JP2020131519A

JP2020131519A - 包装袋の製造方法

Info

Publication number: JP2020131519A
Application number: JP2019026551A
Authority: JP
Inventors: 慶子関谷; Keiko Sekiya; 雅生鈴木; Masao Suzuki; 齋藤　哲也; Tetsuya Saito; 哲也齋藤
Original assignee: Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】シール部の外観に優れ、耐ピンホール性に優れた包装袋を製造する方法を提供すること。【解決手段】延伸ポリエチレンフィルムからなる基材層と、ポリエチレン系樹脂を含んでなるシーラント層とが積層されてなる積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように折り曲げ、または２枚の前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように重ね合わせ、次いで、前記積層フィルムのシーラント層同士を超音波シールする、包装袋の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、包装袋の製造方法に関し、より詳しくはシーラント層を備える積層フィルムからシーラント層同士を融着させて包装袋を製造する方法に関する。

食品、医薬品等を包装するために、積層フィルムを用いた種々の包装袋およびその製造技術が提案されている。
例えば特許文献１には、特定のポリエチレン系樹脂組成物からなる基材層と、ポリエチレン組成物からなるシール層が積層されてなる、包装用途に適した積層フィルムが開示され、この積層フィルムが諸特性に優れると記載されている。さらに、特許文献２には、二軸延伸エチレン重合体フィルム基材層の少なくとも片面に、エチレン・α−オレフィンランダム共重合体から得られる熱融着層が積層されてなる、包装袋などに利用できる多層フィルムが開示され、この多層フィルムがヒートシール性等に優れると記載されている。

積層フィルムをシールする方式としては、ヒートシールの他に超音波シールも知られている。超音波シールは、積層フィルム最内層のシーラント層同士を接触させた状態で振動させ、これにより発生する摩擦熱を利用して、２枚の積層フィルムを融着する技術である。超音波シールは、摩擦熱を利用するため、シール部の周辺が熱で融着することはなく、この点でヒートシールと異なり、シール部の精密な制御性に優れている（例えば、特許文献３）。この、超音波シールを利用した製袋方法として、例えば特許文献４には、外層およびシーラント層を有する積層フィルムのシーラント層同士を超音波シールする製袋方法が開示され、外層の材料としてはポリエステル（ＰＥＴ等）、ポリオレフィン（ポリエチレン等）、シーラント層の材料としてはＬＬＤＰＥが挙げられている。

さらに、特許文献５には、ＬＤＰＥ等の層およびシーリング層（例えば、エチレン系重合体）を有する包装用積層品から、チューブを作製し、チューブに内容物を充填した後、機械プレスを行うことによって横方向シールを行う際に、横方向シールの領域にエネルギー（好ましくは、超音波エネルギー）を与え包装容器を製造する方法が開示されている。

特開２００６−２３９８７７号公報特開２００６−１８１８３１号公報特開２０１８−１７６６７０号公報特開２０１７−１８５６６４号公報特表２００４−５２８２３５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載されたようなポリエチレン系樹脂フィルムからなる基材層とポリエチレン系樹脂からなるシーラント層とを有する従来の積層フィルムにヒートシールを施して包装袋を製造しようとした場合、ヒートシール部が収縮し、その結果、包装袋のシール部またはシール部付近の印刷等の外観が悪くなってしまうことがあった。

また、特許文献３、４、５には、外層等の材料に一軸延伸ポリプロピレン、ＰＥＴ、ナイロン、無延伸ポリエチレンフィルム等を使用し、シーラント層の材料にＬＬＤＰＥを使用した包装袋の具体例が開示されているが、これらの包装袋には耐ピンホール性の観点から改善の余地があった。

このような従来技術における問題点に鑑み、本発明は、シール部の外観に優れ、耐ピンホール性にも優れた包装袋を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］
延伸ポリエチレンフィルムからなる基材層と、ポリエチレン系樹脂を含んでなるシーラント層とが積層されてなる積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように折り曲げ、または２枚の前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように重ね合わせ、
次いで、前記積層フィルムのシーラント層同士を超音波シールする、包装袋の製造方法。

［２］
前記ポリエチレン系樹脂が、メルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．１〜１００ｇ／１０分であり、密度が８６０〜９７０ｋｇ／ｍ³であるポリエチレン系樹脂である前記［１］の包装袋の製造方法。

本発明によれば、シール部の外観に優れ、耐ピンホール性にも優れた包装袋を製造することができる。

以下、本発明の包装袋の製造方法をさらに詳細に説明する。
本発明の包装袋の製造方法は、
延伸ポリエチレンフィルムからなる基材層と、ポリエチレン系樹脂を含んでなるシーラント層とが積層されてなる積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように折り曲げ、または
２枚の前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように重ね合わせ、
次いで、前記積層フィルムのシーラント層同士を超音波シールすることを特徴としている。

［積層フィルム］
（基材層）
前記基材層は、延伸ポリエチレンフィルムからなる。
前記延伸ポリエチレンフィルムとしては、例えば、特許第4601988号、特許第4624721号、特許第4624729号、特許第4498913号、特許第4588490号、特許第4813438号、または特許第4468303号に記載の延伸ポリエチレンフィルムが挙げられる。

前記延伸ポリエチレンフィルムとしては、ＭＤおよびＴＤの少なくとも一方の１００℃での収縮率が０．１％以上であるものが好ましい。延伸ポリエチレンフィルムの１００℃での収縮率とは、延伸ポリエチレンフィルムから、長さ方向がフィルムの流れ方向（ＭＤ）または幅方向（ＴＤ）となるように１０ｍｍ幅、２００ｍｍ長さの短冊状の試験片を切り出し、１００ｍｍ間隔に穴を開け、これを１００℃のオーブン内に１５分間放置後、取り出して室温まで放冷した後に穴の距離を測定して算出される収縮率である。

本発明の包装袋の製造方法では、積層フィルムの基材層としてこのような延伸ポリエチレンフィルムが使用されるため、耐ピンホール性に優れた包装袋を製造することができる。

前記延伸ポリエチレンフィルムには、包装袋用積層フィルムの基材層に通常配合されることのある添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、滑剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、充填剤、ポリエチレン以外の樹脂等が、本発明の効果を阻害しない範囲において含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。

（シーラント層）
前記シーラント層は、ポリエチレン系樹脂を含んでいる。
前記ポリエチレン系樹脂のメルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）は、０．１〜１００ｇ／１０分、好ましくは０．５〜５０ｇ／１０分、より好ましくは０．５〜３５ｇ／１０分、さらに好ましくは０．５〜３０ｇ／１０分、特に好ましくは０．５〜２０ｇ／１０分である。メルトフローレートが上記範囲にあると、シーラント層形成時の押出加工性とシール強度が良好である。

前記ポリエチレン系樹脂の密度は、８６０〜９７０ｋｇ／ｍ³、好ましくは８７０〜９５０ｋｇ／ｍ³、より好ましくは８８０〜９４０ｋｇ／ｍ³、さらに好ましくは８９００〜９３５ｋｇ／ｍ³、特に好ましくは８９５〜９３０ｋｇ／ｍ³である。

前記ポリエチレン系樹脂としては、チーグラー・ナッタ触媒等従来型触媒により製造されるポリエチレン、メタロセン触媒、フェノキシイミン等を用いて得られるポリチレン、およびポリエチレンと高圧法低密度ポリエチレンとの組成物など、シーラント層に従来使用されていたポリエチレン系樹脂が挙げられ、前記ポリエチレンとしては、エチレン単独重合体およびエチレン・α−オレフィン共重合体が挙げられる。前記エチレン・α−オレフィン共重合体直鎖状あるいは分岐状低密度ポリエチレンであってもよい。

前記エチレン・α−オレフィン共重合体としては、メルトフローレートが０．１〜１００ｇ／１０分であり、密度が８６０〜９７０ｋｇ／ｍ³である、エチレンと炭素数３〜２０のα−オレフィンとの共重合体が挙げられる。前記α−オレフィンとしては、炭素数４〜８のα−オレフィンが好ましく、その具体例として、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテンおよび１−デセンが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記ポリエチレン系樹脂は、従来公知の方法、例えば、特開２００６−２３９８７７号公報（［００３８］）、特開２０１８−１７６６０５号公報（［００２６］−［００２８］）等に記載の方法で製造することができる。

シーラント層には、包装袋用積層フィルムのシーラント層に通常配合されることのある添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、滑剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、充填剤、ポリエチレン系樹脂以外の樹脂等が、本発明の効果を阻害しない範囲において含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。

（積層フィルム）
本発明で使用される積層フィルムとして、その層構成の観点からは、例えば下記の順序で各層が積層された積層フィルムが挙げられる。

（１）基材層／シーラント層
（２）基材層／中間層／シーラント層
（３）外層／基材層／シーラント層
（４）外層／基材層／中間層／シーラント層
前記中間層は、例えば、前記シーラント層とは独立に、前記ポリエチレン系樹脂またはそれ以外の樹脂（以下「他の樹脂」とも記載する。）から形成されてもよい。前記中間層は、１層であっても２層以上であってもよい。

前記外層は、例えば、前記基材層とは独立に、前記延伸ポリエチレンフィルムからなるものであってよく、前記延伸ポリエチレンフィルムを構成するポリエチレン以外の樹脂（以下「他の樹脂」とも記載する。）から形成されていてもよい。前記外層は、１層であっても２層以上であってもよい。

中間層または外層を構成する前記「他の樹脂」の例としては、各層の目的に応じて、プロピレン系重合体（プロピレン系単独重合体、プロピレンと他の単量体との共重合体等）、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー、ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。

中間層または外層には、包装袋用積層フィルムの層に通常配合されることのある添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、滑剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、充填剤等が、本発明の効果を阻害しない範囲において含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。

前記基材層の厚さは、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは３〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１３０μｍである。
前記シーラント層の厚さは、通常１〜２５０μｍ程度、好ましくは３〜２２０μｍ、より好ましくは５〜２００μｍである。

前記中間層の厚さは、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは１〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１３０μｍである。
前記外層の厚さは、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは３〜１５０μｍ、より好ましくは５〜１３０μｍである。

積層フィルムの厚さ（各層の合計の厚さ）は、通常３〜６５０μｍ程度、好ましくは７〜５２０μｍ、より好ましくは１５〜４６０μｍである。
各層を積層する方法としては、公知の方法を使用することができ、例えば、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、サンドラミネート法、サーマルサミネート法、ホットメルトラミネート法、押出しラミネート法（シングルラミネート、タンデムラミネート、サンドラミネート、共押出しラミネートなど）が挙げられる。

［包装袋の製造方法］
本発明に係る包装袋の製造方法は、前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように折り曲げ、または２枚の前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように重ね合わせ、次いで、前記シーラント層同士を超音波シールする（すなわち、前記シーラント層同士の接触部に超音波を照射して、前記シーラント層同士を融着させる）ことを特徴としている。

超音波シールは、超音波振動子に直接またはブースターを介して接続され、超音波振動するホーンと、受け治具であるアンビルとの間に、積層フィルムの前記シーラント層同士の接触部を重ね合わせた部分を挟み、これに超音波を印加することによって行われる。

本発明に係る方法で製造される包装袋は、例えば、食品、医薬品、サプリメントの包装に用いることができる。

次に本発明を実施例等に基づいて説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。

［試験ないし評価方法］
実施例等における各種試験法および評価法は次の通りである。
（１）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠し、荷重２．１６ｋｇ、温度１９０℃の条件で測定した。
（２）密度
ＭＦＲを測定して得た重合体ストランドを１２０℃で２時間処理し、１時間かけて室温（２３℃）まで徐冷した後、ＪＩＳＫ７１１２に準拠し、Ｄ法（密度勾配管）により測定した。
（３）耐屈曲性（耐ピンホール性）
テスター産業製のゲルボフレックステスターを使用し、積層フィルムより切り出した試験片（２０８ｍｍ×２０５ｍｍ）を、屈曲角度４４０°、ストローク１５２ｍｍ、試験速度４２回／分にて２３℃、−３０℃の各雰囲気下で、３０００回の屈曲試験を行い、屈曲試験後のピンホール数を、ニッカ電側（株）ピンホールテスターにより測定した。
（４）シール部外観
シール部外観を目視により観測し、以下の基準で評価した。
良好：シワが無い
不良：シワが発生

［包装袋の製造方法］
（基材層）
以下のフィルムを準備した。
・延伸ＰＥ：ＭＤの１００℃での収縮率が１％、厚さ４０μｍの延伸ポリエチレンフィルム
・ＰＥＴ：厚さ１２μｍの延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム
（中間層用樹脂およびシーラント層用樹脂）
以下の樹脂を準備した。
・「エボリュー（登録商標）ＳＰ１０７１Ｃ」（（株）プライムポリマー製のエチレン系重合体、ＭＦＲ：１０ｇ／１０分、密度：９１１ｋｇ／ｍ³）
・「エボリューＳＰ１０７１Ｃ」７０質量部と、「エボリューＳＰ２０２０」（（株）プライムポリマー製のエチレン系重合体、ＭＦＲ：２．３ｇ／１０分、密度：９１６ｋｇ／ｍ³）３０質量部とをドライブレンドしたもの
・「エボリューＳＰ２０４０」（（株）プライムポリマー製のエチレン系重合体、ＭＦＲ：３．８ｇ／１０分、密度：９１８ｋｇ／ｍ³）

［実施例１］
延伸フィルムに、押出しラミネート機を用いて、ダイレクトラミネートにより、中間層用樹脂をダイ下樹脂温２９５℃にて溶融押出しして、厚み２０μｍシール層を積層した。その後再度、シール層樹脂をダイ下樹脂温２９５℃にてダイレクトラミネートにて厚さ２０μｍのシール層を積層し合計厚さ８０μｍの積層フィルムを得た。各シール層の厚さは、シール層用樹脂の押出し量により調整した。前記積層フィルムは２枚準備した。

次に、２枚の積層フィルムをシーラント層同士が向き合い、接触するように配置して、シーラント層同士を以下の条件下で超音波シールし、両者を融着させ、包装袋を得た。得られた袋の評価結果等を表１に示す。

（超音波シール条件）
超音波シールは、超音波振動子に直接またはブースターを介して接続され、超音波振動するホーンと、受け治具であるアンビルとの間に、積層フィルムを挟み、これに超音波を印加することによって行った。

［比較例１］
積層フィルムの層構成を表１に記載のように変更したこと以外は実施例１と同様の方法により、包装袋を製造した。得られた袋の評価結果等を表１に示す。

［比較例２］
シーラント層同士を融着させる方法を以下の条件での熱シールに変更したこと以外は実施例１と同様の方法により、包装袋を製造した。得られた袋の評価結果等を表１に示す。

（熱シール条件）
シーラント層同士を重ね合わせ、縦ピロー高速製袋機（シール時間：０．１秒）を用いて、シール温度１００〜１９９℃にて熱シールした。

Claims

延伸ポリエチレンフィルムからなる基材層と、ポリエチレン系樹脂を含んでなるシーラント層とが積層されてなる積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように折り曲げ、または２枚の前記積層フィルムを、前記シーラント層の少なくとも一部同士が接触するように重ね合わせ、
次いで、前記積層フィルムのシーラント層同士を超音波シールする、包装袋の製造方法。
前記ポリエチレン系樹脂が、メルトフローレート（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．１〜１００ｇ／１０分であり、密度が８６０〜９７０ｋｇ／ｍ³であるポリエチレン系樹脂である請求項１に記載の包装袋の製造方法。