JP2023127770A

JP2023127770A - 包装袋

Info

Publication number: JP2023127770A
Application number: JP2022031661A
Authority: JP
Inventors: 恵介山口; Keisuke Yamaguchi
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2023-09-14

Abstract

【課題】包装袋を構成する紙層と紙層とは別のフィルム層とを容易に分離できる包装袋を提供すること。【解決手段】外側から順に、紙層と、接着剤層と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、紙層と前記フィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍである、包装袋。【選択図】図２

Description

本発明は、包装袋に関する。

従来から、飲料又は食品、日用品、トイレタリーなど様々な分野で包装袋が使用されている（特許文献１）。そのような包装袋として例えばパウチが知られている。パウチは、樹脂フィルムを基材とする単体または積層体から構成されるものが広く普及しており、さまざまな形態のものが、幅広い用途に用いられており、現代生活にとっては不可欠なものとなっている。

特開２０２０－６９９７号公報

ここで、パウチの材料として頻繁に用いられている樹脂フィルムは、リサイクル性に乏しく、焼却処分又は埋め立て廃棄等をする必要がある。樹脂フィルムは、石油由来の材料が多く、処分する際の環境負荷が大きい。また、パウチに用いられる樹脂フィルムの一部を紙で置き換えることも検討されているものの、その場合、樹脂フィルムと紙とが接着剤で接着されているため、紙と樹脂フィルムとを分離しにくく、結局、焼却処分等、樹脂に合わせた廃棄方法がとられている。更に、パウチの材料として金属フィルムを用いている場合もあり、材料毎に分離して処分することが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、包装袋を構成する紙層と紙層とは別のフィルム層とを容易に分離できる包装袋を提供することを目的とする。

本発明の包装袋は、外側から順に、紙層と、接着剤層と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、紙層と前記フィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍである。

本発明の包装袋は、外側から順に、紙層と、接着剤層と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、接着剤層が水溶性、水分散性又はアルカリ可溶性の接着剤を含むものであってもよい。

上記紙層と上記フィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍであると好ましい。

上記積層体のループスティフネス値が１００～６００Ｎであると好ましい。

上記フィルム層が熱融着性フィルムを備え、熱融着性フィルムが最内側に位置すると好ましい。

上記紙層の坪量が３０～１００ｇ／ｍ^２であると好ましい。

上記接着剤層が、アクリル系接着剤又はウレタン系接着剤を含む。

上記接着剤層と、上記フィルム層との間に易剥離処理がなされていると好ましい。

上記接着剤層の厚みが１～１００μｍであると好ましい。

本発明によれば、包装袋を構成する紙層と紙層とは別のフィルム層とを容易に分離できる包装袋を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る積層体の模式断面図である。本発明の一実施形態に係る包装袋を示す平面図である。

本実施形態の包装袋は、外側から順に、紙層と、接着剤層（以下、第１の接着剤層とも呼ぶ。）と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、以下の（１）及び（２）の条件の少なくとも一方を満たす。
（１）紙層とフィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍである。
（２）接着剤層が水溶性、水分散性又はアルカリ可溶性の接着剤を含む。

本実施形態の包装袋は、（１）を満たす場合、紙層とフィルム層との間の接着強度が弱いため、特別な装置等を用意しなくても手作業で容易に分離することができる。また、包装袋が（２）を満たす場合、紙層とフィルム層との間の接着剤を水又はアルカリ性水溶液で容易に除去できるため、この場合も容易に紙層とフィルム層とを分離でき、また、ミキサー等により、一度に大量に、自動的に処理することもできる。手作業により包装袋から分離された紙のみを古紙として回収し再生処理することで、製紙の原料としてリサイクルすることもできる。包装袋は、上記（１）及び（２）の両方を満たすと、状況に応じて適宜分離の仕方を選択できるため、好ましい。

［紙層］
紙層としては、特に限定されるものではなく、包装袋の用途に応じて適宜選択すればよい。植物由来のパルプを主成分としている紙であれば特に制限はない。紙層の具体例として、上質紙、特殊上質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、模造紙及びクラフト紙、グラシン紙、紙基材にバリアコートが施されたバリア性のある紙などが挙げられる。紙層の厚みは、例えば、３０～１００μｍであってよく、３０～７０μｍであってよい。

本実施形態の包装袋は、最外側の層として紙層を有していると好ましい。紙層は、樹脂フィルム、金属フィルム等とは異なり、直接印字が可能である。そのため、ラベルを貼付するためのラベラーが不要となり、包装袋の製造工程においてラベルを貼付する工程を省略できることから、包装袋の製造工程がより効率的かつ経済的になる。紙層への印字方法としては、特に限定されず、サーマルプリンタ、インクジェット等の印字機により印字してよい。

紙層の坪量は、包装袋が適切なコシを有する観点から、３０～１００ｇ／ｍ^２であると好ましく、４０～９０ｇ／ｍ^２であるとより好ましく、５０～８０ｇ／ｍ^２であると更に好ましい。

［接着剤層］
接着剤層は、上記（１）及び（２）の少なくとも一方を満たす性質を有するものであれば特に制限はなく使用できる。接着剤層は、接着剤組成物から形成されていてよく、感圧性接着剤層（粘着剤）であってよい。上記接着剤層の厚みは１～１００μｍであってよく、２～５０μｍであってよく、３～３０μｍであってよく、３～２０μｍであってよい。

接着剤層は、包装袋の輸送時、使用時等に紙層とフィルム層とが容易に剥がれず、分離する際には手作業で容易に剥がせるよう適度な接着強度を有する観点から、接着後に紙層とフィルム層との間の接着強度が０．００５～０．８Ｎ／１５ｍｍ、０．０１～０．６Ｎ／１５ｍｍ、０．０２～０．３Ｎ／１５ｍｍ、又は０．０２～０．２Ｎ／１５ｍｍとなるように形成されると好ましい。接着強度は、ＪＩＳＫ６８５４－１：１９９９の方法又はそれに準拠する方法により測定することができる。紙層とフィルム層とを分離する際には、紙層が接着剤層から剥がれてもよいし、紙層及び接着剤層がフィルム層から分離されてもよい。接着剤層は、紙層とフィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍとなるものであれば、特に制限はないが、例えば、アクリル系の接着剤等が挙げられる。

接着剤層は、水溶性、水分散性又はアルカリ可溶性のいずれかの性質を有することが好ましい。なお、アルカリ可溶性とは、接着剤がアルカリ性（塩基性）水溶液に可溶であるため、アルカリ性水溶液により紙層がフィルム層から脱離可能であることを言う。このような性質を有する接着剤としては、アクリル系接着剤等の不飽和カルボン酸に由来する単位を含む共重合体を含有する接着剤等が挙げられる。なお、不飽和カルボン酸に由来する単位とは、不飽和カルボン酸にラジカル付加重合を行って得られる単位である。なお、不飽和カルボン酸の共重合体においてカルボキシル基は、必要に応じて一部又は全部がアルカリ金属塩、アミン塩、アルカノールアミンなどの塩型となっていてもよい。

不飽和カルボン酸の共重合体を含む水溶性接着剤としては、（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基を有するビニル系単量体と塩基性単量体及び水酸基含有単量体、並びに場合により用いられる共重合可能な他の単量体との共重合体をベースポリマーとして含有するものなどを挙げることができ、具体的には、（メタ）アクリル酸と１－ビニル－ピロリドンとの共重合体を含む接着剤が好ましい。

不飽和カルボン酸の共重合体を含む水分散性（水再分散性）接着剤としては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルに由来する単位と、（メタ）アクリル酸に由来する単位とを構造単位として含む共重合体を含有する接着剤が挙げられる。より具体的には、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとカルボキシル基を有するビニル系単量体及びアルコキシ基を有するビニル系単量体、並びに場合により用いられる共重合可能な他の単量体との共重合体をベースポリマーとして含有するものなどを挙げることができ、具体的には、イソノニルアクリレートと、２－メトキシエチルアクリレートと、アクリル酸と、酢酸ビニルとの共重合体を含む接着剤が挙げられる。

不飽和カルボン酸の共重合体を含むアルカリ可溶性接着剤としては、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル又はカプロラクトン付加物とカルボキシ基を有するビニル系単量体、並びに場合により用いられる共重合可能な他の単量体との共重合体をベースポリマーとして含有するものなどを挙げることができる。

接着剤層がアルカリ可溶性であるとは、例えば、平成１８年１０月１７日に印刷用粘着紙メーカー会が発行した「リサイクル対応型シール（全離解可能粘着紙）の暫定業界基準と運用について」に記載の評価試験方法又はそれに準拠する方法により試験を行った場合に、リサイクル対応型シール（全離解可能粘着紙）の評価基準を満たす（３回の試験で、残渣量がいずれも５０ｍｇ未満である）ものであるとすることができる。また、接着剤層が水分散性、及び水溶性であることも同様の試験により評価することができる。

フィルム層は、単層のフィルムであっても多層フィルムであってもよいが、上記接着剤層と接する側の層が紙とは異種の材質であり、例えば、樹脂フィルム又は金属フィルムであってよい。フィルム層が多層フィルムである場合、樹脂フィルム及び金属フィルムからなる群から選択される少なくとも二種を含んでいてよい。フィルム層と接着剤層との間には、離型剤等により易剥離処理がされていてもよい。具体的には、フィルム層上に予めシリコーン離型剤等により離型剤層が形成されていてよい。

樹脂フィルムとしては、例えばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロン－６、ナイロン－６６等）、ポリイミドなどが使用でき、用途に応じて適宜選択することができる。

特にポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートは、フィルム強度と価格の観点からより好ましい。そのほか延伸ポリアミドフィルムを用いる場合には、積層体に突き刺しに対する耐穴あき性や、外力や衝撃に対する強靭性を付与することができる。

金属フィルムの材質としては、例えば、アルミニウムであってよい。

フィルム層は、熱融着性フィルムを有していてもよい。フィルム層が多層フィルムである場合、フィルム層は、上記接着剤層により近いほうから順に、ベースフィルムとして上記樹脂フィルム又は金属フィルム、及び熱融着性フィルムを有していてよい。熱融着性フィルムは、積層体においてシーラント層として機能する。フィルム層が熱融着性フィルムを有する場合、熱融着性フィルムは、ヒートシール可能なフィルムであって、上記積層体において紙層とは反対側の最外側に位置することが好ましい。熱融着性フィルムを有する積層体を用いて製袋する場合、積層体における熱融着性フィルム同士を向かい合わせて熱融着させてよい。この場合、熱融着性フィルムは、包装袋の最内側に位置する層となる。

熱融着性フィルムは、押出機などを用いて溶融した樹脂を製膜することにより、ベースフィルム上に形成することができる。あるいは、あらかじめフィルムの状態に製膜してある材料を、ベースフィルム上にラミネートによって積層することによって、積層体の表面に熱融着性フィルムを形成することも可能である。また、ベースフィルムと熱融着性フィルムとの間に接着剤層（第２の接着剤層）を設けて両者を接着してもよい。

熱融着性フィルムの材質は、熱可塑性樹脂であってよい。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂が挙げられ、具体的には、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン－αオレフィン共重合体、エチレン－メタアクリル酸樹脂共重合体などのエチレン系樹脂、ポリエチレンとポリブテンのブレンド樹脂、ホモポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－エチレンブロック共重合体、プロピレン－αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。

第２の接着剤層の材質としては特に限定されず、上記（１）及び（２）の条件のいずれも満たさない接着剤層であってもよい。

第２の接着剤層としては、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを含む組成物の反応物を含む接着剤（ウレタン系接着剤）が挙げられる。ウレタン系接着剤は、ポリオールとポリイソシアネートとを含む組成物の反応物、すなわち、ウレタン樹脂を含むものである。ポリオールとポリイソシアネートとを含む組成物には、必要に応じてエポキシ樹脂、ヒドロキシ酸等が含まれていてもよい。ポリオールは、ポリエステルポリオールであってよく、脂肪族ポリエステルポリオールであると好ましい。ポリイソシアネートは、分子内に２以上のイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定はなく、脂肪族ポリイソシアネート及び芳香族ポリイソシアネートのいずれであってもよい。ウレタン系接着剤としては、例えば、タケラックＡ６２６（脂肪族ポリエステルポリオール、三井化学株式会社製）と、タケネートＡ６５（ポリイソシアネート、三井化学株式会社製）との反応物が挙げられ、必要に応じて、エポキシ樹脂を併用してもよい。

積層体のループスティフネス値は、１００～６００Ｎであってよく、１２０～５００Ｎであってよく、１５０～４５０Ｎであってよい。ループスティフネス値が１００～６００Ｎであると、積層体から製袋される包装袋が硬すぎず、コシが十分である。

本実施形態の包装袋は、上記各層を有する積層体を製袋したものである。図１に本発明の一実施形態に係る積層体の模式断面図を示す。図１の積層体３１０は、紙層１０、第１の接着剤層４０、樹脂フィルム５１、第２の接着剤層３０、熱融着性フィルム２０をこの順に備える。

図２は、本実施形態の包装袋の一例を示す平面図である。包装袋１００は、一対の積層体３００（３１０）の熱融着性フィルム同士を貼り合わせて構成される。積層体３００及び３１０は、本実施形態の積層体であって、各積層体の熱融着性フィルムはシール部１０１を構成し、包装袋１００の最外層は紙層である。包装袋１００は、フィルム状の略矩形の一対の積層体３００（３１０）の周縁を貼り合わせてなるシール部１０１と、シール部１０１によって一対の積層体３００（３１０）の間に形成される収容部１０２とを備える。すなわち、包装袋１００は、側端部、下端部及び上端部がシール部１０１によってシールされている。包装袋１００は、シール部１０１に包囲された非シール部（シート部）に、被包装物（例えば、食品）が収容される収容部１０２を備える。なお、下端部のシール部１０１は、被包装物を収容部１０２に充填した後にシールしてもよい。シール部１０１は、熱融着性フィルム２０同士がヒートシールされて構成される。包装袋１００は、開封手段１２０を備えていてもよい。開封手段は、側端部のシール部１０１に形成されるＶ字状のノッチからなる一対の易開封加工部１２４と、一対の易開封加工部１２４の間に切り開きの軌道となるハーフカット線１２１を有する。ハーフカット線１２１は、レーザーを用いて形成することができる。易開封加工部１２４は、Ｖ字状のノッチに限定されず、Ｕ字状又はＩ字状等のノッチであってよく、傷痕群あってもよい。

包装袋において紙層の一部のみを剥がせるよう紙層に切れ込みが施されていてもよい。この場合、更にフィルム層が透明であると好ましい。このような構成では、包装袋の使用時に紙層の一部を剥がすことにより内容物の残量を確認することができる。切れ込みは長方形、円形等、閉じた図形の輪郭となっていてもよいが、包装袋の上端及び下端まで伸びていてもよい。

本実施形態の包装袋の種類は特に限定されず、食品、飲料等のパウチなど様々な用途で使用できる。パウチは特にスタンディングパウチであると好ましい。

本実施形態の包装袋は、紙層を用いているため、包装袋上にサーマルプリンタ等で直接印字が可能である。一方、ＰＥＴ等の樹脂フィルム上には、サーマルプリンタ等での直接印字ができないか、できたとしても印字強度が低い。そのため、従来の樹脂フィルムからなる包装袋では、包装袋に表示を行いたい場合は、ラベルを張ることにより表示を行っていた。本実施形態の包装袋では、その外表面の紙層の略すべてが印字可能であるため、ラベルとは異なり、印字面積に限りがない。また、予めカラー印刷することにより、カラー印刷と、内容物を充填する際の印字とを組み合わせることもできる。

（実施例１）
エマルション型のアクリル系接着剤を上質紙（坪量：５２．３／ｍ^２）に塗布し、乾燥させることにより接着剤層を形成した。なお、当該アクリル系接着剤は、水溶性及びアルカリ可溶性の接着剤である。接着剤層の厚みは１０μｍであった。ＰＥＴフィルム（厚さ２５μｍ）を接着剤層上に張り合わせた。更に、ＰＥＴフィルムの紙層と反対側の面に第２の接着剤層（厚さ４μｍ）を形成し、当該接着剤層上にＬＬＤＰＥフィルム（三井化学東セロ株式会社製、商品名：Ｔ．Ｕ．Ｘ（登録商標）－ＦＣ－Ｓ）を張り合わせ、積層体を作製した。なお、第２の接着剤層は、後述の比較例１で使用しているタケラックＡ６２６及びタケネートＡ６５から調製されたウレタン系接着剤組成物から形成されたものである。

（比較例１）
主剤として脂肪族ポリエステルポリオール（三井化学株式会社製、商品名：タケラックＡ６２６）、硬化剤としてポリイソシアネート（三井化学株式会社製、商品名：タケネートＡ６５）、溶媒として酢酸エチルを配合して、固形分濃度が３６．５質量％のウレタン系接着剤組成物を調製した。
得られた接着剤組成物を、上質紙（坪量：５２．３／ｍ^２）の表面に塗布して接着剤層を形成した。接着剤層の厚みは４μｍであった。
別途、ＰＥＴフィルム（厚さ：２５μｍ）と熱融着性フィルムとしてＬＬＤＰＥフィルム（三井化学東セロ株式会社製、商品名：Ｔ．Ｕ．Ｘ（登録商標）－ＦＣ－Ｓ）とを上記ウレタン系接着剤組成物（接着剤層の厚みは４μｍ）で貼り合わせて多層フィルムを作製した。紙層上の接着剤層と多層フィルムのＰＥＴフィルムとが向かい合うようにして、ＰＥＴフィルムと接着剤層とを貼り合わせて積層体を得た。養生時間（エージング）は、４０℃で２日間とした。

［接着強度（常温）の測定］
ＪＩＳＫ６８５４－１：１９９９に準拠して、作製した積層体の接着強度を測定した。具体的には、作製した積層体を１５ｍｍ幅にカットして測定サンプルとした。測定サンプルの端部における紙層とフィルム層との間を剥離した後、角度：９０°、引張速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ、及び室温の条件で引張試験機を用いて、積層体の紙層とフィルム層との間の剥離強度を測定した。この剥離強度を常温（２０℃）での接着強度とした。測定結果は表１に示すとおりであった。

なお、実施例１の積層体では、接着強度の測定中に破れることなく紙を剥がすことができたが、比較例１では、測定中に紙が途中で破れてしまった。サンプルの面積のうち、積層体側に残った紙の面積の割合（％）を表１に示す。

実施例１の積層体において、ＬＬＤＰＥフィルムの厚みを表２に示すとおり変更した積層体Ａ１～Ａ５を用意し、ループスティフネス値を測定した。また、上記比較例１の製造方法における紙と接着していない多層フィルムのＬＬＤＰＥフィルムの厚みを表２に示すとおり変更した積層体Ｂ１～Ｂ５を用意し、ループスティフネス値を測定した。ループスティフネス値は、株式会社東洋精機製作所製のループスティフネステスターを用いて、幅１５ｍｍ、直径５０ｍｍのサンプルについて測定した。結果を表２に示す。なお、各積層体について算出した石油由来材料使用量（質量％）についても表２に示す。

表２に示されるように、ＬＬＤＰＥフィルムの厚みが最も小さい積層体Ａ１であってもループスティフネス値が積層体Ｂ１～Ｂ５よりも大きかった。このことから、積層体のループスティフネス値（コシ、自立性）を維持しながら、石油由来の材料を紙で置換することにより環境負荷の低減ができる。

実施例１の紙層上にサーマルプリンタにより印字を施した。印字部分について、指で擦る、溶剤（エタノール）を垂らして擦る、及び油（植物油）を垂らして擦ることにより印字の強度を確認したところ、いずれの擦り方によっても印字に変化はなかった。
上記多層フィルムのＰＥＴフィルム上にサーマルプリンタにより印字を施し、同様に印字の強度を確認したところ、指で擦った場合には、印字に変化は見られなかったものの、溶剤又は油を使用して擦った場合には、印字が脱落し、文字が判別不能となった。

１０…紙層、２０…熱融着性フィルム、３０…第２の接着剤層、４０…第１の接着剤層、５１…樹脂フィルム、１００…包装袋、１０１…シール部、１０２…収容部、１２０…開封手段、１２１…ハーフカット線、１２４…易開封加工部、３００，３１０…積層体。

Claims

外側から順に、紙層と、接着剤層と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、
前記紙層と前記フィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍである、包装袋。
外側から順に、紙層と、接着剤層と、フィルム層とを備える積層体から製袋された包装袋であり、
前記接着剤層が水溶性、水分散性又はアルカリ可溶性の接着剤を含む、包装袋。
前記紙層と前記フィルム層との間の接着強度が０．００１～１Ｎ／１５ｍｍである、請求項２に記載の包装袋。
前記積層体のループスティフネス値が１００～６００Ｎである、請求項１～３のいずれか一項に記載の包装袋。
前記フィルム層が熱融着性フィルムを備え、
前記熱融着性フィルムが最内側に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載の包装袋。
前記紙層の坪量が３０～１００ｇ／ｍ^２である、請求項１～５のいずれか一項に記載の包装袋。
前記接着剤層が、アクリル系接着剤又はウレタン系接着剤を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の包装袋。
前記接着剤層と、前記フィルム層との間に易剥離処理がなされている、請求項１～７のいずれか一項に記載の包装袋。
前記接着剤層の厚みが１～１００μｍである、請求項１～８のいずれか一項に記載の包装袋。