JP2021054416A - パウチ - Google Patents

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靖也 飯尾
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Abstract

【課題】見栄えを高めることができ、かつ電子レンジでの加熱の際に、安定して蒸気抜きができるパウチを提供する。【解決手段】本発明の一の態様によれば、包装材料30を含むパウチ10であって、包装材料30が、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32と、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33と、シーラントフィルム34とをこの順に備え、シーラントフィルム34が、ポリプロピレンを主成分とし、包装材料30中に二軸延伸プラスチックフィルム31、32、33は3枚のみであり、包装材料30は、25℃の環境下で測定したときの一方向のヤング率が、3100MPa以上であり、シール部15は、100℃の環境下で1分間保持した後、100℃の環境下で測定したときのシール強度が、23.0N以下である、パウチ10が提供される。【選択図】図1

Description

本発明は、パウチに関する。
従来から、電子レンジで加熱可能であり、レトルト食品や冷凍食品等の内容物を収容可能なスタンディング形式のパウチが広く利用に供されている。このようなパウチは、電子レンジ内で自立するように構成されているとともに、電子レンジでの加熱に伴って発生する蒸気を自動的にパウチの外部へ逃がす蒸気抜き機構を備えている(例えば、特許文献1参照)。
特許第4029590号
現在、パウチにおいては、購買意欲を高めるために、パウチの見栄えを高めることが求められている。しかしながら、パウチを構成する包装材料のヤング率が小さい場合、パウチに加熱殺菌処理(ボイル処理)や加熱加圧殺菌処理(レトルト処理)を行うと、パウチに皺が発生することがあり、パウチの見栄えが損なわれるおそれがある。
また、パウチを電子レンジで加熱すると、過度な圧力が加わり、蒸気抜き機構から蒸気抜きができず、蒸気抜き機構以外の箇所が開いてしまうことがある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、見栄えを高めることができ、かつ電子レンジでの加熱の際に、安定して蒸気抜きができるパウチを提供することを目的とする。
本発明は、以下の発明を含む。
[1]包装材料を含み、かつ収容空間を有するパウチであって、前記包装材料が、第1の二軸延伸プラスチックフィルムと、第2の二軸延伸プラスチックフィルムと、第3の二軸延伸プラスチックフィルムと、シーラントフィルムとをこの順に備え、前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルを主成分とし、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルまたはポリアミドを主成分とし、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルを主成分とする場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムは、ポリエステルまたはポリアミドを主成分とし、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリアミドを主成分とする場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムは、ポリエステルを主成分とし、前記シーラントフィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、前記包装材料中に二軸延伸プラスチックフィルムは3枚のみであり、前記パウチを密封するためのシール部を備え、前記シール部が、前記収容空間の圧力の増加により剥離するように構成された蒸気抜きシール部を備え、前記パウチは、前記蒸気抜きシール部を剥離させて蒸気抜けすることができるように構成されており、前記包装材料は、25℃の環境下で1分間保持した後、25℃の環境下で測定したときの一方向のヤング率が、3100MPa以上であり、100℃の環境下で1分間保持した後、100℃の環境下で測定したときの前記シール部のシール強度が、23.0N以下である、パウチ。
[2]前記シーラントフィルムの前記一方向における引張伸度(%)と厚さ(μm)の積が、30000以上50000以下である、上記[1]に記載のパウチ。
[3]前記シーラントフィルムの前記一方向と直交する方向における引張伸度(%)と厚さ(μm)の積が、45000以上55000以下である、上記[1]または[2]に記載のパウチ。
[4]前記シーラントフィルムが、プロピレン・エチレンブロック共重合体を含む、上記[1]ないし[3]のいずれか一項に記載のパウチ。
[5]前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは二軸延伸ナイロンフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが前記二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは二軸延伸ナイロンフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが前記二軸延伸ナイロンフィルムである場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである、上記[1]ないし[4]のいずれか一項に記載のパウチ。
[6]前記包装材料が、前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムと第2の二軸延伸プラスチックフィルムの間または前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムと第3の二軸延伸プラスチックフィルムの間に設けられた透明蒸着層をさらに備え、前記透明蒸着層が、金属酸化物または無機酸化物を含む、上記[1]ないし[5]のいずれか一項に記載のパウチ。
[7]前記包装材料が、前記透明蒸着層の面上に設けられた透明ガスバリア性塗布膜をさらに備える、上記[6]に記載のパウチ。
[8]前記パウチの前記収容空間に内容物が収容されている、上記[1]ないし[7]のいずれか一項に記載のパウチ。
本発明によれば、見栄えを高めることができ、かつ電子レンジでの加熱の際に、安定して蒸気抜きができるパウチを提供できる。
図1は、実施形態に係るパウチの正面図である。 図2は、図1に示されるパウチの各構成要素の寸法を説明するための図である。 図3は、パウチに用いられる包装材料の断面図である。 図4は、包装材料のヤング率を測定するための試験片をパウチのおもて面から切り出すときの図である。 図5は、包装材料のヤング率を測定するための試験片をパウチの裏面から切り出すときの図である。 図6は、試験片を用いてヤング率を測定する様子を示す図である。 図7は、包装材料の熱間シール強度を測定するための試験片をパウチから切り出すときの図である。 図8は、試験片を用いて熱間シール強度を測定する様子を示す図である。 図9は、熱間シール強度(最大引張強度)を説明する図である。
以下、本発明の実施形態に係るパウチについて、図面を参照しながら説明する。本明細書において、「フィルム」、「シート」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム」はシートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。図1は、実施形態に係るパウチの正面図であり、図2は、図1に示されるパウチの各構成要素の寸法を説明するための図であり、図3は、パウチに用いられる包装材料の断面図である。図4は、包装材料のヤング率を測定するための試験片をパウチのおもて面から切り出すときの図であり、図5は、包装材料のヤング率を測定するための試験片をパウチの裏面から切り出すときの図であり、図6は、試験片を用いてヤング率を測定する様子を示す図である。図7は、包装材料の熱間シール強度を測定するための試験片をパウチから切り出すときの図であり、図8は、試験片を用いて熱間シール強度を測定する様子を示す図であり、図9は、熱間シール強度(最大引張強度)を説明する図である。
<<<パウチ>>>
図1に示されるパウチ10は、スタンディング形式のパウチであり、内容物を収容する収容空間10Aを有している。内容物としては、特に限定されないが、固体、液体、またはこれらの混合物が挙げられる。内容物としては例えば、カレー、シチュー、スープ等の調理済食品が挙げられる。調理済食品は、ボイル処理やレトルト処理などの加熱殺菌処理が施されていてもよい。すなわち、内容物として、加熱殺菌食品や加圧加熱殺菌食品が収容されていてもよい。「レトルト処理」とは、内容物をパウチに充填してパウチを密封した後、蒸気または加熱温水を利用してパウチを加圧状態で加熱する処理である。レトルト処理の温度は、例えば120℃以上である。パウチは、内容物が充填されていない状態のパウチに限らず、内容物が充填されている状態のパウチも含む概念である。
図1に示されるパウチ10は、おもて面フィルム11、裏面フィルム12および底面フィルム13を有している。おもて面フィルム11および裏面フィルム12は、矩形の輪郭を有している。図1に示される状態においては、底面フィルム13は2つ折りの状態となっている。
パウチ10は、上部10B、上部10Bとは反対側の底部10C、上部10Bと底部10Cの間で延びる第1側部10Dおよび第2側部10Eとを有している。第2側部10Eは、第1側部10Dとは反対側の側部である。また、本明細書における「上」、「下」、「側」、「底」の位置は、パウチを自立させた状態での位置を意味している。
パウチ10の幅W1(図2参照)に対するパウチ10の高さH1(図2参照)の比(H1/W1)は、0.6以上2.0以下であることが好ましい。H1/W1が0.6以上であれば、より多くの内容物を収容でき、またH1/W1が2.0以下であれば、開封前の状態でパウチ10を安定して自立させることができる。パウチ10の高さH1とは、後述する第1側部シール部16が延びる方向と平行なY方向DRYにおけるパウチ10の下縁10Gからパウチ10の上縁10Fまでの長さである。パウチの長さが一定でない場合には、パウチの高さは最も大きい値とする。パウチ10の幅W1とは、Y方向DRYと直交するX方向DRXにおけるパウチ10の第1側部10D側の側縁10Hから第2側部10Eの側縁10Iまでの長さである。パウチの幅W1が一定でない場合には、パウチの幅は最も短い値とする。本実施形態におけるパウチの寸法およびパウチを構成する各構成要素の寸法は、全て、後述するガセット部14を広げずにパウチをほぼ平面状にした状態で測定した値とする。
図1に示されるようにパウチ10は、底部10Cにガセット部14を有している。ガセット部14を設けることにより、より大きな内容物を収容したり、内容物の収容量を増やしたりすることができるとともにパウチ10を自立させることができる。
図1に示されるようにパウチ10は、パウチ10を密閉するためのシール部15を備えている。パウチ10におけるシール部15は、第1側部10Dに形成された第1側部シール部16と、第2側部10Eに形成された第2側部シール部17と、後述する第1ひだ部18に設けられた第1底部シール部20と、後述する第2ひだ部19に設けられた第2底部シール部21と、第1ひだ部18の側部と第2ひだ部19の側部に設けられた第3底部シール部22と、パウチ10の収容空間10Aの圧力の増加によって剥離するように構成された蒸気抜きシール部26とを備えている。なお、図1においてはパウチ10の上部は開口しているが、内容物を収容空間10Aに充填した後、熱融着されて、図1における上縁10Fと二点鎖線で囲まれた上部シール部予定領域Rに上部シール部が形成され、パウチ10が密封される。上部シール部が形成された場合、上部シール部の幅W4(図2参照)は、例えば、2mm以上15mm以下となっていることが好ましい。
<第1側部シール部および第2側部シール部>
第1側部シール部16は、第1側部10Dにおいて、おもて面フィルム11と裏面フィルム12を互いに接合した部分であり、折込線14Aから上縁10Fに亘って形成されている。第2側部シール部17は、第2側部10Eにおいて、おもて面フィルム11と裏面フィルム12を互いに接合した部分であり、折込線14Aからパウチ10の上縁10Fに亘って形成されている。第1側部シール部16および第2側部シール部17の形成の際のおもて面フィルム11と裏面フィルム12の接合は、ヒートシール(熱融着)によって行われる。
第1側部シール部16および第2側部シール部17の幅W2(図2参照)は、例えば、それぞれ2mm以上15mm以下となっていることが好ましい。第1側部シール部16および第2側部シール部17の幅W2がそれぞれ2mm以上であれば、第1側部シール部16および第2側部シール部17において確実にシールすることができ、また15mm以下であれば、収容空間10Aをより広く確保することができる。本明細書において、各シール部における「幅」とは、シール部の延びる方向に直交する方向の長さを意味する。なお、シール部の幅が一定でない場合には、シール部の幅は、シール部の延びる方向に直交する方向の長さのうち最も短い値とする。幅W2の下限は、4mm以上であることがより好ましく、また上限は、10mm以下であることがより好ましい。
パウチ10は、第1側部シール部16および第2側部シール部17より下方に位置する第1ひだ部18および第2ひだ部19を備えている。
<第1ひだ部および第2ひだ部>
第1ひだ部18および第2ひだ部19は、ガセット部14を形成するための部位である。第1ひだ部18は、おもて面フィルム11と、底面フィルム13におけるおもて面フィルム11側の部分である第1部分を互いに接合することによって形成されており、第2ひだ部19は、裏面フィルム12と、底面フィルム13における裏面フィルム12側の部分である第2部分を互いに接合することによって形成されている。第1ひだ部18の形成の際のおもて面フィルム11と底面フィルム13の第1部分の接合および第2ひだ部19の形成の際の裏面フィルム12と底面フィルム13の第2部分の接合は、ヒートシール(熱融着)によって行われる。第1ひだ部18および第2ひだ部19は、例えば、長方形状になっていてもよい。
Y方向DRYにおける、パウチ10の高さH1に対する第1ひだ部18の高さH2(図2参照)の比(H2/H1)は、0.1以上0.5以下であることが好ましい。上記H2/H1が0.1以上であれば、より多くの内容物を収容できる。また、H2/H1が0.5以下であれば、パウチ10を自立させたときに、パウチを安定して自立させることができる。第1ひだ部18の高さH2とは、Y方向DRYの長さである。具体的には、折込線14Aからパウチ10の下縁10Gまでの長さである。第1ひだ部18の高さが一定でない場合には、第1ひだ部の高さは最も小さい値とする。第1ひだ部18の高さH2は、20mm以上50mm以下となっていてもよい。Y方向DRYにおける、パウチ10の高さH1に対する第2ひだ部19の高さの比も、H2/H1と同様である。
第1ひだ部18は、おもて面フィルム11と底面フィルム13の第1部分が接合された第1底部シール部20を有しており、第2ひだ部19は、おもて面フィルム11と底面フィルム13の第2部分が接合された第2底部シール部21を有している。
第1ひだ部18の側部の一部と第2ひだ部19の側部の一部は、おもて面フィルム11を構成する包装材料30の後述するシーラントフィルム34と裏面フィルム12を構成する包装材料30のシーラントフィルム34を接合することにより形成された第3底部シール部22によって接合されている。第3底部シール部22の形成の際のシーラントフィルム34同士の接合は、ヒートシール(熱融着)によって行われる。
第3底部シール部22は、第1ひだ部18の側部の一部と第2ひだ部19の側部の一部を互いに接合するための部分である。第3底部シール部22は、底面フィルム13に設けられた切欠きを介しておもて面フィルム11と裏面フィルム12を接合することによって形成されている。内容部を収容空間に充填する際に底面フィルムを広げる観点から、パウチの底部中央部においては第1ひだ部と第2ひだ部は離れていることが必要であるが、第1ひだ部と第2ひだ部が完全に離れていると、収容空間に内容物を充填したときに、第1ひだ部と第2ひだ部が内容物の重量に耐え切れず、第1ひだ部と第2ひだ部との間が開いてしまい、パウチの自立が困難になるおそれがある。また、第1の二軸延伸プラスチックフィルム同士はヒートシールできないので、第1の二軸延伸プラスチックフィルム同士が向かい合っている第1ひだ部と第2ひだ部は、そのままではヒートシールできない。このため、第3底部シール部22を形成することによって、第1ひだ部18と第2ひだ部19の両側部の一部を接合している。これにより、内容物を充填する際に、底面フィルム13の広がりを阻害せず、かつ安定してパウチ10を自立させることができる。
図1に示されるように、第1側部シール部16および第2側部シール部17には、開封の際の起点となり得る開封開始手段23が設けられている。開封開始手段23は、第1側部シール部16および第2側部シール部17のいずれかに設けられていればよい。
<<開封開始手段>>
開封開始手段23は、パウチ10の開封の際の起点となり得るものである。開封開始手段23としては、切込みや切欠き等が挙げられる。図1に示される開封開始手段23は、切込みとなっている。
パウチ10の第1側部10Dには、電子レンジによる加熱に伴って発生する蒸気によってパウチ10内の圧力が高まった際に、パウチ10内の蒸気を外部へ逃がすため蒸気抜き機構24が設けられている。
<<蒸気抜き機構>>
図1に示される蒸気抜き機構24は、収容空間10Aから隔離されたシールされていない第1未シール部25と、第1未シール部25を収容空間10Aから隔離し、かつ第1側部シール部16より収容空間10A側に張り出した蒸気抜きシール部26とから構成されている。
<第1未シール部>
第1未シール部25は、おもて面フィルム11および裏面フィルム12の側縁に達した蒸気口となる開口25Aを有しており、開口25Aを介して外部と連通している。
<蒸気抜きシール部>
蒸気抜きシール部26は、第1側部シール部16に連設されている。図1に示される蒸気抜きシール部26は、一端が第1側部シール部16の上部16Aに繋がっており、他端が下部16Bに繋がっている。これにより、第1未シール部25が、収容空間10Aから隔離されている。蒸気抜きシール部26の幅W3(図2参照)は、例えば2.5mm以上6mm以下に設定される。
蒸気抜きシール部26は、加熱に伴ってパウチ10内の圧力が所定の圧力となったときに剥離するものであり、これにより収容空間10Aと第1未シール部25が連通して、収容空間10A内の蒸気が自動的に第1未シール部25を介して、パウチ10の外部に放出される。また、蒸気抜きシール部26が第1側部シール部16よりも収容空間10A側に張り出しているので、電子レンジでの加熱に伴ってパウチ10内の圧力が高まった際に、蒸気抜きシール部26に応力が集中しやすくなる。また、蒸気抜きシール部26から剥離が進行しやすいので、第1側部シール部16等から剥離が進行することを抑制することができる。
なお、蒸気抜き機構24は、蒸気抜きシール部26を剥離させて蒸気抜けさせることができるように構成されていればよく、上述の例に限らない。
また、パウチ10には、第2側部シール部17に、第2未シール部27が形成されているが、これは、パウチ10を製造する際に、第1未シール部25がおもて面フィルム11および裏面フィルム12の側縁に開口25Aを形成するのを保証すべく設けられている。すなわち、第2未シール部27は、パウチ10の製造効率を高めるために設けられたものである。第2未シール部27は、おもて面フィルム11および裏面フィルム12の側縁に達して開口している。なお、第2未シール部27は、必ずしも設けられていなくてもよい。
<<包装材料>>
おもて面フィルム11および裏面フィルム12は、図3に示される包装材料30から構成されている。また、底面フィルム13は、図3に示される包装材料30から構成されていてもよい。包装材料30は、少なくとも、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32と、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33と、シーラントフィルム34とをこの順に備えている。包装材料30は、包装材料30中に二軸延伸プラスチックフィルムを3枚のみ有している。シーラントフィルム34は、パウチ10の内面を構成する層である。図3に示される包装材料30は、例えば、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31、印刷層35、第1接着剤層36、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32、第2接着剤層37、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33、第3接着剤層38およびシーラントフィルム34をこの順で備えている。なお、包装材料は、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31とシーラントフィルム34との間に、透明ガスバリア層等の所望の機能を発揮する機能層をさらに備えていてもよい。パウチ10は、ロール状に巻き取られた包装材料30を連続的に搬送しながら作製することができる。
包装材料30は、25℃の環境下で測定したときの一方向のヤング率が、3100MPa以上となっている。包装材料30における一方向のヤング率は、3200MPa以上であることが好ましく、3300MPa以上であることがより好ましく、3400MPa以上であることがさらに好ましい。また、包装材料30における一方向と直交する方向のヤング率は、3000MPa以上であることが好ましく、3100MPa以上であることがより好ましく、3200MPa以上であることがさらに好ましい。包装材料30の一方向は、例えば、パウチ10におけるX方向DRX(図1参照)であり、包装材料30の一方向と直交する方向は、例えば、パウチ10におけるY方向DRYであってもよい。また、例えば、包装材料30の流れ方向(MD)がパウチ10のX方向DRXに該当し、例えば、包装材料30の幅方向(TD)がパウチ10のY方向DRYに該当していてもよい。また、例えば、包装材料30の一方向が流れ方向(MD)に該当し、例えば、包装材料30の一方向と直交する方向が幅方向(TD)に該当していてもよい。
包装材料30のヤング率の測定は、後述する試験片S1、S2の長さ以外については、JIS K7127に準拠して行なうものとする。まず、パウチ10のおもて面フィルム11から、シール部15を含まないようにして、一辺L1(図4参照)が15mm、一辺L1と直交する方向に延びる他辺L2(図4参照)が100mmの長方形状の試験片S1(図参照)を5個切り出す。試験片S1は、他辺L2がX方向DRX(第1側部シール部16が延びる方向と直交する方向)と平行になるように切り出す。続いて、パウチ10の裏面フィルム12から、シール部15を含まないようにして、一辺L1(図5参照)が15mm、一辺L1と直交する方向に延びる他辺L2(図5参照)が100mmの長方形状の試験片S2(図5参照)を5個切り出す。試験片S2は、他辺L2がY方向DRY(第1側部シール部16が延びる方向と平行な方向)と平行になるように切り出す。その後、各試験片S1、S2を25℃の環境下で24時間保持する。そして、テンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、試験片S1、S2のヤング率を測定する。具体的には、まず、図6に示されるように把持具51、52で試験片S1の長手方向の両端部を把持する。なお、図6においては、試験片S1の層構成を一部省略している。そして、温度25℃、相対湿度50%の環境下で初期把持具間距離D1(図6参照)を50mmとした状態で、引張速度300mm/分で試験片S1を試験片S1の長手方向に引張る引張試験を行い、試験片S1のヤング率を測定する。試験片S2のヤング率も試験片S1と同様の測定条件によって測定する。そして、5個の試験片S1について、ヤング率を測定し、その平均値を包装材料30のX方向DRXのヤング率とする。また、5個の試験片S2について、ヤング率を測定し、その平均値を包装材料30のY方向DRYのヤング率とする。
包装材料30は、100℃の環境下で1分間保持した後、100℃の環境下で測定したときのシール強度(熱間シール強度)が、23.0N以下となっている。熱間シール強度は、20.0N以下であることが好ましく、18.0N以下であることがより好ましく、16.0N以下であることがさらに好ましい。また、熱間シール強度が低すぎると、内容物が十分に加熱および加圧されるよりも前に蒸気抜きシール部26が剥離して収容空間10Aの圧力および温度が低下してしまうことが考えられる。この点を考慮すると、パウチ10のシール部15の熱間シール強度は、好ましくは4N以上であり、より好ましくは5N以上である。なお、レトルト処理などの殺菌処理によっても、蒸気抜きシール部26のシール強度が変化し得るが、パウチ10にレトルト処理が施される場合には、特に断らない限り、「シール部のシール強度」とは、レトルト処理が施された後のパウチにおけるシール部のシール強度を意味する。
包装材料30の熱間シール強度の測定においては、まず、パウチを1つ準備する。パウチについて、第1側部シール部16または第2側部シール部17を含み、おもて面フィルム11と裏面フィルム12が接合された状態の一辺L3(図7参照)が15mm、一辺L3と直交する方向に延びる他辺L4(図7参照)が70mmの長方形状の試験片S3(図7参照)を5個切り出す。例えば、図7に示すように、第1側部シール部16を含むように3個、第2側部シール部17を含むように2個の試験片S3を切り出す。試験片S3は、他辺L4がX方向DRX(第1側部シール部16が延びる方向と直交する方向)と平行になるように、かつ、蒸気抜きシール部26を含まないように切り出す。この試験片S3を用いて、熱間シール強度を測定する。熱間シール強度は、JIS Z1707:1997 7.5に準拠してテンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)用いて測定する。まず、上記試験片S3の未シール部における2枚の包装材料30をそれぞれ、上記試験機の把持具53、54(図8参照)で把持した。なお、図8においては、試験片S3の層構成を一部省略している。そして、把持具53、54をそれぞれ、試験片S3のシール部の面方向に対して直交する方向において互いに逆向きに、300mm/分の速度で引っ張り、引張応力の最大値を測定した。そして、最大値の平均値をシール強度とする(図9参照)。熱間シール強度の測定は、試験片S3を温度100℃、相対湿度5%の環境下で1分間保持した後100℃、相対湿度5%の環境下で行わる。5個の試験片S3について、熱間シール強度を測定し、その平均値をパウチの熱間シール強度とする。
<二軸延伸プラスチックフィルム>
二軸延伸プラスチックフィルムとは、プラスチックフィルムの機械強度を向上させるために、意図的に延伸加工が施されたプラスチックフィルムである。本発明において、二軸延伸プラスチックフィルムとは、以下の(a)または(b)の少なくともどちらか一方を満たすものを指す。
(a)ヤング率が一方向および一方向と直交する方向において1000MPa以上
(b)引張伸度が一方向および一方向と直交する方向において200%以下
二軸延伸プラスチックフィルムのヤング率および引張伸度の測定は、JIS K7127に準拠して行うものとする。まず、二軸延伸プラスチックフィルムから一辺が15mm、一辺と直交する方向に延びる他辺が150mmの長方形状の試験片を切り出し、この試験片を25℃の環境下で24時間保持する。そして、テンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、温度25℃、相対湿度50%の環境下で試験片のヤング率測定および引張伸度測定を行う。一辺が15mm、一辺と直交する方向に延びる他辺が150mmの長方形状の試験片を用いて測定を行い、初期把持具間距離は100mm、引張速度は300mm/分とする。なお、初期把持具間距離を100mmとして測定することができる限りにおいて、一辺と直交する方向の長さは調整可能である。
(第1の二軸延伸プラスチックフィルム)
第1の二軸延伸プラスチックフィルム31は、所定の二方向において延伸されているプラスチックフィルムである。第1の二軸延伸プラスチックフィルム31は、包装材料30に所定の強度を持たせるための基材フィルムとして機能する。第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の延伸方向は特には限定されない。例えば、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31は、側縁10Hが延びる方向およびこの方向に直交する方向において延伸されていてもよい。第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の延伸倍率は、例えば1.05倍以上である。
第1の二軸延伸プラスチックフィルム31は、ポリエステルを主成分として含むことが好ましい。本明細書における「ポリエステルを主成分として含む」とは、二軸延伸プラスチックフィルムが50質量%を超えるポリエステルを含むことを意味する。ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETとも記す)、ポリブチレンテレフタレート(以下、PBTとも記す)などを挙げることができる。なお、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31における、50質量%を超えるポリエステルは、一種類のポリエステルによって構成されていてもよく、二種類以上のポリエステルによって構成されていてもよい。第1の二軸延伸プラスチックフィルムとして、二軸延伸PETフィルムを用いることができる。二軸延伸PETフィルムは、PETを80質量%以上含むことが好ましい。さらに、二軸延伸PETフィルムは、PETを90質量%以上含むことがより好ましく、95%以上含むことがさらに好ましい。
第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の厚みは、好ましくは8μm以上であり、より好ましくは9μm以上であり、さらに好ましくは12μm以上である。また、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の厚みは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは25μm以下である。第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の厚みを8μm以上にすることにより、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31が十分な強度を有するようになる。また、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の厚みを30μm以下にすることにより、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31が優れた成形性を示すようになる。このため、包装材料30を加工してパウチ10を製造する工程を効率的に実施することができる。
(第2の二軸延伸プラスチックフィルム)
第2の二軸延伸プラスチックフィルム32は、例えば、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と同様に、所定の二方向において延伸されている基材フィルムである。例えば、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32は、側縁10Hが延びる方向およびこの方向に直交する方向において延伸されていてもよい。第2の二軸延伸プラスチックフィルム32も、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と同様に、包装材料30に所定の強度を持たせるための基材フィルムとして機能する。第2の二軸延伸プラスチックフィルム32の延伸方向も、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の場合と同様に特には限定されない。
第2の二軸延伸プラスチックフィルム32は、ポリアミドを主成分として含む二軸延伸プラスチックフィルム、または、ポリエステルを主成分として含む二軸延伸プラスチックとすることが好ましい。本明細書における「ポリアミドを主成分として含む」とは、二軸延伸プラスチックフィルムが50質量%を超えるポリアミドを含むことを意味する。ポリアミドの例としては、脂肪族ポリアミドまたは芳香族ポリアミドを挙げることができる。脂肪族ポリアミドとてしてはナイロン−6、ナイロン-6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体などのナイロンが挙げられ、芳香族ポリアミドとしては、ポリメタキシレンアジパミド(MXD6)などが挙げられる。第2の二軸延伸プラスチックフィルム32がポリアミドを主成分として含むことにより、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32を備える包装材料30の突き刺し強度を高めることができる。ポリエステルの例としては、第1の二軸延伸プラスチックフィルムの欄に記載されたポリエステルが挙げられる。第2の二軸延伸プラスチックフィルムとして、二軸延伸ナイロンフィルムや二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることができる。二軸延伸ナイロンフィルムは、ポリアミドを80質量%以上含むことが好ましい。さらに、二軸延伸ナイロンフィルムは、ポリアミドを90質量%以上含むことがより好ましく、95%以上含むことがさらに好ましい。
第2の二軸延伸プラスチックフィルム32として、ポリエステルを主成分として含むフィルムを用いる場合、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32の厚みは、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の厚みと同じにすることができる。第2の二軸延伸プラスチックフィルム32として、ポリアミドを主成分として含むフィルムを用いる場合、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32の厚みは、好ましくは12μm以上であり、より好ましくは15μm以上である。また、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32の厚みは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは25μm以下である。
第2の二軸延伸プラスチックフィルム32は、流れ方向(MD)における引き裂き性を有するよう構成されていてもよい。以下の説明において、流れ方向(MD)における引き裂き性を有する二軸延伸プラスチックフィルムのことを、二軸延伸直進カットフィルムとも称する。二軸延伸直進カットフィルムを用いることにより、流れ方向(MD)における引き裂き性を包装材料30に持たせることができる。流れ方向(MD)における二軸延伸直進カットフィルムの引張強度は、幅方向(TD)における二軸延伸直進カットフィルムの引張強度よりも大きい。流れ方向(MD)における二軸延伸直進カットフィルムの引張強度は、幅方向(TD)における二軸延伸直進カットフィルムの引張強度の、好ましくは1.05倍以上であり、より好ましくは1.10倍以上であり、更に好ましくは1.20倍以上である。また、流れ方向(MD)における二軸延伸直進カットフィルムの引張強度は、例えば200MPa以上300MPa以下である。
(第3の二軸延伸プラスチックフィルム)
第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、例えば、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と同様に、所定の二方向において延伸されている基材フィルムである。例えば、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、側縁10Hが延びる方向およびこの方向に直交する方向において延伸されていてもよい。第3の二軸延伸プラスチックフィルム33も、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と同様に、包装材料30に所定の強度を持たせるための基材フィルムとして機能する。第3の二軸延伸プラスチックフィルム33の延伸方向も、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31の場合と同様に特には限定されない。
第2の二軸延伸プラスチックフィルム32が、ポリエステルを主成分とする場合には、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、ポリエステルまたはポリアミドを主成分とし、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32が、ポリアミドを主成分とする場合には、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、ポリエステルを主成分とする。第3の二軸延伸プラスチックフィルム33がポリアミドを主成分として含むことにより、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33を備える包装材料30の突き刺し強度を高めることができる。
第3の二軸延伸プラスチックフィルム33の厚みは、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32の厚みと同じにすることができる。また、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、上記二軸延伸直進カットフィルムであってもよい。
<シーラントフィルム>
次に、シーラントフィルム34について説明する。シーラントフィルム34は、単層であってもよく、多層であってもよい。また、シーラントフィルム34は、好ましくは未延伸のフィルムからなる。なお「未延伸」とは、全く延伸されていないフィルムだけでなく、製膜の際に加えられる張力に起因してわずかに延伸されているフィルムも含む概念である。
シーラントフィルムとは、以下の(c)または(d)の少なくともどちらか一方を満たすものを指す。
(c)ヤング率が一方向および一方向と直交する方向において1000MPa未満
(d)引張伸度が一方向および一方向と直交する方向において300%以上
シーラントフィルムのヤング率および引張伸度の測定は、JIS K7127に準拠して行うものとする。まず、シーラントフィルムから一辺が15mm、一辺と直交する方向に延びる他辺が150mmの長方形状の試験片を切り出し、この試験片を25℃の環境下で24時間保持する。そして、テンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、温度25℃、相対湿度50%の環境下で試験片のヤング率測定および引張伸度測定を行う。初期把持具間距離は100mm、引張速度は300mm/分とする。なお、初期把持具間距離を100mmとして測定することができる限りにおいて、一辺と直交する方向の長さは調整可能である。
包装材料30から構成されたパウチ10には、レトルト処理などの殺菌処理が高温で施される。したがって、シーラントフィルム34は、これらの高温での処理に耐える耐熱性を有するものが用いられる。
シーラントフィルム34を構成する材料の融点は、150℃以上であることが好ましく、160℃以上であることがより好ましい。シーラントフィルム34の融点を高くすることにより、パウチ10のレトルト処理を高温で実施することが可能になり、このため、レトルト処理に要する時間を短くすることができる。なお、シーラントフィルム34を構成する材料の融点は、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32および第3の二軸延伸プラスチックフィルム33を構成する樹脂の融点より低い。
シーラントフィルム34は、ポリプロピレンを主成分として含む。本明細書における「ポリプロピレンを主成分として含む」とは、シーラントフィルムが50質量%を超えるポリプロピレンを含むことを意味する。プロピレンを主成分とする材料としては、具体的には、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、ホモポリプロピレンなどのポリプロピレン、またはポリプロピレンとポリエチレンとを混合したものなどを挙げることができる。ここで、「プロピレン・エチレンブロック共重合体」とは、下記式(1)に示される構造式を有する材料を意味する。また、「プロピレン・エチレンランダム共重合体」とは、下記式(2)に示される構造式を有する材料を意味する。また、「ホモポリプロピレン」とは、下記式(3)に示される構造式を有する材料を意味する。
Figure 2021054416
上記式(1)中、m1、m2、m3は、1以上の整数を表す。
Figure 2021054416
上記式(2)中、m、nは、1以上の整数を表す。
Figure 2021054416
上記式(3)中、mは、1以上の整数を表す。
プロピレンを主成分とする材料として、ポリプロピレンとポリエチレンとを混合したものを用いる場合には、材料は、海島構造を有していてもよい。ここで、「海島構造」とは、ポリプロピレンが連続する領域の内に、ポリエチレンが不連続に分散している構造をいう。
好ましくは、シーラントフィルム34は、プロピレン・エチレンブロック共重合体を含む単層のフィルムである。例えば、シーラントフィルム34は、プロピレン・エチレンブロック共重合体を主成分とする単層の未延伸フィルムである。プロピレン・エチレンブロック共重合体を用いることにより、シーラントフィルム34の耐衝撃性を高めることができ、これにより、落下時の衝撃によりパウチ10が破袋してしまうことを抑制することができる。また、包装材料30の耐突き刺し性を高めることができる。
また、プロピレン・エチレンブロック共重合体を用いることにより、高温時、例えば100℃のときの、シーラントフィルム34によって構成されるシール部の強度、すなわち上述の熱間シール強度が、低温時、例えば常温シール強度に比べて極めて小さくなる。熱間シール強度が低いことにより、電子レンジを用いてパウチ10を加熱する際、蒸気抜きシール部26が剥離し易くなり、収容空間10Aの蒸気がパウチ10の外部に抜けやすくなる。このため、収容空間10Aの内圧が過大になることを抑制することができ、これにより、加熱時に包装材料30にダメージが生じることを抑制することができる。
プロピレン・エチレンブロック共重合体は、例えば、ポリプロピレンからなる海成分と、エチレン・プロピレン共重合ゴム成分からなる島成分と、を含む。海成分は、プロピレン・エチレンブロック共重合体の耐ブロッキング性、耐熱性、剛性、シール強度などを高めることに寄与し得る。また、島成分は、プロピレン・エチレンブロック共重合体の耐衝撃性を高めることに寄与し得る。従って、海成分と島成分の比率を調整することにより、プロピレン・エチレンブロック共重合体を含むシーラントフィルム34の機械特性を調整することができる。
プロピレン・エチレンブロック共重合体において、ポリプロピレンからなる海成分の質量比率は、エチレン・プロピレン共重合ゴム成分からなる島成分の質量比率よりも高い。例えば、プロピレン・エチレンブロック共重合体において、ポリプロピレンからなる海成分の質量比率は、少なくとも51質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。
シーラントフィルム34におけるプロピレン・エチレンブロック共重合体の含有率は、例えば80質量%以上であり、好ましくは90質量%以上である。
プロピレン・エチレンブロック共重合体の製造方法としては、触媒を用いて原料であるプロピレンやエチレンなどを重合させる方法が挙げられる。触媒としては、チーグラー・ナッタ型やメタロセン触媒などを用いることができる。
シーラントフィルム34の厚みは、好ましくは30μm以上であり、より好ましくは40μm以上である。また、シーラントフィルム34の厚みは、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは80μm以下である。
プロピレン・エチレンブロック共重合体を含む単層のシーラントフィルム34としては、後述するZK207のような、高い引張弾性率を有するタイプがある。このタイプのシーラントフィルム34を用いることにより、流れ方向(MD)に沿って消費者がパウチ10を引き裂くことによりパウチ10を開封する際の引き裂き性を高めることができる。
流れ方向(MD)におけるシーラントフィルム34の、25℃の環境下で24間保持した後25℃の環境下で測定した引張伸度(%)は、好ましくは1100(%)以下であり、より好ましくは1000(%)以下であり、900(%)以下、または800(%)以下であってもよい。また、流れ方向(MD)におけるシーラントフィルム34の引張伸度(%)とシーラントフィルム34の厚み(μm)の積は、30000以上50000以下であることが好ましい。流れ方向(MD)におけるこの積の下限は、34000以上、36000以上、または38000以上がより好ましい。
幅方向(TD)におけるシーラントフィルム34の、25℃の環境下で24時間保持した後25℃の環境下で測定した引張伸度(%)は、好ましくは1200(%)以下であり、より好ましくは1100(%)以下であり、1000(%)以下、または900(%)以下であってもよい。また、幅方向(TD)におけるシーラントフィルム34の引張伸度(%)とシーラントフィルム34の厚み(μm)の積は、45000以上55000以下であることが好ましい。幅方向(TD)におけるこの積の下限は、47000以上、または49000以上であることがより好ましい。
流れ方向(MD)におけるシーラントフィルム34の、25℃の環境下で24時間保持した後25℃の環境下で測定した引張弾性率(MPa)は、好ましくは500MPa以上であり、より好ましくは600MPa以上であり、650MPa以上、または700MPa以上であってもよい。また、流れ方向(MD)におけるシーラントフィルム34の引張弾性率(MPa)とシーラントフィルム34の厚み(μm)の積は、好ましくは35000以上であり、より好ましくは38000以上であり、更に好ましくは45000以上である。シーラントフィルム34が高い引張弾性率を有することにより、パウチ10を開封する際の引き裂き性を高めることができる。
幅方向(TD)におけるシーラントフィルム34の、25℃の環境下で24時間保持した後25℃の環境下で測定した引張弾性率(MPa)は、好ましくは450MPa以上であり、より好ましくは500MPa以上であり、550MPa以上、または600MPa以上であってもよい。また、幅方向(TD)におけるシーラントフィルム34の引張弾性率(MPa)とシーラントフィルム34の厚み(μm)の積は、好ましくは28000以上であり、より好ましくは30000以上である。
シーラントフィルム34の引張弾性率は、シーラントフィルム34の引張伸度と同様の測定方法および同様の測定条件で、測定するものとする。
<印刷層>
印刷層35は、内容物や包装製品の情報を付与したり、またはパウチに美観を付与したりするための層であり、例えば、色材およびバインダ樹脂を含む。印刷層35を形成することにより、パウチ10に絵柄を形成することができる。本明細書における「絵柄」とは、特に限定されず、例えば、図、文字、模様、パターン、記号、柄、マーク等を広く含む。グラビア印刷用のインキとしては、DICグラフィックス株式会社製のフィナートを用いることができる。
印刷層35は、その他、任意の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、滑剤、ブロッキング防止剤、充填剤、硬化剤、顔料分散剤、消泡剤、レベリング剤、ワックス、シランカップリング剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防錆剤、可塑剤、難燃剤、顕色剤等が挙げられる。これらの添加剤は、特に印刷適正、印刷効果等の改善を目的に使用され、その種類、使用量は、印刷方法、印刷基材、印刷条件により適宜選択できる。印刷層35は、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31にグラビア印刷等の印刷法により形成することができる。
(色材)
色材は、特に限定されず、公知の顔料や染料を用いることができ、所望の色に合わせて適宜選択する。
(バインダ樹脂)
バインダ樹脂としては、例えば、あまに油、きり油、大豆油、炭化水素油、ロジン、ロジンエステル、ロジン変性樹脂、シェラック、アルキッド樹脂、フェノール系樹脂、マレイン酸樹脂、天然樹脂、炭化水素樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、塩化ゴム、環化ゴム、(メタ)アクリレート化合物の重合体、または、これらの混合物が挙げられる。
<第1接着剤層〜第3接着剤層>
第1接着剤層36は、第1の二軸延伸プラスチックフィルム31と第2の二軸延伸プラスチックフィルム32とをドライラミネート法により接着するための接着剤を含む。第2接着剤層37は、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32と第3の二軸延伸プラスチックフィルム33とをドライラミネート法により接着するための接着剤を含む。第3接着剤層38は、第3の二軸延伸プラスチックフィルム33とシーラントフィルム34とをドライラミネート法により接着するための接着剤を含む。
第1接着剤層36、第2接着剤層37、第3接着剤層38を構成する接着剤は、それぞれ、主剤及び溶剤を含む第1組成物と、硬化剤及び溶剤を含む第2組成物とを混合して作製した接着剤組成物から生成される。具体的には、接着剤は、接着剤組成物中の主剤と溶剤とが反応して生成された硬化物を含む。
接着剤の例としては、ポリウレタンなどを挙げることができる。ポリウレタンは、主剤としてのポリオールと、硬化剤としてのイソシアネート化合物とが反応することにより生成されるポリオールとイソシアネート化合物との硬化物である。ポリウレタンの例としては、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタンなどを挙げることができる。ポリエーテルポリウレタンは、主剤としてのポリエーテルポリオールと、硬化剤としてのイソシアネート化合物とが反応することにより生成される硬化物である。ポリエステルポリウレタンは、主剤としてのポリエステルポリオールと、硬化剤としてのイソシアネート化合物とが反応することにより生成される硬化物である。
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)などの芳香族系イソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)などの脂肪族系イソシアネート化合物、あるいは、上記各種イソシアネート化合物の付加体または多量体を用いることができる。
第1接着剤層36、第2接着剤層37、第3接着剤層38の厚みは、それぞれ、好ましくは2μm以上であり、より好ましくは3μm以上である。また、第1接着剤層36、第2接着剤層37、第3接着剤層38の厚みは、それぞれ、好ましくは6μm以下であり、より好ましくは5μm以下である。
ところで、接着剤の硬化剤を構成するイソシアネート化合物としては、上述のように、芳香族系イソシアネート化合物及び脂肪族系イソシアネート化合物が存在する。このうち芳香族系イソシアネート化合物は、加熱殺菌などの高温環境下において、食品用途で使用できない成分が溶出する。ところで、第3接着剤層38は、シーラントフィルム34に接している。このため、第3接着剤層38が芳香族系イソシアネート化合物を含む場合、芳香族系イソシアネート化合物から溶出された成分が、シーラントフィルム34に接する収容空間10Aに収容されている内容物に付着することがある。このような課題を考慮し、好ましくは、第3接着剤層38を構成する接着剤として、主剤としてのポリオールと、硬化剤としての脂肪族系イソシアネート化合物とが反応することにより生成される硬化物を用いる。これにより、第3接着剤層38に起因する、食品用途で使用できない成分が、内容物に付着することを防止することができる。
<ガスバリア性フィルム>
第1の二軸延伸プラスチックフィルム31、第2の二軸延伸プラスチックフィルム32、または第3の二軸延伸プラスチックフィルム33は、少なくとも透明蒸着層を備えたガスバリア性フィルムであってもよい。また、ガスバリア性フィルムは、透明蒸着層の面上に形成され、透明性を有する透明ガスバリア性塗布膜を更に含んでいてもよい。
透明蒸着層は、酸素ガスおよび水蒸気などの透過を阻止するガスバリア性の機能を有する層として機能する。なお、透明蒸着層は二層以上設けられてもよい。透明蒸着層を二層以上有する場合、それぞれが、同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。透明蒸着層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレ−ティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、および光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を挙げることができる。具体的には、ローラー式蒸着膜成膜装置を用いて、成膜ローラー上において蒸着層を形成することができる。
透明蒸着層は、透明性を有する無機材料から構成されている。無機材料の例としては、金属酸化物や無機酸化物を挙げることができる。金属酸化物としては、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)等の金属の酸化物が挙げられる。無機酸化物としては、ケイ素(Si)の酸化物が挙げられる。透明蒸着層を構成する無機材料としては、アルミニウム酸化物(酸化アルミニウム)またはケイ素酸化物が好ましい。
透明蒸着層の厚みは、好ましくは、40Å以上130Å以下、より好ましくは、50Å以上120Å以下である。
透明ガスバリア性塗布膜は、酸素ガスおよび水蒸気などの透過を抑制する層として機能する層である。透明ガスバリア性塗布膜は、一般式R M(OR(ただし、式中、R、Rは、炭素数1〜8の有機基を表し、Mは、金属原子を表し、nは、0以上の整数を表し、mは、1以上の整数を表し、n+mは、Mの原子価を表す。)で表される少なくとも一種以上のアルコキシドと、上記のようなポリビニルアルコ−ル系樹脂および/またはエチレン・ビニルアルコ−ル共重合体とを含有し、さらに、ゾルゲル法触媒、酸、水、および、有機溶剤の存在下に、ゾルゲル法によって重縮合する透明ガスバリア性組成物により得られる。
上記の一般式R M(ORで表されるアルコキシドとしては、アルコキシドの部分加水分解物、アルコキシドの加水分解の縮合物の少なくとも一種以上を使用することができる。また、上記のアルコキシドの部分加水分解物としては、アルコキシ基のすべてが加水分解されている必要はなく、1個以上が加水分解されているもの、および、その混合物であってもよい。アルコキシドの加水分解の縮合物としては、部分加水分解アルコキシドの2量体以上のもの、具体的には、2〜6量体のものを使用される。
上記の一般式R M(ORで表されるアルコキシドにおいて、Mで表される金属原子としては、ケイ素、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、その他などを使用することができる。本実施形態において、好ましい金属としては、例えば、ケイ素、チタンなどを挙げることができる。また、本実施の形態において、アルコキシドの用い方としては、単独または二種以上の異なる金属原子のアルコキシドを同一溶液中に混合して使うこともできる。
また、上記の一般式R M(ORで表されるアルコキシドにおいて、R1で表される有機基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、その他などのアルキル基を挙げることができる。また、上記の一般式R M(ORで表されるアルコキシドにおいて、Rで表される有機基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、その他などを挙げることができる。なお、同一分子中にこれらのアルキル基は同一であっても、異なってもよい。
上記のガスバリア性組成物を調製する際、例えば、シランカップリング剤などを添加してもよい。上記のシランカップリング剤としては、既知の有機反応性基含有オルガノアルコキシシランを用いることができる。本実施形態においては、特に、エポキシ基を有するオルガノアルコキシシランが好適に用いられ、具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を使用することができる。上記のようなシランカップリング剤は、一種または二種以上を混合して用いてもよい。
包装材料30の具体例としては、例えば以下の包装材料が挙げられる。なお、「/」は、層を列記する場合に、層と層との境界を示す表記として用いている。層については、パウチの外側から内側に向かって記載するものとする。すなわち最も右側に記載された層がシーラントフィルムである。
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/二軸延伸直進カットPETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸直進カットナイロンフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸直進カットPETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/透明蒸着層/透明ガスバリア性塗布膜/印刷層/接着剤層/二軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/透明蒸着層/透明ガスバリア性塗布膜/印刷層/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
二軸延伸PETフィルム/印刷層/接着剤層/透明ガスバリア性塗布膜/透明蒸着層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/二軸延伸PETフィルム/接着剤層/シーラントフィルム
本実施形態によれば、25℃の環境下で測定したときの一方向(例えば、流れ方向(MD))の包装材料30のヤング率が3100MPa以上であるので、一方向のヤング率が高い。これにより、加熱殺菌処理(ボイル処理)や加熱加圧殺菌処理(レトルト処理)を行った場合に皺が発生することを抑制できるので、パウチ10の見栄えを高めることができる。また、包装材料30を用いてスタンディング形式のパウチ10を作製した場合は、自立性を高めることができる。
電子レンジで加熱されて高温になったパウチにおける蒸気抜きシール部のシール強度が適度に低い値になれば、収容空間において発生する水蒸気の圧力から受ける力に基づいて蒸気抜きシール部が剥離し易くなる。すなわち、より低い圧力で蒸気抜きシール部が剥離するようになる。本実施形態によれば、100℃の環境下で測定したときのパウチ10の熱間シール強度が、23.0N以下であるので、熱間シール強度が低く、これにより蒸気抜きシール部26から蒸気を抜けやすくすることができ、安定して蒸気を抜くことができる。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。
<実施例1>
まず、第1の二軸延伸プラスチックフィルム、第2の二軸延伸プラスチックフィルム、および第3の二軸延伸プラスチックフィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「E5100」、東洋紡株式会社製)を3枚準備した。続いて、このうち1枚のフィルムに印刷層を形成した。印刷層の厚みは1.0μmであった。また、シーラントフィルムとして、厚さ70μmの未延伸ポリプロピレンフィルム(製品名「ZK207」、東レフィルム加工株式会社製)を準備した。ZK207は、上述のプロピレン・エチレンブロック共重合体を含むものであった。
ZK207は、低い引張伸度を有する。具体的には、流れ方向(MD)におけるZK207の引張伸度は、厚みが50μmの場合に790%であり、厚みが60μmの場合に730%である。また、幅方向(TD)におけるZK207の引張伸度は、厚みが50μmの場合に1020%であり、厚みが60μmの場合に870%である。従って、流れ方向におけるZK207の引張伸度(%)と厚み(μm)の積は、厚みが50μmの場合に39500であり、厚みが60μmの場合に43800である。また、幅方向におけるZK207の引張伸度(%)と厚み(μm)の積は、厚みが50μmの場合に51000であり、厚みが60μmの場合に52200である。
続いて、ドライラミネート法により、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、印刷層、第1接着剤層、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、第2接着剤層、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、第3接着剤層および未延伸ポリプロピレンフィルムを順に積層し、包装材料を作製した。第1接着剤層〜第3接着剤層としては、ロックペイント株式会社製の2液型ポリウレタン系接着剤(主剤:RU−40、硬化剤:H−4)を用いた。なお、主剤のRU−40は、ポリエステルポリオールである。第1接着剤層、第2接着剤層および第3接着剤層の厚さは、3.0μmであった。
そして、上記で作製した包装材料3枚を用いて、200mlの水を充填の上、図1に示すスタンディングパウチを作製した。具体的には、まず、底面フィルムとなる包装材料においては、シーラントフィルムである未延伸ポリプロピレンフィルムが外側となるように2つ折りにして、折線を介して連設された第1部分および第2部分を形成しておき、また2つ折りの状態で、裁断後にパウチとしたとき底面の横方向の両縁部の下端近傍となる箇所を直径10mmの円状に打ち抜き、貫通孔を形成した。
そして、おもて面フィルムとなる包装材料および裏面フィルムとなる包装材料の間の所定の位置に2つ折りにした底面フィルムとなる包装材料を配置して、以下の条件で熱融着して、第1側部シール部、第2側部シール部、第1底部シール部を有する第1ひだ部、第2底部シール部を有する第2ひだ部、および蒸気抜きシール部を形成した。これにより、上部が開口したパウチが得られた。なお、貫通孔の部分においては、2つ折りにした底面フィルムとなる包装材料が存在しないので、おもて面フィルムとなる包装材料および裏面フィルムとなる包装材料が直接融着して、第3底部シール部が形成された。
(熱融着条件)
・熱融着装置:ヒートシーラーTP−701−A(テスター産業社株式会社製)
・熱融着温度:220℃
・熱融着圧力:0.1MPa
・熱融着時間:1秒間
その後、各パウチに対して開口から水200mlを充填した後、上記熱融着条件と同様の条件で熱融着して上部シール部を形成し、パウチを密封した。その後、各パウチに対して以下の条件でレトルト処理を行って、レトルト処理が施された実施例1に係るパウチを作製した。実施例1においては、包装材料の流れ方向(MD)がパウチのX方向DRXに該当し、包装材料の幅方向(TD)がパウチのY方向DRYに該当している。
(レトルト処理)
・方式:スプレー式
・レトルト温度:135℃
・レトルト時間:40分
作製された実施例1に係るパウチにおいては、パウチの高さH1が160mm、パウチの幅W1が147mm、第1ひだ部の高さH2および第2ひだ部の高さがそれぞれ46mm、第1側部シール部および第2側部シール部の幅W2が7.0mm、蒸気抜きシール部の幅W3が5mm、上部シール部の幅W4が10.0mmであった。
<実施例2>
実施例2においては、第2の二軸延伸プラスチックフィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「E5200」、東洋紡株式会社製)の代わりに、厚さ15μmの二軸延伸ナイロンフィルム(製品名「ボニールQC」、興人フィルム&ケミカルズ株式会社)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、包装材料を作製した。そして、この包装材料3枚を用いて、実施例1と同様にして、実施例2に係るパウチを作製した。実施例2においては、包装材料の流れ方向(MD)がパウチのX方向DRXに該当し、包装材料の幅方向(TD)がパウチのY方向DRYに該当している。
<実施例3>
実施例3においては、第3の二軸延伸プラスチックフィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「E5200」、東洋紡株式会社製)の代わりに、厚さ15μmの二軸延伸ナイロンフィルム(製品名「ボニールQC」、興人フィルム&ケミカルズ株式会社)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、包装材料を作製した。そして、この包装材料3枚を用いて、実施例1と同様にして、実施例3に係るパウチを作製した。実施例3においては、包装材料の流れ方向(MD)がパウチのX方向DRXに該当し、包装材料の幅方向(TD)がパウチのY方向DRYに該当している。
<比較例1>
比較例1においては、厚さ70μmの未延伸ポリプロピレンフィルム(製品名「ZK207」、東レフィルム加工株式会社製)の代わりに、シーラントフィルムとして、厚さ70μmの未延伸ポリプロピレンフィルム(製品名「ZK99S」、東レフィルム加工株式会社)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、包装材料を作製した。そして、この包装材料3枚を用いて、実施例1と同様にして、比較例1に係るパウチを作製した。比較例1においては、包装材料の流れ方向(MD)がパウチのX方向DRXに該当し、包装材料の幅方向(TD)がパウチのY方向DRYに該当している。
<ヤング率測定>
実施例1〜3および比較例1に係るレトルト処理後のパウチを構成する包装材料のヤング率を測定した。なお、ヤング率の測定は、後述する試験片の長さ以外については、JIS K7127に準拠して行われた。図4に示すように、各パウチのおもて面から、シール部を含まないようにして、一辺L1が15mm、一辺L1と直交する方向に延びる他辺L2が100mmの長方形状の試験片S1を5個切り出した。試験片S1は、他辺L2がX方向(第1側部シール部が延びる方向と直交する方向)と平行になるように切り出した。続いて、図5に示すように、各パウチの裏面から、シール部を含まないようにして、一辺L1が15mm、一辺L1と直交する方向に延びる他辺L2が100mmの長方形状の試験片S2を5個切り出した。試験片S2は、他辺L2がY方向(第1側部シール部が延びる方向と平行な方向)と平行になるように切り出した。その後、各試験片S1、S2を25℃の環境下で24時間保持した。そして、テンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、温度25℃、相対湿度50%の環境下で初期把持具間距離D1が50mmとなり、かつ引張速度300mm/分となるように引張試験を行い、試験片S1のヤング率を測定した。5個の試験片S1について、ヤング率を測定し、その平均値を包装材料のX方向のヤング率とした。同様にして、試験片S2のヤング率を測定した。5個の試験片S2について、ヤング率を測定し、その平均値を包装材料のY方向のヤング率とした。なお、L1、L2、S1、S2、およびD1は、図4〜図6の示す通りである。
<熱間シール強度測定>
実施例1〜3および比較例1に係るレトルト処理後のパウチの100℃におけるシール強度(熱間シール強度)を測定した。まず、実施例1〜3および比較例1に係るレトルト処理後のパウチを1つ準備した。各パウチについて、第1側部シール部または第2側部シール部を含み、おもて面フィルムと裏面フィルムが接合された状態の一辺L3が15mm、一辺L3と直交する方向に延びる他辺L4が70mmの長方形状の試験片S3を5個切り出した。具体的には、第1側部シール部を含むように3個、第2側部シール部を含むように2個の試験片S3を切り出した。試験片S3は、他辺L4がX方向(第1側部シール部が延びる方向と直交する方向)と平行になるように、かつ、蒸気抜きシール部を含まないように切り出した。この試験片S3を用いて、熱間シール強度を測定した。熱間シール強度は、JIS Z1707:1997 7.5に準拠してテンシロン万能材料試験機RTC−1310A(株式会社エー・アンド・デイ製)用いて測定した。まず、上記試験片S3の未シール部における2枚の包装材料をそれぞれ、上記引張試験機の把持具で把持した。また、把持具をそれぞれ、試験片S3のシール部の面方向に対して直交する方向において互いに逆向きに、300mm/分の速度で引っ張り、引張応力の最大値を測定した。そして、最大値の平均値をシール強度とした。熱間シール強度の測定は、温度100℃、相対湿度5%の環境下で1分間保持した後100℃、相対湿度5%の環境下で行われた。5個の試験片S3について、熱間シール強度を測定し、その平均値をパウチの熱間シール強度とした。なお、L3、L4、およびS3は、図7、図8の示す通りである。
<外観評価>
実施例1〜3および比較例1に係るレトルト処理後のパウチの外観を評価した。外観評価は、以下のようにして行われた。まず、レトルト処理後の各パウチを10袋ずつ用意し、パウチに皺が発生しているか否か目視で確認した。この作業をパウチ10袋について行い、10袋中、皺が発生していないパウチの数、皺が発生したが、皺が実用上OKレベルであったパウチの数、および皺がNGレベルであったパウチの数をそれぞれカウントした。
以下、包装材料の構成を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Figure 2021054416
Figure 2021054416
以下、結果について述べる。表2に示されるように、実施例1〜3に係るパウチを構成する包装材料においては、比較例1に係るパウチを構成する包装材料に比べて、レトルト処理後のパウチにおける皺の発生が抑制できていた。また、実施例1〜3に係るパウチを構成する包装材料は、比較例1に係るパウチを構成する包装材料に比べて、熱間シール強度が低いため、蒸気抜きシール部から蒸気を抜けやすくすることができ、安定して蒸気を抜くことができる。
10…パウチ
10A…収容空間
11…おもて面フィルム
12…裏面フィルム
13…底面フィルム
15…シール部
26…蒸気抜きシール部
30…包装材料
31…第1の二軸延伸プラスチックフィルム
32…第2の二軸延伸プラスチックフィルム
33…第3の二軸延伸プラスチックフィルム
34…シーラントフィルム

Claims (8)

  1. 包装材料を含み、かつ収容空間を有するパウチであって、
    前記包装材料が、第1の二軸延伸プラスチックフィルムと、第2の二軸延伸プラスチックフィルムと、第3の二軸延伸プラスチックフィルムと、シーラントフィルムとをこの順に備え、
    前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルを主成分とし、
    前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルまたはポリアミドを主成分とし、
    前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリエステルを主成分とする場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムは、ポリエステルまたはポリアミドを主成分とし、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが、ポリアミドを主成分とする場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムは、ポリエステルを主成分とし、
    前記シーラントフィルムが、ポリプロピレンを主成分とし、
    前記包装材料中に二軸延伸プラスチックフィルムは3枚のみであり、
    前記パウチを密封するためのシール部を備え、
    前記シール部が、前記収容空間の圧力の増加により剥離するように構成された蒸気抜きシール部を備え、
    前記パウチは、前記蒸気抜きシール部を剥離させて蒸気抜けすることができるように構成されており、
    前記包装材料は、25℃の環境下で測定したときの一方向のヤング率が、3100MPa以上であり、
    100℃の環境下で1分間保持した後、100℃の環境下で測定したときの前記シール部のシール強度が、23.0N以下である、パウチ。
  2. 前記シーラントフィルムの前記一方向における引張伸度(%)と厚さ(μm)の積が、30000以上50000以下である、請求項1に記載のパウチ。
  3. 前記シーラントフィルムの前記一方向と直交する方向における引張伸度(%)と厚さ(μm)の積が、45000以上55000以下である、請求項1または2に記載のパウチ。
  4. 前記シーラントフィルムが、プロピレン・エチレンブロック共重合体を含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載のパウチ。
  5. 前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは二軸延伸ナイロンフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが前記二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは二軸延伸ナイロンフィルムであり、前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムが前記二軸延伸ナイロンフィルムである場合には、前記第3の二軸延伸プラスチックフィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のパウチ。
  6. 前記包装材料が、前記第1の二軸延伸プラスチックフィルムと第2の二軸延伸プラスチックフィルムの間または前記第2の二軸延伸プラスチックフィルムと第3の二軸延伸プラスチックフィルムの間に設けられた透明蒸着層をさらに備え、前記透明蒸着層が、金属酸化物または無機酸化物を含む、請求項1ないし5のいずれか一項に記載のパウチ。
  7. 前記包装材料が、前記透明蒸着層の面上に設けられた透明ガスバリア性塗布膜をさらに備える、請求項6に記載のパウチ。
  8. 前記パウチの前記収容空間に内容物が収容されている、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のパウチ。

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