JP7457226B2 - 包装材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記ヒートシール層が、ポリエチレン樹脂を含み、
前記表面保護層が、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含む、包装材に関する。
紙基材の一方の側に、印刷インキをフレキソ印刷して印刷層を形成する工程、
スチレン-アクリル共重合樹脂を含むオーバーコート剤を、印刷層上にフレキソ印刷して表面保護層を形成する工程、及び、
溶融されたポリエチレン樹脂を、紙基材の他方の側にコートしてヒートシール層を形成する工程を含む、包装材の製造方法に関する。
なお、以下、本発明の説明において、「印刷インキ」とは、印刷層を形成するための顔料その他の着色剤を含有するインキをいい、オーバーコート剤とは表面保護層を形成するための、顔料その他の着色剤を含有しないコート剤をいうが、意図せず混入した僅かな着色剤等を排除するものではない。
本発明は、ヒートシール層、紙基材、印刷層及び表面保護層をこの順に有する包装材であって、
前記ヒートシール層が、ポリエチレン樹脂を含み、前記表面保護層が、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含む、包装材に関する。当該構成によってヒートシール性、耐水摩擦性が向上し、表面保護層にスチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含むことで耐熱性が向上する。包装材は、紙基材層上に、さらにバリア層を含んでよく、バリア層と紙基材層を接着させるための、接着剤樹脂層を含んでよい。
ヒートシール層/紙基材層/印刷層/表面保護層
ヒートシール層/バリア層/紙基材層/印刷層/表面保護層
ヒートシール層/紙基材層/バリア層/印刷層/表面保護層
ヒートシール層/紙基材層/印刷層/バリア層/表面保護層
表面保護層は、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含む。
表面保護層において、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)の含有量は、表面保護層の全質量中、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。スチレン-アクリル共重合樹脂(A)の含有量が上記範囲である場合、表面保護層の強靭性が高くなり、包装材の耐熱性が良好となる。また、表面保護層の膜厚は0.3~10μmであることが好ましく、1~7μmであることがより好ましく、3~5μmであることが更に好ましい。
なお、上記光沢値は、包装材内側のアルミニウム蒸着層等の金属層に関する光沢度(鏡面の反射)を指すものではなく、最表面の表面保護層の光沢値を指す。
表面保護層がスチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含有することにより、表面保護層の光沢値を上記範囲とすることが容易となる。
スチレン-アクリル共重合樹脂(A)は、水性樹脂であることが好ましく、当該水性樹脂は水溶性樹脂であっても水性エマルジョン樹脂であってもよいが、水性エマルジョン樹脂であることが好ましい。
表面保護層は、さらにその他樹脂を含んでよい。その他樹脂は、例えば、ウレタン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル-アクリル系共重合樹脂、ひまし油系樹脂、ロジン系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン-アクリル樹脂、スチレン-アリルアルコール共重合樹脂、スチレン-マレイン酸共重合樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ダンマル樹脂、及びこれらの変性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
本発明の表面保護層には、必要に応じて各種添加剤を含有させることができる。例えば、分散剤、ワックス、体質顔料、レベリング剤、消泡剤、造膜助剤、撥水剤、剥離剤(シリコン)である。
具体的には、耐摩擦性を向上させるために、ポリエチレンワックス等のワックス樹脂微粒子分散体、乾燥性や塗膜隠蔽性を向上させるために、シリカ、硫酸バリウム、樹脂ビーズ、炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料、防滑性を付与するために無機系微粒子及び粘着性樹脂(アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂)、レベリング性を向上させるためにレベリング剤、消泡性を付与するために消泡剤、再溶解性を付与するために水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、造膜助剤等の各種添加剤を添加することができる。
表面保護層は、オーバーコート剤により形成されることが好ましい。オーバーコート剤は、水性オーバーコート剤であることが好ましい。当該オーバーコート剤はスチレン-アクリル共重合樹脂(A)と水性媒体を含むことが好ましく、更にスチレン-アクリル共重合樹脂(A)以外の樹脂、添加剤を含んでもよい。
オーバーコート剤は、水性媒体を含むことが好ましい。水性媒体の主成分は水であることが好ましいが、水に加えて、水溶性有機溶剤を使用できる。具体的には、印刷条件(スピード、版深、デザイン、乾燥温度)に応じて、アルコール系有機溶剤、グリコール系有機溶剤等を含有させることができる。水性媒体の含有量は、オーバーコート剤全量に対して30質量%以下であることが好ましい。
ここで、本発明において、主成分が水であるとは、水性媒体中、水の含有量が最も多いことをいう。また、水溶性有機溶剤とは、25℃で液体であり、かつ、25℃の水に対する溶解度が1質量%以上であるものを指す。
これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
オーバーコート剤は、攪拌羽根、回転翼等を供えた攪拌機に、樹脂を有機溶剤に溶解又は分散させた樹脂溶液、溶剤を仕込み、混合、攪拌して得ることができる。撹拌速度としては特に制限されることはなく、50~2000rpmで行うことが可能である。オーバーコート剤の取り扱い、塗布性等の向上のために、さらに溶剤を適宜追加することもできる。
オーバーコート剤の粘度は、印刷適性等の観点から、50~300mPa・sであることが好ましい。
表面保護層は、例えば、基材上に印刷層が設けられた積層体の印刷層上に、オーバーコート剤を用いて印刷した後、揮発成分を除去することによって形成することができる。印刷方法としてはフレキソ印刷方式が挙げられ、例えば、オーバーコート剤がフレキソ印刷に適した粘度及び濃度にまで希釈溶剤で希釈され、単独で又は混合されて各印刷ユニットに供給され、塗布される。その後、オーブン等による乾燥によって被膜を定着させることで表面保護層を得ることができる。
印刷層は、ヒートシール層を具備した面とは反対の紙基材側に位置する。印刷層は、水性樹脂及び着色剤を含むことが好ましい。
印刷層は、水性樹脂を含むことが好ましい。
水性樹脂とは水に溶解又は分散可能な樹脂をいい、水溶性樹脂及び水性エマルジョン樹脂が挙げられる。ここで、水性エマルジョン樹脂は、水に不溶又は難溶であるが、界面活性剤等を用いて水中で分散安定化されている樹脂を指す。
スチレン-アクリル共重合樹脂(B)は、水溶性樹脂として用いられる、水溶性スチレン-アクリル共重合樹脂(b1)であってもよいし、水性エマルジョン樹脂として用いられる、スチレン-アクリル共重合樹脂エマルジョン(b2)であってもよい。
水溶性スチレン-アクリル共重合樹脂(b1)は、酸基を有していることが好ましく、その場合の酸価は、150~350mgKOH/gであることが好ましく、200~300mgKOH/gであることがより好ましい。水溶性スチレン-アクリル共重合樹脂(b1)が酸基を有し、その酸価が上記範囲である場合、耐水性及び密着力の両立が可能となるため、耐水摩擦性及び印刷層と表面保護層との密着性が良好となる。
スチレン-アクリル共重合樹脂エマルジョン(b2)は、酸基を有していることが好ましく、その場合の酸価は、5~80mgKOH/gであることが好ましく、20~60mgKOH/gであることがより好ましい。スチレン-アクリル共重合樹脂エマルジョン(b2)が酸基を有し、その酸価が上記範囲である場合、耐水性及び密着力の両立が可能となるため、耐水摩擦性及び印刷層と表面保護層との密着性が良好となる。
スチレン-マレイン酸共重合樹脂は、酸基を有していることが好ましく、その場合の酸価は、100~180mgKOH/gであることが好ましく、120~160mgKOH/gであることがより好ましい。スチレン-マレイン酸共重合樹脂が酸基を有し、その酸価が上記範囲である場合、耐水性及び密着力の両立が可能となるため、耐水摩擦性及び印刷層と表面保護層との密着性が良好となる。
アクリル樹脂は、酸基を有していることが好ましく、その場合の酸価は、20~100mgKOH/gであることが好ましく、40~80mgKOH/gであることがより好ましい。アクリル樹脂が酸基を有し、その酸価が上記範囲である場合、耐水性及び密着力の両立が可能となるため、耐水摩擦性及び印刷層と表面保護層との密着性が良好となる。
印刷層は、着色剤を含むことが好ましい。前記着色剤の含有量は、印刷層全質量中、1~60質量%であることが好ましく、30~50質量%であることがより好ましい。
好ましくは、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントブラック7であり、これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカ、アルミニウム粒子、マイカ(雲母)、ブロンズ粉、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、群青、紺青、ベンガラ、黄色酸化鉄、鉄黒、酸化チタン、酸化亜鉛が挙げられ、アルミニウムはリーフィングタイプ又はノンリーフィングタイプがあるが、ノンリーフィングタイプが好ましい。
酸化チタンは、結晶構造がアナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型のいずれのものを使用してもよい。中でも顔料分散性が良好であるため、ルチル型酸化チタンの使用が好ましい。酸化チタンの工業的生産では原料にルチル鉱石又はイルメナイト鉱石(FeTiO3)が用いられている。主な製造法には塩素法と硫酸法の二種類があり、いずれの製法のものを用いてもよい。
また、フレキソ印刷における印刷適性が向上するため、酸化チタンは表面処理されているものが好ましい。特にSi、Al、Zn、Zr及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも一種の金属により表面処理されているものが好ましい。
本発明の印刷層には、必要に応じて各種添加剤を含有させることができる。例えば、分散剤、ワックス、体質顔料、レベリング剤、消泡剤、造膜助剤である。
具体的には、耐摩擦性を向上させるために、ポリエチレンワックス等のワックス樹脂微粒子分散体、乾燥性や塗膜隠蔽性を向上させるために、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、クレー、タルク等の体質顔料、防滑性を付与するために無機系微粒子及び粘着性樹脂(アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂)、レベリング性を向上させるためにレベリング剤、消泡性を付与するために消泡剤、再溶解性を付与するために水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、造膜助剤等の各種添加剤を添加することができる。
印刷層は、上記着色剤及び上記バインダー樹脂を含む印刷インキにより形成されることが好ましい。
印刷層の形成に用いられる印刷インキは、例えば、顔料を樹脂等により分散機を用いて有機溶剤中に分散させ、得られた顔料分散体に樹脂、各種添加剤や有機溶剤等を混合して製造できる。分散機としては一般に使用される、例えばローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルを用いることができる。顔料分散体における顔料の粒度分布は、分散機の粉砕メディアのサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間、顔料分散体の吐出速度、顔料分散体の粘度等を適宜調節することにより、調整することができる。25℃における印刷インキの粘度は、顔料の沈降を防ぎ、適度に分散させる観点から50mPa・s以上、インキ製造時や印刷時の作業性効率の観点から300mPa・s以下の範囲であることが好ましい。印刷インキの製造方法は、例えば、特開2018-158986号公報に記載された方法を用いることができる。
印刷層は、例えば、ヒートシール層と反対側の紙基材面上に、印刷インキを用いて印刷した後、揮発成分を除去することによって形成することができる。印刷方法としてはフレキソ印刷方式が好適であり、例えば、フレキソ印刷に適した粘度及び濃度にまで希釈溶剤で希釈され、単独で又は混合されて各印刷ユニットに供給され、塗布される。その後、オーブン等による乾燥によって被膜を定着させることで印刷層を得ることができる。
本発明におけるヒートシール層は、印刷層を具備した側とは反対の紙基材側に位置する。ヒートシール層は、ポリエチレン樹脂を含み、ポリエチレン樹脂としては例えば、低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂を用いることができる。ヒートシール層の厚みは5~50μmが好ましい。また、融点は、90~150℃が好ましい。
ヒートシール層は、ポリエチレン樹脂を含む。ポリエチレン樹脂を含むヒートシール層は、例えば、300~400℃において熱溶融させたポリエチレン樹脂を、Tダイと呼ばれるスリット状の装置により、溶融したポリエチレン樹脂をフィルム状に押し出したものを、紙基材上に積層・コートすることで形成することができる。
ヒートシール層は主成分がポリエチレン樹脂であればよく、ポリエチレン樹脂以外の成分を含んでいてもよい。ここで、主成分がポリエチレン樹脂であるとは、ヒートシール層中、ポリエチレン樹脂の含有量が最も多いことをいう。
ヒートシール層は、ポリエチレン樹脂を80質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがなお好ましく、95質量%以上含むことが更に好ましい。ヒートシール層の膜厚は10~100μmであることが好ましく、15~50μmであることがなお好ましい。
紙基材層としては、特に制限はなく、公知のものを用いることができ、例えば、不織布、中質紙、上質紙、新聞用紙、ユポ紙、各種コート紙、裏打ち紙、含浸紙、ボール紙やアート紙、キャスト紙、片艶クラフト紙、晒しクラフト紙、未晒しクラフト紙、コートボール、アイボリー紙、カード紙、カップ原紙、キャスト紙、遮光紙、及びこれらの表面処理された紙基材が挙げられる。また、紙基材上には、シリカ、アルミナ、アルミニウム等の無機化合物を紙基材上に蒸着した蒸着紙基材も用いることができ、蒸着層を紙基材に均一に形成させるためにアンカー層を用いてもよく、蒸着層が更にポリビニルアルコール等によるコート処理を施されていても良い。さらに、前記蒸着層上にポリエチレン等のヒートシール性樹脂を形成した紙基材を使用してもよい。また、上記紙基材にメラミン樹脂を含侵させた各種メラミン紙を用いることができる。上記の中でも、片艶クラフト紙、晒しクラフト紙、未晒しクラフト紙や、蒸着層等のコート層を有さないノンコート紙等が好ましい。なお、紙基材としては、50~150g/m2であることが好ましく、60~120g/m2であることがなお好ましく、60~90g/m2であることが更に好ましい。
本発明の包装材は、バリア層を有することが好ましい。包装材がバリア層を有する場合、バリア層は、紙基材層と印刷層の間に位置することが好ましく、真空蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法によって、紙基材上に無機化合物層を形成することができる。また、ドライラミネート法や押出ラミネート法により、アルミニウム箔を紙基材上に積層することで、バリア層としてアルミニウム層を形成することもできる。
真空蒸着法は、アルミニウム等の金属を、高周波誘導加熱、直接通電加熱、又はエレクトロンビーム加熱等により、1200~1500℃、10-1~10-2Pa程度の条件下で蒸着させる方法である。被蒸着物は、真空蒸着前に、表面へのコロナ放電処理等による密着性向上処理を行うことができる。真空蒸着により形成される金属膜の厚さは、バリア性、遮光性、経済性の観点から、10~300nmであることが好ましい。
スパッタリング法は、10-1~10-2Pa程度の条件下で、Ar等の不活性ガスを導入し、電圧負荷することで実施される。形成される金属膜の厚さは、バリア性、遮光性、経済性の観点から、10~300nmであることが好ましい。
本発明の包装材は、接着剤層を有する場合も好ましい。接着剤層は下記接着剤を塗布することにより形成することができる。当該接着剤としては2液型反応性接着剤、アクリル系接着剤、アンカーコート剤、溶融性ポリオレフィン樹脂等が好適に使用され、限定されない。中でも、2液型反応性接着剤を用いたドライラミネート法や、アンカーコート剤と溶融性ポリオレフィン樹脂を用いた押出ラミネート法により形成されることが好ましい。
ドライラミネート法は、ポリオールとポリイソシアネートとからなる2液型反応性接着剤を塗布する方法であって、当該接着剤を有機溶剤で適当な粘度に希釈して、得られた印刷物の印刷面に塗布し、乾燥後シーラントと圧着して積層することで形成できる。当該接着剤としては例えば、東洋モートン社製・TM-250HV/CAT-RT86L-60、TM-550/CAT-RT37、TM-314/CAT-14Bが挙げられる。
押出しラミネート法とは、溶融性ポリオレフィン樹脂をTダイと呼ばれるスリット状の装置からフィルム状に押し出し、基材上に積層して別基材と貼り合わせる方法である。印刷物であれば印刷層上に、予めアンカーコート剤を塗布してから、押出ラミネートすることが多い。また、溶融性ポリオレフィン樹脂を印刷物の印刷面に押し出し、同時にシーラントを貼り合わせることもできる。アンカーコート剤としてはイミン系、ブタジエン系、イソシアネート系のアンカーコート剤が使用できる。具体的には、東洋モートン社製・EL-420(イミン系)、EL-452(ブタジエン系)、EL-530A/B(イソシアネート系)、EL-540/CAT-RT32(イソシアネート系)等が挙げられる。溶融性ポリオレフィン樹脂としては低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が使用できる。具体的には、日本ポリエチレン社製ノバテックLD LC600A(低密度ポリエチレン)等が挙げられる。
本発明はヒートシール層、紙基材、印刷層及び表面保護層をこの順に有する包装材の製造方法であって、紙基材の一方の側に、印刷インキをフレキソ印刷して印刷層を形成する工程、スチレン-アクリル共重合樹脂を含むオーバーコート剤を、印刷層上にフレキソ印刷して表面保護層を形成する工程、及び、溶融されたポリエチレン樹脂を、紙基材の他方の側にコートしてヒートシール層を形成する工程を含む、包装材の製造方法に関する。フレキソ印刷法を用いることにより、印刷インキ及びオーバーコート剤が高速印刷されて高度な生産性を生み出す。上記工程は順序を問わないが、印刷層、表面保護層及びヒートシール層をこの順に形成することが好ましい。
この包装袋は、食品、医薬品等の包装袋として幅広く利用する事ができる。
(ウレタン樹脂溶液PU1の調製)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中で窒素ガスを導入しながら、アジピン酸と3-メチル-1,5-ペンタンジオールの縮合物であるポリエステルポリオールを227.0部、PEG(数平均分子量2000のポリエチレングリコール)9.6部、2,2-ジメチロールプロパン酸(DMPA)30.1部、及びメチルエチルケトン(MEK)250部を混合、撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(IPDI)90.6部を1時間かけて滴下し、80℃で4時間反応させて末端イソシアネートプレポリマーとし、末端イソシアネートプレポリマー溶液を得た。得られた末端イソシアネートプレポリマー溶液に対し、2-アミノエチルエタノールアミン(AEA)2.7部及びイソプロパノール(IPA)150部を混合したものを室温で徐々に添加して、40℃で2時間反応させ、溶剤型ポリウレタン樹脂溶液を得た。次に、10%アンモニア水38.1部及びイオン交換水801.4部を溶剤型ポリウレタン樹脂溶液に徐々に添加して中和することにより水溶化し、さらに消泡剤0.5部を添加してMEK及びIPAを減圧留去した後、水を加えて固形分調整を行い、固形分28%、重量平均分子量38,000のウレタン樹脂溶液PU1を得た。
水31.6部、PigmentBlack7を18部、尿素化合物5部、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)溶液SAC1(酸価:213mgKOH/g、重量平均分子量:8000、ガラス転移温度:73℃、固形分:28%)15部の混合物をビーズミルで混練分散後、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)エマルジョンSAC2(水酸基価:36mgKOH/g、ガラス転移温度:14℃、固形分:40%)を27部、ポリエチレンワックス3部となるように添加、撹拌混合して印刷インキK1を得た。
表1に記載した原料及び配合比を使用した以外は製造例1と同様の方法で、印刷インキK2~10を得た。なお、使用した原料の性状は以下の通りである。
・スチレン-マレイン酸共重合樹脂溶液SMA1(星光PMC社製 X-228L、酸価:140mgKOH/g、ガラス転移温度:83℃、固形分:28%)
・アクリル樹脂AC1(星光PMC社製 AW-36H、酸価:62mgKOH/g、ガラス転移温度:53℃、固形分:28%)
水4.3部、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)エマルジョンSAC3(酸価100mgKOH/g、ガラス転移温度:16℃、固形分40%)を27部、ポリエチレンワックス3部となるように添加、撹拌混合してオーバーコート剤V1を得た。
表1に記載した原料及び配合比を使用した以外は製造例と同様の方法で、オーバーコート剤V2~6を得た。なお、使用した原料の性状は以下の通りである。
・スチレン-アクリル樹脂エマルジョンSAC4(酸価:40mgKOH/g、ガラス転移温度:49℃、固形分:40%)
・スチレン-アクリル樹脂エマルジョンSAC5(ガラス転移温度:22℃、固形分:40%)
・ウレタン樹脂エマルジョンPU2(大成ファインケミカル社製 WBR016U、酸価:7mgKOH/g、固形分:40%)
・アクリル樹脂エマルジョンAC2(酸価:215mgKOH/g、重量平均分子量:8500、ガラス転移温度:85℃、固形分:40%)
次に、未晒クラフト紙:未漂白のクラフトパルプを使用したクラフト紙(日本製紙社製、両更クラフトK、坪量70g/m2)に対し、250線/インチのアニロックスロール、及び感光性樹脂製のベタ版を備えた小型フレキシプルファー印刷機(フレキソ印刷機)を用いて、印刷速度50m/分の条件下で、印刷インキK1を印刷した後、1200Wドライヤーで10秒間乾燥させ、印刷層を形成した。前記印刷層上に対し、200線/インチのアニロックスロール、及び感光性樹脂製のベタ版を備えた小型フレキシプルファー印刷機(フレキソ印刷機)を用いて、印刷速度50m/分の条件下で、オーバーコート剤V1を印刷した後、25℃、12時間の条件で乾燥させ、紙基材/印刷層/表面保護層の構成である中間積層体p1を得た。
中間積層体p1における、基材の印刷層の反対面に対し、押出ラミネート法により、接着剤樹脂:ポリエチレン(融点:120℃)、樹脂温度330℃、塗工速度80m/分、塗工厚み10μm、の条件下で、アルミニウム箔を貼り合わせた後、アルミニウム箔上に対し、樹脂温度330℃、塗工速度80m/分、塗工厚み20μmの条件下で、ポリエチレン樹脂(融点:120℃)を塗工し、ヒートシール層/バリア層/接着剤樹脂層/紙基材/印刷層/表面保護層の構成である包装材P1を得た。
表2、表3に示した組成及び構成に変更した以外は、上記包装材の作製と同様の手順で、包装材P2~17、P’1~5をそれぞれ作製した。なお、使用した原料の性状は以下の通りである。
・PP1(三菱ケミカル社製 ポリプロピレン樹脂 ノバテックPP)
実施例1~17、比較例1~5で得られた包装材P1~17、P’1~5について、以下に記載の評価を行った。結果を表2、表3に示す。なお、表面保護層の無い比較例3を除くすべての実施例、比較例において、JISZ8741:1997に記載された方法で測定した、表面保護層の60度光沢値は20以下であることを確認した。
得られた包装材に対し、15mm幅×200mmセロハンテープを貼り付け、これを急速に剥がしたときの印刷層の状況を以下の評価基準で評価した。なお、 A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
<評価基準>
A.印刷層が全く剥がれなかった。
B.80%以上の印刷層が残った。
C.50以上、80%未満の印刷層が残った。
D.50%未満の印刷層が残った。
得られた包装材を25mm×150mmの大きさに切り出し、テスター産業(株)製学振型摩擦堅牢度試験器を用いて、以下基準にて耐水摩擦性を評価した。なお、A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
《試験条件》
荷重:200g、往復回数:2回、当紙:カナキン布に水を5滴滴下したもの
《評価基準》
A.印刷層が取られることがなく、原紙の露出面積比率が1%未満であるもの。
B.当紙にわずかにインキが付着。印刷層がわずかに取られて、原紙の露出面積比率が1%以上5%未満であるもの。
C.当紙全面にインキが薄く付着。印刷層がわずかに取られて、原紙の露出面積比率が5%以上10%未満であるもの。
D.当紙全面にインキが薄く付着。印刷層がほとんど取られて、原紙の露出面積比率が10%以上20%未満であるもの。
E.当紙全面にインキが濃く付着。印刷層が取られて、原紙の露出面積比率が20%以上であるもの。
得られた包装材を25mm×150mmの大きさに切り取り、表面保護層上に、25mm×150mmの大きさのアルミニウム箔艶面を(厚み:15μm)を重ね、以下の装置及び条件でヒートシールした後、アルミニウム箔を剥離した際の印刷層の状態から、下記基準にて耐熱性を評価した。なお、A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
《ヒートシール条件》
装置:熱傾斜式ヒートシーラー〔東洋精機(株)製;TYPE,HG-100〕、
シール幅:折り曲げ部より10mm、ヒーター温度:160℃、
シール圧力:2kg/cm2、シール時間:1sec
《評価基準》
A.印刷層が取られることがなく、原紙の露出面積比率が1%未満であるもの。
B.当紙にわずかにインキが付着。印刷層がわずかに取られて、原紙の露出面積比率が1%以上5%未満であるもの。
C.当紙全面にインキが薄く付着。印刷層がわずかに取られて、原紙の露出面積比率が5%以上10%未満であるもの。
D.当紙全面にインキが薄く付着。印刷層がほとんど取られて、原紙の露出面積比率が10%以上20%未満であるもの。
E.当紙全面にインキが濃く付着。印刷層が取られて、原紙の露出面積比率が20%以上であるもの。
得られた包装材について、PANTONE社製 X-Rite eXact分光光度計を用いて、印刷濃度を以下の評価基準で評価した。なお、A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
<評価条件>
イルミナント/観測者視野:D50/2°、濃度ステータス:ISOステータスE、
濃度白色基準:絶対値とし、印刷面のL*、a*、b*を測定した。また、基準となる標準色のL*、a*、b*を測定、それぞれ31.20、-3.20、-22.60とし、色差ΔE*abを下記の式(1)より求めた。式(1)ΔE*ab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
<評価基準>
A.X-Rite eXact分光光度計で測定したΔE*abが0.4未満である。
B.ΔE*abが0.4以上0.8未満である。
C.ΔE*abが0.8以上1.6未満である。
D.ΔE*abが1.6以上3.2未満である。
E.ΔE*abが3.2以上である。
得られた包装材を15mm×100mmの大きさに切り取り、ヒートシール層面同士が重なるように折り曲げ、以下の装置及び条件でヒートシールし、シールされていない両端部を小型引張試験機に固定し、ヒートシール強度を評価した。なお、A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
《ヒートシール条件》
装置:テスター産業株式会社製ヒートシールテスター、シール幅:折り曲げ部より
10mm、ヒーター温度:160℃、シール圧力:2kg/cm 2 、
シール時間:1sec
《ヒートシール強度測定条件》
装置:インテスコ社製 小型引張試験機(モデル;IM-20)、試験片幅:15mm、
剥離モード:90°剥離、引張速度:300mm/min
《評価基準》
A.ヒートシール強度が5.0N以上である。
B.ヒートシール強度が3.5N以上、5.0N未満である。
C.ヒートシール強度が1.0N以上、3.5N未満である。
D.ヒートシール強度が1.0N未満である。
得られた包装材について、JIS Z0208に準拠した方法で透湿度の測定を行い、それを基に下記基準にて水蒸気バリア性を評価した。なお、A、B、Cが実用上問題ない範囲である。
《評価条件》
評価時間:15時間
《評価基準》
A.透湿度が5g/m2・15h未満である。
B.透湿度が5g/m2・15h以上、1000g/m2・15h未満である。
C.透湿度が1000g/m2・15h以上、3000g/m2・15h未満である。
D.透湿度が3000g/m2・15h以上である。
特に、ヒートシール層にポリプロピレン樹脂を含む比較例2では、ヒートシール性が基準を満たさず、表面保護層にポリウレタン樹脂を含む比較例4、及びアクリル樹脂を含む比較例5では、耐熱性が基準を満たさなかった。
Claims (6)
- ヒートシール層、紙基材、印刷層及び表面保護層をこの順に有する包装材から形成された包装袋であって、
前記ヒートシール層が、ポリエチレン樹脂を含み、
前記表面保護層が、スチレン-アクリル共重合樹脂(A)を含み、
JISZ8741:1997に記載された方法で測定した、表面保護層の60度光沢値が、20以下である包装袋。 - 更に、バリア層を含む、上記の請求項1に記載の包装袋。
- 印刷層が、スチレン-アクリル共重合樹脂(B)、スチレン-マレイン酸共重合樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項1又は2に記載の包装袋。
- ヒートシール層の膜厚が、10~100μmである、請求項1又は2に記載の包装袋。
- 紙基材の坪量が、50~150g/m2である、請求項1又は2に記載の包装袋。
- ヒートシール層、紙基材、印刷層及び表面保護層をこの順に有する包装材から形成された包装袋の製造方法であって、
紙基材の一方の側に、印刷インキをフレキソ印刷して印刷層を形成する工程、
スチレン-アクリル共重合樹脂を含むオーバーコート剤を、印刷層上にフレキソ印刷して、JISZ8741:1997に記載された方法で測定した60度光沢値が、20以下である表面保護層を形成する工程、及び、
溶融されたポリエチレン樹脂を、紙基材の他方の側にコートしてヒートシール層を形成する工程を含む、包装袋の製造方法。
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