JP6911616B2

JP6911616B2 - 断熱シート

Info

Publication number: JP6911616B2
Application number: JP2017148137A
Authority: JP
Inventors: 英律矢田; 良一岩渕
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: JP2019025798A

Description

本発明は、断熱シートに関する。

従来、食品等の物品を包装するために、耐油紙又は耐水性を付与した紙が使用されている。例えば、特許文献１は、紙層の少なくとも片面にノニオン性あるいはカチオン性のポリビニルアルコールの塗工層及びフッ素系耐油剤の塗工層を設けた耐油紙について開示しており、特許文献２は、紙支持体の少なくとも片面に、水素結合性樹脂と吸油性粒子を含む耐油層を有することを特徴とする耐油性紙について開示している。

特開平８−２０９５９０特開２００６−１８３２２１

しかしながら、紙製の包装材でおにぎり、ホットドッグ等の熱い食品を包装した場合、例えば販売業者の取り扱い時又は利用者が食べる時に、包装された食品が熱くて把持し続けるのが困難であるという課題があった。上記特許文献１，２は包装材の断熱性については取り組んでいない。

本発明は、断熱性に優れた、不織布と樹脂層との複合断熱シートの提供を課題とする。

本発明は、以下の項に記載の主題を包含する。
［１］再生セルロース繊維１０〜１００質量％と木材パルプ０〜９０質量％とを含有する不織布と、前記不織布に積層された樹脂層とを含む断熱シート。
［２］厚さ方向の熱伝導率が４．９×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下である［１］に記載の断熱シート。
［３］前記不織布の坪量が３０ｇ／ｍ²〜８０ｇ／ｍ²、かつ前記断熱シートの密度が０．１ｇ／ｃｍ³〜０．３ｇ／ｃｍ³である［１］又は［２］に記載の断熱シート。
［４］前記再生セルロース繊維がレーヨン繊維である［１］〜［３］のいずれかに記載の断熱シート。
［５］包装用シートである［１］〜［４］のいずれかに記載の断熱シート。
［６］前記不織布が紙力剤及びサイズ剤を含有しない［１］〜［５］のいずれかに記載の断熱シート。

本発明によれば、断熱シートに包装された物品の取り扱いがより容易となる。

本発明の断熱シートは、再生セルロース繊維１０〜１００質量％と木材パルプ０〜９０質量％とを含有する不織布と、不織布に積層された樹脂層とを含む。

（不織布）
本発明の断熱シートの不織布に用いられる再生セルロース繊維としては、木材化学パルプ、コットンリンター等のセルロースをビスコースの形で溶液とした後、酸の中でセルロースを再生及び紡糸したビスコースレーヨン、セルロースを銅アンモニア溶液中に溶解した後、酸の中で再生及び紡糸した銅アンモニアレーヨン、Ｎ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキサイドのような非水系セルロース溶媒にセルロースを溶解した後、紡糸して得られる再生セルロース繊維等を挙げることができる。

再生セルロース繊維の繊度は０．７〜５．０デニールであることが好ましい。製造時の湿式抄紙の際に分散のし易さ及びこの繊度が地合の良い湿ウェブを得る点で、０．７デニール以上であることが好ましい。不織布のしなやかさ、風合い、手触り感等の点で、５．０デニール以下であることが好ましい。

再生セルロースの長さは３〜１０ｍｍであることが好ましい。

本発明に用いられる木材パルプとしては、カナダ標準ろ水度（ＣＳＦ、以下、フリーネスと記載）が４００ｍｌ〜７００ｍｌの木材化学パルプであればどのようなものでも使用することができる。例えば、木材パルプは、針葉樹材や広葉樹材をクラフト法、ソーダ法、ポリサルファイト法等で蒸解した未漂白の化学パルプ、更には未漂白化学パルプを漂白薬品でハンター白色度７０〜９０％に漂白した漂白化学パルプ等を単独でまたは混合して使用することができる。

フリーネスは、木材パルプの密度を低くして不織布を軽量化するため及びしなやかさのためには４００ｍｌ以上であることが好ましく、木材パルプの保温性及び断熱性の点では７００ｍｌ以下であることが好ましい。

本発明の断熱シートを形成するための不織布は、再生セルロース繊維を１０〜１００質量％、木材パルプを０〜９０質量％の割合で含有する。このような複合材料の構成を有するため、断熱性、吸水性（吸湿度及び吸液性を含む）、吸油性、通気性、しなやかさ、触感又は手への馴染みの良さ、及び印刷適性を備えた断熱シートとすることができる。本発明の断熱シートは、吸水性と通気性を備えているため、おにぎり等の蒸気が発生する食品を包装してもべとつきにくい。また、本発明の断熱シートは吸油性を備えているため、フライドチキン等の油分の多い食品を包装することもできる。また、本発明の断熱シートはしなやかさを有するため、包装される食品の変形を抑え、食品の形状に適合させて食品を包むことができる。さらに、本発明の断熱シートは、高圧水ジェット流処理により形成された繊維の嵩高さ、及び交絡状態のため、触感又は手への馴染みが良いため、本発明の断熱シートにより包装された物品を販売業者や利用者が快適に保持することができる。また、本発明の断熱シートは、触感又は手への馴染みの良さのみならず、繊維の嵩高さ及び交絡状態により形成された弾力性のため、印刷の際、インクが断熱シートの表層に転移し易くなり良好な印刷適性を得ることができる。

一実施形態では、再生セルロース繊維と木材パルプの割合は、再生セルロース繊維２０〜８０質量％及び木材パルプ２０〜８０質量％であってもよい。別の実施形態では、再生セルロース繊維３０〜８０質量％及び木材パルプ２０〜７０質量％であってもよい。また別の実施形態では、再生セルロース繊維４０〜９０質量％及び木材パルプ１０〜６０質量％であってもよい。

また、本発明の断熱シートにおける不織布は、本発明の断熱シートの目的を果たす限りにおいて、特性を改善するための他の成分を備えていてもよい。そのような成分としては、填料、消泡剤、凝結剤、撥水剤等が挙げられる。例えば、不織布の強度を上げるために、結着バインダー繊維を不織布に配合してもよい。

上記不織布は、好ましくは紙力剤を含有しない。このため、水流交絡により包装に耐えることができる強度が不織布に付与される。また上記不織布は、好ましくはサイズ剤を含有しない。このため、不織布の吸水性が高められる。紙力剤及びサイズ剤を含有しないことで、包装される内容物の安全性を高め、環境への影響を低減することができる。

上記における不織布は、厚さ方向の熱伝導率が４．２×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。このような不織布は、断熱性に優れている。厚さ方向の熱伝導率が４．２×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、熱い食品を包装した場合、利用者は素手で持ち続けることがより容易となり、好ましい。

上記不織布の坪量は３０ｇ／ｍ²〜８０ｇ／ｍ²であることが好ましい。強度を保持する点では３０ｇ／ｍ²以上であることが好ましく、しなやかさを保ち、被包装物の形状に合わせて包装し易くする点では８０ｇ／ｍ²以下であることが好ましい。

上記不織布の密度は０．１ｇ／ｃｍ³〜０．３ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。断熱性、保温性及び強度を保持する点では０．１ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましく、軽量性及びしなやかさの点では０．３ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。

不織布の厚みは特に限定されないが、１００μｍ〜４００μｍであることが好ましい。
（不織布の製造方法）
本発明における不織布は、再生セルロース繊維と木材パルプとからなる原料から、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブローン法、エアレイド法等の公知のウェブ形成方法により、再生セルロース繊維と木材パルプとからなるウェブを形成し、その後、水流交絡法、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法等の公知のウェブの繊維結合方法により再生セルロースと木材パルプの繊維同士を結合、一体化することにより製造される。

好ましくは、本発明の断熱シートにおける不織布は、再生セルロース繊維と木材パルプとからなる原料から、公知の抄紙機を用いる湿式抄紙法によりウェブを形成し、その後このウェブの表面に高圧水ジェット流を噴射して、公知の水流交絡法により再生セルロースと木材パルプの繊維同士を交絡し、それにより再生セルロースと木材パルプの繊維同士を一体化することにより製造される。かかる不織布の製造方法は特開平９−２２８２１４号、特開平１０−３１０９６０号、及び特開平１１−９３０５５号に記載されている。

一実施形態では、本発明の断熱シートを形成するための不織布は、再生セルロース繊維１０〜１００質量％と、木材パルプ０〜９０質量％とを混合して、湿式抄紙法により形成したウェブを有孔支持体上で高圧水ジェット流処理を施し、再生セルロース繊維と木材パルプとを交絡、一体化する不織布の製造方法において、湿式抄紙法により形成したウェブの超音波伝播速度比がＭＤ／ＣＤ＝１．５〜３．５の範囲になるように調整して形成した後、高圧水ジェット流処理を施すことにより製造される。

このような不織布は、吸水性と通常の包装の目的に耐える強度を保持することができるため、紙力剤及びサイズ剤を好ましくは含有しない。
（樹脂層）
本発明の断熱シートを形成するための樹脂層は、断熱シートに、耐水性及び耐油性等のバリア性を付与する。樹脂層は、樹脂組成物を不織布に塗工したものであってもよいし、樹脂組成物を不織布に押出しラミネート加工により積層させたものであってもよいし、樹脂組成物からなる樹脂フィルムを接着剤等の接着手段を介して不織布に積層させたものであってもよい。

樹脂組成物は、各種溶媒に樹脂等を含有させたものであり、当該断熱シートにバリア性を付与できるものであればよい。このような樹脂組成物を構成する樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ビニロン樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂が挙げられる。これらの中でも、商品自体がもつ水分の浸透を防ぐ点ではポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂が好ましく、耐油性、透気性及び加工性の点ではアクリル樹脂が好ましい。溶媒としては、水、有機溶媒等が挙げられる。

断熱シートの樹脂層の厚みは特に限定されないが、バリア性の発揮の点で、１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。

また樹脂層は、断熱シートに摩擦適性を与え、樹脂層がある側で断熱シートに覆われた商品と密着し、滑り落ちを防ぐことができる。
（断熱シートの製造方法）
樹脂組成物を不織布に塗工することで断熱シートを製造する場合、樹脂組成物の塗工方法としては、例えばフレキソ印刷、グラビア印刷、ブレード塗工、ロッド塗工、エアナイフ塗工、カーテン塗工等が挙げられる。

樹脂層をラミネート加工することで当該食品包装シートを製造する場合、一般的なラミネート加工方法を用いることができる。このようなラミネート加工方法としては、例えば、押出ラミネート（エクストルージョンラミネート）、ドライラミネート等が挙げられる。ラミネートされる樹脂は、必要に応じて延伸されるが、無延伸のままでもよい。
（断熱シートの特性）
本発明の断熱シートは、上記不織布の上に樹脂層が形成されるものであり、断熱シートに耐水性及び耐油性等のバリア性を付与する。

樹脂組成物を塗工又は積層することにより形成される断熱シートは、不織布が保温性及び断熱性に優れていることに加えて、不織布及び樹脂層がバリア性に優れているため、包装される内容物（被包装物）の温かさや冷たさを保持しつつ、被包装物から出る液体によるべとつき又は当該液体の断熱シートの外への浸み出しを防止することができる。

本発明の断熱シートの用途は限定されないが、例えば物品、特に食品を包装するために使用される包装材として使用することができる。食品にはハンバーガー、ご飯、パン、菓子、フライドポテト、から揚げ、天ぷら、ピザ、焼き肉、焼き魚、焼き野菜等の焼き物；等が挙げられるがこれらに限定されない。

断熱シートの厚みは特に限定されないが、１００μｍ〜４５０μｍであることが好ましい。

断熱シートの密度は０．１ｇ／ｃｍ³〜０．３ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。断熱性、保温性及び強度を保持する点では０．１ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましく、軽量性及びしなやかさの点では０．３ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。特に、上記不織布の坪量は４０ｇ／ｍ²〜８０ｇ／ｍ²、かつ断熱シート密度が０．１ｇ／ｃｍ³〜０．３ｇ／ｃｍ³であることが、断熱性及びしなやかさの点で好ましい。

断熱シートは、厚さ方向の熱伝導率が４．９×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。このような断熱シートは、断熱性に優れている。厚さ方向の熱伝導率が４．９×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、熱い被包装物、特には食品を包装した場合、利用者は素手で持ち続けることがより容易となり、好ましい。このため、例えば、本発明の断熱シートで、素手で触ると熱い、又は極端に冷たい食品を包装した場合、販売業者又は利用者等の持ち手はそれを把持し続け易く、包装された食品の取り扱い性が向上する。また、熱伝導率が低い断熱シートは保温、保冷性にも優れている。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、実施例及び比較例において％とあるのは特に断らない限り質量％を示す。

１．各断熱シート試料の製造
実施例１
繊維度１．１デニール、繊維長７ｍｍのレーヨン繊維２０％と、ＣＳＦが７００ｍｌの針葉樹晒クラフトパルプ８０％を原料として、傾斜ワイヤー型抄紙機を用いてレーヨン／パルプ混抄紙を抄紙後、孔径０．１ｍｍのノズル孔を１．０ｍｍ間隔で配列した高圧水柱流処理装置を用いて、５０ｋｇ／ｃｍ²の水圧で高圧ジェット流を上記混抄紙へ噴出させた後、乾燥して坪量４３ｇ／ｍ²の実施例１の不織布を作成した。この処理による混抄紙に付与された付加比エネルギーは、０．１８ｋＷｈ／ｋｇであった。

この不織布の片面に、延伸したポリエチレン樹脂層をラミネートした断熱シートを得た。

実施例２
不織布の坪量を６０ｇ／ｍ²としたこと以外は、実施例１と同様にしてポリエチレンラミネート断熱シートを作成した。

実施例３
実施例１のポリエチレン樹脂層の上に、延伸したポリプロピレン樹脂層を厚さ１０μｍラミネートしたこと以外は実施例１と同様にして、断熱シートを作成した。

比較例１
ＣＳＦが３５０ｍｌになるように叩解したパルプ（広葉樹晒クラフトパルプに針葉樹晒クラフトパルプを２０％混合したもの）に、チタン３％、湿潤紙力剤０．３５％、歩留り向上剤を０．０１２％含有させ、角型手抄き機で手抄きを行い、坪量３０ｇ／ｍ²のシートを作成した。

次いで、完全鹸化ポリビニルアルコール５％、ＳＢＲ系ラテックス３０％、カオリン５０％、撥水剤１５％を含有した塗工液を調成し、前記坪量３０ｇ／ｍ²のシート両面に４ｇ／ｍ²ずつ塗布して、坪量３８ｇ／ｍ²の断熱シートを得た。

比較例２
ＣＳＦが２５０ｍｌになるように叩解したパルプ（広葉樹晒クラフトパルプ）に、剥離剤０．０３％、サイズ剤を０．３％含有させ、角型手抄き機で手抄きを行い、坪量２１ｇ／ｍ²の断熱シートを得た。

比較例３
実施例１と同様に乾燥して坪量４３ｇ／ｍ²の実施例１の不織布を作成した。但し、不織布の片面にポリエチレン樹脂を塗布せず、不織布のみの断熱シートを得た。

２．断熱シートの評価
（１）熱伝導率の測定
厚さがおよそ１ｍｍになるように実施例１〜３及び比較例１〜３の各シート試料を重ねて、サーモラボテスター（ＫＥＳ−Ｆ７−II、カトーテック(株)）の下台の上に置き、上台を載せた後（試料にかかる圧力は６ｇｆ／ｃｍ^２）、上台と下台から熱をかけて、６０秒間に流れた熱流量（Ｗ）を測定した。

測定は、２０℃、湿度６５％の環境下で行い、測定面積は５ｃｍ×５ｃｍ＝２５ｃｍ^２とした。熱伝導率は、以下の式で算出した。

熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝熱流量（Ｗ）×試料の厚さ（ｍ）／測定面積（ｍ²）／（上台と下台の温度差）
厚さは、厚さ計（ＴＯＹＯＳＥＩＫＩ製ＴＨＩＣＫＮＥＳＳＭＥＴＥＲＢ−２）を使用し、ＪＩＳＬ１０９６に準じて、２３．５ＫＰａで測定した。

（２）しなやかさの評価
各断熱シート試料（長さ２１ｃｍ×幅２９ｃｍ）を、試験者の片手の掌の上に保持し、もう一方の手の掌をシートの表面に接触させて移動させたときの、シートのしなやかさを評価した。
（評価基準）
○シートがしなやかで手に馴染む
×シートがしならず手に馴染まない
（評価基準）
（３）印刷適性の評価
各断熱シート（長さ１６ｃｍ×幅１６ｃｍ）の不織布の面に、市販の凹版印刷機を用いてグラビアインクで印刷を行い、得られた印刷物の印刷面を目視で評価した。
（評価基準）
○印刷可能であった
×印刷不可であった
（４）バリア性の評価
各断熱シート試料（長さ１６ｃｍ×幅１６ｃｍ×厚さ０．２ｍｍ）に合計１０ｍｌの水を滴下し、断熱シートからの浸み出しを手で触って観察した。
（評価基準）
○浸み出しはなかった
×浸み出しがあった

３．実験結果
表１は、各断熱シートの密度及び熱伝導率を示す。実施例１〜３の断熱シートは比較例１，２の断熱シートに比べて密度が極めて低かった。また、実施例１〜３の断熱シートの熱伝導率は、比較例１，２の断熱シートの熱伝導率と同程度かそれより低いことが判明した。つまり、実施例１〜３の断熱シートは比較例１，２の断熱シートに比べて軽量で断熱性に優れている。

さらに、実施例１〜３の断熱シートは、シートがしなやかで手に馴染むだけでなく、バリア性にも優れていた。一方、比較例１〜３の断熱シートはバリア性が不足していた。

また、高圧水ジェット流処理によりシート表面の凹凸が、比較例１，２の断熱シートに比べて大きいにもかかわらず、実施例１〜３の断熱シートはシートに弾力性があるためインクがシートに良好に転写され、印刷適性にも優れていた。

Claims

再生セルロース繊維１０〜１００質量％と木材パルプ０〜９０質量％とを含有する不織布と、前記不織布に積層された樹脂層とを含む包装用の断熱シートであって、前記不織布の坪量が３０ｇ／ｍ ² 〜８０ｇ／ｍ ² （但し、３０ｇ／ｍ ² である場合を除く）、かつ前記断熱シートの密度が０．１ｇ／ｃｍ ³ 〜０．３ｇ／ｃｍ ³ である断熱シート。
再生セルロース繊維１０〜１００質量％と木材パルプ０〜９０質量％とを含有する不織布と、前記不織布に積層された樹脂層とを含む包装用の断熱シート（但し、紙質層(a)と樹脂混合体層(bt)を少なくとも１層とする多層樹脂層(b)とから形成された積層体であって、樹脂混合体層(bt)が２種以上の樹脂の混在相であって、混在相を形成する樹脂の一方が極性樹脂であると共に他方が非極性樹脂であって、個々の樹脂が他樹脂との相溶性に乏しく、形成された樹脂混合体層(bt)中で各樹脂相がそれぞれ略同一の方向に走る無数の細帯状で共存する多層樹脂層(b)と紙質層(a)とからなる定向引き裂け性に優れた積層包装用袋状物、を除く。）
厚さ方向の熱伝導率が４．９×１０^-2Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１又は２に記載の断熱シート。
前記再生セルロース繊維がレーヨン繊維である請求項１〜３のいずれかに記載の断熱シート。
前記樹脂層の厚みが１μｍ〜３０μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の断熱シート。
前記不織布が紙力剤及びサイズ剤を含有しない請求項１〜５のいずれかに記載の断熱シート。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の包装用の断熱シートを製造する方法であって、
（Ａ）再生セルロース繊維と木材パルプとからなる原料から、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブローン法、またはエアレイド法によりウェブを形成する工程と、
（Ｂ）前記ウェブに対して水流交絡法、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、またはニードルパンチ法を施すことにより、再生セルロースと木材パルプの繊維同士を一体化し、不織布を得る工程と、
（Ｃ）前記不織布に樹脂層を積層し、断熱シートを得る工程と、
を含む方法。