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JP7572191B2 - 包装用紙及びこれを用いた積層シート - Google Patents

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JP7572191B2 JP2020156703A JP2020156703A JP7572191B2 JP 7572191 B2 JP7572191 B2 JP 7572191B2 JP 2020156703 A JP2020156703 A JP 2020156703A JP 2020156703 A JP2020156703 A JP 2020156703A JP 7572191 B2 JP7572191 B2 JP 7572191B2
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Description

本発明は、包装用紙及びこれを用いた積層シートに関するものであり、特にピロー包装に適した強度と柔軟性を有する包装用紙及びこれを用いた積層シートに関する。
食品や日用品等の各種物品の包装としてピロー包装が広く利用されている。ピロー包装には、シーラント層を有する樹脂フィルムが一般に用いられる(例えば、特許文献1参照)。近年、環境負荷の低減や、リサイクル性向上等の目的から包装材料の一部を紙に置き換えることが要望されている。
特開2018-58599号公報 特開2007-125722号公報
ピロー包装を行う場合、製袋機において、包装材料に対して流れ方向に引っ張る力と、横方向に引き裂く力とが加わる。紙と樹脂層とを積層した包装材料でピロー包装を行った場合、紙の強度が不足していると、紙が破れたり、樹脂層の動きに紙が追従できずに部分的に紙と樹脂層とが剥離したりするという問題が生じる。また、高米坪等で紙が硬い(剛直な)場合、筒状に折り曲げた際に紙が折れ、筋状のシワが発生する可能性がある。
特許文献2には、シーラントフィルムの構成を工夫することによりピロー包装の開封性や紙基材とのラミネート加工性を改善することが記載されているが、紙基材自体の強度を向上させることについては何ら記載がなく、改善の余地がある。
それ故に、本発明は、ピロー包装に適した強度と柔軟性といった相反する特性を有する包装用紙及びこれを用いた積層シートを提供することを目的とする。
本発明に係る包装用紙は、異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有する原料パルプを抄紙してなり、2種類のクラフトパルプが、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネスが340~480mlの第1の針葉樹晒クラフトパルプ50~90質量%と、JIS P 8121に準拠したカナダ標準フリーネスが640~660mlの第2の針葉樹晒クラフトパルプ10~50質量%とを含み、JIS P 8124(2011)に準拠した坪量が12~53g/mであり、JIS P 8113(2006)に準拠した縦方向の引張強さが2.0kN/m以上であり、JIS P 8116(2000)に準拠した横方向の引裂強さが150mN以上であり、JAPAN TAPPI No.34に準拠して測定した縦方向のソフトネスが100mN/100mm以上2,000mN/100mm以下、横方向のソフトネスが50mN/100mm以上1,000mN/100mm以下であり、縦ピロー包装用の積層シートに用いられるものである。
また、本発明に係る積層シートは、異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有する原料パルプを抄紙してなり、2種類のクラフトパルプが、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネスが340~480mlの第1の針葉樹晒クラフトパルプ50~90質量%と、JIS P 8121に準拠したカナダ標準フリーネスが640~660mlの第2の針葉樹晒クラフトパルプ10~50質量%とを含み、JIS P 8124(2011)に準拠した坪量が12~53g/m であり、JIS P 8113(2006)に準拠した縦方向の引張強さが2.0kN/m以上であり、JIS P 8116(2000)に準拠した横方向の引裂強さが150mN以上であり、JAPAN TAPPI No.34に準拠して測定した縦方向のソフトネスが100mN/100mm以上2,000mN/100mm以下、横方向のソフトネスが50mN/100mm以上1,000mN/100mm以下である包装用紙と、包装用紙の一方面側にシーラント層を積層させた、縦ピロー包装用の積層シートである。
本発明によれば、ピロー包装に適した強度及び柔軟性を有する包装用紙及びこれを用いた積層シートを提供できる。
実施形態に係る包装用紙は、異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有する原料パルプを抄紙してなるものである。
(クラフトパルプ)
クラフトパルプとしては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ;ストーングランドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプ(TGP)、ケミグランドパルプ(CGP)、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)等の機械パルプ(MP)を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)または針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を用いることが好ましい。針葉樹クラフトパルプは、広葉樹クラフトパルプに比べ繊維長が長いため、繊維間の結合が多くなり紙力を向上させる利点を有する。また、NBKPは、晒しにより十分なリグニンが溶出し、繊維が膨潤することで柔軟性を有する紙となる点から本発明においてはより好ましい。
上記クラフトパルプに加えて、非木材パルプまたは古紙パルプを原料パルプに配合しても良い。非木材パルプとしては、例えば、ケナフパルプ、アバカパルプ、コットンリンターパルプ、ワラパルプ、タケパルプ、麻パルプ等を使用することができる。古紙パルプとしては、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、地券古紙等から製造される離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ(DIP)、離解・脱墨・漂白古紙パルプ等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。クラフトパルプ以外のパルプを原料パルプに配合する場合、クラフトパルプの配合量は、パルプの全量の60~100質量%であることが好ましい。
異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプは、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネス(CSF)が340~480mlの第1のクラフトパルプと、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネスが640~660mlの第2のクラフトパルプとを含むことが好ましい。相対的にフリーネスが低い第1のクラフトパルプは、包装用紙の伸びを確保する役割を有し、相対的にフリーネスが高い第2のクラフトパルプは引張強さや引裂強さを確保する役割を有する。上記範囲内でも、第1のクラフトパルプのフリーネスは、645~655mlであることがより好ましい。また、第2のクラフトパルプのフリーネスは、345~355mlであることがより好ましい。
第1のクラフトパルプ及び第2のクラフトパルプの配合割合は、それぞれ、両者の合計質量の50~90質量%及び10~50質量%であることが好ましく、60~80質量%及び20~40質量%であることがより好ましい。第1のクラフトパルプの配合割合が50質量%未満の場合、十分な伸び率を確保することが難しく、ピロー包装に用いた時に包装紙が破れやすくなる。また、第1のクラフトパルプの配合割合が90質量%を超えると、第2の針葉樹クラフトパルプの配合割合が少なくなりすぎることにより、引張強度及び引裂強さが低下する。また、第1のクラフトパルプを50~90質量%の範囲内で配合することで、短繊維の割合が増え、紙の密度を高めることができるので、紙厚を薄くすることができる。
原料パルプには、顔料、界面活性剤、ワックス、サイズ剤、填料、防錆剤、導電剤、消泡剤、分散剤、粘性調整剤、凝集剤、凝結剤、紙力向上剤、歩留まり向上剤、紙粉脱落防止剤、嵩高剤、増粘剤等の添加剤を配合しても良い。
これらの添加剤の中でも、原料パルプにサイズ剤を配合することが好ましい。サイズ剤を配合することにより、包装用紙の吸水性を制御し、水やインクの滲みを抑制できるので、包装用紙の印刷適性を向上させることができる。
サイズ剤としては、例えば、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー(AKD)、アルケニル無水コハク酸(ASA)、各種エマルジョンサイズ剤、澱粉等が挙げられる。これらの中でも、耐水性の付与効果及び艶面の平滑性の向上効果が大きいという点から、ロジン系サイズ剤が好ましい。該ロジン系サイズ剤としては、例えば、変性ロジン、強化ロジン、鹸化型ロジン、乳化型ロジン等が挙げられる。
サイズ剤の量は、原料パルプ全量100質量部に対して、0.1%~1.5%質量部であることが好ましい。サイズ剤の量が0.1%質量部未満の場合、包装用紙の吸水性抑制効果が十分に得られず印刷適性が低下する、サイズ剤の量が1.5%質量%を超える場合、包装用紙の撥水性が高くなりすぎ、印刷適性が低下する可能性がある。
また、原料パルプに湿潤紙力増強剤を配合することが好ましい。本実施形態に係る包装用紙は、包装の外装材として用いられるため、包装紙の状態または内容物を包装した包装体の状態で環境中の水分を吸収したり、包装体の状態で濡れたりする可能性があるが、湿潤紙力が増強されることにより、包装用紙の破断等を防止できる。また、包装用紙に水系インクで印刷を行うときの紙力低下を抑制できる。
湿潤紙力増強剤としては、ポリアミド-エピクロルヒドリン樹脂等のエピクロルヒドリン系樹脂、尿素樹脂、酸コロイド-メラミン樹脂、熱架橋性付与ポリアクリルアミド(熱架橋性付与PAM)等が挙げられる。
(坪量)
本実施形態に係る包装用紙の坪量(米坪)は、12.0~53.0g/mである。坪量は、「紙及び板紙-坪量の測定方法」JIS P8124(2011)に準拠して測定した値である。坪量が、12.0g/m未満の場合、包装用紙の強度が不足し、ピロー包装に適さなくなる。また、坪量が53.0g/mを超える場合、剛性が高くなりすぎ、いかなる構成の包装紙でも折れてしまいピロー包装を行う際の加工適性が低下する。
(引裂強さ)
本実施形態に係る包装用紙の横方向の引裂強さは、150mN以上である。引裂強さは、「紙及び板紙-引裂強さ試験方法」 JIS P 8116(2000)に準拠して測定した値であり、横方向の引裂強さは、予め入れる切れ目の方向を包装用紙の横方向(CD方向)として測定した値である。ピロー包装時には包装用紙に捻れる力が加わるが、包装用紙の引裂強さが150mN以上であれば、裂けを生じることなくピロー包装を行うことができる。包装用紙の横方向の引裂強さの上限は特に限定されないが、例えば、1,000mN以下である。
(引張強さ)
本実施形態に係る包装用紙の縦方向の引張強さは、2.0kN/m以上である。引張強さは、「紙及び板紙-引裂強さ試験方法」 JIS P 8113(2006)に準拠して測定した値である。包装用紙の縦方向の引張強さが2.0kN/m以上であれば、破断を生じることなくピロー包装を行うことができる。包装用紙の縦方向の引張強さの上限は特に限定されないが、例えば、12.0kN/m以下である。
(ソフトネス)
本実施形態に係る包装用紙のソフトネスは、縦方向100mN/100mm以上2000mN/100mm以下、横方向50mN/100mm以上1,000mN/100mm以下である。それぞれの上限数値を超える場合、紙が硬いため追従性を失い、折り曲げた際に折り目ができてしまう。それぞれの数値が下限数値を未満の場合、紙が柔らかすぎてシートのシワや破断に繋がる。
(ベック平滑度)
本実施形態に係る包装用紙の一方面のベック平滑度が40秒以下であることが好ましい。ベック平滑度が40秒以下の面があれば、この面にシーラントまたはシーラントを有する積層フィルムを積層して積層シートを構成することができる。ベック平滑度が40秒以下である面にシーラントまたは積層フィルムを積層した場合、包装用紙とシーラントまたは積層フィルムとの密着性に優れ、ピロー包装に用いた場合における層間剥離を抑制することができる。また、ベック平滑度の表裏差が20秒以上であることが好ましい。ベック平滑度の表裏差が20秒以上であれば、包装用紙の他方面(シーラントが積層される面と反対の面)の印刷適性が向上する。
(重量平均繊維長)
本実施形態に係る包装用紙の重量平均繊維長は、1.0~5.0mmが好ましい。上記範囲であることで、包装用紙の強度と、ソフトネスといった剛直さ、柔らかさの指標とを最適なものとすることができる。また、この特異な効果には、異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有することにより得られる繊維長分布が関係していると考えられる。
(製造方法)
本実施形態に係る包装用紙は、パルプ原料と必要に応じて内添される各種添加剤を含む原料を湿式抄紙し、湿式抄紙した紙を乾燥させることにより製造することができる。抄紙した紙の乾燥は、ヤンキードライヤーを用いて行うことが好ましい。ヤンキードライヤーで乾燥させた場合、包装用紙は片面が艶面である片艶紙として得られる。非艶面にシーラントまたはシーラントを含む積層フィルムを積層すれば、包装用紙とシーラントまたは積層フィルムの密着性に優れると共に、艶面側が平滑であるため、包装用紙に求められる印刷適性に優れる。乾燥工程の後に、カレンダー処理を行うことにより、包装用紙の平滑度を高くし、印刷適性を更に向上させることができる。ただし、カレンダー処理は必ずしも必要ではなく、省略しても良い。
カレンダー工程は、例えば、ハードニップカレンダー、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー等のカレンダー設備を用いて行うことができる。金属ロールと弾性ロールを組み合わせたカレンダー設備で乾燥工程を行っても良い。金属ロールとは、鋳鋼製であり、加熱されるカレンダーロールのことである。弾性ロールとは、コットン、エポキシ樹脂、特殊ポリエステル、アラミド等の材質からなり、非加熱側のカレンダーロールのことである。弾性ロールのショア硬さは、D80以上D95以下が好ましい。D80未満であると、加圧時のニップ幅が広く圧力が分散するため、繊維同士の接着性が不十分となる可能性がある。D95超えると、弾性ロールそのものが熱を保持しやすく、ラミネート用包装紙が剥離し難くなり外観不良になる可能性がある。
カレンダー工程の線圧は、50kg/cm以上350kg/cm以下であることが好ましい。ラミネート用包装紙の厚さの均一性を向上させる観点から、カレンダー工程の線圧は120kg/cm以上180kg/cm以下がより好ましい。カレンダー工程の線圧が50kg/cm未満であると繊維同士の接着が不十分となる可能性がある。また、350kg/cmを超えると包装用紙の繊維間の接合が破壊され、引裂強さの低下が大きくなり、更に外観不良となる可能性がある。
カレンダー工程の金属ロールの表面温度(加熱温度)は、90℃以上200℃以下であることが好ましい。包装用紙の引張強度の低下を抑える観点から、カレンダー工程の金属ロールの表面温度は、100℃以上160℃以下であることがより好ましい。
(積層シート)
本発明に係る積層シートは、上記の包装用紙の一方面側にシーラントを積層したものである。この積層シートは、ピロー包装用の包装材として使用することができる。シーラントは、熱可塑性樹脂の押し出しラミネート、または、フィルムのドライラミネートにより積層することができる。また、ヒートシール性を付与する樹脂系の塗工薬品を塗布することも可能である。積層シートに使用できる材料は、特に限定されないが、LDPE、LLDPE、HDPE、CPP、OPP、EVA、PET、PVC、PVDC、EVOH、OPS(ポリスチレン)、PVA、CNY(未延伸ナイロン)、ONY(延伸ナイロン)、セロファン、PBS、PLA、VM(蒸着)PET、VMCPP、VMOPP等を単層で又は積層して利用することができる。包装用紙とシーラント以外の紙層または樹脂層を一層以上有していても良い。特に蒸着フィルムを設けることがバリア性やヒートシール強度の観点から好ましい。さらに、フィルムと貼り合せる際(押し出し、ドライラミネート、塗工等)、片艶紙の非艶面に貼り合せることで、より層間強度が高くなるため、表裏で平滑性に差異がある片艶紙を用いることが好ましい。
以上説明したように、本実施形態に係る包装用紙は、縦方向の引張強さと横方向の引裂強さを兼ねかつ柔軟性(追従性)備えており、ピロー包装を行った際に包装用紙の破断や裂け、層間剥離、筋入りを生じにくいため、ピロー包装用の積層シートの紙層として好適に利用することができる。
以下、本発明に係る包装用紙及びこれを用いたピロー包装用積層体を具体的に実施した実施例を説明する。但し、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
表1に示すパルプを含有する原料パルプを抄紙機に供給して湿式抄紙し、湿式抄紙した紙をヤンキードライヤーにて乾燥させて、実施例1~4及び比較例1に係る包装用紙を作製した。作製した包装用紙の非艶面にドライラミネート用接着剤を介してVMCPPまたは、VMPET及びLLDPEの積層フィルムをドライラミネートし、ヒートシール性積層体を作製した。
Figure 0007572191000001
表2に、実施例及び比較例に係る包装用紙の坪量、厚み、密度、引張強さ、引張伸び、引裂強さ、平均繊維長、ベック平滑度(表、裏、表裏差)、ソフトネスの測定値を併せて示す。また、表3に、包装用紙にラミネートしたフィルムの種類及び貼り合わせ方法と、作製した積層体で縦ピロー包装を行った際の加工適性の評価結果を示す。
Figure 0007572191000002


Figure 0007572191000003
尚、表2及び表3の評価値は以下の通りに測定した。
(1)坪量は、JIS P 8124(2011)に準拠して測定した。
(2)厚み及び密度は、JIS P 8118(2014)に準拠して測定した。
(3)引張強さは、JIS P 8113(2006)に準拠して測定した。
(4)引張伸びは、JIS P 8113(2006)に準拠して測定した。
(5)引裂強さは、JIS P 8116(2000)に準拠し、予め入れる切れ目の方向を包装用紙の横方向(CD方向)として測定した。
(6)平均繊維長(重量平均)はJIS P 8226に準拠して測定した。
(7)ベック平滑度は、JIS P 8119(1998)に準拠して測定した。
(8)ソフトネスはJAPAN TAPPI No.34に準拠して測定した。
(9)加工適性:シーラント層との密着性、破断または裂けの有無は、縦ピロー包装で得られた包装体を目視で観察して確認した。
○:シーラント層の剥がれや浮き、破断や破れがなく、積層シートとして優れている。
△:シーラント層の剥がれや浮き、破断や破れがないが、シワや折り目が目立つが積層シートとして利用できる。
×:シーラント層の剥がれや浮き、破断や破れがあり、積層シートとして、利用できない。
実施例1~4に係る包装用紙は、異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを配合した原料パルプを用いて抄紙したものであり、坪量、引張強度(縦・横方向)及びソフトネス(縦・横方向)がいずれも適切な範囲内であり、表裏の平滑度差も適切な範囲内であり、包装紙に求められる強度及びシーラント層との密着性も備えていた
これに対して比較例1に係る包装用紙は、表裏の平滑度差が範囲外であり、包装紙に求められる強度は備えるが、及びシーラント層を積層させると加工適性が悪化した。
本発明は、ピロー包装用の包装材に利用できる。

Claims (9)

  1. 異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有する原料パルプを抄紙してなり、
    前記2種類のクラフトパルプが、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネスが340~480mlの第1の針葉樹晒クラフトパルプ50~90質量%と、JIS P 8121に準拠したカナダ標準フリーネスが640~660mlの第2の針葉樹晒クラフトパルプ10~50質量%とを含み、
    JIS P 8124(2011)に準拠した坪量が12~53g/mであり、
    JIS P 8113(2006)に準拠した縦方向の引張強さが2.0kN/m以上であり、
    JIS P 8116(2000)に準拠した横方向の引裂強さが150mN以上であり、
    JAPAN TAPPI No.34に準拠して測定した縦方向のソフトネスが100mN/100mm以上2,000mN/100mm以下、横方向のソフトネスが50mN/100mm以上1,000mN/100mm以下であり、
    縦ピロー包装用の積層シートに用いられる、包装用紙。
  2. 一方面のベック平滑度が40秒以下である、請求項1に記載の包装用紙。
  3. 坪量が40~53g/m である、請求項1又は2に記載の包装用紙。
  4. 縦方向の引張強さが4.93kN/m以上である、請求項1~3のいずれかに記載の包装用紙。
  5. 横方向の引裂強さが268mN以上である、請求項1~4のいずれかに記載の包装用紙。
  6. 縦方向の引張伸びが3.6%超である、請求項1~5のいずれかに記載の包装用紙。
  7. 平均繊維長(重量平均)が1.0~5.0mmである、請求項1~のいずれかに記載の包装用紙。
  8. 前記原料パルプが、サイズ剤を含有する、請求項1~のいずれかに記載の包装用紙。
  9. 異なるフリーネスを有する2種類のクラフトパルプを含有する原料パルプを抄紙してなり、
    前記2種類のクラフトパルプが、JIS P 8121(2012)に準拠したカナダ標準フリーネスが340~480mlの第1の針葉樹晒クラフトパルプ50~90質量%と、JIS P 8121に準拠したカナダ標準フリーネスが640~660mlの第2の針葉樹晒クラフトパルプ10~50質量%とを含み、
    JIS P 8124(2011)に準拠した坪量が12~53g/m であり、
    JIS P 8113(2006)に準拠した縦方向の引張強さが2.0kN/m以上であり、
    JIS P 8116(2000)に準拠した横方向の引裂強さが150mN以上であり、
    JAPAN TAPPI No.34に準拠して測定した縦方向のソフトネスが100mN/100mm以上2,000mN/100mm以下、横方向のソフトネスが50mN/100mm以上1,000mN/100mm以下である包装用紙と、
    前記包装用紙の一方面側にシーラント層を積層させたピロー包装用の積層シート。
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