JP2022024906A - ヒートシール紙及び包装材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様に係るヒートシール紙は、針葉樹未晒クラフトパルプを主成分とする紙基材と、上記紙基材の片面に積層されるヒートシール層とを備えており、上記紙基材における流れ方向の耐折強度が500回以上1,000回以下であり、幅方向の耐折強度が80回以上200回以下であり、ヒートシール層積層面の表面のベック平滑度が3秒以上230秒以下であり、上記ヒートシール層の主成分がアイオノマー樹脂であり、上記ヒートシール層の塗工量が1.5g/m2以上10.0g/m2以下である。
上記ベック平滑度は、空気の流通量(エアーリーク)から平滑性を評価するものである。JIS-P8119(1998)に規定されるベック平滑度は、被測定物であるシートを光学的平面仕上げのガラス製試料台とゴム製押え板間に100kPaの圧力で挟み、10mlの空気が比較的広い10cm2のガラス製標準面との間を通り、水銀柱約370mmlに減圧保持された器内に流入するのに要する時間で表され、いわゆる被測定物の面における平滑性を示す。ベック平滑度は、比較的広い面におけるマクロ的な平滑性を評価する。当該ヒートシール紙においては、ベック平滑度により表面のうねり性を評価できる。従って、ベック平滑度にて当該ヒートシール紙のヒートシール層の表面をより適切に評価できる。
以下、本発明の一実施形態に係るヒートシール紙について詳説する。なお、以下で説明する紙基材に配合する各材料の配合量(絶乾内添量)は、特に記載がない場合は、紙基材のパルプの絶乾質量に対する質量割合を指す。また、ヒートシール層形成用組成物に配合する各材料の含有率は、特に記載がない場合は、ヒートシール層全体の質量に対する各材料の絶乾質量割合を指す。
当該ヒートシール紙は、紙基材一方の面にヒートシール層を備える。上記ヒートシール層は、単層又は多層構造のいずれであってもよい。
紙基材は、原料パルプを含有するスラリーを抄紙して得られる。紙基材は、単層又は多層のいずれであってもよい。
紙基材は、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)を主成分とする。当該ヒートシール紙は、針葉樹未晒クラフトパルプを主成分とする紙基材を備えることで、ヒートシール剤が紙基材の内部に適度に含浸し、紙基材自体の強度を向上させる。これは、漂白されていない針葉樹未晒クラフトパルプは、繊維長及び繊維幅が長く、かつ太いため、紙基材の表層に空隙が多く存在し、ヒートシール剤が紙基材の表面に留まりにくい。そのため、ヒートシール紙の耐折強度が、紙基材の耐折強度よりも向上するため、表層から生じる亀裂が抑制されると考えられる。
紙基材には、必要によりその他の添加剤を内添することができる。添加剤としては、例えば、填料、顔料、サイズ剤、凝結剤、耐油剤、蛍光増白剤、硫酸バンド、歩留り向上剤、濾水性向上剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、着色染料、着色顔料、耐水化剤等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。
ヒートシール紙の坪量としては、40.0g/m2以上100.0g/m2以下が好ましい。紙基材の坪量が40.0g/m2未満の場合は袋としての強度不足となる可能性がある。紙基材の坪量が100.0g/m2超える場合、剛性が高く製袋工程で折り不良が生じる可能性がある。紙基材の坪量が上記範囲であることで、当該ヒートシール紙の低坪量及び軽量化が図れるとともに剛性を担保できる。
当該ヒートシール紙の紙基材の厚さは、JIS-P8118(2014)に記載の「紙及び板紙-厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定される。紙基材の厚さの下限としては50μmが好ましく、60μmがより好ましい。上記紙基材の厚さの上限としては、150μmが好ましく、120μmがより好ましい。当該ヒートシール紙の紙基材の厚さが上記範囲であることで、当該ヒートシール紙を用いて包装材を製造する場合の作業性及び加工適性を向上できる。
当該ヒートシール紙の紙基材の密度としては、0.65g/cm3以上0.80g/cm3以下が好ましい。上記紙基材の密度が上記範囲であることで、低坪量及び軽量化を可能にしつつ、耐折強度を維持できるので、当該ヒートシール紙は加工適性に優れる。
流れ方向の耐折強度は、抄紙方向の耐折強度であり、JIS-P8115(2001)に記載の「紙及び板紙-耐折強さ試験方法-MIT試験機法」に準拠して測定される。抄紙方向の耐折強度の下限としては、500回であり、600回が好ましい。上記抄紙方向の耐折強度の上限としては、1,000回であり、900回がより好ましい。抄紙方向の耐折強度が上記下限未満であることで、製袋工程での進行方向の張力に耐えられずに破れるおそれがある。一方抄紙方向の耐折強度が上記上限を超えると、剛性が高くなり製袋工程で折り曲げられずにシワが入るおそれがある。
幅方向の耐折強度は、幅方向(上記流れ方向に垂直な方向)の耐折強度である。幅方向の耐折強度の下限としては、80回であり、90回が好ましい。上記幅方向の耐折強度の上限としては、200回であり、140回が好ましい。幅方向の耐折強度が上記下限未満であることで、製袋工程で治具が接触する箇所で破れるおそれがある。一方幅方向の耐折強度が上記上限を超えると、剛性が高くなり製袋工程で折り曲げられずにシワが入るおそれがある。
ヒートシール層は、上記紙基材の片面に積層される。上記ヒートシール層は、紙基材の片面にヒートシール層形成用組成物を塗工することで形成される。
本発明のヒートシール層には、上記以外のその他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、水溶性高分子、接着剤、無機顔料、有機顔料、サイズ剤、粘度調整剤、着色染料、着色顔料、耐水化剤、潤滑剤等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。
(ベック平滑度)
上記紙基材におけるヒートシール層積層面の表面のベック平滑度の下限としては、3秒であり、5秒が好ましい。上記紙基材におけるヒートシール層積層面の表面のベック平滑度の上限としては、230秒であり、180秒が好ましい。上記ベック平滑度が、上記下限以下の場合、ヒートシール紙の表面が粗くなることで接触面積が小さくなり、ヒートシール強度が低下するおそれがある。上記ベック平滑度が、上記上限を超えると、上記ヒートシール層の熱融着面のブロッキング抑制効果が低下するおそれがある。
ヒートシール紙の幅方向の耐折強度は、幅方向(上記流れ方向に垂直な方向)の耐折強度であり、JIS-P8115(2001)に記載の「紙及び板紙-耐折強さ試験方法-MIT試験機法」に準拠して測定される。前記紙基材の幅方向の耐折強度と前記ヒートシール紙の幅方向の耐折強度の比率(以下、ヒートシール層形成前後の幅方向耐折強度向上率ともいう)は、300%以上が好ましく、550%以上がより好ましい。上記ヒートシール層形成前後の幅方向耐折強度向上率が300%未満の場合、ヒートシール層が積層された領域の折り目による亀裂が起こり、包装用途としては不適である。
当該ヒートシール紙の紙基材の透湿度は、JIS-Z0208[1976]防湿包装材料の透湿度試験方法[カップ法]に準拠して、条件Bに基づいて測定する。上記紙基材の透湿度の下限としては、300g/m2・24hrが好ましく、500g/m2・24hがより好ましい。また、上記紙基材の透湿度の上限としては、1,200g/m2・24hが好ましく、(1,000g/m2・24hがより好ましい。上記紙基材の透湿度が上記範囲であることにより、包装された内容物の湿気が水滴になりにくく、適度に湿度を保つため内容物の品質を良好に保つことができる。
当該ヒートシール紙の製造方法は、特に限定されないが、例えば紙基材の原料となるパルプスラリーを抄紙する工程と、ヒートシール層形成用組成物を生成する工程と、紙基材の少なくとも一方の面にヒートシール層形成用組成物を塗工する工程とを有する。
本発明の他の実施形態に係る包装材は、当該ヒートシール紙を有する。当該包装材は、当該ヒートシール紙を有するので、ヒートシール強度を確保しつつ、ヒートシール層が積層された領域の折り目による亀裂の抑制効果に優れる。また、当該包装材は、環境負荷が高いラミネート紙やプラスチックフィルムを含まないことから、環境保全を図ることができる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
(紙基材の製造)
始めに、針葉樹未晒クラフトパルプ100質量%を調製して、パルプスラリーを得た。このパルプスラリーには、添加剤として、硫酸バンド、歩留剤、サイズ剤をそれぞれ内添した。得られたパルプスラリーは、オントップ型長網抄紙機にて抄紙した。次に、ソフトカレンダー1基により、圧力50kg/cm、温度100℃の処理を行い、ヒートシール層積層面の表面のベック平滑度を調整した。そして、表1に記載の坪量、厚さ及び密度を有する実施例1~実施例7及び比較例1~比較例2の紙基材を得た。なお、ヒートシール層が積層される面のベック平滑度は、後述する方法で測定した。
次に、紙基材の片面にヒートシール層を形成し、ヒートシール紙を得た。ヒートシール層形成用組成物の組成及び塗工量については表1に示す通りとした。また、ヒートシール層形成用組成物のアイオノマー樹脂としては、エチレン・アクリル酸共重合体のアイオノマーを用いた。全固形分に対するアイオノマー樹脂の含有率は100.0質量%である。
ポリプロピレンフィルムを含む1層のラミネート紙を作製した。
基紙の構成は、市販のクラフト紙(坪量65.0g/m2)を用いた。
ポリプロピレンフィルムは、市販のポリプロピレン樹脂をペレッターにて押出ラミネートして、基紙上に20μmの厚みで片面のみに積層させた。
JIS-P8119(1998)に準拠して紙基材におけるヒートシール層積層面、ヒートシール層非積層面及びヒートシール層の表面のベック平滑度を測定した。
実施例及び比較例のヒートシール紙の紙基材の透湿度については、JIS-Z0208(1976)防湿包装材料の透湿度試験方法[カップ法]に準拠して、条件Bに基づいて測定した。
「流れ方向(縦方向)の耐折強度(回)」は、JIS-P8115(2001)に記載の「紙及び板紙-耐折強さ試験方法-MIT試験機法」に準拠して抄紙方向である流れ方向の耐折強度を測定した。
「幅方向の耐折強度(回)」は、JIS-P8115(2001)に記載の「紙及び板紙-耐折強さ試験方法-MIT試験機法」に準拠して方向における幅方向(上記流れ方向に垂直な方向)の耐折強度を測定した。
そして、幅方向においてヒートシール層の形成前と形成後の耐折強度を測定し、ヒートシール層形成前の幅方向耐折強度に対するヒートシール層形成後の耐折強度の向上率[%]を算出した。
各実施例及び比較例について、市販の自動製袋機を使用し、ヒートシール紙から個包袋を加工して、製袋時の折り目の評価を行った。評価結果を以下の3段階の基準で評価した。評価が○及び△の場合、製袋時の折り目形成に対する抑制効果が良好である。
○:個包装の底部・端部の折り目にシワ・破れがなく外観が良好である。
△:個包装の底部・端部の折り目にシワがあるが、使用上問題ないレベルである。
×:個包装の底部・端部の折り目にシワ・破れあり、使用上問題があるレベルである。
熱傾斜試験機(株式会社東洋精機製作所製)を用いて、シーラー圧2kgf/cm2、シーラー時間2秒間、シール温度140℃の条件で加工後、ロードセル型引張試験機を用いてヒートシール部分の剥離強度を測定した。
一方、比較例1及び比較例2はヒートシール強度が劣っていた。さらに、製袋時の折り目の外観不良が目立った。
比較例3は、ポリプロピレン(PP)ラミネート紙であるため、環境汚染の観点で望ましくない。また、紙基材の透湿度が低いため、包装材として使用した場合、内容物の鮮度が低下する恐れがあると考えられる。
Claims (5)
- 針葉樹未晒クラフトパルプを主成分とする紙基材と、
上記紙基材の片面に積層されるヒートシール層と
を備えており、
上記紙基材における流れ方向の耐折強度が500回以上1,000回以下であり、幅方向の耐折強度が80回以上200回以下であり、
ヒートシール層積層面の表面のベック平滑度が3秒以上230秒以下であり、
上記ヒートシール層の主成分がアイオノマー樹脂であり、
上記ヒートシール層の塗工量が1.5g/m2以上10.0g/m2以下であるヒートシール紙。 - 上記紙基材の全パルプにおける上記針葉樹未晒クラフトパルプの含有量が95質量%以上である請求項1に記載のヒートシール紙。
- 上記ヒートシール層の表面のベック平滑度が20秒以上250秒以下である請求項1又は請求項2に記載のヒートシール紙。
- 紙基材の透湿度が300g/m2・24hr以上1,200g/m2・24hr以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のヒートシール紙。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のヒートシール紙を有する包装材。
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