(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維、または植物繊維の集合体であるパルプ材を主成分とするシラン内添紙容器であって、
前記パルプ材が、シラン化合物を主成分とする内添剤のパルプスラリーへの添加によって調製されたパルプ材であり、
前記シラン化合物が、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物を含み、
前記シラン化合物が、パルプ乾燥重量に対してＳｉＯ２換算値で２〜２０％含まれることを特徴とするシラン内添紙容器。
【請求項２】
パルプを構成する繊維が、木材原料または靭皮繊維、種毛繊維、葉の繊維、草類繊維などの天然素材のいずれかを主成分とする請求項１記載のシラン内添紙容器。
【請求項３】
請求項１に記載した、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物の混合モル比が５／５〜９．９９／０．０１である請求項１又は２記載のシラン内添紙容器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載したシラン内添紙容器の内面或いは外面、また或いは両面に水溶性高分子と無機層状鉱物からなる混合液をコーティングしたことを特徴とするシラン内添紙容器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載したシラン内添紙容器の内面或いは外面、また或いは両面にプラズマ重合による薄膜が形成されていることを特徴とするシラン内添紙容器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載したシラン内添紙容器のガスバリア性が、１気圧下、１日当たりのｍ２換算した酸素透過度が１０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が３０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることを特徴とするシラン内添紙容器。
【請求項７】
植物繊維、または植物繊維の集合体であるパルプを主成分とするシラン内添紙容器の製造方法であって、
シラン化合物をｐＨ７〜１４の条件下で水を含む溶媒と混合して内添剤を調製する工程と、
前記内添剤をパルプスラリーへ添加してパルプ材を調製する工程と、
前記パルプ材から湿式のパルプモールド成形法によりシラン内添紙容器を形成する工程又は前記パルプ材を抄紙し、得られたシラン内添紙を容器成形手法によりシラン内添紙容器を形成する工程とを備え、
前記シラン化合物が、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物を含む
ことを特徴とするシラン内添紙容器の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載した、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物の混合モル比が５／５〜９．９９／０．０１である請求項７記載のシラン内添紙容器の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載した内添剤のＳｉＯ２固形分濃度が０．０１％以上５％以下である内添剤で、樹脂分を含めた全固形分濃度が２．５％以上４０％以下である内添剤を内添したパルプ材からなることを特徴とする請求項７又は８記載のシラン内添紙容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然素材であるパルプに対して、シラン化合物を均一に含有せしめることにより得られる、強度、耐水性、表面平滑性、ガスバリア性に優れた紙容器に関するもので、その形状にも自由度の高い、紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチック容器は、耐水性、ガスバリア性に優れるとともに、その成形のしやすさから、広く普及している。しかし、一部のプラスチック容器から環境ホルモン（内分泌攪乱物質）の溶出等が報告され、紙容器への切り替えの動きが高まってきている。それに伴い紙容器に対して、高強度、耐水性、ガスバリア性等の要求も高くなってきている。
【０００３】
オルガノシランに代表されるシラン化合物は、耐熱、耐水強度が高く、またアルカリで加水分解されることから、紙の離解性を損なわない等の理由により、強度、耐水性向上、また寸法安定性、耐摩擦性向上などの目的で、紙、或いはパルプモールド容器に対して、シラン化合物処理の試みがなされている。その手法の多くは、複数種のオルガノシラン化合物と加水分解触媒とを有機溶剤に溶かし、これを紙或いはパルプモールドにコーティングする方法であるため、後加工工程を必要とし、特にパルプモールドのような三次元成形体への処理は極めて効率の悪いものとなっている。また、塗工表面へのシラン化合物の偏析が大きく、全層にわたって均一にシラン化合物を分散させることはできないため、紙容器の端面の耐水性等の物性に不十分な点があった。
【０００４】
特開平１０−２１２６９３、特開平１０−２２６８９０では、製紙用の内添薬剤としてパルプスラリー中へオルガノシラン化合物を添加する方法が提案されている。本方法はパルプスラリー中への内添処理だけで、後加工工程を必要とせず、また添加薬剤は紙の中で均一に分布する。しかしながらシラン系以外の一般的な製紙用内添薬剤同様、その定着率がパルプ乾燥重量の１％程度（ＳｉＯ2重量換算）にとどまり、強度や耐水性の向上にも限界があった。
一方、従来の一般的な湿潤紙力増強剤は架橋反応性分として塩素を含んでいたり、ホルムアルデヒドが発生したりと、環境に負荷の大きいことが危惧されている。
【０００５】
さらに、紙自体はパルプ繊維が寄り集まったポーラスな構造体であり、ガスバリア性は全くなく、容器として内容物保護のためガスバリア性が必要とする場合は、プラスチック等との複合化を余儀なくされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、セルロースの生分解性、紙としてのリサイクル性を損なわず、天然素材であるパルプに対して、内添時のｐＨ調整や、定着剤等の併用なく、シラン化合物を高濃度で均一に含有せしめたパルプ材からなる紙容器であり、プラスチックとの複合化することなく、強度、耐水性、表面平滑性、ガスバリア性に優れた紙容器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、植物繊維、または植物繊維の集合体であるパルプ材を主成分とするシラン内添紙容器であって、前記パルプ材が、シラン化合物を主成分とする内添剤のパルプスラリーへの添加によって調製されたパルプ材であり、前記シラン化合物が、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物を含み、前記シラン化合物が、パルプ乾燥重量に対してＳｉＯ２換算値で２〜２０％含まれることを特徴とするシラン内添紙容器である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、パルプを構成する繊維が、木材原料または靭皮繊維、種毛繊維、葉の繊維、草類繊維などの天然素材のいずれかを主成分とする請求項１記載のシラン内添紙容器。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載した、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物の混合モル比が５／５〜９．９９／０．０１である請求項１又は２記載のシラン内添紙容器である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載したシラン内添紙容器の内面或いは外面、また或いは両面に水溶性高分子と無機層状鉱物からなる混合液をコーティングしたことを特徴とするシラン内添紙容器である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載したシラン内添紙容器の内面或いは外面、また或いは両面にプラズマ重合による薄膜が形成されていることを特徴とするシラン内添紙容器である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載したシラン内添紙容器のガスバリア性が、１気圧下、１日当たりのｍ２換算した酸素透過度が１０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が３０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることを特徴とするシラン内添紙容器である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、植物繊維、または植物繊維の集合体であるパルプを主成分とするシラン内添紙容器の製造方法であって、シラン化合物をｐＨ７〜１４の条件下で水を含む溶媒と混合して内添剤を調製する工程と、前記内添剤をパルプスラリーへ添加してパルプ材を調製する工程と、前記パルプ材から湿式のパルプモールド成形法によりシラン内添紙容器を形成する工程又は前記パルプ材を抄紙し、得られたシラン内添紙を容器成形手法によりシラン内添紙容器を形成する工程とを備え、前記シラン化合物が、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物を含むことを特徴とするシラン内添紙容器の製造方法である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載した、Ｒ３ｎＳｉ（ＯＲ４）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ３は１〜１０個の炭素主鎖１種以上で構成されエポキシ基をその構造中に含む、Ｒ２は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物１種以上と、Ｒ５ｎＳｉ（ＯＲ６）ｍ（ＯＨ）４−ｍ−ｎ（ｎ＝０，１，２，３のいずれか、０≦ｎ＋ｍ≦４、ｍは整数、Ｒ５は１〜１０個の炭素主鎖よりなり、炭素主鎖間または末端のいずれか１方もしくは双方にアミノ基を有する、Ｒ６は炭素数１から３の炭化水素）であらわされるオルガノシラン化合物の混合モル比が５／５〜９．９９／０．０１である請求項７記載のシラン内添紙容器の製造方法である。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載した内添剤のＳｉＯ２固形分濃度が０．０１％以上５％以下である内添剤で、樹脂分を含めた全固形分濃度が２．５％以上４０％以下である内添剤を内添したパルプ材からなることを特徴とする請求項７又は８記載のシラン内添紙容器の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の紙容器の特徴は、シラン化合物を従来の抄紙スラリー中で添加でき、シラン化合物を多く紙中に保持させることが出来、容器として強度、耐水性、ガスバリア性に優れることである。
【００１９】
紙或いはパルプモールドの原料として用いられる材料は、繊維の絡み合いを利用して抄造でき、シート或いは成形体にすることが出来るものであれば何でも可能であるが、環境保護の観点から、人造繊維よりは天然繊維を用いることが望ましい。現在サトウキビやコーヒーなど、さまざまな天然物が紙の原料として用いられているが、これらを利用することも可能である。
【００２０】
内添剤原料となるシラン化合物は、オルガノシランを利用すると種類も豊富であり工業的にも入手しやすい。これをｐＨ７〜１４、望ましくは８〜１３の塩基性条件下で加水分解・重合を進めることで内添液が作製できる。ｐＨ調整は内添剤調製時に必要なだけで、内添時のパルプスラリーのｐＨ調整は不要である。
【００２１】
とくに、効果的な定着と機能発現のためにはアミン系オルガノシランを併用することが望ましい。このときアミンの種類は１級アミン、２級アミンのいずれでもよい。このオルガノシランは内添剤のセルロースへの定着を進める働きをしていると考えらる。アミン系シランカップリング剤は、  他のオルガノシラン化合物を加水分解する触媒作用と、パルプへ定着する際のトリガーとしての役割の両方を担っていると推定している。とくに塩基性触媒としての触媒効果が大きいため、他の触媒の添加を必要としない。
【００２２】
エポキシ基を構造中にもつシランカップリング剤も、本手法において有効である。とくにシクロヘキシルエポキシ基を有するものの併用効果が高いが、その作用機構は明らかではない。アミンはエポキシの樹脂化触媒であるが、本溶媒中、また、混合するだけの条件下では両者による架橋構造が起こるとは考えにくい。両者を併用した場合、おのおののシラノール基による両者の複合化が進んでいると考えられるが、エポキシ基の立体障害等の影響で、シロキサン結合が効率的に進行するためではないかと推定している。
【００２３】
アミン系オルガノシランは、内添剤を構成するシランカップリング剤材料のうちの０．０１〜５０ｍｏｌ％（ＳｉＯ2換算値）の範囲，望ましくは０．０１〜４０ｍｏｌ％であることが望ましい。この範囲であれば、耐水性、撥水性、表面平滑性の向上が期待できる。アミンの比率がこれよりも増えると撥水性は得にくくなる。これは内添剤中には親水基であるアミノ基が過剰となるためと考えている。なお、請求項記載のＲ1は１１個以上だと加水分解が十分に行えない。また、Ｒ2が４以上では、アルコキシシランのアルコール分が抜けなくなる。
【００２４】
これら内添剤原料は，イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール系溶媒中で室温条件下で穏やかに混合する。このときの溶媒は成分の均一化を図るためで，アルコールに限定されるものではない．本内添剤調製に当たっての混合は，  およそ１時間から最大で２０時間程度，室温条件で穏やかに混合するだけであり，極めて容易である。この混合時にオルガノシランの加水分解と適度な複合化が進められる。オルガノシラン化合物の加水分解の際には酸、またはアルカリが触媒として添加されるが、本処方ではアミン系オルガノシラン化合物が触媒としての役割も果たすために添加の必要はない。そのため、酸やアルカリを触媒として添加した場合よりも液の安定性に優れている。
【００２５】
また、内添剤のＳｉＯ2固形分濃度かうすいとアルコール成分が多くなり、このアルコール成分の多さにより製紙時取り扱いが不便となる欠点があり、０．０１％以上が好ましい。対して、全固形分濃度が１０％以上と多くなると、ゲル化し、使用できない。５％以上だと使用できても取り扱いが不便である。樹脂分を含めた全固形分濃度が２．５％以下だと、同様に製紙時の取り扱いが不便であり、４０％以上だと同様にゲル化し、使用できなくなる。さらに、紙のサイズ度が２０秒以下であると、水のしみ込み度が大きくなり、十分な耐水特性を有する紙容器とはならない。
【００２６】
オルガノシランの置換基が比較的小さかったり、アルコキシ基が加水分解を受けやすいような材料であれば１時間〜数時間の混合で十分に加水分解，複合化が進行する。
【００２７】
混合調製後の内添剤は、パルプスラリーへの添加のしやすさなどを考慮して、必要に応じて希釈して、パルプスラリーへの添加を行う。希釈はアルコール／水混合液が最適で、アルコールの種類は問わない。白水中へのアルコール混入を限りなく押さえるためには希釈率をさげることもできるし、水の配分を増やすこともできる。
【００２８】
本処方でパルプスラリーへ薬剤の添加を行った場合、定着率（歩留まり）は７０〜９９％であり、かつパルプ乾燥重量に対してＳｉＯ2換算で２０％以上定着させることが出来るため、求める物性に応じて所定濃度の薬剤添加を行う。歩留まりが高いため、添加量の調整は容易で、求める紙物性に従い添加量を調整する。
添加にあたってのスラリーｐＨ調製はアミン系オルガノシラン混合物の混合比にかかわらず不要である。
【００２９】
薬剤の添加を行った後は通常の工程に従い抄紙、或いは湿式のパルプモールド成形を行う。シラン内添紙に関しては、従来の容器成形手法により容器成形され、またパルプモールドに関しては、その成形工程のみで、本発明による強度、耐水性、表面平滑性などに優れたシラン内添紙容器を得ることが出来る。
【００３０】
さらに本発明のシラン内添紙容器は、表面が平滑で、透気度が高く緻密であることから、容器表面に水溶性高分子と無機層状鉱物からなる混合液をコーティングしたり、プラズマ重合による薄膜を形成すると、ピンホール等の欠陥のないバリア膜が形成され、プラスチックとの複合化することなく、バリア性に優れた紙容器となる。
【００３１】
この際、水溶性高分子としてはポリビニルアルコール系樹脂、無機層状鉱物としてはモモンリロナイトが特に好ましく、プラズマ重合により形成される薄膜は有機シリカ系のものが特に好ましい。但しこれらに限定されるものではない。またバリア層となるコーティング膜やプラズマ重合薄膜を形成する際、目止め層や、オーバーコート層を設けても構わない。
【００３２】
＜作用＞
内添剤原料は、内添剤調製の攪拌時にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を介して適度に複合化され、構造中に親水性の官能基であるシラノール、アミノの両基をもつシリカゾルが生成していると推定している。このゾル中のアミノ基とパルプ中のカルボキシル基との相互作用、およびパルプのフィルター効果により、ゾルがパルプにからみつき定着が起こると推定される。さらに抄紙時の熱乾燥により、未反応シラノールのシロキサン結合形成が進み、紙中に３次元架橋構造が作られてパルプ間結合を補強すると考えられる。親水性のアミノ基はパルプ内部へ配向していると考えられ、そのためアミノ基以外の有機官能基はパルプ表面へ配向して撥水性、表面平滑性などの特性値を向上させるのに寄与していると予想される。
【００３３】
このシラン内添パルプ材より得られた本発明のシラン内添紙容器は、特に表面が平滑で、透気度が高く緻密であるために、その表面への膜形成に適しており、ピンホール等の欠陥のない安定したバリア膜を形成しやすい。容器表面に水溶性高分子と無機層状鉱物からなる混合液をコーティングしたり、プラズマ重合による薄膜を形成すると、１気圧下、１日当たりのｍ２換算した酸素透過度が１０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が３０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下と高いガスバリア性が得られ、プラスチックとの複合化すること無く、内容物の保護に十分なガスバリア性が得られる。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例をあげて、本発明を詳細に説明する。
＜内添剤調製例１＞
Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（チッソ製サイラーエースＳ３２０）４．５ｇ（０．０２ｍｏｌ）、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（チッソ製  サイラーエースＳ５３０）７．４ｇ（０．０３ｍｏｌ）、イソプロピルアルコール１３．５ｇ（０．２２５ｍｏｌ）、水１３．５ｇ（０．７５ｍｏｌ）を１８時間室温で混合した。これをイソプロピルアルコールで希釈してＳｉＯ2濃度１％となる内添液を調製した。
【００３５】
＜内添剤調製例２＞
Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（チッソ製サイラーエースＳ３２０）１．１ｇ（０．００５ｍｏｌ）、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（チッソ製  サイラーエースＳ５３０）１１．１ｇ（０．０４５ｍｏｌ）、イソプロピルアルコール１３．５ｇ（０．２２５ｍｏｌ）、水１３．５ｇ（０．７５ｍｏｌ）を１８時間室温で混合した。これを水／イソプロピルアルコール＝１／１溶液でＳｉＯ2濃度０．５％まで希釈後、さらに水で希釈してＳｉＯ2濃度０．２％となる内添液を調製した。
【００３６】
＜内添剤調整例３＞
Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（チッソ製サイラーエースＳ３２０）４．５ｇ（０．２ｍｏｌ）、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（チッソ製サイラーエースＳ５３０）７．４ｇ（０．０３ｍｏｌ）、イソプロピルアルコール１３．５ｇ（０．２２５ｍｏｌ）、０．１Ｎ塩酸水溶液１３．５ｇ（０．７５ｍｏｌ）を１８時間室温で混合した。これを０．１Ｎ塩酸水溶液で希釈してＳｉＯ2濃度１％となる内添液を調整した。
【００３７】
＜実施例１＞
ＮＢＫＰ（針葉樹漂白クラフトパルプ）／ＬＢＫＰ（広葉樹漂白クラフトパルプ）＝１／２の混合パルプを濾水度３７０ｃｓｆまで叩解したパルプを原料とし、上記内添剤調製例１により調製した内添剤を、ＳｉＯ2換算重量／絶乾パルプ重量比が５％となるように添加し、５分間攪拌してシラン内添パルプを調製した。このパルプ材から湿式のパルプモールド成形法により重量１５ｇのパルプモールド容器を作成し、実施例１のシラン内添紙容器を得た。
【００３８】
＜実施例２＞
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝１／２の混合パルプを濾水度３７０ｃｓｆまで叩解したパルプを原料とし、上記内添剤調製例１により調製した内添剤を、ＳｉＯ2換算重量／絶乾パルプ重量比が１０％となるように添加し、５分間攪拌してシラン内添パルプを調製した。このパルプ材から湿式のパルプモールド成形法により重量１５ｇのパルプモールド容器を作成し、実施例２のシラン内添紙容器を得た。
【００３９】
＜実施例３＞
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝１／２の混合パルプを濾水度３７０ｃｓｆまで叩解したパルプを原料とし、上記内添剤調製例２により調製した内添剤を、ＳｉＯ2換算重量／絶乾パルプ重量比が１０％となるように添加し、５分間攪拌してシラン内添パルプを調製した。このパルプ材から湿式のパルプモールド成形法により重量１５ｇのパルプモールド容器を作成し、実施例３のシラン内添紙容器を得た。
【００４０】
＜従来例１＞
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝１／２の混合パルプを濾水度３７０ｃｓｆまで叩解したパルプを原料とし、市販湿潤紙力増強剤（ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン；日本ＰＭＣ製  ＷＳ５７０）、市販の撥水撥油剤（フッ素樹脂系；住友３Ｍ製  スコッチバンＦＣ−８４５）、さらに市販のサイズ剤（アクリルケテンダイマー；日本ＰＭＣ製  ＡＳ２６２）をそれぞれ固形分重量／絶乾パルプ重量比が１％、２％、２％となるように添加し、５分間攪拌して市販薬剤内添パルプを調製した。このパルプ材から湿式のパルプモールド成形法により重量１５ｇのパルプモールド容器を作成し、従来例２の市販薬剤内添紙容器を得た。
【００４１】
＜従来例２＞
ＮＢＫＰのパルプを濾水度３７０ｃｓｔまで叩解したパルプを原料とし、上記内添調整例３により調整した内添剤をＳｉＯ2換算重量／絶乾パルプ重量比が１０％となるように添加し、５分間攪拌してシラン内添パルプを調整した。このパルプから湿式のパルプモールド成形法により重量１５ｇのパルプモールド容器を作成し、従来例２のシラン内添紙容器を得た。
【００４２】
＜試験例１＞
作成した紙容器は粉末状に粉砕して均一化し、蛍光Ｘ線でＳｉＯ2濃度を測定し、内添剤の歩留まりを評価した。結果を図１に示す。図１より、本発明の紙容器の内添剤処方は、高濃度添加においても、歩留まりが極めて良好であることが分かる。
【００４３】
＜試験例２＞
作成した紙容器に対して、液体を充填する場合を想定し、８０℃熱水を紙容器に満たし、３０分経過後、熱水を捨てて、直ちに紙容器の座屈強度を測定した。座屈強度の測定は、万能試験機（エー・アンド・デイ製  テンシロンＲＴＣ−１２５０）を用いて定速圧縮試験により、容器の座屈時の荷重を求めた。熱水充填前の乾燥状態での試験結果と合わせて、図２に示す。図２より、本発明のシラン内添紙容器は、１種の内添剤のみで、市販内添剤を組み合わせた従来例１よりも高い強度と耐水性を有していると言える。
【００４４】
＜試験例３＞
さらに作成した紙容器の底部の水平面を利用して、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に従って透気度を、  ＪＩＳ  Ｐ８１１９に従って平滑度を求めた。結果を図３，４に示す。図３，４から、本発明のシラン内添紙容器は、透気度、平滑度が上昇していることが分かる。
【００４５】
＜実施例４＞
実施例３で作成したシラン内添紙容器の内面に、モンモリロナイト、ポリビニルアルコールを重量比１／１で配合したコーティング剤を塗工し、１００℃のオーブンで乾燥させ、平均膜厚２５μｍの複合被膜を形成した。さらにイソシアネート樹脂からなるコーティング剤を塗工し、実施例４のシラン内添紙容器を得た。
【００４６】
＜実施例５＞
実施例３で作成したシラン内添紙容器の内面に、モノマーとしてヘキサメチルジシロキサンを用い、プラズマ重合により膜厚４００ｎｍの有機シリコーン系の薄膜を設け、実施例５のシラン内添紙容器を得た。
【００４７】
＜従来例３＞
従来例１で作成した市販薬剤内添紙容器の外面に、実施例４と同様のコーティングを行い、従来例３の紙容器を得た。
【００４８】
＜従来例４＞
従来例１で作成した市販薬剤内添紙容器の内面に、実施例５と同様の薄膜を設け、従来例４の紙容器を得た。
【００４９】
＜試験例４＞
作成した紙容器の底部の水平面を利用して、酸素透過度測定装置（モダンコントロール製  ＯＸＴＲＡＮ  １０／４０Ａ）を用いて、３０℃１００％ＲＨ雰囲気下での酸素透過度を、水蒸気透過度測定装置（モダンコントロール製  ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ  Ｗ６）を用いて、４０℃９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気透過度を測定した。
【００５０】
結果を表１に示す。表１から、本発明のシラン内添紙容器は、高いガスバリア性を有することが分かる。一方従来例の紙容器では、ピンホール等の欠陥によりガスバリア性が得られていない。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
以上本発明のシラン内添紙容器に関して具体的実施例を示したが、本発明は上記実施例および内添剤調製例に限定されるものではなく、また形態もパルプモールド容器に限らず、シラン内添パルプを用いて紙を抄造後、従来技術により容器成形した紙容器であっても構わない。また要求される特性によっては、全層にシラン化合物が内添されている必要はなく、例えば、多層抄きにより表層部分にのみシラン内添パルプを使用して、内添剤の使用量を削減することも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のシラン内添紙容器は、天然素材を主原料とする紙容器であり、生分解性やリサイクル性を損なわず、またプラスチックとの複合化することなく、強度、耐水性、表面平滑性、ガスバリア性等の優れた特性を有し、液体容器、内容物保護のためガスバリア性を必要とする容器等、プラスチック容器代替への展開が可能である。また強度向上の効果があることから、目付重量減による材料削減の効果も期待できる。
また本発明に用いられるシラン化合物を主成分とする内添剤は、内添時のパルプスラリーのｐＨ調整を必要とせず、１液で様々な特性を付与でき、高歩留まりで高定着が可能なことから、従来の内添剤にない高い機能性付与が可能であり、薬剤ロスや排水処理の負荷も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内添剤の歩留まりとＳｉＯ2濃度を示すグラフ。
【図２】熱水処理前後での座屈時荷重変化を示すグラフ。
【図３】透気度を示すグラフ。
【図４】本実施例と従来例の平滑度を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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