JP7375338B2

JP7375338B2 - 包装紙及び包装袋

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Publication number: JP7375338B2
Application number: JP2019105633A
Authority: JP
Inventors: 久貴山本; 康司大塚
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2039-06-05
Also published as: JP2020196529A

Description

本発明は、紙基材上にガスバリア性のコーティングを施した包装紙及びそれを用いた包装袋に関する。

紙基材上にガスバリア性のコーティングを施した包装紙は特許文献１に開示される。この包装紙は紙基材上に塗工液を塗布して乾燥することによりガスバリア性のコーティング層を形成する。コーティング層は紙基材上に配される第１層と、第１層上に配される第２層とを積層して形成される。

第１層は、水蒸気バリア性を有するバインダー樹脂及び顔料を水の分散剤に分散した塗工液を塗布して形成される。第２層は、水溶性高分子のバインダー樹脂及び顔料を水の分散剤に分散した塗工液を塗布して形成される。これにより、水蒸気バリア性の高い第１層及び主に酸素バリア性の高い第２層から成るコーティング層が得られる。

上記の包装紙は熱接着性樹脂を積層することにより、熱接着性樹脂の熱接着によって密封可能な包装袋を形成することができる。

特開２０１８－１７２１４９号公報（第３頁～第１２頁）

しかしながら、上記従来の包装紙によると、熱接着性樹脂を積層して包装袋に製袋する際に包装紙が折曲される。この時、コーティング層上にクラックが生じ、包装袋のガスバリア性が低下する問題があった。

本発明は、製袋時のガスバリア性低下を抑制できる包装紙、及びそれにより形成されたガスバリア性の高い包装袋を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、紙基材と、前記紙基材の一面にコーティングされたコーティング層と、前記紙基材の他面に接着層を介して配される熱接着性樹脂層とを備えた包装紙において、前記コーティング層がガスバリア性を有するとともに、前記接着層がガスバリア性接着剤により形成されることを特徴としている。

また本発明は上記構成の包装紙において、前記ガスバリア性接着剤が、１分子中に２個以上の水酸基を有する樹脂から成る主剤と、２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートから成る硬化剤とを含有した無溶剤型接着剤であることを特徴としている。

また本発明は上記構成の包装紙において、前記コーティング層がポリビニルアルコール及びカオリンを含有することを特徴としている。

また本発明の包装袋は、上記各構成の包装紙により形成されることを特徴としている。

本発明によると、紙基材の一面にコーティングされたコーティング層がガスバリア性を有し、他面にガスバリア性接着剤から成る接着層を介して熱接着性樹脂層が配される。このため、製袋時に折曲された包装紙のコーティング層にクラックが生じても、ガスバリア性接着剤によって包装紙のガスバリア性の低下を抑制することができる。従って、ガスバリア性の高い包装袋を得ることができる。

本発明の実施形態の包装袋を示す斜視図本発明の実施形態の包装袋を形成する包装紙を示す断面図

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は一実施形態の包装袋の斜視図を示している。包装袋１は積層体の包装紙２０（図２参照）によりピロー型に製袋され、食品、薬品、サプリメント等の内容物を収納する。

包装袋１は背シール部２及び端縁シール部３により封止される。背シール部２は包装紙２０を筒状に配した胴部４の周方向の両端部を熱接着により合掌貼りして形成される。端縁シール部３は胴部４の軸方向の両端部を熱接着して形成される。端縁シール部３の端縁は開封のため鋸歯状に形成される。

図２は包装袋１を形成する積層体から成る包装紙２０の層構成を示す概略断面図である。包装紙２０はコート紙２６上に熱接着性樹脂層２８を積層して形成される。コート紙２６は紙基材２５の一面にコーティング層２１をコーティングして形成される。熱接着性樹脂層２８は紙基材２５の他面に接着層２７を介してドライラミネートされる。

紙基材２５は特に限定されないが、上質紙、薄模造紙、晒クラフト紙、未晒クラフト紙、片艶クラフト紙、重袋クラフト紙、純白ロール紙、グラシン紙、白板紙、紙管原紙、ライナー原紙、再生紙等を用いることができる。紙基材２５は単層抄きでも多層抄きでもよい。紙基材２５の坪量は特に限定されないが、例えば２０ｇ／ｍ²以上５００ｇ／ｍ²以下程度とすることができる。

紙基材２５に、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、ゼオライト、合成樹脂填料等の填料を添加してもよい。また、紙基材２５に、歩留まり向上剤（硫酸バンド等）、濾水性向上剤、紙力増強剤、抄紙用内添助剤（内添サイズ剤等）、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等を必要に応じて添加することができる。

更に、紙基材２５の表面を、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酸素変性澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤、耐水化剤、保水剤、増粘剤、滑剤等の薬剤で処理してもよい。

コーティング層２１は紙基材２５の一面に塗工液を塗布して形成される。コーティング層２１は第１バリア層２１ａ及び第２バリア層２１ｂを積層して形成され、ガスバリア性を有する。第１バリア層２１ａは水蒸気バリア性を有し、第２バリア層２１ｂは酸素バリア性を有している。

第１バリア層２１ａはバインダー樹脂及び顔料を含有する。第１バリア層２１ａは防湿性を有しているため、水分の影響を抑制できるとともに、紙基材２５から浸透する水分の第２バリア層２１ｂへの影響を抑制することができる。また、第１バリア層２１ａを設けることにより、第２バリア層２１ｂを形成する塗工液の紙基材２５への浸透が抑制される。このため、均一な第２バリア層２１ｂを形成することができ、第２バリア層２１ｂのバリア性低下を抑制することができる。

第１バリア層２１ａのバインダー樹脂として、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成樹脂を、単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。

これらの中で、水蒸気バリア性の高いスチレン・ブタジエン系樹脂がより好ましい。スチレン・ブタジエン系合成樹脂は、スチレンとブタジエンを主構成モノマーとし、これに変性を目的とする各種のコモノマーを組み合わせて乳化重合したものである。コモノマーの例として、メチルメタクリルレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレートや、イタコン酸、マレイン酸、アクリル酸等の不飽和カルボン酸等が挙げられる。

バインダー樹脂は水を分散剤とし、乳化したエマルジョンタイプの塗工液として使用される。乳化剤として、オレイン酸ナトリウム、ロジン酸石鹸、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤が挙げられる。これらを単独またはノニオン性界面活性剤と組み合わせて用いることができる。更に、必要に応じて両性またはカチオン性界面活性剤を用いてもよい。

また、第２バリア層２１ｂを形成する塗工液がはじかれない範囲で、第１バリア層２１ａを形成する塗工液に炭化水素、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、脂肪酸及び脂肪酸とアルコールのエステル等の撥水成分を含有させることができる。

第１バリア層２１ａに含有される顔料は第１バリア層２１ａの水蒸気バリア性向上及び第２バリア層２１ｂとの密着性向上を図ることができる。顔料として、無機顔料、有機顔料を用いることができる。無機顔料には、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト、マイカ、モンモリロナイト等が挙げられる。有機顔料には、密実型、中空型、またはコアーシェル型等が挙げられる。これらの顔料を単独または２種類以上混合して使用することができる。

これらの顔料の中で、形状が扁平なカオリン等の無機顔料は水蒸気バリア性を向上させる点から好ましい。特に、平均粒子径５μｍ以上且つアスペクト比１０以上のカオリンがより好ましい。アスペクト比の大きい扁平な顔料は塗工層に平行に分布するため、第１バリア層２１ａ内に浸透した水蒸気が扁平な顔料によって厚み方向に移動することを遮られて迂回して移動する。このため、顔料のアスペクト比が大きいと、水蒸気が第１バリア層２１ａを通過する経路が長くなるため水蒸気バリア性が向上する。

扁平な顔料として、カオリンの他にマイカ、モンモリロナイトを使用することも可能である。しかしながら、マイカ、モンモリロナイトの分散液は、カオリンの分散液よりも低濃度であるため、顔料が塗工層に平行に配向しにくい。そのため、塗工液中に高濃度に含むことができるカオリンの方が、マイカ及びモンモリロナイトよりも適している。

また、第１バリア層２１ａに扁平な顔料に加えて平均粒子径が５μｍ以下の顔料を添加してもよい。これにより、第１バリア層２１ａは粒子径及びアスペクト比の大きい顔料が重層的に存在し、隣接する大粒子径の顔料の間の空隙に小粒子径の顔料が入り込む構造となる。水蒸気は大粒子径の顔料を迂回して顔料の面に沿って移動し、その間の粒子径の小さい顔料により移動が阻止される。これにより、第１バリア層２１ａの水蒸気バリア性をより向上させることができる。

平均粒子径が５μｍ以下の顔料として、上記各顔料を用いることができるが、重質炭酸カルシウムがより好ましい。

また、扁平な大粒子径の顔料（カオリン）と小粒子径の顔料との配合比率（大粒子径／小粒子径）は、乾燥重量で５０／５０～９９／１の範囲であることが好ましい。上記配合比率よりも小さいと、水蒸気が塗工層中を迂回する距離が短くなるため、十分な水蒸気バリア性を得ることができない。上記配合比率よりも大きいと、塗工層中の大粒子径の顔料間の空隙を小粒子径の顔料で十分に埋めることができないため、水蒸気バリア性の向上は見られない。

第１バリア層２１ａのバインダー樹脂と顔料の配合量は、顔料（乾燥重量）１００重量部に対して、バインダー樹脂（乾燥重量）５重量部以上２００重量部以下の範囲が好ましい。顔料（乾燥重量）１００重量部に対して、バインダー樹脂（乾燥重量）２０重量部以上１５０重量部以下にするとより好ましい。

次に、第２バリア層２１ｂは水溶性高分子から成るバインダー樹脂を含有し、主に酸素や二酸化炭素に対するガスバリア性を有する。第２バリア層２１ｂに含有される水溶性高分子として、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、エチレン共重合ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、変性デンプン、デキストリン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等を用いることができる。これらの中では、酸素バリア性の点から、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースが好ましく、ポリビニルアルコールがさらに好ましい。

また、第２バリア層２１ｂには酸素バリア性向上のために、顔料を含有してもよい。第２バリア層２１ｂに含有される顔料として、上記した第１バリア層２１ａと同様の顔料を用いることができる。

これらの中で、ガスバリア性の点から無機顔料を使用することが好ましい。平均粒子径３μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料（特にカオリン）を使用するとより好ましい。平均粒子径５μｍ以上、且つアスペクト比が５０以上の無機顔料（特にカオリン）を使用すると更に好ましい。第２バリア層２１ｂに顔料を含有させた場合、酸素等のガス成分は顔料を迂回して通過するため優れたガスバリア性を有する。

第２バリア層２１ｂに含有する顔料と水溶性高分子の配合比率（乾燥重量）は、顔料／水溶性高分子が１／１００～１０００／１００の範囲であることが好ましい。顔料の比率が上記範囲外であると充分なガスバリア性を発揮しない。

顔料を水溶性高分子中に配合する際に、顔料を水分散してスラリー化したものを添加し混合することが好ましい。

また、第１バリア層２１ａ及び第２バリア層２１ｂに分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の各種助剤を含有してもよく、架橋剤を含有してもよい。

架橋剤はバインダー樹脂と架橋反応を起こすため、第１バリア層２１ａ及び第２バリア層２１ｂ内の結合の数（架橋点）が増加する。これにより、第１バリア層２１ａ及び第２バリア層２１ｂが緻密な構造となり、良好な水蒸気バリア性を発揮する。

架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、バインダー樹脂に応じて、多価金属塩、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸等から適宜選択して使用することができる。多価金属塩として、銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタン等の多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物等のイオン性物質とが結合した化合物を用いることができる。

架橋剤の配合部数は、塗工可能な塗工液濃度や塗工液粘度の範囲内であれば特に限定されることなく配合することができる。尚、水蒸気バリア性に優れた効果を発揮するスチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系等のスチレン系のバインダー樹脂を用いた場合、架橋効果発現の観点から多価金属塩を使用することが好ましい。更に、カリウムミョウバンがより好ましい。

架橋剤の添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対して、１重量部以上１０重量部以下である。より好ましくは３重量部以上５重量部以下である。１重量部より少ないと十分な効果が得られず、１０重量部より多いと、塗工液の粘度が著しく増加するため塗工困難になる。

また、塗工液に架橋剤を添加する場合、水酸化アンモニウム溶液等の極性溶媒に架橋剤を溶解させてから塗工液へ添加することが好ましい。架橋剤を極性溶媒に溶解することにより、架橋剤と極性溶媒とが水素結合を作る。このため、架橋剤を塗工液に配合しても直ちにバインダー樹脂との架橋反応が起こらず、塗工液の増粘を抑制することができる。この場合、紙基材２５に塗工した塗工液が乾燥して極性溶媒成分が揮発した後、架橋剤とバインダー樹脂との架橋反応が起こり、緻密な第１バリア層２１ａが形成される。

紙基材２５の一面に第１バリア層２１ａの塗工液を塗布して乾燥させた後、第２バリア層２１ｂの塗工液を塗布して乾燥させることにより、コート紙２６が形成される。

次に、熱接着性樹脂層２８は熱接着性樹脂から成り、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム等により形成される。対向する熱接着性樹脂層２８を重ね合わせて加圧及び加熱することにより、背シール部２及び端縁シール部３が形成される。

接着層２７はガスバリア性接着剤により形成され、コート紙２６の紙基材２５と熱接着性樹脂層２８を形成するフィルムとをドライラミネートする。接着層２７を形成するガスバリア性接着剤は、１分子中に２個以上の水酸基を有する樹脂から成る主剤と、２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートから成る硬化剤とを含有する。また、硬化剤は、カルボキシル基を除く部分の炭素原子数が８以下の脂肪族多価カルボン酸またはその無水物と、炭素原子数が８以下の脂肪族多価アルコールとの重縮合体であるポリエステル由来のエステル骨格を有する。

接着層２７を形成するガスバリア性接着剤は、水酸基とイソシアネート基との化学反応によって硬化し、酸素、水蒸気、不活性ガス、アルコール、香り成分等に対するガスバリア性を有する。

接着層２７の硬化剤を２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとするためにはポリエステルが２価以上の水酸基を有する事が好ましい。１価のポリエステルに３価以上のイソシアネート化合物を反応させる事によって接着層２７の硬化剤を得ることも可能である。

接着層２７の硬化剤を合成するために用いられる脂肪族多価カルボン酸成分は、カルボキシル基を除く部分の炭素原子数が８以下の脂肪族多価カルボン酸であれば制限はない。具体的には、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，３－シクロペンタンジカルボン酸、及び１，４－シクロヘキサンジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも１つの脂肪族多価カルボン酸またはその無水物が挙げられる。

接着層２７の硬化剤を合成するために用いられる脂肪族多価アルコール成分は、炭素原子数が８以下の脂肪族多価アルコールであれば制限はない。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、シクロヘキサンジメタノール、１，５－ペンタンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、及びジプロピレングリコール等が挙げられる。中でも、エチレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、及びジプロピレングリコール等の、分岐を有さない脂肪族多価アルコールが好ましい。これらからなる群から選ばれる少なくとも１つの脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸との重縮合体により、硬化剤を得ることができる。

また、接着層２７のラミネート強度及びガスバリア性を阻害しない範囲で炭素原子数が８を越えた多価アルコール、芳香族多価アルコール、炭素原子数が８を越えた多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸を少量使用してもよい。

接着層２７の硬化剤は芳香族環を有するポリイソシアネートでもよく、分子内に芳香族環を有して２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートであれば制限はない。芳香族環を有するポリイソシアネートとして、ｍ－キシリレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート等から選ばれる少なくとも一種のモノマー、オリゴマー、これらのイソシアネートと、２個以上の水酸基を有するアルコールと、の反応生成物からなる群から選ばれるものを挙げることができる。

また、芳香族環を有するポリイソシアネートとして、イソシアネートモノマーの過剰量を、多官能のアルコール体と反応させて得られるアダクト体を使用することもできる。多官能のアルコール体として、例えば低分子活性水素化合物（トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ソルビトール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等）及びそのアルキレンオキシド付加物、各種ポリエステル樹脂類、ポリエーテルポリオール類、ポリアミド類の高分子活性水素化合物等が挙げられる。

更に上記各ポリイソシアネートのＮＣＯ基の一部をカルボジイミドで変性した化合物、これらのポリイソシアネートに由来するアロファネート化合物、これらのポリイソシアネートに由来するヌレート化合物を使用することもできる。接着層２７のラミネート強度及びガスバリア性を阻害しない範囲で脂肪族系ポリイソシアネートを少量使用してもよい。

これらの中でも、ｍ－キシリレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート等から選ばれる少なくとも一種のモノマーを使用することが好ましい。

接着層２７の硬化剤の数平均分子量は、５００～２０００の範囲が好ましく、５００～１０００の範囲がより好ましい。数平均分子量（Ｍｎ）は下記条件のゲルパーミアーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される値である。

測定装置：東ソー株式会社製ＨＬＣ－８２２０ＧＰＣ
カラム：東ソー株式会社製ＴＳＫ－ＧＵＡＲＤＣＯＬＵＭＮＳｕｐｅｒＨＺ－Ｌ
＋東ソー株式会社製ＴＳＫ－ＧＥＬＳｕｐｅｒＨＺＭ－Ｍ×４
検出器：ＲＩ（示差屈折計）
データ処理：東ソー株式会社製マルチステーションＧＰＣ－８０２０ｍｏｄｅｌＩＩ
測定条件：カラム温度４０℃
溶媒テトラヒドロフラン
流速０．３５ｍＬ／分
標準：単分散ポリスチレン
試料：樹脂固形分換算で０．２質量％のテトラヒドロフラン溶液（溶媒に１ｖｏｌ％のジブチルアミンを含む）をマイクロフィルターでろ過したもの（１００μＬ）

接着層２７の硬化剤の粘度は、６０度測定において３００～４０００ｍＰａｓの範囲が好ましく、４００～３０００の範囲がなお好ましく、更に好ましくは、４００～２０００の範囲である。

接着層２７を形成するガスバリア性接着剤の主剤は、実質的に２個以上の水酸基を有するものであればよい。接着層２７の主剤として、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール等が例示できる。ガスバリア性を付与するためには、ポリエステルポリオールであることが最も好ましい。

また、接着層２７の主剤の数平均分子量（Ｍｎ）が４００～３０００の範囲であると、合成に要する時間が短い上、取り扱いが容易であり好ましい。尚、主剤の数平均分子量（Ｍｎ）の測定は上記と同様に行うことができ、試料として、樹脂固形分換算で０．２質量％のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの（１００μＬ）が用いられる。

接着層２７の主剤に用いるポリエステルポリオールは、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重縮合反応することにより得られた実質的に複数個の水酸基を有する重縮合体である。ガスバリア性を発現させうるものであれば特に限定はないが、芳香族環を有するものが好ましく、オルト配向芳香族環を有するものがよりガスバリア性に優れるため好ましい。

複数個の水酸基を有するポリエステルポリオールとして、より具体的には下記を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。

（ａ）芳香族多価カルボン酸成分（より好ましくはオルト配向芳香族多価カルボン酸成分）を含む多価カルボン酸成分と多価アルコール成分を重縮合して得られるポリエステルポリオール
（ｂ）３個以上の水酸基を有するポリエステルポリオールにカルボン酸無水物又はポリカルボン酸を反応させることにより得られるポリエステルポリオール
（ｃ）重合性炭素－炭素二重結合を有するポリエステルポリオール
（ｄ）グリセロール骨格を有するポリエステルポリオール
（ｅ）イソシアヌル環を有するポリエステルポリオール

接着層２７の主剤の数平均分子量は、４５０～５０００であると接着能とバリア機能とのバランスに優れる程度の架橋密度が得られるため特に好ましい。より好ましくは数平均分子量が５００～３０００である。数平均分子量が４５０より小さい場合、塗工時の接着剤の凝集力が小さくなりすぎる。このため、ラミネート時にフィルムがズレたり、貼り合せたフィルムが浮き上がるといった不具合が起こり易くなる。数平均分子量が５０００よりも高い場合、塗工時の粘度が高くなり過ぎて塗工ができないことや、粘着性が低いことによりラミネートができないといった不具合が発生する。

また、接着層２７を形成する接着剤は溶剤型でもよく無溶剤型でもよいが、主剤の数平均分子量が４００～２０００の範囲であると、無溶剤型接着剤とすることができる。無溶剤型接着剤とすることで、溶剤を乾燥により除去する工程を省くことができるとともに、包装袋１（図１参照）の有機溶剤による臭気残留を防止することができる。

尚、接着層２７の主剤を、ジイソシアネート化合物との反応によるウレタン伸長により数平均分子量１０００～１５０００としたポリオールとして用いてもよい。該ポリオールには一定以上の分子量成分とウレタン結合とが存在するために、優れたガスバリア性を持つ上、初期凝集力に優れ、ラミネート時に使用する接着剤としてさらに優れる。

接着層２７の主剤の粘度は６０℃において５００００ｍＰａｓ以下が好ましい。更に接着層２７の主剤の粘度を１００００ｍＰａｓ以下にすると、無溶剤型接着剤として使用できるようになるためより好ましい。

接着層２７の主剤と硬化剤とは、主剤の水酸基と硬化剤のイソシアネート基とが１／０．５～１／１０（当量比）となるように配合することが好ましく、より好ましくは１／０．６～１／５である。該範囲を超えて硬化剤が過剰な場合、余剰な硬化剤が残留することで接着後に接着層２７からブリードアウトするおそれがある。硬化剤が不足する場合には接着強度不足のおそれがある。

また、接着層２７を形成する接着剤にはラミネート適性を損なわない範囲で、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機充填剤、カップリング剤、安定剤（酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等）、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤等が例示できる。また、硬化塗膜のガラス転移温度を調整することを目的として、各種熱可塑性樹脂を配合してもよい。熱可塑性樹脂としてはアクリル樹脂、ケトン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を使用することができる。

更に、より高いガスバリア機能を付与する目的で接着剤に形状が扁平な無機化合物を含有させてもよい。扁平な無機化合物を含有することによりラミネート強度及びガスバリア性を向上することができる。

扁平な無機化合物として、含水ケイ酸塩（フィロケイ酸塩鉱物等）、カオリナイト－蛇紋族粘土鉱物（ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、ナクライト等、アンチゴライト、クリソタイル等）、パイロフィライト－タルク族（パイロフィライト、タルク、ケロライ等）、スメクタイト族粘土鉱物（モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等）、バーミキュライト族粘土鉱物（バーミキュライト等）、雲母またはマイカ族粘土鉱物（白雲母、金雲母等の雲母、マーガライト、テトラシリリックマイカ、テニオライト等）、緑泥石族（クッケアイト、スドーアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト等）、ハイドロタルサイト、板状硫酸バリウム、ベーマイト、ポリリン酸アルミニウム等が挙げられる。これらの鉱物は天然粘土鉱物であっても合成粘土鉱物であってもよい。

層間の電荷はバリア性には直接大きく影響しないが、樹脂に対する分散性がイオン性の無機化合物では大幅に劣り、添加量を増量すると塗工適性が課題となる（チキソ性となる）。これに対して、無電荷の無機化合物の場合は添加量を多くしても、塗工適性が確保できるためより好ましい。

無機化合物の粒径は、０．１～１００μｍが好ましく、１～４０μｍであるとより好ましい。無機化合物の粒径が約１μｍ程度より大きい方がガスバリア性を発現しやすく、１μｍよりも小さいとガスバリア性が低下する。また、粒径が大きすぎる場合はグラビア印刷等の場合にグラビア版へ無機化合物が入らないため塗工適性が得られない。

また、扁平な無機化合物のアスペクト比はガス成分分子の迷路効果によるバリア能の向上のためには高い方が好ましい。具体的には３以上が好ましく、更に好ましくは１０以上、最も好ましくは４０以上である。また、接着層２７内の無機化合物の含有率は任意であるが５０質量％以下であることが好ましい。５０質量％を超えるとラミネート操作が困難になる可能性や、接着力が不十分になる可能性がある。

無機化合物を接着剤に用樹脂組成物に分散させる方法として、例えば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントコンディショナー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、ナノミル、ＳＣミル、ナノマイザー等を挙げることができる。更により好ましくは、高い剪断力を発生させることのできる機器として、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、二本ロール、三本ロール等が挙げられる。これらのうちの１つを単独で用いてもよく、２種類以上装置を組み合わせて用いてもよい。

上記構成の包装紙２０は、紙基材２５の一面にコーティングされたコーティング層２１がガスバリア性を有し、他面にガスバリア性接着剤から成る接着層２７を介して熱接着性樹脂層２８が配される。このため、包装袋１の製袋時に折曲された包装紙２０のコーティング層２１にクラックが生じても、ガスバリア性接着剤から成る接着層２７によって包装紙２０のガスバリア性の低下を抑制することができる。従って、ガスバリア性の高い包装袋１を得ることができる。

また、包装紙２０がガスバリア性の蒸着フィルム等を含まないため、包装紙２０及び包装袋１のコストを削減することができる。

また、接着層２７を形成するガスバリア性接着剤が、１分子中に２個以上の水酸基を有する樹脂から成る主剤と、２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートから成る硬化剤とを含有する。これにより、接着層２７のガスバリア性を容易に実現することができる。この時、接着層２７を形成するガスバリア性接着剤が無溶剤型接着剤であると、溶剤を乾燥により除去する工程を省くことができるとともに、包装袋１の有機溶剤による臭気残留を防止することができる。

また、コーティング層２１の第２バリア層２１ｂがポリビニルアルコール及びカオリンを含有するので、酸素バリア性の高いコーティング層２１を容易に得ることができる。

以下に包装袋１の実施例を説明する。本実施例の包装袋１を形成する包装紙２０の紙基材２５は両更クラフト紙（坪量７０ｇ／ｍ²）により形成した。

第１バリア層２１ａの塗工液は、大粒径エンジニアードカオリン（イメリス社製バリサーフＨＸ、粒子径９．０μｍ、アスペクト比８０～１００）に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し（対無機顔料０．２部）、セリエミキサーで分散して固形分濃度５５％の大粒径カオリンスラリーを調製した。得られたカオリンスラリー中にスチレン・ブタジエン系ラテックス（日本ゼオン社製ＰＮＴ７８６８）を無機顔料１００重量部に対して１００重量部（固形分）となるように配合し、固形分濃度５０％の塗工液を得た。

第２バリア層２１ｂの塗工液は、無機顔料である大粒径エンジニアードカオリン（イメリス社製バリサーフＨＸ、粒子径９．０μｍ、アスペクト比８０～１００）に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し（対無機顔料０．２部）、セリエミキサーで分散し固形分濃度５５％の大粒径カオリンスラリーを調整した。ポリビニルアルコール（クラレ社製ＰＶＡ１１７）を固形分濃度１０％となるよう調製し、ＰＶＡ溶液を得た。得られたカオリンスラリーと、ＰＶＡ溶液を固形分で顔料：ＰＶＡ＝１００：１００として固形分濃度が１０％となるよう混合し、塗工液を調整した。

第１バリア層２１ａは紙基材２５の片面に第１バリア層２１ａの塗工液を塗工量１５ｇ／ｍ²（乾燥重量）となるように塗工速度３００ｍ／分でブレードコーターを用いて塗工した後に乾燥して形成した。第２バリア層２１ｂは第１バリア層２１ａ上に第２バリア層２１ｂの塗工液を塗工量４．０ｇ／ｍ²（乾燥重量）となるように塗工速度５０ｍ／分でエアナイフコーターを用いて塗工した後に乾燥して形成した。これにより、坪量８９ｇ／ｍ²、紙厚１０３μｍのコート紙２６を作成した。

熱接着性樹脂層２８は直鎖状低密度ポリエチレンフィルムにより形成し、ガスバリア性接着剤を５ｇ／ｍ²（乾燥重量）で塗布して紙基材２５とドライラミネートした。ガスバリア性接着剤は、ポリエステルポリオールを主成分とする主剤とｍ－キシリレンジイソシアネートを主成分とする硬化剤とを含有し、無機化合物（カオリン）を３０質量％添加した無溶剤型である。

＜比較例＞
比較例の包装袋１の包装紙は実施例と同一のコート紙２６及び熱接着性樹脂層２８をウレタン系のドライラミネート用接着剤を介してドライラミネートした。ドライラミネート用接着剤はガスバリア性を有していない。

上記実施例及び比較例の包装紙２０により包装袋１に製袋する前後の酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。酸素透過度は、酸素透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ-ＴＲＡＮ２／２１）を使用し、２３℃-０％ＲＨ条件（乾燥下）及び２３℃-８５％ＲＨ条件（高湿下）にて測定した。水蒸気透過度は、透湿度測定器（Ｄｒ．Ｌｙｓｓｙ社製、Ｌ８０－４０００）を使用し、温度４０±０．５℃、相対湿度９０±２％の条件下（高湿下）で測定した。各測定結果を表１に示す。

表１に示すように、本実施例は製袋前及び製袋後において包装紙２０の酸素透過度及び水蒸気透過度が低く、高いガスバリア性を有する。これに対して比較例は製袋前の包装紙２０の酸素透過度及び水蒸気透過度が低いが、製袋後の包装紙２０の酸素透過度が高くなり、水蒸気透過度は測定器の検出範囲を超えて高くなった。

従って、コーティング層２１がガスバリア性を有し、接着層２７をガスバリア性接着剤により形成することにより、ガスバリア性の高い包装袋１を得ることができる。

本発明によると、食品等の包装袋等に利用することができる。

１包装袋
２背シール部
３端縁シール部
４胴部
２０包装紙
２１コーティング層
２１ａ第１バリア層
２１ｂ第２バリア層
２５紙基材
２６コート紙
２７接着層
２８熱接着性樹脂層

Claims

紙基材と、前記紙基材の一面にコーティングされたコーティング層と、前記紙基材の他面に接着層を介して配される熱接着性樹脂層とを備えた包装紙において、前記コーティング層がガスバリア性を有するとともに、前記接着層がガスバリア性接着剤により形成され、
前記ガスバリア性接着剤が、１分子中に２個以上の水酸基を有する樹脂から成って６０℃の粘度が１００００ｍＰａｓ以下の主剤と、２価以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートから成って６０℃の粘度が３００～４０００ｍＰａｓの硬化剤とを含有した無溶剤型接着剤であるとともに、アスペクト比４０以上の扁平な無機化合物を含有し、前記接着層内の前記無機化合物の含有量が５０質量％以下であることを特徴とする包装紙。
前記無機化合物の粒径が１～４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の包装紙。
前記コーティング層がポリビニルアルコール及びカオリンを含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の包装紙。
請求項１～請求項３のいずれかに記載の包装紙により形成されることを特徴とする包装
袋。