JP2010143624A - スパウト容器用積層フィルム及びこれを用いたスパウト容器 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムとの接合部の外周が７０ｍｍ以上のスパウトを使用したスパウト容器の溶着箇所の高いシール性を達成できるスパウト容器用積層フィルム及びこれを用いたスパウト容器を提供すること。
【解決手段】本発明に係るスパウト容器用積層フィルム５は、引張伸度４００〜８００％の基材層１と、引張伸度５００〜１０００％のシーラント層２と、押出ラミネーションによって基材層１とシーラント層２との間に形成され、基材層１とシーラント層２とを貼り合わせる接合層３とを備える。本発明に係るスパウト容器１０は、シーラント層２を内側にしてスパウト容器用積層フィルム５を袋状に加工してなる容器本体部７と、この容器本体部７の内側と外側とを連通する流路を有し、容器本体部７の周縁部に取り付けられたスパウト８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、合成樹脂シートを袋状に形成した容器本体部に大きな口径を有するスパウトを溶着して取りつけたスパウト容器に関する。スパウト容器は液体や粉体等の充填に使用されるものである。

合成樹脂シートからなる容器本体部に液体、粉体等を充填し、この容器本体部の開口部に注出口となるスパウトを取り付けたスパウト容器（スパウト付きパウチ容器）が知られている。スパウト容器は、合成樹脂等によって一体成形されたスパウトを合成樹脂シートで挟み付けた状態で熱溶着して容器本体部に固定することによって作製される。スパウト容器の高い密封性を確保するためには、スパウトと容器本体部の溶着箇所における高いシール性が要求される。

上記溶着箇所の高いシール性等を確保する観点から、多様な構成のスパウトがこれまでに開発されている。例えば、下記特許文献１には、合成樹脂シートとの溶着固定処理において、所定の機械的強度を維持して部分的な変形を防止してシール性や接着性に優れ良好な製品歩留りを維持するためのスパウトが記載されている。
特開２００６−２３２２９５号公報

しかしながら、従来、大きな口径（例えば、フィルムとの接合部の外周が７０ｍｍ以上）を有し且つ高剛性の材料からなるスパウトを容器本体部に熱溶着する場合、合成樹脂シートとスパウトの溶着箇所のシール性が必ずしも十分でないことがあった。この場合、当該箇所から内容物が漏れたり、スパウト容器内を真空状態に十分に維持できないといった不具合が生じる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、スパウト容器の溶着箇所の高いシール性を達成できるスパウト容器用積層フィルム及びこれを用いたスパウト容器を提供することを目的とする。

本発明者らは、使用するスパウトが比較的大きな口径を有し且つ高剛性の材料からなるものである場合、従来の合成樹脂シートがスパウト形状にきれいに賦形しないことに着目し、上記課題の解決策について鋭意検討した。その結果、所定の引張伸度を有する基材層及びシーラント層を押出ラミネーションによって貼り合わせて得た積層フィルムが高い密封性を有するスパウト容器を製造するのに極めて有用であることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、引張伸度４００〜８００％の基材層と、引張伸度５００〜１０００％のシーラント層と、押出ラミネーションによって基材層とシーラント層との間に形成され、基材層とシーラント層とを貼り合わせる接合層とを備えるスパウト容器用積層フィルムを提供する。

本発明に係る積層フィルムは高い引張伸度を有しているため、スパウトの溶着作業においてスパウトの外周面に十分に沿うように配置できる。この状態で溶着を行うことで溶着箇所の高いシール性を達成できる。また、本発明に係る積層フィルムが高い引張伸度を有するため、使用するスパウトのフィルムとの接合部の外周が７０ｍｍ以上であっても溶着箇所の高いシール性を達成できる。また、高い引張伸度を有する当該積層フィルムによれば、従来の合成樹脂シートを使用した場合と比較し、溶着後において積層フィルムに生じる応力を低減でき、高いシール性を長期に亘って維持できる。なお、本発明でいう「引張伸度」はＪＩＳ Ｋ７１２７に規定された引張特性の試験方法に準拠して測定した値を意味する。

上記基材層は、共押出によって形成された複数の層からなり、表面及び裏面の少なくとも一方がポリオレフィン系樹脂によって形成されていることが好ましい。かかる構成を採用することにより、基材層の傷つきや破れ等を十分に防止できる。また、基材層は、少なくとも２つのポリオレフィン系樹脂層と、ポリオレフィン系樹脂層の間に設けられ且つガスバリア性を有する樹脂層とを有するものであってもよい。かかる構成を採用することにより、内容物の変質等を十分に抑制できる。

スパウトとの溶着性及び賦形性の観点から、上記シーラント層の引張伸度が基材層の引張伸度よりも大きいことが好ましい。また、同様の観点から、シーラント層はオレフィン系樹脂又は／及び熱可塑性エラストマーを含有することが好ましい。

上記接合層は、基材層及びシーラント層との接着性の観点からポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂を含有することが好ましい。接合層の厚さは５〜３０μｍであることが好ましい。接合層の厚さを上記範囲内にすることによって、基材層とシーラント層を十分に高い強度で貼り合わせることができるとともに、高い引張伸度を有する積層フィルムを得ることができる。

本発明は、シーラント層を内側にして上記スパウト容器用積層フィルムを袋状に加工してなる容器本体部と、この容器本体部の内側と外側とを連通する流路を有し、容器本体部の周縁部に取り付けられたスパウトとを備えるスパウト容器を提供する。本発明に係るスパウト容器によれば、容器本体部が上記スパウト容器用積層フィルムからなるものであるため、フィルムとの接合部の外周が７０ｍｍ以上のスパウトを使用した場合であっても高い密封性を達成できる。

本発明によれば、比較的大きな口径を有し且つ高剛性の材料からなるスパウトを使用した場合であっても、スパウト容器の溶着箇所の高いシール性を達成できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るスパウト容器用積層フィルムを示す模式断面図である。図２は、本実施形態に係るスパウト容器を示す斜視図である。

＜スパウト容器用積層フィルム＞
本実施形態に係るスパウト容器用積層フィルム５は、袋状に加工した際に外層をなす基材層１と、内層をなすシーラント層２と、基材層１とシーラント層２とを貼り合わせる接合層３とを有する。図１に示すように、積層フィルム５は、外側から基材層１、接合層３及びシーラント層２がこの順序で積層された多層構造を有する。積層フィルム５は、図２に示すスパウト容器１０の容器本体部７を形成するためのものである。

基材層１として、引張伸度が４００〜８００％のフィルムを使用する。基材層１の引張伸度が４００％未満であると、積層フィルム５の引張伸度が不十分となる。基材層１の引張伸度の下限は、４５０％であることが好ましく、５００％であることがより好ましい。他方、引張伸度が８００％を超えるフィルムを使用した場合、容器の強度を維持することが難しくなる。容器の強度とスパウトとの接合性のバランスを考慮すると、基材層１の引張伸度の上限は７５０％であることが好ましく、７００％であることがより好ましい。

基材層１を形成するフィルムは、単層のものであってもよいが、複数の層であってもよい。複数の層からなるフィルムを使用する場合、共押出フィルムが好適である。この共押出フィルムは表面及び裏面の少なくとも一方がポリオレフィン系樹脂からなるものが好ましい。このような構成の共押出フィルムによって基材層１を形成することで、基材層１の傷つきや破れ等を十分に防止できる。また、スパウト容器１０の内容物の変質等を防ぐ観点から、基材層１は、少なくとも２つのポリオレフィン系樹脂層と、ポリオレフィン系樹脂層の間に設けられ且つガスバリア性を有する樹脂層とを有することが好ましい。基材層１の厚さは、１０〜２００μｍであることが好ましく、１５〜８０μｍであることがより好ましい。

基材層１の具体的な構成としては、例えば、ポリエチレン／ＥＶＯＨ／ポリエチレン、ポリエチレン／ナイロン／ＥＶＯＨ／ポリエチレン、ポリエチレン／ナイロン／ＥＶＯＨ／ナイロン／ポリエチレン、ポリエチレン／ＰＥＴＧ／ナイロン／ＥＶＯＨ／ポリエチレン、ポリエチレン／ＥＶＯＨ／ナイロン／ポリエチレン、ポリエチレン／ＭＸＤナイロン６／ポリエチレン、ポリエチレン／ナイロン／モサシナイロン６／ナイロン／ポリエチレン、ポリプロピレン／ＥＶＯＨ／ナイロン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ナイロン／ＥＶＯＨ／ナイロン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ＭＸＤナイロン６／ポリプロピレン、等がある。なお、ＥＶＯＨは、エチレン−ビニルアルコール共重合を意味し、ＰＥＴＧは非結晶性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）コポリマーを意味する。

シーラント層２として、引張伸度が５００〜１０００％のフィルムを使用する。シーラント層２の引張伸度が５００％未満であると、積層フィルム５の引張伸度が不十分となる。シーラント層２の引張伸度の下限は、５５０％であることが好ましく、６００％であることがより好ましい。他方、引張伸度が１０００％を超えるシーラント層は加工がしづらくなることがある。シーラント層２の引張伸度の上限は９５０％であることが好ましく、９００％であることがより好ましい。シーラント層２の引張伸度は基材層１の引張伸度よりも大きいと、積層フィルムのスパウト接合面側がよりスパウト形状に沿いやすくなり、積層フィルムとスパウトとの接合度が高まるため、より好ましい。

シーラント層２を形成するフィルムは、単層のものであってもよいが、複数の層からなる共押出フィルムであることが好ましい。この共押出フィルムは容器本体部７とスパウト８との溶着性の観点から、表面及び裏面の少なくとも一方がポリオレフィン系樹脂によって形成されたものが好ましい。また、シーラント層２を形成するフィルムは、賦形性の観点から柔軟性を有する熱可塑性エラストマーを含有することが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が選択される。熱可塑性エラストマーとしては、スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＢＳのようなＴＰＥ−Ｓ）、ポリエーテルエステル（ＴＰＥ−Ｓ）、ポリウレタン（ＴＰＵ−Ｕ）、ポリエーテルアミド（ＴＰＥ−Ａ）を含むグループ又はＥＰＤＭ含むグループから選択される。シーラント層２の厚さは、１０〜２００μｍであることが好ましく、３０〜１５０μｍであることがより好ましい。

なお、ＴＰＥは、熱可塑性エラストマーを単に略するものである。また、ＳＥＢＳはスチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロックポリマーを意味し、ＳＢＳはスチレン−ブチレン−スチレンのジブロックポリマーを意味し、ＳＥＰＳはスチレン−エチレン／プロピレン−スチレンのトリブロックポリマーを意味し、ＳＩＳはスチレン−イソプレン−スチレンのトリブロックポリマーを意味する。ＥＰＤＭはエチレン及びプロピレンおよび共役二重結合ではないジエン（ＥＰＤＭ）又はエチレン−アルファオレフィンのコポリマーの少なくとも一方からなるターポリマーを意味する。

シーラント層２の具体的な構成としては、例えば、ポリエチレン／ＳＥＰＳ／ポリエチレン、ポリエチレン／ＳＥＢＳ／ポリエチレン、ポリエチレン／ＥＰＤＭ／ポリエチレン、ポリプロピレン／ＳＥＰＳ／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ＥＰＤＭ／ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリエチレンとＳＥＰＳのブレンド樹脂／ポリエチレン、ポリエチレン／ポリエチレンとＳＥＢＳのブレンド樹脂／ポリエチレン、ポリエチレン／ポリエチレンとＥＰＤＭのブレンド樹脂／ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリプロピレンとＳＥＰＳのブレンド樹脂／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリプロピレンとＥＰＤＭのブレンド樹脂／ポリプロピレン、等がある。

接合層３は、基材層１とシーラント層２とを貼り合わせるための層である。接合層３は、押出ラミネーションによって基材層１とシーラント層２との間に形成される。押出ラミネーションを実施するに際しては、接合層３の厚さが所定の範囲内となるように調整する。押出ラミネーション加工特性及び界面接着性の観点から、接合層３の厚さは５〜３０μｍであることが好ましく、７〜２５μｍであることがより好ましく、８〜２０μｍであることが更に好ましい。

押出ラミネーションに使用する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。このポリオレフィン樹脂は、必要に応じて配合される添加剤を含有するものであってもよい。添加剤としては、例えば、安定剤、中和剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤等を例示できる。これらの添加剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

基材層１とシーラント層２とが接合層３によって接合されてなる積層フィルム５は、高い引張伸度を有する。仮に、基材層１及びシーラント層２の一方が他方と比較して引張伸度が低い場合であっても、得られる積層フィルム５の引張伸度は当該一方の層の引張伸度よりも高くなり得る。これは、基材層１とシーラント層２との間に接合層３を介在させることで、基材層１又はシーラント層２を単独で引張試験を行った場合と比較して局所的な破断が抑制されるためと推察される。積層フィルム５の引張伸度は、スパウト容器１０のサイズや用途に応じて適宜設計すればよいが、５００〜１０００％であることが好ましく、５５０〜９５０％であることがより好ましい。

なお、接合層３の厚さ又は組成を適宜設定することにより、基材層１とシーラント層２との接合強度を所望の程度に調整することができる。例えば、接合層３の厚さを８〜２０μｍと比較的薄くしたり、接合層３の加工時の樹脂の押し出し温度を低くすることによって、基材層１とシーラント層２との接合強度を比較的低く設定できる。この場合、スパウト容器１０を使用中に基材層１（外層）とシーラント層２（内層）とを剥離（図２に示すヒートシール部７ａを除く）させ、２重袋とすることができる。２重袋のスパウト容器１０は、基材層１とシーラント層２との間に隙間があるため、例えば、基材層１に孔が開いてもシーラント層２によって密閉性を維持できるという利点がある。

＜スパウト容器＞
次に、図２に示すスパウト容器１０について説明する。スパウト容器１０は、シーラント層２を内側にし、積層フィルム５を袋状に加工してなる容器本体部７と、容器本体部７の内側と外側とを連通する流路を有し、容器本体部７の周縁部に取り付けられたスパウト８とを備える。図２に示すように、容器本体部７の周縁部にヒートシール部７ａを形成することによって積層フィルム５が袋状に加工される。スパウト８は、円筒部８ａとその下部に設けられた接合部８ｂとを有し、接合部８ｂの外周面と容器本体部７とが貼り合わされて円筒部８ａが容器本体部７の外に突出するように取り付けられる。スパウト８は、円筒部８ａの先端側にキャップ９を装着できるようになっている。

図３（ａ）及び（ｂ）はスパウトの一例を示す斜視図及び平面図である。スパウト８としては、射出成形法等によって作製されたものを使用できる。スパウト８の材質としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂が挙げられる。容器本体部７との接合部８ｂの断面形状としては、図２に示す形状（２つの円弧を組み合わせたもの）の他に、円形状、楕円形状又は多角形状が挙げられる。スパウト８は、充填物の流動性及び充填適性の観点から流路の内径Ａが２０ｍｍφ以上であることが好ましい（図３（ａ）参照）。この場合、スパウト８のフィルムとの接合部８ｂの外周Ｃは、スパウト８の外径Ｂや接合部８ｂの形状にもよるが、７０ｍｍ以上となる（図３（ｂ）参照）。接合部８ｂの外周Ｃの長さは、スパウト容器１０のサイズや用途に応じて適宜設計すればよいが、８０〜１０００ｍｍであることが好ましく、１００〜５００ｍｍであることがより好ましい。

容器本体部７とスパウト８との溶着は、加熱ガス、電熱、熱風、マイクロフレーム、超音波等によって実施できる。これによって作製されたスパウト容器１０は、高い密封性を有しているため、清涼飲料水、アルコール飲料、醤油、サラダ油及び液状洗剤等の液体を充填することができる。あるいは、スパウト容器１０内には粉体や粒状物などを充填してもよい。なお、粉体や粒状物などを充填した場合、スパウト容器１０内を真空引きしてもよい。スパウト８とフィルムとの接合面積を広くするため、接合部８ｂの下端から容器本体部７の方向に延びる突出部を設ける場合がある。このような突出部を設けることで、スパウト８の開口が真空引きされた積層フィルム５によって塞がれてしまうことを防止できる。積層フィルム５は高い引張伸度を有しているため、真空引きによって積層フィルム５が上記突出部に押し付けられても当該箇所に孔が開くことを十分に防止できる。

以上、説明した通り、スパウト容器１０の容器本体部７を積層フィルム５によって形成することで、溶着箇所の高いシール性を達成できる。また、高い引張伸度を有する積層フィルム５を使用することにより、口径が比較的大きく、接合部の外周が長いスパウトや接合部の外径が太いスパウトを使用する場合であっても高い密封性を有するスパウト容器１０を作製できる。

以下、本発明について、実施例及び比較例を用いて説明する。実施例及び比較例における各項目は、下記の方法で測定又は評価した。
（１）フィルムの厚さ
基材層、シーラント層及びスパウト容器用積層フィルムの厚さはダイアルゲージを用いて測定した。
（２）引張試験（引張伸度、引張弾性率）
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して測定を行った。まず、幅１５ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊形サンプルを用意した。このサンプルの両端部を各々、引張試験機にチャック間距離が５０ｍｍとなるように取り付けた。チャック間の移動速度５０ｍｍ／分の速度で移動させ、その際の破断に要するまでの最大荷重及び最大伸度を測定し、引張強度及び引張伸度とした。また０．３％伸びた時の荷重を引張弾性率とした。
（３）容器本体部とスパウトとの溶着性
積層フィルムをＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）に切り取り、さらに両フィルム間に幅１０ｍｍの底部ができるようにフィルム片を貼り、該フィルムのシーラント層同士を一辺を残して貼り合わせて袋状にして容器本体部を作製した。他方、容器本体部の開口に挿入する部分の外径が異なる３種類のスパウト（外周６５．６ｍｍ（外径２０ｍｍ、内径１５ｍｍ）、外周８２．５ｍｍ（外径２５ｍｍ、内径２０ｍｍ）、外周１４７．３ｍｍ（外径４５ｍｍ、内径４０ｍｍ））を準備した。熱風噴射ユニット（ウェルディ社製）を使用し、１６０℃の熱風で容器本体部にスパウトを溶着させてスパウト容器を作製した。溶着箇所の溶着性及びスパウト容器の密封性を以下の基準に基づいて評価した。
（３−１）溶着箇所からの水漏れ
○：スパウト容器内に１Ｌの水を充填後、溶着箇所から水漏れがなかった。
×：スパウト容器内に１Ｌの水を充填後、溶着箇所から水漏れがあった。
（３−２）耐圧縮強さ試験
ＪＩＳ Ｚ２３８に準拠して測定を行った。耐圧試験機（東洋精機製作所製、ストログラフＶ２０−Ｃ型）を使用し、（３−１）で水漏れがなかったスパウト容器に圧縮速度５ｍｍ／分で圧縮荷重を掛けていき、溶着箇所から水漏れが発生する最大点荷重を計測した。

（実施例）
基材層としてポリエチレン／ＥＶＯＨ／ポリエチレンの共押フィルム（厚さ７０μｍ）を使用し、シーラント層としてポリエチレン／ポリエチレンとＳＥＢＳのブレンド樹脂／ポリエチレンの共押フィルム（厚さ６０μｍ）を使用した。基材層とシーラント層との間に溶融押出し樹脂層（接合層、厚さ９μｍ）を積層し、積層フィルムを得た。溶融押出し樹脂として線状低密度ポリエチレン樹脂（密度：０．９１５ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ：７ｇ／１０分）を用いた。この積層フィルムのフィルム物性を表１に示す。

上記のようにして得られた積層フィルムを袋状の容器本体部に加工した。この容器本体部の開口部にスパウトを挿入し、熱風噴射ユニットでヒートシールすることによりスパウト容器を作製した。容器本体部とスパウトとの溶着性及びスパウト容器の密封性についての評価結果を表２に示す。

（比較例）
基材層として、２軸延伸ナイロンフィルム（厚さ１５μｍ）を使用し、シーラント層としてポリエチレンフィルム（厚さ６０μｍ）を使用した。基材層の一面に接合層として３ｇ／ｍ²のポリエステル系ポリウレタン接着剤を塗布し、この塗布面にシーラント層を積層することで、ドライラミネーション法によりラミネートした。この積層フィルムのフィルム物性を表１に示す。

得られた積層フィルムを使用し、上記実施例と同様にしてスパウト容器を作製した後、スパウト容器を作成した。容器本体部とスパウトとの溶着性及びスパウト容器の密封性についての評価結果を表２に示す。

表１，２に示した通り、本発明の要件を満足する実施例は、外周が８２．５ｍｍ以上のスパウトを使用した場合であっても溶着性及び密封性に優れることが分かる。これに対し、本発明の要件を満足しない比較例は、外周が８２．５ｍｍ以上のスパウトを使用した場合、溶着性及び密封性が不十分であることが分かる。

本発明に係るスパウト容器用積層フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係るスパウト容器の一実施形態を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はスパウトの一例を示す斜視図及び平面図である。

符号の説明

１…基材層、２…シーラント層、３…接合層、５…スパウト容器用積層フィルム、７…容器本体部、７ａ…ヒートシール部、８…スパウト、８ａ…円筒部、８ｂ…接合部、９…キャップ、１０…スパウト容器、Ｃ…接合部の外周。

Claims (9)

1. 引張伸度４００〜８００％の基材層と、
   引張伸度５００〜１０００％のシーラント層と、
   押出ラミネーションによって前記基材層と前記シーラント層との間に形成され、前記基材層と前記シーラント層とを貼り合わせる接合層と、
   を備えるスパウト容器用積層フィルム。
2. 前記基材層は、共押出によって形成された複数の層からなり、表面及び裏面の少なくとも一方がポリオレフィン系樹脂によって形成されている、請求項１に記載の積層フィルム。
3. 前記基材層は、少なくとも２つのポリオレフィン系樹脂層と、ポリオレフィン系樹脂層の間に設けられ且つガスバリア性を有する樹脂層とを有する、請求項１又は２に記載の積層フィルム。
4. 前記シーラント層の引張伸度は前記基材層の引張伸度よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層フィルム。
5. 前記シーラント層はオレフィン系樹脂又は／及び熱可塑性エラストマーを含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層フィルム。
6. 前記接合層はポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂を含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層フィルム。
7. 前記接合層の厚さは５〜３０μｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層フィルム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層フィルムを、前記シーラント層を内側にして袋状に加工してなる容器本体部と、
   前記容器本体部の内側と外側とを連通する流路を有し、前記容器本体部の周縁部に取り付けられたスパウトと、
   を備えるスパウト容器。
9. 前記スパウトにおける前記容器本体部との接合部の外周が７０ｍｍ以上である、請求項８に記載のスパウト容器。

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