JP7012147B2 - 容器用シート - Google Patents
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Description
先行技術文献
特許文献1 特許第6193535号公報
複数のフィルムが積層された可撓性容器に用いる容器用シートであって、ヒートシール性およびガスバリア性を有する単一種素材により構成される第1基材層を含む第1フィルムと、前記第1基材層と同一種である単一種素材により構成される第2基材層を含む第2フィルムとを備え、前記第1フィルムと前記第2フィルムとがヒートシールにより接合され、さらに、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に、部分的に非接合でありガス封入が可能であるガス封入部が形成されており、前記第1フィルムの外面と前記第2フィルムの外面の少なくとも一方に、前記第1基材層または前記第2基材層を保護する機能層が形成されている容器用シートに関する。
しかしながら、環境負荷をより軽減するため、各種シート材容器については、環境特性などにおいてさらなる改善が求められている。本発明者の検討によれば、特許文献1に開示されたシート材容器は、廃棄物を削減できる点において優れているが、特にリサイクルの観点からさらなる改善の余地がある。
さらに、特許文献1に開示されたシート材容器は、充填材封入部に充填材が封入されて充填材封入部が膨らむことにより容器本体に剛性が付与され、その構造が維持されるが、この充填材が空気などのガスである場合において、充填材封入部付近における剥離(デラミネーション)発生やクラック発生によるガス漏洩を抑制する点においてもさらなる改善の余地がある。
まず、図1から図4および図11を用いて本発明に係る容器用シート、可撓性容器および可撓性容器詰め品の全体構成について説明する。
本発明に係る容器用シートは、複数のフィルムが積層された可撓性容器に用いる容器用シートであって、以下の2つの実施形態を包含するものである。
そして、第1実施形態および第2実施形態のいずれについても、第1フィルム1と第2フィルム2との間に、部分的に非接合でありガス封入が可能であるガス封入部5が形成されている。なお、第1フィルム1と第2フィルム2との間には、フィルム接合されたフィルム接合領域およびガス封入部5の他に、さらに非接合領域を備えていても良い。
ここで、図4および図11においては、本発明に係る容器用シートの構成をわかりやすく示すために、便宜上、第1フィルム1と第2フィルム2を離した状態として図示しているが、これらがフィルム接合された状態において、ガス封入前のガス封入部5および非接合領域では、各フィルム層が非接合で当接していても良い。後述する図5(a)および図6から図10についても同様である。
このガス封入部5は、一繋がりではなく、互いに独立して複数形成されていても良く、また、容器本体の周縁以外にも形成可能であり、その数や形成領域は特段限定されない。そして、可撓性容器に収容された収容物を使い切った後には、このガス封入部5からガスを除去することによって容器本体は剛性を失うため、この容器本体を容易に小さく押しつぶすことができる。この結果として、廃棄物の削減、ひいては環境負荷の低減が期待できる。
さらに、本発明に係る容器用シートには、収容物を収容あるいは排出するための開口部が設けられるが、この開口部にはさらにポンプ付きキャップなどにより封止されるスパウト103が設けられていても良い。なお、このスパウト103は、リサイクル性を高める観点から、基材層と同一種である素材により構成されたものであるか、またはフィルム層との分離が容易な構成であるのが好ましく、また、上記した開口部の封止を行うネジ山が設けられていても良い。あるいは、本発明に係る容器用シートは、その開口部がフィルム層の収容領域における非接合部分であり、この非接合部分から収容物を収容し、ヒートシールによってこの非接合部分が密封される構成あっても良く、容器本体の形態などに応じて適宜選択可能である。
また、この収容物は、液体(ペースト状のものを含む)であっても良いし、固体(例えば、粒状のもの(顆粒状のものを含む)、或いは粉状のものなど)であっても良い。
収容物が液体である場合には、その粘度は、例えば30℃において1mPa・s以上12万mPa・s以下(B型粘度計(例えば東機産業社製ビスコメーターTV-10またはビスコメーターTVB-10など)により測定)であることが好ましく、1mPa・s以上6万mPa・s以下であることがより好ましい。
次に、本発明に係る容器用シートのフィルム層構成に関する第1実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態において「単一種素材」とは、原料であるフィルム素材が単一種の素材、つまり、分子の化学構造として主鎖および側鎖の分子骨格が同じである(共通している)素材を意味し、これは後述する第2実施形態においても同様である。例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)などは全てメチレン基(-CH2-)の繰り返し骨格を有するポリマー、つまりポリエチレンとして単一種素材に包含される。したがって、「単一種素材により構成される」とは、例えば、上記第1実施形態における単一種素材としてポリエチレンを使用した場合においては、HDPE、LDPE、LLDPE、ULDPEなどのポリエチレンに包含される素材から選ばれる少なくとも1以上により構成されていることを意味する。
さらに、この第2塗工型ガスバリア層23も、前述した第1塗工型ガスバリア層13と同様に、第2基材層21に少なくとも1層コーティングされることが必要である。そして、第1塗工型ガスバリア層13と同様のガスバリア性を有するのが好ましく、また、そのガスバリア性をより高めるために、上記したガスバリア性を有する素材から選ばれる1以上を第2基材層21の一方の面に複数の層となるように重ねてコーティングした構成や、第2基材層21の両面にそれぞれ1層以上コーティングした構成としても良い。
ここで、本発明における第1フィルム1と第2フィルム2とのヒートシール条件は、使用する単一種素材の特性などにより適宜設定を行えば良いが、例えば110℃以上170℃以下のシール温度、0.3MPa以上1.0MPa以下のシール圧力、0.1秒以上10秒以下のシール時間において行うことなどが例示される。
そして、本発明に係る容器用シートは、リサイクル性が高まったものとするために、上記したように全てのフィルムの基材層が単一種素材により構成されている必要があり、これらの構成に使用している単一種素材以外の素材を実質的に含まないことが必要である。なお、本発明において「実質的に含まない」とは、質量割合としてフィルムの1%未満であることを意味し、0.5%未満であることが好ましく、0%であることが最も好ましい。
なお、このように、第1フィルム1の第1塗工型ガスバリア層13および第2フィルム2の第2塗工型ガスバリア層23が、第1基材層11と第2基材層21において、ヒートシール部を除く部分に塗工されている構成とすることによって、ガス封入部5を形成する領域にも塗工型ガスバリア層が塗工されていることとなるため、第1塗工型ガスバリア層13と第2塗工型ガスバリア層23とはヒートシールによって接合しないことから、この塗工型ガスバリア層が非接合剤(いわゆる糊殺し剤)の役割を果たし、全面平板である金型を使用してもガス封入部5の形成が可能である。
また、この機能層4は、例えば、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などによって形成することができ、さらには、無色印刷層であり保護層としての機能を有するメジウム印刷層であっても良い。なお、このメジウム印刷層は、第1フィルム1の外面側に形成されるのが好ましい。このような構成とすることにより、外環境による第1塗工型ガスバリア層13や第1基材層11などの劣化を防ぐ効果が高まるからである。
さらには、図9に示すように、単一種素材により構成される複数の層が積層された第1基材層11のガス封入部5を形成していない面側に第1塗工型ガスバリア層13がコーティングされ、且つこの第1基材層11と同一種である単一種素材により構成される複数の層が積層された第2基材層21のガス封入部5を形成していない面側に第2塗工型ガスバリア層23がコーティングされている構成も他の変形例として示される。このような構成により、容器本体の剛性をより高めることができる。
この場合においても、図10の変形例と同様に、ガス封入部5を形成する片側の面のみに塗工型ガスバリア層をコーティングすることによって、上記位置ずれの許容が大きくなるとともに、塗工型ガスバリア層が糊殺し剤としての機能も有するため、第1フィルム1と第2フィルム2とのヒートシールやガス封入部5の形成がより容易となる。また、第2フィルム2の内側に第3フィルム3を備え、第3フィルム3が製袋されて内容器となる構成である場合には、収容物が塗工型ガスバリア層に触れないことから、塗工型ガスバリア層の選択性を広げることができる。
次に、図11を用いて、本発明に係る容器用シートのフィルム層構成に関する第2実施形態について詳細に説明する。
また、この第1基材層11のガスバリア性は、23℃65%RHにおいて100mL/m2・day・atm以下(MOCON社製 OX-TRAN2/21MLにより、JIS K7126に準拠した方法によって測定)であることが好ましく、10mL/m2・day・atm以下であることがより好ましい。そして、この第1基材層11は、ガスバリア性をより高めるために、上記した素材から選ばれる1以上を積層した構成であっても良い。
本発明に係る容器用シートの第2実施形態では、第1基材層11および第2基材層21がこのようなヒートシール性およびガスバリア性をいずれも有する単一種素材により構成されることにより、基材層のいずれかの面にガスバリア層をコーティングする必要がないため好適である。
この第2実施形態における機能層4は、本発明に係る容器用シートを使用して可撓性容器を形成した場合において、基材層などを外部からの衝撃や、外気に含まれる水蒸気、水などから保護するための機能を有する層であり、ガスバリア性に関しては、少なくとも水蒸気の透過を防ぐことができるバリア性能を有する層であれば良く、酸素などの水蒸気以外のガスのバリア性は有していなくても良い。この機能層4としては、例えば、無色印刷層であるメジウム印刷などが好適なものとして示される。そして、この第2実施形態における機能層4は、塗工により形成された層に限定されず、蒸着や接着剤により形成された層であっても良い。また、第1フィルム1の内面(第2フィルム2との対向面)や第2フィルム2の内面(第1フィルム1との対向面)にも機能層4が形成されていても良い。
<1>複数のフィルムが積層された可撓性容器に用いる容器用シートであって、
第1塗工型ガスバリア層がコーティングされ、ヒートシール性を有する単一種素材により構成される第1基材層を含む第1フィルムと、
第2塗工型ガスバリア層がコーティングされ、前記第1基材層と同一種である単一種素材により構成される第2基材層を含む第2フィルムとを備え、
前記第1フィルムと前記第2フィルムとがヒートシールにより接合され、さらに、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に、部分的に非接合でありガス封入が可能であるガス封入部が形成されている、
容器用シート。
<2>前記ガス封入部が、前記第1フィルムの前記第1塗工型ガスバリア層と、前記第2フィルムの前記第2塗工型ガスバリア層とに挟まれて形成されている、<1>に記載の容器用シート。
<3>前記第1基材層の両面に前記第1塗工型ガスバリア層がそれぞれコーティングされており、および/または、前記第2基材層の両面に前記第2塗工型ガスバリア層がそれぞれコーティングされている、<2>に記載の容器用シート。
<4>前記ガス封入部が、前記第1フィルムの前記第1基材層と前記第2フィルムの前記第2基材層とに挟まれて形成されている、<1>に記載の容器用シート。
<5>前記第1基材層は前記単一種素材により構成される複数の層が積層された構成であり、前記第1塗工型ガスバリア層が前記第1基材層の前記積層間に形成されており、および/または、前記第2基材層は前記第1基材層と同一種である前記単一種素材により構成される複数の層が積層された構成であり、前記第2塗工型ガスバリア層が前記第2基材層の前記積層間に形成されている、<4>に記載の容器用シート。
<6>前記第1塗工型ガスバリア層が、前記第1基材層の前記ガス封入部を形成していない面側にコーティングされており、前記第2塗工型ガスバリア層が、前記第2基材層の前記第1基材層と対向する面側にコーティングされており、前記ガス封入部が、前記第1基材層と前記第2塗工型ガスバリア層とに挟まれて形成されている、<1>に記載の容器用シート。
<7>前記第1塗工型ガスバリア層が、前記第1基材層の前記第2基材層と対向する面側にコーティングされており、前記第2塗工型ガスバリア層が、前記第2基材層の前記ガス封入部を形成していない面側にコーティングされており、前記ガス封入部が、前記第1塗工型ガスバリア層と前記第2基材層とに挟まれて形成されている、<1>に記載の容器用シート。
<8>前記第1フィルムの前記第1塗工型ガスバリア層および前記第2フィルムの前記第2塗工型ガスバリア層が、前記ヒートシールにより接合されたヒートシール部を除く部分に塗工されている、<1>~<7>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<9>前記第1基材層および前記第2基材層が、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは非晶性ポリエチレンテレフタレートから選ばれる1種により構成される、<1>~<8>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<10>前記第1塗工型ガスバリア層および前記第2塗工型ガスバリア層が、ポリ塩化ビニリデン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、有機(エチレン-ビニルアルコール共重合樹脂系)/無機(板状フィラー)ナノコンポジット型材料、有機(酢酸ビニル系)/無機(シロキサンポリマー)ハイブリッド型材料、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールとアクリル酸およびメタクリル酸メチルとの共重合体、ヒドロキシポリウレタンからなる群から選ばれる少なくとも1種により形成されている、<1>~<9>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<11>前記第1塗工型ガスバリア層および前記第2塗工型ガスバリア層のJIS K7126に準拠した方法によって測定されるガスバリア性が、23℃65%RHにおいて100mL/m2・day・atm以下、好ましくは10mL/m2・day・atm以下である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<12>複数のフィルムが積層された可撓性容器に用いる容器用シートであって、
ヒートシール性およびガスバリア性を有する単一種素材により構成される第1基材層を含む第1フィルムと、
前記第1基材層と同一種である単一種素材により構成される第2基材層を含む第2フィルムとを備え、
前記第1フィルムと前記第2フィルムとがヒートシールにより接合され、さらに、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に、部分的に非接合でありガス封入が可能であるガス封入部が形成されており、
前記第1フィルムの外面と前記第2フィルムの外面の少なくとも一方に、前記第1基材層または前記第2基材層を保護する機能層が形成されている、
容器用シート。
<13>前記第1基材層および前記第2基材層が、エチレン-ビニルアルコール共重合体またはポリビニルアルコール樹脂により構成される、<12>に記載の容器用シート。
<14>前記第1基材層および前記第2基材層のJIS K7126に準拠した方法によって測定されるガスバリア性が、23℃65%RHにおいて100mL/m2・day・atm以下、好ましくは10mL/m2・day・atm以下である、<12>または<13>に記載の容器用シート。
<15>前記機能層がメジウム印刷層である、<12>~<14>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<16>前記第1フィルムが、前記第1塗工型ガスバリア層、前記機能層および前記第1基材層以外の層が含まれない構成であり、且つ前記第2フィルムが、前記第2塗工型ガスバリア層、前記機能層および前記第2基材層以外の層が含まれない構成である、<1>~<15>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<17>前記第1塗工型ガスバリア層、前記第2塗工型ガスバリア層および前記機能層が、最も薄い第1基材層または第2基材層の単層よりも厚さが20%未満である、<1>~<16>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<18>前記第1フィルムおよび前記第2フィルムが、いずれも蒸着層が含まれない構成である、<1>~<17>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<19>前記ガス封入部にガスを封入する前における前記容器用シートの積層フィルム全体の厚さが20μm以上、好ましくは30μm以上であり、また、300μm以下、好ましくは200μm以下であり、前記第1フィルムおよび前記第2フィルムの厚さがそれぞれ5μm以上、好ましくは10μm以上であり、また、80μm以下、好ましくは50μm以下である、<1>~<18>のいずれか1つに記載の容器用シート。
<20><1>~<19>のいずれか1つに記載の容器用シートを使用して形成された可撓性容器であって、
前記第1フィルムの内側に前記第2フィルムが配置され、前記第2フィルムの内側に収容物を収容する収容領域を有し、
前記ガス封入部にガスが封入された可撓性容器。
<21>前記第1フィルムの前記第1基材層および前記第2フィルムの前記第2基材層と同一種である単一種素材により構成される第3基材層を含む第3フィルムを備え、
前記第3フィルムの周縁部の少なくとも一部どうしが接合されることによって製袋されて、前記第3フィルムは、前記収容領域を形成する内容器となる、<20>に記載の可撓性容器。
<22>前記第3フィルムが、前記第1フィルムおよび前記第2フィルムと少なくとも部分的に非接合である、<21>に記載の可撓性容器。
<23>前記第3フィルムがヒートシールによって製袋され、内容器を形成している、<21>または<22>に記載の可撓性容器。
<24>前記第2フィルムの周縁部の少なくとも一部どうしが接合されることによって製袋されて、前記第2フィルム内に直接収容物を収容する前記収容領域が構成されている、<20>に記載の可撓性容器。
<25>前記第2フィルムがヒートシールによって製袋されている、<24>に記載の可撓性容器。
<26>ガスが封入された前記ガス封入部の内圧が10kPa以上500kPa以下である、<20>~<25>のいずれか1つに記載の可撓性容器。
<27>前記収容領域を囲むように前記第2フィルムが配置され、前記収容領域よりも外側であって、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に前記ガス封入部が配置されている、<20>~<26>のいずれか1つに記載の可撓性容器。
<28><20>~<27>のいずれか1つに記載の可撓性容器と、前記可撓性容器の前記収容領域に収容された収容物とを備える、可撓性容器詰め品。
2 第2フィルム
3 第3フィルム
4 機能層
5 ガス封入部
11 第1基材層
13 第1塗工型ガスバリア層
21 第2基材層
23 第2塗工型ガスバリア層
31 第3基材層
33 第3塗工型ガスバリア層
101 底マチ部
102 天マチ部
103 スパウト
105 ガス導入部
Claims (9)
- 複数のフィルムが積層された可撓性容器に用いる容器用シートであって、
ともにコーティング層である第1塗工型ガスバリア層および機能層、ならびにヒートシール性を有する単一種素材により構成される第1基材層、あるいは、前記第1塗工型ガスバリア層および前記第1基材層からなる第1フィルムと、
ともにコーティング層である第2塗工型ガスバリア層および機能層、ならびに前記第1基材層と同一種である単一種素材により構成される第2基材層、あるいは、前記第2塗工型ガスバリア層および前記第2基材層からなる第2フィルムと、を備え、
前記第1フィルムおよび前記第2フィルムが、いずれも蒸着層が含まれない構成であり、
前記第1フィルムと前記第2フィルムとがヒートシールにより接合され、さらに、前記第1フィルムと前記第2フィルムとの間に、部分的に非接合でありガス封入が可能であるガス封入部が形成されている、
容器用シート。 - 前記第1塗工型ガスバリア層が、前記第1基材層の前記ガス封入部を形成していない面側にコーティングされており、前記第2塗工型ガスバリア層が、前記第2基材層の前記第1基材層と対向する面側にコーティングされており、前記ガス封入部が、前記第1基材層と前記第2塗工型ガスバリア層とに挟まれて形成されている、請求項1に記載の容器用シート。
- 前記第1塗工型ガスバリア層が、前記第1基材層の前記第2基材層と対向する面側にコーティングされており、前記第2塗工型ガスバリア層が、前記第2基材層の前記ガス封入部を形成していない面側にコーティングされており、前記ガス封入部が、前記第1塗工型ガスバリア層と前記第2基材層とに挟まれて形成されている、請求項1に記載の容器用シート。
- 前記第1フィルムの前記第1塗工型ガスバリア層および前記第2フィルムの前記第2塗工型ガスバリア層が、前記ヒートシールにより接合されたヒートシール部を除く部分に塗工されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の容器用シート。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の容器用シートを使用して形成された可撓性容器であって、
前記第1フィルムの内側に前記第2フィルムが配置され、前記第2フィルムの内側に収容物を収容する収容領域を有し、
前記ガス封入部にガスが封入された可撓性容器。 - コーティング層ならびに前記第1フィルムの前記第1基材層および前記第2フィルムの前記第2基材層と同一種である単一種素材により構成される第3基材層、あるいは、前記第3基材層からなる第3フィルムを備え、
前記第3フィルムの周縁部の少なくとも一部どうしが接合されることによって製袋されて、前記第3フィルムは、前記収容領域を形成する内容器となる、請求項5に記載の可撓性容器。 - 前記第2フィルムの周縁部の少なくとも一部どうしが接合されることによって製袋されて、前記第2フィルム内に直接収容物を収容する前記収容領域が構成されている、請求項5に記載の可撓性容器。
- ガスが封入された前記ガス封入部の内圧が10kPa以上500kPa以下である、請求項5~7のいずれか1項に記載の可撓性容器。
- 請求項5~8のいずれか1項に記載の可撓性容器と、前記可撓性容器の前記収容領域に収容された収容物とを備える、可撓性容器詰め品。
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