JP6699082B2 - 積層フィルムおよび包装体 - Google Patents
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Description
本発明の積層フィルムは、酸素を吸収する酸素吸収層と、酸素吸収層から発生する臭気物質を遮断する保香性層とを有する。
また、保香性層は、内容物の成分(例えば、薬剤の薬効成分)を吸着しない効果を有する場合もある。
保香性層は、環状オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ(メタ)アクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、およびポリ塩化ビニルからなる群から選ばれることが好ましい。
保香性層の酸素透過度は、25℃、65%RH環境下において50mL/m2・24h・atm以上であることが好ましい。
なお、酸素透過度は、JIS K7126Bに準拠した量である。
臭気物質は、アルデヒド類および酸類の少なくとも一方であってよい。
酸素吸収層と保香性層とは互いに接して積層されてよい。
酸素吸収層と保香性層との間には、臭気物質を除去する消臭層をさらに含んでよい。
保香性層は、臭気物質を除去する消臭物質を含んでもよい。
酸素吸収層の、保香性層とは反対の側には、酸素バリア層をさらに含んでよい。
保香性層の、酸素吸収層とは反対の側には、シール層をさらに含んでよい。
本発明の包装体は、(8)に記載の積層フィルムを、収容空間側にシール層が位置し、外部空間側に酸素吸収層が位置するように用いられて構成される。
図1に、本実施形態にかかる積層フィルムの模式的断面図を示す。図1に示される積層フィルム100は、主に、外層110、第1接着層120、バリア層130、第2接着層140、酸素吸収層150、第3接着層160、保香性層170、第4接着層180、シール層190が、この順に積層されて形成される。以下、積層フィルム100の各構成について説明する。なお、積層フィルム100は、無色透明(たとえばJIS K7105による曇度が5%以下)のものであってもよいし、非透明のものであってもよい。
外層110は、積層フィルムに、用途に応じた強度、耐熱性、耐傷性、耐突刺し性、光沢性、および印刷性の少なくともいずれかを具備させる機能を有する。具体的には、外層100の材料としては、ポリエステル、セルロース(セロハンおよび紙を含む)、ポリオレフィン(たとえば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリアミド、ビニル系樹脂などの樹脂が挙げられる。特に、一軸延伸または二軸延伸されたフィルムであって、ポリオレフィン、ナイロン(登録商標)およびポリエステルの少なくともいずれかの樹脂で構成されたものであることが好ましい。
1接着層120は、隣接する外層110とバリア層130とを接着する機能を有する。第2接着層140は、隣接するバリア層130と、酸素吸収層150とを接着する機能を有する。第3接着層160は、隣接する酸素吸収層150と保香性層170とを接着する機能を有する。第4接着層180は、隣接する保香性層170とシール層190とを接着する機能を有する。
バリア層130は、外層110からの水蒸気、酸素、光などの透過を制限するバリア機能を有する。
酸素吸収層150は、酸素吸収剤である酸素吸収性樹脂と、酸素吸収反応触媒とを含む。酸素吸収性樹脂としては、不飽和ポリオレフィン系酸素吸収樹脂などが挙げられる。より具体的には、酸素吸収性樹脂として、エチレン系不飽和炭化水素ポリマー、主鎖エチレン系不飽和炭化水素ポリマー、ポリエーテルユニットポリマー、エチレンと歪んだ環状アルキレンのコポリマー、ポリアミド樹脂、酸変性ポリブタジエン、ヒドロキシアルデヒドポリマーなどが挙げられる。これらの酸素吸収性樹脂は、単独でまたは2種類以上組み合わされて用いられてもよいし、さらに、酸素吸収性樹脂以外のベース樹脂と混合されて用いられてもよい。酸素吸収性樹脂は、ベース樹脂と混合されて使用される場合、酸素吸収性樹脂とベース樹脂との合計に対し1重量%以上50重量%以下、好ましくは1重量%以上20重量%以下、あるいは3重量%以上20重量%以下であってもよい。
接着性のオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリ−α−オレフィンをベースとした接着性樹脂(接着性ポリプロピレン系樹脂、接着性ポリエチレン系樹脂等)であり、α−オレフィンと不飽和脂肪酸とのランダム共重合体およびポリ−α−オレフィンと不飽和脂肪酸とのグラフト共重合体が挙げられる。α−オレフィンと不飽和脂肪酸とのランダム共重合体としては、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)およびエチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)などが挙げられる。ポリ−α−オレフィンと不飽和脂肪酸またはその無水物とのグラフト共重合体における不飽和脂肪酸としては、アクリル酸およびメタクリル酸などの一塩基性不飽和脂肪酸、マレイン酸、フマル酸およびイタコン酸などの二塩基性不飽和脂肪酸が挙げられ、より具体的には、マレイン酸グラフト化エチレン−酢酸ビニル共重合体、マレイン酸グラフト化エチレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられる。さらに、エチレン−メタクリレート−グリシジルアクリレート三元共重合体なども挙げられる。
なお、環状オレフィン系樹脂のモノマー分子の重合方法および重合機構としては、開環重合であっても、付加重合であっても良い。また、複数種のモノマーを併用する場合、重合様式としては、ランダム共重合およびブロック共重合を問わない。
保香性層170は、酸素吸収層150で発生する臭気物質の透過を遮断し、外層110と反対側(内側)に臭気物質が放出されることを抑制する機能を有する。臭気物質は、酸素吸収層150における酸素吸収に伴う分子鎖切断により生じる低分子の有機成分である。このような低分子の有機成分しては、たとえば、アルデヒド類、酸類(好ましくは脂肪酸類)、アルカン類、アルケン類、およびケトン類が挙げられる。
なお、環状オレフィン系樹脂のモノマー分子の重合方法および重合機構としては、開環重合であっても、付加重合であっても良い。また、複数種のモノマーを併用する場合、重合様式としては、ランダム共重合およびブロック共重合を問わない。
脂肪族ジアミンとしては、たとえば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、及びトリデカメチレンジアミンなどの直鎖脂肪族ジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−メチルオクタメチレンジアミン、及び2,4−ジメチルオクタメチレンジアミンなどの分岐状脂肪族ジアミンなどが挙げられる。さらに、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、及び1,3−シクロペンタンジアミンなどの脂環式ジアミンも挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、芳香族を含有するジアミンであり、たとえば、メタキシリレンジアミン、オルトキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミンなどが挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、たとえば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2−ジメチルコハク酸、2,3−ジメチルグルタル酸、2,2−ジエチルコハク酸、2,3−ジエチルグルタル酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、及びジグリコール酸などの炭素数3〜20の直鎖又は分岐状脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、及び5−ナトリウムスルホイソフタル酸などの無置換又は種々の置換基で置換された炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
あるいは、ポリアミド系樹脂中の、アミド基数に対する炭素数の比(炭素数/アミド基数)が、たとえば8以上、好ましくは9以上、より好ましくは10以上、さらに好ましくは11以上である。当該比の範囲の上限は特に限定されないが、たとえば20である。
さらに、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプリパントリメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプリパントリアクリレート等の多官能(メタ)アクリレートを含む架橋型共重合体であってもよい。架橋型共重合体とする場合には、エポキシ基、イソシアネート基、シラノール基等の反応性基を含む(メタ)アクリレートをコモノマーとして使用することができる。
シール層190は、積層フィルム100が包装体を構成するために使用される場合に、ヒートシール、超音波シール、高周波シール、インパルスシール等の封止方法によって封止される機能を有する。積層フィルム100が包装体を構成する場合、シール層190が収容物に最も近くなるため、シール層190の材料としては、収容物に悪影響を及ぼさないものであればよい。特に限定されないが、たとえば、低密度ポリエチレン(LDPE)樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)樹脂、中密度ポリエチレン(MDPE)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)樹脂、エチレン−メチルメタクリレート共重合体(EMMA)樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)樹脂、エチレン−メチルアクリレート共重合体(EMA)樹脂、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体(E−EA−MAH)樹脂、エチレン−アクリレート共重合体(EAA)樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)樹脂、アイオノマー(ION)樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独でまたは2種類以上組み合わされて用いられる。
シール層190の厚さは、特に限定されないが、3μm以上、200μm以下が好ましく、5μm以上、30μm以下がより好ましい。シール層190の厚さが、前記下限値以上であることにより、十分なシール性を確保することができ、シール層190の厚さが前記上限値以下であることにより、シール層190の構成樹脂のシール不良等の不具合を良好に防止することができる。
本実施形態の各層には、さらに水蒸気吸収性能を有する吸湿剤を含ませてもよい。吸湿剤を含ませる層は、たとえば第1接着層120、第2接着層140、第3接着層160、第4接着層180、酸素吸収層150の少なくともいずれかであることが好ましい。吸湿剤を含ませた層は、水蒸気吸収層としても機能することができる。したがって、包装体(後述)として作製された場合に、包装体の内部の水蒸気の吸収または湿度調整、および外部からの水蒸気透過を制限することができる。
図2に、本実施形態にかかる積層フィルム模式的断面図を示す。図2に示される積層フィルム100aは、外層110、第1接着層120、バリア層130、第2接着層140、酸素吸収層150、第3接着層160、保香性層170a、第4接着層180、シール層190が、この順に積層されて形成される。保香性層170a以外の構成層については、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
消臭物質としては、臭気物質を物理的に吸着するものであってもよいし、化学的に結合するものであってもよい。
臭気物質を化学的に結合する消臭物質は、外観良好性(例えば、表面平滑性および透明性など)の点で、臭気物質を物理的に吸着する消臭物質よりも好ましい傾向がある。
図3に、本実施形態にかかる積層フィルム模式的断面図を示す。図3に示される積層フィルム100bは、外層110、第1接着層120、バリア層130、第2接着層140、酸素吸収層150、消臭層155、第3接着層160、保香性層170、第4接着層180、シール層190が、この順に積層されて形成される。消臭層155以外の構成層については、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
バインダ樹脂に含有される消臭物質は、第2実施形態で用いられるものと同様であるため説明を省略する。
本発明の積層フィルムの製造方法は、特に限定されないが、たとえば、複数台の押出機により、原料となる樹脂等を溶融押出するフィードブロック法、およびマルチマニホールド法などの共押出Tダイ法;空冷式および水冷式共押出インフレーション法が挙げられる。なかでも、共押出Tダイ法で製膜する方法は、各層の厚さ制御に優れる点で特に好ましい。
図4に、本発明の積層フィルムを用いた包装体の模式的断面図を示す。図4に示す包装体200は、外層110が外側、保香性層170,170aが内側となるように積層フィルム100,100a,100b(図中、代表して積層フィルム100を示す)が用いられ、シール層190同士が合わせられて封止されることにより、内容物の収容空間Sが成形されている。収容空間Sには、食品、飲料、薬品または工業用部品などの内容物(図示せず)が収容される。
以下において、変形例について説明する。
<シール層の変形例>
積層フィルム100,100a,100bのシール層190は、さらに、上述した消臭物質が含まれていてもよい。この場合、シール層190は、仮に、保香性層170,170aからシール層190側へ極微量の臭気物質が漏れ出たとしても、漏れ出た臭気物質を捕捉する予備的な機能を果たす。
積層フィルム100,100a,100bは、外層110、第1接着層120、バリア層130、第2接着層140、酸素吸収層150、消臭層155、保香性層170,170a、第4接着層180、シール層190以外の機能性層がさらに適宜積層されていてよい。このような機能性層は、当業者によって適宜選択される。
積層フィルム100,100a,100b,100c,100d,100eは、底材と、底材を封止する蓋材とから構成される包装体の底材として成形されてもよい。この場合、底材は、収容物を収容するための形状に成形されて供される。なお、蓋材としては、積層フィルム100,100a,100b,100c,100d,100eを用いても良いし、シリカ蒸着などの無機物を蒸着したフィルムや金属酸化物を蒸着したフィルムを用いることができる。
[実施例1]
<積層フィルム100の作製>
外層110を構成する樹脂として、共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製グリコール変性ポリエチレンテレフタレートPETG、品番:GN071)を準備した。第1接着層120を構成する樹脂として、接着性ポリオレフィン系樹脂(三井化学株式会社製、品番:SF740)を準備した。バリア層130を構成する樹脂として、EVOH樹脂(株式会社クラレ製、品番:J171B)を準備した。第2接着層140を構成する樹脂として、接着性ポリオレフィン系樹脂(三井化学株式会社製、品番:LF308)を準備した。酸素吸収層150を構成する樹脂として、LDPE樹脂(宇部丸善ポリエチレン株式会社製、品番:F522N)を80重量%と不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂20重量%とを混合し、さらに反応促進剤であるステアリン酸コバルトをベース樹脂および不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂の合計に対して重量比率で1000ppmとなる量で添加した樹脂組成物を準備した。第3接着層160として接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。保香性層170として共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)を準備した。第4接着層180として接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番:F534A)を準備した。シール層190として、LDPE樹脂(宇部丸善ポリエチレン株式会社製、品番:F222NH)を準備した。
バリア層130の酸素透過度は、JIS K7126B(25℃、65%RH)に基づいて測定した。バリア層130の酸素透過度は、バリア層130を構成する樹脂をバリア層の厚み分単層押出しもしくその後蒸着したシートを作製し測定した。結果、バリア層の酸素透過度は、0.3ml/(m2・24h・atm)であった。
図5に示されるように、積層フィルム100を100cm2にカットしたサンプル片を非接触酸素濃度計用のセンサーチップ610とともに200mlのサンプル瓶500に投入した。サンプル瓶500ごと40℃保管を実施し、非接触酸素濃度計620(PreSens社製Fibox3、検出限界:0.01%)を用いて酸素濃度測定を実施し、酸素吸収能力を算出した。
におい識別装置(株式会社島津製作所製、品番:FF-2020)を用いてサンプル瓶500内部の臭気を測定した。におい識別装置は、人間の官能評価と同じように、臭気の「質」および「強さ」を表現できる装置であり、臭気の「強さ」および「質」を数値化することにより、臭気を客観的に評価することができる。具体的に、基準ガス(硫化水素、硫黄系、アンモニア、アミン系、有機酸系、アルデヒド系、エステル系、芳香族系、炭化水素系)とサンプルとの比較により、臭気を数値化およびパターン化することができる。
結果、臭気性の評価は○であった。
<積層フィルム100cの作製>
図6に示す構造を有する積層フィルム100cを、以下のように作製した。
外層110を構成する樹脂として、共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)を準備した。第1接着層120を構成する樹脂として、接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。酸素吸収層150を構成する樹脂として、LDPE樹脂(宇部丸善ポリエチレン株式会社製、品番:F222N)60重量%と不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂40重量%とを混合した樹脂組成物を準備した。第3接着層160を構成する樹脂として、接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。保香性層170として共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)を準備した。第4接着層180として接着性ポリオレフィン系樹脂((三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。シール層190として、メタロセンPP樹脂(日本ポリプロ株式会社社製、品番:WFX4)を準備した。なお、酸素吸収層150を構成する樹脂としては、ベース樹脂および不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂を混合した樹脂組成物に、樹脂組成物に対して重量比率で1000ppmの含有率となるように、反応促進剤であるステアリン酸コバルトが添加された配合物を調製した。
積層フィルム100c’とバリア層フィルム130cとをドライラミネート法により接着した。得られた積層フィルム100cの総厚みは109μmであった。
バリア層フィルム130cの酸素透過度を、実施例1と同様に測定した。その結果、バリア層フィルム130cの酸素透過度は、0.1ml/(m2・24h・atm)以下(検出限界以下)であった。
積層フィルム100cを100cm2にカットしたサンプル片を用い、実施例1と同様に酸素吸収量を測定した。その結果、10日後の酸素濃度は16.4%であり、酸素吸収容量は0.11ml/cm2であった。したがって、酸素吸収能力についての評価は○であった。
実施例1と同様に、サンプル片を入れたサンプル瓶500内部の臭気を測定したところ、臭気性の評価は○であった。
<積層フィルム100dの作製>
図7に示す構造を有する積層フィルム100dを、以下のように作製した。
バリア材を有するバリア層フィルムとして、シリカ蒸着PET層(バリア層130)とポリエチレン層(接着層140)とが積層されたシリカ蒸着フィルム27μm(シリカ蒸着PET層12μm/PE層15μm)を準備した。
酸素吸収層150を構成する樹脂として、ベース樹脂としてメタロセンLLDPE樹脂(宇部丸善ポリエチレン株式会社製、品番:145EC)35重量%およびLDPE(宇部丸善ポリエチレン株式会社製、品番:L719)15重量%と、不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂50重量%とを混合し、さらに反応促進剤であるステアリン酸コバルトを、ベース樹脂および不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂の合計に対して重量比率で3000ppmとなる量で添加した樹脂組成物を準備した。接着層160として接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。また、保香性層170として共重合ポリエステル樹脂30μm、接着層180として接着性ポリオレフィン系樹脂5μm、シール層190としてLDPE15μmの多層フィルム50μmを準備した。
バリア層フィルム(シリカ蒸着PET層/PE層)の酸素透過度を、実施例1と同様に測定した。その結果、バリア層フィルムの酸素透過度は、0.3ml/(m2・24h・atm)であった。
積層フィルム100dを100cm2にカットしたサンプル片を用い、実施例1と同様に酸素吸収量を測定した。その結果、10日後の酸素濃度は13.0%であり、酸素吸収容量は0.18ml/cm2であった。したがって、酸素吸収能力についての評価は◎であった。
実施例1と同様に、サンプル片を入れたサンプル瓶500内部の周囲を測定したところ、臭気性の評価は◎であった。
<積層フィルム100eの作製>
図8に示す構造を有する積層フィルム100eを、以下のように作製した。
外層110を構成する樹脂として、共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)を準備した。酸素吸収層150を構成する樹脂として、共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)90重量%と不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂10重量%とを混合し、さらに反応促進剤であるステアリン酸コバルトをベース樹脂および不飽和ポリオレフィン系酸素吸収性樹脂の合計に対して重量比率で1000ppmとなる量で添加した樹脂組成物を準備した。保香性層170として共重合ポリエステル樹脂(イーストマンケミカルジャパン株式会社製、品番:GN071)を準備した。第4接着層180として接着性ポリオレフィン系樹脂(三菱化学株式会社製、品番F534A)を準備した。シール層190として、メタロセンPP樹脂(日本ポリプロ株式会社社製、品番:WFX4)を準備した。
積層フィルム100e’とバリア層フィルム130cとをドライラミネート法により接着した。得られた積層フィルム100eの総厚みは84μmであった。
バリア層フィルム130cの酸素透過度を、実施例1と同様に測定した。その結果、バリア層フィルム130cの酸素透過度は、0.1ml/(m2・24h・atm)以下(検出限界以下)であった。
積層フィルム100eを100cm2にカットしたサンプル片を用い、実施例1と同様に酸素吸収量を測定した。その結果、10日後の酸素濃度は15.8%であり、酸素吸収容量は0.12ml/cm2であった。したがって、酸素吸収能力についての評価は○であった。
実施例1と同様に、サンプル片を入れたサンプル瓶500内部の臭気を測定したところ、臭気性の評価は◎であった。
のではなく、本発明の趣旨と範囲とから逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において述べられる作用および効果は一例であり、本発明を限定するものではない。
130,130c バリア層
150 酸素吸収層
155 消臭層
170,170a 保香性層
190 シール層
200 包装体
Claims (6)
- 酸素を吸収する酸素吸収層と、前記酸素吸収層から発生する臭気物質を遮断する保香性層と、
前記酸素吸収層の、前記保香性層とは反対の側に配置された酸素バリア層と、
前記保香性層の、前記酸素吸収層とは反対の側に配置されたシール層と、
を有する積層フィルムであって、
前記保香性層が、シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート樹脂からなり、前記保香性層の酸素透過度が25℃、65%RH環境下において50mL/m 2 ・24h・atm以上であり、前記保香性層の膜厚が5μm以上20μm以下である、積層フィルム。 - 前記臭気物質がアルデヒド類および酸類の少なくとも一方である、請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記酸素吸収層と前記保香性層とが互いに接して積層される、請求項1または2に記載の積層フィルム。
- 前記酸素吸収層と前記保香性層との間に、前記臭気物質を除去する消臭層をさらに含む、請求項1または2に記載の積層フィルム。
- 前記保香性層が、前記臭気物質を除去する消臭物質を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の積層フィルム。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の積層フィルムを、収容空間側に前記シール層が位置し、外部空間側に前記酸素吸収層が位置するように用いた、包装体。
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