JP2006150616A - ラミネート加工用板紙及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラミネート加工時のラミネート接着性を低下させることなく、且つラミネート後の印刷表面剥離を防止できるラミネート加工用板紙を提供する。
【解決手段】片面又は両面の表面処理において、高分子化合物を主成分とする液を、片面あたりの絶乾０．２５〜１．０ｇ／ｍ²で管理することを特徴とするものであり、高分子化合物としては、天然及び合成高分子化合物のなかでも一般的な澱粉及びポリビニルアルコールにて表面処理することを特徴とするラミネート加工用板紙。
【選択図】 なし

Description

本発明は、食品分野、医療分野、電子材料分野で包装材料に利用されるラミネート加工用板紙に関するものであり、詳しくは包装材料の防湿性・防水性のためラミネート加工され、美粧性等を向上させるために、片面又は両面にラミネート後ラミネート面に印刷されるラミネート加工用板紙に関するものである。

従来より、スナック菓子、冷凍食品、液体容器等の食品分野、医療分野、電子材料分野等で使用される包装材料は、片面又は両面を樹脂加工、即ちラミネート加工を実施するものが多く、ラミネート加工後の印刷及びパッケージ・カップ等の成型加工時にラミネート剥離トラブルが無いよう、ラミネート接着性の優れたものが要求される。

また、ラミネート加工された包装材料は、顧客の購買意欲をかき立てるよう美粧性を高めることが求められてきた。従って、ラミネート加工用板紙は印刷適性向上のために表面処理を実施することが一般的であったが、従来より、ラミネート加工用板紙の表面処理は無処理に近いほどラミネート接着性は高まることは良く知られているところである（例えば、特許文献１参照）。

ラミネート接着性向上追求により、従来より美粧性向上のためラミネート前に印刷していたが、ラミネート加工用原紙の表面処理を無処理により近づけることにより、平滑性等が低下、印刷品質低下が起きることからラミネート加工後、高平滑なラミネート面に印刷することで、印刷品質低下を防止してきた。

更に、従来の包装材料印刷はグラビア印刷が主流であったが、省コストの高まりによる小ロット化が進み、印刷コストの有利性より、グラビア印刷からオフセット印刷に切り替えるケースが多くなり、グラビアインキよりオフセットインキのインキタックが高いことから、表面処理されない板紙ほど、ラミネート加工後のオフセット印刷時に印刷表面剥離（以下、印刷フクレという）が発生しやすく、特にベタ部の部分に顕著に発生しやすい。このことから、印刷作業性及び印刷品質を著しく低下させることとなった。このように、印刷方法等の変化により、従来より印刷適性はより厳しいものとなり、ラミネート加工用板紙も更なる高品質な印刷適性を求められている。

従来のオフセット印刷用原紙の片面又は両面への表面処理としては、片面あたりの塗被量１．０ｇ／ｍ²以上、好ましくは２．０ｇ／ｍ²以上が必要である。しかし、オフセット印刷適性は非常に良好であるものの、ラミネート接着性が悪化、ラミネーター前処理でより強いコロナ放電あるいはフレーム処理にて対応しても良くならず、ラミネート加工時の操業性が著しく低下している。
特許第２６２６９４９号公報

本発明の目的は、ラミネート加工時のラミネート接着性を低下させることなく、且つラミネート後の印刷適性、詳しくは印刷フクレを防止できるラミネート加工用板紙を提供することである。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、本発明のラミネート加工用板紙の発明に至った。
即ち、本発明のラミネート加工用板紙は、表面処理に於いて、高分子化合物を主成分とする液を、ある範囲内で塗被量を管理、即ち片面あたり絶乾０．２５〜１．０ｇ／ｍ²で管理することを特徴とするものであり、高分子化合物としては、澱粉又はその誘導体及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも１種であることが好ましい。

本発明によるラミネート加工用板紙は、抄紙機工程の表面処理に於いて、通常工程にて高分子化合物を主成分とする塗被層を必要に応じて片面又は両面に設け、ラミネート接着性低下を伴わない範囲の表面処理を施すことにより、ラミネート加工時におけるラミネート接着性を低下させることなく、ラミネート後の印刷適性、詳しくは印刷フクレを防止できことから、印刷作業性が向上、最終包装材料の加工適性及び美粧性が更に向上するものである。また、表面処理において、低塗被量で且つ一般的な高分子化合物を使用できることによる製造上での経済的効果は大きい。

本発明のラミネート加工用板紙は、抄紙機のフェルト上に紙層を形成し、更に紙層を積層させ、これを繰り返し行うことによって２層以上の抄き合わせ板紙を製造する。積層された板紙は、プレスパートにて水分を絞り、プレドライヤーパートにて乾燥し、サイズプレスパートあるいはコーターパートにて本発明に係る表面処理が施され、アフタードライヤーパートで再乾燥し、マシンカレンダーを通して、ラミネート加工用板紙を製造する。

本発明の板紙の抄造に当たっては、一般には多層の抄き合わせであるが、勿論単層抄きでもよい。また、原料となるパルプは特段の成約はなく、例えばＮＵＫＰ、ＬＵＫＰ、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ等の化学パルプ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＧＰ、ＳＣＰ等の機械パルプ、新聞、雑誌、オフィス用紙、情報用紙、段ボール、紙器箱等の古紙パルプ等公知のものを所望に応じ、単独あるいは２種類以上配合して用いことができる。多層抄きの場合は、それぞれの層は同一の配合でもよいし、異なった配合でもよい。

原紙中には従来の板紙と同様に、クレー、ホワイトカーボン、無定形シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム等の填料を適宜紙料に添加して抄造される。また、歩留まり向上剤、ロジンサイズ剤、エマルジョンサイズ剤等の内添サイズ剤、紙力増強剤、耐水化剤、紫外線防止剤等の一般公知公用の抄紙用薬品が添加され、公知公用の板紙抄紙機にて抄造される。そして、板紙原紙の坪量としては、適宜使用目的に合わせた坪量であるべきであり、限定されるものではない。

本発明における表面処理剤を塗被するための塗被装置は、例えば、２ロールサイズプレス、カレンダーサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、エアーナイフコーター等、通常塗被紙の製造分野で使用される塗被装置が適宜使用でき、限定するものではない。

本発明で表面処理される高分子化合物としては、天然高分子化合物として、甘藷澱粉、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、及びコーンスターチ等の澱粉類、カラーギーナン、ラミナラン、海藻マンナン、ふのり、アイリッシュモス、寒天、及びアルギン酸塩等の藻類から得られるもの、とろろあおい、やまいも、マンナン、クインスシード、ペクチン、トラガントガム、カラヤガム、キサンチンガム、グアーガム、ローカストビーンガム、タマリンドシードガム、アラビアガム、キャロブガム、及びベンゾインガム等の植物性粘質物、デキストラン、グルカン、キサンタンガム、及びレバン等のホモ多糖類、並びにサクシノグルカン、プルラン、カードラン、及びザンタンガム等のヘテロ糖類等の微生物粘質物、にかわ、ゼラチン、カゼイン、及びコラーゲン等のタンパク質等が挙げられる。

半天然物（半合成品）としては、アルギン酸プロピレングリコールエステルの他に、ビスコース、メチルセルロース、エチルセルロース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート等の繊維素誘導体、変性ガム、並びに加工澱粉等が挙げられる。変性ガムにはカルボキシメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、及びヒドロキシエチルグアーガム等が挙げられる。加工澱粉には白色デキストリン、黄色デキストリン、及びブリディシュガム等の培焼澱粉、酵素デキストリン及びシャーディンガーデキストリン等の酵素変性デキストリン、可溶化澱粉の様な酸分解澱粉、ジアルデヒドスターチの様な酸化澱粉、変性アルファー化澱粉及び無変性アルファー化澱粉等のアルファー化澱粉、リン酸澱粉、脂肪酸澱粉、硫酸澱粉、硝酸澱粉、キサントゲン酸澱粉、及びカルバミン酸澱粉等のエステル化澱粉、ヒドロキシアルキル澱粉、カルボキシアルキル澱粉、スルホアルキル澱粉、シアノエチル澱粉、アリル澱粉、ベンジル澱粉、カルバミルエチル澱粉、及びジアルキルアミノ澱粉等のエーテル化澱粉、メチロール架橋澱粉、ヒドロキシアルキル架橋澱粉、リン酸架橋澱粉、及びジカルボン酸架橋澱粉等の架橋澱粉、澱粉ポリアクリルアミド共重合体、澱粉ポリアクリロニトリル共重合体、カチオン性澱粉ポリアクリル酸エステル共重合体、カチオン性澱粉ビニルポリマ共重合体、澱粉ポリスチレン／マレイン酸共重合体、及び澱粉ポリエチレンオキサイド共重合体等の澱粉グラフト共重合体等が挙げられる。

合成高分子化合物としては、ポリビニルアルコールの他部分アセタール化ポリビニルアルコール、アリル変性ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等の変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸エステル部分けん化物、ポリメタクリル酸塩、及びポリアクリルアマイド等のポリアクリル酸誘導体及びポリメタクリル酸誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン／酢酸ビニル共重合物、カルボキシビニル重合物、スチレン／マレイン酸共重合物、スチレン／クロトン酸共重合物等が挙げられる。

これらの内、上記の各種澱粉又はその誘導体及びポリビニルアルコールは、皮膜形成性に優れるばかりでなく、ラミネート加工時におけるラミネート接着性を低下させることなく、ラミネート後の印刷面への印刷時に印刷フクレを防止できることから、印刷作業性が向上、最終包装材料の加工適性及び美粧性が向上するために好適に用いられる。また、これら澱粉の混合品、あるいは合成高分子との混合使用でもよく、限定するものではない。

本発明で表面処理される液は、主成分としての高分子化合物の他に、助剤として表面サイズ剤、表面紙力剤、染料、着色染料等の公知公用の表面処理剤を必要に応じて配合使用してもよく、限定するものではない。

本発明において表面処理する液の塗被量は、片面あたり０．２５〜１．０ｇ／ｍ²であり、好ましくは片面あたり０．３〜０．９ｇ／ｍ²が良い。塗被量が片面あたり０．２５ｇ／ｍ²未満であればラミネート加工時のラミネート接着性は良好であるものの、ラミネート加工後の印刷時に印刷フクレが発生しやすい。また、塗被量片面あたり１．０ｇ／ｍ²を超えると、ラミネート加工時のラミネート接着性が低下しラミネート接着不良を発生させ、ラミネート加工後の印刷時の印刷フクレも低下する要因となり、ラミネート加工製品率を著しく低下させ、非経済的である。

本発明において、上記表面処理は必要に応じて片面あるいは両面処理し、ラミネート加工も必要に応じて片面あるいは両面加工してもよいことは言うまでもなく、限定するものではない。また、本発明のラミネート加工用板紙には、本発明に係る表面処理を施す前の板紙や表面処理後でラミネート加工する前の板紙、更にラミネート加工用板紙の片面又は両面にラミネート加工した後のラミネート面に印刷することができるが、美粧性等の観点からラミネート加工した後のラミネート面に印刷することが好ましい。

本発明のラミネート加工用板紙にラミネートする樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂又はそれらの混合物を主成分とするもの等が挙げられるが、特に溶融押し出しコーティング性及びフィルム形成性の点からポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂又はそれらの混合物を主成分とするものが好ましい。

本発明に好ましく用いられるポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、エチレンを主成分としてプロピレン、ブチレン等のα−オレフィンとの共重合体、エチレンを主成分としてアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチルエステル、メタクリル酸メチルエステル等の共重合体及びこれらの混合物であり、各種の密度、メルトフローレート（以下、ＪＩＳ Ｋ ６７６０で規定されるメルトフローレートを単にＭＩと略す）、分子量、分子量分布のものを使用できるが、通常、密度０．９０〜０．９７ｇ／ｃｍ³、ＭＩ０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは密度０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ³、ＭＩ０．３〜３５ｇ／１０分、分子量２万〜２５万の範囲のものを単独にあるいは２種以上混合して使用できる。

本発明に好ましく用いられるポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、ランダムポリプロピレン系樹脂、プロピレンを主成分としてエチレン成分を１〜１０モル％共重合したランダムポリプロピレン系樹脂及びこれらの混合物であり、各種の密度、メルトフローレート（以下、ＪＩＳ Ｋ ６７５８で規定されるメルトフローレートを単にＭＦＲと略す）、分子量、分子量分布のものを使用できるが、通常、密度０．８８〜０．９１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ１０〜４５ｇ／１０分、好ましくはＭＦＲ１５〜２５ｇ／１０分の範囲のものを単独にあるいは２種以上混合して使用できる。また、ポリプロピレン系樹脂の押し出しコーティング性を向上する目的で、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂とを主成分とするコンパウンド樹脂が好ましい。該コンパウンド樹脂としては、ポリエチレン系樹脂：ポリプロピレン系樹脂の質量比率が１：９９〜３５：６５の範囲のものが特に好ましい。

本発明に用いられるポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル系生分解性樹脂等及びこれらの混合物であり、各種の密度、メルトフローレートのものを使用できる。具体的な代表例としては、三菱化成株式会社製ポリエステル樹脂（商品名：ＡＰ−２７０Ｌ、密度０.９１ｇ／ｃｍ³、メルトフローレート＝４ｇ／１０分）を挙げることができる。また、本発明に用いられるポリカーボネート系樹脂としては、各種のグレードのものを使用できるが、具体的な代表例としては、三菱化成株式会社製ポリカーボネート樹脂（商品名：ＮＯＶＡＲＥＸ ７０２２Ａ、低粘度タイプ）を挙げることができる。

本発明に係るラミネートに用いられる樹脂の２種以上の異なるグレード又は種類を併用する場合、具体的には例えば、密度及びメルトフローレートの異なる２種以上のポリエチレン系樹脂の併用、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂の併用、ポリエチレン系樹脂とポリエチレンテレフタレート系樹脂の併用等の場合には、それらの樹脂は予め溶融・混合して調製したコンパウンド樹脂から成る樹脂組成物として用いるのが好ましい。２種以上の異なるグレード又は種類の樹脂を予め溶融・混合してコンパウンド樹脂を調製する方法としては、単純溶融混合法、多段溶融混合法等を用いることができる。例えば、押し出し機、二軸押し出し機、加熱ロール練り機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー等を用いて、所定量の併用する樹脂、更に必要に応じて酸化防止剤、滑剤等の各種の添加剤を加えて溶融・混合した後、その混合物をペレット化する方法が有利に用いられる。併用する樹脂をコンパウンド樹脂として用いないで溶融押し出し機に単純混合のままの状態で直接添加して溶融押し出しコーティングした場合には、基紙と樹脂層との接着性、樹脂相互の混合性、成形加工性等の点で問題が発生することが多い。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」及び「％」は、特に明示しない限り、質量部及び質量％を示す。

下記パルプ、内添薬品配合によるパルプスラリーを調製し、坪量３２０ｇ／ｍ²の原紙を抄造し基材とした。用いた抄紙機は、表層を長網抄紙機、芯層は円網５層抄き抄紙機、裏層は円網２層抄き抄紙機であり、１５０ｍ／分の抄速で抄造した。なお、各層間には市販アセチル化馬鈴薯澱粉をスプレーにて各０．８ｇ／ｍ²付着させた。

＜表層＞
ＬＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４７０ｍｌｃｓｆ） ２０部
市販タルク １０部
市販ロジンサイズ剤 ０．０５部
市販硫酸バンド ０．４部
坪量 ４５ｇ／ｍ²

＜芯層＞
ＬＢＫＰ（濾水度４３０ｍｌｃｓｆ） １００部
市販ロジンサイズ剤 ０．０５部
市販硫酸バンド ０．４部
坪量 ２３０ｇ／ｍ²

＜裏層＞
ＬＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４７０ｍｌｃｓｆ） ２０部
市販ロジンサイズ剤 ０．０５部
市販硫酸バンド ０．８部
坪量 ４５ｇ／ｍ²

続いて、上記により抄造した基材に、次の配合からなる表面処理液を、液濃度５％、Ｂ型粘度６０ｍＰａ・ｓにして、２ロールサイズプレスにて片面あたり絶乾１．００ｇ／ｍ²（両面２．００ｇ／ｍ²）塗被し、乾燥の上カレンダー処理し、ラミネート加工用板紙を得た。

＜サイズプレス＞表面処理液
酸化澱粉（日本食品加工株式会社製；ＭＳ−３８００） １０．０部
市販オレフィン系表面サイズ剤 ０．０２部

更に、上記により得られたラミネート加工用板紙に、押し出しラミネート加工法にて、コロナ放電処理（５６Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²）後に、設定温度２９０℃にて２２μm厚の低密度ポリエチレンを積層して、実施例１のラミネート加工板紙を得た。

実施例１で調製した表面処理液の粘度を４０ｍＰａ・ｓとし、片面あたり絶乾０．８０ｇ／ｍ²（両面１．６０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして実施例２のラミネート加工板紙を作製した。

実施例１で調製した表面処理液を片面あたり絶乾０．２５ｇ／ｍ²（両面０．５０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして実施例３のラミネート加工板紙を作製した。

実施例１で調製した表面処理液における酸化澱粉をポリビニルアルコール（株式会社クラレ製；ＰＶＡ−１１７、以下、ＰＶＡという）に変え、片面あたり絶乾０．９５ｇ／ｍ²（両面１．９０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして実施例４のラミネート加工板紙を作製した。

（比較例１）
実施例１で調製した表面処理液を粘度１００ｍＰａ・ｓとし、片面あたり絶乾２．２５ｇ／ｍ²（両面４．５０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして比較例１のラミネート加工板紙を作製した。

（比較例２）
実施例１で調製した表面処理液を、片面あたり絶乾１．６０ｇ／ｍ²（両面３．２０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして比較例２のラミネート加工板紙を作製した。

（比較例３）
実施例１で調製した表面処理液を、片面あたり絶乾０．１５ｇ／ｍ²（両面０．３０ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例１と同様にして比較例３のラミネート加工板紙を作製した。

（比較例４）
実施例１で用いた表面処理液において酸化澱粉を０部とし、市販オレフィン系表面サイズ剤のみからなる表面処理液を塗被した以外は、実施例１と同様にして比較例４のラミネート加工板紙を作製した。

（比較例５）
実施例４で調製した表面処理液を、片面あたり絶乾０．１８ｇ／ｍ²（両面０．３６ｇ／ｍ²）塗被した以外は、実施例４と同様にして比較例５のラミネート加工板紙を作製した。

上記実施例１〜４及び比較例１〜５で作製したラミネート加工用板紙について、下記の評価方法により評価し、その結果を表１に示した。

（ラミネート接着性）
ラミネート加工用板紙にラミネート加工後、手で引き裂き、さらにラミネート膜を引き剥がしラミネート膜の挙動を観察し、官能評価した。○は引き裂き部のラミネート膜に糸引きも少なくあるいは界面剥離がなく、引き剥がしが困難で板紙基材の破壊を伴う状態。△は引き裂き部のラミネート膜に糸引きや伸びが多くあるいは界面剥離が発生し、丁寧に引き剥がせば部分的に板紙基材の破壊もなく剥がせる状態。×は引き剥がし部のラミネート膜が良く伸びあるいは界面剥離が発生し、板紙基材の破壊もなく比較的容易に引き剥がせる状態。○△あるいは△×は、○、△、×それぞれの中間状態を示す。△から×の状態ではラミネート加工用板紙を包装材料として使用中にラミネート膜の剥がれが発生する危険性があり好ましくない。○あるいは○△の結果であることが必要である。

（ＩＧＴフクレ）
ラミネート加工後のＩＧＴフクレは、ＪＩＳ−Ｐ−８１２９に準じて測定し評価した。但し、ＩＧＴ印刷機は振子式を使用した。ＩＧＴフクレは２６０ｃｍ／ｓ以下ではオフセット実機印刷、特にベタ印刷部分での表面剥離発生の危険性が高く、好ましくは２８０ｃｍ／ｓ以上であることが必要である。

評価：
表１より、片面あたりの塗被量１．６０ｇ／ｍ²以上の比較例１〜２は、ラミネート接着性及びラミネート後のＩＧＴフクレ共に劣る結果である。更に、片面あたりの塗被量０．１８ｇ／ｍ²以下である比較例３〜５は、ラミネート接着性が非常に良好であるにもかかわらずラミネート後のＩＧＴフクレが劣ることが判る。

これに対し、高分子化合物の片面あたりの塗被量０．２５〜１．００ｇ／ｍ²の範囲内である実施例１〜４は、ラミネート接着性が良好であり、かつラミネート後のＩＧＴフクレも良い結果であることが判明した。

本発明は、ラミネート接着性、且つ印刷時の印刷フクレ特性に優れるので、ラミネート加工、印刷及び成型加工の操業性を向上させたラミネート加工用板紙に利用できる。

Claims (3)

1. 高分子化合物を主成分とする液を表面処理にて板紙の片面又は両面に片面あたり絶乾塗被量０．２５〜１．０ｇ／ｍ²設けたことを特徴とするラミネート加工用板紙。
2. 高分子化合物が澱粉又はその誘導体及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも１種である請求項１記載のラミネート加工用板紙。
3. 請求項１又は２に記載のラミネート加工用板紙の片面又は両面にラミネート加工した後、ラミネート面に印刷することを特徴とするラミネート加工用板紙の加工方法。