CN104114450B - 纸制容器及该纸制容器的制造方法 - Google Patents

纸制容器及该纸制容器的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供不加厚发泡绝热层的厚度,也不存在随之而来的成本上升和运输效率的恶化,拿在手上时不易感觉到热,并且防止产生由过发泡引起的外观不良的纸制容器以及该纸制容器的制造方法。本发明的纸制容器具有由躯干部和底板部构成的容器主体、以及设置于躯干部的外表面侧、由发泡部和发泡抑制部构成的发泡绝热层,其特征在于,发泡绝热层由加热具有发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层而成,发泡抑制部的厚度相对于发泡部的厚度的比例为25%以下。

Description

纸制容器及该纸制容器的制造方法
技术领域
本发明涉及纸制容器以及该纸制容器的制造方法。
本申请基于2013年9月30日在日本申请的专利特愿2013-204837号而主张优先权,其内容引用于此。
背景技术
作为容纳被加热的饮料或被加热烹调的食品等的容器,大多使用被赋予绝热性的纸制容器。
作为现有的绝热性纸制容器,已知有由纸容器主体和嵌合于纸容器主体的躯干部外侧的纸制筒体构成容器,在纸容器主体和纸制筒体之间形成绝热用的空间的双重结构的绝热性纸制容器(例如,参照专利文献1),和在纸制主体的躯干部外周粘贴有实施了压花的纸制绝热薄片的绝热性纸制容器(例如,参照专利文献2)。
纸容器主体与纸制筒体之间越分离,由纸容器主体和纸制筒体构成的双重结构的绝热性纸制容器中的绝热效果就越大。在专利文献1记载的绝热性纸制容器中,在纸容器主体的躯干部设有向外表面侧突出的肋,肋成为间隔物而确保纸容器主体与纸制筒体的间隙。为了增大纸容器主体与纸制筒体之间的距离,需要使设于纸容器主体的躯干部的肋的峰与谷的距离增大的深度肋加工。然而,深度肋加工导致大大地拉伸纸基材,易于发生纸基材的断裂。另外,由于因深度肋加工而使纸制容器大大地向外侧突出,因而在搬运时对纸制容器摞产生加压,因此容易变得难以分离纸制容器。如果为了防止该问题而增大底部空间,则导致即使纸制容器个数相同堆积高度也会变高,产生装入纸箱的纸制容器的个数变少,运输效率恶化等问题。由于如上所述的理由,实用上肋的深度较浅,尚未达到得到足够的绝热性的程度。
另外,在专利文献2中记载的、在纸制主体的躯干部外周粘贴有实施了压花的纸制绝热片材的绝热性纸制容器中,其绝热效果也是压花的峰与谷的距离越大就越大。为了增大压花的峰与谷的距离,需要深度压花加工,深度压花加工导致大大地拉伸纸基材而易于发生纸基材的断裂,难以将连结压花的峰与谷的角度变陡。另外,由于因深度压花加工而使纸制容器大大地向外侧突出,因而在搬运时对纸制容器摞产生加压,因此容易变得难以分离纸制容器。如果为了防止该问题而增大底部空间,则导致即使纸制容器个数相同堆积高度也会变高,产生装入纸箱的纸制容器的个数变少,运输效率恶化等问题。由于如上所述的理由,实用上压花深度较浅,与上述专利文献1记载的纸制容器同样地尚未达到得到足够的绝热性的程度。
另外,为了提高绝热性纸制容器中的绝热效果,提出有形成为在纸容器主体的躯干部外周,以形成规定的间隙的方式嵌合纸制筒体的双重结构,对纸制筒体实施压花而增大纸容器主体与纸制筒体之间的距离的纸制容器(例如,参照专利文献3)。
但是,专利文献3记载的绝热性纸制容器也具有由于是双重结构,因而材料费增高,并且制造工序多、制造成本增高这些问题。
作为绝热性纸制容器,除了如上所述的双重结构的绝热性纸制容器以外,已知有由躯干部件和底部件构成,且在躯干部件的外表面侧形成有使热可塑性树脂层发泡而成的发泡绝热层的发泡绝热纸制容器(例如,参照专利文献4)。
发泡绝热纸制容器使用在纸基材的一面侧设有通过加热而发泡的低熔点热可塑性树脂层,在另一面侧设有高熔点热可塑性树脂层的加工纸,形成将低熔点热可塑性树脂层侧作为外侧的容器的躯干部件,通过加热使低熔点热可塑性树脂层发泡,进而使躯干部件的外表面发泡绝热。与上述的双重结构的绝热性纸制容器相比制造工序少,实现制造容易性、低成本化等,并且,通过加厚发泡的低熔点热可塑性树脂层的厚度,或者通过经由提高纸基材的水分量而加厚发泡绝热层,能够使绝热性提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2000-85852号公报
专利文献2:日本专利特开2000-43954号公报
专利文献3:日本专利特开2000-118519号公报
专利文献4:日本专利特开2003-128161号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在专利文献4记载的发泡绝热性纸制容器中,存在如果为了加厚发泡绝热层而加厚发泡的低熔点热可塑性树脂层的厚度则导致大幅度成本上升这样的问题。而且,如果加厚低熔点热可塑性树脂层的厚度,则纸制容器大大地向外侧突出,因而在搬运时对纸制容器摞产生加压,因此容易变得难以分离纸制容器。如果为了防止该问题而增大底部空间,则即使纸制容器个数相同堆积高度也会变高,也产生装入纸箱的纸制容器的个数变少,运输效率恶化等问题。
另外,如果提高纸基材的水分量则存在难以使发泡面均匀地平滑化,易于产生水泡(blister)状的大的粒状发泡(以下,称为过发泡),外观恶化这样的问题。
本发明就是鉴于上述情况而被做出的,提供除了解决了具有双重结构或压花的纸制容器的课题之外,还不加厚发泡绝热层的厚度,也不存在随之而来的成本上升和运输效率的恶化,拿在手上时不易感觉到热,并且防止产生由过发泡引起的外观不良的纸制容器以及该纸制容器的制造方法。
解决技术问题的技术方案
本发明发明人为了解决上述技术问题而专心进行了研究,结果发现通过减少手触摸的发泡绝热层的面积,可以得到不使绝热性下降,维持成本且不产生过发泡的发泡绝热性纸制容器,进而完成本发明。
即,本发明提供具有下述特征的纸制容器以及纸制容器的制造方法。
(1)一种纸制容器,具有由躯干部和底板部构成的容器主体、以及设置于所述躯干部的外表面侧、由发泡部和发泡抑制部构成的发泡绝热层,其特征在于,
所述发泡绝热层由加热具有发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层而成,所述发泡抑制部的厚度相对于不进行发泡抑制的所述发泡部的厚度的比例为25%以下。
(2)上述(1)所述的纸制容器,其中,所述热可塑性树脂层为自所述躯干部侧起按照低熔点热可塑性树脂层和发泡低抑制印刷层的顺序依次层压而成。
(3)上述(1)或(2)所述的纸制容器,其中,所述发泡抑制油墨涂装部在干燥状态下含有90质量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂。
(4)上述(3)所述的纸制容器,其中,所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
(5)上述(3)或(4)所述的纸制容器,其中,所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,该氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物中的醋酸乙烯的比例为20质量%以下。
(6)上述(1)~(5)中的任意一项所述的纸制容器,其中,所述发泡抑制油墨涂装部在干燥状态下含有30质量%以下的着色剂。
(7)上述(1)~(6)中的任意一项所述的纸制容器,其中,由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凹部的深度为200μm以上。
(8)上述(1)~(7)中的任意一项所述的纸制容器,其中,由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凹部的形状是直径为0.1mm~0.7mm的点状、宽度为0.1mm~0.7mm的线状或格子状,或者将这些形状组合后的形状。
(9)上述(1)~(8)中的任意一项所述的纸制容器,其中,由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凸部的宽度为1.5mm~10mm。
(10)上述(1)~(9)中的任意一项所述的纸制容器,其中,凹部的外表面积在所述躯干部的外表面积中的比例为1%~55%。
(11)一种纸制容器的制造方法,其特征在于,具有:
工序A,在纸基材的一个面上设置热可塑性树脂层;
工序B,在所述热可塑性树脂层的与接触于所述纸基材的面相反一侧的面的一部分上涂布发泡抑制油墨而形成发泡抑制油墨涂装部;以及
工序C,加热处理具有所述发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层,使该热可塑性树脂层中的未设有所述发泡抑制油墨涂装部的部分发泡而设置发泡部以及发泡抑制部,
所述发泡抑制油墨含有7质量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂。
(12)上述(11)所述的纸制容器的制造方法,其中,所述工序A是在纸基材的一个面上设置低熔点热可塑性树脂层之后,再在所述低熔点热可塑性树脂层上设置发泡低抑制印刷层的工序。
(13)上述(11)或(12)所述的纸制容器的制造方法,其中,所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
(14)上述(11)~(13)中的任意一项所述的纸制容器的制造方法,其中,所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,该氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物中的醋酸乙烯的比例为20质量%以下。
(15)上述(11)~(14)中的任意一项所述的纸制容器的制造方法,其中,所述发泡抑制油墨含有7质量%以下的着色剂。
发明效果
根据本发明,能够提供不加厚发泡绝热层的厚度,也不存在随之而来的成本上升和运输效率的恶化,拿在手上时不易感觉到热,并且防止产生由过发泡引起的外观不良的纸制容器以及该纸制容器的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明涉及的发泡绝热性纸制容器的实施方式的一例的半截面主视图。
图2中的(A)、(B)是表示发泡绝热性纸制容器的实施方式的其他例的主视图。
图3是表示发泡绝热层与设于发泡绝热层的表面的凹部的关系的放大截面说明图。
图4是表示形成躯干部的躯干部用加工纸的一例的放大截面图。
图5是表示形成底板部的底板部用加工纸的一例的放大截面图。
图6是表示在低熔点热可塑性树脂层表面设有发泡低抑制印刷层的情况下的、使低熔点热可塑性树脂层发泡时的发泡绝热层的放大截面说明图。
图7是表示二次发泡的一例的图。
图8是实施例的说明图。
图9中的(a)是产生二次发泡的躯干部用加工纸的截面照片以及(b)是二次发泡被抑制的躯干部用加工纸的截面照片。
图10是实施例1的截面照片。
图11是比较例1的截面照片。
图12是实施例1以及比较例1的绝热性评价结果。
具体实施方式
<纸制容器>
本发明的纸制容器具有由躯干部和底板部构成的容器主体、以及设置于所述躯干部的外表面侧、由发泡部和发泡抑制部构成的发泡绝热层,所述发泡绝热层由加热具有发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层而成,所述发泡抑制部的厚度相对于所述发泡部的厚度的比例为25%以下。
以下,参照附图详细说明本发明所涉及的纸制容器的实施方式的一例。
如图1所示,本实施方式的纸制容器20是具有由躯干部1和底板部2构成的容器主体3、以及设于躯干部1的外表面侧、由发泡部4a和发泡抑制部4b构成的发泡绝热层4的容器。发泡绝热层4由加热具有发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层而成。发泡抑制油墨涂装部中的树脂成分由于比热可塑性树脂层更具有耐热性,因而在加热时,难以尺寸膨胀。因此,通过加热,由热可塑性树脂层的发泡抑制油墨涂装部以外的部分形成发泡部4a,由发泡抑制油墨涂装部形成发泡抑制部4b。
而且,如图3所示,发泡抑制部4b的厚度L2相对于发泡部4a的厚度L1的比例为25%以下。该比例与后述的发泡抑制油墨的发泡抑制率逆相关。即,发泡抑制率由下述式(1)表示。
数学式1
发泡抑制率(%)=100-100×L2/L1(1)
另外,如在<纸制容器的制造方法>中后述的那样,热可塑性树脂层优选自躯干部侧起按照低熔点热可塑性树脂层和发泡低抑制印刷层的顺序依次层压而成。
该情况的发泡抑制率是在上述式(1)中,将加热发泡低抑制印刷层而成的低发泡抑制部的厚度设为L1时的值。
发泡抑制率为75%以上,优选为80%以上,更优选为85%以上,特别优选为90%以上。
通过发泡抑制率为75%以上,能够不加厚发泡绝热层的厚度,也不存在随之而来的运输效率的恶化,减少手接触的发泡绝热层的面积,将纸制容器拿在手上时不易感觉到热。
另外,为了赋予绝热性,无需增加所使用的纸基材的平方米重量且加厚发泡绝热层的厚度,因而能够提高容器的绝热性而不带来材料费的成本上升。并且,无需通过提高纸基材的水分量而加厚发泡绝热层。如果提高纸基材的水分量,则难以使发泡面均匀地平滑化,易于产生过发泡,外观恶化,而根据本实施方式的纸制容器,无外观恶化之忧。
另外,如在实施例中后述的那样,通过使发泡抑制率为75%以上,难以产生摩擦带电电压。因此,根据本实施方式的纸制容器,由于纸制容器难以带电,因此由纸杯供给装置从自动售货机中的纸制容器摞分离单一的纸制容器时,不易发生被分离的“纸制容器”与“纸制容器摞”由于静电而粘着不使纸制容器落下、多个一起降落等落下不良。
在纸制容器成摞的状态下被运输时,由于因振动等产生的纸制容器之间的摩擦而使纸制容器易于带电的情况下,或者,由于自动售货机内的纸杯供给装置的树脂制分离部与纸制容器的口缘部的分离时的摩擦或纸制容器旋转时纸制容器之间的摩擦而使纸制容器易于带电的情况下,易于发生被分离的“纸制容器”与“纸制容器摞”由于静电而粘着不使纸制容器落下、多个一起降落等落下不良。然而,根据本实施方式的纸制容器,由于难以产生摩擦带电电压,因而也不会发生这样的问题。
作为本实施方式的纸制容器能够抑制带电压的理由,虽然尚不明确,但可以考虑,由于发泡部的凹凸而使摩擦的接触面积减小。
另外,在后述的本发明的发泡抑制油墨涂装部含有的树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物与丙烯酸类树脂的组合的情况下,也可以考虑其他的带电抑制效果。具体而言,由于与用于发泡绝热层的聚乙烯的摩擦,丙烯酸类树脂易于带正电,而聚氯乙烯易于带负电。因此,可以认为其混合而得到的发泡抑制油墨具有针对与聚乙烯的摩擦的带电抑制效果。
另外,在通过原纸的水分使外面的发泡绝热层(聚乙烯层)发泡的发泡绝热容器和底部空间小的二重、三重容器的情况下,被堆积的纸制容器由于纸制容器自身的重量、运输时的振动等,发泡绝热层或二重、三重容器的外层被堆积在更下方的纸制容器的内面挤压而收缩,要向外侧挤压扩张的力作为摩擦力而作用,因此容易变得难以脱落。如果增大底部空间,则虽然堆积的纸制容器不会变得难以脱落,但是导致以相同的个数堆积的高度变高,装入瓦楞纸板箱的纸制容器的个数变少,运输效率恶化。
相反,根据本实施方式的纸制容器,即使不增大底部空间,通过对发泡绝热层赋予凹凸且发泡抑制率为75%以上,与未赋予凹凸的发泡绝热层相比,要向外侧挤压扩张的力弱,因而也不会产生这样的问题。
并且,如在实施例中后述的那样,通过发泡抑制率为75%以上,即使在搬运时对纸制容器摞产生加压,也易于分离纸制容器。
并且,通过具有发泡绝热层,不仅具有绝热效果,而且还具有防止结露效果。
在本实施方式中,发泡抑制油墨涂装部12含有树脂、着色剂以及助剂。发泡抑制油墨涂装部12(参照图4)优选在干燥状态下,含有90质量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂。在本实施方式中,“干燥状态”是指涂布于热可塑性树脂层的发泡抑制油墨中的溶剂蒸发后的状态。玻璃化转变温度为30℃以上的树脂在干燥状态的发泡抑制油墨涂装部12中的比例优选为90质量%以上,更优选为92质量%以上,进一步优选为94质量%以上,特别优选为96质量%以上,最优选为98质量%以上。玻璃化转变温度为30℃以上的树脂的比例为90质量%以上时,发泡抑制效果大。
即,玻璃化转变温度小于30℃的树脂和着色剂在干燥状态的发泡抑制油墨涂装部12中的比例优选小于10质量%,更优选小于8质量%,进一步优选小于6质量%,特别优选小于4质量%,最优选小于2质量%。
另外,发泡抑制油墨涂装部12优选在干燥状态下,含有玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,更优选含有玻璃化转变温度为40℃以上的树脂,特别优选含有玻璃化转变温度为50℃以上的树脂。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,可以列举出从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
玻璃化转变温度为30℃以上的丙烯酸类树脂能够从公知惯用的印刷油墨用的丙烯酸类树脂中选择玻璃化转变温度为30℃以上的来使用。例如,可以列举出将丙烯酸类单体作为必需的单体成分而构成的丙烯酸类聚合物。作为构成上述丙烯酸类树脂(丙烯酸类聚合物)的单体成分,例如可以列举出:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯等具有直链或支链状烷基的甲基丙烯酸烷基酯[优选甲基丙烯酸C1-12烷基酯等];甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸等含有羧基的聚合性不饱和化合物或其酸酐;甲基丙烯酸2-羟甲酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-3-羟丙酯、甲基丙烯酸-6-羟基己基酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、二丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等含有羟基的甲基丙烯酸酯[优选甲基丙烯酸羟C1-8烷基酯等]等。此外,“甲基丙烯酸”是指“丙烯酸”以及/或者“甲基丙烯酸”。
另外,除了上述以外,根据需要,也能够将下述物质作为单体成分使用:甲基丙烯酸环己基酯等甲基丙烯酸环烷基酯;N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺等甲基丙烯酸酰胺衍生物;二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯、二丙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲氨基丙基甲基丙烯酸酯、二丙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯等甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯类;苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类化合物;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯基酯类;氯乙烯等卤化乙烯;甲基乙烯基醚等乙烯基醚类;甲基丙烯腈等含有氰基的乙烯基化合物;乙烯、丙烯等烯烃类或二烯烃类等聚合性不饱和化合物。
其中,尤其优选以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作为主成分,使丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯腈等各种单体与其共聚而得到的化合物。随着该共聚组成的不同和分子量的不同,可以得到各种软化点的或从溶解于芳香族烃、酯、酮等的到溶解于醇、碱性水溶液的范围广泛的树脂。
上述丙烯酸类树脂的质量平均分子量没有特别地限制,优选为1万~15万,更优选为2万~10万,特别优选为4万~9.5万。上述质量平均分子量为1万以上时,印刷油墨的粘度不会变得过低,可以有效地得到印刷层的降低粘性的效果。并且,在使纸制容器发泡的工序中,丙烯酸类树脂的质量平均分子量大的,即使质量相同,玻璃化转变温度也增高,由于超过玻璃化转变温度而软化时粘度或弹性率也增高,因而难以变形,因此发泡抑制效果增高。上述质量平均分子量为15万以下时,不存在丙烯酸类树脂在印刷油墨中的溶解性变差的情况。并且,不存在印刷油墨过于变为高粘度而涂布性下降的情况。
丙烯酸类树脂在干燥状态下的发泡抑制油墨涂装部12中的比例,从油墨被膜具有适度的硬度、抗粘连性优异的观点而言,优选为90质量%以上。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的纤维素类树脂,可以列举出:通过由醋酸、丁酸、丙酸、醋酸酐、丁酸酐等羧酸将纤维素酯化而得到的树脂。作为酯化纤维素树脂,可以列举出:醋酸纤维素树脂、醋酸丁酸纤维素(CAB)树脂、醋酸丙酸纤维素(CAP)树脂等。优选为醋酸丁酸纤维素(CAB)树脂、醋酸丙酸纤维素(CAP)树脂。
由羧酸酯化的纤维素类树脂的酯化度优选为35%~50%。此外,酯化度是指纤维素类树脂中的被酯化的羟基的比例。
由羧酸酯化的纤维素类树脂的质量平均分子量优选为12,000~75,000,更优选为20,000~40,000。质量平均分子量为12,000以上时,抗粘连性优异。质量平均分子量为75,000以下时,印刷油墨的粘度不上升,凹版印刷适应性优异。
另外,作为玻璃化转变温度为30℃以上的纤维素类树脂,还可以列举出硝化棉。硝化棉是纤维素的3个羟基中的大约2个被硝化的2硝化纤维素。硝化棉中的氮含量优选8质量%~20质量%,更优选10质量%~13质量%。
根据硝化度的不同可以分为RS型(regularsoluble:常规可溶型;氮含有率11.8%~12.2%)、SS型(spiritsoluble:醇溶型;氮含有率10.7%~11.2%)。RS型溶解于酯类或酮类溶剂,能够将烃类溶剂用作稀释剂。SS型被用于大多使用醇类溶剂作为稀释剂的情况。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,醋酸乙烯酯在共聚物中的比例优选为20质量%以下的,更优选为12质量%以下的。即氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的氯乙烯的比例优选为80质量%以上,更优选为88质量%以上。通过氯乙烯的比例为80质量%以上,可以得到玻璃化转变温度高的树脂。
另外,如果氯乙烯多则皮膜的坚韧性提高,发泡抑制效果提高。如果醋酸乙烯增加则溶解性、可挠性、粘结性等提高。通过氯乙烯的比例为80质量%~90质量%,可以得到被膜的坚韧性、溶解性、可挠性、粘结性优异的发泡抑制油墨。
另外,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量平均分子量优选为10,000以上、50,000以下。如果分子量变大则皮膜强度提高,但另一方面,溶液粘度变高印刷皮膜变薄。并且对溶剂的溶解性变差,着色剂的分散性也变差。质量平均分子量处于上述范围时,可以获得被膜强度、溶液粘度、印刷被膜、对溶剂的溶解性、着色剂的分散性所有方面都协调的发泡抑制油墨。另外,发泡抑制油墨为了提高耐热性、被膜强度,也可以使用聚异氰酸酯,以双液型使用。
氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物如氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物等那样,氯乙烯、醋酸乙烯以外的物质也可以以5%以下的范围作为共聚物而被含有。马来酸以及乙烯醇由于极性高,因而具有提高共聚物的玻璃化转变温度的效果。氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物中的醋酸乙烯酯的比例优选为20质量%以下,更优选为12质量%以下。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的UV固化型树脂,可以列举出使含有低聚物、反应性稀释剂以及光聚合引发剂的组合物聚合而成的树脂。
作为低聚物,优选单体的重复数为2~20左右的聚合物,也被称为预聚物。作为树脂的代表性的种类,可以列举出:聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯。
作为反应性稀释剂(还原剂),可以列举出高沸点的单体类和低粘度的聚酯丙烯酸酯类。
光聚合引发剂通过UV能量产生自由基(活性种),自由基与单体或低聚物的反应基团反应而开始聚合。作为光聚合引发剂,可以列举出二苯甲酮类、苯偶铟类、苯乙酮类、噻吨酮类。
并且,为了促进光聚合引发剂的开始反应,也可以并用被称为感光剂的助剂。
为了形成UV固化型树脂而使用的组合物根据树脂的可挠性或抗粘连性的提高等目的,也可以含有惰性树脂、无机填充剂、有机填充剂等。
惰性树脂是指不参与由电子线的照射引起的自由基聚合的、即不会由电子线引起自由基聚合的树脂,只要是具有这种化学性质的树脂,则不特别地限定。作为惰性树脂具体可以列举出:聚氨酯树脂、氨基树脂、酚醛树脂、聚酰胺、纤维素衍生物、乙烯基类树脂、聚烯烃、天然橡胶衍生物、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚苯乙烯、醇酸树脂、松香改性醇酸树脂、亚麻油改性醇酸树脂等,能够单独或混合两种以上使用这些树脂。其中,在粘结性、可挠性优异方面,优选聚酯树脂、氯化聚丙烯树脂。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的聚氨酯树脂,可以列举出通过使用了二异氰酸酯化合物和多元醇化合物以及低分子量的扩链剂的加聚反应而得到的。
聚氨酯树脂具有单液型和双液型两种。作为单液型是将具有末端羟基的聚酯或聚醚等与二异氰酸酯的反应生成物作为基础的、不具有末端异氰酸酯的热可塑性树脂,可以得到坚韧且可挠性优异的印刷皮膜。双液型是预先由具有羟基等官能基团的丙烯酸多元醇、聚醚多元醇、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、环氧树脂等形成油墨主体,在印刷时再添加异氰酸酯预聚物(固化剂)而形成为双液型。双液型聚氨酯的特色是强力地粘着于热可塑性树脂,皮膜物性(耐水、耐油、耐药品、耐热性)非常地优异。
另外,发泡抑制油墨涂装部12也可以含有氯化聚丙烯、聚酰胺树脂。
氯化聚丙烯优选分子量为数千~数万且氯化度为25质量%~65质量%。另外,氯化聚丙烯优选由氯气将聚烯烃树脂(聚乙烯、聚丙烯等)氯化而得到。氯含量为60质量%以上的高氯化物的溶液粘度也低,耐热性、耐药品性等优异。氯含量为20%~40%的低氯化物对未处理的聚丙烯的粘着性优异。
聚酰胺树脂优选植物油脂肪酸的二聚酸与二胺的缩聚物。聚酰胺树脂的质量平均分子量优选为1000~20000,质量平均分子量为1000以上则加热时不易软化,为20000以下则溶液低温稳定性高,油墨的粘度不会过高。优选胺值为15以下和酸值为20以下同时低的聚酰胺树脂。如果酸值为20以下,则所得到的聚酰胺树脂组合物的熔点不会降低,印刷物的抗粘连性和热密封耐热性不会下降。另外,如果胺值为15以下则印刷物的防水性不下降也不会黄变。
在这些玻璃化转变温度为30℃以上的树脂中,优选氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,更优选醋酸乙烯的比例为20质量%以下的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物。
在本实施方式中,发泡抑制油墨涂装部12可以含有也可以不含有着色剂。作为着色剂有染料和颜料,颜料被分为无机类和有机类,但无论使用哪种类型的着色剂都没有问题。形成发泡抑制油墨涂装部12的发泡抑制油墨中含有的树脂为了得到与基材的足够的粘着性,优选在干燥状态下为20质量%以上。但是,为了在外观上易于看见凹凸,优选在发泡部4a和发泡抑制部4b颜色差别不大,因此发泡抑制油墨优选不含有着色剂或者在干燥状态下含有30质量%以下的着色剂,更优选含有20质量%以下,特别优选为10质量%以下。
发泡抑制油墨部12可以为有色也可以为无色。无色或淡色时,从发泡部4a和发泡抑制部4b的凹凸容易看得见的方面而言,优选。另外,即使是有色,为冷色系的淡蓝或绿色时,从凹凸被深度协调而容易看得见的方面而言,优选。
另外,在本实施方式中,发泡抑制油墨涂装部12也可以含有助剂。作为助剂,能够利用聚乙烯蜡等聚烯烃类蜡;脂肪酸酰胺、脂肪酸酯、石蜡、聚四氟乙烯(PTFE)蜡、巴西棕榈蜡等已知的各种蜡类。
并且,根据需要,能够添加颜料分散剂、流平剂、表面活性剂、增塑剂等各种油墨用添加剂。
如图3所示,凹部5由发泡部4a和发泡抑制部4b形成。凹部5只要设置于发泡绝热层4的表面的至少一部分即可,例如,优选形成于用手拿容器3时,手指与躯干部1接触的位置。在本实施方式中,虽然如图1所示设置于躯干部1的上部侧的发泡绝热层4的表面,但并非限于该位置,另外,也可以如图2(A)、(B)所示设置于发泡绝热层4的整个表面。
如果在设置于躯干部1的外表面侧的发泡绝热层4的表面设置有凹部5,则用手拿时,以手指的一部分钩挂于凹部5或跨过凹部5的方式抓住,由此,手指接触的发泡绝热层4的面积变小,因而通过发泡绝热层4传递至发泡绝热层4的表面的容器主体3的内容物的热量向手指的传递量被减少,拿在手上时的手指感觉的体感温度下降。
凹部5的深度C优选为200μm以上(参照图3)。在凹部5的深度C为200μm以上的情况下,用手拿着时,能够防止手指与凹部5的底面接触,进而能够不易接受到来自凹部5的底面的热量。
凹部5的形状优选为直径A在0.1mm~0.7mm的范围的点状、宽度B为0.1mm~0.7mm的线状或格子状,或者使这些形状组合后的形状(参照图3)。点状的形状只要直径A是在0.1mm~0.7mm的范围内的大小,则不限于圆形,也可以是椭圆形。另外,线状或格子状的线为直线、曲线、虚线中的任何一个都可以。
这样一来,用手拿着躯干部1时,手指不与凹部5的底面接触,并且手指接触的发泡绝热层4的面积变小,将躯干部1拿在手上时的体感温度降低。
在点状的凹部5的直径在0.1mm以上的范围内的情况下,并且线状或格子状的凹部5的宽度为0.1mm以上的情况下,用手拿着时,手指与发泡绝热层的接触面积变小,将躯干部5拿在手上时的体感温度降低。另外,在点状的凹部的直径在0.7mm的范围以下的情况下,并且线状或格子状的凹部5的宽度为0.7mm以下的情况下,用手拿着时,手指不易接触到凹部5的底面,不易接受到来自凹部5的底面的热量。
另外,如图3所示,与凹部5同样,凸部6由发泡部4a和发泡抑制部4b形成。即,由位于凹部5与凹部5之间的发泡绝热层4形成的凸部6的宽度D优选在1.5mm~10mm的范围内(参照图3)。
在凸部6的宽度D在1.5mm~10mm的范围内的情况下,用手拿着时,能够可靠地减小手指接触的发泡绝热层4的面积,更加有效地降低拿在手上时的手指感觉的体感温度。
在凸部6的宽度D在1.5mm以上的情况下,发泡绝热层4的发泡厚度E可以得到用于有效的绝热的厚度。另外,在凸部6的宽度D在10mm以下的情况下,与用手拿着时的手指接触的发泡绝热层4的面积小,手指感觉的体感温度变低。
另外,凹部5的外表面积在躯干部1的外表面积中的比例优选为1%~55%。该比例为1%~55%时,不管拿躯干部1的哪个部位,手指接触的发泡绝热层4的面积都小,并且能够防止手指与凹部5的底面接触,能够安心地使用。
凹部5的外表面积的比例为1%以上时,手指接触的发泡绝热层4的面积小,拿在手上时的手指感觉的热量少。在凹部5的外表面积的比例为55%以下的情况下,用手拿着时手指不易接触到凹部5的底面,不会受到来自凹部5的底面的热量。
<纸制容器的制造方法>
本发明的纸制容器的制造方法具有:
工序A,在纸基材的一个面上设置热可塑性树脂层;
工序B,在所述热可塑性树脂层的与接触于所述纸基材的面相反一侧的面的一部分上涂布发泡抑制油墨而形成发泡抑制油墨涂装部;以及
工序C,加热处理具有所述发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层,使该热可塑性树脂层中的未设有所述发泡抑制油墨涂装部的部分发泡,设置发泡部以及发泡抑制部,
所述发泡抑制油墨含有7质量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂。
以下,参照附图详细地说明本发明所涉及的纸制容器的实施方式的一例。
工序A是在纸基材7的一个面上设置热可塑性树脂层(低熔点热可塑性树脂层8)的工序。在构成容器主体3的躯干部1和底板部2中使用的纸基材7能够将由木材得到的化学纸浆、机械纸浆作为主体,根据需要向其中混合洋麻、竹等非木材纸浆,再通过通常的抄纸工艺抄造而得到,但是不限于此。纸基材7的平方米重量在容器主体3的制造上以及容器主体3的刚性上而言,优选为100g/m2~500g/m2的范围,但不限于此。
另外,后述的低熔点热可塑性树脂层8为了确保需要的发泡量并防止产生过发泡,优选含有水分为5质量%~9质量%,优选为6质量%~8质量%。含有水分为9质量%以下时,能够有效地抑制纸基材7含有的水分由于加热而蒸发,软化的热可塑性树脂层被水蒸气向纸基材的外侧过量地推出而发泡的概率。因此,根据本实施方式,能够有效地抑制发泡部变为水泡状进而外观恶化。
纸基材7优选使用化学纸浆。通过使用化学纸浆,与使用机械纸浆的情况相比,易于提高密度,在长时间照晒光时或在长时间被保管于高温下时能够抑制黄变,并且强度增高,因而在纸杯成型时赋予顶部卷曲时变得难以断裂。化学纸浆的配比率优选80质量%以上,更优选90质量%以上,最优选95质量%以上。
另外,纸基材7的密度优选为0.7g/cm2以上,更优选为0.75g/cm2以上,特别优选为0.8g/cm2以上。
在后述工序C的加热发泡工序中,由于纸基材7的水分蒸发使热可塑性树脂层向挤压外侧扩张而发泡,纸基材的密度为0.7g/cm2以上时,水蒸气难以从纸基材的端面逃逸,与相同平方米重量密度低的纸基材7相比发泡厚度变大,因而优选。低密度纸基材为了得到与高密度纸基材相同的发泡厚度而增大平方米重量,因此需要大量地使用材料。另一方面,纸基材的密度为0.7g/cm2以上时,不必大量地使用材料,在成本方面也优异。
制造纸基材7的纸浆的滤水度(CSF)优选为200mL~500mL,更优选为300mL~450mL。为500mL以下时,水蒸气难以透过纸基材7的内部,水蒸气难以从纸基材7的端面逃逸,因而发泡厚度变大,因此优选。滤水度为200mL以上时,用于叩解纸浆而使滤水度降低的耗电不会变大,在成本方面也优异。另外,能够缓和用于纸浆叩解能力增强的设备对策。
工序B是在低熔点热可塑性树脂层8的与接触于纸基材7的面8a相反一侧的面8b的一部分上涂布发泡抑制油墨而形成发泡抑制油墨涂装部12的工序。
在本实施方式中,形成如下这样的躯干部用加工纸10:在纸基材7的一个面7a侧(外表面侧),通过熔融挤出法层压通过加热发泡的低熔点热可塑性树脂使其达到20μm~100μm的范围而设置低熔点热可塑性树脂层8,并且在另一个面7b侧(内表面侧),通过熔融挤出法层压高熔点热可塑性树脂使其达到15μm~60μm的范围而设置高熔点热可塑性树脂层9(参照图4)。
作为低熔点热可塑性树脂,可以使用熔点低的低密度聚乙烯,另外,作为高熔点热可塑性树脂,可以使用熔点高的中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、三甲基戊烯等。
纸基材7的平方米重量大时水分量也变多,因而能够使低熔点热可塑性合成树脂层更多地发泡。如果纸基材7的平方米重量大且低熔点热可塑性合成树脂层厚,则能够加厚发泡层。如果纸基材7的平方米重量大且低熔点热可塑性合成树脂层薄,则在发泡途中树脂厚度变得过薄而使发泡单元容易被破坏,外观恶化,因而平方米重量大的纸基材7和薄层压层的组合不优选。另一方面,如果纸基材7的平方米重量小且低熔点热可塑性合成树脂层厚,则纸基材水分量少,因而不能够使厚层压层充分发泡,因此不经济,平方米重量小的纸基材和厚层压层的组合不优选。
因此,纸基材的平方米重量Xg/cm2与低熔点热可塑性合成树脂的层压层的厚度Yμm由下式(2)的关系表示,Z的范围优选为20以上60以下。
数学式2
Y=0.33X-Z(2)
在本实施方式中优选,在低熔点热可塑性树脂层8的面8b上,预先用不易抑制发泡的低发泡抑制油墨整个面全部印刷而设置发泡低抑制印刷层11(参照图4)。即,上述工序A优选在纸基材的一个面上设置低熔点热可塑性树脂层8之后,再在低熔点热可塑性树脂层8上设置发泡低抑制印刷层11。
如果在低熔点热可塑性树脂层8的面8b上预先设置发泡低抑制印刷层11,则在使低熔点热可塑性树脂层8发泡时,发泡抑制油墨涂装部12成为锚固(アンカー),由发泡抑制油墨涂装部阻止水泡状的过发泡的扩大而能够将外观的恶化限制在最小限度内,并且能够沿斜下方对发泡低抑制印刷层11施加张力,由此抑制低熔点热可塑性树脂层8的过发泡,因而优选。(参照图6。)
在没有发泡抑制油墨涂装部12,只有发泡低抑制印刷层11的情况下,由于张力只沿横向传递,因而抑制过发泡扩大的效果小,导致在大范围产生过发泡。
发泡低抑制印刷层11的厚度优选为0.5μm~10μm。发泡低抑制印刷层11的厚度为0.5μm以上时,能够将相对于发泡部的厚度的发泡抑制率设定为75%以上,并且能够使过发泡的压力有效地分散、缓和,厚度为10μm以下时,不会浪费材料,是经济的。
也可以在发泡抑制部4b以外涂装低发泡抑制油墨。作为不抑制发泡的油墨,优选在干燥状态下含有20质量%以上的玻璃化转变温度小于30℃的树脂。作为玻璃化转变温度小于30℃的树脂可以列举出聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂、氯化聚丙烯类树脂等,也可以使用玻璃化转变温度小于30℃的丙烯酸类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、硝化棉等。
在发泡低抑制印刷层11的面11a的一部分上涂布发泡抑制油墨而设置发泡抑制油墨涂装部12,以便在使低熔点热可塑性树脂层8发泡而成的发泡绝热层4的表面形成凹部5。
发泡抑制油墨是向上述干燥状态的发泡抑制油墨涂装部12的构成中加入溶剂后的产物。即,发泡抑制油墨含有树脂、着色剂、助剂以及溶剂。发泡抑制油墨含有7质量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,优选含有9质量%以上,更优选含有11质量%以上,特别优选含有13质量%以上。
作为玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,可以列举出从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种,优选氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,更优选醋酸乙烯的比例为20质量%以下的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物。
另外,发泡抑制油墨优选含有7质量%以下的着色剂,更优选含有5质量%以下,特别优选含有3质量%以下。
发泡抑制油墨涂装部12通过凹版印刷、柔版印刷及其他适当的印刷方法设置,但也可以采用除此以外的方法设置。
代替由金属模具进行的压花加工,通过在印刷工序中印刷发泡抑制油墨,从而在加热发泡后赋予由发泡部和发泡抑制部形成的凹凸,因而能够廉价、自由地设计。由金属模具进行的压花加工中的困难复杂的设计或微细的设计也成为可能。能够与整面单色、整面多色印刷、部分印刷或没有印刷等印刷自由地组合。
也可以在低熔点热可塑性树脂层8的面8a上设置形成凹部5的发泡抑制油墨涂装部12之后,设置发泡低抑制印刷层11。
这样,在躯干部用加工纸10的低熔点热可塑性树脂层8的面8a上设置发泡抑制油墨涂装部12之后,冲压躯干部用加工纸10,形成躯干部用坯料(未图示)。
另外,在底板部3上形成在纸基材7的一个面侧(内面侧)或两面侧,通过熔融挤出法,以达到15μm~60μm的范围的方式层压高熔点热可塑性树脂9而设有高熔点热可塑性树脂层9的底板部用加工纸13(参照图5),冲压该底板部用加工纸13,形成底板用坯料(未图示)。
将如此形成的躯干部用坯料的两端缘重合并粘结而形成躯干部1,在躯干部1的底部粘合底板部用坯料而形成底板部2,由此,使容器主体3成形。
工序C是加热处理具有发泡抑制油墨涂装部12的低熔点热可塑性树脂层8,使低熔点热可塑性树脂层8中的未设有发泡抑制油墨涂装部12的部分发泡,从而设置发泡部4a以及发泡抑制部4b的工序。
在本实施方式中,用加热干燥机,在大约110℃~140℃的范围内,将如此地成形的容器主体3加热大约40秒~6分钟。
在该加热中,由于纸基材7中含有的水分,低熔点热可塑性树脂层8发泡而形成发泡绝热层4,而在低熔点热可塑性树脂层8的表面上设有发泡抑制油墨涂装部12的部分由于发泡抑制油墨涂装部12而使发泡受到抑制,被抑制的部分成为设于发泡绝热层4的表面的凹部5。
此时,如果在低熔点热可塑性树脂层8的表面上用不抑制发泡的低发泡抑制油墨整个面全部印刷而设置发泡低抑制印刷层11,则在使低熔点热可塑性树脂层8发泡时,发泡抑制油墨涂装部12成为锚固,由于能够沿斜下方对发泡低抑制印刷层11施加张力,因而有效地抑制低熔点热可塑性树脂层8的过发泡,发泡绝热层4的发泡面变得均匀,可以实现平滑性和外观的提高(参照图6)。
另外,在纸制容器中装入内容物或水分并在微波炉中烹调的纸制容器中,表示注水基准水位的线状的凹坑或线底部由于在发泡前低熔点热可塑性树脂面受到由压缩应力产生的损害,因而在由微波炉进行的加热中容易产生二次发泡(过发泡)。
在由微波炉的加热产生的二次发泡中发泡绝热层与原纸层剥离这一点,与由原纸水分过多等引起的过发泡(发泡单元结合而大大地鼓起)机理不同。如果在预计产生二次发泡的部分或容易产生二次发泡的部分预先涂装发泡抑制油墨,则不会产生发泡绝热层与原纸层剥离的二次发泡而能够防止外观的恶化(参照图7)。作为一例,将由微波炉产生二次发泡的截面示于图9(a),将通过设置发泡低抑制印刷层而使二次发泡受到抑制的截面示于图9(b)。
本实施方式中,在形成发泡抑制油墨涂装部12之后使容器主体3成形,但也可以在使容器主体3成形之后形成发泡抑制油墨涂装部12。
实施例
接下来,将示出实施例而更加详细地说明本发明,但本发明并非限于以下的实施例。将各实施例以及比较例的详细情况示于表1~2。将实施例的术语的说明图示于图8。
《实施例1》
在220g/m2(厚度259μm、密度0.85g/m2、化学纸浆100%、纸浆的滤水度(CSF)400ml、含水率7.5%)的纸基材的一个面上,以厚度40μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社制造,商标名:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃)。在纸基材的相反面上,以厚度20μm挤出层压中密度聚乙烯(日本聚乙烯株式会社制造,商标名:LC680、密度0.936g/m2、熔点118℃)。在该低密度聚乙烯层压膜面上,整面涂布低发泡抑制油墨(在干燥状态下,聚氨酯树脂A(玻璃化转变温度10℃)30质量%、硝化棉B(玻璃化转变温度60℃)20质量%、着色剂50质量%,分散于溶剂状态下的树脂以及着色剂的总含有率20质量%)并使其干燥,设置2.0μm的发泡低抑制印刷层。作为溶剂使用了由异丙醇(10%)/醋酸乙烯(40%)/甲苯(30%)/甲基乙基酮(20%)构成的混合溶剂。
并且,在发泡低抑制印刷层上局部涂布发泡抑制油墨(干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)70质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)30质量%、着色剂0%,在油墨状态下的树脂含有率为10%)(参照表1~2)并使其干燥,设置2.5μm的发泡抑制印刷层。
该双面层压纸基材的整体厚度(除去油墨层)为319μm。从该双面层压纸基材冲压出容器躯干部件坯料。然后,在与用于平方米重量220g/m2的躯干部件的相同的原纸的一个面上,以厚度30μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社,商标:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃),从该单面层压纸基材冲压出容器底部件坯料。以容器躯干部件坯料的中密度聚乙烯层压膜面和容器底部件坯料的低密度聚乙烯层压膜面成为容器内壁面的方式,用常用的纸杯成型机使容器躯干部件坯料和容器底部件坯料一体化,组装成纸制容器。容器的尺寸为边缘外径72.5mm、纸杯高度80mm、满杯容量197ml,将该纸制容器放入链条式平炉,在120℃下加热120秒。得到了对应于设在纸制容器的躯干部的低密度聚乙烯层压膜上的发泡低抑制印刷层而在躯干部上具有发泡绝热层的纸制容器。具有发泡绝热层的纸制容器的躯干部整体的厚度为779μm(发泡绝热层500μm+原纸259μm+中密度聚乙烯层20μm)。发泡低抑制部的发泡抑制率为78.0%(参照图10)。
《比较例1》
在220g/m2(含水率7.5%)的纸基材的一个面上,以厚度40μm挤出层压上述的低密度聚乙烯。在纸基材的相反面上,以厚度20μm挤出层压上述的中密度聚乙烯。在该低密度聚乙烯层压膜面上涂布上述的低发泡抑制油墨。作为溶剂使用了由异丙醇(10%)/醋酸乙烯(40%)/甲苯(30%)/甲基乙基酮(20%)构成的混合溶剂。该双面层压纸基材的整体厚度为319μm。
从该双面层压纸基材冲压出容器躯干部件坯料。然后,在与用于平方米重量220g/m2的躯干部件的相同的原纸的一个面上,以厚度30μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社,商标名:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃),从该单面层压纸基材冲压出容器底部件坯料。以容器躯干部件坯料的中密度聚乙烯层压膜面和容器底部件坯料的低密度聚乙烯层压膜面成为容器内壁面的方式,用常用的纸杯成型机使容器躯干部件坯料和容器底部件坯料一体化,组装成纸制容器。将该纸制容器放入链条式平炉,在120℃下加热120秒。得到了对应于设在纸制容器的躯干部的低密度聚乙烯层压膜上的发泡低抑制印刷层而在躯干部上具有发泡绝热层的纸制容器。具有发泡绝热层的纸制容器的躯干部整体的厚度为789μm(发泡绝热层510μm+原纸259μm+中密度聚乙烯层20μm)。由于未设置发泡抑制部,因而得到厚度均匀的发泡绝热层,发泡抑制率为0%。(参照图11。)
《实施例2~6》
使用采用与实施例1同样的方法制作的层压纸基材而制作了实施例2~6的纸制容器。将有关各实施例中的发泡部以及发泡抑制部的详细情况示于表1~2。
《比较例2》
使用采用与比较例1同样的方法制作的层压纸基材而制作了比较例2的纸制容器。将有关比较例2中的发泡部以及发泡抑制部的详细情况示于表1。
《实施例7》
在280g/m2(厚度315μm、密度0.89g/m2、化学纸浆100%、纸浆的滤水度(CSF)400ml、含水率7.5%)的纸基材的一个面上,以厚度50μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社制造,商标名:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃)。在纸基材的相反面上,以厚度40μm挤出层压中密度聚乙烯(日本聚乙烯株式会社制造,商标名:LC680、密度0.936/m2、熔点118℃)。在该低密度聚乙烯层压膜面上,涂布低发泡抑制油墨(在干燥状态下,聚氨酯树脂A(玻璃化转变温度10℃)30质量%、硝化棉B(玻璃化转变温度60℃)20质量%、着色剂50质量%,分散于溶剂状态下的树脂以及着色剂的总含有率20质量%)并使其干燥,设置了2.0μm的发泡低抑制印刷层。作为溶剂使用了由异丙醇(10%)/醋酸乙烯(40%)/甲苯(30%)/甲基乙基酮(20%)构成的混合溶剂。
并且,在该发泡低抑制印刷层上涂布发泡抑制油墨(干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)70质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)30质量%、着色剂0质量%、在油墨状态下的树脂含有率10%)并使其干燥,设置了2.5μm的发泡抑制印刷层。
该双面层压纸基材的整体厚度(除去油墨层)为405μm。从该双面层压纸基材冲压出容器躯干部件坯料。然后,在与用于平方米重量280g/m2的躯干部件的相同的原纸的一个面上,以厚度40μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社,商标名:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃),从该单面层压纸基材冲压出容器底部件坯料。以容器躯干部件坯料的中密度聚乙烯层压膜面和容器底部件坯料的低密度聚乙烯层压膜面成为容器内壁面的方式,用常用的纸杯成型机使容器躯干部件坯料和容器底部件坯料一体化,组装成纸制容器。容器的尺寸为边缘外径89mm、纸杯高度107mm、满杯容量402ml,将该纸制容器放入链条式平炉,在120℃下加热360秒。得到了对应于设在纸制容器的躯干部的低密度聚乙烯层压膜上的发泡低抑制印刷层而在躯干部上具有发泡绝热层的纸制容器。具有发泡绝热层的纸制容器的躯干部整体的厚度为1065μm(发泡绝热层710μm+原纸315μm+中密度聚乙烯层40μm)。发泡抑制率为82.4%。
《比较例2》
在280g/m2(含水率7.5%)的纸基材的一个面上,以厚度50μm挤出层压上述的低密度聚乙烯。在纸基材的相反面上,以厚度40μm挤出层压上述的中密度聚乙烯。在该低密度聚乙烯层压膜面上,涂布上述的低发泡抑制油墨。作为溶剂,使用了由异丙醇(10%)/醋酸乙烯(40%)/甲苯(30%)/甲基乙基酮(20%)构成的混合溶剂。该双面层压纸基材的整体厚度为405μm。
从该双面层压纸基材冲压出容器躯干部件坯料。然后,在与用于平方米重量280g/m2的躯干部件的相同的原纸的一个面上,以厚度40μm挤出层压低密度聚乙烯(东曹株式会社,商标名:ペトロセン213、密度0.918g/m2、熔点105℃),从该单面层压纸基材冲压出容器底部件坯料。以容器躯干部件坯料的中密度聚乙烯层压膜面和容器底部件坯料的低密度聚乙烯层压膜面成为容器内壁面的方式,用常用的纸杯成型机,使容器躯干部件坯料与容器底部件坯料一体化,组装成纸制容器。将该纸制容器放入链条式平炉,在120℃下加热360秒。得到了对应于设在纸制容器的躯干部的低密度聚乙烯层压膜上的发泡低抑制印刷层而在躯干部上具有发泡绝热层的纸制容器。具有发泡绝热层的纸制容器的躯干部整体的厚度为1065μm(发泡绝热层710μm+原纸315μm+中密度聚乙烯层40μm)。由于未设置发泡抑制部,因而得到厚度均匀的发泡绝热层,发泡抑制率为0%。
[绝热性评价]
将实施例1以及比较例1的纸制容器中的、装入开水之后的时间与接触于纸制容器外侧的发泡绝热层的铜版的温度(外部表面温度)的关系示于图12。在室温25℃的条件下,将87℃的热水填充至距离满杯差10mm,在容器躯干部的高度方向中央位置处使面积3cm×3cm、厚度12μm的铜版与容器躯干部接触之后,用接触式温度计测定铜版的温度。
如图12所示,与比较例1相比,具有发泡抑制部的实施例1的纸容器绝热性优异。
另外,将实施例1~7以及比较例1、2的纸制容器中的、装入热水之后30秒、60秒后的、接触于纸制容器外侧的发泡绝热层的铜版的温度(外部表面温度)示于表1。
与比较例1相比,具有发泡抑制部的实施例1~6的纸容器,手拿着时稍微感觉到热,如表1所示,绝热性优异。另外,与比较例2相比,具有发泡抑制部的实施例7的纸容器,手拿着时的不感觉到热,如表1所示,绝热性优异。并且,在原纸的含水率为8.8%时,比较例3的纸制容器产生了过发泡,但是即使原纸的含水率相同也未从实施例8的纸制容器观察到过发泡。
[发泡抑制油墨的玻璃化转变温度]《实施例9》
除了发泡抑制油墨的组成为在干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)50质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)50质量%以外,采用与实施例1同样的方法得到躯干部具有发泡绝热层的纸制容器。发泡抑制率为77.4%。
《实施例10》
除了发泡抑制油墨的组成为在干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)30质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)70质量%以外,采用与实施例1同样的方法得到躯干部具有发泡绝热层的纸制容器。发泡抑制率为76.4%。
《比较例4》
除了发泡抑制油墨的组成为在干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)60质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)30质量%、丙烯酸树脂E(玻璃化转变温度25℃)10质量%以外,采用与实施例1同样的方法得到躯干部具有发泡绝热层的纸制容器。发泡抑制率为60.8%。
《比较例5》
除了发泡抑制油墨的组成为在干燥状态下,氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物C(玻璃化转变温度70℃)60质量%、丙烯酸树脂D(玻璃化转变温度35℃)30质量%、聚氨酯树脂A(玻璃化转变温度10℃)10质量%以外,采用与实施例1同样的方法得到躯干部具有发泡绝热层的纸制容器。发泡抑制率为55.2%。
在实施例9、10中观察到发泡抑制率为75%以上的高发泡抑制效果,而在比较例4、5中发泡抑制率低于75%,发泡抑制效果低。
表1
表2
[摩擦带电电压]
将与实施例1以及比较例1同样的容器躯干部件坯料用双面层压纸基材的薄片状的样品片,和将其放入链条式平炉、在120℃下加热120秒后的薄片状发泡样品片在温度20℃、相对湿度20%的条件下保持24小时之后,使低密度聚乙烯层压膜面与中密度聚乙烯层压膜面重合,用手摩擦40次之后,使用静电测量仪(SIMCO公司制、FMX-002)测量5次两面的带电压。将5次低密度聚乙烯层压膜面的带电压与高密度聚乙烯层压膜面的带电压之差的平均值示于表3。
表3
平均(kV)
比较例1(加热前) 1.74
比较例1(加热后) 5.28
实施例1(加热前) 0.06
实施例1(加热后) 0.54
如表3所示可以确认,实施例1的加热后的双面层压纸基材不易产生摩擦带电电压。由此确认,例如,使用实施例1的双面层压纸基材的容器容易从自动售货机中的纸制容器摞分离。另外可以确认,在商店中销售热饮料时,使用实施例1的双面层压纸基材的容器容易从纸制容器摞中抽出。
并且,令人惊奇的是,可以确认,实施例1的加热前的双面层压纸基材与比较例1的加热前的双面层压纸基材相比,也不易产生摩擦带电电压。
[绝热纸杯分离强度]
向实施例2以及比较例1的纸制容器摞施加1kg的预备加压,测定了分离强度。将结果示于表4。
表4
如表4所示可以确认,实施例2的纸制容器与比较例1的纸制容器相比分离强度小,即使搬运时对纸制容器摞产生加压也容易分离。
符号说明
1躯干部、2底板部、3容器主体、4发泡绝热层、4a发泡部、4b发泡抑制部、5凹部、6凸部、7纸基材、7a面、7b面、8低熔点热可塑性树脂层、8a面、8b面、9高熔点热可塑性树脂层、10躯干部用加工纸、11发泡低抑制印刷层、11a面、12发泡抑制油墨涂装部、13底板部用加工纸。

Claims (12)

1.一种纸制容器,具有由躯干部和底板部构成的容器主体、以及设置于所述躯干部的外表面侧、由发泡部和发泡抑制部构成的发泡绝热层,其特征在于,
所述发泡绝热层由加热具有发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层而成,所述发泡抑制部的厚度相对于不进行发泡抑制的所述发泡部的厚度的比例为25%以下,
所述发泡抑制油墨涂装部在干燥状态下含有90重量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,
所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
2.根据权利要求1所述的纸制容器,其特征在于,
所述热可塑性树脂层为自所述躯干部侧起按照低熔点热可塑性树脂层和发泡低抑制印刷层的顺序依次层压而成。
3.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,该氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物中的醋酸乙烯的比例为20重量%以下。
4.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
所述发泡抑制油墨涂装部在干燥状态下含有30重量%以下的着色剂。
5.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凹部的深度为200μm以上。
6.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凹部的形状是直径为0.1mm~0.7mm的点状、宽度为0.1mm~0.7mm的线状或格子状、或者将这些形状组合后的形状。
7.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凸部的宽度为1.5mm~10mm。
8.根据权利要求1或2所述的纸制容器,其特征在于,
由所述发泡部和所述发泡抑制部形成的凹部的外表面积在所述躯干部的外表面积中的比例为1%~55%。
9.一种纸制容器的制造方法,其特征在于,
具有:
工序A,在纸基材的一个面上设置热可塑性树脂层;
工序B,在所述热可塑性树脂层的与接触于所述纸基材的面相反一侧的面的一部分上涂布发泡抑制油墨而形成发泡抑制油墨涂装部;以及
工序C,加热处理具有所述发泡抑制油墨涂装部的热可塑性树脂层,使该热可塑性树脂层中的未设有所述发泡抑制油墨涂装部的部分发泡而设置发泡部以及发泡抑制部,
所述发泡抑制油墨含有7重量%以上的玻璃化转变温度为30℃以上的树脂,
所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为从由丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物、UV固化型树脂以及聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
10.根据权利要求9所述的纸制容器的制造方法,其特征在于,
所述工序A是在纸基材的一个面上设置低熔点热可塑性树脂层之后,再在所述低熔点热可塑性树脂层上设置发泡低抑制印刷层的工序。
11.根据权利要求9或10所述的纸制容器的制造方法,其特征在于,
所述玻璃化转变温度为30℃以上的树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物,该氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸共聚物中的醋酸乙烯的比例为20重量%以下。
12.根据权利要求9或10所述的纸制容器的制造方法,其特征在于,
所述发泡抑制油墨含有7重量%以下的着色剂。
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