(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024107774
(43)【公開日】2024-08-09
(54)【発明の名称】積層体及びスタンディングパウチ
(51)【国際特許分類】
B32B 15/085 20060101AFI20240802BHJP
B65D 30/02 20060101ALI20240802BHJP
B65D 30/16 20060101ALI20240802BHJP
B65D 65/40 20060101ALI20240802BHJP
【FI】
B32B15/085 A
B65D30/02
B65D30/16 C
B65D65/40 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023011870
(22)【出願日】2023-01-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】TOPPANホールディングス株式会社
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 操
(72)【発明者】
【氏名】清水 暢之
【テーマコード(参考)】
3E064
3E086
4F100
【Fターム(参考)】
3E064AB25
3E064BA17
3E064BA18
3E064BA26
3E064BA30
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3E086BB85
3E086CA01
3E086CA28
3E086CA40
4F100AB00D
4F100AB10D
4F100AB31D
4F100AB33D
4F100AK01E
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4F100YY00D
(57)【要約】
【課題】ガスバリア性を有し、包材へのアタックが強い内容物に対して、耐内容物性が求められる包材に適用でき、また、積層体をスタンディングパウチに用いた際に、底材の屈曲により金属層にクラックが生じても、内容物が基材層側へ浸透せず、内容物の漏れが生じない高耐性包材用積層体を提供すること。
【解決手段】表層側から、基材層、接着層A、金属層、接着層B、熱可塑性樹脂層がこの順に積層され、前記接着層AおよびBが少なくとも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層であり、少なくとも1ヵ所に外側を起点とした谷折加工を有する包装袋用の高耐性包材用積層体である。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表層側から、基材層、接着層A、金属層、接着層B、熱可塑性樹脂層がこの順に積層され、前記接着層AおよびBが少なくとも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層であり、少なくとも1ヵ所に外側を起点とした谷折加工を有する包装袋用の高耐性包材用積層体。
【請求項2】
前記接着層AおよびBが共にグラフト酸変性ポリオレフィンと低密度ポリエチレンから成る溶融共押出層であることを特徴とする請求項1に記載の高耐性包材用積層体。
【請求項3】
前記熱可塑性樹脂層が、主成分がポリオレフィンであり厚さが50μm以上180μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の高耐性包材用積層体。
【請求項4】
前記金属層が、50μm以下のアルミニウム、またはアルミニウム合金からなる箔であることを特徴とする請求項1に記載の高耐性包材用積層体。
【請求項5】
請求項1~4のいずれかに記載の積層体を少なくとも底材に用いてなるスタンディングパウチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包材へのアタックが内容物に対して、内容物の包材への侵食・浸透を原因とする包材を構成する積層の剥離等の不具合を防止する耐内容物性に優れた積層体およびそれを用いたスタンディングパウチに関する。
【背景技術】
【0002】
食品、医薬品等の包装に用いられる包装材料としては、一般に、内容物の変質や腐敗等を抑制し、それらの機能や性質を保持するために、水蒸気、酸素、その他の内容物を変質させる気体の進入を遮断するガスバリア性を有する積層体が用いられている。
【0003】
このような積層フィルムにおいては、耐性包材の用途であっても、接着層を形成する接着剤として一般的にウレタン2液硬化タイプのドライラミネート用接着剤が用いられる。しかし、包装材料により包装される内容物には、酸塩基性の強いものやヘアカラー剤、アルコール製剤、医薬品等のアタック性が高い(化学反応性が高い)内容物を含有するものが多くあり、これらの内容物を包装すると、輸送や保管をする際には、アルミニウム箔などの金属層とシーラント層間のドライラミネート用接着剤層に悪影響を及ぼし、金属層の腐食や、積層体におけるラミネート強度の低下による剥離(デラミネーション)や、基材の変色等の不具合が生じる場合があることから、ガスバリア性のほか内容物に対する耐性も要求されることが多かった。
【0004】
このような状況に対応するため、ラミネート加工に使用される接着剤の改良が種々行われており、アルコール耐性のあるものなど提案されている(特許文献1参照)。また、接着層として、幅広い種類の透明バリアフィルムやアルミニウム箔との接着性に優れ、耐内容物性に優れたものとして無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレンを使った積層体が提案されている(特許文献2参照)。
【0005】
また、ガスバリア性と耐内容物性を両立させて実現する方法として、特許文献3にはアルミニウム箔に化成処理をしてアルミニウム箔の腐食を抑える包装袋の提案がなされている。また、特許文献4には、ガスバリア層としてアルミニウム箔を用いた積層体による包装袋の提案がなされ、積層体の剥離強度の向上のために熱可塑性樹脂の押し出し層を設けることによってその解決を図る提案がなされている。
【0006】
一方、耐性包材の用途として用いられる包装袋の一例としてスタンディングパウチが挙げられる。スタンディングパウチは店頭の商品棚等で陳列する際に商品を目立たせることが可能であり、広く利用されている形態である。しかしながら、スタンディングパウチは機能上内容物の自重やパウチに加わる振動、衝撃が天地方向へ作用しやすい上、自立性機能を付与するため、底材には折込部分が存在する構造になっている。このことから、特許文献2の耐内容物性を持たせた積層体をスタンディングパウチの形状に適用した際、折込部で屈曲された状態のガスバリア層に力が加わることでしばしばひび割れ(クラック)が生じることが問題となる。
【0007】
ラミネート加工に使用される接着剤の改良やアルミニウム箔表面の化成処理では浸透によるピンホール発生は抑えられるが、上記のような屈曲など物理的な変形により、ガスバリア層である金属層にクラックが入るという問題があった。金属層にクラックが入ることで当該箇所から内容物が基材層側へ浸透し、デラミネーションや、基材層の変色が起きたり、内容物の漏れが起こるなど本来のガスバリア機能だけでなく、スタンディングパウチとしての機能が損なわれる場合がある。ガスバリア層がアルミニウム等の金属箔である場
合、箔の厚みを通常よりも厚くすることでクラックの発生頻度を抑制できるが、金属の使用量が多くなることは、資源の消費や廃棄される際の手間といった環境的側面、またコストの観点からも望ましくない。
【0008】
すなわち、酸塩基性の強いものやヘアカラー剤等を収納するスタンディングパウチは、ガスバリア層としてアルミニウム箔などの金属箔を使用する場合には、内容物の染み出しによる金属箔の腐食や積層体の層間の剥離強度の低下を防止しなくてはならない。さらに輸送時の屈曲や衝撃などによる金属層に発生するクラックからの内容物の漏洩防止など、スタンディングパウチを構成する積層体の構成要素の耐久性や剥離強度の確保も必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第5915710号公報
【特許文献2】特開2020-049896号公報
【特許文献3】特許第5584970号公報
【特許文献4】特開2003-81285号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上述のような背景技術の問題を鑑みて、
金属層を有し、包材へのアタックが強い内容物に対して、デラミネーションや、基材層の変色を防止する耐内容物性が求められる包材に適用でき、また、積層体をスタンディングパウチに用いた際に、底材の屈曲により金属層にクラックが生じても、内容物が基材層側へ浸透せず、内容物の漏れが生じない高耐性包材用積層体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するための手段として、本発明の第1の態様は、
表層側から、基材層、接着層A、金属層、接着層B、熱可塑性樹脂層がこの順に積層され、前記接着層AおよびBが少なくとも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層であり、少なくとも1ヵ所に外側を起点とした谷折加工を有する包装袋用の高耐性包材用積層体である。
【0012】
接着層を一般的なウレタン系接着剤やアンカーコートではなく、金属層と熱可塑性樹脂層間に、酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層を介することで耐内容物性を持たせた。また、基材層と金属箔層間にも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層を設けることによって、屈曲や衝撃等によって、金属層にクラックが発生したとしても、基材層にまで内容物が浸透するのを防ぐことができる。
【0013】
また、本発明の第2の態様は、
前記接着層AおよびBが共にグラフト酸変性ポリオレフィンと低密度ポリエチレンから成る溶融共押出層であってもよい。接着層AおよびBが共にグラフト酸変性ポリオレフィンを含むことで金属層の両面に高い接着性を持たせることができる。
【0014】
また、本発明の第3の態様は、
前記熱可塑性樹脂層が、主成分がポリオレフィンであり厚さが50μm以上180μm以下であってよい。スタンディングパウチとして自立するだけの厚みを確保しつつ厚すぎて製袋時に熱が伝わりにくいといった障害を防いだ。
【0015】
また、本発明の第4の態様は、
前記金属層が、50μm以下のアルミニウム、またはアルミニウム合金からなる箔であってよい。
【0016】
また、本発明の第5の態様は、
請求項1~3のいずれかに記載の積層体を少なくとも底材に用いてなるスタンディングパウチであってよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、ガスバリア性を有し、包材へのアタックが強い内容物に対して、デラミネーションや、基材層の変色を防止する耐内容物性が求められる包材に適用でき、また、積層体をスタンディングパウチに用いた際に、底材の屈曲により金属層にクラックが生じても、内容物が基材層側へ浸透せず、内容物の漏れが生じない高耐性包材用積層体を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】本発明に係る高耐性包材用積層体の層構成例を示す断面模式図である。
【
図2】本発明に係るスタンディングパウチを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【0020】
金属層とシーラント層とをドライラミネート用接着剤を用いて接着層を形成し、貼り合わせた場合、内容物耐性が低いため、金属層とシーラント層の間の接着層が内容物により侵され、ラミネート強度が経時的に低下し、デラミネーションを引き起こす問題があった。これに対し、本発明において、金属層と熱可塑性樹脂層間に、酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層である接着層Bで耐内容物性を持たせた。また、基材層と金属箔層間にも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層である接着層Aを設けることによって、例え屈曲によって、金属層にクラックが発生したとしても、基材層にまで内容物が浸透するのを防ぐことができる。
【0021】
図1は、本発明の高耐性包材用積層体10の層構成例を示す断面模式図である。
図1に示される高耐性包材用積層体10は、基材層1と、印刷層2と、接着層A3と、金属層4と、接着層B5と、熱可塑性樹脂層6とをこの順で含んでいる。このうち印刷層2は、必要に応じて形成される任意の層である。高耐性包材用積層体10に含まれる各層について、以下に説明する。
【0022】
[基材層]
基材層1を形成する樹脂としては、この種の包装材料に通常用いられるポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等を用いれば良く、例えばポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン-2、6-ナフタレート、ポリブチレンテレフタレートやこれらの共重合体等のポリエステル系樹脂が挙げられる。
【0023】
基材層1の厚みは特に限定されるものではないが、通常は二軸延伸することによって得られる延伸フィルムが用いられ、9μm~50μmの範囲の厚みのものが望ましい。厚みは、積層体の用途によって決めることができる。
【0024】
[印刷層]
印刷層2は必須ではないが、積層体やパウチに情報を表示するために必要な場合などには、基材層1には、必要に応じて適宜印刷層を設けることができる。この印刷層により、文字、絵柄などを形成することができる。印刷方法としては、例えば、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷などの公知の印刷方法を用いることができる。
【0025】
[金属層]
金属層4は、金属箔からなる層であり、金属箔の材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等が使用できるが、なかでも、汎用性、フレキシブル性の観点からアルミニウムまたはアルミニウム合金が特に望ましい。また、金属箔は、薄いほどピンホールが発生しやすいため、必要なガスバリア性を確保するためには厚さが5μm以上であることが望ましい。ガスバリア性確保の観点では上限はないが、加工適性及び過度な金属使用を抑える観点から、金属層の厚みは50μm以下が好ましい。金属層4と接着層B5の間には、金属腐食防止コート層を設けてもよい。
【0026】
[接着層]
接着層A3および接着層B5は、少なくとも酸変性ポリオレフィンを含む溶融共押出層であり、接着層A3は基材層1と金属層4間に、接着層B5は、金属層4と熱可塑性樹脂層6間に、熱ラミネートにより接着されている。本実施形態では、接着層A3、接着層B5が共にグラフト酸変性ポリオレフィンと低密度ポリエチレンから成る溶融共押出層を用いている。グラフト酸変性ポリオレフィンは、酸変性ポリオレフィンの一つとして本発明に好ましく用いられる。
【0027】
ここで、接着層B5は、金属層4側に酸変性ポリオレフィン層が配置される様にすることで金属層4と接着層B5の接着強度が向上し、且つ内容物浸透によるアタックによるデラミネーション、金属層4の腐食によるデラミネーションを抑制する。
【0028】
[熱可塑性樹脂層]
熱可塑性樹脂層6は、ヒートシーラント層として安定した均一なヒートシール性、密封性を有し、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などからなる層である。具体的には、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、エチレン-αオレフィン共重合体などのエチレン系樹脂や、ホモ・ブロック・ランダムの各ポリプロピレン樹脂や、プロピレン-αオレフィン共重合体などのプロピレン系樹脂から選ばれる樹脂の単体あるいは2種以上のブレンド物などにより設けられる。
【0029】
また、熱可塑性樹脂層6の厚さは、50μm以上180μm以下であることが望ましい。スタンディングパウチとして自立するだけの厚みを確保しつつ厚すぎて製袋時に熱が伝わりにくいといった障害を防ぐことができる。
【0030】
また、これらの構成材料には、必要に応じて各種添加剤(酸化防止剤、粘着付与剤、充填剤、各種フィラーなど)を添加しても構わない。
【0031】
[スタンディングパウチ]
本発明の高耐性包材用積層体を用いて包装容器を製造することできる。
図2は、本発明のスタンディングパウチ20を示す正面図である。同図に示すスタンディングパウチ20は、高耐性包材用積層体10を使用した表面部材21及び裏面部材22のシール層同士が互いに対向するように配置されており、下端部に高耐性包材用積層体10を使用した底材23を、シール層がパウチの内側となるように折り曲げ線16で山折りして挿入し、ガセット部を形成し、ガセット部が周縁部を含む船底形の底部シール部13、14でヒートシールされ、底部が形成され、スタンディングパウチ20の胴体部は、重ね合わさった表面部材21及び裏面部材22の両端をヒートシールすることで側面シール部11、12を設けて形成し、上部より液体、粉末等の内容物を充填した後、上部シール部15でヒートシールすることで、内容物が充填されたスタンディングパウチ20を得る。スタンディングパウチ20の底部がこのような構造になっているため、例えば、輸送をする際に、底材23の折り曲げ線16で山折りした折込部で屈曲された状態の金属層に衝撃が加わることでクラックを生じることがある。
【実施例0032】
以下、本発明を具体的に実施した実施例で説明する。
【0033】
[実施例1]
実施例1では以下の材料を用いた。
・基材層1:ポリエチレンテレフタレート12μm(フタムラ化学(株)製:FE2001)
・接着剤:エステル主鎖を含む主剤(A525、三井化学(株)製)と硬化剤(A52、三井化学(株)製)の混合液
・延伸ナイロン(ONY)フィルム15μm(興人製、ボニールw)
・接着層A3(溶融共押出し層):無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン10μm(三菱ケミカル(株)製:M605)と低密度ポリエチレン10μm(日本ポリエチレン(株)製:LC600A)を溶融共押出して形成
・金属層4:アルミニウム箔9μm(東洋アルミニウム(株)製:8021)
・接着層B5(溶融共押出し層):無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン10μm(三菱ケミカル(株)製:M605)と低密度ポリエチレン10μm(日本ポリエチレン(株)製:LC600A)を溶融共押出して形成
・熱可塑性樹脂層6:直鎖状低密度ポリエチレン120μm(タマポリ(株)製:SE620F)
【0034】
上記材料を積層させたフィルムを140℃、15秒ヒーターロールに抱かせるように熱を加えて(熱ラミネート)、積層体を得て、この積層体を用いて実施例1のスタンディングパウチを作製した。
【0035】
[比較例1]
比較例1では以下の材料を用いた。
・基材層1:ポリエチレンテレフタレート12μm(フタムラ化学(株)製:FE2001)
・接着剤:エステル主鎖を含む主剤(A525、三井化学(株)製)と硬化剤(A52、三井化学(株)製)の混合液
・延伸ナイロン(ONY)フィルム15μm(興人フィルム&ケミカルズ(株)製、ボニールw)
・接着剤:エステル主鎖を含む主剤(A525、三井化学(株)製)と硬化剤(A52、三井化学(株)製)の混合液
・金属層4:アルミニウム箔9μm(東洋アルミニウム(株)製:8021)
・接着層B5(溶融共押出し層):無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン10μm(三菱ケミカル(株)製:M605)と低密度ポリエチレン10μm(日本ポリエチレン(株)製:LC600A)を溶融共押出して形成
・熱可塑性樹脂層6:直鎖状低密度ポリエチレン120μm(タマポリ(株)製:SE620F)
【0036】
上記材料を積層させたフィルムを実施例1と同様にして積層体を得て、この積層体を用いて比較例1のスタンディングパウチを作製した。
【0037】
[比較例2]
比較例2では以下の材料を用いた。
・基材層1:ポリエチレンテレフタレート12μm(フタムラ化学(株)製:FE2001)
・接着剤:エステル主鎖を含む主剤(A525、三井化学(株)製)と硬化剤(A52、三井化学(株)製)の混合液
・金属層4:アルミニウム箔7μm(東洋アルミニウム(株)製:8021)
・接着剤:エステル主鎖を含む主剤(A525、三井化学(株)製)と硬化剤(A52、三井化学(株)製)の混合液
・延伸ナイロン(ONY)フィルム15μm(興人製、ボニールw)
・溶融共押出し層:ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレットタイプを主成分とした接着剤(三井化学(株)製:A-65)を塗工し、その後ポリエチレン20μm(住友化学(株)製:L-417)を溶融共押出して形成
・熱可塑性樹脂層6:直鎖状低密度ポリエチレン100μm(タマポリ(株)製:SE620F)
【0038】
上記材料を積層させたフィルムを実施例1と同様にして積層体を得て、この積層体を用いて比較例2のスタンディングパウチを作製した。
【0039】
[評価]
(輸送試験前の内容物耐性)
各構成の積層体を胴体部と底材とに用いてスタンディングパウチを各3袋作製し、アルコール60重量%の溶液を充填し密封し、40℃湿度フリー条件で6ヶ月間保存した後、それぞれのスタンディングパウチの底材から試験片を切り出し、金属層と基材側の接着層間の接着強度を引張速度300mm/minの条件で測定し、3袋の平均値を求めた。平均値(JISK7127準拠)をA:3N/15mm以上、B:3N/15mm未満とする。
(輸送試験)
各構成の積層体を胴体部と底材とに用いてスタンディングパウチを作製し、アルコール60重量%の溶液を充填し密封した。これを3袋ずつ直立状態でダンボール箱に納め、箱ごと100kmにわたりトラックにて陸上輸送をした。
(輸送試験後の内容物耐性)
輸送試験後に、輸送試験前と同様の方法で内容物耐性評価を行い、その後、それぞれのスタンディングパウチの底材から試験片を切り出し、金属層と基材側の接着層間の接着強度を輸送試験前と同様の方法で測定した。3袋の平均値(JISK7127準拠)はA:3N/15mm以上、B:3N/15mm未満とする。
(クラック発生有無)
箱ごと100kmにわたり陸上輸送した後、底材の金属層にクラックが発生しているか確認した。
A:目視で視認できるクラックが発生していない B:目視で視認できるクラックが発生している
以上の評価結果を表1に示す。
【0040】
【0041】
表1の結果から、実施例1のスタンディングパウチは、輸送試験後金属層にクラックが発生しても、内容物が接着層に浸透せず、金属層と基材側の接着層との剥離強度が高いことがわかった。
また、比較例1のスタンディングパウチは、輸送試験後クラックが発生して、内容物が
接着層に浸透して剥離強度は低下した。また、比較例2のスタンディングパウチは、クラックは発生しなかったが、接着層に無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレンを含まないため、他のスタンディングパウチよりも金属層との接着性が低かったと思われる。
【0042】
本発明によれば、包材へのアタックが強い内容物に対して、耐内容物性が求められる包材に適用でき、また、積層体をスタンディングパウチに用いた際に、底材の屈曲により金属層にクラックが生じても、内容物が基材層側へ浸透せず、内容物の漏れが生じない剥離強度が高い高耐性包材用積層体を提供することが可能になった。