JP4770418B2 - 酸素検知機能を有するバリア性包装材料及び包装袋 - Google Patents

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Description

本発明は、食品や医薬品などの包装分野で使用される包装材に関し、特に、酸素検知機能及び遮光性の両方の機能を有するバリア性包装材料及びそのバリア性包装材料からなる包装袋に関するものである。
通常、包装袋内に充填、密封された食品や医薬品などの内容物は、外部から侵入する酸素や水分、あるいは光などの影響を受けて変質劣化しやすい。酸素や水分、あるいは光に起因する変質劣化を防止する包装技法として、主に、優れたガスバリア性を有する包装材料からなる袋を用いて真空包装する方法や、同様な袋内に内容物と同時に脱酸素剤を封入し、内部の酸素を脱酸素剤に吸収させて、無酸素状態にする脱酸素剤封入包装方法や、アルミニウム箔やアルミニウム蒸着フィルムが積層された包装材料からなる袋を用いて同様に真空包装する方法や脱酸素剤封入包装する方法が実施されている。しかし、前記いずれの場合も、袋になんらかの要因でピンホールが生じた時に袋内に酸素が侵入し、内容物が変質劣化してしまう問題がある。そこで、袋内部の酸素の有無を知る方法として、酸素の存在によって変色する錠剤型酸素インジケーターを袋内にさらに封入する方法や、積層構成中に酸素検知機能層を設けた包装材料からなる袋を用いる方法が実施されており、後者の方法に用いる包装材として種々のものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
特開平5−149942号公報 特開2003−307513号公報
しかし、前記提案されている包装材は、いずれも遮光性を有していないので、光により変質劣化しやすい内容物を包装するには不適であった。また、光による変質劣化を防止する為に全面の遮光層を有する包装材料を使用する方法があるが、その場合、中に封入された酸素インジケーターが外側から視認できなかったり、酸素検知機能層が遮光層より内容物側に設けられている時は同様に外側から視認できなくなる為に、袋内が脱酸素状態に保たれているかどうかは開封してみないと判断できないという問題があった。
本発明の課題は、酸素検知機能層を有するバリア性包装材料であって、酸素検知機能層の検知機能が良く、外側から酸素検知機能層の視認ができ、且つ遮光性を有するバリア性包装材料及びそれを用いた包装袋を提供することにある。
本発明の請求項に係る発明は、透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料である。
本発明の請求項に係る発明は、透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料である。
本発明の請求項に係る発明は、透明バリアフィルム層の一方の面に二軸延伸ポリエステルフィルム層、アルミニウム蒸着層、遮光層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記二軸延伸ポリエステルフィルム層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料である。
本発明の請求項に係る発明は、上記請求項1乃至請求項のいずれか1項に係る発明において、前記アルミニウム蒸着層の光線透過度が波長200〜800nmの光線範囲で1%以下であることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料である。
本発明の請求項に係る発明は、上記請求項乃至請求項のいずれか1項に係る発明において、前記遮光層がインキ乾燥被膜からなると共に、光線透過度が200〜800nmの光線範囲で1%以下であることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料である。
本発明の請求項に係る発明は、上記請求項1乃至請求項のいずれか1項記載の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を用いて、製袋されたものからなることを特徴とする包装袋である。
本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料は、透明バリアフィルム層の一方の面にアルミニウム蒸着層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一カ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記窓部の位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなるか、あるいは、透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一カ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなるか、あるいは、透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一カ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなるか、あるいは、透明バリアフィルム層の一方の面に二軸延伸ポリエステルフィルム層、アルミニウム蒸着層、遮光層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一カ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記二軸延伸ポリエステルフィルム層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなっており、前記アルミニウム蒸着層及び遮光層の光線透過度が波長200〜800nmの光線範囲で1%以下であるので、酸素検知機能性、遮光性及びガスバリア性の点ですべて優れており、また、外側から酸素インジケーター層の機能発現の視認が容易にできる。前記バリア性包装材料からなる包装袋は、酸素や水分、あるいは光の影響を受けて変質劣化しやすい内容物の
包装分野で広く利用でき、かつ、開封しない状態で袋内酸素の有無を簡単に確認出来る。
本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料及びそれを用いた包装袋を実施の形態に沿って以下に説明する。図1(a)は酸素検知機能を有するバリア性包装材料の一実施形態を示す側断面図であり、厚み方向に順に、透明バリアフィルム層(11)、接着剤層(20)、酸素インジケーター層(12)と窓部(13a)を有するアルミニウム蒸着層(13)、シーラントフィルム層(14)を積層した構成であり、この構成の場合は、酸素インジケーター層(12)は透明バリアフィルム層(11)の接着剤層(20)側表面で、かつ、窓部(13a)と向き合う位置に積層されていても良い。図1(b)は、酸素検知機能を有するバリア性積層材料の他の実施形態を示す側断面図であり、厚み方向に順に、透明バリアフィルム層(11)、接着剤層(20)、酸素インジケーター層(12)、遮光層(15)、窓部(13a)を有するアルミニウム蒸着層(13)、シーラントフィルム層(14)を積層した構成であり、図1(c)は酸素検知機能を有するバリア性積層材料のさらに他の実施形態を示す側断面図であり、厚み方向に順に、透明バリアフィルム層(11)、接着剤層(20)、酸素インジケーター層(12)、遮光層(16)、窓部(13a)を有するアルミニウム蒸着層(13)、二軸延伸ポリエステルフィルム層(18)、接着剤層(21)、シーラントフィルム層(14)を積層した構成であり、図1(d)は酸素検知機能を有するバリア性積層材料のさらに他の実施形態を示す側断面図であり、厚み方向に順に、透明バリアフィルム層(11)、接着剤層(20)、酸素インジケーター層(12)、二軸延伸ポリエステルフィルム層(18)、窓部(13a)を有するアルミニウム蒸着層(13)、遮光層(17)、接着剤層(21)、シーラントフィルム層(14)を積層した構成である。
前記透明バリアフィルム層(11)は、透明で、酸素透過度が5ml/m2・24h・atm以下のフィルムであれば特に限定されず、例えば、二軸延伸ポリエステルフィルムに酸化珪素や酸化アルミニウムなどの無機酸化物の蒸着薄膜層を積層したガスバリア性積層フィルムが好適に利用できる。
前記酸素インジケーター層(12)は、バインダー樹脂に酸化還元色素や還元剤、その他成分を混合した混合物からなっており、前記バインダー樹脂は、酸化還元色素や還元剤、その他成分を基材上に固着するために用いるものであり、親水基と疎水基を合わせ持つ樹脂が使用され、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、親水基を導入したポリエステル樹脂等が好ましく、特にポリビニルアセタール樹脂が好ましい。その他成分としては、水分を保持する保湿剤、吸収性粉末、基材への濡れ性を向上させるためのレベリング剤、消泡剤等が使用される。前記酸化還元色素としては、メチレンブルー、ニューメチレンブルー、ニュートラルレッド、インジゴカルミン、サフラニンT、フェノサフラニン、カプリブルー、ナイルブルー、ジフェニルアミン、キシレンシアノール、ニトロジフェニルアミン、フェロイン、N−フェニルアントラニル酸等が使用できる。特にメチレンブルーが好適に利用できる。酸化還元色素の他に色味を変えるために、赤色色素他の色素を配合しても良く、赤色色素を添加する場合は、コチニール色素、ラック色素、アカネ色素、シソ色素、アカキャベツ色素、アカダイコン色素、ムラサキイモ色素、ムラサキトウモロコシ色素、ブドウ果皮色素、エルダーベリー色素、ブドウ果汁色素、ブルーベリー色素、トウガラシ色素、アナトー色素などの天然色素や、食用赤色102号(英名:New Coccine)、食用赤色104号(英名:Phloxine)、食用赤色105号(英名:Rose Bengale)、食用赤色106号(英名:Acid Red)などの合成色素が好適に利用できる。前記還元剤としては、アスコルビン酸、エリソルビン酸やその塩、アスコルビン酸塩、D−アラビノース、D−エリスロース、D−ガラクトース、D−キシロース、D−グルコース、D−マンノース、D−フラクトース、D−ラクトースなどの還元糖、第一スズ塩、第一鉄塩等の金属塩等が使用
できる。
前記酸素インジケーター層(12)の大きさは、特に限定されないが、アルミニウム蒸着層の窓部(13a)とほぼ同一寸法で形成するのが好ましく、また、厚みは2〜5μm程度である。積層方法は前記混合物を有機溶媒に溶解した塗布溶液を用いて、公知のグラビアコート法で所定の大きさで部分的に形成する。
前記アルミニウム蒸着層(13)は、一カ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部(13a)を有しており、窓部(13a)以外のアルミニウム蒸着層の厚みを600Å〜800Å程度にすることにより、その光線透過度を波長200nm〜800nmの光線範囲で1%以下にすることができる。アルミニウム蒸着層の厚みを600Å〜800Åにすると、酸素透過度が10ml/m2・24hr・atm程度になり、酸素が透過し難くなり、酸素インジケーター層の機能発現が難しくなる。よって、本発明では酸素インジケーター層の混合物と酸素を反応させる為に、アルミニウム蒸着層の無い窓部(13a)を設け、その窓部(13a)を通って酸素が透過できるようにし、透過した酸素を酸素インジケーター層の混合物と反応させ、酸素インジケーター層の機能を発現させる。なお、本発明の光線透過度はJIS K−7105の試験方法で測定した数値を指す。前記窓部(13a)の形状、大きさは特に限定されないが、例えば、直径が6〜20mm程度の円形状のものが使用されるが、角状でも良いし、帯状でも良い。
なお、フィルム上にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成させる方法は、種々の方法があるが、以下に示す2通りの方法が良く使用される。本発明のバリア性包装材料の窓部を形成する方法はいずれの方法でも良い。
(1)窓部形成方法A
フィルムの片面に窓部を形成させる為の水溶性剥離ニス層を塗布し、その他の部分にアルミニウム蒸着層をフィルムに強固に接着させる為の蒸着アンカー層を塗布し、それらの層の上にアルミニウム蒸着層を全面に形成させた後に水洗処理する。この処理工程で前記水溶性剥離ニス層とその上のアルミニウム蒸着層がフィルム上から洗い流されて除去され、その他のアルミニウム蒸着層がフィルム上に残る方法である。
(2)窓部形成方法B
フィルムの片側全面にアルミニウム蒸着層を形成し、前記アルミニウム蒸着層の上に窓部以外の部分を形成させる為のレジスト層を塗布した後に、水酸化ナトリウム溶液及びフッ化水素酸溶液で処理する。この処理工程で前記レジスト層の下側のアルミニウム蒸着層は保護されて残るが、それ以外のアルミニウム蒸着層はフィルム上から除去され、無くなる方法である。
前記遮光層(15、16、17)は、黒色インキ、白色インキ、セピア色インキあるいは銀色インキなどを用いて形成されており、単層若しくは多層のインキ乾燥被膜からなっている。その光線透過度は波長200nm〜800nmの光線範囲で1%以下であることが望ましい。特に、黒色インキの乾燥被膜が遮光性の点で好ましい。
前記シーラントフィルム層(14)は、ポリオレフィン系樹脂フィルムからなっており、使用されるポリオレフィン系樹脂は、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂などのエチレン系樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂、プロピレン・エチレンランダム共重合体樹脂、プロピレン・エチレンブロック共重合体樹脂、ポリプロピレン・α−オレフィン共重合体樹脂などのプロピレン系樹脂などが使用できる。
前記接着剤層(20、21)は、ポリウレタン系接着剤からなっており、塗布量は1〜5g/m2(乾燥状態)程度である。
本発明の包装袋は、酸素検知機能を有するバリア性包装材料を用いて製袋したものからなっており、その形態は特に限定されず、例えば、三方シール袋、四方シール袋、ガセット袋、合掌シール袋、自立性袋などがある。
以下、本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を具体的な実施例をもとに詳しく説明する。
(1)透明バリアフィルム層(11)のフィルムの作成
厚み12μmの透明な二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に真空成膜装置を用いて、厚さ50nmの酸化珪素の蒸着薄膜層を積層した酸化珪素蒸着フィルムを作成した。
(2)酸素インジケーター層(12)形成用の塗布液の作成
メチレンブルー/赤色106号/アスコルビン酸/ポリビニルアセタール樹脂/メタノール/水=1/0.2/2.5/10/36.3/50(重量部比率)の混合組成の塗布液を作成した。
ただし、実施例1は本発明の参考例1とする。
シーラントフィルム層(14)のフィルムとして、厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムを使用し、その低密度ポリエチレンフィルムの上側面に窓部形成方法Aの方法で、直径12mmの円形状の窓部(13a)を有する厚さ800Åのアルミニウム蒸着層(13)を形成し、その窓部(13a)の位置に前記作成した塗布液を用いて、厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層(12)を形成した積層フィルムを作成した。その積層フィルムのアルミニウム蒸着層(13)側に塗布量5g/m(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
シーラントフィルム層(14)のフィルムとして、厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムを使用し、その低密度ポリエチレンフィルムの上側面に窓部形成方法Aの方法で、直径16mmの円形状の窓部(13a)を有する厚さ800Åのアルミニウム蒸着層(13)を形成し、その上に汎用の黒色インキを用いて、厚さ6μmのインキ乾燥被膜からなる遮光層(15)を全面に積層し、その遮光層(15)の上側表面で、かつ、アルミニウム蒸着層の無い窓部(13a)と向き合う位置に、前記作成した塗布液を用いて、厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層(12)を形成し、その上に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
二軸延伸ポリエステルフィルム層(18)のフィルムとして、厚さ12μmの透明な二軸延伸ポリエステルフィルムを使用し、その二軸延伸ポリエステルフィルムの上側面に窓部形成方法Aの方法で、直径16mmの円形状の窓部(13a)を有する厚さ800Åのアルミニウム蒸着層(13)を形成し、その上に白色インキを用いて、厚さ4μmのインキ乾燥被膜からなる遮光層(16)を全面に積層し、さらにその遮光層(16)の上側表面で、かつ、前記窓部(13a)と向き合う位置に、前記作成した塗布液を用いて、厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層(12)を形成した積層フィルムを作成し、その積層フィルムの一方の酸素インジケーター層(12)側に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、積層フィルムの二軸延伸ポリエステルフィルム層(18)側に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムからなるシーラントフィルム層(14)を貼り合わせ、本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
二軸延伸ポリエステルフィルム層(18)のフィルムとして、厚さ12μmの透明な二軸延伸ポリエステルフィルムを使用し、その二軸延伸ポリエステルフィルムの下側面に窓部形成方法Aの方法で、直径18mmの円形状の窓部(13a)を有する厚さ800Åのアルミニウム蒸着層(13)を形成し、その上に黒色インキを用いて、厚さ4μmのインキ乾燥被膜からなる遮光層(17)を全面に積層し、二軸延伸ポリエステルフィルムの上側表面で、かつ、前記窓部(13a)と向き合う位置に、前記作成した塗布液を用いて、厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層(12)を形成した積層フィルムを作成し、その積層フィルムの上側の酸素インジケーター層(12)側に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、積層フィルムの下側の遮光層(17)面に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムからなるシーラントフィルム層(14)を貼り合わせ、本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
以下に、本発明の比較用の実施例について説明する。
厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムからなるシーラントフィルム層の一方の全面に、厚さ800Åのアルミニウム蒸着層を形成し、その上に厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層を部分的に形成し、さらにその上に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、比較用の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
酸化珪素蒸着フィルムの一方の面に厚さ3μmの乾燥被膜からなる酸素インジケーター層を部分的に形成し、他方の面に直径14mmの円形状の窓部を有する厚さ800Åのアルミニウム蒸着層を形成し、アルミニウム蒸着層の上全面に黒色インキを用いて、厚み5μmのインキ乾燥被膜からなる遮光層を積層した積層フィルムを作成し、その積層フィルムの酸素インジケーター層側に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して他の酸化珪素蒸着フィルムの蒸着薄膜層側を貼り合わせ、前記積層フィルムの遮光層側に塗布量5g/m2(乾燥状態)のポリウレタン系接着剤を介して厚さ30μmの低密度ポリエチレンフィルムからなるシーラントフィルム層を貼り合わせて、比較用の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を作成した。
〈評価〉
本発明の実施例1〜4の酸素検知機能を有するバリア性包装材料及び比較用の実施例5〜6の酸素検知機能を有するバリア性包装材料の遮光性を評価すると共に、内側の有効寸法20cm×20cmの三方シール袋を作成し、その三方シール袋の中を脱気後に窒素置換を行って脱酸素状態にして密封した。無酸素状態で酸素インジケーター層が還元色(透明)になった後に中に空気を導入して再密封して25℃、60%RHの条件下に放置し、酸素インジケーター層の透明から青色への変色の有無及び外側からの視認性を評価した。その結果を表1に示す。
Figure 0004770418
本発明の実施例1〜4の酸素検知機能を有するバリア性包装材料の遮光性は良好で、それを用いた袋の酸素インジケーター層の機能発現及び外側からの視認性も共に良好であった。一方、比較用の実施例5〜6の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を用いた袋の酸素インジケーター層は酸素との反応が悪く、機能発現は無かった。
(a)は本発明の酸素検知機能を有するバリア性包装材料の一実施形態を示す側断面図であり、(b)はバリア性包装材料の他の実施形態を示す側断面図であり、(c)はバリア性包装材料のさらに他の実施形態を示す側断面図であり、(d)はバリア性包装材料のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
符号の説明
11…透明バリアフィルム層
12…酸素インジケーター層
13…アルミニウム蒸着層
13a…窓部
14…シーラントフィルム層
15,16,17…遮光層
18…二軸延伸ポリエステルフィルム層
20,21…接着剤層

Claims (6)

  1. 透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料。
  2. 透明バリアフィルム層の一方の面に遮光層、アルミニウム蒸着層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記遮光層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料。
  3. 透明バリアフィルム層の一方の面に二軸延伸ポリエステルフィルム層、アルミニウム蒸着層、遮光層、シーラントフィルム層が順次積層された積層体のアルミニウム蒸着層の一ヶ所にアルミニウム蒸着層の無い窓部を形成し、前記二軸延伸ポリエステルフィルム層の透明バリアフィルム層側の表面の前記窓部と向き合う位置に部分的な酸素インジケーター層を形成したものからなることを特徴とする酸素検知機能を有するバリア性包装材料。
  4. 前記アルミニウム蒸着層の光線透過度が波長200〜800nmの光線範囲で1%以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項記載の酸素検知機能を有するバリア性包装材料。
  5. 前記遮光層がインキ乾燥被膜からなると共に、光線透過度が200〜800nmの光線範囲で1%以下であることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項記載の酸素検知機能を有するバリア性包装材料。
  6. 請求項1乃至請求項のいずれか1項記載の酸素検知機能を有するバリア性包装材料を用いて、製袋されたものからなることを特徴とする包装袋。
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