JP2022026010A - 金属蒸着層を有する紙容器用原紙 - Google Patents
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Abstract
Description
「10μm」という値がプラスチックフィルムとコーター塗工で重複します。問題のない範囲(コーター塗工)と問題のある範囲(プラスチックフィルム)の数値は一致しない方がよいと考えます。可能であれば、いずれかの数値をご修正ください。
(基紙の作製)
カナディアンスタンダードフリーネス400mlcsfの広葉樹晒クラフトパルプ(図表においては「LBKP」とする)60部、550mlcsfの針葉樹晒クラフトパルプ(図表においては「NBKP」とする)40部、軽質炭酸カルシウム(商品名:TP-121、奥多摩工業社製)5部、カチオン化澱粉(商品名:ネオタック30T、日本食品加工社製)0.2部、中性ロジンサイズ(商品名:CC167、星光PMC社製)0.2部に水を加えて紙料を調製し、長網多筒式抄紙機を用いて坪量48g/m2の原紙を作製した。この原紙にサイズプレスによって、酸化澱粉(商品名:MS3800、日本食品化工社製)を両面あたりの乾燥塗布量が2g/m2となるように塗布した。さらにキャレンダーによって、密度0.75g/cm3となるように処理し、坪量50g/m2の基紙を得た。
上記で得られた基紙の片面に、真空蒸着機でアルミニウムを膜厚50nmとなるように真空蒸着処理を行い紙容器用原紙を得た。
上記で得られた紙容器用原紙を、真空蒸着層が容器の内側になるように、袋状の紙容器に加工し、底面が3cm×5cm、高さ10cm、開口部が上部にある角柱型の袋状の紙容器を作製した。
実施例1においてカナディアンスタンダードフリーネス400mlcsfの広葉樹晒クラフトパルプ60部を90部に変更し、550mlcsfの針葉樹晒クラフトパルプ40部を10部変更した以外は実施例1と同様にして紙容器を作製した。
実施例1においてカナディアンスタンダードフリーネス400mlcsfの広葉樹晒クラフトパルプ60部を0部に変更し、550mlcsfの針葉樹晒クラフトパルプ40部を100部変更し、キャレンダーによって密度0.95g/cm3とした以外は実施例1と同様にして紙容器を作製した。
実施例2においてサイズプレスによる酸化澱粉(商品名:MS3800、日本食品化工社製)を両面あたりの乾燥塗布量を2g/m2から6g/m2に変更し、キャレンダー処理によって密度1.00g/cm3とし、坪量54g/m2の基紙を得た以外は実施例2と同様にして紙容器を作製した。
(基紙の作製)
カナディアンスタンダードフリーネス400mlcsfの広葉樹晒クラフトパルプ60部、550mlcsfの針葉樹晒クラフトパルプ40部、軽質炭酸カルシウム(商品名:TP-121、奥多摩工業社製)5部、カチオン化澱粉(商品名:ネオタック30T、日本食品加工社製)0.2部、中性ロジンサイズ(商品名:CC167、星光PMC社製)0.2部に水を加えて紙料を調製し、長網多筒式抄紙機を用いて坪量48g/m2の原紙を作製した。この原紙にサイズプレスによって、酸化澱粉(商品名:MS3800、日本食品化工社製)を両面あたりの乾燥塗布量が2g/m2となるように塗布した。さらにキャレンダーによって、密度0.75g/cm3となるように処理し、坪量50g/m2の基紙を得た。
カオリン(商品名:コンツアー1500、イメリス社製)30部及び重質炭酸カルシウム(商品名:カービラックス、イメリス社製)70部に分散剤(商品名:アロンT-50、東亜合成社製)0.2部を加え、加水してコーレス分散機を用いて水分散し、顔料スラリーを作製した。この顔料スラリーに、バインダーとしてリン酸エステル化澱粉(商品名:MS4600、日本食品加工社製)2部及びスチレンブタジエンラテックス(商品名:PA0372、日本エイアンドエル株式会社)8部、更に水を加えて分散させ、固形分濃度50%の顔料塗工層用塗工液を調製した。
上記で得られた基紙の片面に、顔料塗工層用塗工液を、片面当たりの乾燥塗工量が10g/m2になるようにブレードコーターを用いて両面に塗工、乾燥した。その後、キャレンダーによって密度1.25g/cm3となるよう処理を行い、坪量が70g/m2の紙基材(塗工紙)を作製した。
上記で得られた紙基材の片面に、真空蒸着機でアルミニウムを膜厚50nmとなるように真空蒸着処理を行い紙容器用原紙を得た。
上記で得られた紙容器用原紙を、真空蒸着層が容器の内側になるように、袋状の紙容器に加工し、底面が3cm×5cm、高さ10cm、開口部が上部にある角柱型の袋状の紙容器を作製した。
実施例1で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm、図表においては「IO」とする)を乾燥塗工量が1g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例1と同様にして紙容器を作製した。
実施例6において水系アイオノマーエマルジョンの乾燥塗工量を2g/m2に変更した以外は実施例6と同様にして紙容器を作製した。
実施例6において水系アイオノマーエマルジョンの乾燥塗工量を3g/m2に変更した以外は実施例6と同様にして紙容器を作製した。
実施例6において水系アイオノマーエマルジョンの乾燥塗工量を5g/m2に変更した以外は実施例6と同様にして紙容器を作製した。
実施例6において水系アイオノマーエマルジョンの乾燥塗工量を10g/m2に変更した以外は実施例6と同様にして紙容器を作製した。
実施例1で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm)を乾燥塗工量が3g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層(下層)を設けた。次いで、同水系アイオノマーエマルジョンをヒートシール層(下層)の表面に、乾燥塗工量が2g/m2となるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層(上層)を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例1と同様にして紙容器を作製した。
実施例2で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm)を乾燥塗工量が3g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例2と同様にして紙容器を作製した。
実施例3で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm)を乾燥塗工量が3g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例3と同様にして紙容器を作製した。
実施例4で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm)を乾燥塗工量が3g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例4と同様にして紙容器を作製した。
実施例5で得られた紙容器用原紙の真空蒸着金属層面に、水系アイオノマーエマルジョン(商品名:ケミパールS-300、三井化学社製、組成:エチレン・メタクリル酸共重合物の金属塩、自己乳化型エマルジョン、マイクロトラック法平均粒子径0.5μm)を乾燥塗工量が3g/m2になるようにバーコーターを用いて塗工し、乾燥してヒートシール層を設け、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を得たこと以外は実施例5と同様にして紙容器を作製した。
実施例8において水系アイオノマーエマルジョンを水系エチレン・アクリル酸共重合物エマルジョン(商品名:MICHEM FLEX P1883、マイケルマン社製、図表においては「EA」とする)に変更した以外は実施例8と同様にして紙容器を作製した。
実施例8において水系アイオノマーエマルジョンを水系エチレン酢酸ビニル共重合物エマルジョン(商品名:アクアテックス AC-3100、ジャパンコーティングレジン社製、図表においては「EVA」とする)に変更した以外は実施例8と同様にして紙容器を作製した。
実施例8において水系アイオノマーエマルジョンを水系スチレン・アクリル共重合物エマルジョン(商品名:FILLHARMO A400DF、トーヨーケム社製、図表においては「SA」とする)に変更した以外は実施例8と同様にして紙容器を作製した。
厚さ12μmのPETフィルムの片面に、真空蒸着機でアルミニウムを膜厚50nmとなるように真空蒸着処理を行いアルミ蒸着PETフィルムを得た。前記アルミ蒸着フィルムの非蒸着面側に厚さ60μmのポリエチレンフィルムを接着剤で貼りつけ容器用フィルムを得た。得られた容器用フィルムを真空蒸着層が容器の内側になるように、袋状の容器に加工し、底面が3cm×5cm、高さ10cm、開口部が上部にある角柱型の袋状の容器を作製した。
実施例6において、真空蒸着処理を行わないとした以外は実施例6と同様にして紙容器を作製した。
実施例8において、真空蒸着処理を行わないとした以外は実施例8と同様にして紙容器を作製した。
実施例1~5において、真空蒸着処理を行わないとした以外は実施例1~5と同様にして紙容器を作製した。
JIS P 8118に準拠して、蒸着後の紙容器用原紙およびヒートシール層を有する紙容器用原紙の重量と厚みを測定し、密度を求めた。
JIS P 8117:2009に準拠して、デジタル型王研式透気度平滑度試験機(旭精工社製、型番:EYDO-6-2M)にて、蒸着後の紙容器用原紙およびヒートシール層を有する紙容器用原紙の透気度(秒)を測定した。数値の低い方が、通気性が高いことを示す。
JIS P 8155に準拠して、デジタル型王研式透気度平滑度試験機(旭精工社製、型番:EYDO-6-2M)にて、蒸着前の紙容器用原紙の真空蒸着処理予定面の平滑度(秒)を測定した。数値の低い方が、平滑性が低いことを示す。
JIS K 7194に準拠して、四探針法電気抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック社製、型番:Loresta-AX MCP-T370)にて、真空蒸着金属層の表面電気抵抗率(Ω/sq)を測定した。数値の低い方が、表面電気抵抗率が低いことを示す。
実施例6~18、比較例2~3について、ヒートシール層を有する紙容器用原紙を、幅8mm、長さ15cmのサイズに2枚カットし、ヒートシール層を有する紙容器用原紙の表面と裏面とを重ね合わせ、ヒートシール装置(パルメック社製、型番:PTS-100)で、一定条件(接着幅:4mm、温度:180℃、圧力0.4MPa、押し当て時間0.5秒、ピッチ:4mm)にてヒートシールした。次いで、ヒートシールしたサンプルを、剥離強度試験機(島津製作所製、型番:オートグラフAGS-X)にて、一定条件(剥離速度:100mm/分、剥離長さ:10cm)で剥離強度を測定してヒートシール強度(gf/4mm)とした。数値が高い方が優れる。
実施例6~18、比較例2~3について、JIS K 6768:1999(プラスチック-フィルム及びシート-濡れ張力試験方法)に準拠し、ヒートシール層表面の撥水性を評価した。数字が低い程撥水性が高い(濡れにくい)ことを示す。
実施例6~18、比較例2~3について、TAPPI T-559cm-02(キット法)に準拠し、ヒートシール層表面の撥油性を評価した。値(キット値)が高いほど撥油性が高いことを示す。
迅速熱伝導率計(京都電子工業製、QTM-D3)を用いて熱伝導率を測定した。紙、フィルムなどの比較的に薄いサンプルでは、サンプルを机などの台座に置いて状態で、測定用プローブをサンプルにあてて測定した場合には、机などの台座の熱伝導率の影響を受けるため、正確な熱伝導率の測定は困難である。本実施例では、精密工学会誌2004年70巻4号P.523に記載の方法に準拠して測定を行った。台座の影響を除外するため3種類の熱伝導率が既知な基準片を用い、蒸着後の紙容器用原紙の熱伝導率を測定した。まず基準片として発泡ポリエチレン(熱伝導率0.0349W/m・K)の台座の上に紙容器用原紙を蒸着層面を台座側に向けて1枚置き、非蒸着面側に測定用プローブを当てて熱伝導率を測定し、基準片熱伝導率からの熱伝導率の偏差を求めた。ついで、基準片としてシリコーンゴム(熱伝導率0.237W/m・K)、石英ガラス(熱伝導率1.418W/m・K)の台座についてもそれぞれ同様の操作を行い基準片からの熱伝導率の偏差を求めた。算出した偏差をY軸、基準片の熱伝導率をX軸にグラフへプロットし、グラフのY軸の偏差が0になる点を求め、紙容器用原紙の熱伝導率とした。参考例についてはヒートシール層面を台座側に向けて測定を行った。熱伝導率が低いほど保温性に優れる傾向にある。
水20mlを容量20mlのガラス瓶に入れ密閉し、80℃に加温した。次いで、実施例、比較例、参考例で作製した袋状の紙容器および容器へ、加温したガラス瓶を入れた後、開口部をクリップで閉じた。23℃50%RH環境下に保管し、30分後に赤外線温度計を用いてガラス瓶の温度を測定した。温度が高いほど保温性が高い。
実施例と対応する参考例(参考例 図4に記載)の保温性の差を求めた。差が大きいほど真空蒸着処理による保温性向上の効果が高い。
Claims (8)
- 基紙の表面に直接形成された真空蒸着金属層を有し、前記基紙の密度が0.55~1.25g/cm3の範囲であり、前記真空蒸着金属層の表面電気抵抗率が4.0Ω/sq以上の範囲であることを特徴とする紙容器用原紙。
- 前記真空蒸着金属層の上に水系ヒートシール性樹脂を含むヒートシール層を設け、前記ヒートシール層の塗工量が0.5~10g/m2の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の紙容器用原紙。
- 前記真空蒸着金属層に用いられる金属がアルミニウムであることを特徴とする請求項1に記載の紙容器用原紙。
- 前記水系ヒートシール性樹脂がアイオノマーであることを特徴とする請求項2に記載の紙容器用原紙。
- 請求項1~4に記載の紙容器用原紙を前記真空蒸着金属層が内側面となるように形成してなる紙容器。
- 基紙を用意する工程と、真空蒸着に用いる金属を用意する工程と、前記金属を用いて前記基紙表面に真空蒸着で真空蒸着金属層を直接形成する工程とを有し、前記基紙の密度が0.55~1.25g/cm3の範囲であり、前記真空蒸着金属層の表面電気抵抗率が4.0Ω/sq以上の範囲であることを特徴とする紙容器用原紙の製造方法。
- 前記真空蒸着金属層の上に水系ヒートシール性樹脂を含む塗工液を0.5~10g/m2の範囲で塗工、乾燥してヒートシール層を形成する工程を有することを特徴とする請求項6に記載の紙容器用原紙の製造方法。
- 請求項1~4に記載の紙容器用原紙を前記真空蒸着金属層が内側面となるように形成する工程を有する紙容器の製造方法。
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