JP2020169035A - 口栓付き二重包装袋、およびそれを使用したバッグインボックス - Google Patents

Abstract

【課題】内容物と接するフィルムには滑剤を入れずに、かつ、包装袋に加工する加工性を確保できる包装袋を得る。【解決手段】内容物側から順に、第１シーラント層（２１３）、内包装基材層（２１１）、第２シーラント層（２１２）を備える内包装積層体（２１０）からなる内包装袋（２１）と、前記内包装袋を収納する外包装袋（２２）であって、内包装袋側から順に第３シーラント層（２２２）、外包装基材層（２２１）を備える外包装積層体（２２０）からなる外包装袋（２２）と、前記内包装袋と前記外包装袋とを貫通する開口部に着設した口栓（３）とからなる２重包装袋（２）であって、前記第１シーラント層及び第２シーラント層は有機系滑材を含有せず、前記第２シーラント層の表面の算術平均粗さが０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする口栓付き二重包装袋（１）。【選択図】図１

Description

本発明は、大容量の液体を収納する包装袋で、バッグインボックスなどに使用される口栓付包装袋に関する。

大量の液体を収納する容器として、落下などの衝撃に耐えるには、包装袋だけでは強度が足りない。そこで、ダンボールなどで作られた外箱に、強靭な基材層を有する包装袋を入れたバッグインボックスが考案された。
このバッグインボックスに使用する包装袋は、強靭な強度を有する基材層と、フィルム同士を融着しやすくするシーラント層とを有する積層フィルムによって構成されている。

上記積層フィルムを製造するには、例えば、特許文献１では、
スパウト付きの偏平なバッグをミシン目を介して多数連設したシート状連続バッグを、フィード方向に向かって低く所定傾斜姿勢でフィードするインフィードロールと、該インフィードロール後方にあってフィードされた連続バッグのうちの最先端バッグを前記所定傾斜姿勢とほぼ同一傾斜姿勢でそれぞれ交互に受取る第１スイングフィードテーブル及び第２スイングフィードテーブルと、該第１，第２スイングフィードテーブルに備えたバッグクランプ機構と、該第１，第２スイングフィードテーブルを傾斜姿勢と水平姿勢とにそれぞれ交互に姿勢変換する姿勢変換機構と、水平姿勢に変換された該第１，第２スイングフィードテーブルをフィード幅方向の一側方と他側方とにそれぞれ交互に移動させる幅方向移動機構と、前記第１，第２スイングフィードテーブルのいずれか一方がバッグクランプ機構にて連続バッグの最先端バッグをクランプしながら水平姿勢に姿勢変換する際に、ミシン目を介して連続バッグからその最先端バッグを単一バッグとして切り離すための前記第１，第２スイングフィードテーブル上端部近傍上方に備えるバッグカッター部と、単一バッグをクランプしながら水平姿勢に姿勢変換された後に一側方又は他側方に移動する第１又は第２スイングフィードテーブル上の各々単一バッグを引出して、前記インフィードロール下方を通ってそれぞれ交互に折返しフィードするそれぞれ第１引出スライドユニット及び第２引出スライドユニットと、引出された各々単一バッグを支持して搬出するそれぞれ第１昇降搬送テーブル及び第２昇降搬送テーブルと、該第１，第２昇降搬送テーブル上に引出された各々単一バッグにそれぞれ交互に内容物を充填する第１充填ユニット及び第２充填ユニットと、内容物が充填された各々単一バッグを前記第１，第２昇降搬送テーブルにて下降させ且つ折返し搬出して第１，第２スイングフィードテーブル下方を通ってそれぞれ交互に搬出する第１搬出コンベア及び第２搬出コンベアと、交互に搬出されて第１，第２搬出コンベア端部の幅方向一側方と他側方よりそれぞれ交互に落下する単一バッグを一旦受取った後、該搬出コンベアの中間部に供給される段ボールケース直上に移動して該ケース内に単一バッグを収納する幅方向に移動可能なバッグシューターとを設けたことを特徴とするバッグインボックスのバッグ充填収納装置を提案している。

このように、充填収納袋を成形するには、スイングフィードテーブル上を滑らせたり、ロールに通したり、スライドユニットで移動させるなど、縦横に積層フィルムや収納袋を機械上で滑らせて移動させる工程が必要である。
このような工程は、フィルム内部に有機系滑剤を含有しているので、セーラーなど機械と接する時の滑り性を付与することによって、高い生産性を得ている。

また、特許文献２では、基材フィルムとシーラントフィルムとからなる複合フィルムと、シーラントフィルム単体の２種類のプラスチックフィルムからなる二重袋形式の包装袋であり、かつ、ミシン目を介して連続的につながっているバッグインボックス用内袋において、注ぎ口を溶着した面のフィルム構成が、外装側フィルムは基材フィルムとシーラントフィルムとからなる複合フィルムからなり、接液側フィルムはシーラントフィルム単体からなる組み合わせからなり、もう一方の面の注ぎ口を溶着しない方の面のフィルム構成が、シーラントフィルム単体のみからなることを特徴とするバッグインボックス用内袋を提案している。

特許文献２のバッグインボックス用内袋は、二重袋形式の包装袋にすることによって、大容量の内容物に対応し、ミシン目で、連続的につながった連続充填用の包装袋とし、外箱に入れて組み立てやすいバッグインボックス用の包装袋である。
しかし、特許文献１と同じように、これらの基材には、フィルムに成形後、セーラーなどで折り畳んだり、折り曲げたり、ガゼットを作ったりするなどの加工性を確保するのに、有機系滑剤を含有して、始めて、セーラーなど機械と接する時の滑り性を付与されて、高い生産性を得ている。

しかしながら、例えば、エルカ酸アミドのような有機系の滑剤が包装袋に含有し、捺染用インキなどが内容物である場合には、その包装袋に内容物が接すると、滑剤によって凝集してしまうなどの問題が発生していた。
このような、包装袋を構成するフィルム素材によって内容物を変質させるなどの問題に対し、滑剤を抜いた場合、セーラーで滑らないで、フィルムが詰まってしまう、皺だらけになって、形状を保てないなど、生産性が著しく落ちてしまう問題があった。

特許第２７３８２４０号公報 特開２０００７−２３８１２９号公報

そこで、内容物と接するフィルムには有機系の滑剤を入れずに、かつ、包装袋に加工する加工性を確保できる包装袋を得ることが、本発明の課題である。

本発明の口栓付き二重包装袋は、
内容物側から順に、第１シーラント層、内包装基材層、第２シーラント層を備える内包装積層体からなる内包装袋と、
前記内包装袋を収納する外包装袋であって、内包装袋側から順に第３シーラント層、外包装基材層を備える外包装積層体からなる外包装袋と、
前記内包装袋と前記外包装袋とを貫通する開口部に着設した口栓とからなる２重包装袋であって、
前記第１シーラント層及び第２シーラント層は有機系滑材を含有せず、
前記第２シーラント層の表面の算術平均粗さが０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする口栓付き二重包装袋である。

本発明の口栓付き二重包装袋は、内容物と接する内包装袋に有機系滑剤を使用していないので、捺染用インキなどが内容物に含まれていても、滑剤による凝集などの不具合が発生しない。
また、内包装袋外面の第２シーラント層表面を算術平均粗さ０．５μｍ以上１．５μｍ以下としたことによって、セーラーやローラーにおける滑り性を得られるので、包装袋への
加工性が得られるので、高い生産性を確保できる。

本発明の口栓付き二重包装袋の一例で、その斜視図と、キャップを嵌合した断面図である。 本発明の口栓付き二重包装袋の包装積層体構成図である。 本発明の口栓付き二重包装袋に用いる口栓とキャップの一例を示す縦断面図である。 本発明の口栓付き二重包装袋の別の一例で、実施例、比較例で製造する内容物充填前の口栓付き二重包装袋の斜視図と、その断面図である。

以下、本発明の口栓付き二重包装袋の実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の口栓付き二重包装袋１の一例で、その斜視図と、口栓３にキャップ４を嵌合した断面図である。
本発明の口栓付き二重包装袋１は、図１−１に示すように、フィルムで袋状に形成された二重包装袋２と、包装袋を形成するフィルム間で融着した口栓３とから形成されている。この図では、二重包装袋２が４側面を側シールした包装袋となっているが、内包装袋２１と外包装袋２２の１側面を折り曲げて３方シールした包装袋であってもかまわない。

図１−２に示すように、二重包装袋２は、内容物５を収納する内包装袋２１と、内包装袋２１を収納する外包装袋２２と、から構成されている。
二重包装袋２周縁の側シール部１１では、内包装袋２１と外包装袋２２の側シール部同士が同時に融着され、内包装袋２１と外包装袋２２との間には、隙間を有し、空気層２３を形成している。
さらに、内包装袋２１と外包装袋２２とを貫通する開口部１２を設け、かつ、前記開口部１２に口栓３を突き刺した状態としている。そして、開口部周縁の内包装袋２１内面に口栓３の融着フランジ３１を融着し、かつ、同時に内包装袋２１の開口部周縁外面に、外包装袋２２開口部周縁内面を融着している。

図２は、本発明の口栓付き二重包装袋の包装積層体の構成図である。
内包装袋２１は、少なくとも、内包装基材層２１１と、その表裏を覆う第一シーラント層２１３と、第２シーラント層２１２とからなる内包装積層体２１０から構成されている。また、外包装袋２２は、少なくとも外包装基材層２２１と第３シーラント層２２２を有する外包装積層体２２０から構成されている。

内包装袋２１や外包装袋２２に使用される内包装基材層２１１や外包装基材層２２１は、２軸延伸ポリアミド樹脂フィルムが良い。
基材層として、柔軟性が高い２軸延伸ポリアミド樹脂フィルムを使用することによって、落下などの衝撃に対して、破断しにくくなる。
特に液体を封入するバッグインボックス用内袋の基材として使用すると、外箱に添って箱に収まりやすい包装袋になる。
使用されるポリアミド樹脂は、６−ナイロン、６，６−ナイロン、１１―ナイロン、１２―ナイロンなどや、６−、６，６−共重合ナイロン、６−、１０−共重合ナイロン、６−、１２−共重合ナイロンなどの共重合ナイロンなどが使用できる。
１０μｍより薄いと、衝撃で伸びて破断しやすく、３０μｍより厚いと、柔軟性がなくなるので、厚みは１０〜３０μｍの範囲が好ましい。

さらに、上記基材層には、アルミニウムなどの金属、又は酸化ケイ素やアルミナ（酸化
アルミニウム）などの金属酸化物の蒸着層を設けたり、ポリ塩化ビニリデンなどのコート層を設けても良い。
このような蒸着層やコート層を設けることによって、高いバリア性を得て、酸化劣化しやすい内容物に対しても、長期保存が可能とすることができる。
同時に、水や香りなどのバリア性も高めることができる。

また、第１シーラント層２１３や、第２シーラント層２１２、第３シーラント層２２２などのシーラント層に使用する樹脂は、密度０．８９〜０．９３ｇ／ｃｍ^３の低密度ポリエチレン、又は直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
外包装積層体の外層に使用する場合は、３０〜５０μｍが良い。
外包装積層体の第３シーラント層に使用する場合は、４０〜７０μｍが良い。
内包装積層体の第１シーラント層に使用する場合には、５０〜１００μｍの範囲が良い。上記低密度ポリエチレン、又は直鎖状低密度ポリエチレンは、強い融着強度を得られるだけではなく、内容物に対して反応性が低く、変質するなどの問題が発生しにくい。

ここで、内包装袋の第１シーラント層２１３や、第２シーラント層２１２には、有機系滑剤を含有しないシーラント層とする。
捺染用インキなどが内容物である場合には、その包装袋として、エルカ酸アミドのような滑剤が包装袋に含有したシーラント層を用いると、内容物が滑剤によって凝集してしまうなどの問題が発生していた。滑剤は、シーラント層などに使用されるオレフィン系樹脂内部で浸透しやすい性質を有する材料なので、シーラント層内部に含有していると、内容物と反応しやすい問題を抱えていた。
このような、包装袋を構成するフィルム素材によって内容物を変質させるなどの問題に対し、滑剤を抜いた場合、製袋機の接触するセーラーなどの表面で滑らないで、フィルムが詰まってしまう、皺だらけになって形状を保てないなど、生産性が著しく落ちてしまう問題が生じていた。

有機系の滑剤を使用しないで、滑り性を得る方法として、本発明者は、内包装袋外面となる第２シーラント層２１２の表面には、マット状の凹凸に表面を粗すことによって解決することを見出した。
粗さ加工は、Ｔダイでフィルム状に押出した溶融樹脂を、表面をマット状に加工したシリコンロールとクーリングロールとによって挟んで押し当てて成形するなどして、形成することができる。
また、無機系のシリカやゼオライトなどの無機系の滑剤を使用してマット状の表面に粗す方法であってもかまわない。
マット状の凹凸にすることによって、セーラーなどの加工機械の部材と接する部分で、シーラント層との間に空気層を作り、空気が滑剤の役目を果たして、製品と共に移動し、摩擦係数を著しく低下させることができる。
０．５μｍ未満の算術平均粗さでは、空気層を作ることができないで、滑り性を著しく落とし、外包装積層体と内包装積層体との間でねじれが生じ、製品に皺が発生したり、ローラーやセーラーなどに接触する時に、密着してしまったり、脈動を起こしたり、皺を作ってしまう問題が発生する。
また、１．５μｍを超える算術平均粗さでは、加工機械から積層体が逃げるようにずれたり、融着時にエアーが入って、安定した融着を得られないなどの問題が発生しやすい。
この為、この表面の凹凸は、算術平均粗さで０．５μｍ以上１．５μｍ以下とする。

上記本発明の口栓付き二重包装袋に使用する包装積層体は、一般的なドライラミネート機や、エクストルーダーラミネート機などを使用して積層することができる。
また、口栓付き二重包装袋に成形するには、内包装積層体と外包装積層体とを重ね合わせて開口し、開口部に口栓を融着して着設後、４方シールや、３方シール、あるいは、一部
を内側に折り込んでガゼットを形成するなどの形態をとることができると共に、その融着は一般的なヒートシール方式やインパルスシール方式などによって製造できる。

口栓を装着するには、表側の内包装積層体と外包装積層体を重ねた状態で、まず、所定位置にプレスやロータリー抜き刃などで開孔する。そして、その開孔した開口部の内側から口栓を挿入し、口栓のフランジ上面と第１シーラント面とを合わせて融着し、表側のフィルムを形成する。

本発明の包装袋は以上のようなものであるが、前面フィルムと後面フィルムと底用中間フィルムを一枚のフィルムで代用し、底用中間フィルム部分でフィルムを折り畳んで対応しても良い。

また、口栓に使用する樹脂は低温で融着可能な熱可塑性樹脂であって、かつ、剛性があり、形状を保持し易く、キャップとの嵌合も可能な強度を有する樹脂を使用する。例えば、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体などの樹脂が考えられる。

以下に本発明の実施例について説明する。

＜実施例１＞
外包装積層体として、外側から、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム５０μｍ／アルミナ蒸着６−ナイロン１５μｍ／直鎖状低密度ポリエチレンフィルム５５μｍとし、表裏それぞれの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムには有機系滑剤としてエルカ酸アミドを５００ｐｐｍ含有させた構成とした。
また、内包装積層体として、外側から、製膜時に表面を荒らしたシリコン製の表面としたセミマットロールを用いて表面の平均算術粗さを０．５μｍに作成した直鎖状低密度ポリエチレンフィルム４０μｍ／アルミナ蒸着６−ナイロン１５μｍ／直鎖状低密度ポリエチレンフィルム５５μｍとした。ただし、表裏それぞれの直鎖状低密度ポリエチレンフィルムには有機系滑剤を添加しない樹脂を用いた。
外包装積層体と内包装積層体を６００ｍｍ幅でスリットに掛け、ロール状に巻き取ったロールフィルムをそれぞれ１巻ずつ作成した。
口栓３は、中密度ポリエチレンで図３の形状に射出成形した。
表側の内包装積層体と外包装積層体を重ねた状態で、所定位置にプレス型で開孔し、その開孔した開口部１２の内側から口栓３を挿入し、口栓の融着フランジ３１上面と第１シーラント面とを合わせて融着すると同時に内包装積層体２１と外包装積層体２２を同じ位置でシールした。
表側の内包装積層体と外包装積層体と、それぞれ、セーラーを使って幅の中央で折り畳み、幅３００ｍｍの４枚重ね状態とした。
折り罫の左辺１３と反対側の右辺側シール部１１と下辺１４の２辺を融着し、図４の形状の口栓付き二重包装袋１を作成した。
未シール状態の上辺１５から内容物としてインキを充填後、巻き出し方向４００ｍｍの位置で幅方向の融着し、その外側を裁断し、内容量３Ｌの包装袋を１０個作成した。
合わせて、摩擦係数測定用に、幅方向８０ｍｍ、流れ方向２００ｍｍの測定片を６セット採取した。

＜実施例２＞
内包装積層体が、表面に完全マットロールを用いて第２シーラントフィルムを表面の平均
算術粗さを１．３μｍに作成した直鎖状低密度ポリエチレンフィルム４０μｍを使用し、その他の外包装積層体や口栓などは実施例１と同じ構成で包装袋を１０個作成した。
合わせて、摩擦係数測定用に、幅方向８０ｍｍ、流れ方向２００ｍｍの測定片を６セット採取した。

＜比較例１＞
内包装積層体は、表面にミラーロールを用いて第２シーラントフィルムを表面の平均算術粗さを０．１μｍに作成した直鎖状低密度ポリエチレンフィルム４０μｍを使用し、その他の外包装積層体や口栓などは実施例１と同じ構成で包装袋を１０個作成した。
合わせて、摩擦係数測定用に、幅方向８０ｍｍ、流れ方向２００ｍｍの測定片を６セット採取した。

＜比較例２＞
内包装積層体は、表面にダブルマットロールを用いて第２シーラントフィルムを表面の平均算術粗さを１．６μｍに作成した直鎖状低密度ポリエチレンフィルム４０μｍを使用し、その他の外包装積層体や口栓などは実施例１と同じ構成で包装袋を１０個作成した。
合わせて、摩擦係数測定用に、幅方向８０ｍｍ、流れ方向２００ｍｍの測定片を６セット採取した。

＜評価方法＞
＜平均粗さ測定＞株式会社キーエンス社製ＶＫ−２００レーザー顕微鏡で、倍率４００倍で光学的に測定した。

＜静摩擦係数測定＞ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準拠し、内包装積層体の第２シーラントフィルム表面同士を、それぞれフィルム流れ方向に重ねた状態で３セット測定した。

＜動摩擦係数測定＞ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準拠し、内包装積層体の第２シーラントフィルム表面同士を、それぞれフィルム流れ方向に重ねた状態で３セット測定した。

＜製袋適性評価＞バッグインボックス生産ラインの製袋機に掛けて、実際に製袋して、生産性に不具合がないか確認・評価した。

＜評価結果＞
粗さが小さな比較例１、粗さが大きい比較例２共に、静摩擦係数と動摩擦係数が１よりも大きかった。粗さが０．５μｍの実施例１や１．３μｍの実施例２は、静摩擦係数と動摩擦係数が１以下となった。
製袋適性については、比較例１の平均算術粗さを０．１μｍでは、外包装積層体と内包装積層体との間でねじれが生じ、製品に皺が発生した。また、ローラーやセーラーなどに密着、脈動を起こした。
比較例２の平均算術粗さを１．６μｍでは、折り曲げ位置がずれてシール不良が発生すると共に、シール部にエアーを噛んでしまう問題が発生した。
しかし、実施例１、実施例２では、そのような問題は発生せず、安定して製袋できることが確認された。

以上の結果から、内包装積層体の第２シーラント表面の平均算術粗さを０．５μｍ以上１．３μｍ以下にすれば、安定して生産が可能で、滑剤のないシーラント層からなる口栓付き二重包装袋を得ることができる。

本発明の口栓付き二重包装袋は、以上のようなもので、内容物と接する内包装袋に有機
系滑剤を使用していないので、捺染用インキなどが内容物に含まれていても、滑剤による凝集などの不具合が発生しない。
また、内包装袋外面の第２シーラント層表面を算術平均粗さ０．５μｍ以上１．５μｍ以下としたことによって、セーラーやローラーにおける適度な滑り性を得られるので、包装袋への機械加工適性が得られ、高い生産性を確保できる。
さらに、口栓付き二重包装袋をバッグインボックスに入れて梱包した場合、落下などの衝撃に対しても強いなど、本発明のメリットは高い。

１・・・・・・・・口栓付き二重包装袋
１１・・・・・・・側シール部
１２・・・・・・・開口部
１３・・・・・・・左辺
１４・・・・・・・下辺
１５・・・・・・・上辺
２・・・・・・・・二重包装袋
２１・・・・・・・内包装袋
２１０・・・・・・内包装積層体
２１１・・・・・・内包装基材層
２１２・・・・・・第２シーラント層
２１３・・・・・・第１シーラント層
２２・・・・・・・外包装袋
２２０・・・・・・外包装積層体
２２１・・・・・・外包装基材層
２２２・・・・・・第３シーラント層
２３・・・・・・・空気層
３・・・・・・・・口栓
３１・・・・・・・融着フランジ
４・・・・・・・・キャップ
５・・・・・・・・内容物

Claims (4)

1. 内容物側から順に、第１シーラント層、内包装基材層、第２シーラント層を備える内包装積層体からなる内包装体と、
   前記内包装体を収納する外包装体であって、内包装体側から順に第３シーラント層、外包装基材層を備える外包装積層体からなる外包装袋と、
   前記内包装袋と前記外包装袋とを貫通する開口部に着設した口栓とからなる二重包装袋であって、
   前記第１シーラント層及び第２シーラント層は有機系滑材を含有せず、
   前記第２シーラント層の表面の算術平均粗さが０．５μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする口栓付き二重包装袋。
2. 前記内包装基材層及び前記外包装基材層が２軸延伸ポリアミドを含み、
   前記第１シーラント層、第２シーラント層及び第３シーラント層が、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリオレフィンの何れかからなることを特徴とする請求項１に記載の口栓付き二重包装袋。
3. 前記内包装基材層及び前記外包装基材層の少なくとも何れか一方が、金属又は金属酸化物の蒸着層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の口栓付き二重包装袋。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載した口栓付き二重包装袋を外箱に収納し、前記口栓付き二重包装袋外面を外箱内面に固着したことを特徴とするバッグインボックス。

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