JP2022018167A - ヒートシール紙 - Google Patents

Abstract

【課題】特に食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材など、包装用途に好適に用いられる、ヒートシール適性を有すると共にリサイクル時の離解性が良好なヒートシール紙の提供。【解決手段】紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩を含有するヒートシール層を有することを特徴とするヒートシール紙。前記ヒートシール層が、塗工層であることが好ましく、前記ヒートシール層の塗工量（乾燥重量）が、片面あたり３ｇ／ｍ２以上２０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、特に食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材など、包装用途に好適に用いられる、ヒートシール適性を有するヒートシール紙に関する。

従来から、紙製の包装材料を食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材などに成形する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂に代表される熱可塑性樹脂を押出しラミネート法等により包装材料に積層させ、ヒートシール適性を付与することが一般に行われている（特許文献１等）。しかしながら、これらの熱可塑性樹脂を積層させた紙製の包装材料は、リサイクル時の離解性が劣るため、一般的にはリサイクル不能である禁忌品として扱われており、古紙原料として回収、リサイクルすることができない。

特開２０１７－０２４１８７号公報

そこで、本発明は、特に食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材など、包装用途に好適に用いられる、ヒートシール適性を有すると共にリサイクル時の離解性が良好なヒートシール紙を提供することを目的とする。

本発明は、以下の〔１〕～〔６〕を提供するものである。
〔１〕紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩を含有するヒートシール層を有することを特徴とするヒートシール紙。
〔２〕前記ヒートシール層が、塗工層であることを特徴とする〔１〕に記載のヒートシール紙。
〔３〕前記ヒートシール層の塗工量（乾燥重量）が、片面あたり３ｇ／ｍ^２以上２０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする〔２〕に記載のヒートシール紙。
〔４〕前記紙基材の坪量が、２０ｇ／ｍ^２以上６００ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のヒートシール紙。
〔５〕前記紙基材の坪量が、３０ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のヒートシール紙。
〔６〕前記紙基材の密度が、０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のヒートシール紙。

本発明によれば、包装用途に好適に用いられる、ヒートシール適性を有すると共にリサイクル時の離解性が良好なヒートシール紙を提供することができる。

本発明は、紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩を含有するヒートシール層を有することを特徴とするヒートシール紙に関するものである。

（紙基材）
本発明において紙基材とは、主としてパルプからなるシート（以下、「基紙」ともいう。）であり、更に填料、各種助剤等を含む紙料を抄紙して得られる。パルプとしては、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未漂白パルプ（ＮＵＫＰ）、サルファイトパルプなどの化学パルプ、ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプなどの機械パルプ、脱墨パルプ、古紙パルプなどの木材繊維、ケナフ、竹、麻などから得られた非木材繊維などを用いることができ、適宜配合して用いることが可能である。これらの中でも、基紙中への異物混入が発生し難いこと、使用後の紙容器を古紙原料に供してリサイクル使用する際に経時変色が発生し難いこと、高い白色度を有するため印刷時の面感が良好となり、特に包装材料として使用した場合の使用価値が高くなることなどの理由から、木材繊維の化学パルプ、機械パルプを用いることが好ましく、化学パルプを用いることがより好ましい。具体的には、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプの配合量が８０％以上であることが好ましく、化学パルプの配合量が１００％であることが特に好ましい。

填料としては、タルク、カオリン、焼成カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどの無機填料、尿素－ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール系樹脂、微小中空粒子等の有機填料等の公知の填料を使用することができる。なお、填料は、必須材料ではなく、使用しなくてもよい。

各種助剤としては、ロジン、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、アルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）などのサイズ剤、ポリアクリルアミド系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、カチオン化澱粉、各種変性澱粉、尿素・ホルマリン樹脂、メラミン・ホルマリン樹脂などの乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、歩留剤、濾水性向上剤、凝結剤、硫酸バンド、嵩高剤、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、紫外線防止剤、退色防止剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等が例示可能であり、必要に応じて適宜選択して使用可能である。

紙基材の製造（抄紙）方法は特に限定されるものではなく、長網抄紙機、円網抄紙機、短網抄紙機、ギャップフォーマー型、ハイブリッドフォーマー型（オントップフォーマー型）等のツインワイヤー抄紙機等、公知の製造（抄紙）方法、抄紙機が選択可能である。また、抄紙時のｐＨは酸性領域（酸性抄紙）、疑似中性領域（疑似中性抄紙）、中性領域（中性抄紙）、アルカリ性領域（アルカリ性抄紙）のいずれでもよく、酸性領域で抄紙した後、紙層の表面にアルカリ性薬剤を塗工してもよい。また、紙基材は１層であってもよく、２層以上の多層で構成されていてもよい。

さらに、紙基材の表面を各種薬剤で処理することが可能である。使用される薬剤としては、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、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、滑剤などを例示することができ、これらを単独あるいは２種類以上を混合して用いることができる。さらに、これらの各種薬剤と顔料を併用してもよい。顔料としてはカオリン、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、マイカ、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、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または２種類以上混合して使用することができる。

紙基材の表面処理の方法は特に限定されるものではないが、ロッドメタリングサイズプレス、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなど公知の塗工装置を用いることができる。この様にして得られる紙基材としては、上質紙、中質紙、塗工紙、片艶紙、クラフト紙、片艶クラフト紙、晒クラフト紙、グラシン紙、板紙、白板紙、ライナーなどの各種公知のものが例示可能である。

紙基材の坪量は、所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は２０ｇ／ｍ^２以上６００ｇ／ｍ^２以下のものが好ましい。食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材など、包装用途に使用するヒートシール紙の場合は、２５ｇ／ｍ^２以上６００ｇ／ｍ^２以下のものがより好ましく、特に袋、蓋材、または後述する軟包装材用途に使用するヒートシール紙の場合は、３０ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下のものがより好ましい。
また、紙基材の密度は、所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．０ｇ／ｃｍ^３以下のものが好ましい。

（ヒートシール層）
本発明において、紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩を含有するヒートシール層を有する。ヒートシール層は、ヒートシール紙の両面に設けることもできるが、少なくとも片面に有する。
ヒートシール層はヒートシール適性を付与する層であり、具体的には、加熱、加圧することで接着対象に接着することができる層である。ヒートシール適性を有することにより、特に食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材など、包装用途において、包装形態への成形や形状の維持、密封性の確保などが容易となる。

本発明において、ヒートシール層は塗工層であることが好ましい。ヒートシール層を塗工層とすることで、押出しラミネート法等による積層よりも製造効率が向上すると共に、リサイクル性が良好となる。

ヒートシール層の塗工方法は特に限定されるものではなく、公知の塗工装置および塗工系で塗工することができる。例えば、塗工装置としてはブレードコーター、バーコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等が挙げられる。また、塗工系としては、水等の溶媒を使用した水系塗工、有機溶剤等の溶媒を使用した溶剤系塗工などが挙げられる。本発明のヒートシール紙は、食品等と接触する用途に用いられる場合があるため、水系塗工であることが、食品安全性の点から好ましい。

ヒートシール層の塗工量（乾燥重量）は、片面あたり３ｇ／ｍ^２以上２０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。塗工量が片面あたり３ｇ／ｍ^２未満では、ヒートシール適性が低下する。また、塗工量が片面あたり２０ｇ／ｍ^２を超えてもヒートシール適性はほとんど向上せず、コストが増加する。ヒートシール層は、１層であってもよく、２層以上の多層で構成してもよい。ヒートシール層を２層以上の多層で構成する場合は、全てのヒートシール層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。

本発明のヒートシール紙は、食品などの包装材、袋、容器、箱、カップ、蓋材などの包装用途に用いられるヒートシール紙とすることが可能である。これらの中で、食品などの袋、蓋材、軟包装材として好適に使用することができる。なお、軟包装材とは、構成としては、柔軟性に富む材料で構成されている包装材であり、一般には紙、フィルム、アルミ箔等の薄く柔軟性のある材料を、単体あるいは貼り合せた包装材を指す。また、形状としては、袋など、内容物を入れることにより立体形状を保つような包装材を指す。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、もちろんこれらの例に限定される物ではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％は、それぞれ重量部、重量％を示す。なお、得られたヒートシール紙について以下に示す様な評価法に基づいて試験を行った。

（評価方法）
（１）ヒートシール適性
（ヒートシール条件）
得られたヒートシール紙から１辺１００ｍｍの正方形の試験片を２枚切り出し、ヒートシール層同士を接触させて、加圧温度１２０℃、加圧圧力２ｋｇｆ/ｃｍ²、加圧時間１秒でヒートシールした。 ヒートシールした試験片を手で剥離させた際の、剥離部分を目視で観察し、以下の基準でヒートシール性を評価した。
〇：紙基材内で剥離（紙基材が破壊される）。
×：ヒートシール層間で剥離。
（２）離解性
絶乾重量１５ｇのヒートシール紙を用意し、ヒートシール紙の濃度が１．５重量％となるように水に浸漬させ、パルプ離解試験機（熊谷理機工業社製、ＪＩＳ Ｐ ８２２０に準拠）で３０分間離解したときの、水溶液中への離解の程度を評価した。評価が○であれば実用上問題がない。
［評価基準］
○：パルプ繊維が分散しており、離解性が良好
△：わずかにパルプ繊維の結束が残っている
×：パルプ繊維の塊やパルプ繊維の結束が残っており、離解性が不良

［実施例１］
（紙基材の作製）
カナダ式標準ろ水度（ＣＳＦ）５００ｍｌの広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）とＣＳＦ５３０ｍｌの針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を８０／２０の重量比で配合して、原料パルプとした。原料パルプに、乾燥紙力増強剤として分子量２５０万のポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を対絶乾パルプ重量あたり０．１％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）を対絶乾パルプ重量あたり０．３５％、湿潤紙力増強剤としてポリアミドエピクロロヒドリン（ＰＡＥＨ）系樹脂を対絶乾パルプ重量あたり０．１５％、さらに歩留剤として分子量１０００万のポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を対絶乾パルプ重量あたり０．０８％添加した後、デュオフォーマーＦＭ型抄紙機にて３００ｍ／ｍｉｎの速度で抄紙し、坪量３９ｇ／ｍ^２の原紙を得た。
次いで、得られた原紙に固形分濃度２％に調製したポリビニルアルコール（クラレ社製、ＰＶＡ１１７）をロッドメタリングサイズプレスで、両面合計で１．０ｇ／ｍ^２塗工、乾燥し、次いで、チルドカレンダーを用いて平滑処理を行い、坪量４０ｇ／ｍ^２、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３の紙基材を得た。

（ヒートシール紙の作製）
得られた紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩（三井化学社製、ケミパールＳ３００）を乾燥重量で塗工量１０．０ｇ／ｍ^２となるようバーブレードコーターを用いて片面塗工、乾燥し、ヒートシール紙を得た。

［実施例２］
原紙の坪量を６９ｇ／ｍ^２とし、坪量７０ｇ／ｍ^２、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３の紙基材を使用した以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール紙を得た。
［実施例３］
原紙の坪量を１１９ｇ／ｍ^２とし、坪量１２０ｇ／ｍ^２、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３の紙基材を使用した以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール紙を得た。

表１に示されるように、実施例１～３のヒートシール紙はヒートシール適性を有すると共にリサイクル時の離解性が良好であった。

Claims (6)

1. 紙基材上に、エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩を含有するヒートシール層を有することを特徴とするヒートシール紙。
2. 前記ヒートシール層が、塗工層であることを特徴とする請求項１に記載のヒートシール紙。
3. 前記ヒートシール層の塗工量（乾燥重量）が、片面あたり３ｇ／ｍ^２以上２０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項２に記載のヒートシール紙。
4. 前記紙基材の坪量が、２０ｇ／ｍ^２以上６００ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のヒートシール紙。
5. 前記紙基材の坪量が、３０ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のヒートシール紙。
6. 前記紙基材の密度が、０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のヒートシール紙。