JP7322464B2 - 包装用積層フィルム及び包装袋 - Google Patents

Description

本発明は包装袋とこれに使用する包装用積層フィルムに関する。

５～２０リットル程度の大容量の液体内容物を収容する包装袋は、これを過酸化水素で殺菌した後、予め殺菌済みの内容物を充填密封して包装体とすることが多い。なお、この包装袋の殺菌工程と充填密封工程とは、いずれも、無菌雰囲気下で行うことが通常である。

そして、このように液体内容物を充填密封した包装体は、これをダンボール箱等に収納して保管・輸送する。しかし、このように液体内容物を密封した包装袋をダンボール箱等に収納して輸送すると、その輸送時の振動によって、包装袋外面とダンボール箱等の内面が互いに擦れ合う。

また、輸送時の振動によって包装袋を構成するフィルムが屈曲するため、この屈曲によってピンホールを生じ易い。

特許文献１は、この輸送時の屈曲やダンボール箱内面との擦れによるピンホールを防止するため、包装袋を構成するフィルムの最外層に架橋されたポリエチレン樹脂フィルムを配置する技術を記載している。

特開２００３－１９２０１７号公報

しかしながら、液体内容物を密封した包装袋をダンボール箱等に収納して輸送したとき、包装袋にピンホールが発生する原因は、単に包装袋を構成するフィルムが屈曲したり、ダンボール箱内面と擦れたりすることだけではない。この両者、すなわち、フィルムの屈曲とダンボール箱内面との擦れの両者が相互作用してピンホールが生じることがあるのである。

すなわち、フィルムの屈曲によってその屈曲部分が尖って角部となり、この角部がダンボール箱等の内面と擦れることにより、この角部にピンホールが発生するのである。

そこで、本発明は、フィルムが屈曲した場合はもちろん、屈曲によって発生した角部がダンボール箱等の内面と擦れた場合でも、ピンホールが発生し難く、併せて、引裂き開封性に優れた包装用積層フィルムを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、無延伸ポリアミドフィルムを中心基材とし、その一方の面に三層構造の共押出フィルムが積層され、他方の面にシーラント層が積層されて構成される包装用積層フィルムであって、
三層構造の前記共押出フィルムの中心層がポリアミド樹脂で構成され、その両側の層が中密度ポリエチレン樹脂で構成されており、
かつ、前記共押出フィルムと中心基材とが溶融押出樹脂層を介して積層されたものであり、
腰強度が３９ｍＮ／１５ｍｍ以上４５ｍＮ／１５ｍｍ以下であることを特徴とする包装用積層フィルムである。

次に、請求項２に記載の発明は、前記溶融押出樹脂層が中密度ポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装用積層フィルムである。

次に、請求項３に記載の発明は、前記溶融押出樹脂層の厚みが１０～３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装用積層フィルムである。

次に、請求項４に記載の発明は、前記シーラント層が三層構造を有しており、その中心層が密度０．９０～０．９１ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成され、その両側の層が密度０．９１～０．９２ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の包装用積層フィルムである。

次に、請求項５に記載の発明は、請求項１～４のいずれかに記載の包装用積層フィルムを使用した包装袋包装袋である。

後述する実施例から分かるように、本発明の包装用積層フィルムによれば、屈曲によって生じた角部が擦れた場合にもピンホールを生じ難い。また、屈曲耐性も優れており、屈曲によるピンホールの発生も抑えることができる。また、これも後述する実施例から分かるように、本発明の包装用積層フィルムは引裂強度が小さく、引裂き開封性に優れている。

図１は本発明の包装用積層フィルムの具体例の断面説明図である。

図１に示すように、本発明の包装用積層フィルム１０は、共押出フィルム１１、中心基材１３、シーラント層１５の三層を必須の構成要素とするものである。

共押出フィルム１１は、二種三層の樹脂を溶融共押出しして製膜した三層構造のフィルムである。液体内容物を充填密封した包装体を移送する際、屈曲に起因するピンホールの発生や屈曲で生じた角部がダンボール箱等の外装箱に擦れることに起因するピンホールの発生を防止するため、その中心の層１１ｂはポリアミド樹脂で構成する必要がある。

また、同じ理由から、その両側の層１１ａ，１１ｃは、密度０．９３～０．９４ｇ／ｃｍ^３の中密度ポリエチレン樹脂で構成する必要がある。このように両側の層１１ａ，１１ｃを中密度ポリエチレン樹脂で構成するため、屈曲に起因するピンホールや前記角部がダンボール箱等の外装箱に擦れることに起因するピンホールの発生を防止することができ、しかも、袋として必要な柔軟性や強度を得ることができる。

なお、このように共押出フィルム１１の外側の層１１ａがポリエチレン樹脂で構成されているため、この包装用積層フィルム１０を過酸化水素で殺菌するときにも、あるいは、この包装用積層フィルム１０を製袋した包装袋を過酸化水素で殺菌するときにも、この過酸化水素に耐えることができる。

次に、中心基材１３は無延伸ポリアミドフィルムで構成する必要がある。

中心基材１３として延伸ポリアミドフィルムを使用すると、延伸ポリアミドフィルムは柔軟性に劣るため、後述する比較例１と比較例２とを比較して分かるように、その厚みを
厚くしないと、角部が擦れたときにピンホールを発生しやすい。一方、その厚みが厚いと、引裂強度が大きく、包装袋を引裂いて開封することが困難となる。

これに対し、無延伸ポリアミドフィルムは柔軟性に優れているため、中心基材１３として無延伸ポリアミドフィルムを使用した場合、その厚みが薄くても、角部が擦れたときにピンホールを発生し難い。また、引裂強度が小さく、容易に包装袋を引裂いて開封することが可能である。なお、無延伸ポリアミドフィルムの厚みは１０μｍ以上であることが望ましい。３０μｍの厚みがあれば十分である。

共押出フィルム１１と中心基材１３とは溶融押出樹脂層１２を介して積層する必要がある。仮に接着剤を使用して積層すると、後述する比較例３，４から分かるように、得られた包装用積層フィルムの屈曲耐性が低く、屈曲に起因するピンホールを生じ易い。また、角部が擦れたときにもピンホールを生じ易い。

溶融押出樹脂層１２としては低密度ポリエチレン樹脂を使用できる。すなわち、低密度ポリエチレン樹脂を溶融して、押出し機からフィルム状に押出し、この溶融した低密度ポリエチレン樹脂フィルムの両側に共押出フィルム１１と中心基材１３とを重ね，圧着することにより、これら共押出フィルム１１、溶融押出樹脂層１２及び中心基材１３を一体に積層することができる。

次に、シーラント層１５は包装袋の内表面を構成するもので、互いにヒートシールできる必要がある。このようなシーラント層１５としては任意のポリオレフィン樹脂が使用できるが、三層構造を有するシーラントフィルムが好ましく使用できる。その中心の層１５ｂは密度０．９０～０．９１ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成されたものである。また、その両側の層１５ａ，１５ｃは密度０．９１～０．９２ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成されたものである。このような三層構造のシーラントフィルムは、出光ユニテック（株）から「ユニクレストＭＢ－２００」あるいは「ユニクレストＭＢ－２０１」の名称で市販されている。

このシーラント層１５と中心基材１３とは接着剤層１４を使用して積層することができるが、接着剤に含まれる溶剤が内容物中に移行することを防ぐため、無溶剤型接着剤を使用することが好ましい。例えば、東洋インキ製造（株）製ＡＤＮ３６９である。

なお、こうして製造された包装用積層フィルム１０の腰強度は１００ｍＮ／１５ｍｍ以下であることが望ましい。腰強度が高すぎると、屈曲によって角部ができ易く、これに伴って、ピンホールも生じ易くなるからである。

次に、この包装用積層フィルム１０は、無菌充填包装システムを利用して製袋し、液体内容物を充填密封して包装体とすることができる。すなわち、まず無菌室内で包装用積層フィルム１０を過酸化水素水に浸漬したり、あるいは過酸化水素水を噴霧して殺菌し、続いて加熱乾燥することにより残留する過酸化水素を除去する。次に、同じ無菌室内で製袋し、予め殺菌された液体内容物を充填して密封することにより包装体を製造することができる。

内容物としては、例えば、牛乳が好適である。また、包装袋の形態は任意であるが、例えば、背シール部を有するピロー包装袋とすることができる。包装袋あるいは包装体の内容積は５～２０リットル程度でよい。そして、再三にわたって説明するように、液体内容物を密封したこの包装体は、ダンボール箱等の外装箱に収容した状態で保管あるいは輸送することができる。この場合でも、包装袋にはピンホールを生じ難いのである。

（実施例１）
共押出フィルム１１としてタマポリ（株）製ＺＰＢ１０２を使用した。このフィルムは、ポリアミド樹脂を中心層１１ｂとし、その両側の層を中密度ポリエチレン樹脂とした三層構造の共押出しフィルムで、その厚みは４０μｍである。

また、中心基材１３として三菱ケミカル（株）製ダイアミロンＣを使用した。このフィルムは、厚さ２５μｍの無延伸ポリアミドフィルムである。

そして、低密度ポリエチレン樹脂を溶融して押出し機からフィルム状に押出し、この溶融した低密度ポリエチレン樹脂フィルムの両側に共押出フィルム１１と中心基材１３とを重ね，圧着することにより、これら共押出フィルム１１、溶融押出樹脂層１２及び中心基材１３を一体に積層した。なお、溶融押出樹脂層１２の厚みは１５μｍである。

次に、シーラント層１５としてユニクレストＭＢ－２０１ｃを使用した。このフィルムはポリエチレン系の三層構造を有するシーラントフィルムで、その厚みは５０μｍである。

そして、無溶剤型接着剤を使用して中心基材１３表面にシーラント層１５を積層することにより、実施例１の包装用積層フィルム１０を製造した。なお、無溶剤型接着剤としては東洋インキ製造（株）製ＡＤＮ３６９を使用した。

（実施例２）
この例は、中心基材１３として厚み２０μｍの延伸したポリアミドフィルムを使用し、シーラント層として厚み６０μｍのポリエチレン系シーラントフィルムを使用した例である。

すなわち、中心基材１３として厚み２０μｍの三菱ケミカル（株）製ダイアミロンＣを使用し、シーラント層１５として、ポリエチレン系の三層構造を有し、厚さ６０μｍのユニクレストＭＢ－２０１ｃを使用した。その外の点については実施例１と同様である。

（比較例１）
この例は、中心基材１３として厚み２５μｍの延伸したポリアミドフィルムを使用した例である。

すなわち、中心基材１３として、厚み２５μｍの興人フィルム・アンド・ケミカルズ（株）製ボニールＷを使用した。その外の点については実施例１と同様である。

（比較例２）
この例は、中心基材１３として厚み１５μｍの延伸したポリアミドフィルムを使用し、シーラント層１５として厚み６０μｍのポリエチレン系シーラントフィルムを使用した例である。

すなわち、中心基材１３として、厚み１５μｍの興人フィルム・アンド・ケミカルズ（株）製ボニールＷを使用し、シーラント層１５として、ポリエチレン系の三層構造を有し、厚さ６０μｍのユニクレストＭＢ－２０１ｃを使用した。その外の点については実施例１と同様である。

（比較例３）
この例は、共押出フィルム１１と中心基材１３とを無溶剤型接着剤を使用して積層した
例である。

なお、この例では、共押出フィルム１１として実施例１，２と同様に厚み４０μｍのタマポリ（株）製ＺＰＢ１０２を使用したが、中心基材１３としては実施例２と同様に厚み２０μｍの三菱ケミカル（株）製ダイアミロンＣを使用した。また、シーラント層１５は実施例２と同様に厚さ６０μｍのユニクレストＭＢ－２０１ｃを使用した。

そして、共押出フィルム１１と中心基材１３及び中心基材１３とシーラント層１５とは、いずれも、東洋インキ製造（株）製ＡＤＮ３６９を使用して積層した。

（比較例４）
この例も、比較例３と同様に、共押出フィルム１１と中心基材１３とを無溶剤型接着剤を使用して積層した例である。比較例１との相違点は、中心基材１３の厚みにある。

すなわち、中心基材１３として厚み１５μｍの三菱ケミカル（株）製ダイアミロンＣを使用した。その外の点については比較例３と同様である。

（評価）
実施例１～２及び比較例１～４の包装用積層フィルムについて、４点から評価した。

すなわち、まず、屈曲によって角部が生じた場合、この角部がダンボールに擦れることによってピンホールが発生するか否かを評価した（角ピンホール試験）。

この試験では、試験装置として、触感装置（（株）トリニティーラボ社製ＴＬ２０１Ｔｔ）を使用した。

そして、各包装用積層フィルムのサンプルを５℃環境下に１分間晒し、４つ折りにして角部を形成した後、この角部をダンボールに規定回数擦りつけ、この角部にピンホールが生じたか否かを観察した。擦りつける際の荷重は２００ｇ、速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ、往復距離は１４０ｍｍ（片道７０ｍｍ）である。なお、前記規定回数としては、１００往復と３００往復とを採用した。

そして、サンプル数を３又は７として、このサンプルのうち、ピンホールが生じたサンプルの数によって評価した。

次に、２番目の評価項目は腰強度である。すなわち、各包装用積層フィルムから１５ｍｍ幅、長さ１００ｍｍのループ状サンプルを作製して、ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準拠してその腰強度を測定した。測定装置は、東洋精機製作所（株）製Ｌｏｏｐ Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ Ｔｅｓｔｅｒ ＤＡである。

次に、３番目の評価項目は耐屈曲性である。すなわち、各包装用積層フィルムから２００ｍｍ×２９０ｍｍのサンプルを作製し、５℃の環境下で、４４０度のねじり、３．５インチの直進及び２．５インチの直進を１回の屈曲として、屈曲回数１０００回行い、発生したピンホールの数を数えた。なお、試験装置は、テスター産業（株）製ゲルボフレックステスターである。

４番目の評価項目は引裂強度である。この測定はＪＩＳ Ｋ ７１２８に準拠して行った。測定装置は（株）エー・アンド・デイ製テンシロンである。そして、トラウザー引裂法にて各包装用積層フィルムを引裂き、その流れ方向（ＴＤ方向）の引裂強度を測定した。

これら評価項目の結果を表１に示す。

（考察）
この結果では、往復回数１００回程度では、いずれの包装用積層フィルムにも角ピンホールは発生しない。しかし、往復回数を増加させると、各包装用積層フィルムの間に差が生じることが分かる。そして、共押出フィルム１１と中心基材１３とを溶融押出樹脂層を介して積層した場合（実施例１～２及び比較例１～２）には、往復回数３００回としても角ピンホールはほとんど発生しないのに対して、共押出フィルム１１と中心基材１３とを無溶剤型接着剤で積層した場合（比較例３～４）には、往復回数３００回で角ピンホールが生じ易いことが理解できる。すなわち、共押出フィルム１１と中心基材１３とを溶融押出樹脂層を介して積層した場合の方が、角ピンホールの発生を抑制することができるのである。

耐屈曲性についても共押出フィルム１１と中心基材１３とを溶融押出樹脂層を介して積層した場合（実施例１～２）の方が、両者を無溶剤型接着剤で積層した場合（比較例３～４）よりもピンホールの発生が少ないことが分かる。

以上のような理由から、共押出フィルム１１と中心基材１３とを溶融押出樹脂層を介して積層した場合の方が、角ピンホールの発生と屈曲によるピンホールの発生の両者をいずれも抑制できることが理解できる。

一方、中心基材１３として延伸ポリアミドフィルムを使用した場合（比較例１～２）には、その厚みが薄いと（比較例２）角ピンホールを生じることがある。一方、厚くなるにつれて（比較例１）腰強度が増大し、引裂強度も大きくなって、包装袋に対する液体内容物の充填及び引裂開封に支障を生じることがある。このため、中心基材１３として延伸ポリアミドフィルムを使用して、角ピンホールを防止し、しかも、引裂開封容易とすることは困難なのである。

これに対して、中心基材１３として未延伸ポリアミドフィルムを使用した場合（実施例１～２）には、その厚みが薄い場合でも、腰強度が小さく、このため、包装袋に必要な柔軟性を有し、また、内容物充填工程における充填機への装着も容易となる。また、引裂強度も小さいので、その引き裂き開封も容易である。

このため、中心基材１３として未延伸ポリアミドフィルムを使用した場合（実施例１～２）には、角ピンホールを防止し、しかも、引裂開封容易とすることが可能となる。

１０：包装用積層フィルム
１１：共押出フィルム １１ｂ：共押出フィルムの中心層 １１ａ，１１ｃ：共押出フィルムの両側の層
１２：溶融押出樹脂層
１３：中心基材
１４：接着剤層
１５：シーラント層 １５ｂ：シーラント層の中心層 １５ａ，１５ｃ：シーラント層の両側の層

Claims (5)

1. 無延伸ポリアミドフィルムを中心基材とし、その一方の面に三層構造の共押出フィルムが積層され、他方の面にシーラント層が積層されて構成される包装用積層フィルムであって、
   三層構造の前記共押出フィルムの中心層がポリアミド樹脂で構成され、その両側の層が中密度ポリエチレン樹脂で構成されており、
   かつ、前記共押出フィルムと中心基材とが溶融押出樹脂層を介して積層されたものであり、
   腰強度が３９ｍＮ／１５ｍｍ以上４５ｍＮ／１５ｍｍ以下であることを特徴とする包装用積層フィルム。
2. 前記溶融押出樹脂層が中密度ポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装用積層フィルム。
3. 前記溶融押出樹脂層の厚みが１０～３０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装用積層フィルム。
4. 前記シーラント層が三層構造を有しており、その中心層が密度０．９０～０．９１ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成され、その両側の層が密度０．９１～０．９２ｇ／ｃｍ^３のポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の包装用積層フィルム。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の包装用積層フィルムを使用した包装袋。
   

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