JP7288591B2 - 積層体、包装材料及び包装体 - Google Patents

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本発明は積層体、並びに該積層体を構成材料とする包装材料及び包装体に関する。
食品、飲料、洗剤及び漂白剤等を充填する容器として、樹脂フィルム等をヒートシールすることにより作製され、内容物充填用の開口部を備える包装材料が利用されている。
通常、包装材料には容易に開封できること(開封容易性)が求められ、従来より様々な加工が包装体に施されている。
例えば、特許文献1においては、一方の面に印刷層が形成された基材と、基材の印刷層が形成された面上に接着層と、前記接着層上にシーラント層とを備える積層体により形成された包装体が開示されている。
しかしながら、湾曲部を備える包装体は、落下時等の衝撃が、該湾曲部に集中する傾向にあり、破袋しやすいという問題があり、包装体の強度改善が求められていた。
特開2015-147582号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、高い開封容易性及び強度を有する包装体を作製することのできる積層体を提供することである。
本発明の積層体は、基材と、接着層と、シーラント層とを備え、
基材の接着層側の面に、印刷層が形成されており、
接着層が、接着剤及び硬化剤を含み、
接着層の厚さが、1μm以上1.8μm以下であることを特徴とする。
上記態様においては、シーラント層の厚さが、30μm以上135μm以下であることを特徴とする。
上記態様においては、接着剤が、ポリエステルを含む接着剤であることが好ましい。
上記態様においては、接着剤が、重量平均分子量(Mw)300以上3000以下の樹脂材料を含むことが好ましい。
上記態様においては、シーラント層が、LDPE及びLLDPEの少なくとも一方を含むことが好ましい。
上記態様においては、シーラント層が、LDPE及び、C4-LLDPE又はC-6LLDPEを含むことが好ましい。
本発明の包装材料は、上記積層体を構成材料とすることを特徴とする。
本発明の包装体は、上記包装材料に内容物を充填したものであることを特徴とする。
本発明によれば、高い開封容易性及び強度を有する包装体を作製することのできる積層体を提供することができる。
図1は、本発明の積層体の模式断面図を表す。 図2は、本発明の積層体を構成材料とする包装体の正面図を表す。
(積層体)
本発明の積層体10は、図1に示すように、少なくとも一方の面に印刷層11が形成された基材12と、印刷層11が形成された基材12上に接着層13と、接着層13上にシーラント層14とを備える。
以下、本発明の積層体が備える各層について説明する。
(基材)
基材として、例えば、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(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート-イソフタレート共重合体及びテレフタル酸-シクロヘキサンジメタノール-エチレングリコール共重合体等のポリエステル、ナイロン6及びナイロン6,6等のポリアミド、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリビニルピロリドン(PVP)等のビニル樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート及びポリメチルメタアクリレート等の(メタ)アクリル樹脂、ポリイミド及びポリエーテルイミド等のイミド系樹脂、スチレン樹脂、並びにセロファン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)及びセルロースアセテートブチレート(CAB)等のセルロース系樹脂等から構成されるフィルム(以下、単に「樹脂フィルム」という。)を使用することができる。
上記した樹脂の中でも、包装体としたときの強度及び開封容易性という観点から、PET等のポリエステル系樹脂及びナイロン6等のポリアミド系樹脂が好ましい。また、これら樹脂は、本発明の積層体により作製された包装材料又は包装体に対し、炭酸ガスレーザーが照射された際、該レーザー光線を吸収し、部分的に消失して切り取り部を形成させることができるため好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタクリル」の両方を包含することを意味する。
また、樹脂フィルムは、無延伸のものであっても、一軸延伸のものであっても、二軸延伸のものであってもよいが、機械的強度という観点からは、二軸延伸のものであることが好ましい。
また、基材として、上記した樹脂フィルムの積層体を使用してもよく、例えば、PETフィルムと、ポリアミド系樹脂フィルムとを、従来公知の接着剤を介して積層したものが挙げられる。
また、本発明において、基材は、接着層側の面に、文字、柄、記号等の印刷層が形成されている。
このような構成とすることにより、印刷層の経時的な劣化を防止することができる。
印刷層の形成方法は、特に限定されるものではなく、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法等の従来公知の印刷法を挙げることができる。これらの中でも、生産性の観点から、グラビア印刷法が好ましい。
また、印刷層形成に使用する着色剤についても特に限定されるものではなく、例えば、チタン白、亜鉛華、弁柄、朱、群青、コバルトブルー、チタン黄、黄鉛、カーボンブラック等の無機顔料、イソインドリノンイエロー、ハンザイエローA、キナクリドンレッド、パーマネントレッド4R、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーRS、アニリンブラック等の有機顔料(あるいは染料も含む)、アルミニウム、真鍮、等の金属粉末からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の箔粉からなる真珠光沢(パール)顔料、蛍光顔料等を用いることができる。
基材は、蒸着膜を備えていてもよく、これにより、本発明の積層体のガスバリア性を向上させることができる。
蒸着膜としては、例えば、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)等の無機物又は無機酸化物を含む蒸着膜を使用することができる。
無機酸化物の表記は、例えば、SiO、AlO等のようにMO(ただし、式中、Mは、無機元素を表し、Xの値は、無機元素によってそれぞれ範囲がことなる。)で表される。Xの値の範囲としては、ケイ素(Si)は、0~2、アルミニウム(Al)は、0~1.5、マグネシウム(Mg)は、0~1、カルシウム(Ca)は、0~1、カリウム(K)は、0~0.5、スズ(Sn)は、0~2、ナトリウム(Na)は、0~0.5、ホウ素(B)は、0~1.5、チタン(Ti)は、0~2、鉛(Pb)は、0~2、ジルコニウム(Zr)は0~2、イットリウム(Y)は、0~1.5の範囲の値をとることができる。上記において、X=0の場合、完全な無機単体(純物質)であり、透明ではなく、また、Xの範囲の上限は、完全に酸化した値である。包装用材料には、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)が好適に使用され、ケイ素(Si)は、1.0~2.0、アルミニウム(Al)は、0.5~1.5の範囲の値のものを使用することができる。
本発明において、上記のような無機物又は無機酸化物の蒸着膜の膜厚としては、使用する無機物又は無機酸化物の種類等によって異なるが、例えば、50~2000Å位、好ましくは、100~1000Å位の範囲内で任意に選択して形成することが望ましい。
蒸着膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、及びイオンプレ-ティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、及び光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を挙げることができる。
また、隣接する層の接着性を向上させるために、基材の表面に対し、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、又はフレーム処理等の表面活性化処理を行うことが好ましい。
基材の厚さは、5μm以上30μm以下であることが好ましく、10μm以上27μm以下であることがより好ましい。基材の厚さを上記数値範囲内とすることにより、包装体の開封容易性及び強度をより向上することができる。
上記した樹脂フィルムは、インフレーション法やTダイ法等の従来公知の方法により作製したものであってもよく、市販されるものであってもよい。
(接着層)
本発明の積層体は、厚さ1μm以上1.8μm以下の接着層を備える。包装体の開封容易性及び強度という観点からは、より好ましくは、厚さは1.1μm以上1.7μm以下であり、さらに好ましくは、厚さは、1.2μm以上1.6μm以下である。
接着層は、少なくとも1種の樹脂材料を含む接着剤を含み、例えば、ポリエステルを含む接着剤、(メタ)アクリル樹脂を含む接着剤、エポキシ樹脂を含む接着剤、ポリアミドを含む接着剤、スチレン樹脂を含む接着剤、ゴム材料を含む接着剤、シリコーン樹脂を含む接着剤及びポリウレタンを含む接着剤等が挙げられる。これらの中でも、包装体の開封容易性及び強度という観点からは、ポリエステルを含む接着剤が好ましく、ポリエステルポリオールを含む接着剤がより好ましい。
接着剤に含まれる樹脂材料の重量平均分子量(Mw)は、300以上3000以下であることが好ましく、500以上2000以下であることがより好ましく、600以上1500以下であることがさらに好ましい。
これにより、接着剤が、基材表面の印刷層を形成するインキ等の隙間に入り込むことができ、基材と接着層との密着性が改善され、包装体の強度をより一層向上することができる。
なお、本発明において、樹脂材料のMwは、ポリスチレンを標準物質としてゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した値を意味し、JIS K 7252-1に準拠した方法で測定する。
また、接着層は、少なくとも1種の硬化剤を含む。硬化剤としては、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物及びアミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、包装体の開封容易性及び強度という観点から、エポキシ化合物及びイソシアネート化合物が好ましい。
エポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、テトラグリシジルキシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル及びソルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネ-ト、水素添加キシレンジイソシアネ-ト、水素添加キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチロールプロパン-トリレンジイソシアネート付加物及びトリメチロールプロパン-ヘキサメチレンジイソシアネート付加物等が挙げられる。
また、接着層は、本発明の特性を損なわない範囲において、ワックス、充填材、可塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、顔料及び染料等の着色剤並びに蛍光発色材料等の添加材を含んでいてもよい。
接着層は、上記材料を、水又は適当な溶媒へ分散又は溶解して、塗工液とし、これを、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、リバースグラビアコート法、バーコート法及びロッドコート法等の公知の手段により、紙基材上に塗布して塗膜を形成させ、これを乾燥させることにより形成できる。
また、上記のような溶剤系に限定されるものではなく、無溶剤系として形成することもできる。
(シーラント層)
本発明の積層体は、シーラント層を備え、包装体の開封容易性及び強度という観点からは、その厚さは、30μm以上135μm以下であることが好ましく、50μm以上133μm以下であることがより好ましい。
シーラント層は、少なくとも1種の樹脂材料を含み、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE、密度0.94g/cm以上)、中密度ポリエチレン(MDPE、密度0.931g/cm以上0.94g/cm未満)、低密度ポリエチレン(LDPE、密度0.931g/cm未満)及び直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE、密度0.931g/cm未満)等のビニル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、イミド樹脂、セルロース樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート、並びにアイオノマー樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、包装体の開封容易性及び強度という観点からは、LDPE及びLLDPEが好ましく、LLDPEの中でも、C-4LLDPE又はC-6LLDPEがより好ましい。
特に好ましくは、シーラント層は、LDPE及びC-4LLDPEを含む。
なお、C-4LLDPEとは、エチレンと、炭素数が4個のα-オフィンとの共重合体を、C-6LLDPEとは、エチレンと、炭素数が6個のα-オレフィンとの共重合体を指す。
シーラント層が、LDPE及びLLDPEを含む場合、LDPEの含有量は、25質量%以上、75質量%以下であることが好ましく、30質量%以上、50質量%以下であることがより好ましい。シーラント層におけるLDPEの含有量を上記数値範囲内とすることにより、包装体の強度を維持しつつ、開封容易性をより向上することができる。
また、LLDPEの含有量は、25質量%以上、75質量%以下であることが好ましく、50質量%以上、70質量%以下であることがより好ましい。シーラント層におけるLLDPEの含有量を上記数値範囲内とすることにより、包装体の開封容易性を維持しつつ、落下強度をより向上することができる。
ラミネート層におけるLDPEと、LLDPEとの含有量比(LDPE/LLDPE)は、質量基準で、25/75以上、75/25以下であることが好ましく、70/30以上、50/50以下であることがより好ましい。これにより、包装体の開封容易性及び強度をより向上することができる。
シーラント層は、スリップ剤を含むことが好ましい。シーラント層がスリップ剤を含むことにより、積層体の加工容易性を向上することができる。
スリップ剤としては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、べへニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド等が挙げられる。
シーラント層におけるスリップ剤の含有量は、0.01質量%以上、5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上、3質量%以下であることがより好ましい。シーラント層におけるスリップ剤の含有量を上記数値範囲内とすることにより、包装体の加工容易性をより向上することができる
また、シーラント層は、本発明の特性を損なわない範囲において、ワックス、充填材、可塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、顔料及び染料等の着色剤並びに蛍光発色材料等の添加材を含んでいてもよい。
シーラント層は、上記した材料を含む樹脂組成物を、加熱溶融し、押出し、製膜することにより作製することができる。
また、このようにして製膜したシーラント層用樹脂フィルムを、接着層を介して、基材上に積層することができる。
(その他の層)
本発明の積層体は、基材と、シーラント層との間に、その他の層を備えていてもよい。
本発明の積層体は、その他の層として、ガスバリア層を備えていてもよく、例えば、アルミニウムやマグネシウム等の金属箔や、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアミド系樹脂等のガスバリア性樹脂を含む樹脂層等が挙げられる。
(包装材料)
本発明の包装材料は、上記積層体を構成材料として含む。
一実施形態において、包装材料は、2枚の積層体を、シーラント層が向かい合うように重ね合わせ、開口部となる一辺を除く、周辺端部をヒートシールすることにより作製することができる。
また、他の形態においては、1枚の積層体をシーラント層が内側となるように折りたたみ、開口部となる一辺を除く、周辺端部をヒートシールすることにより作製することができる。
また、上記積層体をヒートシールすることにより、筒状の胴部を作製し、上記積層体又はその他の材料からなる底材とヒートシールすることにより、スタンディングパウチ型の包装材料を作製することができる。
包装体の形態は、特に限定されず、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、ガゼット型が挙げられる。
また、シール方式は、ヒートシールに限定されず、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等を利用することにより行うことができる。
(包装体)
本発明の包装体は、上記包装材料に内容物を充填し、開口部をヒートシールすることにより作製することができる。
包装体に充填される内容物は、特に限定されるものではなく、食品や飲料であってもよく、シャンプー、リンス、洗剤、漂白剤等の非食品であってもよい。
包装体20は、内容物が液体や粘調体や粉末である場合、図2に示されるような注出用ノズル部21を備えていてもよい。
また、開封容易性の観点から、図2に示されるような、包装体20が内側に湾曲した湾曲部22を備えていてもよい。
さらに、レーザー光線等により形成される切り取り部23を備えていてもよい。
液体や粘調体の内容物、特に粘度が0.1mPa・sec以上10Pa・sec以下の低粘度の内容物を充填した場合、内容物の包装体内における移動が大きく、従来の包装体では、落下等による衝撃により包装体が破袋してしまうおそれがあった。本発明においては、このような衝撃による破袋を効果的に防止することができる。
次に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、特に断りがある場合を除き配合量、配合比は全て質量基準である。
実施例1
基材として、厚さ15μmのポリアミド樹脂フィルム(ユニチカ(株)製、ON-RT)を用意した。
基材の一方の面に、グラビア印刷法により、印刷層を形成した。
また、インフレーション法により、C4-LLDPE(プライムポリマー社製、ネオゼックス2012F、MFR:1.5g/10分、密度:0.920)と、LDPE(日本ポリエチレン社製、LF441MD1、MFR:2.0g/10分、密度:0.924)と、スリップ剤(住友化学社製、EMB-10)と、を65:34:1の割合で含む樹脂組成物を、インフレーション法により製膜し、厚さ130μmのシーラント層用樹脂フィルムを作製した。
上記画像を形成した基材の面に、ポリエステルポリオールA(重量平均分子量(Mw)1300)及びヘキサメチレンジイソシアネートにより、厚さ1.2μmの接着層を形成すると共に、該接着層を介して上記シーラント層用樹脂フィルムを積層し、本発明の積層体を得た。
なお、接着層におけるポリエステルの含有量は、50質量%であった。
比較例1
接着層形成に使用したポリエステルAをポリエステルポリオールa(重量平均分子量(Mw)6000)に変更すると共に、接着層の厚さを3μm変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を作製した。
比較例2
接着層の厚さを0.5μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、積層体を作製した。
<<開封容易性試験>>
厚さ15μmのポリアミド系樹脂フィルム(ユニチカ(株)製、ON-RT)と、厚さ130μmのPEフィルム((株)アイセロ製、L-103)とを、接着剤(ロックペイント(株)製、RU-40/H-4)を介して積層し、底材を作製した。
実施例1で作製した、本発明の積層体をシーラント層が内側となるように、ヒートシールすることにより、筒状の胴部を作製した。該胴部のシール層と、底材として用意した積層体のPEフィルムとをヒートシールし、炭酸ガスレーザーを照射して切り取り部を形成し、打ち抜き加工により図2に示す、注出用ノズル部及び湾曲部を形成し、一辺の開口部を有する包装材料を作製した。この包装材料に水500gを充填し、残り一辺をヒートシールし、スタンディングパウチ型の包装体を作製した。
上記のようにして作製した包装体を開封し、その容易性を以下の評価基準に基づいて、評価した。上記比較例1乃至3の積層体を用いて同様に包装体を作製し、同様に評価した。評価結果を表1にまとめた。
(評価基準)
A:力をほとんど加えることなく、開封することができた。
NG:力を強く加える必要があり、伸びや千切れが発生する等、実用上問題があった
<<強度試験>>
上記開封容易性試験において作製した包装体を5℃で24時間冷却後、150cmの高さから、包装体の胴部を地面と水平にした状態で、硬い床に10回自由落下させた。該試験を10袋ずつ行い、破損の有無を目視により観察し、以下の評価基準に基づいて、強度を評価した。評価結果を表1にまとめた。
A:10袋全てにおいて破損が確認できなかった
NG:10袋中1袋以上において破損が確認され、実用上問題があった。
Figure 0007288591000001
10:積層体、11:画像、12:基材、13:接着層、14:シーラント層、20:包装体、21:注出用ノズル部、22:湾曲部、23:切り取り部

Claims (6)

  1. 基材と、印刷層と、接着層と、シーラント層とをこの順で備え、
    前記基材の接着層側の面に、印刷層が形成されており、
    前記印刷層の表面に前記接着層が設けられており、
    前記接着層が、接着剤及び硬化剤を含み、
    前記接着剤は、重量平均分子量(Mw)300以上3000以下であるポリエステルポリオールを含む接着剤であり、
    前記接着層の厚さが、1μm以上1.6μm以下であることを特徴とする、積層体。
  2. 前記シーラント層の厚さが、30μm以上135μm以下である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記シーラント層が、LDPE及びLLDPEの少なくとも一方を含む、請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 前記シーラント層が、LDPE及び、C4-LLDPE又はC-6LLDPEを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体。
  5. 請求項1~4のいずれか一項に記載の積層体を構成材料とする、包装材料。
  6. 請求項5に記載の包装材料に内容物を充填した、包装体。
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