JP2006257583A - ラミネート加工用紙及びそのラミネート加工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】食品分野、医療分野、電子材料分野７で包装材料に利用される、美粧性等の向上のためラミネート加工用紙に適宜印刷後、ラミネート加工してなる防湿性・防水性に優れるラミネート加工紙、及びそれに供されるラミネート加工適性及び印刷性等に優れるラミネート加工用紙を提供する。
【解決手段】顔料を主体とした塗工液を紙の片面または両面に、片面あたり絶乾塗工量２．０〜６．０ｇ／ｍ²で塗設したことを特徴とするラミネート加工用紙。また、このラミネート加工用紙の片面または両面に印刷後、片面または両面をラミネート加工したことを特徴とするラミネート加工紙。
【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紙及びそれに供されるラミネート加工用紙に関し、より詳しくは美粧性等を向上させるため片面又は両面に適宜印刷後、ラミネート加工用紙にラミネート加工してなる防湿性・防水性に優れるラミネート加工紙、及びそれに供されるラミネート加工適性及び印刷性等に優れるアンカーコート剤不要のラミネート加工用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、強度や機密性の高性能化のため、片面又は両面を樹脂加工、即ちラミネート加工を施すものが多く、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る包装材料は、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。このことから、ラミネート加工用紙は印刷適性向上のために表面処理を施すことが一般的ではあるが、従来より、ラミネート加工用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が良く知られているところである（例えば、特許文献１参照）。

従来より美粧性向上のため顔料を主体とした塗工液を施すことにより印刷適性を向上させるが、ラミネート接着性が著しく低下する。このため、一般に知られるイミン系やイソシアネート系等のアンカーコート剤を付与した後ラミネート加工することで、ラミネート接着性を保持させることが一般的であり、加工工程が多くアンカーコート剤等を含め高コストの要因となっている。

従来の印刷用原紙の片面又は両面への表面処理としては、片面あたりの絶乾塗工量１．０ｇ／ｍ²以上、好ましくは２．０ｇ／ｍ²以上必要であるが、顔料を主体とした塗工紙としては、絶乾塗工量１０．０ｇ／ｍ²以上塗工して印刷適性、いわゆる印刷後の美粧性を向上させている。
特許第２６２６９４９号公報

本発明の目的は、アンカーコート剤を用いずに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印刷時の印刷適性、詳しくは安価で且つインキ着肉ムラのない印刷良好なラミネート加工用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紙及びこれをラミネート加工したラミネート加工紙の発明に至った。
即ち、本発明のラミネート加工用紙は、表面処理に於いて、顔料を主成分とする塗工液を、ある範囲内で塗工量を管理、具体的には片面あたり絶乾塗工量２．０〜６．０ｇ／ｍ²で管理することを特徴とするものであり、顔料としては、各種カオリン又は各種炭酸カルシウム等のうち、少なくとも１種であることが好ましい。

また、本発明は、上記ラミネート加工用紙の片面または両面に印刷後、片面または両面をラミネート加工したことを特徴とするラミネート加工紙である。

本発明によるラミネート加工用紙は、抄紙機工程の表面処理に於いて、通常工程にて顔料を主成分とする塗工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、アンカーコート剤付与工程を省き、印刷適性を低下させることなく、且つ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のない、詳しくは印刷着肉ムラを防止できることから印刷作業性が向上、且つアンカーコート剤加工工程が不要となるコスト低減、及びラミネート接着性を低下させない等加工操業性が向上し、最終包装材料の加工適性及び美粧性の品質低下を防止するものであり、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紙は、単層抄きでも多層抄きでも良いが、抄紙機のフェルト上に紙層を形成し、多層抄きの場合は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紙を製造する。積層された紙は、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、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、ラミネート加工用紙を製造する。

本発明の紙の抄造に当たっては、原料となるパルプは特段の制約はなく、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、公知公用の抄紙機にて抄造される。そして、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工するための塗工装置は、例えば、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、シムサイザー、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、通常塗工紙の製造分野で使用される塗工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塗工液に用いられる顔料としては、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイトなどの複合合成顔料、ブラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。これら顔料のうち、本発明には各種カオリン又は各種炭酸カルシウムの少なくとも１種が好ましい。

塗工液に用いられる澱粉としては、通常の澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライとして得られる冷水可溶性澱粉などが挙げられる。

また、塗工液として用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。

塗工液に用いられる澱粉以外のバインダーとしては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ボリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。

また、公知公用の分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、及びこれらの各種助剤をカチオン化したもの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塗工液の塗工量は、片面あたり絶乾２．０〜６．０ｇ／ｍ²が良い。塗工量が片面あたり絶乾２．０ｇ／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、印刷時のインク着肉性が劣る。また、塗工量片面あたり絶乾６．０ｇ／ｍ²を超えると、ラミネート加工時のラミネート接着性が著しく低下しラミネート接着不良を発生させ、ラミネート加工時の操業性が低下するとともに、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、印刷及び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紙は、本発明に係る表面処理を施した後でラミネート加工する前、更にラミネート加工用紙の片面又は両面にラミネート加工した後に印刷することができることは言うまでもなく、印刷方法は、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷等の方式が用いられ限定するものではない。

本発明のラミネート加工用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０．９０〜０．９７ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは密度０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ０．３〜３５ｇ／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３５０ｇ／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、１２８ｍ／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０．９ｇ／ｍ²付着させた。

＜表層＞
ＬＢＫＰ（濾水度３８０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ） ２０部
市販タルク ５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 ５０ｇ／ｍ²

＜芯層＞
ＬＢＫＰ（濾水度３９０ｍｌｃｓｆ） 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 ２５０ｇ／ｍ²

＜裏層＞
ＬＢＫＰ（濾水度３８０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ） 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 ５０ｇ／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塗工液を、Ｂ型粘度１７５０ｍＰａ・ｓに調製し、ロッドオンコーターにて片面あたり絶乾塗工量６．０ｇ／ｍ²となるように塗工した後、乾燥の上カレンダー処理し、片面塗工ラミネート加工用紙を得た。

＜表面処理塗工液＞
市販高白微粒カオリン ２０部
市販高白１級カオリン ４０部
市販重質炭酸カルシウム １０部
市販軽質炭酸カルシウム ３０部
市販ポリアクリル酸系分散剤 ０．２５部
市販ラテックスバインダー １５部
市販燐酸エステル化澱粉 ２．５部
市販カルボキシメチルセルロース系増粘剤（ＣＭＣ） ０．２部
市販ステアリン酸カルシウム ０．２部
市販印刷適性剤 ０．３部
水酸化ナトリウム ｐＨ９．８に調製

続いて、上記で得られた片面塗工ラミネート加工用紙に、ＲＩ印刷適性印刷機を用いて、塗工面に紅色のインキをベタ印刷した。

更に、上記により得られた片面塗工ラミネート加工用紙のベタ印刷面に、押し出しラミネート加工法にて、コロナ放電処理（５６Ｗ・分／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の片面塗工ラミネート加工紙を得た。

実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量５．６ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして実施例２の片面塗工ラミネート加工用紙を作製し、それを用いて実施例１と同様にして実施例２の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量４．３ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして実施例３の片面塗工ラミネート加工用紙を作製し、それを用いて実施例１と同様にして実施例３の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量３．１ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして実施例４の片面塗工ラミネート加工用紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に実施例４の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量２．０ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして実施例５の片面塗工ラミネート加工紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に実施例５の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

（比較例１）
実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量１２．８ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして比較例１の片面塗工ラミネート加工紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に比較例１の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

（比較例２）
実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量８．２ｇ／ｍ²となるように塗工したした以外は、実施例１と同様にして比較例２の片面塗工ラミネート加工紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に比較例２の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

（比較例３）
実施例１で調製した表面処理塗工液を、片面あたり絶乾塗工量１．７ｇ／ｍ²となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして比較例３の片面塗工ラミネート加工紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に比較例３の片面塗工ラミネート加工紙を作製した。

（比較例４）
実施例１で調製した表面処理塗工液を塗工せず、実施例１で抄造した基材に実施例１と同様に直接押し出しラミネート加工して比較例４のラミネート加工紙を作製し、それを用いて実施例１と同様に比較例４のラミネート加工紙を作製した。

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

（印刷着肉性）
ＲＩ印刷適性印刷機を用いて、実施例１〜５及び比較例１〜４で作製したラミネート加工用紙に紅色のインキ（ＤＩＣ社製大豆油インキ、０．１５ｃｃ）をベタ印刷し、印刷着肉性を官能評価した。○はインキ転移性が良くインキムラもなく良好な状態。×はインキ転移性が悪くインキムラが著しい状態。△は○と×の中間状態を示す。また、○△あるいは△×は、○、△、×それぞれの中間状態を示す。

（ラミネート接着性）
ラミネート加工紙を手で引き裂き、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、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。

評価：
表１より、絶乾塗工量が６．０ｇ／ｍ²を超える比較例１〜２は、印刷着肉性は良好であるものの、ラミネート接着性は著しく劣る結果である。更に、絶乾塗工量２．０ｇ／ｍ²未満または表面処理塗工液を塗工しなかった比較例３〜４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、印刷着肉性は劣る結果である。

これに対し、塗工量絶乾２．０〜６．０ｇ／ｍ²の範囲内である実施例１〜５は、印刷着肉性は良好で且つラミネート接着性が良い結果であることが判明した。

本発明は、印刷適性が良好で且つラミネート接着性に優れ、ラミネート加工前のアンカーコート剤不要であり、加工操業性及び経済性に優れたラミネート加工用紙に利用できる。

Claims (2)

1. 顔料を主体とした塗工液を紙の片面または両面に、片面あたり絶乾塗工量２．０〜６．０ｇ／ｍ²設けたことを特徴とするラミネート加工用紙。
2. 請求項１記載のラミネート加工用紙の片面または両面に印刷後、片面または両面をラミネート加工したことを特徴とするラミネート加工紙。