(57)【要約】【課題】  紙製で生産効率に優れ、成形自由度が高くて外観が美しく、かつ、従来の成形加工原紙と同様の方法で加熱加圧によりプレス成形を行っても、成形加工原紙中のＩＣチップが破損することのない包装材用成形体を得る。【解決手段】  基材紙と被覆紙との間にＩＣチップが挟まれて積層されている成形加工原紙をプレス成形して得た包装材用成形体であって、前記基材紙が、下記の（１）〜（４）の４つの条件を満足する包装材用成形体。  (１)引張強度（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２．０kN／m以上。  (２)破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が１．５％以上。  (３)下記式により定義される限界圧縮応力が１〜１０MPaの範囲。      限界圧縮応力＝Ａ／Ｂ      但し、ＡはＪＩＳ−Ｐ８１２６による圧縮強度、      Ｂは圧縮強度測定時における試験片の荷重部分面積を各々示す。  (４)厚さ方向に２０kgf／cm２の圧縮応力を加えたときの圧縮変形量が１０％以上。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材紙と被覆紙との間にＩＣチップが挟まれて積層されている成形加工原紙をプレス成形して得た包装材用成形体であって、前記基材紙が、下記の（１）〜（４）の４つの条件を満足することを特徴とする包装材用成形体。
(１)引張強度（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２．０kN／m以上。
(２)破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が１．５％以上。
(３)下記式により定義される限界圧縮応力が１〜１０MPaの範囲。
限界圧縮応力＝Ａ／Ｂ
但し、ＡはＪＩＳ−Ｐ８１２６による圧縮強度、
Ｂは圧縮強度測定時における試験片の荷重部分面積を各々示す。
(４)厚さ方向に２０kgf／cm２の圧縮応力を加えたときの圧縮変形量が１０％以上。
【請求項２】
前記基材紙の原料パルプとして機械パルプを含むことを特徴とする請求項１に記載の包装材用成形体。
【請求項３】
基材紙と被覆紙との間にＩＣチップが挟まれて積層されている成形加工原紙をプレス成形して得た包装材用成形体であって、前記基材紙が、密度０．７〜０．９g／cm3の高密度層、及び密度０．２〜０．６５g／cm3の低密度層を有し、米坪が１００〜５００g／m２、全体の密度が０．４〜０．７g／cm3、かつ低密度層が機械パルプ、カールドファイバー、及びマーセル化パルプの少なくとも一つから選ばれるパルプを主体として構成されていることを特徴とする包装材用成形体。
【請求項４】
基材紙とＩＣチップ担持テープと被覆紙を、この順で各々の巻取から連続的に積層し、貼合して得た成形加工原紙を、打ち抜き加工によりブランクシートとし、該ブランクシートをプレス成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された包装材用成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣチップを具備した紙製の包装容器、緩衝材等の各種包装材用成形体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商品の物流管理、及び盗難や偽造防止などの目的で、商品を収納する包装箱、包装用トレー等の包装容器、または緩衝材等の各種包装材に、各種の情報を書き込んだ非接触式ＩＣチップ（以下ＩＣチップ）を付したものが広く使用されている。
このような包装容器としては、例えば、段ボールを素材とする包装箱に、ラベル状になったＩＣチップを貼着するものがある（特許文献１）。
このように、段ボール等の紙製素材のカートン状の包装容器は、コストが安いため広く使用されているが、形状が限定されるという問題があった。また、包装容器にラベル状のＩＣチップを別途貼着する必要があるため、工程数が増加するという点で生産性に問題があった。さらにＩＣチップが容器と一体でなく、剥れてしまうおそれがあった。また、ＩＣチップの所在が外観から判りやすく、さらに人為的に剥がすことも可能であるため、偽造等の原因となる可能性があった。
また、紙やフィルム等の基材をプレス成形したトレー状の容器に、ＩＣチップを搭載した容器として特開2003-11945号公報（特許文献２）が存在する。このような容器は、ＩＣチップが容器を構成する基材の内部に存在するため、ＩＣチップが脱落する恐れが無く、また外部から見えないため偽造等も困難であるという利点が存在する。さらに、紙を基材とした場合、易廃棄性、即ち廃棄時の環境に対する負荷が小さい容器を得るという面でも有用である。
しかし、紙を基材としてこのようなプレス成形容器を製造する場合、加熱加圧によるプレス成形による方式を用いる必要があるが、一般的な紙素材は可塑性が十分ではないので、プレス成形により得られる形状には制限があり、また、外観が滑らかなものを得ることは困難である。
さらに、ＩＣチップが基材内部に存在する神基材をプレス成形した場合、一般的な紙には緩衝性が十分とは言えず、プレス成形時の加圧によってＩＣチップが破損するおそれがあった。特に複雑な形状の成形容器を得る時は成形時の圧力や温度を高める傾向があるため、破損の可能性が高くなる。
また、予めプレス成形された成形容器に、後からＩＣチップを貼着等により搭載する方法では、生産効率に劣るという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４００４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１９４５号公報
【特許文献３】特開２００２−２０１５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、紙製で易廃棄性であって、生産効率に優れ、成形自由度が高くて外観が美しく、かつ、従来の成形加工原紙と同様の方法で加熱加圧によりプレス成形を行っても、成形加工原紙中のＩＣチップが破損することのない包装材用成形体を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１は、基材紙と被覆紙との間にＩＣチップが挟まれて積層されている成形加工原紙をプレス成形して得た包装材用成形体であって、前記基材紙が、下記の（１）〜（４）の４つの条件を満足する包装材用成形体である。
(１)引張強度（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２．０kN／m以上。
(２)破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が１．５％以上。
(３)下記式により定義される限界圧縮応力が１〜１０MPaの範囲。
限界圧縮応力＝Ａ／Ｂ
但し、ＡはＪＩＳ−Ｐ８１２６による圧縮強度、
Ｂは圧縮強度測定時における試験片の荷重部分面積を各々示す。
(４)厚さ方向に２０kgf／cm２の圧縮応力を加えたときの圧縮変形量が１０％以上。
【０００６】
本発明の第２は、前記基材紙の原料パルプとして機械パルプを含む、本発明の第１に記載の包装材用成形体である。
【０００７】
本発明の第３は、基材紙と被覆紙との間にＩＣチップが挟まれて積層されている成形加工原紙をプレス成形して得た包装材用成形体であって、前記基材紙が、密度０．７〜０．９g／cm3の高密度層、及び密度０．２〜０．６５g／cm3の低密度層を有し、米坪が１００〜５００g／m２、全体の密度が０．４〜０．７g／cm3、かつ低密度層が機械パルプ、カールドファイバー、及びマーセル化パルプの少なくとも一つから選ばれるパルプを主体として構成された包装材用成形体である。
【０００８】
本発明の第４は、基材紙とＩＣチップ担持テープと被覆紙を、この順で各々の巻取から連続的に積層し、貼合して得た成形加工原紙を、打ち抜き加工してブランクシートとし、該ブランクシートをプレス成形する、本発明の第１〜３のいずれかに記載された包装材用成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によって、紙製で廃棄時の環境負荷が低く、生産効率に優れ、成形自由度が高くて外観が美しく、かつ、従来の成形加工原紙と同様の方法で加熱加圧によりプレス成形を行っても、成形加工原紙中のＩＣチップが破損することのない包装材用成形体を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明における基材紙を構成するパルプについて以下に述べる。
天然パルプ繊維としては、木材繊維（化学パルプ、機械パルプ）、非木材繊維、古紙パルプなどが必要に応じて任意に使用される。木材繊維のうち化学パルプとしては、クラフトパルプ、亜硫酸パルプ等が挙げられる。これらのパルプは未晒品でも、漂白処理を施したものでもよい。また、機械パルプとしては、グラウンドウッドパルプ（ＧＰ）、リファイナーグラウンドウッドパルプ（ＲＧＰ）、木材チップを加熱、リファイニング処理して得られるサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）などが挙げられる。
これらの機械パルプのうち、シートの嵩高さ、及び強度の点からＴＭＰが最適である。なおＴＭＰとしては、木材チップを化学処理した後に加圧下でリファイニングするＣ−ＴＭＰ、さらに漂白処理を施したＢＣ−ＴＭＰ等も含むものとする。また、こうした木材繊維パルプのうち、針葉樹から得られる繊維長の長いパルプが原紙の延伸性、強度を向上させるために好適に使用される。
【００１１】
また、非木材繊維としては、コウゾ、ケナフ、ジュート等の靱皮繊維類や、木綿、コットンリンターなどの種毛繊維類や、マニラ麻、サイザル麻等の葉繊維類や、竹、バガス等の茎繊維類などが必要に応じて任意に使用可能である。特にコウゾ、ミツマタ、ケナフ、マニラ麻、サイザル麻、木綿、コットンリンター等は、繊維長も長く、本発明原紙の延伸性、強度を向上させることができるため好適に用いられる。
なお、本発明では、必要に応じて、各種古紙パルプを使用することも可能である。
【００１２】
上記の各種パルプ繊維は、単独、あるいは２種類以上を併用して使用することができる。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて合成樹脂繊維を混合することができる。
【００１３】
上記パルプ繊維から構成される本発明の包装材用成形体に用いる基材紙は、引張強度（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２．０kN／m以上（望ましくは５．０kN／m以上）で、かつ破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が１．５％以上であることが好ましい。なお、本発明において、上記引張強度、及び破断伸びは、幅方向の数値を採用する。
基材紙の引張強度が２．０kN／mより低い、あるいは破断伸びが１．５％より低いと延伸性が低く、プレス成形時に破断してしまい不適である。
なお、引張強度及び破断伸びを上記範囲に制御するためには、単層の場合、パルプの１部にＮＢＫＰを使用するか、または、紙力増強剤の配合量を調整する方法、あるいは、紙層を多層とし、その少なくとも一層にＮＢＫＰを用いるか、紙力増強剤を配合する方法等、公知の方法で制御できる。
【００１４】
平面の原紙をプレス成形するときに、成形体が歪みの大きい曲面部を有する場合、曲面部分に折りシワを形成させて歪みを吸収させる必要がある。このとき折りシワ部分は平面方向にアコーディオンのように折り込まれて凹凸を形成し、その後、プレスによりこの凹凸が厚さ方向に圧縮される。
このため、良好なプレス成形性を得るためには、基材紙の限界圧縮応力が１〜１０MPaの範囲、厚さ方向の圧縮率が１０％以上の範囲にあることが好ましい。
なお、本発明における圧縮率とは、荷重２０ｋｇｆ／cm２の圧縮応力を加えたときの厚さ方向の圧縮率を示す。限界圧縮応力が１０MPaを越えると、折りシワ部分が十分に折り込まれず、また圧縮率が１０％より低いと折りシワ部分の圧縮成形が不十分となり、良好な成形性が得られなくなる。
【００１５】
限界圧縮応力、厚さ方向の圧縮率が上記範囲とするためには基材紙密度を低くする必要があるが、そのためには剛直なパルプ繊維を用いるとよい。一般に、均一な地合の紙シートを得るのにパルプ繊維を叩解して（パルプ繊維に機械的外力を加えて繊維の細胞壁の一部をフィブリル化する）使用するが、本発明では、繊維の剛直性を保持するために叩解を軽度に留める必要がある。
叩解の程度としては、例えば化学パルプの場合、フリーネス（Ｔａｐｐｉ  Ｔ−２２７カナダ標準型）が５００ｍｌｃｓｆ以上、機械パルプの場合１８０ｍｌｃｓｆ以上、麻パルプ、ケナフパルプの場合５００ｍｌｃｓｆ以上、段ボール古紙パルプの場合５００ｍｌｃｓｆ以上のものが好ましい。なおパルプ繊維の叩解には、従来使用される各種リファイナーが適宜使用可能である。
【００１６】
また、本発明の効果を損なわない範囲で、基材紙の抄造時に発泡剤を添加して密度を下げることもできる。発泡剤としては、マイクロカプセル内に低沸点溶剤を封入した熱膨張性マイクロカプセル等がある。また、シラスバルーンのような軽量無機顔料を添加して密度を下げることもできる。
【００１７】
本発明の基材紙を抄造するために紙料に添加する製紙用薬品としては、通常の抄紙で用いられるのと同様のサイズ剤、紙力剤、歩留向上剤等を必要に応じて使用することができる。また、これら製紙用薬品は抄造工程中に紙層間にスプレーしたり、抄造中、もしくは抄造後に原紙表面に塗工する方法で添加することも可能である。
また、抄造時に通常の抄紙で用いられるのと同様の填料を必要に応じて任意の組み合わせで添加することができる。
【００１８】
さらに、染料、ｐＨ調整剤、スライムコントロール剤、消泡剤、粘剤等の抄紙用添加助剤も用途に応じて適宜使用できる。
本発明の抄紙時ｐＨは酸性抄紙である４．５付近から中性抄紙の６〜８程度の間で必要に応じて任意に選択することが可能である。
【００１９】
上記材料からなる紙料を常法により抄紙する。使用する抄紙機は、従来用いられている任意の形式の抄紙機を適宜選択可能であり、特に限定されない。また、乾燥においても、従来用いられている任意の形式のドライヤーを適宜選択可能であり、特に限定されない。
また、本発明において、上記抄紙工程から得られる基材紙は、単層でも良く、２層以上の抄合わせ紙でもよい。
前記した方法により、本発明の(１)〜(４)の要件を満たす紙が製造できるが、強度と伸びと剛性と圧縮率形成のバランスをとるためには、クラフトパルプ、または上質古紙を主体とする密度０．７〜０．９ｇ／ｃｍ3の両外層の間に、機械パルプを主体とする密度０．２〜０．６５ｇ／ｃｍ3の中層を有する、密度０．４〜０．７ｇ／ｃｍ3の多層紙を用いることが最も好ましい。
【００２０】
なお、本発明の基材紙の坪量は、200〜600g/m２が好適であり、240〜500g/m２が更に好ましい。200g/ｍ２未満の場合は、プレス成形後に得られる成形体に十分な強度が発現しない恐れがあり、また、緩衝性に劣るので、プレス成形時にＩＣチップが破損しやすいという問題がある。また、600g/ｍ２を越える場合は、プレス成形時の折りシワ部分の成形性が低下して好ましくない。
【００２１】
また、本発明の基材紙の紙厚は、350〜900μｍが好適であり、400〜800μｍが更に好ましい。350μｍ未満の場合は、緩衝性や断熱性に劣るため、プレス成形時の熱や圧力でＩＣチップが破損する恐れがある。また、900μｍを越える場合は、プレス成形時の折りシワ部分の成形性等の成形加工適性が低下して好ましくない。
【００２２】
本発明における包装材用成形体の基材紙は、密度が０．２〜０．６５ｇ／ｃｍ3の低密度層と、密度０．７〜０．９ｇ／ｃｍ3の高密度層を含む２層以上の多層抄き紙であり、かつ、全体の密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ3の紙を使用することが好ましい。
【００２３】
上記多層抄き紙は、低密度層と高密度層を各々１層有すればよいが、さらに望ましくは表裏の外層を共に高密度層とし、低密度層である中層が挟まれた構造とすることがより嵩高で剛度の高い原紙を得る上でさらに効果的である。
【００２４】
紙、板紙等のシートの剛度Ｓは、該シートを片持ち梁と考えたとき、Ｓ＝Ｅ・Ｉ／Ｂ・Ｗ＝Ｅ・Ｔ３／１２・Ｗ、（Ｅ：ヤング率ＭＰａ、Ｉ：断面二次モーメントＮ・ｃｍ２、Ｂ：試料巾ｍｍ、Ｗ：試料質量ｋｇ、Ｔ：試料厚さｍｍ）で示される。即ち、剛度Ｓはヤング率とシート厚さの３乗に比例すると考えることができる。
【００２５】
さらに、板紙のような多層構造のシートの剛度は、Ｔａｐｐｉ Ｎｏｖ、１９６３、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．１１のＡ．Ｔ．Ｌｕｅｙによると、同様に前述の式を用い、各層のヤング率と断面二次モーメントから各層の剛度値を求め、それら各層の剛度値の和でシート全体の剛度値が求められるとされる。
この考え方に基づけば、紙の厚さ中心からの距離が遠い、即ち、紙厚が厚いほど剛度が得られるので、中層は嵩高にすればよい。また、剛度は厚さの３乗とヤング率の積で示されるので、ヤング率は外層ほど高い方が剛度向上に効果的である。
【００２６】
このことから、中層の密度は０．２〜０．６５ｇ／ｃｍ３が好ましい。さらに好ましくは０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３である。
中層の密度を０．２ｇ／ｃｍ３未満にすると層間強度の低下が激しく、また、０．６５ｇ／ｃｍ３を越えると、原紙全体の密度を０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３とすることが困難である。
また、外層の密度は、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．７ｇ／ｃｍ３未満だと外層のヤング率が低下し、本発明の剛度の向上が期待できない。また、密度０．９ｇ／ｃｍ３を越えた場合は原紙の外層表面が緊密になりすぎることによって、抄紙段階でこれ以上の高密度層を得ることは実質的には困難であるばかりか、プレス成形適性が伴わなくなる。
【００２７】
高密度層に用いるパルプの種類には特段の制約はないが、ＮＵＫＰ、ＮＢＫＰ等のＮ材（針葉樹）パルプの叩解度を高くして剛度を失わないようにしたものが特に望ましい。なお、本発明を効果的なものとするためには、高密度層とした外層の坪量は１５〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。即ち１５ｇ／ｍ２未満では高ヤング率の層を得ることは困難であり、また抄紙自体も困難である。一方、前記外層が１００ｇ／ｍ２を越えると、相対的に低密度層の坪量が減るために原紙全体の密度が上がり、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲とすることが困難である。
本発明の基材紙となる多層抄き紙の製造は、一般的な板紙を製造するのと同様に多層抄き合わせフォーマを用いて行う。
【００２８】
本発明において、低密度層として用いるパルプは、ＪＩＳ−Ｐ８１２１のカナダ標準形に準じたフリーネスが再離解状態で２００〜６５０ｍｌの範囲となるものを用いることが好適である。フリーネスが２００ｍｌ未満の場合、パルプ繊維の水切れが悪いため、搾水されたシートが緻密な構造になりやすく、低密度な紙層構造を得にくくなる。反対にフリーネスが６５０ｍｌを越えると、シートが低密度になりすぎて抄紙時にプレス工程で層間剥離を発生してバルーン状の膨れが発生しやすくなる。なお、再離解状態で２００〜６５０ｍｌのフリーネスを示す紙料は、用いられたパルプ原料の如何に関わらず、カナダ標準型フリーネスで２５０〜７００ｍｌとすることができる。
また、使用されたパルプのフリーネスを、原紙を再離解して測定することは、良好な操業性を示した製品から必要なパルプ特性を単時間で把握するのに有効である。
【００２９】
また、低密度層に用いるパルプ原料としては、任意に選択が可能であるが、低密度な紙層を得やすいパルプ原料を主体とすることが好ましい。具体的にはこのようなパルプとしては機械パルプが挙げられる。機械パルプには、ＧＰ、ＴＭＰ、ＲＧＰ等があるが、ＴＭＰ、ＲＧＰが特に好ましい。その中でもラジアータパインやサザンパイン、ダグラスファー等を原料とするものが、繊維が剛直で変形しにくいという特徴のため、低密度な紙層を得ることができ、またプレス成形時の密度低下も少ないので特に好ましい。
なお、本発明においては、機械破砕する際に化学薬品を添加して得たパルプや、漂白工程を経たパルプ等、一部化学処理したパルプも機械パルプとして扱うものとする。さらに、マーセル化パルプやカールドファイバー等、化学処理によってパルプに低密度化特性を付与したものも好適に使用できる。
本発明においては、低密度層を構成するためには前述のパルプを主体として使用するが、その他、通常用いられる木材を原料とした化学パルプ、又は、各種非木材を原料とした化学パルプ等を適宜配合して使用することも可能である。
いずれにせよ、本発明においては、低密度層の密度が０．２ｇ／ｃｍ３以上、０．７ｇ／ｃｍ３未満となるように各種のパルプを選択し、必要に応じて複数の種類を配合して使用することが望ましい。
なお、本発明においては、機械パルプ、マーセル化パルプ、カールドファイバーの少なくともいずれかが、基材紙の全パルプ中の５０％以上含まれることがさらに望ましい。
【００３０】
次に、本発明で使用する被覆紙について述べる。
被覆紙は、基材紙上のＩＣチップを被覆し、隠蔽する目的で用いられるものであって、一般的な紙素材を適宜選択して使用することが可能であるが、引張強度（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２．０kN／m以上、破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が１．５％以上であることが、基材紙と積層して成形加工原紙とするため、プレス成形適性の面から望ましい。例えば、具体的にはクラフト伸長紙等の伸張性が良好な紙が好適に用いられる。
また、被覆紙の坪量としては、60ｇ/ｍ２以上であることが望ましい。60ｇ/ｍ２未満の場合、ＩＣチップを隠蔽することが困難であるという問題が発生するおそれがある。また、プレス成形時の加熱、加圧によってＩＣチップが破損するという問題が発生するおそれがある。
【００３１】
なお、被覆紙としては、前述した特性を有する基材紙を用いることが可能である。
本発明においては、２枚の基材紙の間にＩＣチップが挟まれて積層された成形加工原紙が、緩衝性や断熱性に優れており、また、これから得られた包装材用成形体の剛度や形状安定性等に優れるため、最も望ましい。
【００３２】
＜成形加工原紙の構成＞
次に、前述で述べた基材紙より成形加工原紙の製造方法について述べる。
本発明で用いられる成形加工原紙は、前述の基材紙と被覆紙の間にＩＣチップが挟まれて積層されていることを特徴とする（図１参照）。
ＩＣチップは、任意の手段により積層した基材紙と被覆紙の間に固定すればよい。例えば基材紙に接着剤等で固定し、さらに接着剤を塗布した被覆紙と貼合することができる。
ＩＣチップの基材紙への固定、及び基材紙と被覆紙の貼合のために使用する接着剤としては、ポリビニルアルコール、デンプン、アルギン酸ソーダ等の水溶性接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリクロロプレン接着剤、ＳＢＲ系接着剤、エポキシ系接着剤、ビニル系接着剤、フェノキシ樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリスルホン系接着剤、ホットメルト系接着剤等を、単独もしくは組み合わせて使用することが可能である。
【００３３】
＜ＩＣチップ＞
本発明で使用するＩＣチップとは、メモリ及びアンテナ配線を備えた微細かつ薄型のＩＣチップであって、リーダライタ等の外部機器に近づけることで、電波、静電結合、電磁波等の非接触方式によって、アンテナと外部機器間で情報の受け渡しが可能なものである。
本発明で使用するＩＣチップは、小さい方が隠蔽しやすく、また、プレス成形加工の時に歪みの影響を受けて破損する可能性が少ない。具体的には、1辺が５ｍｍ以下のものが好適に使用可能である。特に、１辺が０．５ｍｍ以下の小型のものを使用することが好ましい。
また、ＩＣチップの厚さは、０．１〜２００μｍ、さらには０．１〜１００μｍのものを使用することが好ましい。厚さが２００μｍを越えるものは、基材紙の間に挟んだ場合にその箇所のみが過度に厚くなるため好ましくない。また、成形加工原紙をプレスした場合にＩＣチップが破損し易くなるため好ましくない。また、０．１μｍ以下の厚さのＩＣチップについては、現在では技術的に製造が困難である。
【００３４】
＜ＩＣチップ担持テープ＞
本発明で使用する成形加工原紙において、ＩＣチップは、接着などの任意の手段により２枚の基材紙の間に固定されていればよい。しかし、個別のＩＣチップを各々均一に基材紙の間に配置して固定することは実際には困難である。
従って、ＩＣチップを基材紙間に固定して成形加工原紙を製造する際は、製品の精度、作業性や生産性等から考えて、予めＩＣチップを紙・フィルム等のテープに担持させたＩＣチップ担持テープを利用することがさらに望ましい。
ＩＣチップ担持テープとは、具体的には、テープ状キャリアーにＩＣチップが接着等の手段で固定されたものである（図２参照）。
前記テープの素材としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート等の各種樹脂のフィルムが使用可能である。フィルム以外には、紙、合成紙、不織布素材のテープを使用することも可能である。また、これら複数の素材を積層して得たテープを使用することも可能である。
この中でも、耐熱性、強度等の理由によりフィルム素材のテープ、その中でもポリエステルフィルム素材のテープが好適に使用できる。
このようなフィルム素材のテープは、そのまま用いてもよく、必要に応じてコロナ放電処理やプライマー処理等を行うことができる。また、表面に金属蒸着等によって導電性層のパターンを設け、ＩＣチップと連結することにより外部アンテナとすることも可能である。テープにこのような外部アンテナ層を設けることによって、ＩＣチップによる情報の伝達距離を増大させることが可能である。
テープの幅については特に制限はなく、担持させるＩＣチップの大きさによって適宜選択可能であるが、幅１〜５ｍｍとすることが好ましい。
また、テープの厚さは、１０〜１００μｍのものが好適に使用可能である。厚さが１００μｍを越えるものは、必要以上に厚いため不経済である。また、１０μｍ未満のものは、引張り強度や剛性が弱くなる関係でテープが扱い辛くなり、作業性が悪くなるため好ましくない。
このようなテープに、前述のＩＣチップを接着等の手段により一定間隔に固定したものが、ＩＣチップ担持テープである。
【００３５】
＜成形加工原紙の製造方法＞
本発明の成形加工原紙は、基材紙と被覆紙の間にＩＣチップが挟まれて積層されているものである。
これらの製造方法としては、例えば、図３に示すように、基材紙ロール（６）から連続的に供給される基材紙上に、ＩＣチップ（ｐ）を、供給装置（ｓ）から供給し、必要に応じて前述した接着剤により固定し、その上に被覆紙ロール（７）から連続的に供給される被覆紙に接着剤を塗工するなどして連続的に積層させ、これらを貼合ロール（ｔ）によって貼合するという方法が挙げられる。
次に、ＩＣチップ担持テープを使用した成形加工原紙の製造方法について説明する。
この方法は、図４に示すように、基材紙ロール（６）、被覆紙ロール（７）、ＩＣチップ担持テープロール（８）、からから連続的に供給される各ウエブを積層させ、適宜、前述の接着剤を塗工して、これらを貼合ロール（ｔ）によって貼合するという方法である。
ＩＣチップ担持テープは巻取の幅方向に対して複数貼合することも可能である。
この製造方法は、基材紙層間に一定の幅と間隔でＩＣチップが配置された成形加工原紙を得ることが容易に可能であり、従って、後の打ち抜き及びプレス成形工程において、一定の位置にＩＣチップを配置させた状態で、打ち抜き及びプレス成形加工をすることが容易であるため、特に好ましい。
このような成形加工原紙の打抜加工時の平面説明図を図５に示す。図５では、矢印の方向に流れる成形加工原紙から打抜加工されるブランクシート（９）の中心に、ＩＣチップ担持テープ（５）に担持されているＩＣチップ（ｐ）が位置するように位置合わせがなされている。
なお、貼合時のＩＣチップの位置合わせは、画像読み取りによって行うことが可能である。また、ＩＣチップ担持テープには、貼合工程における位置合わせに利用可能なマークを設けることが可能である。テープ自体に可視光又は不可視光、もしくは光を透過させるなどの手段で読み取り可能なマークを等間隔で設けることが可能である。このようなマークによって、貼合する際のＩＣチップの位置合わせがより容易となる。
【００３６】
次に、成形加工原紙のプレス成形、及び成形された包装材用成形体について述べる。
＜成形方法について＞
（１）原紙水分調整
本発明の緩衝材の製造方法としては、成形加工原紙をブランクシートに打ち抜き、必要箇所に罫線を入れ、雄型と雌型よりなるプレス型に該ブランクシートを挟み、加熱、加圧して成形する、プレス成形（絞り成形）という製造方法をとる。
このとき、緩衝材用原紙は、予め調湿して原紙水分を調節することが好ましい。原紙水分は１０〜２０％の範囲が好ましく、好ましくは１１〜１７％、さらに好ましくは１２〜１５％、最も好適には１２．５〜１４．５％である。なお、原紙水分とは、原紙中の全パルプ分の絶乾質量に対する、水分の質量％をいう。原紙水分をこの好適範囲とすると、緩衝材用原紙の可塑化が起こって成形性が向上し、成形時の紙層の破壊を低減する。この結果、より深さがあり、外観が滑らかで美しく、しかも高い剛性を有した緩衝材を得ることができる。原紙水分が１０％未満であると成形体に十分な剛性が得られず、２０％を越えると、基材紙にブリスターが発生して原紙の紙層が剥離する、水分量が多くなるため乾燥に時間がかかり生産性が落ちる、等の問題が発生する恐れがあり好ましくない。
【００３７】
（２）成形方法
次に、ブランクシートから包装用成形材用成形体を製造する工程について説明する。
本発明でプレス成形は一対のプレス用金型により行う。一対の加熱プレス用金型とは、凸状で成形品の内容積部に対応する形状の凸型と、凹状で成形品の外形に対応する形状の凹型である。前記一対のプレス用金型は前後または上下方向に少なくとも片方の型が動くことにより包装材用成形体をプレス可能である（図６参照）。
また、これらのプレス金型には、必要に応じて、ＩＣチップの配置される部分のみ、加圧しないように適宜クリアランスを設けた形状とすることも可能である。本発明に使用するＩＣチップは、成形体全体と比較してごく小さいため、一部分を加圧しなかったとしても、問題なく成形可能である（図９参照）。
【００３８】
本発明においては、プレス時には、ブランクシート、もしくはプレス用金型のいずれかもしくは両方を加熱しておくことが好ましい。本発明の成形加工原紙は、基材紙と被覆紙を積層し、その間にＩＣチップが存在するものであるから、ＩＣチップを破損しないためには、断熱性と緩衝性に優れた基材紙側となる金型のみ加熱しておくことも可能である。
ブランクシートの加熱方法としては、高周波加熱、熱風加熱、赤外線加熱等、任意の手段が用いられる。
また、金型加熱手段としては、該プレス用金型に電熱加熱装置を設け加熱することが一般的であるが、高周波発振機を設けて高周波印加により加熱することが出来る。また両者を併用することもできる。
【００３９】
また、成形時の加熱温度は加工原紙が１００〜１５０℃となるような範囲が好ましく、さらに好ましくは１１０〜１４０℃である。１００℃未満であると、成形に時間がかかり生産性が落ちる。また１５０℃を越えると、特に原紙水分が高い場合にブリスターが発生しやすくなり、また、ＩＣチップが破損する恐れがあるので好ましくない。
【００４０】
プレス成形を完了した包装材用成形体は、金型から取り出し空冷してもよいが、寸法安定性を高めるために、高温の緩衝材を冷却用の金型に一定時間だけ固定冷却することも好ましい。
【００４１】
前記加熱プレス用金型の材質としては、アルミニウム、アルミニウム系合金等、公知のものを適宜選択して使用可能である。
【００４２】
金型を動作させる方法としては、油圧、エアー圧、カム機構等、従来使用される公知の機構のものが適宜採用可能である。プレス成形時に上型と下型のクリアランスを制御する方法としては、油圧あるいはエアー圧による場合、成形品厚さに応じて、コンピューター制御により各圧力を制御することができる。また、ストッパーの位置を制御することができる。カム機構による場合、予め設計されたカム形状と型の下降速度により制御可能である。
【００４３】
プレス成形時の圧力は、１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲が好ましい。圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２より低いと罫線部分の圧縮変形が不十分となるおそれがあり、また１００ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、折りシワ部分の紙層が破壊されるおそれがあり、また、ＩＣチップが破損する可能性が高くなるので好ましくない。
プレス成形時のプレス時間については、成形性、作業性の点から２〜３０秒の範囲が好ましい。
【００４４】
＜高温・高湿下での原紙特性＞
プレス成形時のような、高温・高湿条件下において、成形加工原紙の破断強度（引張強度）は弱くなり、小さな力で破断するようになる。さらに、高湿条件においては、温度が高い程破断伸びも小さくなり、即ち、破断しやすくなる傾向がある。そのため、高温・高湿下における原紙の引張特性が、絞り成形適性において重要な要件となるが、実際の成形時における紙の温度、水分を測定することは困難である。また、高温・高湿下における紙の引張特性を測定することは容易でない。
【００４５】
しかし、本発明者らは研究の結果、温度２３℃、紙中水分量１４質量％の条件下において、下記の条件を満たす基材紙を積層して得た成形加工原紙は、高温・高湿下での絞り成形に適していることを見出した。
（１）縦方向の破断伸び（ＪＩＳ−Ｐ８１１３）が２％、さらに好ましくは３％以上。
（２）縦方向の引張弾性率が１０００〜２０００ＭＰａ、さらに好ましくは１２００〜１８００ＭＰａの範囲。
なお、上記の紙中水分量とは、伸びや弾性率測定時点において、紙中の水分質量を紙の全質量（パルプ＋添加剤＋水分）で除した値を指す。
なお上記測定は、塗工層が存在しない基材紙の状態での測定である。
【００４６】
上記の温度２３℃、紙中水分量１４質量％での縦方向の破断伸びが２．０％未満の場合、プレス成形加工時、延伸性が低いため破断してしまうという問題が発生する可能性がある。
また、温度２３℃、紙中水分量１４質量％での引張弾性率を２５００ＭＰａ以下の範囲にすると、基材紙のパルプ繊維の流動性が高まり、成形時の折りシワ部分の紙層破壊を低減することができ、この結果、強度の高い成形体を得ることができる。前記引張弾性率が１０００ＭＰａ未満の場合、緩衝材の剛性が不足するという問題が発生する恐れがある。
【００４７】
＜包装材用成形体＞
本発明における包装材用成形体とは、１枚の成形加工原紙を一対の凸型と凹型のプレス金型で絞り成形（プレス成形）して成形可能な形状であって、商品を収納するのに用いられる包装用トレー等の包装容器、または緩衝材等、各種包装材として用いられるものをさすものとする。その形状は、椀状、トレー状など、目的に応じて任意に決定する。
図７は、本発明の包装材用成形体の一例を示す斜視図であり、図８はその断面図である。
また、図９は、本発明の包装材用成形体の他の例を示す断面図である。これは、プレス成形時に、ＩＣチップの配置される部分に加圧しないよう、その部分にクリアランスを設けた形状の金型を用いて製造して得られたものである。
【００４８】
なお、上記した紙基材をプレス成形して得た包装材用成形体は、通常の紙・板紙などの原紙等を使用したものと比較して、表面が滑らかで、より形状の自由度が高く、かつ剛度と形状安定性に優れたものを得ることが可能である。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例によって、本発明を更に具体的に述べる。
＜実施例１＞
ディスクリファイナーを用い、市販ＮＢＫＰを５５０ｍｌｃｓｆ（ＴａｐｐｉＴ−２２７カナダ標準型）に、ラジアータパインＴＭＰを３００ｍｌｃｓｆに、市販ＮＵＫＰを５５０ｍｌｃｓｆに叩解した。
これらを紙料とし、多層抄合わせ抄紙機を用いて第１層ＮＢＫＰ４０ｇ／ｍ2、第２層ＴＭＰ２６０ｇ／ｍ2、第３層ＮＵＫＰ５０ｇ／ｍ2の３層構成からなる３５０ｇ／ｍ２の板紙を抄造して基材紙１を得た。この基材紙を後述の測定方法により、引張強度、破断伸び、限界圧縮応力、厚さ方向の圧縮変形量を測定した（表１参照）。
上記基材紙１を基材紙及び被覆紙として用い、これらの二枚の間に、ＩＣチップ担持テープ（外部アンテナ層となる２ｍｍ幅の導電性の蒸着膜が中央部に断続的に設けられた、幅４ｍｍ、厚さ３０μｍのポリエステルテープに、非接触ＩＣチップが２００ｍｍ毎に搭載されたもの）を挟んだ状態で、酢酸ビニル系接着剤を２５gwet／ｍ２を塗布し、これらを貼合して成形加工原紙を得た。
上記成形加工原紙を、水蒸気で調湿して紙中水分１２．５％とし、ＩＣチップがブランクシートの中央に来るようにして打ち抜くと同時に刻印を設けて所定形状のブランクシートとした後、該ブランクシートをテストプレス成型機（第一工機製）により、雄雌の凹凸形状の成形金型で１３０℃、３５ｋｇ／cｍ2で加熱加圧処理してプレス成形して包装材用成形体を得た。
なお、包装材用成形体の形状は図７とした。包装材用成形体の大きさは、底面が７ｃｍ×７ｃｍ、上部開口部が８ｃｍ×８ｃｍの略正方形、フランジ幅が１ｃｍ、側面部の高さが２．５ｃｍとした。なお、この包装材用成形体を得るためのブランクシートは略正方形である。
また、ＩＣチップの位置は、包装材用成形体の底面中央に配置されるものとした。
【００５０】
＜実施例２＞
第１層ＮＢＫＰ４０ｇ／ｍ2、第２層ＴＭＰ２００ｇ／ｍ2、第３層ＮＵＫＰ４０ｇ／ｍ2の３層構成からなる２８０ｇ／ｍ２の板紙を抄造して基材紙２を得た（表１参照）。
上記基材紙２を基材紙及び被覆紙として用いる以外は、実施例１と同様にして、本発明の包装材用成形体を得た。
【００５１】
＜実施例３＞
実施例１で用いた基材紙１を、被覆紙として晒クラフト伸長紙（王子製紙製；坪量７５g/m２）を積層、貼合して成形加工原紙を得た以外は、実施例１と同様にして包装材用成形体を得た。
【００５２】
＜比較例１＞
基材紙及び被覆紙として市販のＫライナー（商品名ＮＲＫ２８０、王子製紙製；坪量２８０g/m２を積層、貼合して成形加工原紙を得た以外は、実施例１と同様にして包装材用成形体を得た。
【００５３】
［評価方法］
上記実施例、比較例で得た基材紙、成形加工原紙、包装材用成形体を以下の方法で評価した。その結果を表１及び表２に示す。
（１）各紙層の密度
実施例、比較例で得た基材紙を、ＪＩＳ−Ｐ８１３９の板紙の抄き合わせ層の剥離強さ試験法記載された層間剥離方法で各層の層間を剥離し、各層の厚さ(ｍｍ)、坪量(ｇ／ｍ2)を求める。なお、剥離した各層の厚さは剥離によって毛羽立っており、実際の厚さより厚くなってしまうため、以下の方法で補正ファクター値を算出して、剥離後の各層の厚さ値を補正し、各層の密度を算出する。
補正ファクター値＝剥離前の全層厚さ／剥離後の各層厚さの合計値
各層の剥離が上記のＪＩＳ−Ｐ８１３９の板紙の抄き合わせ層の剥離強さ試験法記載の層間剥離方法で困難な場合は、多層抄合わせシート試料を６０℃の温水に１時間含漬した上で表層と中層、裏層にそれぞれ剥ぎ分ける。剥ぎ取ったそれぞれの層を乾燥して厚さ(ｍｍ)、坪量(ｇ／ｍ2)を求める。その後、上記の補正ファクター値を同様に算出して剥離した各層の厚さを補正して、各層の密度を算出する。
【００５４】
（２）引張強度
実施例、比較例の基材紙および被覆紙を、幅方向で幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍに裁断した試験片を２３℃、５０％ＲＨの条件で２４時間以上調湿した後、ストログラフＭ２型試験機（東洋精機製作所製）を用いて、ＪＩＳ−Ｐ８１１３に従って引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎで測定した。
【００５５】
（３）破断伸び
実施例、比較例の基材紙および被覆紙を、幅方向で幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍに裁断した試験片を２３℃、５０％ＲＨの条件で２４時間以上調湿した後、ストログラフＭ２型試験機（東洋精機製作所製）を用いて、ＪＩＳ−Ｐ８１１３に従って引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎで測定した。
【００５６】
（４）限界圧縮応力
実施例、比較例で得た基材紙を、流れ方向、幅方向それぞれに幅１２．７ｍｍ、長さ１５２．４ｍｍに裁断した試験片を２３℃、５０％ＲＨの条件で２４時間以上調湿した後、デジタル式リングクラッシュテスターＸ−１１０４（オリエンテック製）を用いて、ＪＩＳ−Ｐ−８１２６に従って圧縮強度Ａを測定、さらに圧縮強度測定時における試験片の荷重部分面積Ｂを求め、下記式から算出した。
限界圧縮応力＝Ａ／Ｂ
ここで
限界圧縮応力単位：ＭＰａ
圧縮強度単位 ：Ｎ
試験片の荷重部分の面積＝試験片の厚さ（ｍｍ）×１５２．４ｍｍ
（試験片の厚さは２３℃、５０％ＲＨの条件で２４時間以上調湿したサンプルをＪＩＳ−Ｐ８１１８に従って測定した値）
【００５７】
（５）圧縮変形量
実施例、比較例で得た基材紙を、５０ｍｍ×５０ｍｍに裁断した試験片を２３℃、５０％ＲＨの条件で２４時間以上調湿した後、ストログラフＭ２型試験機（東洋精機製作所製）を用いて、圧縮速度１．０ｍｍ／ｍｉｎで試験片１枚を厚さ方向に圧縮して応力−歪み曲線を描き、圧縮応力２０ｋｇｆ／ｃｍ２における圧縮量（歪み量）を測定した。
【００５８】
（６）成形性
プレス成形された包装材用成形体の紙層表面の割れおよび破断の有無の評価を行った。紙層の割れもしくは紙の破断が無いものを○、１箇所でも割れや破断が発生したものを×とした。
【００５９】
（７）ＩＣチップ作動調査
プレス成形された包装材用成形体を、ＩＣチップのリーダー装置（日立国際電機社製）の読み取り部に５０ｍｍまで近づけて、リーダ装置が作動するものを○、作動しないものを×とした。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
【表２】
2008087825.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】成形加工原紙の断面図である。
【図２】ＩＣチップ担持テープの断面図である。
【図３】成形加工原紙の製造方法の模式図である。
【図４】成形加工原紙の製造方法の模式図である。
【図５】打抜加工時の平面説明図である。
【図６】プレス成形加工の説明図である。
【図７】本発明の包装材用成形体の斜視図である。
【図８】本発明の包装材用成形体の断面図である。
【図９】本発明の包装材用成形体の断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：成形加工原紙，２：基材紙，３：被覆紙，４：接着剤層，５：ＩＣチップ担持テープ，６：基材紙ロール，７：被覆紙ロール，８：ＩＣチップ担持テープロール，９：ブランクシート，１０：包装材用成形体，ｐ：ＩＣチップ，ｑ：外部アンテナ層，ｒ：フィルム層，ｓ：ＩＣチップ供給装置，ｔ：貼合ロール，ｕ：凸型，ｖ：凹型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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