JP2019155868A - 積層フィルム及び包装袋 - Google Patents

Abstract

【課題】容量１００ｍｌ以上の包装袋を想定した場合であっても、分子量３桁以上の有機化合物に対する非収着性に優れ、かつヒートシール性、引張特性に優れる積層フィルム及び包装袋を提供する。【解決手段】基材２１と、積層フィルム２０の一方の最表面となるシーラント材１０とを含む複数の層を有する積層フィルム２０において、シーラント材１０は、（Ａ）ラミネート層１１／（Ｂ）バリア層１２／（Ｃ）シーラント層１３からなり、（Ａ）ラミネート層１１がポリエチレン樹脂、（Ｂ）バリア層１２がシクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーのブレンド樹脂、（Ｃ）シーラント層１３が１０〜２５μｍの層厚であるポリエチレン樹脂からなる。【選択図】図１

Description

本発明は、容量１００ｍｌ以上の包装袋を想定した場合であっても、分子量３桁以上の有機化合物に対する非収着性に優れ、かつヒートシール性、引張特性に優れる積層フィルム及び包装袋に関する。

特許文献１では、特定のエチレン−α−オレフィン共重合体と環状オレフィン系重合体を含有する樹脂組成物をシーラント層にするという開発に関して記載されている。
特許文献２では、ガラス転移点が異なる以外は同様に構成することが可能な２種類の環状オレフィン系樹脂を溶融押出により成形したフィルムの開発に関して記載されている。
特許文献３では、シーラント層の中間層に環状ポリオレフィン系樹脂と非環状ポリオレフィン系樹脂とを含む環状オレフィン系樹脂層を設けることで、優れたシール強度を示し、内容物に含まれる有効成分の吸着量を低減させたスタンディングパウチの開発に関して記載されている。
特許文献４では、シクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーを特定の配合領域でブレンドした樹脂組成物をシーラント層に使用することで、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー単体よりも引張伸度が向上するという開発に関して記載されている。

特開２００７−２９１３６４号公報 特開２０１０−０３１２５３号公報 特許第５６９９３２５号公報 国際公開第２０１３／１０５５２４号

しかし、特許文献１〜３では、シーラント層またはバリア層である環状オレフィン系樹脂がシクロオレフィンコポリマーでありエチレンとの共重合体であるため、そのエチレン領域を通路として、有効成分が基材層に侵入してしまい、結果非収着性が低下するという問題が生じる。さらに特許文献１、３では、このシーラント層またはバリア層に非環状ポリオレフィン樹脂をブレンドしているため、基材層への有効成分の侵入をさらに加速させてしまっているという問題もある。

また、特許文献１、２では、環状オレフィン系樹脂が単層でシーラント層とされるため、スタンディングパウチとした時の屈曲性が悪く、シーラント層にクラックが発生しやすく、結果それが非収着性能を低減させてしまう。特許文献３でも、例えば、（Ａ）ラミネート層１０μｍ／（Ｂ）バリア層３０μｍ／（Ｃ）シーラント層１０μｍといった層厚比率構成も含まれるが、バリア層の層厚比率が総厚に対して５０％以上あるため、スタンディングパウチとした時の屈曲性が悪く、バリア層にクラックが発生しやすく、結果それが非収着性能を低減させてしまう。

特許文献４の技術では、シクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーをブレンドした樹脂組成物をシーラント層として使用しているため、有効成分の収着抑制には効果がある。しかし、当該樹脂組成物は、シール強度がポリエチレンなどのシーラント樹脂と比較すると低く、引張伸度も低いため、１００ｍｌ以上の容量の包装袋への使用はできない。またシクロオレフィンコポリマーが主成分となる配合領域では、シクロオレフィンポリマーが主成分となる配合領域よりも非収着性に劣る。

本発明は、容量１００ｍｌ以上の包装袋を想定した場合であっても、分子量３桁以上の有機化合物に対する非収着性に優れ、かつヒートシール性、引張特性に優れる積層フィルム及び包装袋を提供する。

前記課題を解決するため、本発明は、基材と、積層フィルムの一方の最表面となるシーラント材とを含む複数の層を有する積層フィルムにおいて、前記シーラント材は、（Ａ）ラミネート層／（Ｂ）バリア層／（Ｃ）シーラント層からなり、（Ａ）ラミネート層がポリエチレン樹脂、（Ｂ）バリア層がシクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーのブレンド樹脂、（Ｃ）シーラント層が１０〜２５μｍの層厚であるポリエチレン樹脂からなることを特徴とする分子量３桁以上の有機化合物に対して非収着性を有する積層フィルムを提供する。

前記（Ｂ）バリア層が前記ブレンド樹脂１００質量％に対し、前記シクロオレフィンポリマー５２〜９７質量％、シクロオレフィンコポリマー３〜４８質量％であってもよい。
前記（Ａ）ラミネート層／（Ｂ）バリア層／（Ｃ）シーラント層からなる前記シーラント材の総厚１００％に対し、（Ｂ）バリア層の層厚が１０〜３０％であってもよい。

また、本発明は、前記の積層フィルムからなり、前記シーラント材をヒートシールしてなるヒートシール部を有することを特徴とする包装袋を提供する。
前記積層フィルムが前記基材にアルミ箔または蒸着フィルムが積層された積層フィルムであり、前記包装袋がスタンディングパウチであってもよい。

本発明によれば、容量１００ｍｌ以上の包装袋を想定した場合であっても、分子量３桁以上の有機化合物に対する非収着性に優れ、かつヒートシール性、引張特性に優れる積層フィルム及び包装袋を提供することができる。

積層フィルムの一例を示す断面図である。

以下、好適な実施形態に基づいて、本発明を説明する。
図１に示すように、本実施形態の積層フィルム２０は、シーラント材１０と、基材２１とを含む複数の層を有する。ここで、基材２１は１層または２層以上を有してもよく、積層フィルム２０がシーラント材１０および基材２１以外の層を含んでもよい。

シーラント材１０は、積層フィルム２０の一方の最表面となる。シーラント材１０は、基材２１側の外層として（Ａ）ラミネート層１１を、最表面側の内層として（Ｃ）シーラント層１３を有する。また、ラミネート層１１とシーラント層１３との間の中間層として（Ｂ）バリア層１２が設けられている。シーラント材１０のうち、ラミネート層１１およびシーラント層１３がポリエチレン樹脂からなる。また、バリア層１２は、シクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーのブレンド樹脂からなる。

シーラント材１０は、分子量３桁以上の有機化合物に対して非収着性を有する。ここで、分子量が３桁以上とは、例えば１００以上であり、５００程度、１０００程度またはそれ以上であってもよい。非収着性を有する有機化合物の分子量は、例えば５桁未満（４桁以下）、より具体的には１００００未満（９９９９以下）であってもよい。シーラント材１０が非収着性を有する化合物としては、例えばポリエチレンが収着性を有しない化合物（タンパク質や多糖類など高分子量または親水性の高い化合物）や、ポリエチレン等の樹脂に対して酸化等の化学反応を引き起こす化合物などを除外した上で、ポリエチレンが収着性を有する化合物であってもよい。「収着」とは、「吸着」または「吸収」を意味する。非収着性の対象となる有機化合物としては、芳香族化合物、脂環式化合物、複素環式化合物等の有効成分、機能性成分、栄養成分、香料等の少なくとも１つが挙げられる。なお、非収着性の対象として選択される有機化合物は、非収着性の指標となるものであり、実際に内容物に含有されてもよく、あるいは内容物に含有されない場合があってもよい。

本実施形態の積層フィルム２０およびシーラント材１０は、シクロオレフィンポリマーを主成分とし、シクロオレフィンコポリマーをある一定の割合とした混合物（ブレンド樹脂）を使用することで、非収着性を保持し、フィルム強度を向上させることができる。バリア層１２における配合比率は、例えば、ブレンド樹脂１００質量％に対し、シクロオレフィンポリマー５２〜９７質量％、シクロオレフィンコポリマー３〜４８質量％の領域が望ましい。

シクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーは相溶性があるため、所定の配合領域（配合比率）でブレンドすることでシクロオレフィンコポリマーのエチレン成分がより細かく分散する。バリア層１２に非環状オレフィン樹脂を配合しなくても、バリア層１２の屈曲性が向上し、シーラント材１０の強度も向上する。また、バリア層１２においてエチレン成分が非常に細かく分散するため、エチレン成分は有効成分がラミネート層１１へと通り抜ける侵入路とはならず、結果本実施形態の配合比率であれば、シーラント材１０の非収着性は低下しない。

シクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンの重合体またはその水素添加物である。環状オレフィンの重合体としては、１種類の環状オレフィンから構成される単独重合体と、２種類の環状オレフィンから構成される共重合体があり、また、二重結合を含む環構造が閉じたまま重合する付加重合体と、メタセシスによる開環重合体とがある。シクロオレフィンポリマーのなかでも、ノルボルネン骨格を有する環状オレフィンの重合体またはその水素添加物であることが好ましい。シクロオレフィンポリマーとしては市販品を用いることができ、例えば日本ゼオン株式会社製のゼオネックス（登録商標）、ゼオノア（登録商標）を好適に用いることができる。

シクロオレフィンコポリマーは、環状オレフィンと非環状オレフィンとの重合体またはその水素添加物である。環状オレフィンと非環状オレフィンとの重合体としては、１種類の環状オレフィンと１種類の非環状オレフィンとの共重合体でもよく、１種類の環状オレフィンと２種類以上の非環状オレフィンとの共重合体でもよく、２種類の環状オレフィンと１種類の非環状オレフィンとの共重合体でもよく、２種類の環状オレフィンと２種類以上の非環状オレフィンとの共重合体でもよい。シクロオレフィンコポリマーのなかでも、ノルボルネン骨格を有する環状オレフィンと非環状オレフィンとの重合体またはその水素添加物であることが好ましい。シクロオレフィンコポリマーとしては市販品を用いることができ、例えば三井化学株式会社製のアペル（登録商標）、ポリプラスチックス株式会社製のＴＯＰＡＳ（登録商標）を好適に用いることができる。

また、バリア層１２の層厚は、シーラント材１０の総厚１００％に対して１０〜３０％であることが望ましい。バリア層１２の層厚比率が、この上限値の比率（３０％）より高いと、バリア層１２の屈曲によりクラックが発生しやすく、ラミネート層１１へ有効成分が通り抜ける侵入路となってしまう。また、バリア層１２の層厚比率が、下限値の比率（１０％）より低いと、クラックの有無によらず、バリア層１２のバリア機能が低下する。

さらにシーラント層１３の層厚は１０〜２５μｍであることが望ましい。シーラント層１３の厚みが、下限値の厚み（１０μｍ）未満であると、シール強度が低く、落下強度も低いという問題が生じる。シーラント層１３の厚みが、上限値の層厚（２５μｍ）を超えると、収着率が増加し、実用性に欠けてしまう。積層フィルム２０をスタンディングパウチの構成材料として使用する場合は、シーラント層１３の厚みが上記の範囲の層厚で、またはバリア層１２の厚みが上記の範囲の比率で、且つシーラント材１０の総厚は５０〜１２０μｍであることが望ましい。

ラミネート層１１およびシーラント層１３に用いるポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等のポリエチレン、あるいは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のエチレンを主体とするポリオレフィン樹脂が挙げられる。エチレンを主体とするポリオレフィン樹脂の具体例としては、ブテンを共重合させたＣ４−ＬＬＤＰＥ、ヘキセンを共重合させたＣ６−ＬＬＤＰＥ、オクテンを共重合させたＣ８−ＬＬＤＰＥ等が挙げられる。重合時の触媒等は特に制約はない。また、ラミネート層１１およびシーラント層１３の一方または両方について、２種類以上のポリエチレン樹脂をブレンドして使用しても構わない。ラミネート層１１に用いられるポリエチレン樹脂と、シーラント層１３に用いられるポリエチレン樹脂とは、同種でも異種でもよい。ポリエチレン樹脂のエチレン含有率は、例えば５０質量％以上、８０質量％程度、９０質量％程度、９５質量％程度、９９質量％程度、１００重量程度％等が挙げられる。

ラミネート層１１とバリア層１２との間、バリア層１２とシーラント層１３との間は、他の材料を介在させることなく、共押出等により全面的に密着していてもよい。シーラント材１０の各層を構成する樹脂は、発明の目的を損なわない範囲で、適宜の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば酸化防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、着色剤、エラストマー等が挙げられる。例えば、バリア層を構成するブレンド樹脂には、スチレン系エラストマー等のエラストマーまたはポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂の一方または両方を、例えば５重量％以下、あるいは２重量％以下の割合で配合してもよい。

シーラント材１０は、シーラント材１０どうしのシール（接合）に用いることができる。シール方法には特に制約はなく、熱板シール、超音波シール、高周波シール、インパルスシール等が挙げられる。シーラント材１０は、間に他の接着剤等を介在させることなく、シーラント層１３どうしを対向させてヒートシールすることが可能である。シーラント材１０の厚さは、加工性、柔軟性、非収着性等の観点から選択することが好ましく、特に限定されないが、例えば２０〜２００μｍの厚さが好ましい。積層フィルム２０をスタンディングパウチ等の包装袋として使用する場合は、バリア層１２の層厚比率が上記の範囲で、且つシーラント材１０の総厚が５０〜１８０μｍであることが望ましい。

本実施形態の積層フィルム２０は、包装袋等の容器を構成するために用いることができる。本実施形態の包装袋は、シーラント材１０の内層どうしを対向させてシールしてなるシール部と、シーラント材１０がシールされていない未シール部とを有する。シール部においては、シーラント材１０の総厚およびシーラント材１０を構成する各層の層厚が、ヒートシールの加熱または加圧により変化してもよい。シーラント材１０について説明したシーラント層１３の層厚や、またはバリア層１２の層厚比率は、シーラント材１０が内容物と接触する未シール部において、上述の範囲を満足することが好ましい。

積層フィルム２０は、シーラント材１０のラミネート層１１側に積層された基材２１を有する。シーラント材１０と基材２１との間や、基材２１のシーラント材１０と反対側には、他の層が積層されてもよい。基材は、樹脂フィルムまたは樹脂以外の異種材料を含むことができる。異種材料としては、アルミ箔等の金属箔、紙等が挙げられる。基材を構成する材料としては、耐熱性や強度などの機械的特性、印刷適性に優れた延伸フィルムが好ましく、具体的には、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、２軸延伸ナイロンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム等を挙げることができる。基材の厚さは通常１０〜５０μｍであり、好ましくは１０〜３０μｍである。

基材は、２層以上から構成されてもよい。基材の貼り合わせには、接着剤、アンカー剤などを用いてもよい。基材は、水分やガスの侵入を防ぐため、水蒸気バリア性樹脂、ガスバリア性樹脂、蒸着フィルム等を含むことが好ましい。水蒸気バリア性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。ガスバリア性樹脂としては、ナイロン等のポリアミド樹脂や、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等が挙げられる。蒸着フィルムとしては、金属、シリカ、アルミナ等の無機物を蒸着した樹脂フィルムが挙げられる。

包装袋は、内容品が収容される本体部に対して、キャップ、スパウト等の付属品を有してもよい。積層フィルム２０から構成される本体部に対し、付属品は、樹脂成形品等であってもよい。包装袋またはその本体部の形態は特に限定されず、例えば、平袋、ガゼット袋、スタンディングパウチ等が挙げられる。本実施形態の積層フィルムは、シール性、屈曲性にも優れるため、スタンディングパウチ等、フィルムに屈曲部を有する包装袋にも好適である。

本実施形態の包装袋は、特に、飲食物や化粧品、薬剤等、香料や有効成分を含有する内容品の包装に好適に利用することができる。包装袋の容量または内容物の体積が１００ｍｌ以上であってもよい。特に限定されないが、本実施形態の包装袋は、次の（１）〜（３）の包装袋に適している。

（１）微量な有効成分が含まれる化粧品や医薬品などの包装袋。
（２）微量な有効成分が含まれる化粧品等の詰め替え用の包装袋。
（３）入浴剤などの詰め替え用の包装袋。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。

なお、表１において用いた略語の意味は、次のとおりである。
「ＣＯＰ」・・・シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン株式会社製、商品名ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）１０２０Ｒ。Ｔｇ＝１０２℃、ＭＦＲ＝２０ｇ／１０ｍｉｎ（２８０℃）、ρ＝１．０１ｇ／ｃｍ^３）
「ＣＯＣ」・・・シクロオレフィンコポリマー（ポリプラスチックス株式会社製、商品名ＴＯＰＡＳ（登録商標）８００７Ｆ０４。Ｔｇ＝７８℃、ＭＶＲ＝３２ｃｍ^３／１０ｍｉｎ（２６０℃）、ρ＝１．０２ｇ／ｃｍ^３）
「ＰＥ（１）」・・・メタロセン触媒重合Ｃ６−ＬＬＤＰＥ（ρ＝０．９２４ｇ／ｃｍ^３、Ｔｍ＝１２０℃、ＭＦＲ＝２．２ｇ／１０ｍｉｎ（１９０℃、２．１６ｋｇｆ））
「ＰＥ（２）」・・・メタロセン触媒重合Ｃ６−ＬＬＤＰＥ（ρ＝０．９３０ｇ／ｃｍ^３、Ｔｍ＝１３０℃、ＭＦＲ＝１．１ｇ／１０ｍｉｎ（１９０℃、２．１６ｋｇｆ））

（サンプル作製方法）
（１）（シーラント材の作製）
表１に示す樹脂を用いて、実施例および比較例のシーラント材をＴダイ押出機により作製した。実施例１〜２のバリア層は、ＣＯＰ：ＣＯＣのブレンド樹脂であり、等号に続けて示される比率は重量％である。実施例１〜２および比較例２〜３のシーラント材は、３層の共押出フィルムからなる。比較例１のシーラント材は、単層の押出フィルムである。
（２）（ドライラミネート）
上記（１）で作製したシーラント材を、ＰＥＴフィルムおよびＡｌ箔とＮｙｌｏｎをドライラミネートにより貼り合わせ、ＰＥＴ１２μｍ／Ａｌ箔９μｍ／Ｎｙｌｏｎ１５μｍ／シーラント材という層構成を有する積層フィルムを得た。
（３）（製袋）
上記（２）で作製した積層フィルムを用いて、製袋機により、１８０ｍｍ×１１０ｍｍ（シール巾５ｍｍ）という寸法の、注出口のないスタンディングパウチを作製した。

（評価方法）
（１）落下強度測定
作製したスタンディングパウチに水を２５０ｍｌまたは３５０ｍｌを充填し、パウチの開口部を圧力０．２ＭＰａ、時間１秒、温度１８０℃でヒートシールして密封した。
その水を充填したスタンディングパウチを５℃環境下で２４時間保管後、高さ１２０ｃｍから水平落下（スタンディングパウチの側面からの落下）、垂直落下（スタンディングパウチの底部からの落下）の２通りで、落下試験を実施した。水平落下・垂直落下を１セットとし、計５セット実施し、ｎ＝１０で破袋の有無を確認した。

（２）酢酸α−トコフェロールの残存率
有効成分として酢酸α−トコフェロール（ビタミンＥアセテート、分子量４７２．７４）を含む市販の化粧水２５０ｍｌを、作製したスタンディングパウチに入れ、パウチの開口部を圧力０．２ＭＰａ、時間１秒、温度１８０℃でヒートシールして密封した。密封したパウチを４０℃で３ヶ月保管した後に開封し、化粧水中の酢酸α−トコフェロールの残存量を高速液体クロマトグラフィ法で定量し、前記残存量をもとに有効成分の残存率を算出した。

表２に評価結果を示す。

表２の結果から本発明（実施例１、２）により、酢酸トコフェロールの残存率が８５％以上であることを確認でき、スタンディングパウチも破袋しないことが確認できた。
シーラント材をＰＥ単体としたパウチ（比較例１）では、落下試験での破袋は発生しなかったが、酢酸トコフェロールの残存率が７０．８％と本発明（実施例１、２）には及ばなかった。
バリア層をＣＯＰとしたパウチ（比較例２）では、容量２５０ｍｌでの落下試験では問題なかったが、容量３５０ｍｌでは破袋が発生し、本発明には及ばなかった。
またシーラント層の層厚を５０μｍとしたパウチ（比較例３）では、落下強度による破袋は発生しなかったが、酢酸トコフェロールの残存率は本発明（実施例１、２）には及ばなかった。

１０…シーラント材、１１…ラミネート層、１２…バリア層、１３…シーラント層、２０…積層フィルム、２１…基材。

Claims (5)

1. 基材と、積層フィルムの一方の最表面となるシーラント材とを含む複数の層を有する積層フィルムにおいて、前記シーラント材は、（Ａ）ラミネート層／（Ｂ）バリア層／（Ｃ）シーラント層からなり、（Ａ）ラミネート層がポリエチレン樹脂、（Ｂ）バリア層がシクロオレフィンポリマーとシクロオレフィンコポリマーのブレンド樹脂、（Ｃ）シーラント層が１０〜２５μｍの層厚であるポリエチレン樹脂からなることを特徴とする分子量３桁以上の有機化合物に対して非収着性を有する積層フィルム。
2. 前記（Ｂ）バリア層が前記ブレンド樹脂１００質量％に対し、前記シクロオレフィンポリマー５２〜９７質量％、シクロオレフィンコポリマー３〜４８質量％であることを特徴とする請求項１に記載の積層フィルム。
3. 前記（Ａ）ラミネート層／（Ｂ）バリア層／（Ｃ）シーラント層からなる前記シーラント材の総厚１００％に対し、（Ｂ）バリア層の層厚が１０〜３０％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層フィルム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の積層フィルムからなり、前記シーラント材をヒートシールしてなるヒートシール部を有することを特徴とする包装袋。
5. 前記積層フィルムが前記基材にアルミ箔または蒸着フィルムが積層された積層フィルムであり、前記包装袋がスタンディングパウチであることを特徴とする請求項４に記載の包装袋。

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