JP2024003756A - ラミネート紙および液体容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】落下耐性および解体性に優れた液体容器、ならびに該液体容器に使用されるラミネート紙を提供すること。【解決手段】紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である、ラミネート紙。【選択図】図1
Description
本発明は、ラミネート紙および該ラミネート紙を用いてなる液体用紙に関する。
牛乳パック等に利用される液体用紙容器としては、紙容器を構成する紙基材に種々の方法で耐水性を付与した容器が用いられている。紙基材に耐水性を付与する代表的な方法として、紙基材にサイズ剤を添加する方法や紙基材表面に熱可塑性樹脂をラミネートする方法が挙げられる。
例えば、特許文献1には、内容物の保持に必要とされる強度を確保しつつ、開封性を向上させることができる容器用原紙および該容器用原紙を用いた紙容器を提供することを目的として、紙を主体とする基層と、熱可塑性樹脂を主体として、前記基層の表面側を被覆する表層とを含む容器用原紙であって、前記基層に用いられる紙の繊維配向方向では、エルメンドルフ比引裂強度が5.5mN・m2/g以上、10.0mN・m2/g以下に設定されていることを特徴とする容器用原紙が開示されている。
また、特許文献2には、必要な強度を確保しつつ、開封性を良好なものとすることができる容器用原紙および紙容器を提供することを目的として、紙を主体とする内層と、前記内層の表面側に積層される紙を主体とする外層と、熱可塑性樹脂を主体として、前記外層の表面側を被覆する表層とを備えた容器用原紙であって、前記外層を構成するパルプ材に占める針葉樹パルプ材の質量比率は、前記内層を構成するパルプ材に占める針葉樹パルプ材の質量比率以下であり、前記内層および前記外層の離解フリーネスは、400~550mlcsfであることを特徴とする容器用原紙が開示されている。
また、特許文献2には、必要な強度を確保しつつ、開封性を良好なものとすることができる容器用原紙および紙容器を提供することを目的として、紙を主体とする内層と、前記内層の表面側に積層される紙を主体とする外層と、熱可塑性樹脂を主体として、前記外層の表面側を被覆する表層とを備えた容器用原紙であって、前記外層を構成するパルプ材に占める針葉樹パルプ材の質量比率は、前記内層を構成するパルプ材に占める針葉樹パルプ材の質量比率以下であり、前記内層および前記外層の離解フリーネスは、400~550mlcsfであることを特徴とする容器用原紙が開示されている。
ラミネート紙から作製された液体容器、例えば牛乳パックなどの飲料容器は、液体容器としての強度を維持しつつ、リサイクルを進める等の観点から、廃棄時には容易に解体できることが求められている。
しかし、特許文献1および2に記載されたラミネート紙では、廃棄時の解体性について検討されていなかった。
しかし、特許文献1および2に記載されたラミネート紙では、廃棄時の解体性について検討されていなかった。
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、落下耐性、および解体性に優れた液体容器、および該液体容器に使用されるラミネート紙を提供することである。
本発明者らは、紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層とを有するラミネート紙において、横方向の引裂強度および層間強度を特定の範囲とすることにより、該ラミネート紙を用いてなる液体容器が、耐落下性に優れ、かつ、解体性に優れることを見出した。
本発明はこのような知見を踏まえて完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、以下のような構成を有している。
〔1〕 紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である、ラミネート紙。
〔2〕 厚さが500μm以下である、〔1〕に記載のラミネート紙。
〔3〕 縦方向の弾性率と横方向の弾性率との相乗平均が3.0GPa以上4.7GPa以下である、〔1〕または〔2〕に記載のラミネート紙。
〔4〕 液体容器用である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載のラミネート紙。
〔5〕 〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載のラミネート紙を用いてなる、液体容器。
〔1〕 紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である、ラミネート紙。
〔2〕 厚さが500μm以下である、〔1〕に記載のラミネート紙。
〔3〕 縦方向の弾性率と横方向の弾性率との相乗平均が3.0GPa以上4.7GPa以下である、〔1〕または〔2〕に記載のラミネート紙。
〔4〕 液体容器用である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載のラミネート紙。
〔5〕 〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載のラミネート紙を用いてなる、液体容器。
本発明によれば、落下耐性および解体性に優れた液体容器、ならびに該液体容器に使用されるラミネート紙が提供される。
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限および下限は任意に組み合わせることができる。
[ラミネート紙]
本実施形態のラミネート紙は、紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である。
本実施形態によれば、該ラミネート紙を用いてなる液体容器は、耐落下性に優れ、解体性に優れる。当該効果を奏するメカニズムは定かではないが、以下のように推測される。
引裂強度が低く、また、層間強度が低い方が、解体性に優れると考えられる。一方で、引裂強度や層間強度が低すぎると、落下耐性が低くなる。
本実施形態では、ラミネート紙の引裂強度および層間強度を特定の範囲とすることにより、該ラミネート紙を用いてなる液体容器の落下耐性および解体性に優れるものと考えられる。
なお、本発明の効果は、上記メカニズムに限定されるものではない。
本実施形態のラミネート紙は、紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である。
本実施形態によれば、該ラミネート紙を用いてなる液体容器は、耐落下性に優れ、解体性に優れる。当該効果を奏するメカニズムは定かではないが、以下のように推測される。
引裂強度が低く、また、層間強度が低い方が、解体性に優れると考えられる。一方で、引裂強度や層間強度が低すぎると、落下耐性が低くなる。
本実施形態では、ラミネート紙の引裂強度および層間強度を特定の範囲とすることにより、該ラミネート紙を用いてなる液体容器の落下耐性および解体性に優れるものと考えられる。
なお、本発明の効果は、上記メカニズムに限定されるものではない。
図1は、本実施形態のラミネート紙の構成を説明する断面図である。図1に示されるように、ラミネート紙100は、紙基材10と熱可塑性樹脂層20を有する。図1では、紙基材10の両面に熱可塑性樹脂層20を有するラミネート紙100を例示しているが、熱可塑性樹脂層20は紙基材10のいずれか一方の面にのみ設けられていてもよい。また、紙基材10の両面に熱可塑性樹脂層20が設けられる場合、両面の熱可塑性樹脂層20は同一の組成であってもよく、異なる組成であってもよい。
これらの中でも、液体容器への加工性の観点から、紙基材10の両面に熱可塑性樹脂層20を有することが好ましい。
これらの中でも、液体容器への加工性の観点から、紙基材10の両面に熱可塑性樹脂層20を有することが好ましい。
なお、本実施形態のラミネート紙は、上記の構成を有することにより、耐水性およびヒートシール性が付与される。
ラミネート紙を重ね合わせ、加熱加圧することでヒートシールが可能である。なお、ヒートシール性が良好であると、ラミネート紙を2枚重ね合わせて加熱加圧してヒートシール部を形成し、一方のラミネート紙を剥がした後の紙基材の露出面積が多い傾向にある。これは、ヒートシールによって、熱可塑性樹脂層が溶融して熱可塑性樹脂層同士の界面で剥離せず、紙基材の層内または層間で剥離するために、紙基材が露出するものであり、好ましいヒートシール性を発揮している指標と考えられる。従って、ヒートシール性が良好なラミネート紙は、ヒートシールにより作製した液体容器の開封時に、紙基材が露出することとなる。
ラミネート紙を重ね合わせ、加熱加圧することでヒートシールが可能である。なお、ヒートシール性が良好であると、ラミネート紙を2枚重ね合わせて加熱加圧してヒートシール部を形成し、一方のラミネート紙を剥がした後の紙基材の露出面積が多い傾向にある。これは、ヒートシールによって、熱可塑性樹脂層が溶融して熱可塑性樹脂層同士の界面で剥離せず、紙基材の層内または層間で剥離するために、紙基材が露出するものであり、好ましいヒートシール性を発揮している指標と考えられる。従って、ヒートシール性が良好なラミネート紙は、ヒートシールにより作製した液体容器の開封時に、紙基材が露出することとなる。
また、本実施形態のラミネート紙は、紙基材と熱可塑性樹脂層との接着性に優れることが好ましい。これにより、本実施形態のラミネート紙は、優れた耐水性を有する。
(引裂強度)
本実施形態のラミネート紙の横方向の引裂強度は、3000mN以上5600mN以下である。ラミネート紙の横方向の引裂強度を上記範囲内とすることにより、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器が得られる。具体的には、ゲーブルトップ型の液体容器とした場合には、一般的に、ラミネート紙の横方向が、液体容器の垂直方向(ボトムとトップとを結んだ方向)となる。ラミネート紙の横方向の引裂強度を3000mN以上とすることで、液体容器の垂直方向の強度を確保でき、落下の衝撃に耐えうるものとなると考えられる。一方、ラミネート紙の横方向の引裂強度を5600mN以下とすることで、液体容器の垂直方向が適度に引き裂きやすくなり、解体性に優れたものとなると考えられる。
ラミネート紙の横方向の引裂強度は、好ましくは3250mN以上、より好ましくは3500mN以上であり、そして、解体性のさらなる向上の観点からは、好ましくは5500mN以下、より好ましくは5200mN以下、さらに好ましくは5000mN以下、よりさらに好ましくは4800mN以下である。
なお、本明細書中、ラミネート紙の「縦方向」とは、紙基材の抄紙方向(MD方向)に対応する方向を意味する。また、ラミネート紙の「横方向」とは、紙基材の抄紙方向と直交する方向(CD方向)に対応する方向を意味する。
また、例えば、ゲーブルトップ型の液体容器とした場合には、一般的に、ラミネート紙の横方向が、液体容器の垂直方向(ボトムとトップとを結んだ方向)となる。
また、本実施形態のラミネート紙の縦方向の引張強度は、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器を得る観点から、好ましくは3000mN以上、より好ましくは3250mN以上、さらに好ましくは3500mN以上であり、そして、好ましくは5600mN以下、より好ましくは5000mN以下、さらに好ましくは4800mN以下、よりさらに好ましくは4600mN以下である。
さらに、本実施形態のラミネート紙の縦方向の引裂強度と、横方向の引裂強度との相乗平均は、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器を得る観点から、好ましくは3000mN以上、より好ましくは3250mN以上、さらに好ましくは3500mN以上であり、そして、好ましくは5600mN以下、より好ましくは5300mN以下、さらに好ましくは5100mN以下である。
ラミネート紙の縦方向の引裂強度、および横方向の引裂強度は、JIS P8116:2000に準拠して測定される。
ラミネート紙の引裂強度の調整方法としては、紙力増強剤の添加量を調整する方法、紙基材を構成するパルプの叩解度を調整する方法、紙基材を構成するパルプの種類や配合率を調整する方法などが例示される。紙力増強剤の添加量が減少すると、引裂強度が強くなる傾向があり、紙基材を構成するパルプの叩解度が低い方が、引裂強度が強くなる傾向がある。また、紙基材を構成するパルプとして針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の配合量を増やすと、引裂強度が強くなる傾向がある。
本実施形態のラミネート紙の横方向の引裂強度は、3000mN以上5600mN以下である。ラミネート紙の横方向の引裂強度を上記範囲内とすることにより、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器が得られる。具体的には、ゲーブルトップ型の液体容器とした場合には、一般的に、ラミネート紙の横方向が、液体容器の垂直方向(ボトムとトップとを結んだ方向)となる。ラミネート紙の横方向の引裂強度を3000mN以上とすることで、液体容器の垂直方向の強度を確保でき、落下の衝撃に耐えうるものとなると考えられる。一方、ラミネート紙の横方向の引裂強度を5600mN以下とすることで、液体容器の垂直方向が適度に引き裂きやすくなり、解体性に優れたものとなると考えられる。
ラミネート紙の横方向の引裂強度は、好ましくは3250mN以上、より好ましくは3500mN以上であり、そして、解体性のさらなる向上の観点からは、好ましくは5500mN以下、より好ましくは5200mN以下、さらに好ましくは5000mN以下、よりさらに好ましくは4800mN以下である。
なお、本明細書中、ラミネート紙の「縦方向」とは、紙基材の抄紙方向(MD方向)に対応する方向を意味する。また、ラミネート紙の「横方向」とは、紙基材の抄紙方向と直交する方向(CD方向)に対応する方向を意味する。
また、例えば、ゲーブルトップ型の液体容器とした場合には、一般的に、ラミネート紙の横方向が、液体容器の垂直方向(ボトムとトップとを結んだ方向)となる。
また、本実施形態のラミネート紙の縦方向の引張強度は、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器を得る観点から、好ましくは3000mN以上、より好ましくは3250mN以上、さらに好ましくは3500mN以上であり、そして、好ましくは5600mN以下、より好ましくは5000mN以下、さらに好ましくは4800mN以下、よりさらに好ましくは4600mN以下である。
さらに、本実施形態のラミネート紙の縦方向の引裂強度と、横方向の引裂強度との相乗平均は、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器を得る観点から、好ましくは3000mN以上、より好ましくは3250mN以上、さらに好ましくは3500mN以上であり、そして、好ましくは5600mN以下、より好ましくは5300mN以下、さらに好ましくは5100mN以下である。
ラミネート紙の縦方向の引裂強度、および横方向の引裂強度は、JIS P8116:2000に準拠して測定される。
ラミネート紙の引裂強度の調整方法としては、紙力増強剤の添加量を調整する方法、紙基材を構成するパルプの叩解度を調整する方法、紙基材を構成するパルプの種類や配合率を調整する方法などが例示される。紙力増強剤の添加量が減少すると、引裂強度が強くなる傾向があり、紙基材を構成するパルプの叩解度が低い方が、引裂強度が強くなる傾向がある。また、紙基材を構成するパルプとして針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の配合量を増やすと、引裂強度が強くなる傾向がある。
本実施形態において、ラミネート紙の横方向の比引裂強度は、液体容器に求められる耐落下性等の強度を向上する観点、および解体性に優れる液体容器を得る観点から、好ましくは8.0mN/(g/m2)以上、より好ましくは9.0mN/(g/m2)以上、さらに好ましくは10.0mN/(g/m2)以上、よりさらに好ましくは11.0mN/(g/m2)以上、特に好ましくは11.5mN/(g/m2)以上であり、そして、好ましくは18.0mN/(g/m2)以下、より好ましくは16.0mN/(g/m2)以下、さらに好ましくは14.0mN/(g/m2)以下、よりさらに好ましくは13.5mN/(g/m2)以下、特に好ましくは13.0mN/(g/m2)以下である。
また、ラミネート紙の縦方向の比引裂強度は、同様の観点から、好ましくは8.0mN/(g/m2)以上、より好ましくは9.0mN/(g/m2)以上、さらに好ましくは10.0mN/(g/m2)以上、よりさらに好ましくは11.0mN/(g/m2)以上であり、そして、好ましくは18.0mN/(g/m2)以下、より好ましくは16.0mN/(g/m2)以下、さらに好ましくは14.0mN/(g/m2)以下、よりさらに好ましくは12.5mN/(g/m2)以下である。
さらに、ラミネート紙の縦方向の比引裂強度と、横方向の比引裂強度との相乗平均は、同様の観点から、好ましくは8.0mN/(g/m2)以上、より好ましくは9.0mN/(g/m2)以上、さらに好ましくは10.0mN/(g/m2)以上、よりさらに好ましくは11.0mN/(g/m2)以上であり、そして、好ましくは18.0mN/(g/m2)以下、より好ましくは16.0mN/(g/m2)以下、さらに好ましくは14.0mN/(g/m2)以下、よりさらに好ましくは13.5mN/(g/m2)以下である。
比引裂強度は、引裂強度を坪量で除することにより求められる。
また、ラミネート紙の縦方向の比引裂強度は、同様の観点から、好ましくは8.0mN/(g/m2)以上、より好ましくは9.0mN/(g/m2)以上、さらに好ましくは10.0mN/(g/m2)以上、よりさらに好ましくは11.0mN/(g/m2)以上であり、そして、好ましくは18.0mN/(g/m2)以下、より好ましくは16.0mN/(g/m2)以下、さらに好ましくは14.0mN/(g/m2)以下、よりさらに好ましくは12.5mN/(g/m2)以下である。
さらに、ラミネート紙の縦方向の比引裂強度と、横方向の比引裂強度との相乗平均は、同様の観点から、好ましくは8.0mN/(g/m2)以上、より好ましくは9.0mN/(g/m2)以上、さらに好ましくは10.0mN/(g/m2)以上、よりさらに好ましくは11.0mN/(g/m2)以上であり、そして、好ましくは18.0mN/(g/m2)以下、より好ましくは16.0mN/(g/m2)以下、さらに好ましくは14.0mN/(g/m2)以下、よりさらに好ましくは13.5mN/(g/m2)以下である。
比引裂強度は、引裂強度を坪量で除することにより求められる。
本実施形態において、ラミネート紙の層間強度は、60J/m2以上250J/m2以下である。ラミネート紙の層間強度を上記範囲内とすることにより、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、解体性に優れる液体容器が得られる。具体的には、ラミネート紙の層間強度を60J/m2以上とすることで、液体容器に外部から衝撃を加えても紙基材が層間で剥離しにくく、落下の衝撃に耐えうるものとなると考えられる。一方、ラミネート紙の層間強度を250J/m2以下とすることで、液体容器を引き裂く際に紙基材の層間で適度に剥離しやすくなり、解体性に優れたものとなると考えられる。
ラミネート紙の層間強度は、好ましくは70J/m2以上、より好ましくは75J/m2以上、さらに好ましくは80J/m2以上、よりさらに好ましくは95J/m2以上であり、そして、好ましくは225J/m2以下、より好ましくは200J/m2以下、さらに好ましくは180J/m2以下、よりさらに好ましくは165J/m2以下、より一層好ましくは155J/m2以下である。
ラミネート紙の層間強度は、インターナルボンド法により測定した層間強度であり、具体的には、JAPAN TAPPI 18-2に準じて測定した値である。
ラミネート紙の層間強度の調整方法としては、紙基材を製造時の脱水の際のプレス圧を調整する方法、パルプの叩解度を調整する方法などが例示される。紙基材の製造時の脱水の際のプレス圧を高くすると、層間強度が強くなる傾向がある。また、パルプの叩解度を上げると、層間強度が強くなる傾向がある。
ラミネート紙の層間強度は、好ましくは70J/m2以上、より好ましくは75J/m2以上、さらに好ましくは80J/m2以上、よりさらに好ましくは95J/m2以上であり、そして、好ましくは225J/m2以下、より好ましくは200J/m2以下、さらに好ましくは180J/m2以下、よりさらに好ましくは165J/m2以下、より一層好ましくは155J/m2以下である。
ラミネート紙の層間強度は、インターナルボンド法により測定した層間強度であり、具体的には、JAPAN TAPPI 18-2に準じて測定した値である。
ラミネート紙の層間強度の調整方法としては、紙基材を製造時の脱水の際のプレス圧を調整する方法、パルプの叩解度を調整する方法などが例示される。紙基材の製造時の脱水の際のプレス圧を高くすると、層間強度が強くなる傾向がある。また、パルプの叩解度を上げると、層間強度が強くなる傾向がある。
本実施形態において、ラミネート紙の縦方向の弾性率と横方向の弾性率との相乗平均は、好ましくは3.0GPa以上、より好ましくは3.1GPa以上、さらに好ましくは3.2GPa以上であり、そして、好ましくは4.7GPa以下、より好ましくは4.5GPa以下、さらに好ましくは4.2GPa以下、よりさらに好ましくは4.0GPa以下である。
ラミネート紙の縦方向の弾性率と、横方向の弾性率との相乗平均を上記範囲内とすることにより、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、切れ込みが入りやすく、破り始めやすくなるため、解体性に優れる液体容器が得られる。
また、ラミネート紙の縦方向の弾性率は、同様の観点から、好ましくは3.0GPa以上、より好ましくは4.0GPa以上、さらに好ましくは5.0GPa以上であり、そして、好ましくは8.0GPa以下、より好ましくは7.0GPa以下、さらに好ましくは6.5GPa以下、よりさらに好ましくは5.8GPa以下である。
さらに、ラミネート紙の横方向の弾性率は、同様の観点から、好ましくは1.5GPa以上、より好ましくは1.5GPa以上、さらに好ましくは1.7GPa以上であり、そして、好ましくは4.5GPa以下、より好ましくは3.5GPa以下、さらに好ましくは3.0GPa以下である。
ラミネート紙の弾性率は、JIS P 8113:2006に準じて測定した値である。
ラミネート紙の弾性率の調整方法としては、紙基材においてポリアクリルアミド系、各種澱粉などの乾燥紙力増強剤の配合量を調整する方法、層間接着剤の付与量を調整する方法、紙基材を構成するパルプの叩解度を調整する方法、紙基材を構成するパルプの種類や配合率を調整する方法などが例示される。乾燥紙力増強剤や層間接着剤の添加量を増加すると、弾性率が高くなる傾向があり、紙基材を構成するパルプの叩解度が高い方が、弾性率が高くなる傾向がある。また、紙基材を構成するパルプとして針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の配合量を減らし、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)の配合量を増やすと、弾性率が高くなる傾向がある。
ラミネート紙の縦方向の弾性率と、横方向の弾性率との相乗平均を上記範囲内とすることにより、液体容器に求められる耐落下性等の強度が向上すると共に、切れ込みが入りやすく、破り始めやすくなるため、解体性に優れる液体容器が得られる。
また、ラミネート紙の縦方向の弾性率は、同様の観点から、好ましくは3.0GPa以上、より好ましくは4.0GPa以上、さらに好ましくは5.0GPa以上であり、そして、好ましくは8.0GPa以下、より好ましくは7.0GPa以下、さらに好ましくは6.5GPa以下、よりさらに好ましくは5.8GPa以下である。
さらに、ラミネート紙の横方向の弾性率は、同様の観点から、好ましくは1.5GPa以上、より好ましくは1.5GPa以上、さらに好ましくは1.7GPa以上であり、そして、好ましくは4.5GPa以下、より好ましくは3.5GPa以下、さらに好ましくは3.0GPa以下である。
ラミネート紙の弾性率は、JIS P 8113:2006に準じて測定した値である。
ラミネート紙の弾性率の調整方法としては、紙基材においてポリアクリルアミド系、各種澱粉などの乾燥紙力増強剤の配合量を調整する方法、層間接着剤の付与量を調整する方法、紙基材を構成するパルプの叩解度を調整する方法、紙基材を構成するパルプの種類や配合率を調整する方法などが例示される。乾燥紙力増強剤や層間接着剤の添加量を増加すると、弾性率が高くなる傾向があり、紙基材を構成するパルプの叩解度が高い方が、弾性率が高くなる傾向がある。また、紙基材を構成するパルプとして針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の配合量を減らし、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)の配合量を増やすと、弾性率が高くなる傾向がある。
ラミネート紙全体の厚さは、液体容器としての紙力を得る観点または耐落下性のさらなる向上の観点から、好ましくは100μm以上、より好ましくは150μm以上、さらに好ましくは200μm以上、よりさらに好ましくは300μm以上、より一層好ましくは350μm以上、特に好ましくは400μm以上であり、そして、好ましくは1000μm以下、より好ましくは800μm以下、さらに好ましくは600μm以下、特に好ましくは500μm以下である。
また、ラミネート紙の全体の坪量は、好ましくは100g/m2以上、より好ましくは200g/m2以上、さらに好ましくは300g/m2以上であり、そして、好ましくは600g/m2以下、より好ましくは500g/m2以下、さらに好ましくは450g/m2以下である。
ラミネート紙の密度は、好ましくは0.40g/cm3以上、より好ましくは0.50g/cm3以上、さらに好ましくは0.60g/cm3以上、特に好ましくは0.70g/cm3以上であり、そして、好ましくは1.10g/cm3以下、より好ましくは1.00g/cm3以下、さらに好ましくは0.90g/cm3以下、特に好ましくは0.85g/cm3以下である。
ラミネート紙の厚さ、坪量等を上記範囲内とすることにより、液体容器に成形した際の耐落下性が向上する。また、ラミネート紙の厚さや坪量等を上記範囲内とすることにより、ラミネート紙はより優れた成形性を発揮することができる。
また、ラミネート紙の全体の坪量は、好ましくは100g/m2以上、より好ましくは200g/m2以上、さらに好ましくは300g/m2以上であり、そして、好ましくは600g/m2以下、より好ましくは500g/m2以下、さらに好ましくは450g/m2以下である。
ラミネート紙の密度は、好ましくは0.40g/cm3以上、より好ましくは0.50g/cm3以上、さらに好ましくは0.60g/cm3以上、特に好ましくは0.70g/cm3以上であり、そして、好ましくは1.10g/cm3以下、より好ましくは1.00g/cm3以下、さらに好ましくは0.90g/cm3以下、特に好ましくは0.85g/cm3以下である。
ラミネート紙の厚さ、坪量等を上記範囲内とすることにより、液体容器に成形した際の耐落下性が向上する。また、ラミネート紙の厚さや坪量等を上記範囲内とすることにより、ラミネート紙はより優れた成形性を発揮することができる。
ラミネート紙は、紙基材と熱可塑性樹脂層に加えて、用途に応じて、他の層を有していてもよい。この際、紙基材の少なくとも一方の面は、紙基材/他の層/熱可塑性樹脂層のような積層形態であってもよいし、紙基材/熱可塑性樹脂層/他の層のような積層形態であってもよい。これらの積層形態において、互いの層は、直接積層していてもよいし、間接的に積層していてもよい。他の層としては、水溶性高分子(ポリビニルアルコール(PVA)等)層、顔料およびバインダーを主成分とする顔料塗工層、アルミニウム箔(Al箔)、金属蒸着層、無機酸化物(シリカ、アルミナなど)蒸着層、ナイロン層、EVOH(エチレン-ビニルアルコール共重合体)層などのバリア層、印刷層、接着剤層等が挙げられる。
これらの中でも、製造容易性の観点から、他の層を有していないことが好ましい。
これらの中でも、製造容易性の観点から、他の層を有していないことが好ましい。
以下、本実施形態のラミネート紙を構成する各層について説明する。
〔紙基材〕
本実施形態において、紙基材は、紙を主体とし、前記紙基材は、植物由来の木材パルプを主成分として一般的に用いられている紙であれば特に制限はない。
紙基材は、パルプ層を3層以上有する多層構造であることが好ましい。すなわち、紙基材は、パルプ層を3層以上有する多層構造の紙(多層紙)から構成されることが好ましい。各パルプ層の坪量は、同一であっても、異なっていてもよい。なお、本明細書において、紙基材の外層とは多層構造の最表裏の2層のパルプ層のことであり、内層とはそれらに挟まれるパルプ層のことである。
紙基材は、3層以上の層数を有することが好ましく、4層以上の層数を有することがより好ましく、そして、7層以下の層数を有することが好ましく、5層以下の層数を有することがより好ましく、5層の層数を有することが特に好ましい。
紙基材を多層構造、好ましくは層数を上記範囲内とすることによって、層間強度や引裂強度を所望の範囲に調整することが容易となるので好ましい。また、製造容易性に優れるので好ましい。
〔紙基材〕
本実施形態において、紙基材は、紙を主体とし、前記紙基材は、植物由来の木材パルプを主成分として一般的に用いられている紙であれば特に制限はない。
紙基材は、パルプ層を3層以上有する多層構造であることが好ましい。すなわち、紙基材は、パルプ層を3層以上有する多層構造の紙(多層紙)から構成されることが好ましい。各パルプ層の坪量は、同一であっても、異なっていてもよい。なお、本明細書において、紙基材の外層とは多層構造の最表裏の2層のパルプ層のことであり、内層とはそれらに挟まれるパルプ層のことである。
紙基材は、3層以上の層数を有することが好ましく、4層以上の層数を有することがより好ましく、そして、7層以下の層数を有することが好ましく、5層以下の層数を有することがより好ましく、5層の層数を有することが特に好ましい。
紙基材を多層構造、好ましくは層数を上記範囲内とすることによって、層間強度や引裂強度を所望の範囲に調整することが容易となるので好ましい。また、製造容易性に優れるので好ましい。
紙基材の全体の厚さは、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上、さらに好ましくは200μm以上、特に好ましくは300μm以上、最も好ましくは325μm以上であり、そして、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μm以下、さらに好ましくは450μm以下である。
また、紙基材の全体の坪量は、好ましくは50g/m2以上、より好ましくは100g/m2以上、さらに好ましくは200g/m2以上、よりさらに好ましくは250g/m2以上であり、そして、好ましくは600g/m2以下、より好ましくは500g/m2以下、さらに好ましくは400g/m2以下である。
さらに、紙基材の全体の密度は、好ましくは0.4g/cm3以上、より好ましくは0.5g/cm3以上、さらに好ましくは0.6g/cm3以上であり、そして、1.2g/cm3以下、より好ましくは1.1g/cm3以下、さらに好ましくは1.0g/cm3以下、よりさらに好ましくは0.95g/cm3以下である。
紙基材の全体厚さや坪量等を上記範囲内とすることにより、液体容器とした際の強度に優れると共に、より優れた成形性を発揮することができる。
また、紙基材の全体の坪量は、好ましくは50g/m2以上、より好ましくは100g/m2以上、さらに好ましくは200g/m2以上、よりさらに好ましくは250g/m2以上であり、そして、好ましくは600g/m2以下、より好ましくは500g/m2以下、さらに好ましくは400g/m2以下である。
さらに、紙基材の全体の密度は、好ましくは0.4g/cm3以上、より好ましくは0.5g/cm3以上、さらに好ましくは0.6g/cm3以上であり、そして、1.2g/cm3以下、より好ましくは1.1g/cm3以下、さらに好ましくは1.0g/cm3以下、よりさらに好ましくは0.95g/cm3以下である。
紙基材の全体厚さや坪量等を上記範囲内とすることにより、液体容器とした際の強度に優れると共に、より優れた成形性を発揮することができる。
紙基材の各層の間には、接着性成分が存在していてもよい。また、紙基材の各層の間には、接着性成分を含む接着層が存在していてもよい。接着性成分としては、例えば、デンプン、ポリアクリルアミド、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン樹脂等を挙げることができる。紙基材の各層間に接着性成分を塗布することで紙基材の層間強度を向上させることができ、その結果、ラミネート紙は優れた成形性や好ましい層間剥離強度を有することができる。
(パルプ)
紙基材はパルプ(好ましくはセルロースパルプ)を主成分とすることが好ましい。ここで主成分とは、紙基材の全質量に対して、50質量%以上を占める成分をいう。パルプの含有量は、紙基材の全質量に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。
紙基材はパルプ(好ましくはセルロースパルプ)を主成分とすることが好ましい。ここで主成分とは、紙基材の全質量に対して、50質量%以上を占める成分をいう。パルプの含有量は、紙基材の全質量に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。
パルプとしては、例えば、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)等の針葉樹クラフトパルプ(NKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)等の広葉樹クラフトパルプ(LKP)等の木材系パルプ、麻パルプ等の非木材系パルプ等が挙げられる。これらのパルプは、1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
紙基材を構成するパルプとしては、品質やコストの面から、LBKPおよびNBKPが適している。
本実施形態においては、紙基材の広葉樹晒クラフトパルプと針葉樹晒クラフトパルプの質量比(LBKP:NBKP)は、好ましくは50:50以上、より好ましくは60:40以上、さらに好ましくは65:35以上であり、そして、好ましくは95:5以下、より好ましくは90:10以下、さらに好ましくは85:15以下である。広葉樹クラフトパルプと針葉樹クラフトパルプとの質量比を上記範囲内とすることにより、所望の引裂強度、層間強度および弾性率が得られ、耐落下性および解体性に優れる液体容器が得られるので好ましい。
紙基材を構成するパルプ中の針葉樹晒クラフトパルプおよび広葉樹晒クラフトパルプの含有量は、印刷適性に優れるラミネート紙を得る観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上であり、100%であることが特に好ましい。すなわち、印刷適性に優れるラミネート紙を得る観点から、古紙パルプや未晒パルプの含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、よりさらに好ましくは5質量%以下、より一層好ましくは1質量%未満であり、含有しないことが特に好ましい。
本実施形態においては、紙基材の広葉樹晒クラフトパルプと針葉樹晒クラフトパルプの質量比(LBKP:NBKP)は、好ましくは50:50以上、より好ましくは60:40以上、さらに好ましくは65:35以上であり、そして、好ましくは95:5以下、より好ましくは90:10以下、さらに好ましくは85:15以下である。広葉樹クラフトパルプと針葉樹クラフトパルプとの質量比を上記範囲内とすることにより、所望の引裂強度、層間強度および弾性率が得られ、耐落下性および解体性に優れる液体容器が得られるので好ましい。
紙基材を構成するパルプ中の針葉樹晒クラフトパルプおよび広葉樹晒クラフトパルプの含有量は、印刷適性に優れるラミネート紙を得る観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上であり、100%であることが特に好ましい。すなわち、印刷適性に優れるラミネート紙を得る観点から、古紙パルプや未晒パルプの含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、よりさらに好ましくは5質量%以下、より一層好ましくは1質量%未満であり、含有しないことが特に好ましい。
紙基材には、公知の内添薬品を適宜添加することができる。内添薬品としては、例えば、サイズ剤、二酸化チタン、カオリン、タルク、炭酸カルシウム等の填料、紙力増強剤、歩留り向上剤、pH調整剤、濾水性向上剤、耐水化剤、柔軟剤、帯電防止剤、消泡剤、スライムコントロール剤、染料、顔料等を挙げることができる。
(サイズ剤)
紙基材は、サイズ剤を含有することが好ましい。紙基材がサイズ剤を含有することにより、紙基材はより優れた耐水性を発揮することができ、結果として、ラミネート紙の耐水性も向上する。サイズ剤としては、ロジン系、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、無水マレイン酸系、スチレン-アクリル酸系、スチレン-アクリル系などの公知の紙用各種サイズ剤を挙げることができる。
紙基材は、サイズ剤を含有することが好ましい。紙基材がサイズ剤を含有することにより、紙基材はより優れた耐水性を発揮することができ、結果として、ラミネート紙の耐水性も向上する。サイズ剤としては、ロジン系、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、無水マレイン酸系、スチレン-アクリル酸系、スチレン-アクリル系などの公知の紙用各種サイズ剤を挙げることができる。
紙基材がサイズ剤を含有する場合、サイズ剤の含有量は、紙基材に含まれるパルプ繊維100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、そして、好ましくは4.0質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下である。
サイズ剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の耐水性をより効果的に高めることができる。
サイズ剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の耐水性をより効果的に高めることができる。
(各種内添助剤)
紙基材には、上述したサイズ剤に加えて各種内添助剤が添加されてもよい。内添助剤としては、例えば、紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、歩留まり向上剤、ろ水度向上剤、カチオン化澱粉などの各種澱粉類、嵩高剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、pH調整剤、ピッチコントロール剤、防腐剤、スライムコントロール剤等が挙げられる。中でも、内添助剤として、紙力増強剤および湿潤紙力増強剤から選択される少なくとも1種が紙基材に添加されることが好ましい。
紙基材には、上述したサイズ剤に加えて各種内添助剤が添加されてもよい。内添助剤としては、例えば、紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、歩留まり向上剤、ろ水度向上剤、カチオン化澱粉などの各種澱粉類、嵩高剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、pH調整剤、ピッチコントロール剤、防腐剤、スライムコントロール剤等が挙げられる。中でも、内添助剤として、紙力増強剤および湿潤紙力増強剤から選択される少なくとも1種が紙基材に添加されることが好ましい。
紙力増強剤(乾燥紙力増強剤)の具体例としては、ポリアクリルアミド系ポリマー、カチオン化澱粉などの澱粉類、尿素樹脂、ポリアミド-ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中でも、ポリアクリルアミド系紙力増強剤が好ましい。
紙基材が紙力増強剤を含有する場合、紙基材に含まれるパルプ繊維100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.10質量部以上であり、そして、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは3.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下である。紙力増強剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の強度をより効果的に高めることができる。
紙基材がポリアクリルアミド系紙力増強剤を含有する場合、紙基材中のポリアクリルアミド系紙力増強剤の含有量(検出量)は、好ましくは0.008質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上であり、そして、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、さらに好ましくは0.8質量%以下である。なお、紙基材中のポリアクリルアミド系紙力増強剤の含有量は、紙基材中のポリアクリルアミド系化合物を検出し、含有量を算出したものであり、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。
紙基材が紙力増強剤を含有する場合、紙基材に含まれるパルプ繊維100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.10質量部以上であり、そして、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは3.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下である。紙力増強剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の強度をより効果的に高めることができる。
紙基材がポリアクリルアミド系紙力増強剤を含有する場合、紙基材中のポリアクリルアミド系紙力増強剤の含有量(検出量)は、好ましくは0.008質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上であり、そして、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、さらに好ましくは0.8質量%以下である。なお、紙基材中のポリアクリルアミド系紙力増強剤の含有量は、紙基材中のポリアクリルアミド系化合物を検出し、含有量を算出したものであり、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。
湿潤紙力増強剤の具体例としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン樹脂等が挙げられる。
紙基材が湿潤紙力増強剤を含有する場合、湿潤紙力増強剤の含有量は、紙基材に含まれるセルロースパルプ100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上であり、そして、好ましくは1.0質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、さらに好ましくは0.3質量部以下である。湿潤紙力増強剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の湿潤強度をより効果的に高めることができる。
紙基材が湿潤紙力増強剤を含有する場合、湿潤紙力増強剤の含有量は、紙基材に含まれるセルロースパルプ100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上であり、そして、好ましくは1.0質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、さらに好ましくは0.3質量部以下である。湿潤紙力増強剤の含有量を上記範囲内とすることにより、紙基材の湿潤強度をより効果的に高めることができる。
また、紙基材は、内添助剤に加えて、表面サイズ剤および/または表面紙力剤を有していてもよい。
表面サイズ剤としては、アルキルケテンダイマー系化合物などが挙げられる。表面紙力剤としては、酸化澱粉や酵素処理澱粉、酸処理澱粉等の変性澱粉、ポリビニルアルコール(PVA)等の水系樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体などが挙げられる。表面サイズおよび/または表面紙力剤をサイズプレス工程で使用する場合、サイズプレス液にはビニル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の接着助剤を混合して使用することができる。
表面サイズ剤および表面紙力剤の付与量は、固形分換算で、好ましくは0.01g/m2以上、より好ましくは0.1g/m2以上、さらに好ましくは0.5g/m2以上であり、そして、好ましくは5.0g/m2以下、より好ましくは3.0g/m2以下、さらに好ましくは1.5g/m2以下である。表面サイズ剤と表面紙力剤を併用する場合は、それぞれの付与量が上記範囲であることが好ましい。
接着助剤の付与量は、固形分換算で、好ましくは0.01g/m2以上、より好ましくは0.05g/m2以上、さらに好ましくは0.08g/m2以上であり、そして、好ましくは5.0g/m2以下、より好ましくは3.0g/m2以下、さらに好ましくは1.5g/m2以下である。
表面サイズ剤としては、アルキルケテンダイマー系化合物などが挙げられる。表面紙力剤としては、酸化澱粉や酵素処理澱粉、酸処理澱粉等の変性澱粉、ポリビニルアルコール(PVA)等の水系樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体などが挙げられる。表面サイズおよび/または表面紙力剤をサイズプレス工程で使用する場合、サイズプレス液にはビニル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の接着助剤を混合して使用することができる。
表面サイズ剤および表面紙力剤の付与量は、固形分換算で、好ましくは0.01g/m2以上、より好ましくは0.1g/m2以上、さらに好ましくは0.5g/m2以上であり、そして、好ましくは5.0g/m2以下、より好ましくは3.0g/m2以下、さらに好ましくは1.5g/m2以下である。表面サイズ剤と表面紙力剤を併用する場合は、それぞれの付与量が上記範囲であることが好ましい。
接着助剤の付与量は、固形分換算で、好ましくは0.01g/m2以上、より好ましくは0.05g/m2以上、さらに好ましくは0.08g/m2以上であり、そして、好ましくは5.0g/m2以下、より好ましくは3.0g/m2以下、さらに好ましくは1.5g/m2以下である。
(紙基材の製造方法)
紙基材は、パルプ層を3層以上積層する抄紙工程により製造することが好ましい。パルプ層を多数積層した構成の多層紙は、板紙等の製造技術として使用されており、一般的に、円網抄合わせ抄紙機、長網抄合わせ抄紙機等の多層抄き用抄紙機を使用して製造することができる。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)のいずれであってもよい。また、内層と外層(表層(印刷層)、および裏層)における各種添加剤の含有量が異なる多層構造の紙基材としてもよく、このような多層構造の基材は、後述する多層抄き用抄紙機を用いて製造することができる。
紙基材は、パルプ層を3層以上積層する抄紙工程により製造することが好ましい。パルプ層を多数積層した構成の多層紙は、板紙等の製造技術として使用されており、一般的に、円網抄合わせ抄紙機、長網抄合わせ抄紙機等の多層抄き用抄紙機を使用して製造することができる。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)のいずれであってもよい。また、内層と外層(表層(印刷層)、および裏層)における各種添加剤の含有量が異なる多層構造の紙基材としてもよく、このような多層構造の基材は、後述する多層抄き用抄紙機を用いて製造することができる。
紙基材の抄紙においては、公知の湿式抄紙機(例えば長網抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の抄紙機)を適宜選択して使用すればよい。抄紙機によって形成された紙層は、フェルトにて搬送し、ドライヤーで乾燥させる。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。
また、上記のようにして得られた紙基材の片面または両面に、上記の表面サイズ剤、表面紙力剤および接着助剤から選択される少なくとも1つを塗布してもよい。塗布装置としては、公知のサイズプレス機等を用いることができる。また、上記のようにして得られた紙基材に、カレンダーによる表面処理を施して厚さやプロファイルの均一化を図ってもよい。カレンダー処理としては公知のカレンダー処理機を適宜選択して使用することができる。
さらにカレンダー処理の前に、サイズプレス剤を付与してもよい。
さらにカレンダー処理の前に、サイズプレス剤を付与してもよい。
[熱可塑性樹脂層]
熱可塑性樹脂層は、紙基材の少なくとも一方の面に積層される。熱可塑性樹脂層は、単層、複層のいずれであってもよい。なお、熱可塑性樹脂層は紙基材の両面に積層されてもよい。本明細書中、「面に積層される」の文言は、直接積層される形態であってもよいし、他の層を介して間接的に積層される形態であってもよいことを意味する。
熱可塑性樹脂層は、紙基材の少なくとも一方の面に積層される。熱可塑性樹脂層は、単層、複層のいずれであってもよい。なお、熱可塑性樹脂層は紙基材の両面に積層されてもよい。本明細書中、「面に積層される」の文言は、直接積層される形態であってもよいし、他の層を介して間接的に積層される形態であってもよいことを意味する。
熱可塑性樹脂層を構成する熱可塑性樹脂としては、用途に応じて、結晶性樹脂または非結晶性樹脂のいずれの熱可塑性樹脂も使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン(低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、リニア低密度ポリエチレン(LLDPE)等)、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樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ乳酸(PLA)、ポリヒドロキシ酪酸(PHB)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリ(ブチレンアジペート-co-ブチレンテレフタレート)(PBAT)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート)(PHBH)等の生分解性樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、アクリル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)等が挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂として、ポリエチレン(LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE等)、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樹脂や、ポリ乳酸(PLA)を用いることが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いることがより好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂層は、単一の樹脂の単層で形成してもよいし、複数の樹脂を混合して単層で形成してもよいし、これらの複層(例えば、単一樹脂層/単一樹脂層、単一樹脂層/混合樹脂層、混合樹脂層/混合樹脂層)として形成してもよい。
熱可塑性樹脂層の形成量は、特に限定されないが、好ましくは5g/m2以上、より好ましくは10g/m2以上であり、そして、好ましくは150g/m2以下、より好ましくは100g/m2以下、さらに好ましくは50g/m2以下、よりさらに好ましくは40g/m2以下である。
熱可塑性樹脂層の厚さは、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50μm以下、よりさらに好ましくは40μm以下である。
なお、上記熱可塑性樹脂層の形成量および厚さは、一面への形成量および厚さを意味し、両面に形成する場合には、それぞれの熱可塑性樹脂層の形成量および厚さが上記の範囲であることが好ましい。なお、表面(印刷面)と裏面(接液面)では、裏面(接液面)の熱可塑性樹脂の形成量および厚さを、表面(印刷面)の熱可塑性樹脂の形成量および厚さよりも大きくすることが好ましい。これにより、内容物の紙基材への浸透を防ぎ、内容物の漏れや紙基材の強度低下による胴膨れを抑制することができる。また、容器への成形加工適性を高めることもできる。
熱可塑性樹脂層の厚さは、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50μm以下、よりさらに好ましくは40μm以下である。
なお、上記熱可塑性樹脂層の形成量および厚さは、一面への形成量および厚さを意味し、両面に形成する場合には、それぞれの熱可塑性樹脂層の形成量および厚さが上記の範囲であることが好ましい。なお、表面(印刷面)と裏面(接液面)では、裏面(接液面)の熱可塑性樹脂の形成量および厚さを、表面(印刷面)の熱可塑性樹脂の形成量および厚さよりも大きくすることが好ましい。これにより、内容物の紙基材への浸透を防ぎ、内容物の漏れや紙基材の強度低下による胴膨れを抑制することができる。また、容器への成形加工適性を高めることもできる。
[ラミネート紙の製造方法]
本実施形態のラミネート紙は、紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層するラミネート工程を経ることで製造される。具体的には、ラミネート紙の製造方法は、紙基材の抄紙工程と、紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層するラミネート工程とを有することが好ましい。
本実施形態のラミネート紙は、紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層するラミネート工程を経ることで製造される。具体的には、ラミネート紙の製造方法は、紙基材の抄紙工程と、紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層するラミネート工程とを有することが好ましい。
熱可塑性樹脂層を紙基材上にラミネートする方法としては、溶融押出ラミネート法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、熱ラミネート法等の各種公知の方法を適宜使用することができる。熱可塑性樹脂層が単層の場合は、溶融押出ラミネート法が好ましい。
ラミネート時には、必要に応じて、熱可塑性樹脂層または紙基材に対してコロナ処理やオゾン処理等の酸化処理を施してもよい。これらの処理を行うことによって、熱可塑性樹脂層または紙基材の表面に極性基が生成し、接着性を向上させることができる。これらの処理は、熱可塑性樹脂層または紙基材のいずれか一方でもよく、両方でもよく、1回でもよく、複数回でもよい。
ラミネート時には、必要に応じて、熱可塑性樹脂層または紙基材に対してコロナ処理やオゾン処理等の酸化処理を施してもよい。これらの処理を行うことによって、熱可塑性樹脂層または紙基材の表面に極性基が生成し、接着性を向上させることができる。これらの処理は、熱可塑性樹脂層または紙基材のいずれか一方でもよく、両方でもよく、1回でもよく、複数回でもよい。
抄紙工程においては、多層抄き用抄紙機を用いて紙基材を抄紙することが好ましい。抄紙工程は、上述した通りである。
[液体容器]
本実施形態のラミネート紙は、液体容器用であることが好ましい。本発明は上述したラミネート紙から形成されるブランクシートまたは液体容器についても提供する。ブランクシートおよび液体容器を製造する方法は、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
本実施形態のラミネート紙は、液体容器用であることが好ましい。本発明は上述したラミネート紙から形成されるブランクシートまたは液体容器についても提供する。ブランクシートおよび液体容器を製造する方法は、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
ゲーブルトップ型液体容器のブランクシートの作製方法としては、例えば、紙基材を作製した後、表面(印刷面)および裏面(接液面)に熱可塑性樹脂層を積層後、表面(印刷面)に印刷を行い、罫線加工および打ち抜きを行い、さらに、折り曲げ加工を行った後、容器縦方向のフレームシールを行い、カートン状にて提供される。提供されたカートン状の液体容器用ラミネート紙は、ボトムシール、殺菌、充填、トップシールの各段階を経て、ゲーブルトップ型の液体充填品(例えば、牛乳)として流通される。
本実施形態のラミネート紙は、牛乳パック、紙コップ、コーヒー容器、アセプティック容器等の液体容器、発泡カップ、アイスカップ、断熱カップ、包装容器等の紙容器のほか、包装資材、断熱資材等の各種用途に用いることができる。
本実施形態のラミネート紙を打ち抜きおよび罫入れ加工することで、ブランクシートを製造した後、該ブランクシートを成形して液体用紙容器を製造してもよい。この際、打ち抜き、罫入れおよび成形は、公知の方法を用いて行うことができる。液体用紙容器の形状は、特に限定されず、屋根型容器(ゲーブルトップ)、直方体容器(ブリック、ストレート、フラットトップ)、三角錐型容器、カップ容器、スラントトップ型容器、正四面体型容器などが挙げられる。従って、本発明の別の実施形態は、紙容器(好ましくは液体用紙容器)の製造における、上記ラミネート紙の使用である。
本実施形態のラミネート紙を打ち抜きおよび罫入れ加工することで、ブランクシートを製造した後、該ブランクシートを成形して液体用紙容器を製造してもよい。この際、打ち抜き、罫入れおよび成形は、公知の方法を用いて行うことができる。液体用紙容器の形状は、特に限定されず、屋根型容器(ゲーブルトップ)、直方体容器(ブリック、ストレート、フラットトップ)、三角錐型容器、カップ容器、スラントトップ型容器、正四面体型容器などが挙げられる。従って、本発明の別の実施形態は、紙容器(好ましくは液体用紙容器)の製造における、上記ラミネート紙の使用である。
以下、実施例により本発明の効果を詳細に説明する。実施例および比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り、それぞれ「質量部」および「質量%」を示す。
[測定方法]
以下に、紙基材およびラミネート紙について実施した測定方法を示す。なお特別な記載がない限り、測定はJIS P 8111:1998に記載の温度23℃±1℃、相対湿度50±2%の環境で行った。
(1)紙基材の厚さ
紙基材の厚さは、JIS P 8118:2014に従い、100kPa±10kPaの圧力を試験片の円形領域(200mm2)に加えた際の厚さを測定した。
(2)引裂強度
引裂強度は、JIS P 8116:2000に準じて測定した。
(3)層間強度(インターナルボンド法)
層間強度は、JAPAN TAPPI 18-2:2000に準じて測定した。
(4)弾性率
弾性率は、JIS P 8113:2006に準じて測定した。
以下に、紙基材およびラミネート紙について実施した測定方法を示す。なお特別な記載がない限り、測定はJIS P 8111:1998に記載の温度23℃±1℃、相対湿度50±2%の環境で行った。
(1)紙基材の厚さ
紙基材の厚さは、JIS P 8118:2014に従い、100kPa±10kPaの圧力を試験片の円形領域(200mm2)に加えた際の厚さを測定した。
(2)引裂強度
引裂強度は、JIS P 8116:2000に準じて測定した。
(3)層間強度(インターナルボンド法)
層間強度は、JAPAN TAPPI 18-2:2000に準じて測定した。
(4)弾性率
弾性率は、JIS P 8113:2006に準じて測定した。
[実施例1]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリーのパルプ(乾燥質量)100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.40部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量265g/m2、厚さ371μmの紙基材を得た。ここで得られた紙基材は、表裏で平滑度が異なる。高平滑面を表面(印刷面)、低平滑面を裏面(接液面)とした。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリーのパルプ(乾燥質量)100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.40部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量265g/m2、厚さ371μmの紙基材を得た。ここで得られた紙基材は、表裏で平滑度が異なる。高平滑面を表面(印刷面)、低平滑面を裏面(接液面)とした。
(熱可塑性樹脂層)
得られた紙基材の両面に対し、熱可塑性樹脂としてLDPE(低密度ポリエチレン)をラミネートした。熱可塑性樹脂層のラミネートは溶融押出ラミネート法により310℃の溶融温度で行い、表面(印刷面)に16.0μm、裏面(接液面)に25.1μmにて熱可塑性樹脂層を形成した。得られたラミネート紙の厚さ、坪量、層間強度、縦および横方向の引裂強度、縦および横方向の弾性率を表1に示す。
得られた紙基材の両面に対し、熱可塑性樹脂としてLDPE(低密度ポリエチレン)をラミネートした。熱可塑性樹脂層のラミネートは溶融押出ラミネート法により310℃の溶融温度で行い、表面(印刷面)に16.0μm、裏面(接液面)に25.1μmにて熱可塑性樹脂層を形成した。得られたラミネート紙の厚さ、坪量、層間強度、縦および横方向の引裂強度、縦および横方向の弾性率を表1に示す。
(紙容器)
得られたラミネート紙の表面(おもて面、印刷面)にオフセット印刷を施したのち、必要箇所に罫線を設け、所定の形状に打ち抜き、ブランク材を得た。次に、フレームシールによりブランク材の一部の熱可塑性樹脂層を溶融し、胴部を貼り合わせて、筒状のスリーブを得た。続いて、この筒状スリーブを液体充填機に供給し、充填機上でボトム部を形成した後、水を1000mL充填してトップ部をシールし、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
得られたラミネート紙の表面(おもて面、印刷面)にオフセット印刷を施したのち、必要箇所に罫線を設け、所定の形状に打ち抜き、ブランク材を得た。次に、フレームシールによりブランク材の一部の熱可塑性樹脂層を溶融し、胴部を貼り合わせて、筒状のスリーブを得た。続いて、この筒状スリーブを液体充填機に供給し、充填機上でボトム部を形成した後、水を1000mL充填してトップ部をシールし、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例2]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP65部、NBKP35部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.10部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ439μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP65部、NBKP35部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.10部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ439μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例3]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP75部、NBKP25部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量274g/m2、厚さ346μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP75部、NBKP25部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量274g/m2、厚さ346μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例4]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP70部、NBKP30部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量329g/m2、厚さ454μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP70部、NBKP30部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量329g/m2、厚さ454μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例5]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.50部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量262g/m2、厚さ338μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.50部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量262g/m2、厚さ338μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例6]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP65部、NBKP35部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.10部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10質量部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ444μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP65部、NBKP35部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.10部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10質量部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ444μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例7]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP51部、NBKP49部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてカチオン化澱粉0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の表面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量340g/m2、厚さ452μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP51部、NBKP49部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてカチオン化澱粉0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の表面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量340g/m2、厚さ452μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[実施例8]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量272g/m2、厚さ348μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP80部、NBKP20部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.30部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量272g/m2、厚さ348μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[比較例1]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP100部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を2.0質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ439μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP100部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてポリアクリルアミド系紙力増強剤0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を2.0質量部(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の両面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量339g/m2、厚さ439μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[比較例2]
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP51部、NBKP49部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてカチオン化澱粉0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の表面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量340g/m2、厚さ459μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
(紙基材)
パルプ原料としてLBKP51部、NBKP49部を、ダブルディスクレファイナーを使用して叩解し、パルプスラリーを得た。得られたパルプスラリー100部に対して、内添紙力増強剤としてカチオン化澱粉0.60部(固形分換算)、内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤0.25部(固形分換算)、湿潤紙力増強剤として、ポリアミド-ポリアミン-エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強剤0.10部(固形分換算)を添加し紙料を調製した。この紙料を用いて多層抄きの長網抄紙機を用いて、5層抄きにて抄紙した。抄紙工程中、層間スプレーにて、各層間にバレイショ澱粉を7.5g/m2(固形分換算)吹き付けると共に、5層抄き合わせ後に、紙基材の表面にサイズプレスで酸化澱粉を1.0g/m2(固形分換算)およびポリエチレンイミンを0.10g/m2(固形分換算)塗布し、カレンダー処理を行い、坪量340g/m2、厚さ459μmの紙基材を得た。
得られた紙基材に、厚さを表1に記載の条件となるよう熱可塑性樹脂層をラミネートした以外は実施例1と同様にして、ゲーブルトップ型液体容器を得た。
[評価]
実施例および比較例で得られたラミネート紙および液体容器に対して、以下の評価を行った。
(ヒートシール性)
ラミネート紙の裏面(接液面)同士を重ね合わせ、株式会社テスター産業製ヒートシールテスターを用いて下記条件でヒートシール後、3時間以上放冷し、このヒートシール間の剥離強度を手で剥がして以下の基準により評価した。
5点:完全に接着しており表面が広くはがれている(ヒートシールした全幅および全長で、ヒートシールされている)
4点:完全に接着している(ヒートシールした全長ではヒートシールされているが、幅の一部にヒートシールされていない箇所がある)
3点:接着しているが完全でない
2点:一部のみ接着している
1点:シール跡はあるが接着していない
0点:シール跡がない
評価はN=2で行い、その平均値(小数第一位を四捨五入)を採用した。
<ヒートシール条件>
試験片:5cm×15cmに切りそろえた試験紙を接液面同士で接着した。ヒートシールは、幅1cm、長さ15cmで行った。
ヒートシール温度:150℃
ヒートシール時間:10秒
ヒートシール圧力:2kg/cm2
実施例および比較例で得られたラミネート紙および液体容器に対して、以下の評価を行った。
(ヒートシール性)
ラミネート紙の裏面(接液面)同士を重ね合わせ、株式会社テスター産業製ヒートシールテスターを用いて下記条件でヒートシール後、3時間以上放冷し、このヒートシール間の剥離強度を手で剥がして以下の基準により評価した。
5点:完全に接着しており表面が広くはがれている(ヒートシールした全幅および全長で、ヒートシールされている)
4点:完全に接着している(ヒートシールした全長ではヒートシールされているが、幅の一部にヒートシールされていない箇所がある)
3点:接着しているが完全でない
2点:一部のみ接着している
1点:シール跡はあるが接着していない
0点:シール跡がない
評価はN=2で行い、その平均値(小数第一位を四捨五入)を採用した。
<ヒートシール条件>
試験片:5cm×15cmに切りそろえた試験紙を接液面同士で接着した。ヒートシールは、幅1cm、長さ15cmで行った。
ヒートシール温度:150℃
ヒートシール時間:10秒
ヒートシール圧力:2kg/cm2
(液体容器の落下試験)
実施例および比較例で得られたゲーブルトップ型液体容器について、ボトム面を鉛直下方に向けた状態で、高さ30cmから、コンクリート製の床に繰り返し落下させ、液漏れが生じるまでに要した回数をカウントした。試験は8回ずつ行い、液漏れが生じるまでの平均回数(小数第一位を四捨五入)により落下適性を評価した。評価がA~Cであれば、実用上問題はない。
A:平均落下回数21回以上
B:平均落下回数16~20回
C:平均落下回数11~15回
D:平均落下回数10回以下
実施例および比較例で得られたゲーブルトップ型液体容器について、ボトム面を鉛直下方に向けた状態で、高さ30cmから、コンクリート製の床に繰り返し落下させ、液漏れが生じるまでに要した回数をカウントした。試験は8回ずつ行い、液漏れが生じるまでの平均回数(小数第一位を四捨五入)により落下適性を評価した。評価がA~Cであれば、実用上問題はない。
A:平均落下回数21回以上
B:平均落下回数16~20回
C:平均落下回数11~15回
D:平均落下回数10回以下
(カートン解体性)
実施例および比較例で得られたゲーブルトップ型液体容器のトップシール部を開封して内容物を空にした後、サイドシールに沿って手で解体し、さらに、ボトムシールに沿って手で解体した。試験は5人で行い、それぞれの液体容器について、以下の評価を行った。評価がAまたはBであれば、実用上問題はない。
3:非常に解体し易い
2:解体し易い
1:解体し難い
5人の評価の平均値(小数第一位を四捨五入)により、以下の評価とした。
A:平均点が3である
B:平均点が2である
C:平均点が1である
実施例および比較例で得られたゲーブルトップ型液体容器のトップシール部を開封して内容物を空にした後、サイドシールに沿って手で解体し、さらに、ボトムシールに沿って手で解体した。試験は5人で行い、それぞれの液体容器について、以下の評価を行った。評価がAまたはBであれば、実用上問題はない。
3:非常に解体し易い
2:解体し易い
1:解体し難い
5人の評価の平均値(小数第一位を四捨五入)により、以下の評価とした。
A:平均点が3である
B:平均点が2である
C:平均点が1である
(PAM(ポリアクリルアミド系化合物)検出方法)
ラミネート紙から熱可塑性樹脂層を手で剥離し、得られた紙基材中のポリアクリルアミド系化合物の含有量を測定した。
紙基材に含まれるポリアクリルアミド系化合物の含有量(固形分換算)は、熱分解GC/MS分析装置を用いて測定した。紙基材中のポリアクリルアミド系化合物の含有量(質量%)を算出した。
<測定条件>
使用装置:Agilent GC8890/MSD5977B
GC:カラムHP-INNOWAX(長さ30m、内径0.25μm、外径0.25mm)
キャリアーガス:He
スプリット比:1/60
MS:EI(+)
条件:50℃→(10℃/min)→200℃→(10℃/min)→240℃→(10℃/min)→260℃15分保持
熱分解装置:フロンティアラボ PY-3030D、分解温度500℃
解析:選択イオンm/z 125でポリアクリルアミド系化合物の含有量を算出
ラミネート紙から熱可塑性樹脂層を手で剥離し、得られた紙基材中のポリアクリルアミド系化合物の含有量を測定した。
紙基材に含まれるポリアクリルアミド系化合物の含有量(固形分換算)は、熱分解GC/MS分析装置を用いて測定した。紙基材中のポリアクリルアミド系化合物の含有量(質量%)を算出した。
<測定条件>
使用装置:Agilent GC8890/MSD5977B
GC:カラムHP-INNOWAX(長さ30m、内径0.25μm、外径0.25mm)
キャリアーガス:He
スプリット比:1/60
MS:EI(+)
条件:50℃→(10℃/min)→200℃→(10℃/min)→240℃→(10℃/min)→260℃15分保持
熱分解装置:フロンティアラボ PY-3030D、分解温度500℃
解析:選択イオンm/z 125でポリアクリルアミド系化合物の含有量を算出
表1から、横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である実施例1~8のラミネート紙は、ヒートシール性に優れ、また、該ラミネート紙を使用した液体容器は、耐落下性に優れ、さらに、カートン解体性にも優れるものであった。
一方、横方向の引裂強度が3000mN未満である比較例1のラミネート紙を使用した液体容器は、カートン解体性には優れるものの、耐落下性に劣るものであった。また、層間強度が250J/m2を超える比較例2のラミネート紙を使用した液体容器は、カートン解体性に劣るものであった。
一方、横方向の引裂強度が3000mN未満である比較例1のラミネート紙を使用した液体容器は、カートン解体性には優れるものの、耐落下性に劣るものであった。また、層間強度が250J/m2を超える比較例2のラミネート紙を使用した液体容器は、カートン解体性に劣るものであった。
10 紙基材
20 熱可塑性樹脂層
100 ラミネート紙
20 熱可塑性樹脂層
100 ラミネート紙
Claims (5)
- 紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層と、を有するラミネート紙であって、
横方向の引裂強度が3000mN以上5600mN以下であり、かつ、層間強度が60J/m2以上250J/m2以下である、
ラミネート紙。 - 厚さが500μm以下である、請求項1に記載のラミネート紙。
- 縦方向の弾性率と横方向の弾性率との相乗平均が3.0GPa以上4.7GPa以下である、請求項1に記載のラミネート紙。
- 液体容器用である、請求項1に記載のラミネート紙。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載のラミネート紙を用いてなる、液体容器。
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JP2023079004A JP2024003756A (ja) | 2022-06-27 | 2023-05-12 | ラミネート紙および液体容器 |
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JP2022102705A JP7281003B1 (ja) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | ラミネート紙および液体容器 |
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JP2022102705A Active JP7281003B1 (ja) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | ラミネート紙および液体容器 |
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JP7110808B2 (ja) * | 2018-08-02 | 2022-08-02 | 王子ホールディングス株式会社 | 容器用原紙および該容器用原紙を用いた紙容器 |
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WO2021132429A1 (ja) | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 王子ホールディングス株式会社 | 加工用原紙、紙器用シートおよび紙器 |
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2022
- 2022-06-27 JP JP2022102705A patent/JP7281003B1/ja active Active
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2023
- 2023-05-12 JP JP2023079004A patent/JP2024003756A/ja active Pending
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