることを特徴とする請求項５に記載の包装材料である。

本発明によれば、基材シートと発泡シートとを厚み５〜１００μｍのホットメルト樹脂層で貼り合わせて構成しているため、これら両シートを十分な強度で効率良く貼り合せることができる。そのため、その生産性に優れている。なお、後述する比較例５，６から分かるように、ホットメルト樹脂層の厚みが５μｍに満たない場合には接着強度が劣り、１００μｍを超える場合には生産性が劣る。

また、本発明の包装材料は、基材シートと発泡シートとをホットメルト樹脂層で貼り合わせて構成しているため、発泡シートの気泡が潰れることがなく、発泡シート本来の緩衝性や断熱性を生かすことができるばかりでなく、次に述べる理由により、一層優れた緩衝性や断熱性を発揮する。

すなわち、本発明の包装材料においては、ホットメルト樹脂層が網状の線状パターンで、面積率が２０〜８０％であるため、このホットメルト樹脂層の存在しない残余の８０〜２０％の領域では基材シートと発泡シートとの間に空隙が存在する。この空隙が緩衝性や断熱性をさらに向上させるのである。なお、後述する比較例７，８から分かるように、ホットメルト樹脂層の面積率が２０％に満たない場合、あるいは、８０％を越える場合には、いずれも、緩衝性や断熱性の向上が十分ではない。

図１は本発明の包装材料の具体例の要部断面図である。 図２は本発明の包装材料の具体例の拡大要部平面図である。

以下、図面を参照して本発明の具体例を説明する。図面の図１は本発明の包装材料の具体例の要部断面図であり、図２はその拡大要部平面図である。

これらの図から分かるように、本発明の包装材料１０は基材シート１、ホットメルト樹脂層２、及び発泡シート３を必須の構成要素とするもので、基材シート１と発泡シート３とは網状の線状パターンを有するホットメルト樹脂層２で貼り合わされている。このほか、包装袋を製袋するため、発泡シート３側にシーラント層５が貼り合わされていることが望ましい。発泡シート３とシーラント層５とは、ホットメルト樹脂層２と同じ材質のホットメルト樹脂層４で貼り合わせることが可能である。

基材シート１としては、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムなどを使用することができる。

また、発泡シート３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂を材質とする発泡樹脂シートを使用することができる。発泡シートの発泡倍率は、５〜５０倍程度であり、好ましくは１８〜５０倍程度であり、より好ましくは１８〜３２倍程度である。発泡倍率が１８〜５０倍程度である場合には開封性、シール適性及び柔軟性に優れ、発泡倍率が１８〜３２倍程度である場合には開封性等に加えて突刺し強度及び加工適性に優れている。なお、発泡倍率とは、（発泡前の樹脂の密度）／（発泡後の樹脂の密度）の値として表される。

次に、ホットメルト樹脂層２は、基材シート１と発泡シート３とを強固に接着する役割を有するものである。また、このホットメルト樹脂層２を部分的に形成することにより、このホットメルト樹脂層２の存在しない領域で基材シート１と発泡シート３との間に空隙２ｘを形成することができる。この空隙２ｘの存在により、包装材料１０の緩衝性や断熱性をさらに向上させることができる。

このため、ホットメルト樹脂層２は線（ファイバー）状パターンで、面積率を２０〜８０％とすることが必要である。ホットメルト樹脂層の面積率が２０％に満たない場合、あるいは、８０％を越える場合には、いずれも、緩衝性や断熱性の向上が十分ではない。望ましくは５０〜７０％である。

また、ホットメルト樹脂層２がこのように線（ファイバー）状パターンで２０〜８０％の面積率を有するものであるため、その厚みを２０μｍ以上とする必要がある。厚みが２０μｍに満たない場合には接着強度が劣り、剥離（デラミ）を生じ易い。なお、厚みが２００μｍを超えると貼りあわせ速度が低下し、生産性が劣ることから、ホットメルト樹脂層２の厚みは２００μｍ以下であることが必要である。

このようなパターンのホットメルト樹脂層２は、基材シート１又は発泡シート３を走行させながら、溶融したホットメルト樹脂をノズルから押出してコーティングすることによって形成することができる。例えば、多数のノズルを並べ、これら多数のノズルを回転させながらそれぞれのノズルからホットメルト樹脂を押出すことにより、螺旋状（スパイラル状）の線状ホットメルト樹脂を形成し、この線状ホットメルト樹脂を前記基材シート１又は発泡シート３に接触することにより、面積率２０〜８０％の網状のホットメルト樹脂層２を形成することができる。なお、こうしてホットメルト樹脂層２を形成した後、このホットメルト樹脂層２が接着力を維持している間に他方のシートを重ねて貼り合せればよい。

このホットメルト樹脂層２を構成するホットメルト樹脂としては、１８０℃における粘度が２０００〜２５０００ｍＰａ・ｓのものが望ましい。１８０℃における粘度が２０００ｍＰａ・ｓに満たない場合には、その粘度が低いために、コーティングした際に広がってしまい、面積率を１０〜９０％とすることが困難である。このため、包装材料は十分な緩衝性や断熱性を発揮することができない。一方、１８０℃における粘度が２５０００ｍＰａ・ｓを超える場合には、その粘度が高いために、ノズル詰まりを起こすおそれがある。

このようなホットメルト樹脂としては、スチレン−ブタジエンゴム等の合成ゴムを主体とするものが使用できる。例えば、東洋アドレ（株）社製のホットメルト樹脂である。

次に、シーラント層５としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等を材質とするシートを使用することができる。

このシーラント層５と発泡シート３とはホットメルト樹脂層４を介して貼り合せることができる。ホットメルト樹脂層４の材質、形成方法は、ホットメルト樹脂層２の場合と同様でよい。また、ホットメルト樹脂層４は全面の設けてもよいが、ホットメルト樹脂層２と同様に、面積率２０〜８０％の線状パターンとすることも可能である。

（実施例１）
基材シート１として、厚さ１２μｍの二軸延伸ＰＥＴフィルムを使用した。また、発泡シート３として、厚さ１．０ｍｍの発泡したポリエチレンシートを使用した。

また、ホットメルト樹脂として、東洋アドレ（株）社製のホットメルト樹脂を使用した。１８０℃における粘度は４６５０ｍＰａ・ｓである。このホットメルト樹脂を溶融状態でノズルから押出した。なお、ノズルは多数並べられており、これら多数のノズルを回転させながら押出すことにより、ホットメルト樹脂を螺旋状に押出した。そして、これら多数のノズルから押出された線状のホットメルト樹脂を、走行する基材シート１に接触させて、ホットメルト樹脂層２を形成した。その厚みは２０μｍ、面積率は２０％である。

次に、このホットメルト樹脂層２が接着力を維持している間に発泡シート３を重ねて、両者を貼り合わせた。

そして、その発泡シート３側にシーラント層５を貼り合わせて包装材料１０を製造した。なお、シーラント層５としては、厚さ３０μｍのＬＬＤＰＥシートを使用し、ホットメルト樹脂層２と同様に、線状のホットメルト層４を介して貼り合わせた。

（実施例２）
ホットメルト樹脂層２の面積率を５０％とした他は、実施例１と同様に基材シート１と発泡シート３とを貼り合わせ、かつ、シーラント層５を貼り合わせて、包装材料１０を製造した。

（実施例３）
ホットメルト樹脂層２の面積率を８０％とした他は、実施例１と同様に基材シート１と発泡シート３とを貼り合わせ、かつ、シーラント層５を貼り合わせて、包装材料１０を製造した。

（比較例１）
この例は、ホットメルト樹脂層２を使用する代わりに、サンドラミネート法によって基材シート１と発泡シート３とを貼り合わせたものである。発泡シート３とシーラント層５もサンドラミネート法によって貼り合わせた。なお、基材シート１、発泡シート３及びシーラント層５は実施例と同じものを使用した。

すなわち、押出し樹脂としてＬＤＰＥを使用し、このＬＤＰＥを溶融して押出し機から１５μｍの厚みに押出し、この両側に基材シート１と発泡シート３とを重ね、押圧して貼り合わせた。

続いて、同じＬＤＰＥを溶融して押出し機から１５μｍの厚みに押出し、その発泡シート３側とシーラント層５とを重ね、押圧して貼り合わせることにより、包装材料を製造した。

（比較例２）
この例は、ホットメルト樹脂層２を使用する代わりに、熱ラミネート法によって基材シート１と発泡シート３とを貼り合わせたものである。発泡シート３とシーラント層５も熱ラミネート法によって貼り合わせた。なお、基材シート１、発泡シート３及びシーラント層５は実施例と同じものを使用した。

すなわち、まず、押出し樹脂としてＬＤＰＥを使用し、このＬＤＰＥを溶融して押出し機から１５μｍの厚みに押出し、基材シート１に積層した。

次に、前記押出し樹脂（ＬＤＰＥ）の面に発泡シート３を重ね、熱圧して貼り合わせた。

そして、次に、その発泡シート３の面にシーラント層５を重ね、熱圧して貼り合わせることにより、包装材料を製造した。

（比較例３）
この例は、１８０℃の粘度が２０００ｍＰａ・ｓに満たないホットメルト樹脂を使用した例である。すなわち、ホットメルト樹脂として、１８０℃の粘度が１９９０ｍＰａ・ｓのホットメルト樹脂を使用して包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同様である。

（比較例４）
この例は、１８０℃の粘度が２５０００ｍＰａ・ｓを超えるホットメルト樹脂を使用した例である。すなわち、ホットメルト樹脂として、１８０℃の粘度が２５０１０ｍＰａ・ｓのホットメルト樹脂を使用して包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同様である。

（比較例５）
この例は、ホットメルト樹脂層２の厚みを５μｍ未満とした例である。すなわち、ホットメルト樹脂層２の厚みを４μｍとして包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同
様である。

（比較例６）
この例は、ホットメルト樹脂層２の厚みを１００μｍを越える厚みとした例である。すなわち、ホットメルト樹脂層２の厚みを１０１μｍとして包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同様である。

（比較例７）
この例は、ホットメルト樹脂層２の面積率を１０％未満とした例である。すなわち、ホットメルト樹脂層２の厚みを９％として包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同様である。

（比較例８）
この例は、ホットメルト樹脂層２の面積率を９０％を越える面積率とした例である。すなわち、ホットメルト樹脂層２の面積率を９１％として包装材料を製造した。その他の条件は実施例と同様である。

（評価）
実施例及び比較例１〜８の包装材料について、それぞれ、ラミネート適性、生産性、緩衝性及び断熱性の評価を行った。各評価項目の基準は次のとおりである。

まず、ラミネート適性については、基材シート１と発泡シート３とのラミネート強度が０．５Ｎ以上の場合を「○」と評価した。また、ラミネート強度が０．５Ｎ未満の場合は「×」である。

次に、生産性については、基材シート１と発泡シート３とが十分な速度で貼り合わせでき、しかも、不具合なく加工できた場合を「○」と評価した。また、その貼り合わせ速度が遅い場合を「×」と評価した。

この結果を表１に示す。

なお、比較例１では、押出し樹脂の熱により発泡シート３の気泡が潰れて緩衝性や断熱性を損なったため、ラミネート適性を「×」と評価した。

また、比較例３では、発泡シート３の気泡は潰れなかったものの、ホットメルト樹脂の粘度が低いために、ホットメルト樹脂層２の面積が広がり、十分な緩衝性や断熱性が得られないため、ラミネート適性を「×」と評価した。

比較例４では、ホットメルト樹脂の粘度が高いためにノズルが目詰まりを起こし、そもそも貼り合わせができなかった。このため、ラミネート適性を「×」と評価した。

比較例５では、ホットメルト樹脂層２の厚みが薄く、剥離（デラミ）を生じたため、ラミネート適性を「×」と評価した。

また、比較例２では、熱ラミネートの速度を上げることができず、このため、生産性を「×」と評価した。

また、比較例６では、ホットメルト樹脂層２の厚みが厚く、このため、貼り合わせの速度を上げることができず、このため、生産性を「×」と評価した。

次に、緩衝性については、次のような方法で評価した。すなわち、実施例及び比較例７，８の包装材料を使用して、包装袋を製袋し、この包装袋中にコンパクトディスク入りのプラスチックケースを収容密封した。そして、この包装体を東京から大阪まで輸送し、破損の有無を調べた。この試験を、それぞれ、５０個の包装体について行い、全ての包装体でプラスチックケースにヒビが生じていないものを「○」と評価し、一個でもヒビが生じたものについては「×」と評価した。

また、断熱性については、次のような方法で評価した。すなわち、まず、実施例及び比較例７，８の包装材料を使用して、包装袋を製袋し、この包装袋に１ｋｇの保冷剤とデータロガー（Ｔ ａｎｄ Ｄ社製：おんどとり）を密封した。こうして保冷剤を密封した包装体の内部は、保冷剤の収容直後から温度低下を生じ、その温度が最低温度を示した後、温度上昇を開始する。そして、この温度上昇によって、一定の温度（通常は外気温度に等しい）に達する。そこで、保冷剤を密封してから一定の前記温度（２５℃）に達するまでの時間を保冷時間として、この保冷時間が３００ｍｉｎ以上の場合を「○」と評価し、３００ｍｉｎに満たない場合を「×」と評価した。

なお、比較例１〜６については、前述のとおり、ラミネート適性と生産性とのいずれかが「×」の評価であったため、緩衝性及び断熱性の評価を省略した。

この結果を表２に示す。

（考察）
以上の結果から、基材シートと発泡シートとを貼り合わせるに際し、ホットメルト樹脂層を使用し、しかも、その面積率を８０％以下の網状の線状パターンとすると共に、その厚みを２〜２００μｍとすることにより、ラミネート適性と生産性とを向上させることができることが理解できる。なお、面積率を８０％以下の線状パターンを形成するためには、ホットメルト樹脂層が、１８０℃における粘度が２０００〜２５０００ｍＰａ・ｓのホットメルト樹脂で構成されていることが望ましいことも理解できる。粘度が低いとホットメルト樹脂層２の面積率が広がり、粘度が高いとノズルが目詰まりを起こすのである。

そして、このような条件下で、しかも、その面積率を２０〜８０％の範囲内とすることにより、緩衝性と断熱性とをさらに向上させることができると理解できる。

１：基材シート ２：ホットメルト樹脂層 ３：発泡シート ４：ホットメルト樹脂層 ５：シーラント層
１０：包装材料

Claims (6)

1. 基材シートと発泡シートとをホットメルト樹脂層で貼り合わせて構成される包装材料であって、
   前記ホットメルト樹脂層が網状の線状パターンを有すると共に、その面積率が２０〜８０％であり、
   かつ、その厚みが２０〜２００μｍである、
   ことを特徴とする包装材料。
2. 前記ホットメルト樹脂層が、１８０℃における粘度が２０００〜２５０００ｍＰａ・ｓのホットメルト樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装材料。
3. 前記発泡シートの材質がポリオレフィン樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装材料。
4. 前記ホットメルト樹脂が合成ゴムを主体とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の包装材料。
5. さらに前記発泡シート側にシーラント層が貼り合わされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の包装材料。
6. 前記発泡シートとシーラント層がホットメルト樹脂層で貼り合わせていることを特徴とする請求項５に記載の包装材料。

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