JP5918462B2 - 包装材及びこれを用いた包装袋 - Google Patents

Description

本発明は、例えば産業用インクジェットプリンター用の溶剤系インク、または、紫外線硬化型インクを内容液として充填される包装材およびこれを用いた大容量の包装袋に関する。

例えば、産業用のインクジェットプリンターの供給システムに使用されるインク容器としては、インクが充填されかつ吐出口にゴム栓が嵌め込まれたインク収容袋と、ゴム栓に差し込まれる中空針を一端に有しかつ他端がリザーブタンク内に位置するインク供給管とを備えたものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。インク収容袋のゴム栓にインク供給管の中空針を刺すと、袋内のインクが中空針からインク供給管内を通ってリザーブタンクに供給されるようになっている。
インク収容袋は多層に積層されたフィルムが適用されている。インクとしては水性インクの外に、大版印刷、高速印刷に適した乾燥性が優れた溶剤系インクや紫外線硬化型インクが適用されている。これまでインク収容袋の容量は２２０〜４４０ｃｃが主であった。しかしながら、産業用インクジェット機のさらなる高速化、大版印刷化のため、収容袋の交換頻度が増加している。このため、作業者の負担を軽減するため、交換頻度を低くするために１０００ｃｃ以上の収容袋の大容量化が進みつつある。
しかしながら、溶剤系インクや紫外線硬化型インクを収容袋に充填すると、多層積層フィルムの接着剤層でデラミネーションが経時的に発生することがある。このため、特に容量が１０００ｃｃ〜３０００ｃｃの大容量の収容袋は、落下による衝撃に耐えられず、落下した際、破袋を生ずることが考えられるためこれまで採用されないでいた。

特開２００２−２９０４１号公報

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされてものであり、溶剤系インク、または、紫外線硬化型インクが収容された大容量の包装袋において、落下時の破袋防止性に優れ、かつガスバリア性に優れた包装袋を提供することを課題とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、第１の課題解決手段による包装材は、溶剤系インクを収容する包装材であって、共押出法により積層された共押出層と、バリア層と、表面保護層との順に積層されてなり、共押出層には芯材となる樹脂層の両面に接着性樹脂層を介してシーラント樹脂層が積層されていることを特徴とする。

第２の課題解決手段による包装材は、紫外線硬化型インクを収容する包装材であって、共押出法により積層された共押出層と、バリア層と、表面保護層との順に積層されてなり、共押出層には芯材となる樹脂層の両面に接着性樹脂層を介してシーラント樹脂層が積層されていることを特徴とする。

第３の課題解決手段による包装材は、第１から第２の課題解決手段において、共押出層の全厚が９０μｍ以上であり、最内面のシーラント樹脂層の厚さが５０μｍ以上であり、かつ、バリア層が金属箔からなり、厚さが７μｍ〜２０μｍであることを特徴とする。

第４の課題解決手段による包装材は、第１から第３の課題解決手段において、共押出層とバリア層と間に強化樹脂層が形成されていることを特徴とする。

第５の課題解決手段による包装材は、第２から第４の課題解決手段において、紫外線遮蔽層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする。

第６の課題解決手段による包装袋は、第１から第５の課題解決手段における包装材を用いた内容量が１０００ｃｃ〜３０００ｃｃである包装袋であることを特徴とする。

第１の課題解決手段の包装材によれば、共押出層を内面側に構成させることにより、揮発性溶剤を充填させた場合であっても、デラミネーションを防止することが可能である包装材を提供できる。

第２の課題解決手段の包装材によれば、共押出層を内面側に構成させることにより、紫外線硬化型インクを充填させた場合であっても、デラミネーションを防止することが可能である包装材を提供できる。

第３の課題解決手段の包装材によれば、最内面のシーラント樹脂層とポリアミド系樹脂層によって強度を向上させて、落下時の破袋を防止することが可能な包装材を提供できる。

第４の課題解決手段の包装材によれば、強化樹脂層を形成させることによって引き裂き強度、突き刺し強度が向上し、落下時の破袋を防止することができる。
また、包装材をヒートシールすることにより製袋する際に、バリア層がシーラント樹脂層と接面しない構成であるため、バリア層である金属箔が破断することを防止することが可能な包装材を提供できる。

第５の課題解決手段の包装材によれば、紫外線遮蔽層を少なくとも1層形成させることにより、内容液である紫外線硬化型インクの硬化を防止することができる。

第６の課題解決手段の包装袋によれば、第１から第５の課題解決手段による包装材を用いることにより、内容量が１０００ｃｃ〜３０００ｃｃという大容量の包装袋を誤って、落下させた場合でも破袋を防ぐことができる。

本発明の包装袋の概略構成を示す斜視図である。 本発明の包装材の構成を示す断面図である。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
本発明の第１の実施形態の包装袋１は、図１に示すように多層に積層されたフィルム状の数枚の包装材２の端部をヒートシールすることにより作製される。袋の形状は特に限定されるものではないが、限られた収容スペース内に収容できるようにサイドガセットタイプであることが好ましい。内容量は大容量である１０００ｃｃ〜３０００ｃｃに特に適している。袋には注出口３がヒートシールされている。
袋内には内容液として、揮発性である溶剤系インクが充填される。例えば、溶媒としてはエタノール、イソプロパノールなどの低沸点有機溶媒、シクロヘキサノン、ジエチレングリコール誘導体、Ｎ−メチルピロリドンなどの中沸点有機溶媒が適用される。

本発明の包装材２は、袋の内面側から共押出法により積層された共押出層２０と、バリア層２２と、表面保護層２４との順に積層されてなる。さらに、共押出層２０には芯材となる樹脂層１３の両面に接着性樹脂層１２、１４を介してシーラント樹脂層１１、１５が積層されている。

本発明に使用する共押出層２０は、ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルを芯材１３とすることができる。
シーラント樹脂層１１、１５は、ヒートシール性を有していればよく、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂等から選択される。
熱接着樹脂層１２、１４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体等のポリオレフィン樹脂をカルボニル基によって、変性させた樹脂が使用される。この樹脂は、他のポリオレフィン樹脂、ポリアミド系樹脂との相溶性が非常によく、強固な熱接着性を有する。
共押出層２０は、落下時の耐破袋性の観点から、全体の厚みが９０μｍ以上であることが望ましい。より望ましくは全体の厚みが１５０μｍ以上である。
最内面のシーラント樹脂層１１の厚みは、落下時の耐破袋性の観点から、５０μｍ以上であることが望ましい。より望ましくは最内面のシーラント樹脂層１１の厚みは６０μｍ以上である。

本発明に使用するバリア層２２は、金属箔または金属もしくは無機酸化物の蒸着薄膜層が望ましい。金属箔は、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等が使用でき、中でも、汎用性、フレキシブル性からアルミニウムが特に望ましい。また、金属箔は、薄いほどピンホールが発生しやすいため、本発明のガスバリア性能を確保するためには厚みが７μｍ〜２０μｍであることが望ましい。

本発明に使用する表面保護層２４は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレンを１軸もしくは２軸延伸することによって得られる。厚みについては、１２μｍ〜５０μｍが望ましい。表面保護層２４は上記から１種のみを使用した１層状でも、２種以上を使用した多層状でもよい。
また、表面保護層２４とバリア層２２と共押出層２０とがラミネートされるが、このラミネート方法については特に制限を受けるものではなく、ラミネート可能であればどのような方法でもよい。通常は、ドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法、ポリエチレン押し出しラミネート法等が挙げられる。

さらに、共押出層２０とバリア層２２との間に強化樹脂層を形成することができる。本発明に使用する強化樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等が使用される。厚みについては、１２μｍ〜５０μｍが望ましい。強化樹脂層は、落下時の衝撃による破袋を防止する効果を有し、引き裂き強度、突き刺し強度が向上するように形成される。
また、包装材２をヒートシールすることにより製袋する際に、バリア層２２が溶融するシーラント樹脂層１５と接面しない構成であるため、バリア層２２である金属箔が破断することを防止することができる。
強化樹脂層と他層とのラミネート方法は特に制限を受けるものではなく、通常用いられる方法を用いることができる。

次に本発明の第２の実施形態の包装袋１ついて説明する。第１の実施形態による包装袋１と同一のフィルム構成であり、袋内に内容液として、紫外線硬化型インクが充填される。紫外線硬化型インクは、例えば、ラジカル重合型のアクリレート系モノマー、カチオン重合型のオキシラン系モノマー及び、紫外線吸収剤、ラジカル開始剤、酸発生剤、顔料などで構成されている。
さらに、速硬化性紫外線硬化型インクを収容する場合には、紫外線遮蔽層が少なくとも１層形成されていることが望ましい。

本発明に使用する紫外線遮蔽層にその機能を発揮させる方法は特に限定されるものではなく、樹脂層に着色剤や紫外線吸収物質を含有させることにより形成させることができる。着色剤は黒色、灰色、黄色等が特に望ましい。紫外線吸収物質は特に限定されるものではなく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどの無機化合物、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体などの有機化合物が使用できる。
紫外線遮蔽層はいずれかの層に形成させることができる。しかしながら、共押出層２０のシーラント層１１、１５のうちのいずれかに紫外線遮蔽機能を持たせることが望ましい。さらに、シーラント層の最内層１１が紫外線遮蔽層であることがより望ましい。
本発明の包装袋１は大容量であるため、落下時の耐破袋性の観点から、共押出層２０の全厚が９０μｍ以上、最内層のシーラント層１１は５０μｍ以上である。このため、包装袋１のより外側の層に紫外線遮断層を形成させた場合、速硬化性紫外線硬化型インクなどは包装袋１のシール端面部分から紫外線が吸収されるおそれが生じる。しかしながら、最内層１１を紫外線遮蔽層とすれば、包装袋１のシール端面部分からの紫外線の吸収を防止することができるため、インクの硬化を防止することができる。

本発明の実施形態の包装材について、実施例によりさらに具体的に説明する。
（1）略号
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
Ｎｙ：ポリアミド
ＡＬ：アルミニウム箔
カルボニル基変性ＰＥ：カルボニル基変性ポリエチレン
ＬＬＤＥ：直鎖状低密度ポリエチレン
［実施例１］
ＰＥＴ//ＡＬ//ＬＬＤＰＥ/カルボニル基変性ＰＥ/Ｎｙ/カルボニル基変性ＰＥ/ＬＬＤＰＥ
ポリアミドフィルム（厚さ２０μｍ）の両側に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ６５μｍ）を、カルボニル基によって変性させたポリエチレン樹脂を介して共押出層を作製した。その後、表面保護層のポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）を基材として、バリア層としてアルミニウム箔（厚さ７μｍ）、共押出層とをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、実施例１を作製した。
［実施例２］
ＰＥＴ//ＡＬ//Ｎｙ//ＬＬＤＰＥ/カルボニル基変性ＰＥ/Ｎｙ/カルボニル基変性ＰＥ/ＬＬＤＰＥ
ポリアミドフィルム（厚さ２０μｍ）の両側に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ６５μｍ）を、カルボニル基によって変性させたポリエチレン樹脂を介して共押出層を作製した。その後、表面保護層のポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）を基材として、バリア層としてアルミニウム箔（厚さ７μｍ）、強化樹脂層としてポリアミドフィルム（厚さ１５μｍ）、共押出層とをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、実施例２を作製した。
［実施例３］
ＰＥＴ//ＡＬ//ＬＬＤＰＥ/カルボニル基変性ＰＥ/Ｎｙ/カルボニル基変性ＰＥ/ＬＬＤＰＥ
ポリアミドフィルム（厚さ２０μｍ）の両側に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ６５μｍ）を、カルボニル基によって変性させたポリエチレン樹脂を介して共押出層を作製した。その際、外側の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムにカーボンを含有させて、着色することにより紫外線遮蔽層とした。その後、表面保護層のポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）を基材として、バリア層としてアルミニウム箔（厚さ７μｍ）、共押出層とをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、実施例３を作製した。
［実施例４］
ＰＥＴ//ＡＬ//ＬＬＤＰＥ/カルボニル基変性ＰＥ/Ｎｙ/カルボニル基変性ＰＥ/ＬＬＤＰＥ
ポリアミドフィルム（厚さ２０μｍ）の両側に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ６５μｍ）を、カルボニル基によって変性させたポリエチレン樹脂を介して共押出層を作製した。その際、内側の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムにカーボンを含有させて、着色することにより紫外線遮蔽層とした。その後、表面保護層のポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）を基材として、バリア層としてアルミニウム箔（厚さ７μｍ）、共押出層とをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、実施例４を作製した。
［比較例１］
ＰＥＴ//ＡＬ//Ｎｙ//ＬＬＤＰＥ
ポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）、アルミニウム箔（厚さ９μｍ）、ポリアミドフィルム（厚さ１５μｍ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ２０μｍ）それぞれをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、比較例１を作製した。
［比較例２］
Ｎｙ//ＡＬ//ＬＬＤＰＥ
ポリアミドフィルム（厚さ１５μｍ）、アルミニウム箔（厚さ９μｍ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（厚さ８５μｍ）それぞれをウレタン化ポリエステル接着剤を使用してドライラミネートし、比較例２を作製した。

＜ラミネート強度測定＞
実施例１及び比較例１、２の包装材をそれぞれ直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムが内側にくるようにヒートシールによってパウチ化し、シアン系（インクａ）、マゼンダ系（インクｂ）の溶剤系インク、及び一般紫外線硬化型インク（インクｃ）、速硬化性紫外線硬化型インク（インクd）を３０ｃｃ充填し、６０℃の恒温槽に４日間放置し、包装材の劣化状態を観察した。
その後、包装袋から幅１５ｍｍの短冊状に試験片を切断して採取し、最内層の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とその外層との間のラミネート強度をオートグラフを用いて測定した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、本願発明による実施例１は溶剤系インク、紫外線硬化型インクを収容してもアルミの腐食、ラミネート強度の劣化は認められなかった。他方比較例１、２は共にアルミの腐食、ラミネート強度の劣化が認められた。

＜落下強度試験＞
落下強度試験はＪＩＳＺ０２３８に準じて行った。まず、実施例１、２及び比較例１、２の包装材をそれぞれ直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムが内側にくるように、表裏２枚のフィルムと左右２枚のフィルムをヒートシールして注出口付きサイドガゼットパウチを作製し、マゼンダ系の溶剤系インク（インクｂ）を１０００ｃｃ、２０００ｃｃ、３０００ｃｃ充填し、６０℃の恒温槽に４日間放置した。
その後２ｍの高さから落下させて、袋の状態を観察した。袋の底面を面落下させ、試験サンプル数は各ｎ＝3とした。その結果を表２に示す。

表２に示すように、本願発明による実施例１、２は落下による破袋は見られなかった。他方比較例１、２は共に破袋が生じた。

＜重量測定＞
実施例１及び比較例１、２の包装材をそれぞれ直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムが内側にくるように、表裏２枚のフィルムと左右２枚のフィルムをヒートシールして注出口付きサイドガゼットパウチを作製し、シアン系の溶剤系インク（インクａ）を２０００ｃｃ充填し、６０℃の恒温槽に所定期間放置した。
その後重量測定を行うことによって、バリア性を求めた。その結果を表３に示す。

表３に示すように、本願発明による実施例１は重量変化がなく、バリア性の低下がみられなかった。

次に最内層シーラント樹脂層の必要な厚さを求めるため、最内層のシーラント樹脂層の厚さのみを変えた包装材によって包装袋を作製し、ＪＩＳＺ０２３８に準じて落下強度試験を行った。試験サンプルはサイドガゼットパウチであり、水を２０００ｃｃ充填し、所定の高さより落下させ、袋の状態を観察した。袋の胴部正面を面落下させ、試験サンプル数は各ｎ＝３とした。その結果を表４に示した。
包装材は、ポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）、アルミニウム箔（厚さ９μｍ）、ポリアミドフィルム（厚さ１５μｍ）と所定厚さの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムそれぞれをウレタン化ポリエステル接着剤を使用しドライラミネートし、試験サンプルＡ〜Ｄを作製した。

シーラント樹脂層の厚さが４０μｍでは、１．０ｍ以上の高さからの落下で破袋した。シーラント樹脂層の厚さが５０μｍでは、１．０ｍの高さからの落下では破袋しなかった。しかしながら、１．５ｍの高さからの落下で破袋するサンプルも発生し、２．０ｍでは全数破袋した。シーラント樹脂層の厚さが６０μｍ以上では、２．０ｍの高さからの落下でも破袋しなかった。

＜紫外線硬化試験＞
実施例１、３、４及び比較例２の包装材をそれぞれ直鎖状低密度ポリエチレン樹脂フィルムが内側にくるように、表裏２枚のフィルムと左右２枚のフィルムをヒートシールして注出口付きサイドガゼットパウチを作製し、一般紫外線硬化型インク（インクｃ）、速硬化性紫外線硬化型インク（インクｄ）、を２０００ｃｃ充填した後、太陽光下で３０日間暴露し、紫外線硬化型インクの硬化状態を観察した。

表５に示すように、一般紫外線硬化型インクｃでは実施例１、３、４において、インクの硬化物は見られなかった。速硬化性紫外線硬化型インクｄでは、実施例４は硬化物が見られず、実施例１、３は僅かに硬化物が確認された。比較例２はインクｃ、インクｄともに包装袋のシール部近辺でインクの硬化物が顕著に見られた。

１ 包装袋
２ 包装材
３ 注出口
１１、１５ シーラント樹脂層
１２、１４ 熱接着樹脂層
１３ 芯材
２０ 共押出層
２２ バリア層
２４ 表面保護層

Claims (5)

1. 溶剤系インクを収容する包装材であって、共押出層と、金属箔からなるバリア層と、表面保護層との順に積層されてなり、
   共押出層には芯材となる樹脂層の両面に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体等のポリオレフィン樹脂をカルボニル基によって変性させた樹脂が使用された接着性樹脂層を介してシーラント樹脂層が積層され、
   前記共押出層と前記バリア層と間に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアミド、あるいはポリプロピレンからなる強化樹脂層が形成されていることを特徴とする包装材。
2. 紫外線硬化型インクを収容する包装材であって、共押出層と、金属箔からなるバリア層と、表面保護層との順に積層されてなり、
   共押出層には芯材となる樹脂層の両面に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体等のポリオレフィン樹脂をカルボニル基によって変性させた樹脂が使用された接着性樹脂層を介してシーラント樹脂層が積層され、
   前記共押出層と前記バリア層と間に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアミド、あるいはポリプロピレンからなる強化樹脂層が形成されていることを特徴とする包装材。
3. 前記共押出層の全厚が９０μｍ以上であり、最内面の前記シーラント樹脂層の厚さが５０μｍ以上であり、かつ、前記バリア層が金属箔からなり、厚さが７μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の包装材。
4. 紫外線遮蔽層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする請求項２から３のいずれかに記載の包装材。
5. 内容量が１０００ｃｃ〜３０００ｃｃであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の包装材を用いた包装袋。
   

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