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JP7649832B1 - 蒸着用原紙 - Google Patents

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JP7649832B1
JP7649832B1 JP2023187690A JP2023187690A JP7649832B1 JP 7649832 B1 JP7649832 B1 JP 7649832B1 JP 2023187690 A JP2023187690 A JP 2023187690A JP 2023187690 A JP2023187690 A JP 2023187690A JP 7649832 B1 JP7649832 B1 JP 7649832B1
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JP2023187690A
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絢香 長谷川
陽司 水本
遥名 前田
義雄 吉田
健二 平井
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Nippon Paper Industries Co Ltd
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Nippon Paper Industries Co Ltd
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Abstract

【課題】耐水性に優れ、蒸着加工後に優れたバリア性を発現することのできる蒸着用原紙を提供すること。
【解決手段】紙基材の少なくとも一方の面に、水分散性樹脂を主成分とする目止め層を有し、
前記目止め層が、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下であり、
前記目止め層上に、プライマー層を有する蒸着用原紙。
【選択図】なし

Description

本発明は、蒸着用原紙に関する。
従来から、紙基材に蒸着加工をした蒸着紙が、バリア用途に用いられている。紙基材は、プラスチックフィルムと比較すると平滑性に劣るため、均質な蒸着層を形成するために、紙基材上には樹脂層が設けられる。紙基材上に表面が平滑な樹脂層を直接形成するには大量に塗工する必要があるため、一般的に、紙基材と樹脂層との間に目止め層が設けられている。例えば、特許文献1には、ベース原紙、ポリビニルアルコール系樹脂からなるバリヤー層(目止め層に相当)、アンカーコート層(樹脂層に相当)、アルミ蒸着層をこの順で有するアルミ蒸着紙の発明が提案されている。特許文献2には、紙基材、無機顔料とバインダーを含むクレーコート層(目止め層に相当)、樹脂層をこの順で有する蒸着紙用原紙の発明が提案されている。
蒸着用原紙の目止め層には、一般的に、ポリビニルアルコール系樹脂や、スチレン-ブタジエン系樹脂、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、オレフィン-不飽和カルボン酸系共重合等のバインダー樹脂と無機顔料が用いられる。しかし、従来、目止め層に一般的に用いられている樹脂および無機顔料はいずれも耐水性に劣り、アルミ蒸着層とは反対側の紙基材表面から侵入した水分を目止め層で止めることができず、水に弱いアルミニウムのバリア性が低下するとの問題があった。一方、耐水性の高い樹脂は、水を弾く傾向となるため、目止め層上に塗布される樹脂層形成用塗料を弾きやすく、均一な塗工が難しく、塗工ムラにより面内でバリア性能にバラつきが生じやすいという問題があった。
実開平3-120600号公報 特開2002-104487号公報
本発明は、耐水性に優れ、蒸着加工後に優れたバリア性を発現することのできる蒸着用原紙を提供することを課題とする。
本発明の課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
1.紙基材の少なくとも一方の面に、水分散性樹脂を主成分とする目止め層を有し、
前記目止め層が、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下であり、
前記目止め層上に、プライマー層を有することを特徴とする蒸着用原紙。
2.前記目止め層の塗工量が、1g/m以上であることを特徴とする1.に記載の蒸着用原紙。
3.前記目止め層が、炭酸カルシウムを含有することを特徴とする1.または2.に記載の蒸着用原紙。
4.前記プライマー層が、ポリウレタン樹脂を主成分とすることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載の蒸着用原紙。
本発明の蒸着用原紙は、耐水性に優れている。本発明の蒸着用原紙に蒸着加工を施した蒸着紙は、バリア性に優れ、また、高湿度下でも高いバリア性を維持することができる。
本発明の蒸着用原紙は、紙基材の少なくとも一方の面に、水分散性樹脂を主成分とする目止め層を有し、この目止め層が、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下であり、この目止め層上に、プライマー層を有する。
なお、本発明において、「主成分とする」とは、乾燥重量で50質量%以上を占めることを意味する。
(紙基材)
本発明において紙基材とは、パルプ、填料、各種助剤からなるシートである。
パルプとしては、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未漂白パルプ(NUKP)、サルファイトパルプなどの化学パルプ、ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプなどの機械パルプ、脱墨パルプ、古紙パルプなどの木材繊維、ケナフ、竹、麻などから得られた非木材繊維などを用いることができ、適宜配合して用いることが可能である。これらの中でも、紙基材中への異物混入が発生し難いこと、高い白色度を有するため印刷時の面感が良好となり、特に包装材料として使用した場合の使用価値が高くなることなどの理由から、木材繊維の化学パルプ、機械パルプを用いることが好ましく、木材繊維の化学パルプを用いることがより好ましい。
填料としては、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、ゼオライト、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。また、硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤や内添サイズ剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて使用することができる。さらに、染料、蛍光増白剤、pH調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。
紙基材の製造(抄紙)方法は特に限定されるものではなく、公知の長網フォーマー、オントップハイブリッドフォーマー、ギャップフォーマーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙して紙基材を製造することができる。また、紙基材は1層であってもよく、2層以上の多層で構成されていてもよい。
さらに、紙基材の表面を各種薬剤で処理することが可能である。使用される薬剤としては、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤、耐水化剤、保水剤、増粘剤、滑剤などを例示することができ、これらを単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。さらに、これらの各種薬剤と顔料を併用してもよい。顔料としてはカオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
紙基材の表面処理の方法は特に限定されるものではないが、ロッドメタリングサイズプレス、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなど公知の塗工装置を用いることができる。
また、紙基材の坪量は、蒸着用原紙、または蒸着紙に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は20g/m以上500g/m以下程度のものが好ましい。食品などの包装材、容器、カップなど、包装用途に使用する蒸着紙の場合は、25g/m以上400g/m以下のものがより好ましく、特に後述する軟包装材用途に使用する蒸着紙の場合は、30g/m以上110g/m以下のものがより好ましい。
(目止め層)
目止め層は、紙基材の少なくとも一方の面に塗工により設けられる。なお、塗工により設けられた塗工層であるか否かは、断面観察等により判別することができる。
目止め層は、水分散性樹脂を主成分とし、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下である。
本発明の目止め層は、水分散性樹脂を主成分としながらも、親水性が低く、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下である。本発明の目止め層は、上記した吸水度と純水接触角とを満足することにより、耐水性が高く、蒸着紙に加工した後に高湿度下でバリア性を高く維持することができるととともに、目止め層上にプライマー層を塗工する際の塗工適性に優れている。
コッブ吸水度は、JIS P8140:1998に規定されたコッブ法に準拠して、100mlの蒸留水を試験面積100cmの目止め層に接触させ、規定時間後に吸収された水の単位面積あたりの重量を意味する。
純水接触角とは、JIS R3257:1999(静滴法)に準拠して、純水3.5μLを滴下し、滴下してから5秒後の接触角を意味する。
本発明の目止め層は、上記した吸水度と純水接触角を満足するものであれば、水分散性樹脂の種類は特に制限されず、紙へ塗工されているものを特に制限することなく使用することができる。例えば、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂、オレフィン-不飽和カルボン酸系共重合、スチレンーブタジエン系樹脂、アクリル系樹脂、エチレン変性PVA、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂とか等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を使用することができる。これらの中で、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂が耐水性と塗工適性に優れるため好ましい。
また、本発明の目止め層は、上記した吸水度と純水接触角を満足する範囲内において、ポリビニルアルコールや、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等の水溶性樹脂を含有することもできる。
目止め層は、顔料を含有することができる。顔料としては、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。これらの中で、顔料としては炭酸カルシウムを使用することが好ましい。炭酸カルシウムを配合することにより目止め層の親水性が高くなる(接触角が小さくなる)ため、耐水性に優れる水溶性樹脂または水分散性樹脂を配合した場合も、形成された目止め層上にプライマー層を塗工するときの塗工適性に優れ、均質なプライマー層を形成することができる。顔料は、塗工層が密となり目止め性が向上するため、平均粒子径(D50メジアン径)が1.5μm以下のものが好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱法より測定される値である。
目止め層に顔料を含有させる場合、顔料の配合量は、目止め層全体に対して、乾燥重量で0.01質量%以上50質量%未満とすることができる。顔料が炭酸カルシウムの場合、炭酸カルシウムの配合量は、目止め層全体に対して、乾燥重量で40質量%以下が好ましい。炭酸カルシウムの配合量は、上記した吸水度と純水接触角を満足できる範囲内であれば特に制限されないが、例えば、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、1質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、10質量%以上等とすることができる。
目止め層は、表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下である。目止め層表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/mを超えると、目止め層の耐水性が不足し、蒸着紙の高湿度下でのバリア性の低下が大きくなる。目止め層表面の吸水度(Cobb120秒)は、10g/m以下が好ましく、8g/m以下がより好ましく、6g/m以下がさらに好ましく、4g/m以下がよりさらに好ましく、2g/m以下がよりさらに好ましく、1g/m以下がよりさらに好ましく、0.9g/m以下がよりさらに好ましく、0.8g/m以下がよりさらに好ましく、0.7g/m以下がよりさらに好ましい。
目止め層は、表面の純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下である。目止め層表面の純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下の範囲内であると、塗工適性に優れ、その上に均質なプライマー層を塗布により形成することが容易である。目止め層表面の純水接触角(5秒後)は、72°以上が好ましく、74°以上がより好ましく、76°以上がさらに好ましく、また、93°以下が好ましく、91°以下がより好ましく、89°以下がさらに好ましい。
目止め層は、水溶性樹脂または水分散性樹脂、顔料のほかに、架橋剤、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料等の通常使用される各種助剤を含有することができる。
(プライマー層)
プライマー層は、目止め層上に水系塗工により形成される。
プライマー層としては、従来、蒸着紙において用いられているものを特に制限することなく使用することができ、例えば、アクリル系、オレフィン系、ポリウレタン系等の水分散性樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等の水溶性樹脂等が挙げられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。これらの中で、ポリウレタン系樹脂が目止め紙の耐水性を維持向上させ、さらにガスバリア性を有するため好ましい。
(塗工)
本発明において、目止め層とプライマー層の塗工方法については特に限定されるものではなく、公知の塗工装置及び塗工系で塗工することができる。例えば、塗工装置としてはブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーターなどが挙げられる。また、塗工系としては、水系塗工であり、溶媒としては、水、および水と相溶するメタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチル等の有機溶媒との混合溶媒を使用することができる。
塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
本発明において、目止め層にカレンダー処理を行った後に、塗工層を塗布することが好ましい。カレンダー処理により目止め層表面が平滑となり、その上に形成される塗工層の平滑性も向上するため、均質な蒸着層の形成が容易となる。さらに、紙の密度向上により、以降の加工工程における生産性や加工適性を上げることができる。カレンダー処理条件は、線圧10kg/cm以上が好ましく、30kg/cm以上がより好ましく、50kg/cm以上がさらに好ましく、また、1000kg/cm以下が好ましく、500kg/cm以下がより好ましく、300kg/cm以下がさらに好ましい。カレンダー処理時に加熱する場合は、加熱温度は30℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましく、また、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましい。カレンダー処理は、多段で行うことが好ましい。
目止め層の塗工量は、乾燥重量で1.0g/m以上20g/m以下とすることが好ましい。塗工量が1.0g/m未満であると、目止め層表面の平滑性が不足し、均質な蒸着層が得られなくなる場合がある。一方、20g/mより多くなっても物性は飽和してほとんど変化せず、塗工時の乾燥負荷が大きくなるとともに材料コストが増加する。さらに、20g/mより多いと目止め層自体の強度を保つ(塗工層の凝集破壊やクラックの発生等を防止する)必要が生じる。目止め層の塗工量は、コスト、生産性等の点から、少ないことが好ましく、12g/m以下がより好ましく、8g/m以下がさらに好ましく、6g/m以下がよりさらに好ましく、4g/m以下がよりさらに好ましく、3g/m以下がよりさらに好ましく、2g/m以下がよりさらに好ましい。なお、塗工量が4g/m以下の場合は、目止め層はカレンダー処理を施すことが好ましい。
プライマー層の塗工量は、乾燥重量で0.5g/m以上10g/m以下とすることが好ましい。塗工量が0.5g/m未満であると、均質な蒸着層が得られなくなる場合がある。一方、10g/mより多いと物性は飽和してほとんど変化せず、塗工時の乾燥負荷が大きくなるとともに材料コストが増加する。プライマー層の塗工量は、コスト、生産性等の点から、1g/m以上が好ましく、また、3g/m以下が好ましい。
(蒸着用原紙)
本発明の蒸着用原紙の水分率は特に限定されるものではないが、真空条件にて蒸着層を形成する際に、水分率が高いと真空度が低くなるため、水分率は低い方が好ましい。具体的には、8.0重量%以下であることが好ましく、6.0重量%以下であることがより好ましく、3.0重量%以下であることがさらに好ましく、1.0重量%以下であることが最も好ましい。なお、水分率の下限値は特に制限されないが、0.1重量%程度である。
(蒸着層)
蒸着用原紙のプライマー層の上に、蒸着層を設けることにより、蒸着紙が得られる。蒸着層は、金属、無機酸化物、無機窒化物等を含有することができる。金属蒸着層としては、アルミニウム、スズ、ニッケル、銅、金、白金、銀、コバルト、クロム等が挙げられるが、遮光性が高く安価であることからアルミニウムがより好ましい。無機酸化物蒸着層としては、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、スズ、マグネシウム、鉛、ホウ素、ナトリウム等の酸化物あるいはその混合物、さらには、無機窒化物との複合物が挙げられるが、バリア性及び透明性が高く安価であることから酸化ケイ素、又は酸化アルミニウムがより好ましい。
蒸着層の形成方法は任意であり、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(CVD)、転写蒸着法等の、既知の方法が採用できる。真空蒸着法は、比較的簡単に蒸着層を形成でき、また、生産性を考慮すると好ましい。
蒸着層の厚さは5~300nmとすることが好ましく、特に10~150nmであることが好ましい。厚さが5nmより薄いと均一な蒸着層が形成できず十分なバリア性が得られないことがある。一方、300nmを超える場合には、蒸着層にフレキシビリティを保持させることが難しくなり、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、亀裂を生じる恐れが出てくる。
(蒸着保護層)
蒸着層の上には、表面の保護あるいはラミネートなどの後加工適性を向上させることを目的として保護層を積層しても良い。この場合、例えば水溶性高分子を水あるいは水/アルコール混合溶媒に溶解させたものに、金属アルコキシドを直接あるいはあらかじめ加水分解させるなどの処理を行ったものを混合し、この混合溶液を蒸着層上に塗工、乾燥して形成することができる。また、混合溶液中に、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、あるいは分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤等を必要に応じて添加使用しても良い。
(樹脂層)
蒸着紙の少なくとも一方の面上に樹脂層を有することができる。これにより、ヒートシール性を付与することもできる。樹脂層は、蒸着紙の両面に設けることもできるが、少なくとも蒸着層を有する側の面上に有することが好ましい。
樹脂層の樹脂としては、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アクリロニトリル・スチレン、ポリメチル(メタ)アクリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド(ナイロン)、ポリアセタール、ポリカーボネート等の化石資源由来樹脂、ポリ乳酸(PLA)、エステル化澱粉、酢酸セルロース、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、バイオポリエチレン、バイオポリエチレンテレフタレート、バイオポリウレタン等の生物由来樹脂を含むことができる。
なお、生物由来樹脂とは、原料として再生可能な有機資源である植物・微生物等由来の物質を含み、化学的または生物学的に合成することにより得られる、数平均分子量(Mn)1,000以上の高分子材料をいう。
また、化石資源由来樹脂、および、生物由来樹脂として、ポリ乳酸(PLA)、エステル化澱粉、酢酸セルロース、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)等の生分解性を有する樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド(ナイロン)、バイオポリエチレン等の生分解性を有さない樹脂のいずれも用いることができる。
なお、生分解性樹脂とは、微生物の働きにより、分子レベルまで分解され、最終的には二酸化炭素と水となって自然界へと循環していく性質の樹脂をいう。
本発明において、樹脂層としては樹脂ラミネート層が好ましい。樹脂ラミネート層としては、押し出しラミネート層や、バリアフィルム等のフィルム貼合層を挙げることができる。
樹脂ラミネート層が押し出しラミネート層の場合は、蒸着紙の少なくとも一方の面上に、上記した各種樹脂を押し出しラミネート法により樹脂ラミネート層として積層する。また、樹脂ラミネート層がフィルム貼合層の場合は、蒸着紙の少なくとも一方の面上に、上記した各種樹脂製のフィルムをドライラミネート法、サンドラミネート法等により樹脂ラミネート層として貼合する。樹脂層は、蒸着紙の両面に設けることもできるが、少なくとも蒸着層を有する側の面上に有することが好ましい。
本発明において、フィルム貼合層に使用するフィルムとしては、上記した各種樹脂製のフィルムが挙げられる。目的に応じてこれらのフィルムを1層または複数層を貼合して使用することができる。
蒸着紙は、蒸着紙のまま、または各種樹脂等と積層する、各種汎用フィルム、バリアフィルム等と貼合するなどして、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる包装材料、または産業用資材などに用いられる積層体とすることが可能である。これらの中で、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる包装材料として好適に使用することができ、食品などの軟包装材として特に好適に使用することができる。なお、軟包装材とは、構成としては、柔軟性に富む材料で構成されている包装材であり、一般には紙、フィルム、アルミ箔等の薄く柔軟性のある材料を、単体あるいは貼り合せた包装材を指す。また、形状としては、袋など、内容物を入れることにより立体形状を保つような包装材を指す。
蒸着紙を食品などの包装材、特に軟包装材として用いる場合は、ヒートシール性を有する樹脂と積層することにより、包装材料としての密閉性を高め、内容物を酸素による酸化や湿気などによる劣化などから守り、保存期間の延長を可能にすることができる。
また、産業用資材などに用いられる積層体として使用する場合においても、酸素や湿気の侵入を抑えることで、腐敗、劣化を防止できるほか、溶剤の臭気が漏れ出るのを防止するフレーバーバリア性などの効果が期待される。
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部及び%は、それぞれ重量部、重量%を示す。
得られた蒸着用紙基材と蒸着紙について、以下に示す様な評価法に基づいて試験を行った。
「実施例1」
(基紙の作製)
広葉樹クラフトパルプ(LBKP)75重量部と針葉樹クラフトパルプ(NBKP)25重量部を混合し、カナダ式標準ろ水度(CSF)400ml原料パルプとした。原料パルプスラリーに、乾燥紙力増強剤として分子量250万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.1%、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー(AKD)を対絶乾パルプ重量あたり0.35%、湿潤紙力増強剤としてポリアミドエピクロロヒドリン(PAEH)系樹脂を対絶乾パルプ重量あたり0.15%、更に歩留剤として分子量1000万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.08%添加した後、長網多筒式の抄紙機を用いて抄紙を行い、坪量約38g/mの紙基材を得た。
(目止め塗工液の作製)
樹脂A(BASF社製、商品名:JONCRYL PDX7356、スチレンアクリル系樹脂、水分散性)を絶乾で100質量部、消泡剤(BASF社製、商品名:FoamasterWO2360)0.06量部配合し、目止め層用塗工液を調製した。
(目止め層塗工)
紙基材の片面に、ブレードコーターを用いて、目止め層用塗工液を目標塗工量が乾燥重量で5g/mになるように塗工、乾燥した。
(カレンダー処理)
ホットソフトニップカレンダーを用いて、温度60℃、線圧100kN/m、2ニップ、速度200m/分の条件で平滑処理を行った。
(プライマー層の塗工)
プライマー層としてポリウレタン樹脂(三井化学株式会社製、商品名:タケラックWPB-341)を目標塗工量が乾燥重量で2g/mになるように塗工、乾燥し蒸着用原紙を得た。
(蒸着紙の作製)
得られた蒸着用原紙のプライマー層上に、バッチ式真空蒸着機を用いて厚さ50nmのアルミニウム蒸着層を形成し、蒸着紙を得た。
「実施例2」
樹脂Aを樹脂B(星光PMC社製、商品名:ハイロス-X・NE2260、スチレンアクリル系樹脂、水分散性)に代えた以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例3」
カレンダー処理を行わない以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例4」
目止め層の目標塗工量を2g/mにした以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例1」
樹脂Aを樹脂C(マイケルマン社製、商品名:Vapercoat2200、スチレンアクリル系樹脂、水分散性)に代えた以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例2」
樹脂Aを樹脂D(BASF社製、商品名:ACRONAL S504、スチレンアクリル系樹脂、水分散性)に代えた以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例3」
カレンダー処理を行わない以外は、実施例4と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例4」
プライマー層を形成しない以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例5」
目止め層を形成しない以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例5」
樹脂Aを絶乾で75質量部、炭酸カルシウム(ファイマテック社製、商品名:FMT-75、平均粒子径1.3μm)25質量部、消泡剤(BASF社製、商品名:FoamasterWO2360)0.06量部配合し、目止め層用塗工液を調製した。
この塗工液を用い、目標塗工量を7g/mにした以外は、実施例1と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例6」
樹脂Aを樹脂Bに代えた以外は、実施例5と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例7」
樹脂Aを樹脂Cに代え、樹脂Cを絶乾で60質量部に対して炭酸カルシウム40質量部とした以外は、実施例5と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例8」
目止め層の目標塗工量を10g/mにした以外は、実施例5と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「実施例9」
広葉樹クラフトパルプ(LBKP)85重量部と針葉樹クラフトパルプ(NBKP)15重量部を混合し、カナダ式標準ろ水度(CSF)400ml原料パルプとした。紙力剤としてカチオン化澱粉を原料パルプ100質量部に対して0.3質量部添加し、次いで、硫酸バンドを1.5質量部添加した後、乾燥部にヤンキードライヤを有する長網多筒式の抄紙機を用いて抄紙を行い、坪量約50g/mの紙基材(日本製紙社製、晒片艶紙)を得た。
この紙基材を用い、カレンダー処理を行わない以外は、実施例5と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例6」
樹脂Aを絶乾で50質量部に対して炭酸カルシウム50質量部とした以外は、実施例5と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例7」
炭酸カルシウムをカオリン(イメリス社製、Contour Xtreme)に代えた以外は、比較例6と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
「比較例8」
樹脂Aを樹脂Dに代え、樹脂Dを絶乾で40質量部に対してカオリン60質量部とし、目標塗工量を12g/mにした以外は、実施例9と同様にして、蒸着用原紙と蒸着紙を得た。
<評価・測定方法>
以下の評価を行った。結果を表1、2に示す。
「プライマー層塗工前の目止め塗工紙と、プライマー層形成後の蒸着用原紙の品質評価」
・ブロッキング性
目止め塗工紙を切り出し、塗工面と非塗工面が接するように積層した。これに、30gf/cm荷重を加えて温度40℃湿度75%の条件下で24時間静置後、重なり合うシートの貼り付き具合を評価した。
〇:重なり合うシート同士の接着なし。
△:重なり合うシート同士に接着があるが、簡単な力で剥がれる。
×:重なり合うシート同士が強固に接着し、剥がれない。また剥がすと紙が破ける。
・平滑性(PPSラフネス)
目止め塗工紙と蒸着用原紙について、JIS P 8151:2004に準じた方法(プリント・サーフ試験機法)により測定(ソフトバッキング使用、クランプ圧980kPa)した。
・透気抵抗度
目止め塗工紙と蒸着用原紙について、JIS P 8117:2009に準じた方法(王研式試験機法)により測定した。
・耐水性(Cobb120)
目止め塗工紙と蒸着用原紙について、吸水度試験方法(コッブ法:JIS P 8140)に基づき、耐水層に水を2分接触させた際の吸水量(Cobb120)を測定した。
・濡れ性(純水接触角)
目止め塗工紙と蒸着用原紙について、面(耐水塗工層)に純水3.5μlを滴下し、滴下してから5秒後の接触角を、接触角測定装置(マツボー社製、携帯式接触角計PGX+)により測定した。
「蒸着紙の品質評価」
・水蒸気バリア性(透湿度:WVTR)
JIS Z 0208に準じた方法(カップ法:40℃、相対湿度90%、蒸着面を外側)により測定した。値が低いほど、蒸着紙の水蒸気バリア性が高いことを意味する。
耐折バリア性評価用サンプルについては、以下の方法で作製および評価した。
ガラス板上で、サンプルの蒸着面を内側にして谷折り後、質量500gのゴムローラーで力をかけずに5往復させて折り目をつける。
一度開いてから折り目と垂直になるように蒸着面を内側にして谷折りし、同様にゴムローラーで5往復させて十字の折り目をつける。
十字の折り目の交差部分が中心になるように透湿度を測定した。
・酸素バリア性(酸素透過度OTR)
得られた蒸着紙の蒸着面に、押出ラミネート方法により低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC602A)からなる樹脂層を厚み30μmとなるように積層し、MOCON社製、OX-TRAN2/21を使用して、23℃-0%RH条件(乾燥下)、23℃-85%RH条件(高湿度下)にて測定した。
Figure 0007649832000001
Figure 0007649832000002
本発明である実施例1~9で得られた蒸着用原紙は、バリア性、特に、高湿度下での酸素バリア性に優れていた。
純水接触角(5秒後)が95°を超える比較例1と70°未満である比較例2で得られた蒸着用原紙は、塗工適性に劣り、良好なプライマー層を塗工することができなかった。
プライマー層を有さない比較例4、目止め層を有さない比較例5で得られた蒸着用紙基材は、バリア性に著しく劣っていた。
目止め層の吸水度が12g/mを超える比較例3、6~8は、高湿度下での酸素バリア性に劣っていた。
比較例1で使用した樹脂Cは、樹脂Cのみでは耐水性(撥水性)が強すぎてその上に塗工層を形成することができなかったが、実施例7に示すように、炭酸カルシウムを配合することにより、均質なプライマー層を塗工可能な目止め層を形成することができた。
実施例5~9に示すように、目止め層に炭酸カルシウムを配合することにより、バリア性が向上することが確かめられた。

Claims (4)

  1. 紙基材の少なくとも一方の面に、水分散性樹脂を主成分とする目止め層を有し、
    前記目止め層が、その表面の吸水度(Cobb120秒)が12g/m以下、かつ、純水接触角(5秒後)が70°以上95°以下であり、
    前記目止め層上に、プライマー層を有することを特徴とする蒸着用原紙。
  2. 前記目止め層の塗工量が、1g/m以上であることを特徴とする請求項1に記載の蒸着用原紙。
  3. 前記目止め層が、炭酸カルシウムを含有することを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着用原紙。
  4. 前記プライマー層が、ポリウレタン樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着用原紙。
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