JPH1053683A - 紙表面への溶融押出ラミネート用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラミネート層と紙との接着性が良好で、かつ
バリヤー性に優れる上、古紙の再利用が可能なラミネー
ト紙を与える樹脂組成物、及びこれを用いたラミネート
紙を提供すること。 【解決手段】 ポリビニルアルコール系樹脂１００重量
部と、一般式（Ｉ） （Ｒ−ＣＯＯ)_x Ｍ ・・・（Ｉ） （ＲはＣ₈ 以上の炭化水素基、Ｍは水素原子、１価もし
くは２価の金属、ｘはＭの原子価（具体的には１又は
２））で表される脂肪酸やその塩0.０１〜１０重量部と
を含有する紙表面への溶融押出ラミネート用樹脂組成
物、及び少なくとも片面にこの樹脂組成物からなるラミ
ネート層を有するラミネート紙である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙表面への溶融押
出ラミネート用樹脂組成物、ラミネート紙及びその製造
方法に関し、さらに詳しくは、ラミネート層と紙との接
着性が良好で、かつバリヤー性に優れたラミネート紙を
与える溶融押出ラミネート用樹脂組成物、上記性質を有
するラミネート紙及び該樹脂組成物を用いてこのラミネ
ート紙を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙にバリヤー性を付与するため
に、ポリエチレン等を溶融押出ラミネートすることが行
われている。しかしながら、この場合、ポリエチレンと
紙とは接着性が小さいため、３００℃前後のポリエチレ
ンの酸化反応を伴うような高温で押し出す必要があり、
作業性及び条件コントロール等が困難である。また得ら
れたポリエチレンラミネート紙は、使用後、樹脂と紙と
の分離が困難であり、紙の回収ができないことが大きな
問題となっている。

【０００３】また、紙にポリビニルアルコール等の水溶
性樹脂を水溶液の状態で塗布した後、乾燥することによ
り、紙にバリヤー性を付与したり、再湿接着テープとし
て使用することが行われている。該ラミネート紙は水溶
性樹脂をラミネートしているため、使用後樹脂と紙の分
離が容易であり、古紙の再利用が可能となる。しかしな
がら、この方法は紙の空隙率が大きく、浸透性が大きい
紙の場合には、バリヤー性被膜が形成されにくく、良好
なラミネート紙を安定に製造することができない上、水
溶液で塗布した場合、その水分を蒸発させるためのエネ
ルギーコストが高くつくのを免れないなどの問題があ
る。一方、特開平２−１９１７９９号公報記載のよう
に、水溶性とホットメルト性を兼ね備えたポリビニルア
ルコール系樹脂を紙に溶融押出ラミネートする方法を用
いれば、水を使うことなく効率的に紙と樹脂層からなる
積層物を製造することができ、良好なバリヤー性を有す
るラミネート紙が得られる。しかしながら、この方法は
疎水性のサイズ剤を用いた紙等に高速でラミネートする
場合には、樹脂層と紙との接着性が不充分となるという
問題を有し、その改善が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、疎水性のサイズ剤を用いた紙などに対して
も、ラミネート層と紙との接着性が良好で、かつバリヤ
ー性に優れる上、古紙の再利用が可能なラミネート紙を
与える紙表面への溶融押出ラミネート用樹脂組成物、及
びこの樹脂組成物を用いてなる上記の好ましい性質を有
するラミネート紙を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルア
ルコール系樹脂と特定の脂肪酸やその塩とを、所定の割
合で含有する樹脂組成物が、前記紙表面への溶融押出ラ
ミネート用樹脂組成物として、その目的に適合しうるこ
とを見出した。また、少なくとも片面に、該樹脂組成物
からなるラミネート層を有するラミネート紙が、前記の
好ましい性質を有するラミネート紙として、その目的に
適合しうることをも見出した。本発明は、かかる知見に
基づいて完成したものである。すなわち、本発明は、ポ
リビニルアルコール系樹脂（Ａ）１００重量部と、一般
式（Ｉ） （Ｒ−ＣＯＯ) _x Ｍ ・・・（Ｉ） （式中、Ｒは炭素数８以上の炭化水素基、Ｍは水素原子
又は１価もしくは２価の金属を示し、ｘはＭの原子価
（具体的にはＭが水素原子やアルカリ金属などの１価の
金属のときは１、Ｍがアルカリ土類金属などの２価の金
属のときは２）を示す。なお、ｘが２のときは二個のＲ
は互いに同じものでも異なるものでもよい。）で表され
る脂肪酸及びその塩の中から選ばれた少なくとも一種
（Ｂ）0.０１〜１０重量部とを含有することを特徴とす
る紙表面への溶融押出ラミネート用樹脂組成物を提供す
るものである。また、本発明は、少なくとも片面に、上
記樹脂組成物からなるラミネート層を有することを特徴
とするラミネート紙、及び紙基材の少なくとも片面に、
上記樹脂組成物を溶融押出ラミネートすることを特徴と
するラミネート紙の製造方法をも提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の樹脂組成物において、
（Ａ）成分として用いられるポリビニルアルコール系樹
脂とは、ビニルエステル類を常法により重合又は共重合
した後、けん化して得られる重合体であり、熱溶融可能
であれば特に制限はなく、種々のポリビニルアルコール
系樹脂が使用可能である。例としてビニルエステル類単
独の重合体のけん化物、ビニルエステル類とα−オレフ
ィン、ω−ヒドロキシ−α−オレフィン，長鎖ビニルエ
ーテル，ポリオキシアルキレン基含有不飽和化合物，飽
和分岐脂肪酸ビニル、不飽和スルホン酸塩などから選ば
れた少なくとも一種との共重合体のけん化物などが挙げ
られる。ここで、ビニルエステル類としては、例えば、
ギ酸ビニル，酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル，酪酸ビ
ニル，イソ酪酸ビニル，バーサチック酸ビニル，カプロ
ン酸ビニル，カプリル酸ビニル，カプリン酸ビニル，ラ
ウリル酸ビニル，パルミチン酸ビニル，ステアリン酸ビ
ニル，オレイン酸ビニル，ピバリン酸ビニルなどが挙げ
られるが、これらの中で、工業的に生産され、コスト的
に有利な酢酸ビニルが好適である。

【０００７】該ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は
熱溶融可能であれば特に限定はないが、溶融押出後の被
膜強度や、易溶融成形性を考慮すると、粘度平均重合度
で２００〜５０００であることが好ましく、３００〜２
０００であることがより好ましく、中でも３００〜１０
００であることが特に好ましい。また重量平均分子量
（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）を
高くすることで、溶融押出時にウェブの横幅が収縮する
いわゆるネッキングを低減させることができる。通常の
ポリビニルアルコール系樹脂のＭｗ／Ｍｎは2.０〜2.５
であるが、本発明においては、好ましくは2.８以上のポ
リビニルアルコール系樹脂を用いることで、ネッキング
の低減されたラミネート紙を製造することが可能とな
る。なお、このＭｗ及びＭｎは、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、標準プルラン
を基準として測定した値である。

【０００８】該ポリビニルアルコール系樹脂のけん化度
は熱溶融可能であれば特に限定がなく広い範囲で選ばれ
るが、溶融押出後の被膜の強度や靭性を考慮すると、４
０〜１００モル％の範囲が好ましい。さらにポリビニル
アルコール系樹脂のメルトインデックスは接着性、被膜
強度、生産性等を考慮して、通常１〜２００ｇ／１０
分、好ましくは５〜１００ｇ／１０分、より好ましくは
１０〜５０ｇ／１０分の範囲である。なお、このメルト
インデックスは、温度１９０℃、荷重２１６０ｇの条件
で測定した値である。本発明においては、この（Ａ）成
分のポリビニアルコール系樹脂は一種用いてもよく、二
種以上を組み合せて用いてもよい。本発明の樹脂組成物
においては、ラミネート層と紙と接着性を向上させるた
めに、（Ｂ）成分として、一般式（Ｉ） （Ｒ−ＣＯＯ) _x Ｍ ・・・（Ｉ） （式中、Ｒ，Ｍおよびｘは前記の通り。）で表される脂
肪酸やその塩が用いられる。

【０００９】上記一般式（Ｉ）において、Ｒは炭素数８
以上の炭化水素基であればよく、特に制限はないが、炭
素数８〜２０の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は
アルケニル基が好ましい。特に、本発明の効果が顕著に
発揮される点から、分岐状のものより直鎖状のものの方
が好適である。また、Ｍのうちのアルカリ金属として
は、例えばナトリウム，カリウム，リチウムなどが挙げ
られ、アルカリ土類金属としては、例えばカルシウム，
マグネシウムなどが挙げられ、その他の２価の金属とし
ては、例えば亜鉛などが挙げられる。このような脂肪酸
やその塩としては、例えばラウリン酸，ミリスチン酸，
パルミチン酸，ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン
酸，リノール酸，リノレン酸等の不飽和脂肪酸、さらに
はこれら脂肪酸の塩、具体的にはラウリン酸のナトリウ
ム，カリウム，亜鉛塩、オレイン酸のナトリウム，カリ
ウム，亜鉛塩等が挙げられる。

【００１０】この（Ｂ）成分の脂肪酸やその塩は単独で
用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。ま
た、その配合量は、前記（Ａ）成分のポリビニルアルコ
ール系樹脂１００重量部に対して、0.０１〜１０重量部
の範囲である。この配合量が0.０１重量部未満ではラミ
ネート層と紙基材との接着性の向上効果が充分に発揮さ
れず、１０重量部を超えるとむしろ接着性が低下する傾
向が見られる。ラミネート層と紙基材との接着性などの
面から、この（Ｂ）成分の好ましい配合量は、（Ａ）成
分１００重量部に対して、0.０５〜５重量部、より好ま
しくは0.１〜５重量部の範囲であり、特に0.５〜３重量
部の範囲が好適である。本発明の樹脂組成物において
は、ポリビニルアルコール系樹脂の融点を低下させ、柔
軟性と靭性を付与するために、所望により可塑剤を添加
することができる。この可塑剤としては、本発明の特性
を失わない範囲内で公知のものを使用することができ
る。例えば、グリセリン，ジグリセリン，ポリエチレン
グリコール，ポリプロピレングリコール，ソルビトール
あるいはグリセリン等の多価アルコールにエチレンオキ
サイドを付加した化合物等が挙げられる。これらの可塑
剤は単独で使用するばかりでなく数種類を混合して使用
することもできる。可塑剤の添加量としては特に限定は
ないが、（Ａ）成分のポリビニルアルコール系樹脂１０
０重量部に対して、０〜１００重量部の範囲が好まし
く、特に０〜２０重量部の範囲が好適である。

【００１１】本発明の樹脂組成物においては、所望によ
り、充填材を配合することができる。この充填材を配合
することにより、被膜の硬度、剛性を向上させることが
でき、さらには水崩壊性、生分解性の速度を調整した
り、被膜を不透明化したり、被膜のブロッキング防止性
を発現させ、印刷性を適性化することができる。またこ
の充填材は、樹脂組成物を紙の表面に溶融押出ラミネー
トした後、樹脂組成物被膜に振りかけてもよい。この充
填材の添加量は、（Ａ）成分のポリビニルアルコール系
樹脂１００重量部に対して、２００重量部以下であるの
が好ましい。この添加量が２００重量部を超えるとラミ
ネート層と紙基材との接着性が著しく低下することがあ
る。接着性などの面から、この充填材のより好ましい添
加量は、（Ａ）成分の樹脂１００重量部に対して、５０
重量部以下であり、特に１０重量部以下が好適である。
この充填材の具体的な例としては、タルク，クレー，炭
酸カルシウム，シリカ，マイカ，アルミナ，酸化チタ
ン，酸化ジルコニウム，窒化ホウ素，窒化アルミニウ
ム，ガラス等の無機充填材、及び尿素−ホルマリン系樹
脂，メラミン−ホルマリン系樹脂等の有機充填材が挙げ
られる。これら充填材の粒子径はその使用目的により適
宜選定されるが、一般には0.１〜１００μｍの範囲であ
り、特に被膜膜の平滑性、強度、紙との接着性等を考慮
すると0.５〜３０μｍの範囲が好ましい。

【００１２】本発明の樹脂組成物においては、所望によ
り、上記可塑剤及び充填材以外にも種々の添加剤、例え
ば着色剤，酸化防止剤，加工安定剤，耐候安定剤，紫外
線吸収剤，難燃剤，発泡剤，帯電防止剤，滑剤，離型
剤，香料，補強材等を配合することができる。これらの
種類には特に制限はなく、本発明の特性を失わない範囲
内で公知のものが使用可能である。また添加量も本発明
の特性を失わなければ特に制限はない。これらの添加剤
は単独で使用するばかりでなく、複数の添加剤を配合す
ることが可能である。また、本発明の特性を失わない程
度に他の熱可塑性樹脂をブレンドしてもよい。本発明の
樹脂組成物の調製方法については特に制限はなく、例え
ば（Ａ）成分のポリビニルアルコール系樹脂に、（Ｂ）
成分の脂肪酸やその塩と、必要に応じて用いられる各種
添加成分を単に配合して調製してもよく、また、各成分
を混合したのち、溶融混練してペレット化してもよい。
さらには、溶融混練機に、（Ａ）成分の樹脂、（Ｂ）成
分の脂肪酸やその塩及び所望により用いられる各種添加
成分を、別々に一定割合で仕込みながら、混練し、ペレ
ット化してもよい。

【００１３】本発明の樹脂組成物の形状としては、ペレ
ット，チップ，フレーク及び粉砕された粒子などが挙げ
られるが、溶融押出ラミネート機に仕込む際に噛み込み
不良等のトラブルが生じなければ、これら以外の形状で
も問題はない。本発明のラミネート紙は、片面又は両面
に、前記樹脂組成物からなる溶融押出ラミネート層を有
するものであって、該ラミネート層の厚みとしては、５
〜５０μｍの範囲が好ましく、特に８〜４０μｍの範囲
が好適である。このラミネート紙に用いられる紙基材の
種類については特に制限はなく、一般にバリヤー紙、あ
るいはラミネート紙に用いられる紙が使用可能であり、
例えば上質紙，中質紙，下級紙，グラビア紙，アート
紙，コート紙，水溶性紙等が挙げられる。また、片面の
みにラミネートする場合には、その反対面がコートされ
ていたり、印刷されていたり、ポリ塩化ビニなどのプラ
スチックでラミネートされていてもよい。なお、この紙
基材には、ビニロン系やアクリル系などの合成紙や不織
布も包含される。

【００１４】本発明の方法においては、これらの紙基材
の片面又は両面に、前記樹脂組成物を溶融押出ラミネー
トすることにより、所望のラミネート紙を製造する。こ
の際、溶融押出ラミネート機が使用されるが、この溶融
押出ラミネート機は、一軸又は二軸以上の複数のスクリ
ューを有する押出機にＴダイを取り付け、押出機中で溶
融混練させた樹脂組成物をＴダイよりウェブとして押出
し、ニップロールと冷却ロールの間で紙基材と圧着し、
ラミネート紙を製造する装置である。Ｔダイの幅、形
状、及びＴダイから冷却ロールまでのエアーギャップに
ついては特に制限はない。本発明の樹脂組成物は溶融押
出ラミネートした際、紙基材との接着力が大きいので、
ポリエチレンを用いる場合のような高温は必要なく、２
００℃前後の押出温度にて溶融押出ラミネートを行うこ
とができ、またラインスピード３０〜５００ｍ／分程
度、好ましくは５０〜４００ｍ／分の高速でラミネート
しても良好な接着性を有するラミネート紙を製造するこ
とができる。このようにして得られたラミネート紙は、
再湿接着剤を有するテープ，剥離紙の原紙，印刷用紙，
包装紙，熱転写紙等に用いられる。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。なお実施例中特に断りのない限り「部」は重量基
準を表す。また、メルトインデックスは温度１９０℃、
荷重２１６０ｇでの値である。 実施例１ 粘度平均重合度５００、けん化度７３モル％、Ｍｗ／Ｍ
ｎが2.４、メルトインデックスが2.０ｇ／１０分の部分
けん化ポリビニルアルコール粉末を５０℃で２４時間減
圧乾燥した後、ラウリン酸ナトリウムをポリビニルアル
コール１００部に対して１部添加し、スクリュー径２５
ｍｍの二軸押出機に供給し、１９０℃で溶融押出するこ
とでペレットを作製した。得られたペレットを、Ｔダイ
を取り付けたスクリュー径４０ｍｍの１軸押出機に供給
し、１９５℃で押出し、エアーギャップ９ｃｍを経由し
て予め準備した坪量５8.５ｇ／ｍ²の上質紙に速度１０
０ｍ／分、樹脂層厚１０μｍでラミネートした。溶融押
出ラミネート時の運転状況は良好であり、また得られた
ラミネート紙の紙とラミネート層との接着力も良好であ
った。

【００１６】実施例２ ラウリン酸ナトリウムの代わりにラウリン酸を用いた以
外は、実施例１と同様にしてラミネートした。溶融押出
ラミネート時の運転状況は良好であり、また得られたラ
ミネート紙の紙とラミネート層との接着力も良好であっ
た。

【００１７】実施例３ ラウリン酸ナトリウムの代わりにオレイン酸ナトリウム
を用いた以外は、実施例１と同様にしてラミネートし
た。溶融押出ラミネート時の運転状況は良好であり、ま
た得られたラミネート紙の紙とラミネート層との接着力
も良好であった。

【００１８】実施例４ ラウリン酸ナトリウムの代わりにオレイン酸亜鉛を用い
た以外は、実施例１と同様にしてラミネートした。溶融
押出ラミネート時の運転状況は良好であり、また得られ
たラミネート紙の紙とラミネート層との接着力も良好で
あった。

【００１９】実施例５ ラウリン酸ナトリウムの配合量をポリビニルアルコール
１００部に対して0.１部に変えた以外は、実施例１と同
様にしてラミネートした。溶融押出ラミネート時の運転
状況は良好であり、また得られたラミネート紙の紙とラ
ミネート層との接着力はやや良好であった。

【００２０】実施例６ ラウリン酸ナトリウムの配合量をポリビニルアルコール
１００部に対して５部に変えた以外は、実施例１と同様
にしてラミネートした。溶融押出ラミネート時の運転状
況は良好であり、また得られたラミネート紙の紙とラミ
ネート層との接着力はやや良好であった。

【００２１】実施例７ ペレット作製時に、ポリエチレングリコールをポリビニ
ルアルコール１００部に対して１０部配合した以外は、
実施例１と同様にしてラミネートした。溶融押出ラミネ
ート時の運転状況は良好であり、また得られたラミネー
ト紙の紙とラミネート層との接着力も良好であった。

【００２２】実施例８ 粘度平均重合度４００、けん化度７３モル％、Ｍｗ／Ｍ
ｎが2.４、メルトインデックスが１５ｇ／１０分のポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例７と同様にし
てラミネートした。溶融押出ラミネート時の運転状況は
良好であり、また得られたラミネート紙の紙とラミネー
ト層との接着力も極めて良好であった。

【００２３】実施例９ 粘度平均重合度６００、けん化度７３モル％のポリビニ
ルアルコール６０部と、粘度平均重合度２８０、けん化
度７３モル％のポリビニルアルコール４０部とをブレン
ドしてなるＭｗ／Ｍｎが2.９、メルトインデックスが１
３ｇ／１０分のポリビニルアルコールを用いた以外は、
実施例７と同様にしてラミネートした。溶融押出ラミネ
ート時の運転状況は良好であり、ネッキングの少ないラ
ミネート紙が得られた。またラミネート紙の紙とラミネ
ート層との接着力も極めて良好であった。

【００２４】比較例１ ラウリン酸ナトリウムを配合しなかったこと以外は、実
施例１と同様にしてラミネートした。溶融押出ラミネー
ト時の運転状況は良好であったが、得られたラミネート
紙の紙とラミネート層との接着力は充分でなかった。

【００２５】比較例２ ラウリン酸ナトリウムの配合量をポリビニルアルコール
１００部に対し、0.００５部に変えた以外は、実施例１
と同様にしてラミネートした。溶融押出ラミネート時の
運転状況は良好であったが、得られたラミネート紙の紙
とラミネート層との接着力は充分でなかった。

【００２６】比較例３ ラウリン酸ナトリウムの配合量をポリビニルアルコール
１００部に対し、１５部に変えた以外は、実施例１と同
様にしてラミネートした。溶融押出ラミネート時の運転
状況は良好であったが、得られたラミネート紙の紙とラ
ミネート層との接着力は充分でなかった。実施例１〜９
及び比較例１〜３の結果を第１表にまとめて示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】注）接着性： 紙とラミネート層のＴ字剥
離試験を行い、次の判定基準に従い接着性を評価した。 ◎： 紙の材破率８０％以上 ○： 紙の材破率５０％以上８０％未満 △： 紙の材破率３０％以上５０％未満 ×： 紙の材破率３０％未満〜紙とラミネート層の完全
界面剥離

【００２９】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、疎水性のサイズ
剤を用いた紙などに対しても、ラミネート層と紙との接
着性が良好で、かつバリヤー性に優れる上、古紙の再利
用が可能なラミネート紙を与えることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）１０
   ０重量部と、一般式（Ｉ） （Ｒ−ＣＯＯ) _x Ｍ ・・・（Ｉ） （式中、Ｒは炭素数８以上の炭化水素基、Ｍは水素原子
   又は１価もしくは２価の金属を示し、ｘはＭの原子価を
   示す。なお、ｘが２のときは二個のＲは互いに同じもの
   でも異なるものでもよい。）で表される脂肪酸及びその
   塩の中から選ばれた少なくとも一種（Ｂ）0.０１〜１０
   重量部とを含有することを特徴とする紙表面への溶融押
   出ラミネート用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 少なくとも片面に、請求項１記載の樹脂
   組成物からなるラミネート層を有することを特徴とする
   ラミネート紙。
3. 【請求項３】 紙基材の少なくとも片面に、請求項１記
   載の樹脂組成物を溶融押出ラミネートすることを特徴と
   するラミネート紙の製造方法。