JP3813246B2

JP3813246B2 - バッグインボックス用袋体

Info

Publication number: JP3813246B2
Application number: JP14875396A
Authority: JP
Inventors: 清中田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2016-05-20
Also published as: JPH09309542A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
柔軟な材質からなる袋体に液体を充填して、段ボール等に収納して、流通、保存、使用するバッグインボックスの前記袋体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２はバッグインボックスを示す概念図であって、ボックスＰのフラップを開いた状態である。図３はヒートシールされた袋体部分断面拡大図である。
バッグインボックスは、ミネラルウォーター、食酢、清酒、みりんや味液、醤油又はソース等の飲料、調味料などの業務用の容器として、又、純水、現像液や定着液、液体化学薬品など試薬や工業用液体容器として用いられ、その容量サイズとして５〜２０リットル程度の容量サイズが主体である。
また、前記飲料、調味料などの業務用の容器としてのバッグインボックスは、内容物の風味を重視する前記飲料または調味料等に用いられるものであり、その袋体Ｂは、２枚以上のフィルムを袋体を形成するための周縁部シールＳおよびグロメットＧを取り付けるためのシール部以外の部位は相互に接着していないいわゆる多重袋である。
多重袋とする理由は、袋体を単体のフィルムとし、衝撃などにより、破袋せずヒートシール強度のあるフィルム（単層であれ、複合フィルムであれ）として設計すると、剛性のあるフィルムとなり、瞬間的な衝撃に対しては強いフィルムとなるが、前記バッグインボックスとして遠距離輸送する際に、長時間にわたり振動を受けるとき、フィルムの一定箇所が連続屈曲となり、そこにピンホールが発生する危険性が高い。そのため、前記のように多重袋にすることによって、フィルムの柔軟性を持たせて屈曲によるストレスの集中を避けることができるのである。そして、また、仮に一方のフィルムにピンホールが発生しても、他方のフィルムには、ピンホールが発生しないか、仮に、双方のフィルムにピンホールが発生しても、滑り性が良ければピンホールの発生箇所は、ほとんど一致することはなく、単体フィルムにおけるピンホールに比べて、外部へ漏れ出す危険が極めて低い。
【０００３】
このような多重袋の特徴は、前記多重袋を構成する２枚以上のフィルムが、相互に分離していることによって柔軟性を有し、且つ、使用中のいかなる条件においても前記の各フィルム同士が密着、仮着をしないことが必要であり、前記密着、仮着をしないことに加えて、さらに、相互のフィルム間の滑りのよいことが、前記の多重袋の特性をよりよく発揮させることになる。
従来の多重袋においては、最内フィルムとその外側にある外面フィルム（２重袋）又は中間フィルム（３重袋等）との間の滑りが悪く、前記両フィルムが仮着あるいは密着した状態となって使用されるケースがあった。このように密着した状態においては、フィルムの剛性があがり、前記輸送時の振動による屈曲によって一定部位でのフィルムの疲労となり、最終的にピンホールとなり、液漏れとなる危険が極めて高くなる。
前記フィルム同士の密着または仮着は、内容物を加熱して充填するケース、例えば、殺菌等のために内容物を70℃〜95℃程度に加熱して充填することがあり、最内フィルムとして低密度のポリエチレンあるいは直鎖状低密度ポリエチレン等を用いる場合には特に留意する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
滑り性が優れていることにより、製袋適性や製品外観に優れ、また製品の使用時に耐ピンホール性や破袋強度に優れたフィルムであり、同時にホットパック充填時に内外袋フィルム間のブロッキングが発生しないような、バッグインボックス用袋体の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決する手段】
バッグインボックス用袋体であって、前記袋体が少なくとも２枚以上のフィルムから構成された多重袋において、前記多重袋の最内フィルムをシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体からなる３層以上の共押出しフィルムとし、前記最内フィルムの片面（非接液面）の法線方向に1 〜20μｍの凹凸を設け、前記３層以上の多層フィルムが密度の高い順に、最外層、最内層、中間層であるような構成で、それぞれの密度が最外層0.915 〜0.965 、中間層0.890 〜0.920 最内層0.910 〜0.920 とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１（１−１）は本発明によるバッグインボックス用袋体の平面図、同図（１−２）は（１−１）のＸ−Ｘ部の断面図、（１−３）は（１−２）のＹ部分の拡大断面図、（１−４）は（１−３）のＺ部分の拡大図、図２はバッグインボックスの概念図、図３は袋体のシール部の拡大断面図である。
バッグインボックス用袋体Ｂは、グロメットＧのフランジ部および袋体シール部のみが接着されている、いわゆる２重袋または３重袋であり、最外装として段ボールやプラスチック製のボックスＰの中に収納して用いられる（図２）。以下の説明においては、図を含め、３重袋として説明する。前記袋体は、内容物Ｋが液体であるために、充填後の輸送および保存等の流通段階、内容物の取り出し、残液の保存等の使用段階を終えるまで、漏れる心配のないことが要求される。
また、本発明において対象とする飲料等の内容物を充填する袋体としては、前記内容物の味覚を損なわないことが要求される。さらに、前記袋体に用いられるフィルムは、その製膜、製袋等の工程における安定した作業の可能な材質であることが必要である。
【０００７】
本発明は、前記の多くの課題を解決するために、前記多重袋の最内フィルムＦＬに着目し、２種類以上のS-PEの共押出による３層以上の多層フィルムとした。前記３層以上の多層フィルムとは、基本としては最外層、中間層そして最内層（接液層）の３層とし、中間層に用いる樹脂（S-PE）は低密度として、最外層及び最内層に用いる樹脂は前記中間層の樹脂よりも密度の高い樹脂とする。
最外層の樹脂の密度と最内層の樹脂の密度は、最外層の樹脂をより密度の高い樹脂とする。なお、前記密度勾配の範囲内において、例えば、中間層を２層以上の構成としてもよい。
本発明において、密度の違いにおけるポリエチレンおよびS-PEの表現は概ね次の通りである。
低密度 0.890 〜0.925
中密度 0.926 〜0.940
高密度 0.941 〜0.965
また、前述のように中間層２を２層以上の多層としてもよいが、該中間層２の厚みは、前記共押出しフィルムの総厚みの50〜90％の範囲とし、最外層３、最内層１の密度よりも低ければよい。前記中間層２の厚みの割合が50％未満であると、バッグインボックス用袋体として必要な柔軟性に劣るフィルムとなり、また、前記柔軟性を重視して、前記同様、中間層２の厚さの割合が90％を超えると、袋体として製袋する際のヒートシールにおいて、図３に示すようにシール部の近傍にシール痩せＤ現象が発生し、輸送時の衝撃等による破袋の原因となることがある。
以上のような多層構成とした理由は以下の通りである。まず、中間層２の低密度のS-PEにより最内フィルムＦＬとして柔軟性を保持させ、輸送時の振動によって前記袋体にかかる屈曲によるストレスによるピンホールの発生を減らす。
次に最内層１のS-PEの密度を中間層２の密度より高くして、低密度のS-PEの溶融時の過剰の流動性を抑制し、ヒートシール部および該ヒートシール部の内側のフィルムの厚み減少を防止する効果のためである。
最外層の樹脂の密度を高くするのは、ホットパック時のフィルム同士の仮着または融着を防止するためである。
最内フィルムＦＬの中間層２を低密度のS-PEとし、最内層１及び最外層３に前記中間層２のS-PEよりも密度の高いS-PEを積層した結果、該３層フィルムの製膜工程、また、前記袋体をつくる製袋工程での機械適性（フィルム搬送時にしわが入らない）がよくなり、前記グロメットＧをとりつけるために袋に孔をあける工程、パンチングにおいても、従来のLDPE、LLDPE 等の単体では、時に抜き切れないことがあったが、本発明の構成においては、極めて安定した抜きが可能となった。
【０００８】
以上のような密度勾配の多層フィルムとした最内フィルムＦＬを用いたバッグインボックス用袋体は、従来のLDPE、LLDPE 等の単体フィルムと比較すれば格段に優れた最内フィルムＦＬとなったが、本発明においては、前記最内フィルムＦＬの片面、非接液面の法線方向に１〜20μｍのエンボスを設けることにより、多重袋のフィルム間の滑りをよくしたものである。
【０００９】
従来は最内フィルムＦＬと、外面ＦＮまたは（中間ＦＭ）フィルムとの滑り性を付与する方法として、フィルム製膜時に滑剤を添加するケースが一般的であった。しかし、滑剤等の添加剤は、特有の臭いを有し、また、内容物の中に溶出する危険もあり、微妙な風味を大切にする液体には使用できなかった。
滑剤を用いずに、表面が平滑な最内フィルムＦＬの場合、接触する最内フィルムＦＬと外面（中間）フィルムとの滑りが悪くなる。その結果、フィルム巻取作成時に、しわが発生しやすくなり、バッグインボックスの外観を損なうばかりでなく、製袋時に前記しわが折り込まれて注出口部や袋の周縁部のシール不良の原因になる。特にバッグインボックス用袋体Ｂの最内フィルムＦＬにしわが発生したフィルムを用いると、製袋時のヒートシール不良の原因となり、内容物の漏れ事故となる危険性がある。
また、内外袋の滑り性の減少は、内容物を充填した実製品の性能劣化をも引き起こす。例えば、バッグインボックス用袋体Ｂが、段ボール等外箱Ｐに挿入された場合、フィルムが折れ曲がる箇所が何点か発生する。内外袋の滑り性が悪い場合、この箇所に輸送時の振動による応力が集中するため、繰り返しの屈曲が発生し、ピンホールの原因となっていた。
また、滑り性が悪いと内外袋のフィルムの動きが制限され、製品を落下した場合に衝撃を分散することができず、応力が集中するのでシール部等での破袋の原因になっていた。
また、最内フィルムの外面と中間フィルムＦＭ（３重袋の場合）または外面フィルムＦＮの内面（２重袋の場合）との両面にエンボスを施すことにより、耐ブロッキング性にすぐれたフィルムを形成することが可能となる。しかし、この場合、滑り性が低下し、又、フィルム強度の低下によりシール適性が悪化し、シール部での根切れ等による破袋の原因となる危険性があるが、その際は、前記両面のエンボスの形状を変えることにより解決することができる。
【００１０】
本発明におけるエンボスは、最内フィルムＦＬの片面（非接液面）に 1〜20μｍの深さに設ける。
1 μｍ以下の深さでは、エンボスＥによる滑り効果がなく、また。20μｍ以上の深さまでエンボスするとフィルムの強度が劣化することと、より良いエンボス効果が期待できない。
フィルムの片面にエンボス加工を施す具体的な方法としては、Ｔダイ法製膜機を用い共押出ダイから多層の溶融樹脂膜を彫刻された表面を有するチルロールにその最外層３が前記彫刻面に接触するように押し出し、シリコンゴムを巻着したバックアップロールで加圧し、前記チルロールにより冷却することによって所定の片面エンボスフィルムを得ることができる。
エンボスの深さは前記チルロールの表面の彫刻の深さによるが、彫刻の深さと得られるフィルムのエンボスの深さの関係は概ね次の通りである。

本発明のエンボスは、上記の範囲の彫刻の深さを有するチルロールを用いることによって所望の深さとすればよい。
【００１１】
本発明によるバッグインボックス用袋体の最内フィルムをS-PEとした理由のひとつは、特に内容物の味覚の保持を目的とした。すなわち、内容物と直接に接する場合の材質は、内容物の味覚に直接的に影響することは当然であり、本発明者は、最内層１として従来の低密度のLDPEやLLDPE 等と比較して低分子量成分の含有量が少ないS-PEを用いることにした。また、中間層のS-PEよりも最内層のS-PEの密度を高くしたのは、前述の通り、シールの安定性とフィルムの剛性を付与し、製袋時の加工適性( 例えば抜き適性等) を良くするためである。前述のようにS-PEは、低分子量成分の含有が少ないために、内容物の味覚の保持に効果があるが、従来、バッグインボックス用袋体において用いられていた前記LDPEやエチレン- 酢酸ビニル共重合体(EVA) 等に代えて用いられたMDPE等に比較して、低温下での耐屈曲性がよい上、ヒートシール性においても安定した強度を示した。
【００１２】
以上説明した通り、本発明によるバッグインボックス用袋体は、包装容器としての強度の面の安定性、内容物の味覚の保持、そして、包装材料の加工適性などの点からみても優れた特性を有するものである。
【００１３】
【実施例】
次の材質構成の袋体を作成して、バッグインボックス用袋体としての滑り性、耐ブロッキング性および振動試験・落下試験の各試験による評価を行った。
実施例１：（外）S-PE▲１▼⁸⁰＜ｍ＞//（内）＜⊇＞S-PE▲１▼/ S-PE▲２▼/ S-PE▲３▼⁸⁰
実施例２：（外）S-PE▲１▼⁸⁰＜⊇＞//（内）＜⊇＞S-PE▲１▼/ S-PE▲２▼/ S-PE▲３▼⁸⁰
比較例１：（外）S-PE▲１▼⁸⁰＜ｍ＞//（内）＜ｍ＞S-PE▲１▼/ S-PE▲２▼/ S-PE▲３▼⁸⁰
比較例２：（外）LLDPE⁸⁰＜ｍ＞//（内）＜ｍ＞LLDPE⁸⁰（滑剤添加）
比較例３：（外）LLDPE⁸⁰＜ｍ＞//（内）＜ｍ＞LLDPE⁸⁰（滑剤非添加）
｛略号（外）：外面フィルム、（内）：内面フィルム、//：多重のフィルム間を示す、 /：共押出フィルムの層界面を示す、＜⊇＞：エンボスを示す、＜ｍ＞：非エンボス面を示す、肩数字は厚さをμｍで示し、多層フィルムは総厚さを示す｝
使用した樹脂の内容は次の通りである。
S-PE▲１▼：ダウケミカル AFFINITY HF1030 (MI 2.5 D 0.935)
S-PE▲２▼：ダウケミカル AFFINITY FW1650 (MI 3.0 D 0.902)
S-PE▲３▼：ダウケミカル AFFINITY PL1845 (MI 3.5 D 0.910)
LLDPE ：三菱化学添加剤入り FSF240 (MI 2.0 D 0.920)
｛略号 MI：メルトインデックス、D ：密度｝
前記実施例▲１▼および▲２▼の製膜及びエンボスの付け方と深さは次の通りである。

滑り性（動摩擦係数）の測定方法は、株式会社東洋精密機械製作所製摩擦測定機ＴＲ型を用いて、JIS K7125 に準拠して行った。
摩擦速度 100(±10)mm/min.
測定温度 25 ℃（室温）
試験結果を表ー１に示す。

滑り性としては、接触面積が小さいことが重要であり、ミラー面とエンボス面とが最も結果が良かった。滑剤入りのLLDPE は本発明の最内フィルムの片面エンボスフィルムに比較して滑りが悪い。
ブロッキング性は、ホットパックによって、フィルム間の密着の程度で判定した。
試験結果を表ー２に示す。

◎溶着なし、 ○ベタツキあり、
△疑似接着 ×完全密着
輸送試験（振動試験・落下試験）は次の方法により実施した。

試験結果を表ー３に示す。

落下試験の結果の表示は次の通り。
○：破袋なし △：一部損傷（シール部層間剥離など）
×：破袋発生
（結果）
上記の各評価試験の結果、本発明によるバッグインボックス用袋体の最内フィルムの片面に1 〜20μｍでエンボスしたもの（実施例１）は、最内フィルムＦＬの外面と外面フィルムＦＮの内面との滑りが、従来の滑剤入りのLLDPE よりもよく、この結果、輸送試験においても、ピンホールの発生また落下時の破袋の発生の少なさにより実証された。さらに、ホットパックの際の最内フィルムＦＬと外面フィルムＦＮとのブロッキングを防止でき、前記袋体として満足できる性能を有したものとなった。また、最内フィルムＦＬの外面と外面フィルムＦＮの内面の両方にエンボスを施した実施例２は、滑り性は悪いものの耐ブロッキング性がよく、凹凸のつけ方の程度によっては使用に耐え得る仕様である。特に高温充填する内容物には適している。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、バッグインボックス用袋体の最内フィルムの非接液面に所定のエンボスを施すことにより、前記袋体（多重袋）のフィルム間に適度の滑り性を付与でき、従来発生していた製袋適性や外観不良、使用上の不良などの問題が解決された。また、エンボスの凹凸により、接触面積が減少し、ホットパック時のブロッキング現象が解消され、ピンホールの発生が減少し漏れ防止効果があった。
さらに、滑り性を改良するための添加剤を使用する必要がなくなったので、内容物の風味保持がし易い袋体となった。
また、バッグインボックス用袋体として製袋する際にも、袋体フィルムの最内層は平滑であるたので、袋体を構成する各フィルム間の良好なシールが可能となり、シール部の根切れ、破袋などが解消できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバッグインボックス用袋体の平面図及び部分断面拡大図
【図２】バッグインボックスの概念図
【図３】袋体のシール部の拡大断面図
【符号の説明】
Ｐボックス
Ｂ袋体
Ｓ袋体シール部
Ｇグロメツト
Ｋ内容物
ＨＳヒートシールバー
Ｈ熱融着部
Ｄシール痩せ部
Ｅエンボス
ＦＬ最内フィルム
ＦＭ中間フィルム
ＦＮ外面フィルム
１最内フィルムの最内層
２最内フィルムの中間層
３最内フィルムの最外層

Claims

バッグインボックス用袋体であって、前記袋体が少なくとも２枚以上のフィルムから構成された多重袋において、前記多重袋の最内フィルムをシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体からなる３層以上の共押出しフィルムで構成し、その場合において、前記共押出しフィルムを構成する層は、密度の高い順に最外層、最内層、中間層であり、それぞれの密度は、最外層０．９１５〜０．９６５、中間層０．８９０〜０．９２０、最内層０．９１０〜０．９２０であり、、かつ、前記中間層の厚さの割合が前記共押出しフィルムの全厚さの５０〜９０％であること、更に、前記最内層フィルムの非接液面にその法線方向に１〜２０μｍの深さの凹凸を設けたことを特徴とするバックインボックス用袋体。