JP6897005B2

JP6897005B2 - 自立可能なフレキシブル包装袋

Info

Publication number: JP6897005B2
Application number: JP2016083794A
Authority: JP
Inventors: 祐輔仲野; 矢島　俊輔; 俊輔矢島
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: JP2017193344A

Description

本発明は、自立することが可能なフレキシブル包装袋に関するものである。

特許文献１には、液体、粘体、粉体、固体等の内容物を包装するための包装袋として、自立可能なフレキシブル包装袋が開示されている。図４Ａには、自立した状態のフレキシブル包装容器の斜視図を示す。このようなフレキシブル包装袋は、最内層を熱可塑性樹脂層とした第１の側面フィルム１０１、第２の側面フィルム１０２及びこれらの間に２つ折りの状態で折り目側から挿入された底フィルム１０３を含む。これらのフィルムは、周縁部１０４がシールされており、周縁部１０４に囲まれた部分が収納部１０５となる。熱可塑性樹脂層の材質には、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂が用いられることが多い。

包装袋の素材としては、他に、強度、耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、保香性等に優れる２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム等の２軸延伸ポリエステルフィルムが知られており、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムどうしをヒートシールして形成したフレキシブル包装袋が期待されている。しかしながら、配向性を有するフィルムは、ヒートシール性に乏しい。そこで、特許文献２には、電磁波を２軸延伸ポリエステルフィルムの表面に短パルス照射し、表面を改質することによりヒートシール性を付与する方法が開示されている。

特開２０１６−００３０５９号公報特公平４−２６３３９号公報

特許文献１に開示のフレキシブル包装袋に用いられるポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂は各種の物質を吸着する性質を有する。このため、これらをフィルム最内層に使用すると、フレキシブル包装袋の内容物に含まれる成分が吸着され、品質悪化を生じさせるおそれがある。また、これらの物質は臭気を発するため、内容物の性質によっては品質を損なうおそれがある。

そこで、特許文献２で開示された技術等より、ヒートシール性を付与した２軸延伸ポリエステルフィルムを最内層に積層した積層体を用いて自立可能なフレキシブル包装袋を製造することで、内容物に含まれる成分の吸着を抑えたフレキシブル包装袋を提供することができる。

しかしながら、２軸延伸ポリエステルフィルムを最内層とした積層体を用いたフレキシブル包装袋は、次の理由から、ヒートシール不良を発生することがあった。図４Ｂには、図４Ａのフレキシブル包装袋をＡ−Ａ’線で切断した、底フィルム１０３の折り返し部分１０６周辺における部分断面図を示す。図４Ｂに示すように、２軸延伸ポリエステルフィルムを用いたフレキシブル包装袋には、底フィルム１０３の折り返し部分１０６周辺において、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２が接する部分と、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２の間に底フィルム１０３がある部分の厚さの違いによって段差ができる。各フィルム１０１、１０２、１０３を構成する、流動性の低い２軸延伸ポリエステルフィルムは、ヒートシール処理時の加圧によっても十分にこの段差を埋められず、各フィルム１０１、１０２、１０３のヒートシールが不充分となるおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、内容物の吸着性が低く、ヒートシール不良の発生しない自立可能なフレキシブル包装袋を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、第１の側面フィルムと、第２の側面フィルムと、これらの間に２つ折りの状態で折り目側から挿入された底フィルムとを有し、周縁部がシールされており、シールされた周縁部に囲まれた部分が収納部となる、自立可能なフレキシブル包装袋であって、第１の側面フィルム、第２の側面フィルム、及び底フィルムは、収納部内部の空間に面する層である最内層に積層された２軸配向ポリエチレンテレフタレート層と、２軸配向ポリエチレンテレフタレート層に隣接して積層されたオレフィン層とを含む積層体である、フレキシブル包装袋である。

本発明によれば、内容物の吸着性が低く、ヒートシール不良の発生ない自立可能なフレキシブル包装袋を提供することを目的とする。

側面フィルムの平面図底フィルムの平面図包装袋の平面図積層体の断面図積層体の断面図積層体の断面図ヒートシール工程における包装袋の部分断面図ヒートシール工程における包装袋の部分断面図包装袋の斜視図包装袋の部分断面図

以下に、図を参照して実施形態に係るフレキシブル包装袋１００（以下、単に包装袋１００という）及びフレキシブル包装袋１００に用いる積層体の一例である、積層体２００を説明する。各変形例において同一または対応する要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

（包装袋）
図１Ａには、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２の平面図を示し、図１Ｂには、底フィルム１０３の平面図を示し、図１Ｃには、底フィルム１０３が折返されて畳まれた状態の包装袋１００の平面図を示す。包装袋１００は、積層体２００を所定の形状に形成した、第１の側面フィルム１０１と、第２の側面フィルム１０２と、これらの間に２つ折りの状態で折り目側から挿入される底フィルム１０３とを有する。なお、第１の側面フィルム及び第２の側面フィルムの形状は同じである。第１の側面フィルム１０１と、第２の側面フィルム１０２との間に底フィルム１０３を挿入した状態で、ハッチングで示した各フィルムの周縁部１０４をヒートシールすることにより、周縁部１０４に囲まれた収納部１０５が形成される。２つ折りされた底フィルム１０３を開くことにより、底フィルム１０３が包装袋１００の底部となり、包装袋１０３を自立させることができる。

第１側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２の幅は、８０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲で適宜設定可能であり、高さは１２０ｍｍ以上４００ｍｍ以下の範囲で適宜設定可能である。底フィルム１０３の折込幅は、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲で適宜設定可能である。なお、底フィルム１０３の折込幅は、底フィルム１０３を折り畳んだ状態での底フィルム１０３の折り返し部分１０６から包装袋１００の下端までの距離（図１Ｃのｈで示す距離）とする。

側面フィルム１０１、１０２の形状は矩形状に限定されず、例えば、操作性を考慮して周縁部１０４に凹部等を設けてもよく、包装袋１００が自立可能であれば包装袋１００の機能に応じて任意の形状を採用可能である。

（積層体）
図２Ａは、積層体２００の断面図である。積層体２００は図２Ａに示すように、包装袋１００の外層から内層の順に、ポリエステル層２１０／アルミニウム層２２０／オレフィン層２３０／２軸配向ポリエステル層２４０が積層されている。

ポリエステル層２１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて、アルミニウム層２２０の外層に積層して形成される。ポリエステル層２１０の厚みは、例えば、１２μｍであり、６μｍ以上２５μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。

アルミニウム層２２０は、アルミニウム箔をドライラミネート等によりオレフィン層２３０の外層に積層して形成される。アルミニウム層２２０の厚みは、例えば、９μｍであり、５μｍ以上１５μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。

オレフィン層２３０は、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等の酸コポリマー、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、アイオノマー（ＩＯＮ）等のエステルコポリマー、変性ポリエチレン等を用いて、ドライラミネーション、押出しラミネーション等により２軸配向ポリエステル層２４０の外層に形成される。オレフィン層２３０の厚みは、例えば、３０μｍであり、２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。特に、３０μｍ以上８０μｍ以下が好ましい。オレフィン層１３０の厚みが２０μｍより薄いと積層体２００の強度が低くなり包装袋１００の自立が困難になる。また、オレフィン層１３０の厚みが１００μｍより厚いと、積層体２００が硬くなり過ぎ、包装袋１００の操作が困難となる。

２軸配向ポリエステル層２４０は、例えば２軸配向ＰＥＴを用いて、オレフィン層２３０の内層に形成される。２軸配向ポリエステル層２４０を好適に選択することにより、ｄ−カンファー、ｌ−メントール、サリチル酸メチル、カプロン酸エチル、ツロブテロール、酢酸−ｄｌ−α−トコフェロール等のようなポリエチレン樹脂及びポリプロピレン系樹脂に吸着されやすい物質の吸着量を、小さくすることができる。オレフィン層２３０及び２軸配向ポリエステル層２４０の間にはアンカーコート剤を使用してもよいし、２軸配向ポリエステル層２４０にコロナ処理を施すことでアンカーコート剤を使用しなくてもよい。２軸配向ポリエステル層２４０の厚みは１２μｍであり、６μｍ以上２５μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。

積層体の層構成は、積層体２００に限定されない。以下に変形例を説明する。図２Ｂは、積層体２０１の断面図である。積層体２０１は図２Ｂに示すように、包装袋１００の外層から内層の順に、ポリエステル層２１０／アルミニウム層２２０／ナイロン層２５０／オレフィン層２３０／２軸配向ポリエステル層２４０が積層されている。積層体２０１と積層体２００との相違点はアルミニウム層２２０及びオレフィン層２３０の間にナイロン層２５０を備える点である。

ナイロン層２５０は、ナイロンを用いてオレフィン層２３０の外層に形成される。ナイロン層２５０の厚みは、例えば、１５μｍであり、６μｍ以上２５μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。

積層体２０１はナイロン層２５０を備えることにより、積層体２００と比較して高い強度を有することができる。

図２Ｃは、積層体２０２の断面図である。積層体２０２は図２Ｃに示すように、包装袋１００の外層から内層の順に、アルミ蒸着ポリエステル層２６０／ナイロン層２５０／オレフィン層２３０／２軸配向ポリエステル層２４０が積層されている。積層体２０２と積層体２０１との相違点はポリエステル層２１０／アルミニウム層２２０の代わりに蒸着ポリエステル層２６０を備える点である。

蒸着ポリエステル層２６０は、アルミニウム等の金属、シリカ、アルミナ等をＰＥＴ等のポリエステル層に蒸着した蒸着フィルムである。蒸着ポリエステル層２６０の厚みは、例えば、１２μｍであり、蒸着層の厚みは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、ポリエステル層の厚みは６μｍ以上２５μｍ以下の範囲で適宜設定可能である。

積層体２０２は蒸着ポリエステル層２６０を備えることにより、積層体２０１よりも薄い積層体でありながら、積層体２０１と同等のバリア性及び強度を実現することができる。

包装袋１００に用いる積層体は、最内層に積層された２軸配向ポリエステル層２４０と、２軸配向ポリエステル層２４０に隣接して積層されたオレフィン層２３０とを含めば、包装袋１００の機能に応じて様々な層を追加してもよい。また、各層の積層順序も、最内層の２軸配向ポリエステル層２４０に隣接してオレフィン層２３０が形成されていれば、例えば、アルミニウム層２２０とナイロン層２５０との順序を入れ替える等、適宜変更することができる。また、各層の厚さも限定されず、適宜設定可能である。

（包装袋の製造方法）
包装袋１００の製造方法は、第１の側面フィルム１０１、第２の側面フィルム１０２、及び底フィルム１０３のそれぞれの周縁部１０４にヒートシール性を付与する工程と、第１の側面フィルム１０１と、第２の側面フィルム１０２との間に２つ折りの状態で折り目側から底フィルム１０３を挿入する工程と、これらフィルムのヒートシール性を付与された周縁部１０４どうしをヒートシールする工程とを含む。

配向性を有するフィルムは、通常、ヒートシール性に乏しいため、２軸配向ポリエステル層２４０は所定の方法により、少なくとも周縁部１０４においてヒートシール性を向上させることが好ましい。ヒートシール性を向上させる方法としては例えば、特公平４−２６３３９号公報に記載されたような電磁照射の方法によってもよく、その他の公知の方法によってもよい。また、レーザー光照射等のその他の新たな方法を用いてもよい。

ヒートシールの方法としてはインパルスシール、ホットエアー、超音波シール、高周波シール等の方法を用いることができる。

図３Ａ、図３Ｂは、ヒートシール工程における、底フィルム１０３の折り返し部分１０６周辺の部分断面図である。なお、分かり易くするため、図３Ａ、図３Ｂには、ポリエステル層２１０、オレフィン層２３０および２軸配向ポリエステル層２４０のみを示す。

フィルム１０１、１０２、１０３は、２軸配向ポリエステル層２４０に隣接するオレフィン層２３０を有している。このため、図３Ａに示すように、ヒートシール工程において、底フィルム１０３を第１の側面フィルム１０１と第２の側面フィルム１０２との間で、白色の矢印で示すように加熱しながら加圧すると、熱により流動性が生じたオレフィン層２４０が、ポリエステル層２１０及び２軸配向ポリエステル層２５０の間で変形可能となる。この状態でさらに加圧を続けると、フィルム１０１、１０２、１０３の各オレフィン層２３０は、２軸配向ポリエステル層２４０間の隙間を埋めるように流動する。特に、底フィルム１０３の折り返し部分の近傍に位置し、第１の側面フィルム及び第２の側面フィルムの２軸配向ポリエステル層２４０に挟まれた隙間には、フィルム１０１、１０２、１０３の各２軸配向ポリエステル層２４０がオレフィン層２４０により、当該隙間を埋めるように加圧される。この結果、図３Ｂに示すように、フィルム１０１、１０２、１０３の各２軸配向ポリエステル層２４０は、隙間や段差が無く密着した状態でヒートシールをすることができるため、ヒートシール工程においてヒートシール不良は発生しない。

実施例１〜３及び比較例１〜３に係る積層体を作製し、それぞれの積層体を用いて包装袋を作製して、包装袋の吸着性及びシール性能の評価を行った。さらに、実施例１〜３に係る積層体を用いて、寸法の異なる包装袋を作製して、自立性及び操作性の評価を行った。

（実施例１）
実施例１に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／アルミニウム（９μｍ）／ポリエチレン（３０μｍ）／２軸配向ＰＥＴ（１２μｍ）を積層して形成した。

（実施例２）
実施例２に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／アルミニウム（９μｍ）／ナイロン（３０μｍ）／ポリエチレン（３０μｍ）／２軸配向ＰＥＴ（１２μｍ）を積層して形成した。

（実施例３）
実施例３に係る積層体は、外層から内層の順にアルミ蒸着ＰＥＴ（１２μｍ）／ナイロン（３０μｍ）／ポリエチレン（３０μｍ）／２軸配向ＰＥＴ（１２μｍ）を積層して形成した。

（比較例１）
比較例１に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／アルミニウム（９μｍ）／２軸配向ＰＥＴ（１２μｍ）を積層して形成した。

（比較例２）
比較例２に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／アルミニウム（９μｍ）／ポリエチレン（３０μｍ）を積層して形成した。

（比較例３）
比較例３に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／アルミニウム（９μｍ）／ナイロン（３０μｍ）／ポリエチレン（３０μｍ）を積層して形成した。

それぞれの積層体を用いて２つの側面フィルム及び底面フィルムの形状に形成した後、ヒートシール性を付与するために、最内層に２軸配向ＰＥＴを備える実施例１〜３及び比較例１の積層体の最内層周縁部にレーザー光を照射した。レーザー光の照射には、炭酸ガスレーザー装置（ＭＬ−Ｚ９５１０、キーエンス製）を用いた。

その後、作製された積層体をヒートシールして包装袋を製造した。ヒートシールは、１７０℃の温度で０．２ＭＰａの荷重を２秒間加えて行った。自立性及び操作性の評価以外に用いた包装袋の寸法は、外幅１２０ｍｍ、高さ２４０ｍｍ、折込幅を３４ｍｍとした。

（吸着性評価）
吸着性の評価は、以下の手順で行った。初めに、焼酎を内容液として入れた各包装袋を準備し、これらを４０℃で１ヶ月間保存した。その後、マイクロピペットを用いて各包装袋の内容液を１ｍｌずつ採取しバイアル瓶に密封し、このバイアル瓶にＳＰＭＥファイバーを差込んだ後、これを６０℃で２０分間加熱した。最後に、ＳＰＭＥファイバーをガスクロマトグラフ／質量分析計（ＧＣ６８９０／ＭＳＤ５６９７３、Ａｇｉｌｅｎｔ製）の注入口に差込み、内容液中の脂肪酸エステルの残存量について分析を行った。

（シール性評価）
シール性評価は、作製したそれぞれの包装袋について、底フィルム１０３折り返し部分近傍における、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２間の隙間の有無を目視で確認して行った。

評価結果を表１に示す。表１には、吸着性評価の結果であるガスクロマトグラフ／質量分析計で測定した内容液中の脂肪酸エステル残存量のピーク面積値と、シール性評価の結果である各包装袋の隙間の有無と、２つの評価結果から得られる総合的な評価結果とを示す。総合評価の結果として、吸着性物質を収納する包装袋に適している場合には「＋」を付し、適していない場合には「−」を付して示した。

表１に示すように、実施例１〜３及び比較例１の包装袋では、最内層をＰＥＴで形成しているため、最内層をポリエチレンで形成した比較例２、３の包装袋と比較して、脂肪酸エステルの残存量が多い、すなわち、内容液の吸着量が少ないことが確認できた。また、実施例１〜３の包装袋では、最内層の２軸配向ＰＥＴに隣接してポリエチレンを形成しているため、側面フィルムの底フィルム折り返し部分近傍においても２軸配向ＰＥＴが隙間を有することなくヒートシールされることが確認できた。これらの結果から、実施例１〜３に係る積層体は、吸着性物質を収納する包装袋に適していることが確認できた。

（自立性及び操作性評価）
実施例１〜３の積層体を用いて、各フィルム１０１、１０２、１０３を以下の寸法１〜６とした包装袋を作製し、各包装袋の自立性及び操作性を評価した。寸法１は、外幅７０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、底折込幅１５ｍｍとした。寸法２は、外幅８０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、底折込幅２０ｍｍとした。寸法３は、外幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、底折込幅２５ｍｍとした。寸法４は、外幅２００ｍｍ、高さ２８０ｍｍ、底折込幅３５ｍｍとした。寸法５は、外幅３００ｍｍ、高さ４００ｍｍ、底折込幅７０ｍｍとした。寸法６は、外幅３５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ、底折込幅８５ｍｍとした。なお、各寸法は、外幅及び高さが、第１の側面フィルム及び第２の側面フィルムの寸法であって、それぞれ包装袋を正立させた際の左右方向における端部間の距離、及び上下方向における端部間の距離である。また、底折込幅は底フィルム１０３を折り畳んだ状態での底フィルム１０３の折り返し部分１０６から包装袋１００の下端までの距離である。

自立性評価は、内容液として水を充填した各包装袋の自立しやすさを評価した。また、操作性評価は、水を充填した各包装袋を開封して、内容液を注出する際の操作のし易さを官能検査で評価した。

評価結果を表２に示す。表２には、自立性評価の結果として、底フィルム１０３が十分に開いて底面となり、容易に自立させることができた包装袋には「＋＋」を付し、自立させることとはできたが「＋＋」ほど容易でなかった包装袋には「＋」を付して示した。また、操作性評価の結果として、容易に操作ができた包装袋には「＋＋」を付して、操作できたが「＋＋」ほど容易でなかった包装袋には「＋」を付して示した。

表２に示すように、折込幅が２０ｍｍより小さい場合、底フィルム１０３が曲がりにくく底フィルム１０３が安定して開きにくかった。また、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２が幅３００×高さ４００より大きい場合、その大きさから、第１の側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２が曲がり包装袋の操作性が低下した。これらの結果から、本発明の包装袋は、多様な寸法での製造が可能であるが、第１側面フィルム１０１及び第２の側面フィルム１０２の幅が８０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、高さが１２０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、底フィルム１０３の折込幅が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である場合が特に好適であることを確認した。

以上、説明したように、本発明によればポリエチレンやポリプロピレンを最内層に使用した積層体と比較して特定の物質の吸着量を低く抑えることができる。また、ヒートシールに際して積層体の折り曲げ部周辺に隙間や段差ができにくいため、ヒートシール不良の発生しない包装袋を提供することができる。また、強度の高い２軸配向ポリエステル層２４０にヒートシール性を付与して積層体に用いているため、オレフィン層２３０をシーラントに用いた場合と比較して積層体の厚みを薄く形成でき、包装袋の重量を抑えることができる。

本発明は、包装袋等に有用である。

１００フレキシブル包装袋
１０１第１の側面フィルム
１０２第２の側面フィルム
１０３底フィルム
１０４周縁部
１０５収納部
１０６折り返し部分
２００、２０１、２０２積層体
２１０ポリエステル層
２２０アルミニウム層
２３０オレフィン層
２４０２軸配向ポリエステル層
２５０オレフィン層
２６０アルミ蒸着ポリエステル層

Claims

第１の側面フィルムと、第２の側面フィルムと、これらの間に２つ折りの状態で折り目
側から挿入された底フィルムとを有し、周縁部がシールされており、シールされた前記周
縁部に囲まれた部分が収納部となる、自立可能なフレキシブル包装袋であって、
第１の側面フィルム、第２の側面フィルム、及び前記底フィルムは、
前記収納部内部の空間に面する層である最内層に積層された２軸配向ポリエチレンテレ
フタレート層と、
前記２軸配向ポリエチレンテレフタレート層に隣接して積層されたオレフィン層とを含
む積層体である、フレキシブル包装袋。
前記第１の側面フィルムおよび前記第２の側面フィルムの幅が８０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１の側面フィルムおよび前記第２の側面フィルムの高さが１２０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、
前記底フィルムの折込幅が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である、請求項１に記載のフレキ
シブル包装袋。