(57)【要約】【課題】この発明は高遮光性を有する容器用紙材及び包装容器に関する。【解決手段】高遮光性を有する容器用紙材及び包装容器は、カーボンブラックなど化石燃料由来の遮光物質ではなく、植物質など天然素材由来の遮光物質である活性炭を用いることで、環境問題への配慮を行い、三層以上に積層された紙の中間層に活性炭を０．０２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲で含む遮光層を設けることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三層以上に積層された紙の中間層が、天然素材由来である活性炭を０．０２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲で含んだ遮光層からなっていることを特徴とする高遮光性を有する容器用紙材。
【請求項２】
前記中間層に含まれる活性炭が０．２〜２．０μｍの平均粒子径であることを特徴とする請求項１記載の高遮光性を有する容器用紙材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の容器用紙材を用いたことを特徴とする包装容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、包装容器、特に食品用包装容器に使用される高遮光性を有する容器用紙材およびこの紙材を用いた包装容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙は、従来からカップやカートンなどの包装容器の資材として広く使用されている。
紙を包装容器として使用した場合、光線が紙を透過することによって内容物、特に食品などに影響を及ぼすことがある。
例えば内容物が、清酒や緑茶、ヨーグルト、油脂類あるいは高脂肪分のアイスクリームなどの場合、これらのものは光線の影響を受けやすく、色素劣化や品質劣化を引き起こし商品価値を著しく低下させてしまうことがある。
上記のような内容物の劣化を防止するため、使用される紙の光の透過を抑制する（以下、遮光すると言うことがある）必要がある。
しかし、内容物の品質劣化を引き起こす波長は特定されておらず、可視光領域、近紫外領域、近赤外領域の波長を遮光する必要がある。
【０００３】
このような領域を遮光する目的で紙の表面に墨インキなどを印刷する方法や紙にアルミニウム箔（以下、アルミ箔という）を貼合する方法、紙の一部の層を着色する方法により遮光性を有する紙（以下、遮光紙ということがある）が作られている。
これらの方法のうち、紙の表面に印刷して作られる遮光紙の場合には遮光するための印刷を行い、さらに白色度を維持するため、遮光印刷層の上に白色印刷をすることになり生産効率が悪いという難点がある。
また、紙にアルミ箔を貼合して作られる遮光紙の場合には遮光性能においては充分な効果が得られるが、焼却時に焼却炉に燃えかすが残るなど、焼却適性がなく環境問題の一つになっている。
【０００４】
紙の一部の層を着色して作られる遮光紙は、例えば実開昭５９−１０３８００号公報のように未晒しのパルプを用いたり、またはパルプを染料や着色顔料によって着色したり、またはそれらを併用したりして作られている。
未晒しのパルプによって遮光するような紙の場合、パルプ臭が晒しパルプに比べてやや強いという問題がある。
染料によって着色した紙の場合には、内容物によっては染料が溶け出し、内容物の商品価値を低下させてしまうことがある。
遮光紙に使用される着色顔料には特開平４−１０４１４３号公報や特開２００１−１１７９６号公報のようにカーボンブラックが開示されている。
【０００５】
カーボンブラックの定着には、従来、硫酸バンドが多く用いられていたが、特開平４−１０４１４３号公報ではカーボンブラックとカチオン染料によって遮光層を設ける方法が開示されている。このような遮光紙の場合にはカーボンブラックの定着にカチオン染料を使用しており、食品容器として使用した場合に定着の目的として使用したカチオン染料が内容物に付着してしまうことがあるという欠点があった。
この欠点を解決するために、本出願人は、特開２００１−１１７９６号公報により、カーボンブラックをカチオン性アミン含有定着剤によって定着させ、高度の遮光性を得る技術を提案しており、酸性および中性のどちらの抄造においても高度の遮光性が得られるという効果を奏している。
【０００６】
ところで、近年、地球環境問題への意識の高まりから、石油や石炭など化石燃料の使用量を削減し、地球温暖化を防止するために二酸化炭素の放出量を減らす取り組みが各方面で行われている。また、他方では、化石燃料の大量消費によるエネルギー資源の枯渇を懸念する声も聞かれている。
本出願人は、上記情勢に鑑み、化石燃料の使用量を極力減らすためにも、カーボンブラックや合成染料などの化石燃料由来の遮光物質ではなく、植物質など天然素材由来の活性炭を遮光物質として用いた容器用紙材や包装容器を開発すべく鋭意研究開発を行い、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１７９６号公報  カーボンブラックをカチオン性アミン含有定着剤によって定着させて高遮光性を備えた構成
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の主たる課題は、高遮光性を備えており、かつ環境問題を考慮するため、遮光物質として植物質などの天然素材由来である活性炭を紙材の中間層に含む高遮光性を有する容器用紙材および該紙材を用いた包装容器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するため、請求項１の高遮光性を有する容器用紙材の発明では、
三層以上に積層された紙の中間層が、植物質など天然素材由来の活性炭を０．０２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲で含んだ遮光層からなって高遮光性を有する、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記中間層に含まれる活性炭が０．２〜２．０μｍの平均粒子径であるという技術的手段を講じている。
請求項３の発明では、前記容器用紙材を用いて包装容器とする、という技術的手段を講じている。
【００１０】
これにより、波長が２５０〜８５０ｎｍの範囲の光線が抑えられ、遮光物質として化石燃料由来ではなく、天然素材由来の活性炭を用いることにより、環境問題を考慮した容器用紙材およびそれを用いた包装容器が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の高遮光性を有する容器用紙材の好適な実施形態について詳細に説明する。
容器用紙材１は、３層以上に積層された紙材であって、パルプ層からなる表層２と、裏層４と、活性炭を含む遮光層である中間層３とから構成されている（図１参照）。
従って、表層２または裏層４は、単層であっても複数層からなるものでもよい。
これら表層２と裏層４の層の数は必ずしも同数ではなくてもよい。
また、活性炭を含む遮光層３も単層であっても複数層からなるものであってもよい。
【００１２】
前記活性炭は、木材、のこくず、木炭、椰子殻などの植物質すなわち天然素材を原料としている。
この活性炭の平均粒子径は０．２〜２．０μｍの範囲のものが好適に使用でき、さらに好ましくは０．４〜１．２μｍのものが用いられる。
０．２μｍより小さいと、分散液を作成する際にゲル化を起こしてしまうことがある。
一方、２．０μｍを超えると、パルプ繊維に定着しにくくなることがある。
【００１３】
また、活性炭は、多糖類により水分散されたものが好適に用いられる。
多糖類は、カルボキシメチルセルロースナトリウムや澱粉など、活性炭と同じく天然素材由来のものを用いることができる。
活性炭の添加量は、０．０２〜２．０ｇ／ｍ２の範囲になるように添加することが必要である。
０．０２ｇ／ｍ２より少ないと十分な遮光性が得られない。
２．０ｇ／ｍ２を超えて添加した場合、遮光の効果はほぼ飽和に達してしまい、多くする必要がなくコスト高になるばかりか製品の外観が悪化してしまう。
【００１４】
また、活性炭の添加量は、０．０３〜１．２ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。
即ち、前述のように０．０２ｇ／ｍ２で遮光の効果は得られるが、０．０３ｇ／ｍ２で遮光の効果の確実性が一層高まる。
次に、１．２ｇ／ｍ２までは白色度を高く維持することができる。これを超えると、白色度がやや低下する。
【００１５】
この実施形態で使用されるパルプは特に制限はないが、セルロース系天然パルプ、例えば化学パルプ、機械パルプなどの木材パルプ、ケナフ、バガス、麻や竹などの非木材パルプなどを挙げることができ、これらを単独あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１６】
前記活性炭は、カチオン性ポリマーや硫酸バンドなどを用いることで、パルプ繊維へと定着させることができる。カチオン性ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、カチオン性アミン含有樹脂などカチオン性ポリマーや、硫酸バンドなどを適宜選択し、上述構成原料に添加して用いる。
また、必要に応じて紙力向上やサイズ性能付与の目的で従来より使用されている各種のアニオン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の紙力増強剤、サイズ剤などを適宜選択して使用することができる。
【００１７】
例えば、紙力増強剤としてはポリアクリルアミド系のアニオン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の樹脂、ポリアミンポリアミドおよびその誘導体、カチオン性、および両性澱粉などの各種の紙力増強剤が使用できる。
サイズ剤としてはロジン系、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系などの各種サイズ剤を挙げることができる。
【００１８】
さらに一般に公知となっている填料、例えば、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、二酸化チタンなどの鉱物質填料も適宜選択して使用できる。これらの薬品を定着させる目的で硫酸バンドなどの無機系化合物を適宜組み合わせて使用できる。
また、抄紙用添加助剤としてはｐＨ調整剤、消泡剤、粘剤なども必要に応じて使用できる。
【００１９】
また、サイズプレスコート、ゲートロールコート、キャレンダーコート、ブレードコート、ロールコート、エアナイフコート、バーコート等の塗工方法にて澱粉やポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド系の紙力増強剤、各種表面サイズ剤、顔料等を塗工することも可能である。
この実施形態で、板紙の抄造に使用される抄紙機としては、円網型、短網型、長網型、コンビネーション型等を挙げることができる。
【００２０】
また、この実施形態で紙材の板紙の坪量は１００〜６００ｇ／ｍ２の範囲であることが好ましい。
板紙の坪量が１００ｇ／ｍ２に満たない場合、必要な活性炭の量を中間層に添加した場合に中間層に着色した黒色が紙表面に透けてしまい外観上悪化する。
６００ｇ／ｍ２を超えると脱水性の低下や乾燥効率の低下などにより、生産性が低下してしまうことがある。
さらに好ましくは２００〜５００ｇ／ｍ２である。２００ｇ／ｍ２以上であれば一層外観に優れ、また５００ｇ／ｍ２以下であると生産性を更に向上させることができる。
【００２１】
以上のような構成原料により得られた遮光性紙材は次工程において印刷、ラミネート加工されることが多い。
印刷にはグラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷などが使用できる。
印刷インキにはそれぞれの印刷に合致したグラビアインキ、オフセットインキ、フレキソインキ等が使用できる。
ラミネート加工に使用される樹脂はポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂などの各種樹脂を挙げることができ、単独またはこれらの積層で使用しても良い。
【００２２】
そして、公知の適宜方法によって包装用容器に成型されて使用に供される。
包装用容器５の形態としては、例えば図２に例示するカップ型のほか、カートン型、トレー型、箱型、筒型などが挙げられるが、形状としては特に限定されるものではないこと勿論である。
また、容器に収納される被包装物としては固体や液体の食品用として用いられる場合が多いが、光により影響を受ける内容物であれば食品に限定されるものではない。被包装物は気体であってもよい。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を挙げてこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下において％および部は重量％、重量部を示す。
広葉樹晒しクラフトパルプはＬＢＫＰ、針葉樹晒しクラフトパルプはＮＢＫＰ、広葉樹未晒しクラフトパルプはＬＵＫＰと表示する。
また、各実施例の活性炭の添加量、抄紙原料のｐＨと遮光紙の設定坪量を図６に、各比較例については図７に示した。
【００２４】
また、以下の実施例、比較例における光線透過率および定着性の指標である色落ちの測定方法は次の通りである。
［光線透過率］
日本分光（株）社製分光光度計にて波長２５０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲について５０ｎｍ間隔で測定した。この発明の紙自体の光線透過率の絶対値は小さく測定困難のため、ろ紙を基準として測定を行った。
紙の光線透過率Ｔは次式で表される。定量ろ紙のＮｏ．５Ｃ（商品名、東洋濾紙（株）社製）自体の光線透過率をｔｏ、紙材自体の光線透過率をｔｉとすると
Ｔ＝（ｔｉ／ｔｏ）×１００
ここでは、光線透過率の平均値が１５％以下である場合に遮光性が良好であると判断した。
【００２５】
［色落ち］
水または１％クエン酸水溶液に試料を２０℃×２４時間浸漬し、試料を取り出した後、ろ紙に挟みプレス圧５ｋｇｆ／ｃｍ２で４時間プレスする。その後、熱風循環式乾燥機で１０５℃×２時間乾燥し、ろ紙に付着した色を目視で判定した。着色のないものを○、着色の認められるものを×とした。
【００２６】
【実施例１】
ＬＢＫＰ５０部とＮＢＫＰ５０部を混合したパルプをパルパーにて離解後、叩解機にて紙料濃度４％でカナダ標準ろ水度（Ｃ．Ｓ．Ｆ）４００ｍｌになるまで叩解してパルプスラリーとした。
このパルプスラリーに湿潤紙力剤ＷＳ−５７０（商品名、星光ＰＭＣ（株）社製）０．３１部、アルキルケテンダイマー系サイズ剤ＡＳ−２６２（商品名、星光ＰＭＣ（株）社製）０．３３部、共重合ポリアクリルアミド系紙力増強剤ハーマイドＥＸ−３７０（商品名、ハリマ化成（株）社製）０．３部、ホフマン変性ポリアクリルアミド系紙力増強剤スターガムＫＸ−１２（商品名、星光ＰＭＣ（株）社製）０．３部をパルプ固形分に対し添加してｐＨを７．５に合わせ表層、裏層の抄紙原料とした。
【００２７】
表層、裏層と同様に作成した抄紙原料を紙料濃度０．３％に希釈し、パルプ固形分に対して活性炭が０．８３部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラック（商品名、大日精化工業（株）社製）を添加し、続いてアルキルアミン系定着剤ダイフィックスＹＫ−５０（商品名、大和化学工業（株）社製）を１．５部添加して中間層の抄紙原料とした。
【００２８】
これらの抄紙原料を円網型抄紙機を用いて表層、中間層、裏層の順で３層構成で、中間層の坪量を６０ｇ／ｍ２になるように抄紙し、全体の坪量３００ｇ／ｍ２の紙材を得た。
これによって、中間層に含まれる活性炭量は０．５０ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に示し、光線透過率および色落ちの測定結果を図４と図５の表に示す。遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００２９】
【実施例２】
実施例１と同様に叩解したパルプスラリーにロジン系サイズ剤ペローザＷＳ（商品名、近代化学工業（株）社製）０．６部、ポリアクリルアミド系紙力増強剤スターガムＡ−１５（商品名、星光ＰＭＣ（株）社製）０．５部、硫酸バンド１．５部をパルプ固形分に対し添加しｐＨを４．５に合わせ表層、裏層の抄紙原料とした。表層、裏層と同様に作成した抄紙原料を紙料濃度０．３％に希釈し、パルプ固形分に対し活性炭が０．８３部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加し、続いてアルキルアミン系定着剤を１．５部添加して遮光層の抄紙原料とした他は実施例１と同様に抄紙した（中間層の坪量６０ｇ／ｍ２、全体の坪量３００ｇ／ｍ２）。
これによって、中間層に含まれる活性炭量は０．５０ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に示し、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示す。この場合も遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００３０】
【実施例３】
パルプ固形分に対し活性炭が０．０５部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加した他は、実施例１と同様に抄紙した。
ここで、抄紙のｐＨは７．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
これによって中間層の活性炭量は０．０３ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示す。この場合も遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００３１】
【実施例４】
中間層の坪量が４６ｇ／ｍ２になるようにし、全体の坪量を２３０ｇ／ｍ２とした他は実施例１と同様に抄紙した。ここで、抄紙のｐＨは７．５である。
これによって中間層の活性炭量は０．３８ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に示し、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示した。この場合も遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００３２】
【実施例５】
中間層の坪量が４６ｇ／ｍ２になるようにし、全体の坪量を２３０ｇ／ｍ２とした他は実施例２と同様に抄紙した。ここで、抄紙のｐＨは４．５である。
これによって中間層の活性炭量は０．３８ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に示し、光線透過率および色落ちのの測定結果を図４および図５の表に示した。この場合も遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００３３】
【実施例６】
パルプ固形分に対し活性炭が３．０部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加し、アルキルアミン系定着剤ダイフィックスＹＫ−５０を５．４部添加した他は、実施例１と同様に抄紙した。
ここで、抄紙のｐＨは７．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
これによって中間層の活性炭量は１．８ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に示し、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示した。この場合も遮光性は良好であり、色落ちもなかった。
【００３４】
【比較例１】
パルプ固形分に対し活性炭が５．０部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加し、アルキルアミン系定着剤ダイフィックスＹＫ−５０を９．０部添加した他は実施例１と同様に抄紙し紙を得た。
ここで、抄紙のｐＨは７．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
これによって中間層の活性炭量は３．０ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示した。色落ちはなく、遮光性も良好であるが、光線透過率は実施例６と同等であり、また、表面の白色度が低下し外観上好ましいものとはならなかった。
【００３５】
【比較例２】
パルプ固形分に対し活性炭が５．０部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加し、アルキルアミン系定着剤ダイフィックスＹＫ−５０を９．０部添加した他は実施例２と同様に抄紙し紙を得た。
ここで、抄紙のｐＨは４．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
これによって中間層の活性炭量は３．０ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示した。色落ちはなく、遮光性も良好であるが、光線透過率は実施例６と同等であり、また、表面の白色度が低下し外観上好ましいものとはならなかった。
【００３６】
【比較例３】
パルプ固形分に対し活性炭が０．０１７部になるように活性炭分散液ＡＣ−２０００ブラックを添加した他は実施例１と同様に抄紙し紙を得た。
ここで、抄紙のｐＨは７．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
これによって中間層の活性炭量は０．０１ｇ／ｍ２となった。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示した。色落ちは発生しなかったが、十分な遮光性能は得られなかった。
【００３７】
【比較例４】
実施例１の表層、裏層と同様に作成した抄紙原料にカチオン染料カヤセルブラックＣＮ−ｌｉｑ（商品名、日本化薬（株）社製）をパルプ固形分に対し２０部添加し中層用抄紙原料とした他は、実施例１と同様に抄紙した。
ここで、抄紙のｐＨは７．５、遮光紙全体の坪量は３００ｇ／ｍ２  である。
この紙材の坪量、厚さおよび密度の測定結果を図３の表に、光線透過率および色落ちの測定結果を図４および図５の表に示す。遮光性は良好であるが、染料の色落ちが発生した。
【００３８】
【発明の効果】
以上の実施例の結果から、光線の波長が２５０〜８５０ｎｍの範囲で高遮光性を有し、かつ内容物を汚染することがなく、環境問題にも配慮した高遮光性の紙材が得られた。
そして、この高遮光性の紙材を用いてカップ状やカートン状その他任意形状の包装容器を製作したが、同様に光線の波長が２５０〜８５０ｎｍの範囲で高遮光性を有し、かつ内容物を汚染することがない包装容器が得られた。
また、容器用紙材は光による影響を受けやすい食品用包装容器に好適であるが、その他の物品にも適用しうることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】
容器用紙材を模式的に示す部分断面図である。
【図２】
包装用容器の一例としてのカップを示す側面図である。
【図３】
各実施例と比較例との坪量、厚さおよび密度結果を示す表である。
【図４】各実施例と比較例との光線透過率結果を示す表である。
【図５】各実施例と比較例との色落ち結果を示す表である。
【図６】各実施例における活性炭の添加量と紙材の設定坪量を示す表である。
【図７】各比較例における活性炭の添加量と紙材の設定坪量を示す表である。
【符号の説明】
１    容器用紙材
２    表層
３    遮光層である中間層
４    裏層
５    包装用容器
【図１】
2005023462.tif 000003
【図２】
2005023462.tif 000004
【図３】
2005023462.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005023462.tif 000007
【図６】
2005023462.tif 000008
【図７】
2005023462.tif 000009