JP7293632B2 - フィルムおよびパウチ - Google Patents
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Description
このような加工としては、例えば、周縁に刃が形成されたカットローラとそれに対向する受け側ローラとより構成されるローラ対を有する装置を用い、フィルムをローラ対の間を通過させることによってこのフィルムに切り込み線を形成する加工がある。具体的には、最内層となる熱可塑性樹脂層側から切り込みを形成し、基材フィルムをラミネートする例や、中間層側から熱可塑性樹脂層に達する切り込みを形成した後、基材フィルムを中間層上にラミネートする例などが挙げられている(特許文献1等参照)。
前記シーラント層の少なくとも一方の表面には、少なくとも中間層および表層がこの順に積層され、
当該フィルムには、カットガイド線が形成され、
少なくとも前記中間層には、切り込みが形成され、
前記シーラント層における前記中間層が積層された側の表面に押し痕が形成され、
前記押し痕は、塑性変形による歪であり、
前記カットガイド線が、前記シーラント層の表面に形成された前記押し痕と、当該押し痕の直上の前記中間層に形成された前記切り込みとよりなることを特徴とする。
前記カットガイド線が、少なくともヒートシールされていない位置を横断するよう配置されていることを特徴とする。
〔第1の実施の形態に係るフィルム〕
本発明の第1の実施の形態に係るフィルム10は、シーラント層11を有する。具体的には、図1に示されるように、シーラント層11のみよりなる樹脂フィルムとすることができる。また、フィルム10は、シーラント層11の少なくとも一方の表面に他の層が積層された積層フィルムよりなるものであってもよい。具体的には、図2および図3に示されるように、シーラント層11および表層13がこの順に積層されてなる積層フィルムよりなるものであってもよく、また、図4および図5に示されるように、シーラント層11、中間層12および表層13がこの順に積層されてなる積層フィルムよりなるものであってもよい。
このカットガイド線Gは、シーラント層11の表面に形成された一方向に伸びる略溝状の押し痕11Aよりなる。押し痕11Aは、切り込みではなく、シーラント層11の表面から厚み方向に向かって押圧されることにより生じた塑性変形による歪であり、シーラント層11の厚み方向の表面側の一部にのみ形成されている。具体的には、パウチのシーラント層として採用される一般的な素材を用いた場合において、押し痕11Aはシーラント層11の表面から例えば20%以上の厚み範囲にわたって形成されていることが好ましい。押し痕11Aがシーラント層11の表面から20%未満の厚み範囲までしか形成されていない場合には、カットガイド線Gに十分なガイド能が得られず、良好な開封性が得られないおそれがある。
本発明において、シーラント層11に形成される押し痕11Aすなわち塑性変形による歪は、フィルム10の断面を偏光顕微鏡で観察したときに干渉縞が視認される領域を指す。
カットガイド線Gは、直線状のものには限定されず、曲線状や屈曲線状のものであってもよい。また、カットガイド線Gは、連続する線状のものでなくてもよい。例えば、仮想直線上に断続的に鎖線状に形成されたものであってもよい。
さらに、このような両面に押し痕11Aが形成されたシーラント層11の一方の表面に、中間層12や表層13などの他の層が積層されていてもよい。
カットガイド線Gが、並行に複数設けられていることにより、パウチ30の作製のために2枚のフィルム10を重畳するときに所望の位置からカットガイド線Gと垂直な方向に沿って多少のズレが生じてもカットガイド線G同士の対向状態が確保されるので、2枚のフィルム10の重畳に要する精確さの許容範囲が大きく、従って、工業上有利にパウチ30を製造することができる。
シーラント層11は、例えばヒートシール性熱可塑性樹脂であって、後述する押圧加工によって押し痕を形成することができる塑性変形能を有する材料からなる。シーラント層11を形成する材料としては、公知の種々の材料を用いることができ、具体的には低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂などや、非晶性ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂からなるフィルムよりなることが好ましい。
また、シーラント層11は多層構造を有していてもよい。多層構造を有するシーラント層11よりなるフィルム10を用いて、押し痕11Aを有する表面同士が接触されてヒートシールしてパウチ30を形成する場合には、押し痕11Aが形成されるべき表面側の層が塑性変形能を有するヒートシール性熱可塑性樹脂から構成されればよく、あるいは、押し痕11Aを有する表面と反対側の面(裏面)同士が接触されてヒートシールしてパウチ30を形成する場合には、押し痕11Aが形成されるべき表面側の層が塑性変形能を有する材料からなると共にその最も反対側の層がヒートシール性熱可塑性樹脂から構成されればよい。
シーラント層11の厚みは、例えば20μm以上150μm以下とされる。
フィルム10が中間層12を有するものである場合、中間層12を形成する材料としては、公知の種々の材料を用いることができ、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、エチレンテレフタレート/イソフタレート共重合樹脂等のポリエステル樹脂からなる二軸延伸された樹脂フィルム、これらの樹脂フィルムにアルミナや酸化珪素などの金属酸化物による蒸着膜が形成された蒸着膜含有フィルム、ポリカルボン酸系ポリマー、塩化ビニリデン、或いはエチレンビニルアルコール共重合体等からなるバリア性樹脂コーティング剤からなる塗膜層が形成されたコーティングバリアフィルム、ナイロン樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂、環状オレフィンコポリマーなどのバリア性を有する樹脂からなる樹脂フィルム、アルミニウム箔などの金属箔などよりなる。
表層13は、シーラント層11または中間層12を保護するために設けたものである。図2~図5においては図示されていないが、シーラント層11と中間層12との間、および/または、中間層12と表層13との間に、接着剤よりなる接着剤層が介在されていてもよい。
表層13を形成する材料としては、公知の種々の材料を用いることができ、例えば中間層12の材料として上記に挙げた樹脂フィルムなどよりなるものとすることができる。
上記のような第1の実施の形態に係るフィルム10は、シーラント層11の単層フィルムを被加工フィルムとして、これに例えば押圧加工を施すことによって押し痕11Aを形成してカットガイド線Gを形成することにより、製造することができる。シーラント層11上に中間層12や表層13を積層させる場合には、被加工フィルムへの押圧加工後に、シーラント層11の押し痕11Aが形成された一面上、あるいは押し痕11Aが形成されていない他面上に、中間層12や表層13をラミネート等によって設ければよい。
押圧加工の一例を挙げると、被加工フィルムを一方向に走行させながら、被加工フィルムの表面に当接する当接円周部を有し押圧具が当接円周部から外周側に突出して設けられた加工ロールを被加工フィルムの表面側から押圧することにより、シーラント層11の表面側の一部が塑性変形されて押し痕11Aが形成され、これにより、カットガイド線Gを形成することができる。
フィルム10に複数のカットガイド線Gを同時に形成する場合には、加工ロールとして押圧具を複数平行に備えたものを用いる、あるいは、複数の加工ロールを同時に用いればよい。
被加工フィルムへの押圧具の押し込み深さは、加工ロールにおける当接円周部から突出する押圧具の突出量や加工ロールの被加工フィルムへの押圧力などの加工条件に従って決定されるが、シーラント層11に所期の深さまで押し痕11Aを形成することができる程度に調整されればよい。
また、仮想直線上に断続的に鎖線状にカットガイド線Gを形成する場合には、上記の加工ロールの押圧具を、被加工フィルムの走行方向に平行な円周状の部材ではなく、ジグザグ状や波状の部材のものとすればよい。
シーラント層11に形成された押し痕11Aが形成されていることにより良好な開封性が得られる理由としては、以下のように考えられる。まず、シーラント層11の厚み方向の表面側のみに押し痕11Aが存在する、すなわち塑性変形による歪が表面側(および/または裏面側)に偏在しており、内部には塑性変形による歪が存在しない状態とされると推測され、そして、シーラント層11においてカットガイド線Gの端部に引き裂く力が付与されると、表面側の押し痕11Aを構成する塑性変形による歪が脆いことから力を付与されたときに先行して破れ、この破れに続いて内部(および裏面側)の塑性変形による歪の存在しない部分が破れて厚み方向全てが破れ、これがカットガイド線Gに沿って連続して生じるため、高い精度でカットガイド線Gに沿ってカットすることができるものと推測される。また、塑性変形による歪が脆いことから、小さな力の付与によってカットすることができるものと推測される。
本発明の第2の実施の形態に係るフィルム20は、図7に示されるように、シーラント層11の表面に、少なくとも中間層12および表層13がこの順に積層されてなる積層フィルムよりなり、カットガイド線Gが、シーラント層11の押し痕11Aと、その直上の中間層12に形成された切り込み12Aとよりなるものであること以外は、第1の実施の形態に係るフィルム10と同様の構成を有するものである。
この実施形態に係るフィルム20には、シーラント層11と中間層12との間に、例えば公知の接着剤よりなる接着剤層15が介在されている。また、中間層12と表層13との間に、例えば公知の接着剤よりなる接着剤層16が介在されている。シーラント層11と中間層12との間や、中間層12と表層13との間に、接着剤よりなる接着剤層15や接着剤層16が介在されていることにより、各層が確実に接着され、パウチ30(図9参照)を形成したときにパウチ30の密封性を確保することができる。
カットガイド線Gの幅は、カットガイド線Gに沿って手で引き裂くことができる程度の幅であればよい。
カットガイド線Gは、直線状のものには限定されず、曲線状や屈曲線状のものであってもよい。また、カットガイド線Gは、連続する線状のものでなくてもよい。例えば、仮想直線上に断続的に鎖線状に形成されたものであってもよい。
カットガイド線Gが、並行に複数設けられていることにより、パウチ30の作製のために2枚のフィルム20を重畳するときに所望の位置からカットガイド線Gと垂直な方向に沿って多少のズレが生じてもカットガイド線G同士の対向状態が確保されるので、2枚のフィルム10の重畳に要する精確さの許容範囲が大きく、従って、工業上有利にパウチ30を製造することができる。
さらに、フィルム20は、カットガイド線Gを構成する押し痕11Aが、中間層12が積層されるシーラント層11の表面に形成されると共に、当該シーラント層11の裏面に形成されていてもよい。このようなフィルム20においては、シーラント層11の両面の押し痕11A,11Aと中間層12の切り込み12Aは、フィルム20に垂直な任意の断面において、垂直方向に離間して位置する状態となるよう互いに並行に伸びている。
本発明の第2の実施の形態に係るフィルム20を構成するシーラント層11は、例えばヒートシール性熱可塑性樹脂であって、後述するカット加工において中間層12を切断する条件において同時に押し痕が形成される塑性変形能を有する材料からなる。
シーラント層11を形成する材料としては、第1の実施の形態に係るフィルム10のシーラント層11と同様のものを用いることができる。
また、シーラント層11は多層構造を有していてもよい。この場合、中間層12側の層が塑性変形能を有する材料からなり、その最も反対側の層がヒートシール性熱可塑性樹脂から構成されればよい。
シーラント層11の厚みは、例えば20μm以上150μm以下とされる。
中間層12を形成する材料としては、第1の実施の形態に係るフィルム10の中間層12と同様のものを用いることができる。
表層13としては、第1の実施の形態に係るフィルム10の表層13と同様のものを用いることができる。
上記のようなフィルム20は、シーラント層11および中間層12が接着剤層15を介して積層された積層フィルムを被加工フィルムとして、これに例えばカット加工を施すことによってカットガイド線Gを形成した後、中間層12上に表層13をラミネート等によって設けることにより、製造することができる。
フィルム20のカットガイド線Gは、特開2018-86695号公報に開示された製造装置によるカット加工によって、形成することができる。具体的には、シーラント層11および中間層12が積層された積層フィルムによる被加工フィルムを一方向に走行させながら、被加工フィルムの表面に当接する当接円周部を有し切込刃が当接円周部から外周側に突出して設けられた加工ロールを被加工フィルムの中間層12側から押圧することにより、中間層12の厚み方向の全てが切断されると共に、シーラント層11が塑性変形されて押し痕11Aが形成され、これにより、カットガイド線Gを形成することができる。
フィルム20に複数のカットガイド線Gを同時に形成する場合には、加工ロールとして切込刃を複数平行に備えたものを用いる、あるいは、複数の加工ロールを同時に用いればよい。
被加工フィルムへの切り込みの深さは、加工ロールにおける当接円周部から突出する切込刃の突出量や加工ロールの被加工フィルムへの押圧力などの加工条件に従って決定されるが、中間層12の厚み方向の全てを切断して切り込み12Aを形成することができ、かつ、シーラント層11に押し痕11Aを形成しながら切断しない程度に調整されればよい。
また、仮想直線上に断続的に鎖線状にカットガイド線Gを形成する場合には、上記の加工ロールの切込刃を、被加工フィルムの走行方向に平行な円周状の刃ではなく、ジグザグ状や波状の刃のものとすればよい。
シーラント層11に形成された押し痕11Aおよび中間層12に形成された切り込み12Aよりなるカットガイド線Gを有することにより良好な開封性が得られる理由としては、以下のように考えられる。まず、中間層12においては、厚み方向の全てを切断する切り込み12Aが形成されているので、カットガイド線Gに沿って引き裂く力が付与されたときに切り込み12Aがガイドとなることにより良好な開封性が得られる。また、シーラント層11においては、厚み方向の表面側のみに押し痕11Aが存在する、すなわち塑性変形による歪が表面側(および/または裏面側)に偏在しており、内部には塑性変形による歪が存在しない状態とされると推測され、そして、フィルム20のカットガイド線Gの端部に引き裂く力が付与されると、表面側の押し痕11Aを構成する塑性変形による歪が脆いことから力を付与されたときに先行して破れ、この破れに続いて内部(および裏面側)の塑性変形による歪の存在しない部分が破れて厚み方向全てが破れ、これがカットガイド線Gに沿って連続して生じるため、高い精度でカットガイド線Gに沿ってカットすることができるものと推測される。また、塑性変形による歪が脆いことから、小さな力の付与によってカットすることができるものと推測される。
本発明の一実施形態に係るパウチ30は、図9(a)に示されるように、上記のフィルム10(またはフィルム20)が、シーラント層11同士が対向する状態で重畳されて周縁部がヒートシールされることにより、ヒートシールされた周縁部よりなるヒートシール部31と、ヒートシールされずにシーラント層11同士が対向された状態の非ヒートシール部32とが形成されたものである。フィルム10(フィルム20)のカットガイド線Gは、少なくとも非ヒートシール部32を横断するよう配置される。
重畳される表裏のフィルム10がシーラント層11のみよりなるものである場合には、図9(b)に示されるように、シーラント層11の押し痕11Aが形成された表面同士がパウチ30の内部空間Sを介して対向する状態に重畳されていてもよく、また、図10に示されるように、シーラント層11の押し痕11Aが形成された表面と反対側の裏面同士が対向する状態で重畳されていてもよい。さらに、一方のフィルム10の表面と他方のフィルムの裏面が対向する状態で重畳されていてもよい。また、シーラント層11上に中間層12や表層13が積層されてなるフィルム10(フィルム20)を重畳する場合には、シーラント層11同士が対向する状態で重畳される。このとき、フィルム10(フィルム20)の層構造により、シーラント層11の裏面(最内面)に形成された押し痕11A同士が対向する場合もあり、シーラント層11の押し痕11Aが形成されていない裏面同士が対向する場合もある。図11は、シーラント層11上に中間層12および表層13がこの順で積層され、中間層12に切り込み12Aが形成されたフィルム20を重畳したパウチにおける非ヒートシール部の断面図である。
また、同じ層構造のフィルム10(フィルム20)の2枚が重畳されることに限定されず、シーラント層11同士が対向して重畳されるのであれば、異なる層構造のものが重畳されてパウチ30が形成されてもよい。
なお、図9(a)において、35は、その先端部がカットガイド線Gを略延長した仮想線上に位置するように形成されたノッチである。
例えば、フィルム10,20はそれぞれ上記のような層構成のものに限定されるものではなく、他の層を介在させた構成であってもよい。
〔実施例1〕
被加工フィルムとして、厚み70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)よりなるシーラント層11を用意した。この被加工フィルムを走行させながら表面側から押圧具を備える加工ロールを下記条件で押圧して押圧加工を行い、直線状の押し痕11Aによるカットガイド線Gを形成させて、フィルム〔1〕を作製した。
・押圧具の先端部の厚み:3μm
・押圧具の数:1本
・押圧具の当接円周部の外周面からの突出高さ(押圧具の高さ):40μm
実施例1において、被加工フィルムとして無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)の代わりに厚み70μmの非晶性ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を用いたことの他は同様にして、フィルム〔2〕を作製した。押圧加工を行った後のフィルム〔2〕の断面の偏光顕微鏡写真を撮影したところ、シーラント層11は切断されずに押し痕11Aが形成されていることが確認された。また、押し痕11Aはシーラント層11の表面から36%の厚み範囲にわたって形成されていることが確認された。押圧加工を行った後のフィルム〔2〕の断面の偏光顕微鏡写真を図13に示す。
実施例1における被加工フィルム(シーラント層11)を折り畳んだ状態で押圧荷重をかけることにより折り目によるカットガイド線を形成したことの他は同様にして、フィルム〔3〕を作製した。折り目を形成した後のフィルム〔3〕の断面の偏光顕微鏡写真を撮影したところ、シーラント層11に折り目が形成されていることが確認された。また、この折り目はシーラント層11の全部の厚み範囲にわたって形成されていることが確認された。
-開封性の評価基準-
〇:軽い力でカットガイド線に沿ってまっすぐに開封できた
×:フィルムが伸びて開封できなかった
一方、比較例1に係るフィルム〔3〕のように押し痕が形成されておらず、折り目が形成されている場合には、フィルムが伸びてしまい開封できないことが確認された。
中間層12として、厚み15μmのナイロンフィルムを用意した。また、シーラント層11として、厚み70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)を用意した。これらの中間層12およびシーラント層11をウレタン系接着剤(3μm)を使用してドライラミネートにより積層し、2層フィルムよりなる被加工フィルムを作製した。この被加工フィルムを走行させながら中間層側から加工ロールを下記条件で押圧してカット加工を行い、直線状のカットガイド線Gを形成させた。
その後、表層として、厚み12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを、カット加工を行った後の被加工フィルムの中間層12上に、ウレタン系接着剤(3μm)を使用してドライラミネートにより積層し、フィルム〔4〕を作製した。次いで、このフィルム〔4〕を、横130mm、縦170mmのサイズで、かつ、カットガイド線Gが上端から20mm離間して横方向に伸びる状態となるように切断したものを2枚用意し、この2枚をシーラント層11同士が対向すると共にカットガイド線Gが対向するよう重畳し、周縁部の三方をヒートシールし、内容物として水200gを充填した後、残りの一方をヒートシールし、カットガイド線Gの延長線上のヒートシール部にノッチを形成することにより、パウチ〔1〕を作製した。
・切込刃の厚み:1mm
・切込刃の刃先の角度:30度
・切込刃の当接円周部の外周面からの突出高さ(刃高さ):40μm
中間層12として、厚み15μmのナイロンフィルムを用意した。
一方、被加工フィルムとして、厚み70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)よりなるシーラント層11を用意した。この被加工フィルムを走行させながら表面側から押圧具を備える加工ロールを実施例1と同じ条件で押圧して押圧加工を行い、直線状の押し痕11Aによるカットガイド線Gを形成させた。
このカットガイド線Gが形成されたシーラント層11のカットガイド線Gが形成された表面上に、上記の中間層12を、ウレタン系接着剤(3μm)を使用してドライラミネートにより積層した。
その後、表層として、厚み12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを、中間層12上に、ウレタン系接着剤(3μm)を使用してドライラミネートにより積層し、フィルム〔5〕を作製した。次いで、このフィルム〔5〕を、横130mm、縦170mmのサイズで、かつ、カットガイド線Gが上端から20mm離間して横方向に伸びる状態となるように切断したものを2枚用意し、この2枚をシーラント層11同士が対向すると共にカットガイド線Gが対向するよう重畳し、周縁部の三方をヒートシールし、内容物として水200gを充填した後、残りの一方をヒートシールし、カットガイド線Gの延長線上のヒートシール部にノッチを形成することにより、パウチ〔2〕を作製した。
実施例3において、加工ロールの刃高さおよび被加工フィルムへの押圧力を調整することにより、中間層の厚み方向の全てを切断すると共に、シーラント層の途中まで切断して切り込みを形成したことの他は同様にして、フィルム〔6〕を作製し、さらにパウチ〔3〕を作製した。
実施例3において、被加工フィルムにカット加工を行わなかったことの他は同様にして、フィルム〔7〕を作製し、さらにパウチ〔4〕を作製した。
-開封性の評価基準-
◎:軽い力でまっすぐに開封できた
〇:まっすぐに開封できた
×:表裏ずれが生じ、まっすぐに開封できなかった
-落下強度の評価基準-
◎:破袋しなかった
〇:カットガイド線部に屈曲は確認されたが破袋しなかった
×:カットガイド線部が裂傷し、破袋した
一方、比較例2に係るフィルム〔6〕のように中間層の切り込みの深さが中間層を完全に切断すると共にシーラント層の一部を同時に切断する程度である場合は、カットガイド線に沿ってまっすぐに開封することができるが、パウチ〔3〕においては実施例に係るパウチ〔1〕,〔2〕と比較して落下強度が低くなり、カットガイド線部が裂傷し、破袋することが確認された。また、比較例3に係るフィルム〔7〕のように中間層に切り込みがなく、かつ、シーラント層に押し痕も切り込みもない場合は、落下強度は得られるが、パウチの表裏ずれが生じ、まっすぐに開封できないことが確認された。
11 シーラント層
11A 押し痕
12 中間層
12A 切り込み
13 表層
15 接着剤層
16 接着剤層
30 パウチ
31 ヒートシール部
32 非ヒートシール部
35 ノッチ
G カットガイド線
S 内部空間
Claims (5)
- 少なくともシーラント層を含有するフィルムであって、
前記シーラント層の少なくとも一方の表面には、少なくとも中間層および表層がこの順に積層され、
当該フィルムには、カットガイド線が形成され、
少なくとも前記中間層には、切り込みが形成され、
前記シーラント層における前記中間層が積層された側の表面に押し痕が形成され、
前記押し痕は、塑性変形による歪であり、
前記カットガイド線が、前記シーラント層の表面に形成された前記押し痕と、当該押し痕の直上の前記中間層に形成された前記切り込みとよりなることを特徴とするフィルム。 - 前記シーラント層の厚みが20μm以上150μm以下であり、
前記押し痕が表面から20%以上の厚み範囲に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。 - 前記カットガイド線が複数設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフィルム。
- 前記シーラント層が、ポリプロピレン樹脂または非晶性ポリエチレンテレフタレートよりなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のフィルム。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のフィルムが、前記シーラント層同士が対向する状態で重畳され、周縁部がヒートシールされてなるパウチであって、
前記カットガイド線が、少なくともヒートシールされていない位置を横断するよう配置されていることを特徴とするパウチ。
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