JP2022104487A - 蒸着紙用原紙および蒸着紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紙基材の少なくとも一方の面に、クレーコート層、樹脂層をこの順に有する蒸着紙用原紙であって、前記紙基材を構成するパルプに占める広葉樹パルプの割合が65質量%以上であり、前記蒸着紙用原紙中の樹脂含有量が9.0質量%未満である、蒸着紙用原紙。前記蒸着紙用原紙の樹脂層が設けられている面に蒸着層を有する、蒸着紙。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、以下の<1>~<13>に関する。
<1> 紙基材の少なくとも一方の面に、クレーコート層、樹脂層をこの順に有する蒸着紙用原紙であって、前記紙基材を構成するパルプに占める広葉樹パルプの割合が65質量%以上であり、前記蒸着紙用原紙中の樹脂含有量が9.0質量%未満である、蒸着紙用原紙。
<2> 前記樹脂層が水懸濁性高分子を含む、<1>に記載の蒸着紙用原紙。
<3> 前記樹脂層に含まれる水懸濁性高分子が、ポリウレタン系樹脂である、<2>に記載の蒸着紙用原紙。
<4> 前記ポリウレタン系樹脂は、25μm厚のシートに換算した際の23℃、50%RHにおける酸素透過度が、100mL/(m2・day・atm)以下である、<3>に記載の蒸着紙用原紙。
<5> 前記ポリウレタン系樹脂は、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位からなる群より選ばれる1種以上を含有する、<3>または<4>に記載の蒸着紙用原紙。
<6> 前記ポリウレタン系樹脂がヒドロキシ基を有し、ポリウレタン系樹脂の水酸基価が50mgKOH/g以上である、<3>~<5>のいずれか1つに記載の蒸着紙用原紙。
<7> 前記ポリウレタン系樹脂は、ポリイソシアネート由来の構成単位全量に対する、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の合計含有量が、50モル%以上である、<3>~<6>のいずれか1つに記載の蒸着紙用原紙。
<8> 前記クレーコート層が、無機顔料およびバインダーを含み、前記無機顔料は、アスペクト比が50以下であり、かつ平均粒子径が5μm以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の蒸着紙用原紙。
<9> 前記無機顔料がカオリンである、<8>に記載の蒸着紙用原紙。
<10> 前記クレーコート層に含まれるバインダーが、スチレン-ブタジエン系樹脂、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、およびオレフィン-不飽和カルボン酸系共重合体からなる群より選ばれる1種以上である、<8>または<9>に記載の蒸着紙用原紙。
<11> 前記クレーコート層および前記樹脂層は、水性媒体を用いて形成されてなる、<1>~<10>のいずれか1つに記載の蒸着紙用原紙。
<12> <1>~<11>のいずれか1つに記載の蒸着紙用原紙の樹脂層が設けられている面に蒸着層を有する、蒸着紙。
<13> 蒸着紙用原紙、蒸着層、およびオーバーコート層をこの順で有する、<12>に記載の蒸着紙。
本実施形態の蒸着紙用原紙は、紙基材の少なくとも一方の面に、クレーコート層、樹脂層をこの順に有する蒸着紙用原紙であって、前記紙基材を構成するパルプに占める広葉樹パルプの割合が65質量%以上であり、前記蒸着紙用原紙中の樹脂含有量が9.0質量%未満である。当該蒸着紙用原紙を用いた蒸着紙は、離解後のパルプ回収率が高くリサイクル性に優れ、かつ高い酸素バリア性および水蒸気バリア性を有する。
本実施形態における紙基材を構成するパルプは、植物由来のパルプを主成分とすることが好ましく、木材パルプを主成分とする。木材パルプとしては、たとえば、広葉樹パルプ、針葉樹パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、綿パルプ、麻パルプ、ケナフパルプ、竹パルプなどが挙げられる。レーヨン繊維やナイロン繊維等の合成繊維等のパルプ繊維外の材料も、本発明の効果を損なわない限り、副紙材として配合してもよい。
紙基材のサイズ度は、特に限定されないが、バリア性を向上させる観点から、JIS P 8122:2004に準ずるステキヒトサイズ度を1秒以上とすることが好ましい。上限は特に制限されないが、好ましくは100秒以下、より好ましくは30秒以下である。紙基材のサイズ度は、内添サイズ剤の種類や含有量、パルプの種類、平滑化処理等によって制御することができる。
前記パルプスラリーは、木材または非木材の原料チップから、蒸解、洗浄、漂白等の工程を経て得られる。蒸解工程、洗浄工程、漂白工程等における方法については特に限定はない。これらの工程を経て得られたパルプスラリーは、さらに、水の存在下で叩解される。
抄紙機としては、長網式抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機などが挙げられる。
抄紙機によって形成された紙層は、たとえば、フェルトにて搬送し、ドライヤーで乾燥させることが好ましい。ドライヤー乾燥前にプレドライヤーとして、多段式シリンダードライヤーを使用してもよい。
紙基材の坪量は、特に限定されないが、20g/m2以上であることが好ましく、30g/m2以上であることがより好ましく、40g/m2以上であることがさらに好ましく、そして、500g/m2以下であることが好ましく、400g/m2以下であることがより好ましく、200g/m2以下であることがさらに好ましく、100g/m2以下であることがさらにより好ましい。なお、紙基材の坪量は、JIS P 8124:2011に準拠して測定される。
紙基材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは20μm以上であり、そして、好ましくは150μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下である。なお、紙基材の厚さは、JIS P 8118:2014に準拠して測定される。
紙基材は、成形加工性の観点から、密度が0.5g/cm3以上であることが好ましく、0.6g/cm3以上であることがより好ましく、そして、1.2g/cm3以下であることが好ましく、1.0g/cm3以下であることがより好ましい。なお、紙基材の密度は、上述した方法により測定される紙基材の坪量および厚さから算出される。
紙基材は、均一な蒸着層を得る観点から、少なくとも蒸着層を設ける側の面の王研式平滑度が、5秒以上であることが好ましく、10秒以上であることがより好ましい。上限は、特に限定されないが、たとえば、1000秒以下であることが好ましい。なお、紙基材の王研式平滑度は、JIS P 8155:2010に準拠して測定される。
紙基材は、印刷適性の観点から、75°光沢度が、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、そして、80%以下であることが好ましい。なお、紙基材の75°光沢度は、JIS P 8142:2005に準拠して測定される。
離解した紙基材を構成するパルプのカナダ標準ろ水度(CSF)は、バリア性を向上させる観点から、好ましくは800mL以下、より好ましくは500mL以下である。下限は特に限定されないが、抄紙の容易性の観点から、好ましくは150mL以上、より好ましくは250mL以上である。なお、離解した紙基材を構成するパルプのCSF(離解CSF)は、JIS P 8220:2012に準拠し、離解して得られたパルプスラリーについて、JIS P 8121-2:2012に準拠して測定される。離解CSFを調整するために、パルプを叩解する方法は、公知の方法を使用することができる。
本実施形態の蒸着紙用原紙は、クレーコート層を、前記紙基材と後述する樹脂層との間に有する。これにより、紙基材を目止めし、平滑化させることができ、より平坦な樹脂層が形成される結果、後述する蒸着紙とした場合に均一な蒸着層を形成でき、バリア性が向上する。
クレーコート層に含まれる無機顔料としては、特に限定されないが、カオリン、タルク、マイカなどが挙げられ、カオリンであることが好ましい。
クレーコート層中の無機顔料の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、そして、98質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることがさらに好ましい。
無機顔料のアスペクト比は、均一かつ平滑な樹脂層を形成する観点、およびクレーコート層中に細かく散在させ、回収時に蒸着紙用原紙の離解性を向上させる観点から、50以下が好ましい。下限は、特に限定されないが、1以上が好ましい。アスペクト比は、電子顕微鏡による観察やX線回折測定によって測定できる。
無機顔料の平均粒子径は、均一かつ平滑な樹脂層を形成する観点、およびクレーコート層中に細かく散在させ、回収時に蒸着紙用原紙の離解性を向上させる観点から、5μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましく、1μm以下がさらに好ましい。下限は、特に限定されないが、0.05μm以上が好ましい。平均粒子径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定によって測定されるメジアン径(d50)を意味する。
クレーコート層に含まれるバインダーとしては、特に限定されないが、スチレン-ブタジエン系樹脂;(メタ)アクリル系(共)重合体;スチレン-(メタ)アクリル系樹脂;エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体等のオレフィン-不飽和カルボン酸系共重合体;などが挙げられ、スチレン-ブタジエン系樹脂、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、オレフィン-不飽和カルボン酸系共重合からなる群より選ばれる1種以上であること好ましく、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体からなる群より選ばれる1種以上であることがより好ましく、スチレン-アクリル系樹脂およびエチレン-アクリル酸共重合体から選ばれる1種以上であることがさらに好ましい。
なお、(メタ)アクリル系(共)重合体は、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルから選択される1つ以上の単量体の(共)重合体である。(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸の炭素数1~12のアルキルエステルであることが好ましい。
また、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂とは、スチレンと、(メタ)アクリル酸および(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる少なくとも1つの単量体との共重合体であり、好ましくはスチレン-アクリル系樹脂であり、より好ましくはスチレン-アクリル酸共重合体またはスチレン-アクリル酸エステル共重合体である。
クレーコート層中のバインダーの含有量は、2質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、そして、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。
クレーコート層の形成方法は、特に限定されないが、無機顔料および樹脂バインダーを含む分散液を紙基材上に塗工し、乾燥することで形成する方法が好ましい。無機顔料および樹脂バインダーを含む分散液としては、水性分散液等の水性媒体を溶媒とするものが好ましい。
本実施形態の蒸着紙用原紙は、クレーコート層上に配置される樹脂層を有する。樹脂層を設けることで、蒸着紙の蒸着層と紙基材との密着性が向上し、バリア性が向上する。また、樹脂層が酸素バリア性や水蒸気バリア性を有することで、蒸着紙とした場合のバリア性を向上する機能をも有する。
樹脂層に含まれる水懸濁性高分子としては、特に限定されないが、アルキッド樹脂;(メタ)アクリル系(共)重合体、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂;エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体等のオレフィン-不飽和カルボン酸系共重合体;ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体(エチレン変性ポリビニルアルコール)等のビニルアルコール系樹脂;セルロース系樹脂;ポリウレタン系樹脂;ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂およびポリエステル系樹脂から選ばれる1種以上であることが好ましく、酸素バリア性のさらなる向上の観点から、ポリビニルアルコールおよびポリウレタン系樹脂から選ばれる1種以上であることがより好ましく、ポリウレタン系樹脂であることがさらに好ましい。
樹脂層に含まれるポリウレタン系樹脂としては、特に限定されず、たとえば、ポリウレタン系樹脂ディスパーションおよびエマルションからなる群より選ばれる1種以上に調製可能なものであることがより好ましく、ポリウレタン系樹脂ディスパーションまたはエマルションに調製可能なものであることがさらに好ましく、ポリウレタン系樹脂ディスパーションに調製可能なものであることがさらにより好ましい。
樹脂層に含まれるポリウレタン系樹脂は、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位からなる群より選ばれる1種以上を含有することが好ましい。ポリウレタン系樹脂がメタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の少なくとも一方を含有する場合において、ポリイソシアネート由来の構成単位全量に対する、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の合計含有量が、50モル%以上であることが好ましい。このようなポリウレタン系樹脂は、水素結合およびキシリレン基同士のスタッキング効果によって高い凝集力を発現するため、優れたガスバリア性を有する。上記含有量は、1H-NMRなどの公知の分析手法を用いて同定することができる。
また、ポリウレタン系樹脂は、ヒドロキシ基を有していてもよく、ポリウレタン系樹脂の水酸基価は、好ましくは50mgKOH/g以上、より好ましくは100mgKOH/g以上、さらに好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、上限は特に限定されないが、好ましくは1000mgKOH/g以下、より好ましくは800mgKOH/g以下、さらに好ましくは600mgKOH/g以下である。ポリウレタン系樹脂の水酸基価が上記範囲内であると、酸素バリア性に優れるので好ましい。
前記樹脂層に含まれるポリウレタン系樹脂は、25μm厚のシートに換算した際の23℃、50%RHにおける酸素透過度が、100mL/(m2・day・atm)以下であることが好ましく、50mL/(m2・day・atm)以下であることがより好ましく、25mL/(m2・day・atm)以下であることがさらに好ましく、10mL/(m2・day・atm)以下であることがよりさらに好ましい。なお、本明細書において、酸素透過度は、酸素透過率測定装置(MOCON社製、OX-TRAN2/20)を使用し、23℃、50%RHの条件にて測定される。
前記樹脂層に含まれるポリウレタン系樹脂のガラス転移温度は、後述する蒸着紙の蒸着層の保護の観点から、成膜性が高いことが重要であり、150℃以下であることが好ましく、140℃以下であることがより好ましく、135℃以下であることが特に好ましい。ポリウレタン系樹脂のガラス転移温度の下限は、特に限定されないが、好ましくは50℃以上である。なお、ガラス転移温度は、JIS K 7122:2012に準拠して測定される。
ポリウレタン系樹脂としては、市販品を使用してもよく、たとえば、三井化学株式会社製の「タケラックW系(商品名)」、「タケラックWPB系(商品名)」、「タケラックWS系(商品名)」等が挙げられ、具体的には、タケラックWPB-341が例示される。その他の市販品としては、大日精化工業株式会社製の「HPU W-003」(水酸基価235mgKOH/g)等が挙げられる。
樹脂層の形成方法は、特に限定されないが、水懸濁性高分子の水溶液、または水性分散液等の水性媒体を塗工し、乾燥して形成することが好ましい。
<樹脂含有量>
本実施形態の蒸着紙用原紙中の樹脂含有量は、リサイクル性に優れ、かつ高い酸素バリア性を有する蒸着紙を実現する観点から、9.0質量%未満であり、8.5質量%以下が好ましく、8.0質量%以下がより好ましく、7.5質量%以下がさらに好ましい。その下限は、特に限定されないが、1.0質量%以上が好ましい。なお、蒸着紙用原紙の樹脂含有量とは、クレーコート層のバインダーと樹脂層の樹脂とを含めた樹脂含有量である。
本実施形態の蒸着紙用原紙の厚さは、10μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、そして、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることがより好ましい。
本実施形態の蒸着紙は、蒸着紙用原紙の樹脂層が設けられている面に蒸着層を有する。
蒸着層は、金属からなる層およびセラミックからなる層の少なくともいずれかである。すなわち、蒸着層は、金属からなる層、セラミックからなる層、および金属層とセラミック層の積層体のいずれであってもよい。なお、蒸着層が金属層とセラミック層との積層体である場合、金属層が、蒸着紙用原紙の樹脂層側であってもよく、セラミック層が、蒸着紙用原紙の樹脂層側であってもよく、特に限定されない。
蒸着層が金属からなる層である場合、金属の具体例としては、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中でも、アルミニウムが好ましい。
蒸着層がセラミックからなる層である場合、セラミックの具体例としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中でも、酸化ケイ素、酸化アルミニウムが好ましい。
すなわち、蒸着層は、アルミニウムからなる層、酸化ケイ素からなる層、酸化チタンからなる層、酸化アルミニウムからなる層、および、これらの積層体のいずれであることがより好ましく、アルミニウムからなる層、酸化ケイ素からなる層、酸化アルミニウムからなる層、および、これらの積層体のいずれであることがさらに好ましく、アルミニウムからなる層が特に好ましい。
蒸着層の厚さは、1nm以上であることが好ましく、2nm以上であることがより好ましく、3nm以上であることがさらに好ましく、そして、1000nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがさらに好ましい。
また、蒸着層の厚さは、バリア性の観点からは、10nm以上であることが好ましく、25nm以上であることがより好ましく、そして、80nm以下であることが好ましく、70nmであることがより好ましい。
さらに、蒸着層の厚さは、他層との密着性やコストの観点からは、4nm以上であることが好ましく、5nm以上であることがさらに好ましく、そして、100nm以下であることが好ましく、70nm以下であることがより好ましく、60nm以下であることが特に好ましい。
本実施形態の蒸着紙は、蒸着層上に、ポリウレタン系樹脂を含むオーバーコート層を有することが好ましい。本実施形態の蒸着紙は、蒸着層を有することで一定のバリア性を有するが、蒸着層上にポリウレタン系樹脂を含むオーバーコート層を有することで、酸素バリア性がさらに向上しうる。また、折り曲げ等の加工により蒸着層が損傷しにくく、例え損傷しても、オーバーコート層によって酸素バリア性を担保でき、優れた酸素バリア性を維持しうる。
オーバーコート層に含まれるポリウレタン系樹脂は、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位なる群より選ばれる1種以上を含有することが好ましい。ポリウレタン系樹脂がメタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の少なくとも一方を含有する場合において、ポリイソシアネート由来の構成単位全量に対する、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の合計含有量が、50モル%以上であることが好ましい。このようなポリウレタン系樹脂は、水素結合およびキシリレン基同士のスタッキング効果によって高い凝集力を発現するため、優れたガスバリア性を有する。
また、ポリウレタン系樹脂は、ヒドロキシ基を有していてもよく、ポリウレタン系樹脂の水酸基価は、好ましくは50mgKOH/g以上、より好ましくは100mgKOH/g以上、さらに好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、上限は特に限定されないが、好ましくは1000mgKOH/g以下、より好ましくは800mgKOH/g以下、さらに好ましくは600mgKOH/g以下である。ポリウレタン系樹脂の水酸基価が上記範囲内であると、酸素バリア性に優れるので好ましい。
オーバーコート層に含まれるポリウレタン系樹脂は、25μm厚のシートに換算した際の23℃、50%RHにおける酸素透過度が、100mL/(m2・day・atm)以下であることが好ましく、50mL/(m2・day・atm)以下であることがより好ましく、25mL/(m2・day・atm)以下であることがさらに好ましく、10mL/(m2・day・atm)以下であることがよりさらに好ましい。
添加剤としては、界面活性剤、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、染料、可塑剤、潤滑剤、離型剤などが挙げられる。前記ポリウレタン系樹脂を水性分散液として用いる場合には、ポリウレタン系樹脂を水性媒体に分散させ、均一なオーバーコート層の膜を得るために、分散剤を用いることが好ましい。
また、両面に蒸着層を有する場合、その片面または両面に、オーバーコート層を有していてもよい。これらの中でも、片面にオーバーコート層を有することが好ましい。片面にオーバーコート層を有することで、生産効率に優れる。
本実施形態の蒸着紙を製造する方法に制限はないが、紙基材の少なくとも一面上に、クレーコート層、樹脂層をこの順で有する蒸着紙用原紙の樹脂層が設けられている面に、金属およびセラミックの少なくともいずれかを蒸着して蒸着層を形成する工程と、蒸着層上に、オーバーコート層用塗工液を塗工し、乾燥して、オーバーコート層を形成する工程とを含むことが好ましい。
オーバーコート層を形成する方法としては、オーバーコート層用液を塗工し、乾燥して得ることが好ましい。
オーバーコート層用塗工液を塗工して、オーバーコート層を形成する方法を用いることによって、10μm以下の比較的薄い膜のオーバーコート層を形成することができる。このような比較的薄いオーバーコート層を形成することによって、優れた離解性を付与することができ、リサイクル性に優れる蒸着紙を得ることができる。
オーバーコート層用塗工液が塗工された塗工蒸着紙は、乾燥して有機溶媒または水性媒体を除去し、蒸着層上にオーバーコート層を有する蒸着紙を得ることができる。
ヒートシール層を形成する方法としては、熱可塑性樹脂溶液または熱可塑性樹脂分散液を塗工し、乾燥して得ること、押出ラミネートすることなどが挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂溶液または熱可塑性樹脂分散液を塗工し、乾燥して得ることが好ましい。
熱可塑性樹脂溶液あるいは熱可塑性樹脂分散液が塗工された塗工蒸着紙は、乾燥して有機溶媒または水性媒体を除去し、オーバーコート層上にヒートシール層を有する塗工蒸着紙を得ることができる。
ヒートシール層の厚さは、特に限定されないが、1μm以上15μm未満が好ましい。1μm以上であれば、十分なヒートシール性を確保できる。また、15μm未満であれば、離解性を付与でき、リサイクル性に優れる蒸着紙を得ることができる。
(厚さ)
本実施形態の蒸着紙の厚さは、20μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、そして、200μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましい。なお、蒸着紙の厚さは、JIS P 8118:2014に準拠して測定される。
本実施形態の蒸着紙の23℃、50%RHにおける酸素透過度は、1.0mL/(m2・day・atm)以下であることが好ましく、0.5mL/(m2・day・atm)以下であることがより好ましい(下限:0mL/(m2・day・atm))。なお、蒸着紙の酸素透過度は、実施例に記載された方法により測定される。
本実施形態の蒸着紙の40℃、90%RHにおける水蒸気透過度は、1.0g/(m2・day)以下であることが好ましく、0.7g/(m2・day)以下であることがより好ましい(下限:0g/(m2・day))。なお、蒸着紙の水蒸気透過度は、実施例に記載された方法により測定される。
本実施形態の蒸着紙の再離解後のパルプ回収率は、72%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、77%以上であることがさらに好ましい。なお、蒸着紙の再離解後のパルプ回収率は、実施例に記載された方法により測定される。
実施例および比較例の蒸着紙用原紙および蒸着紙について、以下の分析および評価を行った。
紙基材の坪量は、JIS P 8124:2011に準拠して測定した。
紙基材、蒸着紙用原紙、蒸着層、オーバーコート層の厚さは、JIS P 8118:2014に準拠して測定した。
紙基材の密度は、上述した方法により測定された紙基材の坪量および厚さから算出した。
紙基材の王研式平滑度は、JIS P 8155:2010に準拠して測定した。
紙基材の75°光沢度は、JIS P 8142:2005に準拠して測定した。
離解した紙基材を構成するパルプのCSFは、JIS P 8220:2012に準拠し、離解して得られたパルプスラリーについて、JIS P 8121-2:2012に準拠して測定した。
無機顔料のアスペクト比は、電子顕微鏡を用いて、画面内に無機顔料が20~30個程度含まれる倍率とし、画面内の個々の無機顔料の厚さおよび長さを測定した。そして、n=20として、得られた厚さの平均値を算出して、無機顔料の厚さ(平均厚さ)および長さ(平均長さ)とし、平均長さをその平均厚さで除することで求めた。
無機顔料の平均粒子径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、Microtrac EX3300II)にて測定した。
(ポリウレタン系樹脂)
ポリウレタン系樹脂の25μm厚のシートに換算した際の23℃、50%RHにおける酸素透過度は、酸素透過率測定装置(MOCON社製、OX-TRAN2/20)を使用し、23℃、50%RHの条件にて測定した。
(蒸着紙)
酸素透過率測定装置(MOCON社製、OX-TRAN2/20)を使用し、23℃、50%RHの条件にて、蒸着紙の酸素透過度を測定した。酸素透過度の値は低いほど酸素バリア性に優れる。
ポリウレタン系樹脂のガラス転移温度は、JIS K 7122:2012に準拠して測定した。
JIS Z 0208:1976(カップ法)B法(温度40℃±0.5℃、相対湿度90%±2%)に準拠して、蒸着紙のオーバーコート層または蒸着紙の蒸着層が内側(低湿度側)に来るように配置して、水蒸気透過性を測定した。水蒸気透過度の値は低いほど水蒸気バリア性に優れる。
絶乾質量30gの蒸着紙を手で3~4cm角に破き、20℃の水道水に一晩浸漬した。蒸着紙の濃度を2.5%になるよう希釈後、TAPPI標準離解機(熊谷理機株式会社製)を用いて3000rpmの回転数で20分間離解処理した。得られたパルプスラリーを6カット(スリット幅:0.15mm)のスクリーンプレートをセットしたフラットスクリーン(熊谷理機株式会社製)に供し、8.3L/minの水流中で精選処理した。スクリーンプレート上に残った未離解物を回収して105℃のオーブンで乾燥して質量を測定し、以下の計算式からパルプ回収率を算出した。
パルプ回収率(%)=[試験に供した蒸着紙の絶乾質量(g)-未離解物の絶乾質量(g)]/試験に供した蒸着紙の絶乾質量(g)×100
<蒸着紙用原紙>
無機顔料として固形分濃度40%になるように水に分散したカオリン(IMERYS社製、Contour Xtreme、アスペクト比:33、平均粒子径:0.26μm)80質量部(固形分)と、バインダーとしてスチレン-アクリル系樹脂の水系エマルジョン(BASF社製、JONCRYL HSL-9012)20質量部(固形分)とを混合し、固形分濃度40質量%のクレーコート層用塗工液を調製した。片艶紙(王子エフテックス株式会社製、広葉樹パルプ配合比率:100質量%、坪量:50g/m2、厚さ:60μm、密度:0.83g/m3、サイズ度:9秒、一方の面の王研式平滑度:499秒、他方の面の王研式平滑度:15秒)の艶面に上記クレーコート層用塗工液をメイヤーバーを用いて塗工し、120℃で1分乾燥して、クレーコート層(塗工量:12g/m2、厚み4.6μm)を形成した。次に、上記クレーコート層上に、ポリウレタン系樹脂ディスパーション(三井化学株式会社製、タケラックWPB-341、25μm厚のシートに換算した際の23℃および50%RHにおける酸素透過度:2.0mL/(m2・day・atm)、ガラス転移温度:130℃)をメイヤーバーを用いて塗工し、120℃で1分乾燥して、樹脂層(塗工量:2g/m2、厚さ2μm)を形成し、厚さ67μmの蒸着紙用原紙を得た。なお、上記ポリウレタン系樹脂について、1H-NMR測定を行ったところ、ポリイソシアネート由来の構成単位全量に対するメタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の含有量は、50モル%以上であった。
<蒸着紙>
上記蒸着紙用原紙の樹脂層上に、アルミニウム蒸着層(厚さ:50nm)を形成し、さらに、蒸着層上に、ポリウレタン系樹脂ディスパーション(三井化学株式会社製、タケラックWPB-341、25μm厚のシートに換算した際の23℃および50%RHにおける酸素透過度:2.0mL/(m2・day・atm)、ガラス転移温度:130℃)をメイヤーバーを用いて塗工し、120℃で1分乾燥して、オーバーコート層(塗工量:0.5g/m2、厚さ:0.5μm)を形成して蒸着紙を得た。
紙基材を片艶紙(王子マテリア株式会社製、広葉樹パルプ配合比率:70質量%、坪量:60g/m2、厚さ:74μm、密度:0.81g/m3、サイズ度:6秒、一方の面の王研式平滑度:163秒、他方の面の王研式平滑度:10秒)としたこと以外は、実施例1と同様にして蒸着用原紙および蒸着紙を得た。
紙基材を片艶紙(王子エフテックス株式会社製、広葉樹パルプ配合比率:100質量%、坪量:40g/m2、厚さ:48μm、密度:0.83g/m3、サイズ度:3秒、一方の面の王研式平滑度:386秒、他方の面の王研式平滑度:12秒)としたこと以外は、実施例1と同様にして蒸着用原紙および蒸着紙を得た。
紙基材を晒クラフト紙(王子マテリア株式会社製、広葉樹パルプ配合比率:60質量%、坪量:50g/m2、厚さ:67μm、密度:0.78g/m3、サイズ度:15秒、一方の面の王研式平滑度:70秒、他方の面の王研式平滑度:75秒)とした以外は、実施例1と同様にして蒸着紙用原紙および蒸着紙を得た。
樹脂層の塗工量を5g/m2としたこと以外は、実施例1と同様にして蒸着紙用原紙および蒸着紙を得た。
無機顔料としてカオリン(IMERYS社製、BARRISURF HX、アスペクト比:100、平均粒子径:9.0μm)67質量部と、バインダーとしてエチレン-アクリル酸共重合体(住友精化株式会社製、ザイクセンAC)33質量部とを混合し、固形分濃度40質量%のクレーコート層用塗工液を調製し、樹脂層の水懸濁性高分子をエチレン変性ポリビニルアルコール(クラレ株式会社製、EXCEVAL AQ-4104)とし、樹脂層の塗工量を3g/m2とした以外は、実施例1と同様にして蒸着紙用原紙および蒸着紙を得た。
紙基材を晒クラフト紙(王子マテリア株式会社製、広葉樹パルプ配合比率:60質量%、坪量:50g/m2、厚さ:67μm、密度:0.78g/m3、サイズ度:15秒、一方の面の王研式平滑度:70秒、他方の面の王研式平滑度:75秒)とした以外は、比較例3と同様にして蒸着紙用原紙および蒸着紙を得た。
Claims (13)
- 紙基材の少なくとも一方の面に、クレーコート層、樹脂層をこの順に有する蒸着紙用原紙であって、
前記紙基材を構成するパルプに占める広葉樹パルプの割合が65質量%以上であり、
前記蒸着紙用原紙中の樹脂含有量が9.0質量%未満である、蒸着紙用原紙。 - 前記樹脂層が水懸濁性高分子を含む、請求項1に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記樹脂層に含まれる水懸濁性高分子が、ポリウレタン系樹脂である、請求項2に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記ポリウレタン系樹脂は、25μm厚のシートに換算した際の23℃、50%RHにおける酸素透過度が、100mL/(m2・day・atm)以下である、請求項3に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記ポリウレタン系樹脂は、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位からなる群より選ばれる1種以上を含有する、請求項3または4に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記ポリウレタン系樹脂がヒドロキシ基を有し、ポリウレタン系樹脂の水酸基価が50mgKOH/g以上である、請求項3~5のいずれか1項に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記ポリウレタン系樹脂は、ポリイソシアネート由来の構成単位全量に対する、メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位および水添メタキシリレンジイソシアネート由来の構成単位の合計含有量が、50モル%以上である、請求項3~6のいずれか1項に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記クレーコート層が、無機顔料およびバインダーを含み、前記無機顔料は、アスペクト比が50以下であり、かつ平均粒子径が5μm以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記無機顔料がカオリンである、請求項8に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記クレーコート層に含まれるバインダーが、スチレン-ブタジエン系樹脂、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、およびオレフィン-不飽和カルボン酸系共重合体からなる群より選ばれる1種以上である、請求項8または9に記載の蒸着紙用原紙。
- 前記クレーコート層および前記樹脂層は、水性媒体を用いて形成されてなる、請求項1~10のいずれか1項に記載の蒸着紙用原紙。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の蒸着紙用原紙の樹脂層が設けられている面に蒸着層を有する、蒸着紙。
- 蒸着紙用原紙、蒸着層、およびオーバーコート層をこの順で有する、請求項12に記載の蒸着紙。
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