(57)【要約】微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の少なくとも一方の表面に、一層以上の熱可塑性合成樹脂層が積層された成型用ラミネート紙において、前記紙基材の表面に、その凹部の平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されているようにした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の少なくとも一方の表面に、一層以上の熱可塑性合成樹脂層が積層された成型用ラミネート紙において、前記紙基材の表面に、その凹部の平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されていることを特徴とする成型用ラミネート紙。
【請求項２】
前記熱可塑性合成樹脂層のうち前記紙基材と接する層が、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１に記載の成型用ラミネート紙。
【請求項３】
前記シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンの層の上にポリプロピレンの最外層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の成型用ラミネート紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、耐水性が付与された成型用ラミネート紙に関するものである。
【背景技術】  成型用紙には、その成型の容易さから微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材が用いられている。この紙基材としては、ドライヤーロールと予め伸長させておいたゴムベルトとの間に湿紙を通し、ゴムベルトの収縮を利用してこれを収縮させることにより製造されるクルパック紙（米国  ウェストバージニア・パルプ・アンド・ペーパー社にて開発）、ドクターブレードを用い、プレスロール又はドライヤーロール上で湿紙を皺付けすることにより製造されるクレープ紙、特表平１１−５０９２７６に記載の１組のローラ間で凝縮して縦横の伸び特性が同時に付与された紙等が挙げられる。
これらの紙基材は、プレス成型、圧空成型、真空成型、絞り成型等の成型機により立体成型がなされて、容器、包装材料等として広く用いられている。しかし、紙基材は、合成樹脂に比べて、常温で成型が可能でなおかつ剛性を有する利点がある一方、耐水性に劣る問題点がある。これらの紙基材が成型されて用いられる容器、包装材料は、食品包装材料として用いられることが多い。食品包装材料の分野では、冷却・冷凍による結露水、殺菌洗浄水、食品・飲料物等に対する耐水性が要求される。そこで、前記の紙基材に耐水性を持たせるため、紙基材の表面に熱可塑性合成樹脂を積層した成型用ラミネート紙が提案され使用されている。
紙基材への熱可塑性合成樹脂のラミネートは、通常、押出しラミネート法や共押出しラミネート法によって行われる。即ち、巻取りロールから繰り出された紙基材層の表面に、Ｔダイ製膜機から溶融した熱可塑性合成樹脂を押出し、または、２種以上の熱可塑性合成樹脂を共押出しし、クーリングロールとゴムロールからなるニップロールで直ちに、紙基材層とこの（これらの）熱可塑性合成樹脂層を押圧・圧着して積層することによりラミネートが行われる（例えば、特表平１０−５０４５０３参照。）。
しかしながら、上記従来知られている成型用ラミネート紙では、熱可塑性合成樹脂層をラミネートした面における耐水性は付与されるものの、端面の耐水性（耐浸透性）については考慮されていない。特に、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材に熱可塑性合成樹脂層をラミネートした成型用ラミネート紙では、紙基材に熱可塑性合成樹脂層をラミネートする際に、紙基材の表面の凹部とラミネートされた熱可塑性合成樹脂層との間に空隙が生じ易いが、ラミネートにあたっては、前記空隙について全く配慮がなされていない。そのため、成型用ラミネート紙の端面が水と接触したとき、前記紙基材の表面の凹部とラミネートされた熱可塑性合成樹脂層との間の空隙が毛細管現象による水の通り道となって、前記端面からの水の浸透が著しく、前記の成型用ラミネート紙を食品包装材料に用いる場合の大きな問題点となっていた。
【発明の開示】
本発明の目的は、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の少なくとも一方の表面に熱可塑性合成樹脂層が積層された成型用ラミネート紙において、その端面の耐浸透性を向上させた成型用ラミネート紙を提供することにある。
本発明の成型用ラミネート紙は、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の少なくとも一方の表面に、一層以上の熱可塑性合成樹脂層が積層された成型用ラミネート紙において、前記紙基材の表面の凹部に、その平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されていることを特徴とする。
このように紙基材の表面の凹部に、その平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されていると、紙基材の表面と熱可塑性合成樹脂層との間からの吸水が抑制され、その端面に優れた耐浸透性を有する成型用ラミネート紙を得ることができる。
また、本発明の成型用ラミネート紙は、前記熱可塑性合成樹脂層のうち前記紙基材と接する層が、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンからなることを特徴とする。
このように熱可塑性合成樹脂層のうち紙基材と接する層が、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンからなっていると、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンは熱溶融時の流動性が特に良いため、これを押出しラミネート法や共押出しラミネート法により紙基材に積層した場合、紙基材の表面の凹部に良好に充填することができる。
また、本発明の成型用ラミネート紙は、前記シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンの層の上にポリプロピレンの最外層が設けられていることを特徴とする。
このようにシングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンの層の上にポリプロピレンの最外層が設けられていると、この成型用ラミネート紙で成型されたものに耐熱性を付与することができる。また、ポリプロピレンは熱溶融時の流動性が劣っているが、熱溶融時の流動性が優れたシングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンと共押出しラミネートすることにより、この欠点を補うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の成型用ラミネート紙は、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の少なくとも一方の表面に、一層以上の熱可塑性合成樹脂層が積層された成型用ラミネート紙において、前記紙基材の表面の凹部に、その平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されたものである。
本発明において紙基材は、植物繊維または植物繊維とその他の繊維を絡み合わせ、膠着させて製造する紙に、成型適性を付与するため、微細な凹凸を施すことにより伸び特性を付与したものである。
このような紙基材としては、クルパック紙、クレープ紙、特表平１１−５０９２７６に記載の１組のローラ間で凝縮して縦横の伸び特性を同時に付与する方法により製造される紙等、何らかの外力により、紙匹表面を収縮処理して製造されるものが挙げられる。このような紙基材であれば、何であれ本発明に使用することができるが、特に伸び率１０％以上に伸び特性が付与された紙を基材とするラミネート紙は、その端面からの水の浸透量が大きく、また、本発明による端面の耐浸透性の改善効果も大きいので、本発明を適用する紙基材として適している。
前記紙基材の表面に積層する熱可塑性合成樹脂層を形成する樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレン（シングルサイト系触媒を用いて合成された直鎖状低密度ポリエチレン（ＳＳ−ＬＬＤＰＥ））、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）といったポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）といったポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、生分解性樹脂（ポリ乳酸、デンプン系樹脂）等を使用することができる。
微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の表面に、その凹部の平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂を充填するには、例えば、これらの熱可塑性合成樹脂を、押出しラミネート法や共押出しラミネート法により紙基材表面に積層する際の押出し温度を調節し、その溶融粘度が最小になるように設定してやればよい。このようにラミネート温度を設定することにより、ラミネートされる樹脂の流動性が向上するので、紙基材に形成された凹部に合成樹脂が十分に充填され、本発明の成型用ラミネート紙を得ることができる。中でも、ＳＳ−ＬＬＤＰＥは熱溶融時の流動性が特に良いため、本発明において、押出しラミネート法や共押出しラミネート法により紙基材の一方または両方の表面に積層する樹脂として望ましい。
また、押出しラミネート法又は共押出しラミネート法を用いる場合には、クーリングロールと対を成してニップロールを形成しているゴムロールは、通常、硬度８０度（ＪＩＳ  Ｋ−６２５３）以上のものを用い、線圧は１５ｋｇｆ／ｃｍ以上で紙基材と熱可塑性合成樹脂層の押圧・圧着を行うことが好ましい。ラミネートする樹脂の熱溶融時における流動性が低い場合や、ラミネート厚が薄い場合には、紙基材に形成された凹部の底部まで樹脂を充填することは難しいが、ニップロールのニップ圧を高めて押出しラミネート又は共押出しラミネートを行うことで、その底部まで溶融した樹脂を押し込み、凹部の平均空隙断面積を０．１ｍｍ２未満とすることも可能となる
さらに、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の表面に、その凹部の平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂を充填するには、この紙基材表面を、チルドロールカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトニップカレンダー等を用いたカレンダー処理により平滑化することも有効である。このように平滑化処理を行った紙基材に対しては、熱可塑性合成樹脂にて形成されたフィルムを単に貼り合わせるだけでも、その凹部の平均空隙断面積を０．１ｍｍ２未満となるように、熱可塑性合成樹脂を充填することが可能となる。この場合には、例えば、このような樹脂フィルムと、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された後、表面の平滑化処理を行った紙基材とを、アンカーコート樹脂を介してサンドイッチラミネートすればよい。なお、微細な凹凸の付与により伸び特性が付与された紙基材の表面に、上記平滑化処理を行った後、熱溶融時の流動性に優れた樹脂による押出しラミネート又は共押出しラミネートを行えば、紙基材表面の凹部への熱可塑性合成樹脂の充填は、より十分なものとなる。
本発明の成型用ラミネート紙においては、紙基材とこの紙基材の一方または両方の表面に積層された熱可塑性合成樹脂層の他に、他の層を設けてもよい。殊に、この成型用ラミネート紙から成型される容器や包装材料が耐熱性を要求される分野で使用される場合、ラミネート層の最外層は融点が高く、耐熱性を有するポリプロピレンにて形成することが望ましい。もっとも、ポリプロピレンは、ポリエチレン等に比べて熱溶融時の流動性が劣っているので押出しラミネートは難しいが、熱溶融時の流動性に優れた樹脂とポリプロピレンとを共押出ししてラミネートすることにより、この欠点は解決できる。例えば、ポリプロピレンと共押出しする樹脂としてＳＳ−ＬＬＤＰＥを選択した場合には、ＳＳ−ＬＬＤＰＥを紙基材表面と接するようにして共押出しラミネートすることにより、ＳＳ−ＬＬＤＰＥの熱溶融時の流動性とポリプロピレンの耐熱性といった双方の利点を生かすことができ、しかも、耐端面浸透性に優れた成型用ラミネート紙を得ることができる。なお、ここで用いるポリプロピレンは、ホモポリプロピレンでもランダムポリプロピレンでもよいが、ホモポリプロピレンの方がランダムポリプロピレンに比べて、熱溶融時の流動性にいささか優れ、ＳＳ−ＬＬＤＰＥとの接着性も良いため、ホモポリプロピレンを用いることが望ましい。
ラミネート厚さは、紙基材表面の凹凸の状況をも考慮して定めなければならないが、通常は紙基材表面に積層される熱可塑性合成樹脂層と他の層とを合わせて、紙基材の一方の側で４０μｍ以上とすることが望ましい。４０μｍ未満の場合、紙基材に形成された凹部の底部まで樹脂を充填することが難しいため、その平均空隙断面積を０．１ｍｍ２未満とすることも難しくなる。
本発明の成型用ラミネート紙において、紙基材、この紙基材の一方または両方の表面に積層された熱可塑性合成樹脂層及び他の層には、本発明の目的を害さない限り、種々の添加剤を添加したり、塗工剤を塗工したりすることができる。例えば、これらの添加剤や塗工剤として、紙基材にはサイズ剤、無機填料（酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ等）等、この紙基材の一方または両方の表面に積層される熱可塑性合成樹脂層及び他の層には帯電防止剤、耐ブロッキング剤（アクリルビーズ、ガラスビーズ、シリカ等）等、一般的に使用される添加剤や塗工剤を使用することができる。
本発明の成型用ラミネート紙は、前記した押出しラミネート法や共押出しラミネート法またはサンドイッチラミネート法以外の、公知のラミネート法によっても製造することができる。即ち、これらの方法を単独で、または適宜組合わせて用い、紙基材の一方または両方の表面に熱可塑性合成樹脂層もしくはこの熱可塑性合成樹脂層と他の層とを積層した場合に、紙基材表面の凹部の平均空隙面積が０．１ｍｍ２未満となるように熱可塑性合成樹脂を充填することができればよい。
【実施例】  以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴について例証するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
評価は、端面の耐浸透性及び紙基材表面凹部の平均空隙断面積について、以下のようにして行った。
端面の耐浸透性は、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切断し、気温２３℃、湿度５０％で調湿した試験片の端面を、青色染料で着色した２３℃の水に１０ｃｍの深さで浸し、５分後及び２時間後に、その端面からの青色染料の浸透距離を測定して評価した。
凹部の平均空隙断面積は、試料の断面顕微鏡写真により画像解析装置を用いて測定し、得られた値を長さ加重平均して算出した。
【実施例１】  特表平１１−５０９２７６に記載の方法により製造された、坪量２５０ｇ／ｍ２、厚さ５００μｍ、ＭＤ方向伸び２０％、ＣＤ方向伸び１５％、ステキヒトサイズ度１５０秒、表面凹部の平均断面積が０．３ｍｍ２の紙基材に、ＬＤＰＥ（三井化学製『ミラソンＬ１１』）を、押出し温度３３０℃、ラミネート厚５０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、端面の耐浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
【実施例２】  実施例１で用いた紙基材に、ＳＳ−ＬＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン製『ハーモレックスＮＨ７２５Ｎ』）を、押出し温度３３０℃、ラミネート厚５０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
【実施例３】  実施例１で用いた紙基材に、ＳＳ−ＬＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン製『ハーモレックスＮＨ７２５Ｎ』）とホモポリプロピレン（三井化学製）とを、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで、ＳＳ−ＬＬＤＰＥが紙基材表面と接するように共押出しラミネートして積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
なお、このとき、それぞれの樹脂の押出し温度は、ＳＳ−ＬＬＤＰＥが３３０℃、ホモポリプロピレンが３００℃であり、ラミネート厚はＳＳ−ＬＬＤＰＥもホモポリプロピレンも３０μｍであった。
【実施例４】  実施例１で用いた紙基材表面に、線圧６０ｋｇｆ／ｃｍにて、２ニップのチルドロールカレンダー処理を行った。カレンダー処理後の紙基材表面の平均空隙断面積は０．１５ｍｍ２であった。
このカレンダー処理後の紙基材に、ホモポリプロピレン（三井化学製）を、押出し温度３００℃、ラミネート厚５０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
【実施例５】  実施例４でカレンダー処理を行った紙基材に、ＳＳ−ＬＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン製『ハーモレックスＮＨ７２５Ｎ』）を、押出し温度３３０℃、ラミネート厚３０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
［比較例１］
実施例１で用いた紙基材に、ＬＤＰＥ（三井化学製『ミラソンＬ１１』）を、押出し温度３１０℃、ラミネート厚５０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
［比較例２］
実施例１で用いた紙基材に、ＳＳ−ＬＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン製『ハーモレックスＮＨ７２５Ｎ』）を、押出し温度３３０℃、ラミネート厚３０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネート行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
［比較例３］
実施例１で用いた紙基材に、ＳＳ−ＬＬＤＰＥ（日本ポリオレフィン製『ハーモレックスＮＨ７２５Ｎ』）とホモポリプロピレン（三井化学製）とをニップ圧１０ｋｇｆ／ｃｍで、ＳＳ−ＬＬＤＰＥが紙基材表面と接するように共押出しラミネートして積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
なお、このとき、それぞれの樹脂の押出し温度は、ＳＳ−ＬＬＤＰＥが３００℃、ホモポリプロピレンが３００℃であり、ラミネート厚はＳＳ−ＬＬＤＰＥもホモポリプロピレンも３０μｍであった。
［比較例４］
実施例１で用いた紙基材に、ホモポリプロピレン（三井化学製）を、押出し温度３００℃、ラミネート厚５０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
［比較例５］
実施例４で用いた紙基材に、ホモポリプロピレン（三井化学製）を、押出し温度３００℃、ラミネート厚３０μｍ、ニップ圧１５ｋｇｆ／ｃｍで押出しラミネートを行うことにより積層し、耐端面浸透性及び凹部の平均空隙断面積を評価した。結果を表１に示す。
2004028802.tif 000002
表１に示した実施例の結果から明らかなように、樹脂の種類、ラミネート条件及び紙基材表面の平滑化処理を適宜行うことにより、紙基材表面の凹部にラミネート樹脂を充分に充填し、その平均空隙断面積を０．１ｍｍ２未満とすることにより、端面の耐浸透性が良好な成型用ラミネート紙が得られた。一方、表１に示した比較例１は実施例１に比べてＬＤＰＥの押出し温度が低かったため、比較例２は実施例２に比べてＳＳ−ＬＬＤＰＥのラミネート厚さが薄かったため、比較例３は実施例３に比べてＳＳ−ＬＬＤＰＥの押出し温度が低く、ニップ圧が低かったため、比較例４はホモポリプロピレン自体の流動性が十分でなかったため、比較例５は実施例４に比べホモポリプロピレンのラミネート厚さが薄かったため紙基材表面の凹部にラミネート樹脂を充分に充填することができなかった。その結果、これら比較例で製造された成型用ラミネート紙は、凹部の平均空隙断面積が０．１ｍｍ２以上であって、端面の耐浸透性が劣るものであった。
以上のように、本発明に係る成型用ラミネート紙は、紙基材の表面の凹部に、その平均空隙断面積が０．１ｍｍ２未満になるように熱可塑性合成樹脂が充填されているので、紙基材の表面と熱可塑性合成樹脂層との間からの吸水が抑制され、その端面に優れた耐浸透性を有する成型用ラミネート紙を得ることができる。
また、本発明に係る成型用ラミネート紙は、前記熱可塑性合成樹脂層のうち前記紙基材と接する層が、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンからなっているので、シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンは熱溶融時の流動性が特に良いため、押出しラミネート法や共押出しラミネート法により紙基材に積層することで紙基材の表面の凹部に良好に充填することができる。
また、本発明に係る成型用ラミネート紙は、前記シングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンの層の上にポリプロピレンの最外層が設けられているので、この成型用ラミネート紙で成型されたものに耐熱性を付与することができる。また、このポリプロピレン最外層のラミネートにあたっては、ポリプロピレンを熱溶融時の流動性が優れたシングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレンと共押出しラミネートすることにより、熱溶融時の流動性が劣るポリプロピレンの欠点を補うことができる。
【国際調査報告】
2004028802.tif 000003
2004028802.tif 000004
2004028802.tif 000005
2004028802.tif 000006