JP4394729B2 - 液体注出ノズルを有する包装袋 - Google Patents

Description

この発明は、液体注出ノズルを有する包装袋に関するものであり、たとえば、加熱殺菌等された、５０〜１００℃の液状被包装物を充填包装してなお、軟質の薄肉積層フィルムからなる熱可塑性の液体注出ノズルに永久歪を発生させることのない、いいかえれば、液体注出ノズルに、所期した通りの逆止機能を確実に発揮させることができる技術を提案するものである。

調味料、ワイン、日本酒、スープ、ドレッシング、その他の液状被包装物を充填包装されて、被包装物の注出の停止と同時に開口を自動的に閉止して、包装袋内への外気の進入を阻止する逆止機能を具える液体注出ノズルを有する包装袋としては、たとえば、特許文献１および２に開示されたものがある。

この包装袋に適用される液体注出ノズルは、軟質な包装袋本体の側部もしくは頂部で、その包装袋本体の内表面に、最外層のシーラント層によって基端部を融着接合されるものであって、熱可塑性の、一軸もしくは二軸延伸ベースフィルム層と、それを挟んで積層したそれぞれのシーラント層とを具える、表裏のそれぞれの側の積層フィルム、たとえば、表裏二枚の積層フィルムまたは、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、一方のシーラント層の相互の対向姿勢で、基端辺を除く周辺部分で相互に融着させてなるものである。

この液体注出ノズルは、袋内被包装物の注出を、包装袋内に外気を取り込むことなく行って、自身は収縮ないしは潰れ変形によってその注出に対応する、軟質の包装袋本体に適用されて、被包装物の注出の停止と同時に、その被包装物による濡れによって吐出口を自動的に密閉して、包装袋内への外気の進入を確実に阻止する、セルフシール逆止機能を具えるものである。この液体注出ノズルは、吐出口の密閉のためには、キャップ等の脱着操作が不要で、簡単に製造することができ、しかも包装袋本体への一体形成、またはそこへの事後的な融着接合を、常に確実に、かつ容易に行うことができるとするものである。
特開２００５−１５０２９号公報 特開２００５−５５９５８号公報

しかるに、このような従来の包装袋にあっては、殺菌等の目的で加熱した液状被包装物を、それが常温程度にまで冷却されるに先だってヒートシールし、充填包装したときは、熱可塑性樹脂の軟質薄膜積層フィルムからなる前記液体注出ノズルが、とくには包装袋の倒伏姿勢の下で、この注出ノズル内へ進入した被包装物によって加熱されるとともに、被包装物の水頭圧を受けて、被包装物の注出通路を膨らませる向きに大きく永久変形されることになる。その結果、液体注出ノズルは、包装袋からの被包装物の注出に伴う、該積層フィルムの前記永久変形に起因し、外気の、その包装袋本体内への侵入を十分に阻止することが難しくなると共に、また、被包装物の注出停止に伴う、セルフシール逆止機能を有効に発揮し得なくなるという問題があった。

この発明は、特許文献１および２に記載された技術に一層の改良を加えたものであり、それの目的とするところは、それらの技術の利点はそのままに、加熱状態（５０〜１００℃）の液状被包装物を充填包装した包装袋を倒伏姿勢に維持してなお、液体注出ノズルの、被包装物注出通路の膨らみ方向の永久変更を確実に防止して、被包装物の注出に際する、包装袋本体内への外気の不測の侵入を完全に阻止するとともに、被包装物の注出の停止時のセルフシール逆止機能を十分に発揮させることができる液体注出ノズルを有する包装袋を提供することにある。

なお、発明者らの研究によれば、液体注出ノズルの注出通路が膨満変形してセルフシール逆止機能を失う（アイロン効果、ないし形状記憶効果）加熱温度は、５０℃以上において顕著に現れることを知見しており、４０℃以下、即ち、常温ではこのような作用効果は生じないことがわかっており、それ故に、本発明の包装袋は、５０℃以上の温度で加熱殺菌する充填包装（ホットパック）に適用するときに有用である。ただし、この包装袋の構成は、５０℃未満の温度で液状被包装物を充填包装する場合にも適用し得ることはもちろんである。

この発明の、液体注出ノズルを有する包装袋は、ベースフィルム層と、ベースフィルム層を直接的に、もしくは中間層を介して間接的に挟んで積層したそれぞれのシーラント層とを具える表裏のそれぞれの積層フィルムを、たとえば、表裏二枚の積層フィルムまたは、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、高融点シーラント層の相互の対向姿勢で、基端辺を除く周辺部分で相互に融着接合させて液体注出ノズルを構成し、この液体注出ノズルの基端部を、軟質包装袋本体の側部、多くは、上端部分側部からのそのノズルの突出姿勢で、外表面の低融点シーラント層によって、軟質包装袋本体の内表面のシーラント層に融着接合させるとともに、液体注出ノズルの基端部分で、前記高融点のシーラント層を、たとえば、本来のヒートシール強度の半分以下の強度で相互に仮融着させてなるものである。

ここで、液体注出ノズルの「基端部分」は、液体注出ノズルの、包装袋本体への融着接合位置と対応する位置または、この対応位置より、包装袋本体の内側に幾分偏った位置もしくは、逆に、その対応位置より、包装袋本体の外側に幾分偏った位置とすることもできるが、これらのいずれの場合にあっても、液体注出ノズルがそれ本来の機能を発揮するに十分な長さの、被包装物注出通路形成部分を、仮融着部分の外側に残存させることが必要である。

またここで、高融点シーラント層および低融点シーラント層のそれぞれをともに、直鎖状低密度ポリエチレンを含む低密度ポリエチレンによって形成することができる他、高融点シーラント層を、中密度もしくは高密度ポリエチレンにより形成し、低融点シーラント層を低密度ポリエチレンにより形成することもできる。
なお、同一材質になるポリエチレンの、融点の高低の選択は、たとえば、シーラント層の積層に際する押出しラミネート条件等を相互に変化させることによって実現することが可能である。

この発明の、液体注出ノズルを有する他の包装袋は、ベースフィルム層と、このベースフィルム層の一方の側面に直接的に、または一層以上の中間層を介して間接的に積層したシーラント層とを具える表裏のそれぞれの積層フィルム、これもたとえば、表裏二枚の積層フィルムまたは、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、シーラント層の相互の対向姿勢で融着接合させて、液体注出ノズルを、軟質包装袋本体に、その側部、通常は、上端部分側部からの突出姿勢で一体的に形成するとともに、その液体注出ノズルの、軟質包装袋本体からの突出基部で、ノズル内表面のシーラント層を仮融着させてなるものである。

ここでいう、液体注出ノズルの、軟質包装袋本体からの「突出基部」は、包装袋本体の側部融着接合位置と対応する位置もしくは、その対応位置より、ノズルの突出先端側に幾分偏った位置とすることができるが、この場合もまた、液体注出ノズルがそれ本来の機能を発揮するに十分な長さの被包装物注出通路形成部分を、仮融着部分の外側に残存させることが必要である。
なおここで、「仮融着」は、完全な融着接合部を形成する場合に比して、ヒートシール手段の加熱温度、加圧力および加圧時間の少なくとも一つを低減させることによって実現することができる。

そして、上述したいずれの場合にあっても、仮融着部のヒートシール強度は、０．３〜３（Ｎ／１５ｍｍ）、とくには、０．５〜２（Ｎ／１５ｍｍ）、なかでも、０．７〜１（Ｎ／１５ｍｍ）の範囲とすることが好ましく、その仮融着部の開封荷重を５０〜３５０（Ｎ）、とくには、８０〜３００（Ｎ）、なかでも、１００〜２００（Ｎ）の範囲とすることが好ましい。

この発明の、液体注出ノズルを有する包装袋では、液体注出ノズルの、包装袋本体への融着接合位置の近傍で、その液体注出ノズルの基端部分に、たとえば、本来のヒートシール強度の半分以下のヒートシール強度の仮融着部を設け、包装袋に充填包装した液状被包装物の、その仮融着部よりノズル先端側への流入を仮融着部によって確実に阻止することにより、その被包装物が、たとえ５０〜１００℃に加熱されたものであっても、液体注出ノズルの、被包装物注出通路の大部分を、その注出通路を膨らませる向きの永久変形から十分に保護することができる。

従って、液体注出ノズルの、仮融着部より先端側の部分には、特許文献１および２に記載された液体注出ノズルと同様の機能を十分に発揮させることができ、包装袋からの被包装物の注出に際する、その包装袋本体内への外気の侵入を完全に防止することができ、また、被包装物の注出停止時のセルフシール逆止機能を十分に発揮させることができる。

ところで、袋内被包装物が常温近くまで冷却された後の、その被包装物の包装袋からの注出に当っては、包装袋に、たとえばそれの厚み方向に荷重を作用させて仮融着部の開封をもたらすとともに、液体注出ノズルの先端部分を破断もしくは切断除去して、注出開口を形成し、かかる状態で、包装袋を傾動させ、注出開口が下向きに向く注出姿勢とする。

なおここで、包装袋の、仮融着部を除く他の融着接合部は、たとえば、仮融着部の二倍以上の強度でヒートシールされていることから、その仮融着部を開封するに必要な荷重が作用しても、不測の破袋を生じることはない。

これがため、加熱された被包装物による膨満変形を受けていない液体注出ノズル部分は、袋内被包装物の注出に伴う、包装袋本体内への外気の侵入を、包装袋本体の潰れ変形の下での、注出開口の、必要にして十分な開放下で有効に防止することができ、また、包装袋の、起立姿勢への復帰に基く注出の停止に際し、被包装物に濡れたその注出ノズル部分の元形状への復帰によるセルフシール逆止機能によって包装袋本体内への外気の進入を確実に阻止することができる。

ここで、高融点シーラント層および低融点シーラント層のそれぞれをともに低密度ポリエチレンにより形成した場合、または、高融点シーラント層を、中密度もしくは高密度ポリエチレンにより形成し、低融点シーラント層を低密度ポリエチレンにより形成した場合のいずれにおいても、所期した通りのシール強度を有する仮融着および、液体注出ノズルに所要の融着接合を簡単かつ容易に実現することができる。

ここにおいて、高融点シーラント層を、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンまたは中密度ポリエチレンにて形成したときは、液体注出ノズル本来の融着接合強度をより十分に高めることができる。

この発明の他の包装袋としては、液体注出ノズルを包装袋本体に一体に形成したものであってもよい。この包装袋の場合でもまた、液体注出ノズルの、軟質包装袋本体からの突出基部に、シーラント層の仮融着部を設けることにより、その液体注出ノズルを、包装袋本体に、それとは別体構成になる液体注出ノズルを融着接合させてなる上述した場合と全く同様に機能させて、包装袋からの液状被包装物の注出およびその注出の停止時のいずれにおいても、包装袋本体内への外気の意図しない侵入を十分に防止することができる。

そしてまた、この包装袋および、前述した包装袋のいずれにおいても、仮融着部のヒートシール強度は、０．３〜３（Ｎ／１５ｍｍ）、とりわけ、０．７〜１（Ｎ／１５ｍｍ）の範囲とすることが、仮融着部の不測の開封を防止する一方で、他の融着接合部に何の影響をも及ぼすことなく、その仮融着部を作為的に開封する上で好ましい。
すなわち、それが０．３（Ｎ／１５ｍｍ）未満では、加熱状態の液状被包装物の、袋内容量等との関連の下で、仮融着部に意図しない開封が起こるおそれがあり、一方で、３（Ｎ／１５ｍｍ）を越えると、仮融着部を開封するのに要する荷重が、他の融着接合部等にも不測の影響（破袋や開封）を及ぼすおそれがある。

ところで、仮融着部の開封荷重は、５０〜３５０（Ｎ）、とりわけ１００〜２００（Ｎ）の範囲とすることが、シール部を含む他の個所の破袋などを招かず、輸送や作業中に誤って開封しないようにするために必要である。
即ち、開封荷重が５０（Ｎ）未満では、被包装物を充填包装した包装袋の積み重ねにより、下段側の包装袋で、仮融着部が開封されるおそれがあり、逆に、３５０（Ｎ）を越える場合やヒートシール強度が高すぎる場合、仮融着部を開封するに要する荷重によって、他の融着接合部が影響を受けるおそれがある。

図１はこの発明の一の実施の形態を、図では上端開口を開放した状態で示す要部拡大部分平面図であり、図中１は包装袋の全体を、２は軟質包装袋本体を、そして３は、軟質包装袋本体２の上端部分で、それの側方への突出姿勢で包装袋本体２に融着接合させた液体注出ノズルをそれぞれ示す。

ここで、包装袋本体２とは別体になるこの液体注出ノズル３は、その基端部の外表面のシーラント層を、包装袋本体２の内表面のシーラント層に、図では右下がりの斜線を施して示すように融着接合させることによって包装袋本体２に一体化されて包装袋１を構成する。

ところで、ここにおける液体注出ノズル３は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面を図２に拡大して示すように、ＮＹやＰＥＴ、ＯＰＰあるいはバリア層を設けてなる一軸もしくは二軸延伸ベースフィルム層４と、このベースフィルム層４を直接的もしくは間接的に挟んで、図では直接的に挟んで積層したそれぞれのシーラント層５、６とを具える表裏のそれぞれの積層フィルム７、８、たとえば、表裏二枚の積層フィルムまたは、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、高融点のシーラント層５の相互の対向姿勢で、基端辺を除く周辺部分で、図１に左下がりの斜線を施して示すように融着接合させることによって構成してなる。

また、ここにおける軟質包装袋本体２は、図３に、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面を跨張して示すように、一軸もしくは二軸延伸ベースフィルム層１１と、このベースフィルム層１１の一方の側面に一層の中間層１２を介して積層したシーラント層１３とを具える表裏のそれぞれの積層フィルム１４、１５、たとえば、表裏二枚の積層フィルム、または、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、シーラント層１３の相互の対向姿勢で、図では上端辺となる開口辺を除いて融着接合させることにより構成してなる。

このような包装袋本体２への液体注出ノズル３の融着接合、ひいては、包装袋１の製造は、液体注出ノズル３の基端部で、図３に示すように、ノズル外表面の低融点のシーラント層６を、包装袋本体２のシーラント層１３に融着接合させることにより行うことができる。
この場合、包装袋本体２のシーラント層１３は、液体注出ノズル３のシーラント層６と同種のシーラント層とすることが、ヒートシール強度を高める上で好ましく、しかも、このことによれば、液体注出ノズル３を包装袋本体２に、低融点シーラント層６をもって融着接合させてなお、液体注出ノズル３の内表面の高融点シーラント層５の意図しない融着を十分に防止することができる。

そしてさらに、この包装袋１では、液体注出ノズル３の基端部分、すなわち、液体注出ノズル３の、包装袋本体２への融着接合位置と対応する位置、または、この対応位置より、包装袋本体２の内側もしくは外側に偏った位置、図では、包装袋本体２の外側に偏った位置で、その注出ノズル３の高融点シーラント層５を、たとえば、加熱温度、加圧力および加圧時間の少なくとも一の選択により、本来のヒートシール強度の半分以下のシール強度で、図に破線を施して示すように仮融着させる。図中１６は、その仮融着部を示す。

ところで、上述した高融点シーラント層５および低融点シーラント層６のそれぞれは、ともに直鎖状低密度ポリエチレンを含む低密度ポリエチレンによって形成することができる他、高融点シーライント層５を、中密度もしくは高密度ポリエチレンにより、そして低融点シーラント層６を低密度ポリエチレンによりそれぞれ形成することもできる。

以上、図１に示すところに基き、独立に構成した液体注出ノズル３を、軟質包装袋本体２に融着接合させて包装袋１を製造する場合について説明したが、液体注出ノズル３と包装袋本体２とは当初から一体形成することもできる。

図４は、この場合を、上端を開口させた包装袋について例示する平面図であり、これは、一軸もしくは二軸延伸ベースフィルム層と、このベースフィルム層の一方の側面に直接的もしくは間接的に積層したシーラント層とを具える表裏のそれぞれの積層フィルム、たとえば、表裏二枚の積層フィルムまたは、中央部で表裏に折返してなる一枚の積層フィルムを、シーラント層の相互の対向姿勢で融着接合させて、液体注出ノズル３を、軟質包装袋本体２に、その上端部分の側部からの突出姿勢で一体的に形成し、そして、その液体注出ノズル３の、軟質包装袋本体２からの突出基部、図では、包装袋本体２の側部融着位置と対応する位置に、たとえば、加熱温度、加圧力および加圧時間の少なくとも一の選択によって、本来のヒートシール強度の半分以下のシール強度で、図に破線を施して示すように仮融着させてなる仮融着部１７を設けたものである。

なお、以上に述べたようにして構成してなる包装袋１において、仮融着部１６、１７のヒートシール強度は０．３〜３（Ｎ／１５ｍｍ）、とりわけ、０．７〜１（Ｎ／１５ｍｍ）の範囲とすることが好ましく、また、その仮融着部の開封荷重は、現実の仮融着幅等のいかんにかかわらず、５０〜３５０（Ｎ）、とりわけ、１００〜２００（Ｎ）の範囲とすることが好ましい。

軟質包装袋本体（ＮＹ１５／ＰＥＴ１２／ＬＬＤＰＥ４０）の上端部分側部に、図４に示すような液体注出ノズルを、融着接合してなるものにおいて、かかる液体注出ノズルのフィルムの積層構造を、直鎖状低密度ポリエチレン層（低融点シーラント層）／二軸延伸ポリエチレンテレフターレート層／直鎖状低密度ポリエチレン層（高融点シーラント層）とし、この積層フィルムを、ヒートシート温度をパラメータとして、シリンダ付きヒートシーラーにより、３００ｋＰａのシリンダ圧力で３秒間加熱加圧したときの仮融着部のヒートシール強度（Ｎ／１５ｍｍ）を、引張試験機（ＴＥＮＳＩＬＯＮ ＲＴＧ−１３００）にて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、フィルム幅１５ｍｍの条件で測定した。その結果を表１に示す。

図４に示す液体注出ノズルの基端部分１７の位置に仮融着部を設けた該液体注出ノズルを、縦寸法２００ｍｍ、幅寸法１２５ｍｍの軟質包装袋本体に融着接合させて、３００ｍｌの水を充填包装した包装袋を用意し、この包装袋を図５に示すように、接触面積が約０．０１３５ｍ^２となるような条件の下で加圧したときの仮融着部の開封荷重（Ｎ）および開封圧力（ｋＰａ）を求めた。その結果を表２に示す。

表２に示す結果から、シール温度に比例して、シール強度、開封荷重、開封圧力が変化することがわかる。つまり、シーラント樹脂とシール温度を調整することにより、前記仮融着部に対して任意の開封圧力で開封することができるように定めることが可能になることがわかる。

本発明は、セルフシール逆止機能をもつ液体注出ノズルに適用した場合に効果的であるが、積層フィルムの永久変形によって開口形状が変化するような液体包装袋の仮融着技術に有用である。

この発明の一の実施形態を示す要部拡大部分平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。 この発明の他の実施形態を示す断面図である。 仮融着部の開封試験方法を示す略線正面図である。 シール温度と平均シール強度の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 包装袋
２ 軟質包装袋本体
３ 液体注出ノズル
４ ベースフィルム層
５ 高融点シーラント層
６ 低融点シーラント層
７、８ 積層フィルム
１１ ベースフィルム層
１２ 中間層
１３ シーラント層
１４、１５ 積層フィルム
１６、１７ 仮融着部

Claims (6)

1. ベースフィルム層と、ベースフィルム層を直接的もしくは間接的に挟んで積層したそれぞれのシーラント層とを具える表裏のそれぞれの積層フィルムを、高融点シーラント層の相互の対向姿勢で、基端辺を除く周辺部分で相互に融着接合させて液体注出ノズルを構成し、この液体注出ノズルの基端部を、軟質包装袋本体の側部からの液体注出ノズルの突出姿勢で、外表面の低融点シーラント層により、軟質包装袋本体の内表面のシーラント層に融着接合させるとともに、液体注出ノズルの基端部分で、前記高融点シーラント層を相互に仮融着させてなる液体注出ノズルを有する包装袋。
2. 高融点シーラント層および低融点シーラント層のそれぞれをともに低密度ポリエチレンにより形成してなる請求項１に記載の液体注出ノズルを有する包装袋。
3. 高融点シーラント層を、中密度もしくは高密度ポリエチレンにより形成し、低融点シーラント層を低密度ポリエチレンにより形成してなる請求項１に記載の液体注出ノズルを有する包装袋。
4. ベースフィルム層と、このベースフィルム層の一方の側面に直接的もしくは間接的に積層したシーラント層とを具える表裏のそれぞれの積層フィルムを、シーラント層の相互の対向姿勢で融着接合させて、液体注出ノズルを、軟質包装袋本体に、その側部からの突出姿勢で一体的に形成するとともに、その液体注出ノズルの、軟質包装袋本体からの突出基部で、ノズル内表面のシーラント層を仮融着させてなる液体注出ノズルを有する包装袋。
5. 仮融着部のヒートシール強度を０．３〜３（Ｎ／１５ｍｍ）としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の液体注出ノズルを有する包装袋。
6. 仮融着部の開封荷重を５０〜３５０（Ｎ）としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の液体注出ノズルを有する包装袋。

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