JP2017193120A - 積層体、及びそれを用いたスティック状包装袋 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは積層体の厚さを増すことなく、積層体の剛性及びヒートシール強度を向上させることにある。【解決手段】 請求項１の本発明は、外層と内層を備えた積層体であって、前記内層がポリエチレン系樹脂層と、コア層と、ポリエチレン系樹脂層と、を備え、前記コア層が高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含むことを特徴とする積層体である。【選択図】 図１

Description

本発明は、スティック状包装袋、三方シール袋、四方シール袋、ガセット袋、ピロー袋、自立袋等の包装形態に使用される積層体、及びそれを用いたスティック状包装袋に関する。

従来、外層と内層を備えた積層体を使用して、スティック状包装袋、三方シール袋、四方シール袋、ガセット袋、ピロー袋（合掌シール袋）、自立袋等の種々の包装形態からなる包装袋が開発され、その包装袋の中に食品、飲料、日用雑貨、トイレタリー等の内容物を封入し、包装製品として製造、販売されている。前記積層体は、通常、基材層と熱接着性樹脂層、または、基材層と中間層と熱接着性樹脂層から構成されている。中間層は、積層体の剛性や遮光性あるいはバリア性等が要求される場合に設けられ、内容物の特性、包装条件、輸送条件等に応じて、最適の特性を有する素材が選択され用いられる。しかし、要求を満足しない場合には、特性の異なる素材をさらに積層して多層にされる。

従来、例えば、高防湿性を得るために、基材フィルム、高防湿層及びヒートシーラント層とからなり、中間層に相当する高防湿層を金属箔と、ナイロンフィルム層またはポリエステルフィルム層と、金属箔を積層し多層にした高防湿積層体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら積層体の中間層を多層にして剛性や遮光性あるいはバリア性等の要求品質を満足させる手法は素材が増加するために材料コストがアップし、さらに多層にするために工程が増加し加工コストもアップするという問題がある。また、例えば、積層体の剛性を向上させるためには単純に素材の厚さを増加する手法もあるが、やはり、コストアップになるという問題がある。

特許第４２４０６１３号公報

そこで本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは積層体の厚さを増すことなく、積層体の剛性及びヒートシール強度を向上させることにある。

本発明は、上記課題を達成するためになされたものであり、請求項１記載の本発明は、外層と内層を備えた積層体であって、前記内層がポリエチレン系樹脂層と、コア層と、ポリエチレン系樹脂層と、を備え、前記コア層が高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含むことを特徴とする積層体である。

また、請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の積層体において、前記コア層が前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を５重量％以上、８０重量％以下含有することを特徴とするものである。

また、請求項３記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の積層体を用い、端縁に縦長の背部接合部と、前記背部接合部と交差する端縁に上部接合部及び下部接合部を備えたスティック状包装袋である。

本発明の積層体によれば、積層体の内層がポリエチレン系樹脂層と、コア層と、ポリエチレン系樹脂層と、を備え、前記コア層が高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含む構成とすることにより、積層体の厚さを増すことなく、積層体の剛性及びヒートシール強度を向上させることができる。

本発明に係る積層体についてその層構成の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る積層体を用いたスティック状包装袋についてその一例を示す説明図であって、（イ）は平面図、（ロ）は背面図、（ハ）はＸ−Ｘ線断面拡大図である。

上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳述する。
図１は本発明に係る積層体についてその層構成の一例を示す概略断面図、図２は本発明に係る積層体を用いたスティック状包装袋についてその一例を示す説明図であって、（イ）は平面図、（ロ）は背面図、（ハ）はＸ−Ｘ線断面拡大図であり、図中の１は積層体、２はスティック状包装袋、３は背部接合部、４は上部接合部、５は下部接合部、１０は外層、１１は基材層、１２は接着層、１３は中間層、２０は内層、２１、２３はポリエチレン系樹脂層、２２はコア層をそれぞれ示す。

上記の本発明について以下に図面等を用いて更に詳しく説明する。
図１は本発明に係る積層体についてその層構成の一例を示す概略断面図であり、本発明に係る積層体１は、例えば、図１に示すように、外層１０と内層２０を備えた構成である。外層１０は基材層１１と中間層１３が接着層１２を介して積層され、内層２０はポリエチレン系樹脂層２１と、コア層２２と、ポリエチレン系樹脂層２３を備えた三層からなり、ポリエチレン系樹脂層２１が外層１０の中間層１３側に積層された構成で内層２０が熱接着性樹脂層とされている。なお、本発明では熱接着性樹脂層を内層、それ以外の基材層及び中間層を外層と呼称する。

内層２０は、ポリエチレン系樹脂層２１と、コア層２２と、ポリエチレン系樹脂層２３を備えた三層を基本構造とする。しかし、ポリエチレン系樹脂層２１、ポリエチレン系樹脂層２３は二層以上の複層でもよく、積層体１全体として、三層以上の多層で構成することもできる。

ポリエチレン系樹脂層２１は外層１０の中間層１３に接着させるための層であり、コスト等を勘案すると低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。一方、ポリエチレン系樹脂層２３は積層体１の熱接着性樹脂層としての役割を果たす層であり、積層体１のポリエチレン系樹脂層２３側を対向させ熱により溶融して相互に溶着し得る熱接着性樹脂で形成された層であればよく、積層体１に要求される物性により適宜選択して用いればよいものであるが、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタアクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタアクリル酸エステル共重合体等の樹脂を用いて形成することができるが、例えば積層体１を食品の包装袋として用いる場合、ポリエチレン系樹脂層２３に食品の香り成分が吸着されにくい低吸着性の樹脂が好ましく、また、低温ヒートシール性を有する樹脂が好ましく、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂が好ましい。

コア層２２は積層体１を包装袋に用いた場合、積層体１の内層２０の厚さを増加させることなく、積層体１の剛度を向上させ、内容物の香り成分の散逸を抑制する保香性、防湿性等のバリア性を付加する役割を持つための層であり、コスト等を勘案するとコア層２２としては高密度ポリエチレン樹脂が好ましい。

コア層２２に高密度ポリエチレン樹脂を用いると、ポリエチレン系樹脂層２１、２３との接着性が十分でなく、高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含むことが好ましい。また、メタロセン触媒またはシングルサイト系触媒を使用した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であることがより好ましい。

本発明において、メタロセン触媒は、例えば「包装技術便覧」（社団法人日本包装技術協会、Ｐ.４４８−４５１、１９９５年）等に代表的定義が記載されているが、ここでは一般に定義されるが如く、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）とシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、テトラヒドロインデニル基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオニル基または置換フルオニル基が少なくとも１ないし２個結合しているか、あるいは、これらのうちの二つの基が共有結合で架橋したものが結合しており、他に水素原子、酸素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリ−ル基、アセチルアセトナ−ト基、カルボニル基、窒素分子、酸素分子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、不飽和炭化水素等の配位子を有するものを挙げることができる。なお、ある種のメタロセン触媒はシングルサイト系触媒の代表的なものであり、本発明においてメタロセン触媒とはメタロセン触媒及び／またはシングルサイト系触媒を意味する。メタロセン触媒を使用して重合した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂としては、例えば、二塩化ジルコノセンとメチルアルモキサンの組み合わせによる触媒等のメタロセン錯体とアルモキサンとの組み合わせによる触媒、すなわち、メタロセン触媒を使用して重合してなるエチレン−α−オレフィン共重合体樹脂等を使用することができる。

コア層２２に含まれる前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の含有量としては５重量％以上、８０重量％以下含有することが好ましく、さらに好ましくは、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の含有量が２０重量％以上、６０重量％以下であることが好ましい。

内層２０は上記コア層２２と両側のポリエチレン系樹脂層２１、２３の三層は共押出して形成するのが好ましく、内層２０を共押出法で形成すると同時にインラインで中間層１３の面に積層することがさらに好ましい。

内層２０を多層とし、コア層２２を高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含む構成とし、さらにその含有割合をコントロールすることにより、内層２０の厚さを増加することなく積層体１の剛性を向上させることができ、さらにコア層２２とその両側のポリエチレン系樹脂層２１、２３の接着性を向上させることができるので熱接着性樹脂層として優れたヒートシール強度が得られる。内層２０の各層の厚さはポリエチレン系樹脂層２１及びポリエチレン系樹脂層２３の厚さは１０〜１５μｍ、コア層２２の厚さは１５〜２０μｍが好ましく、ポリエチレン系樹脂層２１及びポリエチレン系樹脂層２３の厚さは１３〜１５μｍ、コア層２２の厚さは１５〜１７μｍがより好ましい。

つぎに外層１０について説明する。外層１０は図１に示すように基材層１１と中間層１３が接着層１２を介して積層されている。
基材層１１としては、包装袋を構成する基本素材となることから、機械的、物理的、化学的等において優れた性質を有する合成樹脂製フィルムを用いることができ、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂フィルムやセロハンや出発原料を植物由来とする例えばポリ乳酸系の樹脂フィルム等を用いることができる。あるいは、上記の樹脂フィルムにポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール等のバリア性樹脂組成物を塗布してバリア層を設けたもの、あるいは、アルミニウムや酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化インジウム、酸化錫、酸化ジルコニウム等の無機酸化物を蒸着して蒸着層を設けたものを用いることができる。これらのフィルムとしては、未延伸フィルム、一軸方向ないし二軸方向に延伸したフィルムが使用できるが二軸延伸フィルムが好適である。この理由としては、図１には印刷層を図示していないが、通常、基材層１１には印刷が施されるので印刷適性が求められるからである。また、基材層１１を構成する樹脂フィルムの厚さとしては、基本素材としての強度、剛性などについて必要最低限に保持され得る厚さであればよく、コスト等の要求品質を勘案して決めればよいが、通常、９〜５０μｍ程度である。

中間層１３としては、剛性や遮光性あるいはバリア性等を包装条件、輸送条件、内容物の保護機能条件を満足させるために設けられる層であり、必要により設けるものであり、上記基材層１１に用いられる樹脂フィルム、あるいは上記バリア層又は蒸着層を設けた上記樹脂フィルム、アルミニウム、鉄、銅、錫等の金属箔、紙、または合成紙等が使用できる。また、これらのフィルム等を一種以上組み合わせて積層することもできる。また、要求品質により外層１０の中間層１３を省略することもでき基材層１１のみで構成してもよい。

接着層１２は基材層１１と中間層１３を接着するための層であり、ウレタン系等のドライラミネート用接着剤やポリエチレン樹脂等の押出樹脂が使用でき、ドライラミネーション法や押出しラミネーション法で形成され積層される。ポリエチレン樹脂等の押出樹脂を使用して押出しラミネーション法で形成する場合には、基材層１１の接着層１２と対向する側にはウレタン系、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、有機チタネート系、ブタジエン系等のアンカーコート剤を用いてアンカーコート層を設けたり、コロナ放電処理、オゾン処理等の表面処理を施して層間接着力を向上させることが好ましい。また、中間層１３の接着層１２と対向する側についても同様にアンカーコート層や表面処理を施してもよい。

積層体１の外層１０と内層２０を積層する方法は、例えば、ウレタン系等のドライラミネート用接着剤を用いて積層するドライラミネーション法やポリエチレン樹脂等を熱溶融押出しして積層する押出しラミネーション法が使用できるが、内層２０を押出しラミネーション法でポリエチレン系樹脂層２１とコア層２２とポリエチレン系樹脂層２３を三層共押出し、ポリエチレン系樹脂層２１側を外層１０の中間層１３側に積層する方がインラインで製造できより好ましい。中間層１３のポリエチレン系樹脂層２１と対向する側にはウレタン系、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、有機チタネート系、ブタジエン系等のアンカーコート剤を用いてアンカーコート層を設けたり、コロナ放電処理、オゾン処理等の表面処理を施す等の接着補助手段を講じることもできる。

図２は本発明に係る積層体１を用いたスティック状包装袋についてその一例を示す説明図である。積層体１はスティック状包装袋、三方シール袋、四方シール袋、ガセット袋、ピロー袋、自立袋等の包装形態に適用することができるが、スティック状包装袋が好ましい形態である。

本発明のスティック状包装袋２について、図２の（イ）に平面図、（ロ）に背面図、（ハ）にＸ−Ｘ線断面拡大図を示す。図２に示すようにスティック状包装袋２は、縦長の略長方形の積層体１を用いて内層２０のポリエチレン系樹脂層２３（図１参照）同志が対向するように端縁を合わせて重ね合わせ、縦方向の長辺の端縁をヒートシールして縦長の背部接合部３を設けて筒状とし、背部接合部３を略中央にして背部接合部３と交差する上方の開口された端縁をヒートシールして上部接合部４を設け、下方の開口された端縁をヒートシールして下部接合部５を設けたものである。上部接合部４または下部接合部５の一方を設けた後、他方の開口より内容物を充填し、その後、上部接合部４または下部接合部５を設けて内容物を密封包装する。

積層体１を用いたスティック状包装袋２は縦長の細長いピロー袋であり、粉末状、顆粒状、粒状の内容物を取り出す場合、上部接合部４または下部接合部５のいずれか一方を切り取り開口させた後、開口より注ぎ出すようにして内容物を取り出せる機能が要求されるが、スティック状包装袋２の積層体１は剛度があるために筒状を維持することができ、開口よりスムーズに内容物を取り出すことができる。また、積層体１は輸送途上に振動等が加わっても剛度を備えているのでスティック状包装袋２の表面にシワが入り難く、美観を与えることができる。

つぎに、本発明について実施例を挙げて更に詳述する。

まず、内層２０のポリエチレン系樹脂層２１、２３に低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を準備し、コア層２２に高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）とメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）を混合した樹脂を準備した。
ＬＤＰＥ：日本ポリエチレン株式会社製
密度＝０．９１８ｇ／ｃｍ３、メルトフローレイト、ＭＦＲ＝７．０
ＨＤＰＥ：日本ポリエチレン株式会社製
密度＝０．９５６ｇ／ｃｍ３、メルトフローレイト、ＭＦＲ＝１０．０
ｍＬＬＤＰＥ：日本ポリエチレン株式会社製
密度＝０．９１８ｇ／ｃｍ３、メルトフローレイト、ＭＦＲ＝７．０

つぎに基材層１１に厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、中間層１３に厚さ７μｍのアルミニウム箔（ＡＬ）を用い、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのコロナ処理面にウレタン系のアンカーコート剤のコート液を塗布、乾燥しアンカーコート層（ＡＣ）を設けた後、接着層１２に低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を用い、熱溶融した低密度ポリエチレンをＴダイより押出し、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのアンカーコート層の面とアルミニウム箔の一方の面とを低密度ポリエチレンでサンドイッチラミネーション法にて積層し外層１０を作製し、アルミニウム箔の他方の面に低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）と、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）とメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）との混合樹脂と、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）をＴダイ共押出機で厚さ１３μｍの低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、厚さ１７μｍの混合樹脂層（ＨＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ）、厚さ１３μｍの低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）の層となるように共押出して総厚さ４３μｍの３層（ＬＤＰＥ／ＨＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ／ＬＤＰＥ）の内層２０を製膜すると共に積層して＜ＰＥＴ／ＡＣ／ＬＤＰＥ／ＡＬ／ＡＣ／ＬＤＰＥ／ＨＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ／ＬＤＰＥ＞なる構成の積層体１を作製した。なお、アルミニウム箔の他方の面にもウレタン系のアンカーコート層を設けた。

〔実施例１〜７、及び比較例１〜２〕
（コア層のＨＤＰＥとｍＬＬＤＰＥの含有比率）
実施例１〜７、及び比較例１〜２は、表１に示すように内層のコア層について、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）とメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）の含有比率を変えて作製した。

作製した積層体についてヒートシール強度、ループスティフネスを測定した。

（ヒートシール強度）
積層体の内層面同志を対向させて重ね合わせ、テスター産業株式会社製ヒートシーラーを用い、ヒートシール温度１６０℃、圧力０．２ＭＰａ、時間１秒の条件でヒートシールした。ついでヒートシール後の試験片を幅１５ｍｍに切り出し、株式会社島津製作所製引張試験機（オートグラフＡＧ−１００ＮＸｐｌｕｓ）を用いて引張速度３００ｍｍ／分の条件でＴ字剥離により強度を測定した。なお、ヒートシールはＭＤ方向と直交する方向にヒートシールし、その剥離強度をＭＤ方向のヒートシール強度とした。
（ループスティフネス）
積層体を幅２５ｍｍ、長さ１２０ｍｍのＭＤ方向を長辺とする短冊に切り取り供試サンプルとし、ループスティフネステスタ（株式会社東洋精機製作所製）を用いて、温度２３℃、湿度５０％の条件下でループ周長１００ｍｍとしてのループに圧子を２０ｍｍ押し込んだとき、圧子にかかる最大値を測定し、ＭＤ方向のループスティフネスとした。

表１に結果を示す。表１に示すように実施例１〜７はヒートシール強度２０Ｎ／１５ｍｍ以上であり、包装袋に適したヒートシール強度が得られ、また、ループスティフネスも表１に示す通りの値を示し、包装袋として剛度（コシ）が向上するものであった。一方、比較例１は高密度ポリエチレン１００％のため、剛度は十分であったが、ヒートシール強度は不十分であった。比較例２はメタロセン触媒直鎖状低密度ポリエチレン１００％のため、良好なヒートシール強度が得られたが、ループスティフネスは低く、包装袋として剛度（コシ）の向上が得られなかった。

１ 積層体
１０ 外層
１１ 基材層
１２ 接着層
１３ 中間層
２０ 内層
２１ ポリエチレン系樹脂層
２２ コア層
２３ ポリエチレン系樹脂層
２ スティック状包装袋
３ 背部接合部
４ 上部接合部
５ 下部接合部

Claims (3)

1. 外層と内層を備えた積層体であって、
   前記内層がポリエチレン系樹脂層と、コア層と、ポリエチレン系樹脂層と、を備え、
   前記コア層が高密度ポリエチレン樹脂と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含むことを特徴とする積層体。
2. 前記コア層が前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を５重量％以上、８０重量％以下含有することを特徴とする請求項１に記載の積層体。
3. 請求項１または請求項２に記載の積層体を用い、
   端縁に縦長の背部接合部と、前記背部接合部と交差する端縁に上部接合部及び下部接合部を備えたスティック状包装袋。

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