JP7369334B2

JP7369334B2 - パウチ

Info

Publication number: JP7369334B2
Application number: JP2019074752A
Authority: JP
Inventors: 実川▲崎▼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: JP2020172287A

Description

本発明は、水蒸気および酸素などのガスを透過させないガスバリア性を有し、またＸ線検査の際にＸ線を照射しても、袋強度が劣化しないパウチに関する。

ガスバリア性を有するパウチとは、水蒸気や酸素などのガスを透過させない性質を備えている積層フィルムを用いて製袋されたものである。このため、ガスバリア性積層フィルムで遮蔽された部位に保持された部材は、外部のガスに起因する劣化／変質などを抑制することができる。近年、このようなガスバリア性パウチは、様々な分野で活用されている。例えば、食品などの包装に用いられる包装材料として活用されている。食品などの包装用途では、内容物の変質を防止することが求められている。具体的には、タンパク質や油脂等の酸化や変質を抑制し、更に風味や鮮度を保持できることが求められる。このため、好適にガスバリア性パウチが用いられる。

また、このようなガスバリア性パウチは、例えば、医薬品などの包装に用いられる包装材料として活用されている。医薬品などの包装用途では、内容物の変質を防止することが求められている。具体的には、無菌状態を保持し、内容物の有効成分の変質を抑制し、その効能を保持できることが求められている。このため、好適にガスバリア性パウチが用いられる。

また、このようなガスバリア性パウチは、例えば、半導体ウェハなどの電子部品や精密部品の包装に用いられる包装材料として活用されている。精密部品は、外部のガスに暴露されると、外部のガスが異物として働き不良品となる恐れがあることから、外部のガスを遮蔽することが求められている。このため、好適にガスバリア性パウチが用いられる。

また、例えば、リチウムイオン電池の電解液のように、水分や酸素によって分解反応を起こし、劣化してしまうような「液状内容物」の包装としてもガスバリア性パウチが活用されている。

以上述べたように、ガスバリア性パウチは、種々の広範な用途への対応が求められている。従来、このようなガスバリア性の要求を満足するものとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの基材プラスチックフィルムにアルミニウム箔又はアルミニウム蒸着フィルムを貼り合わせた積層フィルムを用いたパウチが使用されてきたが、このように金属を含む積層フィルムを用いた場合には、パウチ内に混入した金属などの異物を発見するための、金属探知機が使用できないという問題がある。そこで、従来においてはＸ線を用いた検査法が採られている。

Ｘ線検査装置では、搬送ライン上を順次搬送されてくる、パウチに充填された各品種の被検査物にＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に混入した金属、ガラス、石、骨などの異物等を検査することができる。

特許文献１に記載されたＸ線異物検査装置には、搬送ベルトを挟んで上側にＸ線源が設けられ、下側にＸ線検出器が設けられている。Ｘ線源は搬送中の被検査物にＸ線を照射し、Ｘ線検出器は被検査物を透過したＸ線の透過量に応じた電気信号（Ｘ線透過データ）を出力する。処理手段はこのＸ線の透過量に基づき、異物の混入の有無を判断する。このように、Ｘ線を用いた検査では、被検査物が充填されたパウチ自身も、検査中に一定量のＸ線を照射されることになる。

しかし、ガスバリア性を有するパウチに用いられた積層フィルムの最内層には、一般的にヒートシール可能なシーラントフィルムとして、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）が用いられるが、ＬＤＰＥやＰＰだとＸ線照射により脆性破壊が起こり、内容物が漏れだしたりして保存性が著しく低下してしまう。また、強靭化フィルムとして使用される延伸ポリアミド（ＯＮｙ）は、同様にＸ線照射によって強度劣化が大きく、長期保存が難しいうえに、吸水率が高い樹脂であるため、バリア層の内層に積層すると、ＯＮｙに吸水された水分が内容物側にブリードアウトし、水分をきらうリチウムイオン電池の電解液などの内容物と反応してしまう可能性も出てくる。従って、一般的なバリア性を有する積層体の構成では、Ｘ線を用いた検査によって長期保存性が低下してしまうという問題があった。

特開２００６－２０８０９８号公報

本発明は上記の事情を鑑みてなされたもので、ガスバリア性を有するパウチであって、Ｘ線検査の際にＸ線を一定量照射されても袋強度が劣化しないパウチを提供することを課題とする。

本発明の請求項１によると、少なくとも、ガスバリア層と、延伸フィルムを含む基材層と、最内層となるシーラント層とをこの順に備える積層フィルムからなるパウチであって、
前記シーラント層は、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ^３以上、０．９７ｇ／ｃｍ^３以下の高密度ポリエチレンを含み、前記基材層は、延伸ポリブチレンテレフタレートを含み、
前記ガスバリア層と前記基材層の間および前記基材層と前記シーラント層の間には、接着剤を備えることを特徴とする
パウチである。

また、本発明の請求項２によると、前記シーラント層の厚みが２０μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１に記載のパウチである。

また、本発明の請求項３によると、前記基材層の厚みが５μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１または２に記載のパウチである。

また、本発明の請求項４によると、前記ガスバリア層が、無機蒸着バリア層を含む、請求項１～３のいずれかに記載のパウチである。

また、本発明の請求項５によると、前記ガスバリア層の厚みが５μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれかに記載のパウチである。

また、本発明の請求項６によると、前記無機蒸着バリア層が酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素からなる、請求項４に記載のパウチである。

また、本発明の請求項７によると、前記ガスバリア層が、前記無機蒸着バリア層のほかに、さらに有機コーティングバリア層を含む、請求項４または６のいずれかに記載のパウチである。

また、本発明の請求項８によると、前記有機コーティングバリア層が、エチレンビニル
アルコール、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデンから選択される少なくとも１種を含む、請求項７に記載のパウチである。

本発明によると、ガスバリア性を有するパウチであって、Ｘ線検査の際にＸ線を一定量照射されても袋強度が劣化しないパウチを提供することができる。

本発明の積層フィルムの層構成を示した断面図。本発明の一例を示すパウチの正面図。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本発明の積層フィルムの層構成を示した断面図である。本発明は、ガスバリア層１と、延伸フィルムを含む基材層３と、最内層となるシーラント層４とをこの順に備える積層フィルムからなるパウチ１０（図２参照）である。

＜ガスバリア層＞
本発明にかかるガスバリア層１は後述する基材層３の外側に形成される。これにより、内部からの水分の蒸発、匂い漏れを防ぎ、また、外部からの酸素や水蒸気の浸入を防ぎ、内容物の劣化を防ぐことができる。

ガスバリア層１は、例えば、アルミニウム箔等からなる金属箔、アルミニウム、酸化珪素、アルミナ等の無機物または無機酸化物の透明蒸着層、または、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ＭＸＤ６等のガスバリア性樹脂からなる層、あるいはこれらの組み合わせであってよいが、この中では無機酸化物の透明蒸着層が望ましく、特に無機酸化物として、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素が望ましい。

前記無機酸化物の透明蒸着層を用いると、アルミニウム箔又はアルミニウム蒸着フィルムと比べ、袋内の内容物が視認でき、また、ガスバリア性を損なうことなく包材重量を削減できるので減量化、減容化が可能である。

また、他のガスバリア性樹脂と比較すると、ガスバリア性への温度・湿度の影響が少なく、酸素バリア性、水蒸気バリア性において、より高いバリア性能を備える。

前記無機酸化物の透明蒸着層は、延伸したポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドなどのベースフィルム上に酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素などの透明な無機薄膜が蒸着プロセスで製膜される。蒸着プロセスは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ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、光化学気相成長法等の化学気相成長法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）等を挙げることができる。生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。

ガスバリア層１として、前記無機酸化物の透明蒸着層に加えて、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデンなどから選択される少なくとも１種を含む有機系コーティングバリア層を組み合わせてもよい。これによって、印刷、ラミネートなどの後加工がしやすく、安定したガスバリア性を発揮できる。また、ガスバリア層１は、表面に、コロナ処理、オゾン処理、フレーム処理等の濡れ性を高める表面処理を行ってもよい。

通常、ガスバリア層１の厚さは、５μｍ～５０μｍの範囲であることが好ましく、前記下限未満では、圧延時に発生するピンホールが開いている可能性があり、十分なバリア性を担保できない。他方、前記上限を超えるとＸ線の透過性が悪くなるため、被検査物を透過したＸ線を検出したときのＳ／Ｎ比が悪化し、パウチ１０に異物が含まれているか否かを検査するＸ線検査装置の検査精度が低下してしまう。

＜基材層＞
本発明にかかる延伸フィルムを含む基材層３は、ガスバリア層１、シーラント層４の間に形成され、ガスバリア層１、シーラント層４を積層させるための支持体となるものである。このような延伸フィルムを含む基材層３の材料としては、Ｘ線照射に対する強度維持率という観点から、特に高いポリブチレンテレフタレートが望ましい。

また、このような延伸フィルムを含む基材層３の形態としては、特に限定されないが、例えば、延伸シート、延伸フィルム等の形態で用いることができる。さらに、このような基材層の厚さは特に限定されないが、厚みが５μｍ～５０μｍの範囲であることが望ましい。基材層３の厚みが前記下限未満では、十分な強度を有せず、他方、前記上限を超えると基材層３の価格が高くなり経済的ではない。

＜シーラント層＞
シーラント層４が最内層、すなわち内容物と接する層を形成する。本発明において、最も特徴を有する層である。ガスバリア層１と、基材層３と、シーラント層４の積層方法としては、慣用のドライラミネート法、押し出しコーティング法、サンドラミネート法等を適宜選択することができる。

本発明において、積層のために好適に使用されるドライラミネート用接着剤（２ａ、２ｂ）としては、ウレタン系接着剤、ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等を用いることができる。また、サンドイッチラミネート用接着性樹脂としては、任意のヒートシール性樹脂を用いることができる。

本発明において、シーラント層４は、ヒートシール性樹脂含有フィルムを含み、前記ヒートシール性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であり、特に高密度ポリエチレンが望ましい。

前記高密度ポリエチレンの密度は、０．９４５ｇ／ｃｍ^３以上、０．９７ｇ／ｃｍ^３以下であることが望ましい。前記下限未満では、Ｘ線に対する十分な強度を維持することができない。上限は特にないが、前記上限を超えるとフィルム成膜時の加工性が悪くなり、フィルム化するのが難しくなるため、前記上限以下が望ましい。

前記高密度ポリエチレンの厚みは、特に限定しないが、２０μｍ～１００μｍの範囲であることが望ましい。前記下限未満では、パウチした際に十分な強度を維持することが難しく、前記上限を超えると価格が高くなり経済的ではない。

＜パウチ＞
本発明の積層フィルムを使用し、シーラント層４が最内層となるように製袋して、パウチ１０とすることができる。

図２はパウチ１０の正面図である。パウチ１０を製造するには、前記積層フィルムを二つ折にするか、または積層フィルム２枚を用意し、そのシーラント層の面を対向させて重ね合わせ、その上部１０ａ、側部１０ｂ、底部１０ｃをヒートシールし、例えば、スタン
ディングパウチ型、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、ガゼット型等のヒートシール形態により種々の形態のパウチとする。

上記において、ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の方法で行うことができる。

本発明において、パウチ１０に密封充填される内容物２０としては、リチウムイオン電池の電解液などの「液状内容物」などが挙げられる。

本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。最初に、本発明において最も特徴を有する、積層フィルムに用いた単体フィルムの耐Ｘ線性を評価し、その後で積層フィルムを作製し、パウチに製袋してパウチの評価を行った。単体フィルムの耐Ｘ線性は、Ｘ線を２０ＫＶ／１００ｍＡの出力で、１時間照射後および３時間照射後に引張強度を測定し、Ｘ線照射前からの強度維持率を算出し、その強度維持率で評価した。また、引張試験は、各種フィルムを１ｍｍ幅×１００ｍｍ長さに短冊状にカットして、引張試験機（チャック間距離：５０ｍｍ、引張速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ）で測定した。

表１に、シーラントフィルムの単体の結果を、表２に基材フィルムの単体の結果を示す。表１の結果から、シーラントフィルムとしては高密度ポリエチレンフィルム（密度０．９５ｇ／ｃｍ^３、厚み５０μｍ）が、表２の結果から、基材フィルムとしては延伸ポリブチレンテレフタレート（厚み１５μｍ）が強度維持率が高いことがわかる。

次に、上記単体フィルムを積層し、パウチに製袋してから、パウチの耐Ｘ線性を測定・評価した。パウチの耐Ｘ線性の測定・評価は、引張強度と圧縮強度を測定し、各々のＸ線照射前の値と比較し、強度維持率を算出して評価した。引張強度の測定・評価は、単体フィルムの場合と全く同じ方法で行った。圧縮強度の測定は、パウチに水を５０ｍｌ充填し、パウチが破袋する際の強度を圧縮試験機で測定し、Ｘ線照射前の値と比較し、強度維持率を算出した。以下に実施例および比較例とその結果を示す。ただし、本発明のパウチは、実施例で示した様態に限定されるものではない。

＜実施例１＞
表面側より、透明蒸着フィルムＧＬ－ＲＤ（凸版印刷製、厚み１２μｍ）、延伸ポリブチレンテレフタレート（厚み１５μｍ）、高密度ポリエチレン（密度０．９５ｇ／ｃｍ^３、厚み５０μｍ）をドライラミネート接着剤を用いて（厚み４ｇ／ｍ^２）貼合わせて、積層フィルムを作製し、それを用いて１００ｍｍ角のパウチを作製した。

＜比較例１＞
表面側より、透明蒸着フィルムＧＬ－ＲＤ（凸版印刷製、厚み１２μｍ）、延伸ポリアミドフィルム（厚み１５μｍ）、高密度ポリエチレン（密度０．９５ｇ／ｃｍ^３、厚み５０μｍ）をドライラミネート接着剤を用いて（厚み４ｇ／ｍ^２）貼合わせて、積層フィルムを作製し、それを用いて１００ｍｍ角のパウチを作製した。

＜比較例２＞
表面側より、透明蒸着フィルムＧＬ－ＲＤ（凸版印刷製、厚み１２μｍ）、延伸ポリブチレンテレフタレート（厚み１５μｍ）、直鎖状低密度ポリエチレン（密度０．９２ｇ／
ｃｍ^３、幅５０μｍ）をドライラミネート接着剤を用いて（厚み４ｇ／ｍ^２）貼合わせて、積層フィルムを作製し、それを用いて１００ｍｍ角のパウチを作製した。

＜比較例３＞
表面側より、延伸ポリブチレンテレフタレート（厚み１５μｍ）、アルミニウム箔（厚み７μｍ）、直鎖状低密度ポリエチレン（密度０．９２ｇ／ｃｍ^３、厚み５０μｍ）をドライラミネート接着剤を用いて（厚み４ｇ／ｍ^２）貼合わせて、積層フィルムを作製し、それを用いて１００ｍｍ角のパウチを作製した。

各実施例および比較例で作製されたパウチの結果を表３に示す。表３をみてわかるように、比較品は全てＸ線照射によって、引張強度および圧縮強度とも大きく強度維持率が低下したが、発明品の実施例は引張強度および圧縮強度とも強度維持率に変化が認められず、Ｘ線照射によって劣化しないことがわかった。

以上から、本発明によると、ガスバリア性が必要な内容物を入れ、Ｘ線検査の際にＸ線を一定量照射しても袋強度が劣化しないパウチを提供することができる。

１・・・ガスバリア層
２ａ、２ｂ・・・接着剤
３・・・基材層
４・・・シーラント層
１０・・・パウチ本体
１０ａ・・・パウチ上部シール部
１０ｂ・・・パウチ側部シール部
１０ｃ・・・パウチ底部シール部
２０・・・内容物

Claims

少なくとも、ガスバリア層と、延伸フィルムを含む基材層と、最内層となるシーラント層とをこの順に備える積層フィルムからなるパウチであって、
前記シーラント層は、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ^３以上、０．９７ｇ／ｃｍ^３以下の高密度ポリエチレンを含み、
前記基材層は、延伸ポリブチレンテレフタレートを含み、
前記ガスバリア層と前記基材層の間および前記基材層と前記シーラント層の間には、接着剤を備えることを特徴とするパウチ。
前記シーラント層の厚みが２０μｍ以上、１００μｍ以下である、請求項１に記載のパウチ。
前記基材層の厚みが５μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１または２に記載のパウチ。
前記ガスバリア層が、無機蒸着バリア層を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のパウチ。
前記ガスバリア層の厚みが５μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載のパウチ。
前記無機蒸着バリア層が酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素からなる、請求項４に記載のパウチ。
前記ガスバリア層が、前記無機蒸着バリア層のほかに、さらに有機コーティングバリア層を含む、請求項４または６に記載のパウチ。
前記有機コーティングバリア層が、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデンから選択される少なくとも１種を含む、請求項７に記載のパウチ。
２０ｋＶ及び１００ｍＡの出力のＸ線を１時間照射した後における引張強度維持率が９５％以上であり、
前記引張強度維持率は、前記Ｘ線の照射後の引張強度の値を前記Ｘ線の照射前の引張強度の値で除して求められる率であり、
前記Ｘ線の照射後及び照射前の引張強度の値は、前記Ｘ線の照射後及び照射前の積層フィルムを１ｍｍ幅×１００ｍｍ長さに短冊状にそれぞれカットした試料を使用し、チャック間距離５０ｍｍ及び引張速度３００ｍｍ／分の条件で実施される引張試験によって求められる値である、請求項１～８のいずれか一項に記載のパウチ。