JP5517447B2

JP5517447B2 - パウチの製造方法及びパウチ

Info

Publication number: JP5517447B2
Application number: JP2008323923A
Authority: JP
Inventors: 敬三神崎; 淳松島; 厚深堀
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010143623A; WO2010071149A1

Description

本発明は、パウチの製造方法及びパウチに関するものであり、より詳細には小ロット多品種のパウチを生産性よく製造可能なパウチの製造方法及びパウチに関する。

従来、少なくとも外面材及びヒートシール性内面材を有する積層体から成り、外表面に印刷が施されているプラスチックパウチの製造は、外面材を構成する長尺の樹脂フィルムにグラビア印刷を行って印刷層を先に形成した後、接着剤を塗布し、ヒートシール性内面材と積層して積層体とし、キュアリング（接着剤の硬化）を行ってから、パウチ形状に製造していた。
長尺樹脂フィルムへのグラビア印刷は、印刷スピードが速く、刷版の耐刷性に優れていることから、大ロットの製品に適しているが、版替えに長時間を要すると共に版が高価であることから、小ロット多品種のパウチへの適用が困難であった。

近年パウチの印刷デザインが重視され、小ロット多品種のパウチの需要が増加していることから、無印刷パウチを大量に製造した後、パウチ外表面に電子写真法により印刷を行うことも提案されているが（特許文献１）、電子写真法は、大掛かりな設備が必要で生産性の点で充分満足するものではないため、版替え時間が短く、版が安価なオフセット印刷等により印刷を行うことが望まれている。
一方、パウチに多色印刷を行う場合、一色ずつの連続多色印刷と仕上げニスを連続的に塗布し、その直後に硬化を行うことが好ましく、インキ及び仕上げニスの硬化方式には、紫外線（ＵＶ）硬化、熱硬化、電子線（ＥＢ）硬化等の方法があるが、成形後のパウチへの印刷に関しては、パウチに熱のダメージを与えず短時間で硬化可能な、紫外線硬化及び電子線硬化で行うことが好適である。

しかしながら、紫外線硬化及び電子線硬化によりインキ及び仕上げニスを塗布・硬化させる場合、インキ及び仕上げニスの架橋による収縮により、印刷層及び仕上げニス層とパウチ表面との密着性が低下するため、パウチ搬送時、内容物の充填時、レトルト殺菌等の際に印刷層や仕上げニス層が剥離し易く、またレトルト殺菌の際にブリスターが発生するという問題を生じた。
このような問題を解決するために、フィルム表面にアンカーコート層を形成して、印刷層及び仕上げニス層を形成することが行われている。（特許文献２）

特開平８−１９４３２５号公報特開２００５−２２５０８３号公報

しかしながら、アンカーコート層を形成した無印刷パウチや、或いはアンカーコート層を形成した外面材又は積層体を、積み重ね或いは巻取りして保管しておくと、アンカーコート層同士が接触してブロッキングが発生し、パウチを一枚ずつ分離できなかったり、或いは外層材又は積層体を巻戻しできないという問題を生じることがわかった。

従って本発明の目的は、小ロット多品種のパウチに対応可能な無印刷パウチを効率よく製造できると共に、この無印刷パウチへの枚葉印刷を生産性よく行うことが可能なパウチの製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、印刷層密着性に優れた印刷パウチを、アンカーコート層のブロッキングを生じることなく生産性よく製造可能な製造方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、アンカーコート層が形成された無印刷パウチから成る印刷パウチを提供することである。

本発明によれば、少なくとも外面材、金属箔、及びヒートシール性内面材を有する積層体から成り、外表面に印刷層が形成されている、内容物の充填後に加熱殺菌に賦される用途に使用されるパウチの製造方法において、前記積層体からパウチを製袋し、該パウチを経時保管した後、パウチの表面にポリエステルポリオール含有ポリウレタン樹脂系アンカーコート剤を塗布し、７０乃至２００℃の温度で１乃至６０秒間乾燥することにより、アンカーコート層を形成し、該アンカーコート層上に電子線硬化型インキを塗布し、これに電子線を照射して硬化させることにより印刷層を形成し、該印刷層上に、電子線硬化型の仕上げニスを塗布し、これに電子線を照射して硬化させることにより仕上げニス層を形成し、前記アンカーコート層、前記印刷層及び前記仕上げニス層が連続した一連の工程により形成されることを特徴とするパウチの製造方法が提供される。
本発明の製造方法においては、前記ポリエステルポリオール含有ポリウレタン樹脂系アンカーコート剤が、ヘキサメチレンジイソシアネートとポリエステルポリオールから成ること、が好適である。
本発明によればまた、上記製造方法により製造されるパウチが提供される。

本発明のパウチの製造方法によれば、版替え時間が短く、版が安価で、小ロット多品種のパウチを生産性よく製造することが可能となる。
また本発明のパウチの製造方法によれば、印刷の直前にアンカーコート層を形成しているためブロッキングを生じることなく、無印刷パウチへの枚葉印刷を生産性よく行うことが可能となる。
更にレトルト殺菌等の加熱殺菌用途に用いられた場合にも、印刷層の密着性に優れ、外観特性にも優れた印刷パウチを提供することができる。

本発明のパウチの製造方法は概略的に言って、少なくとも外面材及びヒートシール性内面材から成る積層体を形成する工程、前記積層体から無印刷パウチを成形する工程、前記無印刷パウチの外表面にアンカーコート層を形成し、該アンカーコート層表面に電子線又は紫外線照射により印刷層、及び必要により仕上げニス層を形成する工程からなっており、アンカーコート層、印刷層及び仕上げニス層が連続した一連の工程で形成されているため、アンカーコート層が最表面に位置した無印刷パウチ或いは積層体が、印刷パウチの製造工程で長時間存在することがない。そのため、これらの各工程は必ずしも連続的に行われなくてもよく、各工程の間、或いは積層体形成工程及び無印刷パウチ成形工程では工程途中の中間体の状態で経時保管することができ、何れの工程間で経時保管を行った場合でも、中間体同士がブロッキングすることがなく、生産性よく印刷パウチを製造することが可能となる。

本発明の製造方法においては、第一に、少なくとも外面材及びヒートシール性内面材から成る積層体を形成する。次いで、この積層体のヒートシール性内面材が内側となるように、積層体を重ね合わせてヒートシールすることにより、パウチの形状に成形して無印刷パウチを成形する。
前述した通り、本発明においては、形成された積層体或いは積層体形成のための中間体を長尺の状態で巻取りして経時保管することは勿論、無印刷パウチの状態でもブロッキングの原因となるアンカーコート層が未だ形成されていないので、無印刷パウチを積み重ねてして経時保管することもできる。

このようにして形成された無印刷パウチに、アンカーコート層の形成、印刷層及び必要により仕上げニス層の形成を連続した一連の工程で形成する。すなわち、無印刷パウチ表面にアンカーコート剤を塗布・乾燥してアンカーコート層を形成し、次いで無印刷パウチのアンカーコート層上に紫外線又は電子線硬化型のインキ及び必要により仕上げニスを塗布し、紫外線又は電子線を照射することにより、外表面に印刷層及び仕上げニス層を有する印刷パウチを成形する。紫外線又は電子線硬化は、パウチに熱ダメージを与えることがなく、短時間で硬化させることが可能であるため、生産性に優れている。その一方、硬化に際してインキ及びニスは収縮し、外面材は収縮しないために印刷層及び必要により形成された仕上げニス層が外面材から剥離するおそれがあるが、本発明においては、外面材表面にアンカーコート層が形成されているため、硬化によりインキ及びニスに生ずる応力を緩和することができるため、印刷層及び必要により形成される仕上げニス層の剥離が有効に防止されている。

（積層体）
本発明の製造方法に用いられる、少なくとも外面材及びヒートシール性内面材から成る積層体は、従来よりパウチに用いられていた積層体をすべて用いることができる。
外面材としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、セロファン等を挙げることができる。
ポリオレフィン系樹脂としては、低−、中−或いは高−密度のポリエチレン（ＬＤＰＥ，ＭＤＰＥ，ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１、エチレン−ブテン−１共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体（アイオノマー）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体或いはこれらのブレンド物等が挙げることができる。
ポリエステル樹脂としては、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、ポリエチレンナフタレート、エチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体等のポリエステルやそのブレンド物等を挙げることができる。
ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミドや、ナイロン６／６，６等のこれらの共重合ポリアミド、或いはこれらの２種以上のブレンド物等を挙げることができる。
ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）としては、ビスフェノールＡ或いはＦ等のビスフェノール類からのポリカーボネート、ポリカーボネートＺ等を挙げることができる。

ヒートシール性内面材としては、上述したポリオレフィン系樹脂を好適に使用することができ、特に未延伸のものを好適に用いることができる。
また本発明に用いる積層体は、上記外面材及びヒートシール性内面材の２層構造のものに限定されず、３層或いは４層以上の多層構造であってよい。例えば、形成されるパウチに、酸素等に対する耐気体透過性を付与するために、エチレンビニルアルコール共重合体等のガスバリア性樹脂、アルミ箔、鋼箔等の金属箔、或いは樹脂フィルムに無機或いは金属を蒸着した蒸着フィルム等や、耐衝撃性を向上させるために、上述したポリアミド樹脂から成る層、或いは酸素吸収性樹脂組成物やリグラインド（スクラップ樹脂）等から成る層を中間層として一層、或いは組合せで形成することもでき、また必要により隣接樹脂層間に接着剤樹脂層を設けることも勿論できる。
更に必要により、外面材に酸化チタン等の白色顔料を配合することや、或いは外面材のアンカーコート層と反対側の位置にベタ印刷等を行うこともできる。
本発明においては、これに限定されないが、外面側から順に、ポリエステル／ナイロン／ガスバリア性層／ポリオレフィンから成る積層体を好適に用いることができる。

（パウチ成形）
本発明においては、長尺の積層体のヒートシール性内面材が内側になるように重ね合わせ、必要部分をヒートシールし、その後裁断することにより、個別の無印刷パウチを製造するが、裁断前の複数個の無印刷パウチが連結した状態で、経時保管、或いは印刷工程に付することもできる。

（アンカーコート層）
本発明に用いるアンカーコート層は、ポリウレタン系アンカーコート剤、ポリエステル系アンカーコート剤、アルキルチタネート系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤等従来公知のアンカーコート剤を用いることができるが、インキ及び仕上げニスの収縮の際に発生する応力を効果的に緩和し得るものである点で、特にポリウレタン系アンカーコート剤あるいはポリエステル樹脂系アンカーコート剤を好適に用いることができる。
また、レトルト処理に供するパウチとしては、ポリエステルポリオール含有のポリウレタン樹脂系アンカーコート剤を好適に使用することができる。レトルト処理によるインキ密着性低下や白化の発生がごく少ないためである。
ポリウレタン系アンカーコート剤は、一般にイソシアネート化合物と活性水素化合物とから調製されるが、本発明においては特に、活性水素化合物としてポリエステルポリオールや、ポリアクリルポリオール、ポリカーボネートジオール等が用いられたポリウレタン系アンカーコート剤を好適に用いることができる。またレトルト殺菌等の加熱殺菌を行うパウチにおいては、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）及びポリエステルポリオールから成るポリウレタン系アンカーコート剤を用いることが特に望ましい。

本発明においては、必ずしも必要でないが、アンカーコート剤としてポリウレタン系アンカーコート剤を用いる場合にアンチブロッキング剤を含有することができ、この場合アンカーコート剤の樹脂分１００重量部当りの含有量であるｐｈｒ（per hundred resin）が、１０重量部以下の量で配合できる。アンチブロッキング剤がこの範囲を上回るとインキの密着性不良が発生するおそれがある。
アンチブロッキング剤としては、シリカ系、炭酸カルシウム系、アルミナ系、シリカアルミナ系、チタン系、クレイ系、ゼオライト系等、従来公知の無機系アンチブロッキング剤、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリアクリレート粒子などの架橋樹脂粒子等の有機系アンチブロッキング剤を使用することができるが、特にシリカ、酸化チタン、硫酸バリウムを好適に用いることができる。
またアンチブロッキング剤は１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒径を有するものであることが望ましい。平均粒径がこの範囲を上回るとアンチブロッキング剤上部のインキ厚みが他部分よりも薄くなるため色調ムラが発生するおそれがある。
尚、アンチブロッキング剤の平均粒径は、光学顕微鏡によりアンカーコート層を観察して、ｎ=２００個の粒子をランダムに選出してそれぞれの粒径を求めた後、それらの平均をもとめて平均粒径とする。

アンカーコート剤の塗工量は、０．５乃至８ｇ／ｍ^２、特に１乃至４ｇ／ｍ^２の範囲にあることが好適である。塗工量がこの範囲を下回るとインキとの密着不良が発生しやすくなり、塗工量がこの範囲を上回っても密着性の更なる向上は得られず、塗工性・コスト面での負担が大きくなる。
本発明においては、アンカーコート層は、無印刷パウチを成形した後、無印刷パウチの外表面にアンカーコート剤を塗布・乾燥することにより形成することができ、これに限定されないが、グラビア方式、オフセット方式、フレキソ方式等により塗布し、７０乃至２００℃の温度で１乃至６０秒間乾燥することにより形成することができる。アンカーコート剤が溶剤希釈により低粘度である場合には、グラビア方式あるいはフレキソ方式での塗工が望ましい。ブランケットなどを介した場合には溶剤が揮発して塗工不良になる可能性があるからである。

（インキ及び仕上げニス）
本発明において、印刷層及び仕上げニス層の形成には、紫外線硬化型又は電子線硬化型のインキ及び仕上げニスを用いることが、パウチへダメージを与えることなく、生産性よく印刷を行うことができる点で望ましい。
紫外線硬化型又は電子線硬化型のインキ及び仕上げニスは、従来公知の紫外線硬化型又は電子線硬化型のインキ及び仕上げニスを用いることができるが、食品用途のパウチの製造には、電子線硬化型のインキ及び仕上げニスを用いることが好適である。すなわち電子線硬化型のインキ及び仕上げニスは、エネルギー透過性の高い電子線を用いて硬化させるものであるため、紫外線硬化型インキと異なって増感剤や反応開始剤の配合を必要としないことから、衛生性の点で優れている。
紫外線硬化型のインキ及び仕上げニスは、増感剤や反応開始剤が必要であり、衛生性の点から洗剤等の食品用途以外のパウチの製造に用いることが望ましい。

紫外線硬化型のインキとしては、従来公知の紫外線硬化型樹脂組成物及び着色顔料からなるものを使用することができ、好適には、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルメタクリレート、ポリウレタンメタクリレート、ポリエン−ポリチオール化合物、不飽和ポリエステル、液状ポリブタジエン化合物、アミノアルキッド樹脂、及び重合開始剤或いは反応開始剤の組み合わせから成る紫外線硬化型樹脂組成物を挙げることができる。
また紫外線硬化型の仕上げニスは、着色顔料の配合がなく、透明性に優れているという点を除けば、印刷インキと同様のものを使用することができる。

電子線硬化型のインキとしては、従来公知の電子線硬化型樹脂組成物及び着色顔料からなるものを使用することができ、電子線硬化型樹脂組成物としては、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシメタクリレート、ポリエステルメタクリレート、ポリウレタンメタクリレート、ポリエン−ポリチオール化合物、不飽和ポリエステル、液状ポリブタジエン化合物、アミノアルキッド樹脂を挙げることができ、仕上げニスは、着色顔料の配合がなく、透明性に優れているという点を除けば、印刷インキと同様のものを使用することができる。

本発明においては、パウチ一枚ずつに印刷を行う枚葉印刷によって無印刷パウチのアンカーコート層上に印刷を行う。すなわち上述した紫外線又は電子線硬化型インキを用いて多色印刷し、仕上げニスを塗布してから、これらを硬化させることにより、印刷層及び仕上げニス層をパウチ一枚ずつ印刷する。
印刷方式としては、グラビア印刷方式、フレキソ印刷方式、オフセット印刷方式、インクジェット印刷方式、スクリーン印刷方式等を採用することができるが、特に版替えが容易で版の価格が安く、かつ印刷スピードの速いオフセット印刷で行うことが好ましい。
紫外線による硬化は、従来公知の方法に従って行うことができ、一般に波長２００乃至４４０ｎｍの光線が使用され、紫外光源としては、低圧乃至高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプまたはカーボン・アーク灯等を使用することができる。
電子線による硬化は、従来公知の方法に従って行うことができ、電子線照射装置としては、カーテンビーム型、エリアビーム型、ブロードビーム型、スキャニングビーム型、真空管型等の装置が挙げられる。電子線は、加速電圧が３０乃至１５０ＫＶ、更には７０乃至１３０ＫＶの低エネルギー線タイプであることが望ましい。加速電圧がこの範囲を下回るとインキや仕上げニスの硬化が不十分となり、加速電圧がこの範囲を上回るとパウチのヒートシール層まで電子線が到達しヒートシール層が劣化するため、シール強度の低下や耐落下性が低下しやすくなる為である。

＜実施例１＞
（パウチ用多層フィルムの作製）
厚さ１２μｍの長尺二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにポリウレタン樹脂系２液硬化型接着剤を４ｇ／ｍ^２で塗布し溶剤を乾燥させたのち、厚さ７μｍのアルミニウム箔をラミネートした。その後、アルミニウム箔面にポリウレタン樹脂系２液硬化型の接着剤を４ｇ／ｍ^２に塗布乾燥し、ヒートシール層として厚さ７０μｍの無延伸ポリプロピレン樹脂をラミネートして、長尺パウチ用多層フィルムを得た。

（無印刷パウチの作製）
得られた長尺パウチ用多層フィルムのヒートシール層同士を重ねて、パウチの枠となるべき部分を１０ｍｍのシール幅にて２１０℃、１秒でヒートシールし、パウチサイズ（１３０ｍｍ×１７０ｍｍ）に切断して、個別パウチを得、積み重ねて保管した。

（アンカーコートの配置と印刷パウチの作製）
積み重ねて保管したパウチを枚葉に払出して、６０枚／ｍｉｎ.の一定速度で払出し搬送して、ポリウレタン樹脂（ポリエステルポリオール含有）にＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）硬化剤を添加した２液硬化型の樹脂からなるアンカーコート剤を図１に示すフレキソ方式で、塗膜量２．５ｇ／ｍ^２で塗布し、熱風にて乾燥し、次いでＲＩテスターにてアンカーコート層上に電子線硬化用インキを塗布量１．５ｇ／ｍ^２にベタ印刷し、Ｗｅｔの状態で電子線硬化用仕上げニスを４ｇ／ｍ^２に塗布した後、５０ｋＧｙの線量が得られるように電子線を照射してインキと仕上げニスを硬化させて、印刷パウチを作製した。仕上げニスは印刷面全面に形成した。

＜パウチの評価＞
（インキ密着性評価）
得られたパウチの印刷面に仕上げニス上からカッターで×字の傷を付け、セロテープ（登録商標）の粘着面を貼り付けた。貼り付けたテープを親指の腹で強くこすりつけたのち、片手でテープの端を持ち、もう一方の手で試料が持ち上がらないように押さえ、引き剥がして評価した。評価結果を表１に示す。

＜実施例２＞
アンカーコート層としてポリウレタン樹脂（ポリアクリルポリオール含有）にＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）硬化剤を添加した２液硬化型の樹脂からなるアンカーコート剤を用いた以外は実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１に示す。

＜実施例３＞
アンカーコート層として架橋タイプのポリエステル樹脂からなるアンカーコート剤を用いた以外は実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１に示す。

＜実施例４＞
印刷インキとして紫外線硬化用インキと、紫外線硬化用仕上げニスと紫外線硬化方法を用いた以外は実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１に示す。

＜比較例１＞
実施例１と同様にして、個別パウチを作製し、保管し、アンカーコートを塗布・乾燥させた。次いで、熱硬化型インキを２．５ｇ／ｍ^２塗布したのち、熱硬化型仕上げニスを５ｇ／ｍ^２塗布し、１８０℃２分の条件でキュアさせて、印刷パウチを作製した。得られたパウチにつき実施例１と同様の評価を計画したが、キュア時の加熱により内面層が融着し水パックできなかったため、パウチ評価は実施しなかった。評価結果を表１に示す。

＜比較例２＞
無印刷パウチにアンカーコートを配置しなかったこと以外は実施例１と同様にして、印刷パウチを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。

実施例でのアンカーコート層の形成を説明するための図である。

Claims

少なくとも外面材、金属箔、及びヒートシール性内面材を有する積層体から成り、外表面に印刷層が形成されている、内容物の充填後に加熱殺菌に賦される用途に使用されるパウチの製造方法において、前記積層体からパウチを製袋し、該パウチを経時保管した後、パウチの表面にポリエステルポリオール含有ポリウレタン樹脂系アンカーコート剤を塗布し、７０乃至２００℃の温度で１乃至６０秒間乾燥することにより、アンカーコート層を形成し、該アンカーコート層上に電子線硬化型インキを塗布し、これに電子線を照射して硬化させることにより印刷層を形成し、該印刷層上に、電子線硬化型の仕上げニスを塗布し、これに電子線を照射して硬化させることにより仕上げニス層を形成し、前記アンカーコート層、前記印刷層及び前記仕上げニス層が連続した一連の工程により形成されることを特徴とするパウチの製造方法。
前記ポリエステルポリオール含有ポリウレタン樹脂系アンカーコート剤が、ヘキサメチレンジイソシアネートとポリエステルポリオールから成る請求項１に記載の製造方法。
請求項１又は２記載の製造方法により製造されることを特徴とするパウチ。