JP2020128069A

JP2020128069A - 包装材用積層体、及びそれを用いた包装袋

Info

Publication number: JP2020128069A
Application number: JP2019022493A
Authority: JP
Inventors: 和敬蘆; Kazuyoshi Ro
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-08-27

Abstract

【課題】耐突き刺し性、ガスバリア性、耐屈曲性に優れた包装材用積層体を提供すること。【解決手段】基材層、バリア層、シーラント層を順次積層してなる包装材用積層体であって、基材層は延伸ポリプロピレンフィルムであり、バリア層は、ポリエチレンテレフタレートフィルムに、アルミニウム蒸着層と、樹脂成分に金属酸化物を混合した保護層と、を順次積層したバリア層であり、シーラント層は、いずれも密度が０．９１〜０．９４（ｇ／ｃｍ３）の、少なくとも２層の低密度ポリエチレン層を含み、２層の低密度ポリエチレンの低温シール性はバリア層から遠い側がバリア層に近い側よりも高く、好ましくは、２層の低密度ポリエチレンの分子量はバリア層に近い側がバリア層から遠い側よりも大きい包装材用積層体とする。【選択図】図１

Description

本発明は、内容物を包装するための包装材用積層体、及び医療、医薬品分野において輸液等の薬液を充填したソフトバッグの収納用等として使用される包装袋に関する。

近年、環境問題に対し包装材料の減容化が進められている。プラスチックフィルム等を主体とする軟包装の分野でも同様であるが、減容化、薄層化の結果、突き刺し強度が不足しやすく、特に、内容物が重く固形物である場合、充填時、或いは輸送の際、内容物の形状などによっては包装材が突き破られたり、ピンホールが発生して内容物の保存性が損なわれるため、包装材の改善が求められている。

また、医薬用包装材料に対しては、透過する酸素、水蒸気、その他内容物を変質させる気体及び紫外線や可視光線による劣化を防ぐ必要があり、これら気体（ガス）及び光を遮断するガスバリア性及び遮光性を備えることが求められる。

例えば、医薬用の輸液バッグに充填されるアミノ酸液や糖、電解質液などの薬剤は、酸素によって著しく変質し、ビタミンは近紫外光によって容易に劣化してしまう。他方、直接体内にこれら薬剤を注入することから、これら薬剤と直接接触する輸液バッグは、薬剤に悪影響を与えることがないよう、無添加のプラスチックを使用した容器を用いることが多い。しかるに、無添加のプラスチックの酸素バリア性、近紫外光の遮光性についてはほとんど無いに等しい。そのため、輸液バッグを大気中に放置しておくと、太陽光及び蛍光灯中の近紫外光、あるいは大気中の酸素が輸液バッグを透過し経時的に薬剤を変質させる。

そこで、近年は輸液バッグを酸素バリア性の高い包装材で２次包装することが行われている。従来、輸液バック等の医薬向けの包装材料は、耐ピンホール性を付与するため、例えば、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（３０μｍ厚）、延伸ナイロンフィルム（２５μｍ厚）、アルミニウム箔（６μｍ厚）、線状低密度ポリエチレン樹脂（５０μｍ厚）をそれぞれ順次貼り合わせた積層体から構成されていた。

しかしながら、前記の構成の積層体を使用した包装材は高価であるとともに、輸送工程などにおいて、包装材同士や梱包用の段ボールと擦れ合ったり、振動による内容物の突起部との擦れなどの複合要因によってバリア層にピンホールが発生しやすく、バリア性が低下するという問題があった。

特許文献１には、ガスバリア性に優れる包装材として、熱可塑性フィルム等の基材層とヒートシール性フィルムとの間に、無機化合物を含む樹脂組成物層を備える積層体で形成された容器が提案されている。しかしながら、この包装材は酸素に対するバリア性が十分ではない。

特許文献２には、固くて突起部を有する内容物を包装するための包装材が提案されている。この包装材は、基材層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、ガスバリア層、及びシーラント層の積層体である。ガスバリア層としては、無機物（アルミニウム金属、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素）を蒸着した蒸着ポリエステルフィルムや蒸着ナイロンフィルム、塩化ビニリデンフィルム、エチレン・ビニルアルコールフィルム、アルミニウム箔等が挙げられている。しかしながら、この構成では耐ピンホール性、酸素バリア性が十分とはならない。

特許文献３には、アルミニウム箔と、無機化合物が蒸着されたプラスチックフィルムと、を含む真空包装材が開示されている。しかしながら、この包装材はアルミニウム箔を使用しているため、屈曲等に対する耐ピンホール性が不十分である。無機化合物が蒸着されたプラスチックフィルムは、アルミニウム箔にクラックやピンホールが発生したときでも、バリア性維持する機能が求められるが、一般的な無機化合物を蒸着したプラスチックフィルムでは、酸素バリア性が不足する。

特開平１１−３１４６７５号公報特開２００５−１１９０６３号公報特開２００６−０３６２７２号公報

本発明は、上記のような現状課題、状況を鑑みて発案されたものであり、その目的とするところは、耐突き刺し性、ガスバリア性、耐屈曲性に優れた包装材用積層体、及びそれを用いた包装袋を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基材層、バリア層、シーラント層を順次積層してなる包装材用積層体であって、
前記基材層は延伸ポリプロピレンフィルムであり、
前記バリア層は、ポリエチレンテレフタレートフィルムに、アルミニウム蒸着層と、樹脂成分に金属酸化物を混合した保護層と、を順次積層したバリア層であり、
前記シーラント層は、いずれも密度が０．９１〜０．９４（ｇ／ｃｍ^３）の、少なくとも２層の低密度ポリエチレン層を含み、
前記２層の低密度ポリエチレンの低温シール性は、前記バリア層から遠い側が、前記バリア層に近い側よりも高い、ことを特徴とする包装材用積層体としたものである。

請求項２に記載の発明は、前記２層の低密度ポリエチレンの分子量は、前記バリア層に近い側が、前記バリア層から遠い側よりも大きい、ことを特徴とする、請求項１に記載の包装材用積層体としたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１、または２に記載の包装材用積層体を製袋した、
ことを特徴とする、包装袋としたものである。

本発明によれば、耐突き刺し性、ガスバリア性、耐屈曲性に優れた包装材用積層体、及びそれを用いた包装袋が得られる。

本発明の包装材用積層体に係る、第１実施形態の包装材用積層体を例示する模式断面図である。本発明の包装材用積層体に係る、第２実施形態の包装材用積層体を例示する模式断面図である。本発明の包装袋に係る、本発明の包装材用積層体を用いた包装袋の使用形態を例示する模式平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る包装材用積層体、及びそれを用いた包装袋について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。

図１は、本発明の包装材用積層体に係る、第１実施形態の包装材用積層体１００を例示する模式断面図である。包装材用積層体１００は、基材層１１、バリア層１２、シーラント層１３を順次積層してなる包装材用積層体であって、基材層１１は延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムであり、バリア層１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム１２ｃに、アルミニウム（Ａｌ）蒸着層１２ｂと、樹脂成分に金属酸化物を混合した保護層１２ａと、を順次積層したバリア層であり、シーラント層１３は、いずれも密度が０．９１〜０．９４（ｇ／ｃｍ^３）の、２層の低密度ポリエチレン層からなり、それらの低温シール性は、バリア層１２から遠い側（シール側）のシーラント層１３ｂが、バリア層１２に近い側（ラミネート側）のシーラント層１３ａよりも高い、ことを特徴とする。

前記で、「低温シール性が高い」とは、より低温でシーリングが可能であることを意味し、それにより、包装工程が高速化し、生産量の向上及びコスト削減が可能となり、アルミニウム箔も使用しないことから比較的安価に積層体が作製可能となるとともに、低温での流通が必要な内容物の包装にも好適な包装材となる。

基材層１１としては、充填時のシール（封止）工程における耐熱性、フィルム自体のコシの強さ、耐突刺し性等の理由から、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムが好適であり、厚さは３０〜６０μｍ程度が好適に使用できる。必要に応じて基材層１１の内側または外側に文字や絵柄などを施した印刷層（図示せず）を設けることができる。

バリア層１２の構成要素としては、まず、ガスバリア性を付与するとともに、光を遮断する理由から、ＰＥＴフィルム１２ｃにＡｌ蒸着層１２ｂを形成したフィルムが好適である。Ａｌ蒸着層１２ｂの厚さは要求される遮光性やガスバリア性によるが、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。また、ＰＥＴフィルムの厚さは１２μｍ程度が好ましい。

加えて、第１実施形態の包装材用積層体１００では、ラミネート時の擦れや屈曲によるＡｌ蒸着層１２ｂのクラックを防止するため、Ａｌ蒸着層１２ｂの上に、樹脂成分に金属酸化物を混合した保護層１２ａを塗布形成する。金属酸化物としては、シリカ（ＳｉＯ、ＳｉＯ_２など）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２等が好ましい。保護層１２ａの厚みは０．１〜１００μｍが好適で、さらに好ましくは０．１〜１．０μｍである。

上記基材層１１とバリア層１２との貼り合わせは、例えば、二液反応型のポリエステル樹脂系接着剤を用いたドライラミネート法など、公知の貼り合わせ方法を用いることにより容易に行うことができる。また、基材層１１とバリア層１２との間にポリエチレンを挟み込むなどの押出ラミネーション法での貼り合わせによっても可能である。

シーラント層１３は、熱封緘性を付与するとともに耐屈曲性、耐突刺し性を付与する層で、低密度ポリエチレンを主体とするポリオレフィン系の樹脂を使用する。輸液バック等の内容物の角当たりや面の擦れに対し穴が空きにくく、重量袋に対しての強固なシール性を付与するため、厚さ３０〜１００μｍ程度の線状低密度ポリエチレン樹脂（Ｌ−ＬＤＰＥ）が好適に使用できる。

第１実施形態の包装材用積層体１００では、特に、シーラント層１３はいずれも密度が０．９１〜０．９４（ｇ／ｃｍ^３）の、２層の低密度ポリエチレンからなり、それらの低密度ポリエチレンの低温シール性は、バリア層１２から遠い側（シール側）のシーラント層１３ｂが、バリア層に近い側（ラミネート側）のシーラント層１３ａよりも高いシーラント層とする。このようなシーラント層１３とすることによって、シール側のシーラント層１３ｂが擦れて傷ついた場合でもラミネート側のシーラント層１３ａが屈曲や擦れに強いため、耐屈曲性、耐ピンホール性の高い包装材用積層体となる。

前記２層の低密度ポリエチレンの分子量は、ラミネート側のシーラント層１３ａの方がシール側のシーラント層１３ｂよりも大きいことが好ましい。これは分子量が大きいシーラント層ほど包装材内の内容物に移行しにくく、長期に保存する場合、内容物の特性の変化を回避できる理由による。

上記のように貼り合わせた基材層１１とバリア層１２に、さらにシーラント層１３を積層して包装材用積層体１００とするが、積層方法は特に限定されず、例えば、二液反応型のポリエステル樹脂系接着剤を介したドライラミネート法や低密度ポリエチレンを挟む押出ラミネーション法が好ましく使用できる。

図２は、本発明の包装材用積層体に係る、第２実施形態の包装材用積層体２００を例示する模式断面図である。第２実施形態の包装材用積層体２００が第１実施形態の包装材用積層体１００と異なるところは、バリア層１２の層構成が第１実施形態の包装材用積層体１００とは上下逆になっている、ということである。このように、バリア層１２は、アルミニウム蒸着層１２ｂを中央として、基材層１１側またはシーラント層１３側が保護層１２ａであってもＰＥＴフィルム１２ｃであってもよい。各層を構成する材料は包装材用積層体１００と同じであればよい。

第１実施形態の包装材用積層体１００または第２実施形態の包装材用積層体２００を所望の寸法にスリットして製袋し包装袋を作製する。袋の形状は、それぞれ2辺、3辺、4辺をシールする二方シール袋、三方シール袋、四方シール袋等、任意に選択できる。

作製した包装袋３００に、例えば図３に例示するように、医療機関向け輸液バック５００を入れて包装する。この際、ガス吸収剤、例えば、酸素吸収剤や炭酸ガス吸収剤を封入して包装しても良い。このような包装袋は、本発明の包装材用積層体１００または２００を用いているので、輸送等の工程を経ても包装袋にピンホール、突き刺し傷などが現れにくく、また、ガスバリア性も劣化しにくいため長期間の保管に耐えられる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明の範囲は本発明の主旨を逸脱しない範囲で、以下の実施例に限定されるものではない。

図１に示す第１実施形態の包装材用積層体１００を以下のように作製した。
まず、基材層１１として厚さ３０μｍの延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、バリア層１２として厚さ１２μｍのＰＥＴフィルム１２ｃに約７０ｎｍ厚のＡｌ蒸着層１２ｂを形成した上に保護層１２ａとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にＳｉＯ_２を混合した層を塗布形成したフィルム、シーラント層１３としてはラミネート側が密度０．９２（ｇ／ｃｍ^３）、厚さ２０μｍの線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、シール側が密度０．９１（ｇ／ｃｍ^３）、厚さ４０μｍのＬ−ＬＤＰＥ（従って２層構成のシーラント層１３で総厚６０μｍ）を、それぞれ準備した。

次に、前記の保護層１２ａ及びＡｌ蒸着層付きＰＥＴフィルム（すなわちバリア層１２）の保護層１２ａ面に、二液反応型のポリエステル樹脂系接着剤を２〜３ｇ／ｍ^２（固形分）塗布して、前記のＯＰＰフィルム（すなわち基材層１１）とドライラミネート法により貼り合わせ複合フィルム２１とした。

さらに、前記の複合フィルム２１のＰＥＴフィルム１２ｃ面に二液反応型のポリエステル樹脂系接着剤を２〜３ｇ／ｍ^２（固形分）塗布して、前記の２層構成のシーラント層１３（総厚６０μｍ）とドライラミネート法により貼り合わせ、第１実施形態の包装材用積層体１００を作製した。

図２に示す第２実施形態の包装材用積層体２００を作製した。実施例１と同様の基材層１１に、表裏を逆にしたバリア層１２’をドライラミネート法により貼り合わせ、複合フィルム２２とした。次に、複合フィルム２２の保護層１２ａ側に二液反応型のポリエステル樹脂系接着剤を２〜３ｇ／ｍ^２（固形分）塗布して、実施例１と同様の２層構成のシーラント層１３（総厚６０μｍ）とドライラミネート法により貼り合わせ、包装材用積層体２００を作製した。

＜比較例１＞
基材層１１として実施例１と同様の延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（３０μｍ厚）、バリア層として延伸ナイロンフィルム（２５μｍ厚）とアルミニウム箔（６μｍ厚）の積層膜、シーラント層として密度０．９２（ｇ／ｃｍ^３）の単層Ｌ−ＬＤＰＥ（５０μｍ厚）の層構成からなる積層体を、実施例１と同様のドライラミネート法により作製した。

＜比較例２＞
基材層１１として実施例１と同様の延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（３０μｍ厚）、バリア層として保護層１２ａ無しのＡｌ蒸着層付きＰＥＴフィルム（１２μｍ厚）、シーラント層として実施例１と同様の２層構成のＬ−ＬＤＰＥフィルム（総厚６０μｍ）の層構成からなる積層体を、実施例１と同様のドライラミネート法により作製した。

＜比較例３＞
基材層１１として実施例１と同様の延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（３０μｍ厚）、バリア層として実施例１と同様の保護層１２ａ及びＡｌ蒸着層付きＰＥＴフィルム（１２μｍ厚）、すなわち、実施例１と同様の複合フィルム２１を作成し、シーラント層として密度０．９２５（ｇ／ｃｍ^３）の単層Ｌ−ＬＤＰＥ（６０μｍ厚）の層構成からなる積層体を、実施例１と同様のドライラミネート法により作製した。

以上の実施例１、２、及び比較例１〜３の積層体の層構成を表１にまとめて示す。

［測定・評価方法］
（耐突き刺し性）
直径が１ｍｍ、先端が０．５Ｒの針を毎分５０ｍｍの速度で実施例１、２、及び比較例１〜３の積層体に突き刺し、貫通するまでの最大突き刺し強度（単位・Ｎ）を測定した。基材層面側からとシーラント層面側からの二方向について実施した。

（酸素バリア性）
図３に示す包装袋３００を作製して、内容物に１０００ｍＬの輸液バック５００を入れ
、図３に示す形態として、輸送振動試験（ＪＩＳＺ０２３２規定９０分）にかけた後、ＪＩＳＫ７１２６に準拠し、温度３０℃、湿度７０％ＲＨの条件下において、ＭＯＣＯＮ法により測定した。

（耐屈曲性）
Ａ４サイズの実施例１、２、及び比較例１〜３の積層体を５℃／２０００回の条件でゲルボフレックス試験機にかけ、その後浸透液によりピンホールの発生個数をカウントした。

［評価結果］
以上の耐突き刺し性、ガスバリア性、耐屈曲性の測定結果を表２にまとめて示す。

表１から分かるように、実施例１、２のような本発明の構成の積層体とすることにより、突き刺し強度は、比較例１、２の積層体と同等であるとともに、酸素バリア性は輸送振動試験後でも、比較例１及び保護層を有しない比較例２の積層体よりも優れてバリア性の劣化はなく、良好なバリア性を維持することが示された。

比較例３は、実施例１と同じ複合フィルムの構成としたので、酸素バリア性は良好であったが、シーラント層がＬ−ＬＤＰＥの単層構成であるため、屈曲による耐ピンホール性が劣る結果となった。これに対し、Ｌ−ＬＤＰＥ２層構成をシーラント層とする実施例１、２では屈曲耐性も良好であることが分かった。

１００、２００・・・包装材用積層体
３００・・・・・・・包装袋
５００・・・・・・・輸液バック
Ｓ・・・・・・・・・シール部
１１・・・・・・・・基材層
１２・・・・・・・・バリア層
１２ａ・・・・・・保護層
１２ｂ・・・・・・アルミニウム蒸着層
１２ｃ・・・・・・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム
１３・・・・・・・・シーラント層
１３ａ・・・・・・ラミネート側シーラント層
１３ｂ・・・・・・シール側シーラント層
２１、２２・・・・・複合フィルム

Claims

基材層、バリア層、シーラント層を順次積層してなる包装材用積層体であって、
前記基材層は延伸ポリプロピレンフィルムであり、
前記バリア層は、ポリエチレンテレフタレートフィルムに、アルミニウム蒸着層と、樹脂成分に金属酸化物を混合した保護層と、を順次積層したバリア層であり、
前記シーラント層は、いずれも密度が０．９１〜０．９４（ｇ／ｃｍ^３）の、少なくとも２層の低密度ポリエチレン層を含み、
前記２層の低密度ポリエチレンの低温シール性は、前記バリア層から遠い側が、前記バリア層に近い側よりも高い、
ことを特徴とする包装材用積層体。
前記２層の低密度ポリエチレンの分子量は、前記バリア層に近い側が、前記バリア層から遠い側よりも大きい、
ことを特徴とする、請求項１に記載の包装材用積層体。
請求項１、または２に記載の包装材用積層体を製袋した、
ことを特徴とする、包装袋。