JP7463935B2 - 透明紙、包装材、ラベル、透明化剤 - Google Patents
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しかし、特許文献1、2の透明紙においては、プラスチック材料の代替品として使用するには透明感が不十分である。加えて、特許文献1の透明化剤は石油成分由来の樹脂を含むため、マイクロプラスチックが発生し得ることから、環境保全の点で不適格である。
[1] 非石油成分由来の樹脂成分が紙基材の少なくとも一部の領域に含浸した透明領域を有し、前記透明領域には着色剤が存在し、前記透明領域のJIS P 8149にしたがって測定される不透明度が、4~25%である、透明紙。
[2] 前記透明領域のJIS Z 8781-4にしたがって紫外線を含む光源を用いて測定される色相のb*が、-10~+3である、[1]の透明紙。
[3] 前記樹脂成分が、セラック及びロジンの少なくとも一方を含む、[1]又は[2]の透明紙。
[4] 前記着色剤が、前記樹脂成分の色と補色関係にある、[1]~[3]のいずれかの透明紙。
[5] 前記着色剤が、青色系着色剤、紫色系着色剤及び黒色系着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上である、[4]の透明紙。
[6] 前記紙基材の米坪が、20~70g/cm2である、[1]~[5]のいずれかの透明紙。
[7] 前記透明領域のJAPAN TAPPI 紙・パルプ試験方法No.5-2にしたがって測定される平滑度が、200~5000secである、[1]~[6]のいずれかの透明紙。
[8] 前記透明領域のJIS-K7136にしたがって測定されるヘイズが80%以下である、[1]~[7]のいずれかの透明紙。
[9] [1]~[8]のいずれかの透明紙を有する、包装材。
[10] [1]~[8]のいずれかの透明紙を有する、ラベル。
[11] 非石油成分由来の樹脂成分と、着色剤と、炭素数が1~6であるアルコールとを含む、透明化剤。
[12] 前記樹脂成分が、セラック及びロジンの少なくとも一方を含む、[11]の透明化剤。
[13] 前記着色剤が、前記樹脂成分の色と補色関係にある、[11]又は[12]の透明化剤。
[14] 前記着色剤が、青色系着色剤、紫色系着色剤及び黒色系着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上である、[13]の透明化剤。
[15] 前記樹脂成分の含有量が、10~50質量%である、[11]~[14]のいずれかの透明化剤。
本発明の透明紙は、紙基材からなり、紙基材の少なくとも一部の領域に樹脂成分が含浸した透明領域を有する。
樹脂成分は非石油成分由来である。ここで「非石油成分由来の樹脂」とは、石油成分を含まない原料から製造された樹脂を意味する。樹脂成分としては、例えば、セラック及びロジンの少なくとも一方を含有するものが好ましい。
セラックは、紙基材に適用した際にパルプの繊維間に含浸する成分である。セラックが紙基材の繊維間に含浸し、空気層が排除されることで、透明紙の透明感が得られる。このようにセラックは、紙基材に適用した際に透明紙の透明感を得るための成分である。加えて、セラックは熱可塑性樹脂であるため、透明紙をヒートシール等の手法により透明紙を接着でき、透明紙にヒートシール性を付与できる。
セラックの市販品としては、例えば、日本シェラック工業株式会社、興洋化学株式会社、株式会社岐阜セラック製造所等の製品が挙げられる。
ロジンは、紙基材に適用した際にパルプの繊維間に含浸する成分である。ロジンが紙基材の繊維間に含浸し、空気層が排除されることで、透明紙の透明感が得られる。このようにロジンは、紙基材に適用した際に透明紙の透明感を得るための成分である。加えて、ロジンは熱可塑性樹脂であるため、透明紙にヒートシール性を付与できる。
ロジンの市販品としては、荒川化学工業株式会社、ハリマ化成グループ株式会社の製品が挙げられる。
例えば、着色剤としては、青色系着色剤、紫色系着色剤及び黒色系着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上が好ましい。また、着色剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
透明領域の不透明度は、JIS P 8149にしたがって測定される。
透明領域の色相のb*は、JIS Z 8781-4にしたがって紫外線を含む光源を用いて測定される。
透明領域の平滑度は、JAPAN TAPPI 紙・パルプ試験方法No.5-2、JIS P8155にしたがって測定できる。
透明領域のヘイズは、JIS-K7136にしたがって測定できる。
透明領域の密度は、TAPPI UM-522にしたがって測定できる。
木材パルプとしては、例えば、針葉樹由来パルプ(NKP)、広葉樹由来パルプ(LKP)等が挙げられる。針葉樹由来パルプとしては、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、針葉樹亜硫酸パルプ(NSP)等が挙げられる。広葉樹由来パルプとしては、例えば、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、広葉樹亜硫酸パルプ(LSP)等が挙げられる。
これらの針葉樹由来パルプ、広葉樹由来パルプは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
古紙パルプとしては、例えば、離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ、離解・脱墨・漂白古紙パルプが挙げられる。古紙パルプの原料となる古紙としては、例えば、茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、段ボール古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、地券古紙等が挙げられる。
非木材パルプとしては、ケナフ、麻、葦等の非木材繊維から化学的に又は機械的に製造されたパルプ等の種々のパルプが挙げられる。
これらの機械パルプ、古紙パルプ、非木材パルプは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
パルプとして古紙パルプを用いる場合、古紙パルプの含有量は、紙基材を構成するパルプの全質量に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。古紙パルプの含有量が前記上限値以下であると、透明紙を飲食品用の包装材に好適に適用できる。古紙パルプの含有量の下限値は、0質量%である。
紙基材の離解フリーネスは下記の方法で測定される。すなわち、標準離解機にてJIS―P8220:2012に準拠して紙基材を離解処理して得られる離解パルプについて、カナダ標準濾水度試験機にてJIS―P8121:2012に準拠して濾水度を測定し、前記濾水度を紙基材の離解フリーネスとする。
紙基材の密度は、TAPPI UM-522にしたがって測定できる。
紙基材の米坪が前記下限値以上であると、優れた透明感を得やすくなる。紙基材の米坪が前記上限値以下であると、良好な紙強度を得やすい。
紙基材の平滑度は、JAPAN TAPPI 紙・パルプ試験方法No.5-2、JIS P8155にしたがって測定できる。
本発明の透明紙は、例えば、紙基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に、後述の本発明の透明化剤を塗布し、透明化剤を紙基材に含浸させ、透明領域を形成することで製造できる。透明化剤を適用して透明紙を得る際には、紙基材の一部に透明領域を形成してもよく、紙基材の全部に透明領域を形成してもよい。
透明化剤を塗布する面は、紙基材の片面でもよく、両面でもよい。透明化剤を塗布する方法は特に限定されない。例えば、スプレー塗布、カーテン塗布、ロール塗布、バー塗布、ブレード塗布、グラビア塗工、ディップ塗工等の種々の塗布方法、塗工方法を使用できる。
OPニスを塗布する方法は特に限定されず、グラビア塗工、ディップ塗工等の種々の塗工方法を使用できる。
叩解する工程においては、紙基材の離解フリーネスが50~600mlとなるように、仕上がりのフリーネスが30~550mlとなるまで、好ましくは10~500mlとなるまで、原料のパルプを叩解することが好ましい。叩解する工程において用いられる叩解機は特に限定されない。例えば、ダブルディスクリファイナー等が挙げられる。
抄紙後、乾燥する工程を経て得られた紙基材の表面には、平滑化処理を施してもよい。平滑化処理を施すことにより、表面強度、印刷適性等を高めることができる。平滑化処理としては、例えば加圧可能なリール間で紙基材を加圧処理する方法が挙げられる。平滑化処理を施すための装置は特に限定されない。例えばワインダー部前のマシンカレンダー、グロスカレンダー、ソフトニップカレンダー等に通紙して製品仕上げが施される。マシンカレンダーとスーパーカレンダーを併用してもよく、マシンカレンダーに代えてスーパーカレンダーを使用してもよい。
以上説明した本発明の透明紙は、樹脂成分が含浸した透明領域に着色剤が存在するため、パルプの繊維間に入り込んだ着色剤が透明紙に入射する光をパルプの繊維間で吸収できる。そのため、透明紙における光の乱反射、散乱が抑制され、肉眼で観察した際の透明感が向上し、不透明度も低くなる。その結果、透明なプラスチックの材料の代替品として使用するのに充分な透明感が得られる。
加えて、透明領域に含浸した樹脂成分が非石油成分由来であるため、石化樹脂由来のマイクロプラスチックの発生を抑制でき、親環境的である。
本発明の透明紙の用途としては、包装材、ラベル、封筒等が挙げられる。特に、セラックを含む樹脂成分が含浸した透明領域を有する透明紙は、セラックが可食性であることから、飲食品用の包装材等の用途に好適に適用できる。本発明の透明紙を包装材の用途に適用する場合、透明紙をヒートシール等の手法により接着することで、透明紙を例えば袋状に成形することで包装容器を得ることができる。
本発明の透明紙をラベルの用途に適用する場合、透明紙をヒートシール等の手法により容器等の表面に接着することで、透明なラベルとして使用してもよく、透明紙の一方の表面に粘着性を付与し、容器等の表面に粘着させることで透明なラベルとして使用してもよい。ラベルとして使用する場合には、粘着性が付与された透明紙の面と反対側の面に文字、図形、模様等を印刷してもよい。
本発明の透明化剤は、非石油成分由来の樹脂成分と着色剤と炭素数が1~6であるアルコールとを含む。非石油成分由来の樹脂成分、着色剤の詳細及び好ましい態様は、上述の<透明紙>の項で説明した内容と同様である。
本発明の透明化剤は、これらの成分以外の他の成分をさらに含んでもよい。
炭素数が1~6であるアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール等が挙げられる。これらの中でも、透明化剤を適用した透明紙のヒートシール性が向上することから、アルコールとしてはメタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノールが好ましく、エタノール、イソプロパノールがより好ましく、エタノールが特に好ましい。ただし、炭素数が1~6であるアルコールはこれらの例示に限定されない。
本発明の透明化剤は、例えば、樹脂成分と着色剤と炭素数が1~6であるアルコールとを混合することで製造できる。混合の際には必要に応じてその他の成分を添加してもよい。混合する際の温度は、アルコールに対する、樹脂成分、着色剤の溶解性を考慮して適宜設定できる。
以上説明した本発明の透明化剤は、樹脂成分と、炭素数が1~6であるアルコールに加えて、着色剤を含む。本発明の透明化剤を紙基材に適用すると、パルプの繊維間に樹脂成分が含浸し、固化し、空気層が排除されることで紙基材に透明感を付与できる。加えて、着色剤がパルプの繊維間に入り込み、透明紙に入射する光をパルプの繊維間で吸収できる。そのため、透明紙における光の乱反射、散乱が抑制され、肉眼で観察した際の透明感が向上する。
したがって、本発明の透明化剤によれば、紙基材に適用した際に優れた透明感が得られる。
(1)透明化剤の調製
40%ロジンサイズ剤(製品名:SPE、荒川化学工業製)を健栄製薬株式会社製の無水エタノールで希釈して、固形分のロジンの含有量が23.5質量%のロジンのアルコール希釈液を調製した。この希釈液の全質量に対して0.2質量%となるように、大日精化のNAF5091ブラックを滴下して添加し、株式会社シンキー製の自転・公転ミキサーあわとり練太郎ARE310を使用して分散させ、透明化剤を調製した。
(2)透明紙の作製
針葉樹クラフトパルプと広葉樹クラフトパルプを配合した市販のグラシン紙を紙基材とした(離解フリーネス:50ml、坪量:35g/m2)。離解フリーネスは、標準離解機にてJIS-P8220:2012に準拠して紙基材を離解処理して得られる離解パルプについて、カナダ標準濾水度試験機にてJIS-P8121:2012に準拠して濾水度を測定し、前記濾水度を紙基材の離解フリーネスとした(以下同様)。
この紙基材に、株式会社ローラン製のハンドKロックスの彫刻ロール(仕様100/18)を用いて(1)で調製した透明化剤を含浸させた。具体的には、ゴムロール転写法で、ロジン量が10g/m2となるように、紙基材の表裏それぞれの面に3回ずつ透明化剤を塗工し、常温で乾燥させ、透明紙を得た。
下記(1)に示すように透明化剤を調製した以外は、実施例1と同様にして透明紙を得た。
(1)透明化剤の調製
40%セラック(興洋化学株式会社製)を健栄製薬の無水エタノールで希釈して、固形分のセラックの含有量が25.0質量%のセラックのアルコール希釈液を調製した。この希釈液の全質量に対して0.2質量%となるように、住化ケムテックス株式会社製のSumifix HFのNavy2G gran液(藍色)を滴下して添加し、株式会社シンキー製の自転・公転ミキサーあわとり練太郎ARE310を使用して分散させ、透明化剤を調製した。
下記(1)に示すように透明化剤を調製した以外は、実施例1と同様にして透明紙を得た。
(1)透明化剤の調製
40%ロジンサイズ剤(商標:SPE 荒川化学工業製)に三協化学株式会社のイソプロピルアルコールで希釈して、固形分のロジンの含有量が23.5質量%のアルコール希釈液を調製した。この希釈液の全質量に対して0.3質量%となるように、大日精化のNAF5091ブラックを滴下して添加し、株式会社シンキー製の自転・公転ミキサーあわとり練太郎ARE310を使用して分散させ、透明化剤を調製した。
下記(1)に示すように透明化剤を調製した以外は、実施例1と同様にして透明紙を得た。
(1)透明化剤の調製
40%ロジンサイズ剤(製品名:SPE 荒川化学工業製)に健栄製薬の無水エタノールで希釈して、固形分のロジンの含有量が23.5質量%のロジンのアルコール希釈液を調製した。この希釈液を株式会社 シンキーの自転・公転ミキサーあわとり練太郎ARE310を使用して分散させ透明化剤を調製した。
(1)透明化剤の調製
10%澱粉糊液(エースC、王子コーンスターチ社製)を透明化剤とした。
(2)透明紙の作製
針葉樹クラフトパルプと広葉樹クラフトパルプを配合した市販のグラシン紙を紙基材とした(離解フリーネス:50ml、坪量35g/m2)。この紙基材に、オールグッド株式会社製の膜厚調整機能付きフィルムアプリケーターで、澱粉量が10g/m2となるように、紙基材の表裏それぞれの面に塗工した。なお、一回ごとの塗工後110℃にしたヤマト化学株式会社の乾燥器DX302室内に30秒入れてシートを乾燥させ、片面3回ずつの両面塗工を行い、透明紙を得た。
(1)透明化剤の調製
7%PVA(ポリビニルアルコール)液(デンカ製デンカポバール103)を透明化剤とした。
(2)透明紙の作製
針葉樹クラフトパルプと広葉樹クラフトパルプを配合した市販のグラシン紙(離解フリーネス:50ml、坪量35g/m2)を紙基材とした。この紙基材に、オールグッド株式会社製の膜厚調整機能付きフィルムアプリケーターで、PVA量が10g/m2となるように、紙基材の表裏それぞれの面に塗工した。ここで、一回ごとの塗工後110℃にしたヤマト化学株式会社の乾燥器DX302室内に30秒入れてシートを乾燥させ、片面3回ずつの両面塗工を行い、透明紙を得た。
各例の透明紙について、下記の方法で測定、評価を行った。結果を表1に示す。
JIS P8149にしたがい、スガ試験機のカラーメーターSC-WTで測定した。
ISO 14782-1、JIS K7136にしたがい日本電色工業製Haze Meter NDH 5000を用いて測定した。ヘイズは、全光線透過率の中の拡散光成分の割合を数値化したものである。
b*は、JIS Z 8781-4にしたがい日本電色工業製Spectro Color Meter SE 2000にて測定した。
JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法No.5-2、JIS P8155に規定されている方法により王研平滑度を測定し、平滑度とした。
比較例1では、透明性はあるが、色相のb*が+3.97で、黄味が強く一般的な包材として使用し難く、透明なプラスチックの材料の代替品として使用できないものであった。
比較例2、3ではいずれも不透明度が25%を超え、充分な透明感が得られなかった。
本発明の透明化剤は、紙基材に適用した際に優れた透明感が得られ、かつ、石化樹脂由来のマイクロプラスチックの発生を抑制でき、親環境的である。
Claims (11)
- セラック、ロジン又はそれらの混合物である樹脂成分が紙基材の少なくとも一部の領域に含浸した透明領域を有し、
前記透明領域には着色剤が存在し、
前記透明領域のJIS P 8149にしたがって測定される不透明度が、4~25%であり、
前記透明領域のJIS Z 8781-4にしたがって紫外線を含む光源を用いて測定される色相のb * が、-10~+3である、透明紙。 - 前記着色剤が、前記樹脂成分の色と補色関係にある、請求項1に記載の透明紙。
- 前記着色剤が、青色系着色剤、紫色系着色剤及び黒色系着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上である、請求項2に記載の透明紙。
- 前記紙基材の米坪が、20~70g/m 2である、請求項1~3のいずれか一項に記載の透明紙。
- 前記透明領域のJAPAN TAPPI 紙・パルプ試験方法No.5-2にしたがって測定される平滑度が、200~5000secである、請求項1~4のいずれか一項に記載の透明紙。
- 前記透明領域のJIS-K7136にしたがって測定されるヘイズが80%以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の透明紙。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の透明紙を有する、包装材。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の透明紙を有する、ラベル。
- セラック、ロジン又はそれらの混合物である樹脂成分と、青色系着色剤、紫色系着色剤及び黒色系着色剤からなる群から選ばれる少なくとも一つの着色剤と、炭素数が1~6であるアルコールとを含む、透明化剤。
- 前記樹脂成分の含有量が、10~50質量%である、請求項9に記載の透明化剤。
- 前記着色剤の含有量が、0.02~0.5質量%である、請求項9又は10に記載の透明化剤。
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