JP2005096814A - 生分解性紙カップ - Google Patents

Abstract

【課題】胴部貼り合わせ部の熱接着力を向上させた、ポリ乳酸樹脂をシーラント層に用いた生分解性紙カップを提供すること。
【解決手段】胴紙（１０）ならびに底紙（１５）には、紙基材（１）にポリ乳酸樹脂（２）を積層させた片面ポリ乳酸樹脂コート紙（３）を用いた生分解性紙カップ（２０）において、胴部貼り合わせ部（１３）のポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面にはポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス層（４）が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、生分解性紙カップに関するものであり、特には、省資源（石油資源を使用しない）と廃棄物処理に係わる環境負荷の低減に寄与する紙カップに関する。

現在工業生産されている微生物により分解されて最終的には水や炭酸ガス等になる生分解性樹脂の代表例としては、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ３−ヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）とその共重合体などが挙げられるが、生分解性があり、かつ、食品との直接接触において問題となっていない生分解性樹脂は現状ではポリ乳酸樹脂だけである。

本発明者らは、以前よりシーラント層にポリオレフィン系樹脂の代わりに、生分解性樹脂であるポリ乳酸樹脂を用いた熱接着法により形成する生分解性の紙カップを提案している（例えば、特許文献１）。

上記先行技術文献を示す。
特開２００３−１１２８７号公報 ポリ乳酸樹脂はエステル樹脂であるため、溶融張力が小さい。つまり、カップ成形時の加熱による粘り、タック性に乏しく、紙との接着に対して不利である。従って、特に胴部貼り合わせ部の熱接着力が弱く、例えば、熱湯を紙カップに注入した際に、胴部貼り合わせ部から熱湯が洩れる危険性が高いという問題がある。

本発明は、ポリ乳酸樹脂をシーラント層に用いた生分解性紙カップに関する以上のような問題を解決するためになされたもので、胴部貼り合わせ部の熱接着力を向上させた、ポリ乳酸樹脂をシーラント層に用いた生分解性紙カップを提供することを課題とする。

本発明の請求項１の発明は、胴紙の一方の端縁をもう一方の端縁に重ね合わせて胴部貼り合わせ部を熱接着法により形成させて円筒形状の胴部材とし、ほぼ円形状の底紙を外周縁部を下向きに起立させて底部材とし、前記胴部材の下部内面に底部材の外周縁部の内面を熱接着させ、さらに外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に熱接着させて環状脚部を形成させた紙カップであって、前記胴紙並びに底紙には、紙基材にポリ乳酸樹脂を積層させた片面ポリ乳酸樹脂コート紙を用いた生分解性紙カップにおいて、前記胴部貼り合わせ部のポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面にはポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス層が形成されていることを特徴とする、生分解性紙カップである。

このように請求項１に記載の発明によれば、胴部貼り合わせ部のポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面にはポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス層が形成されているので、胴紙の胴部貼り合わせ部分のポリ乳酸樹脂の厚さがニス層を形成する前より厚くなり、その結果として胴部貼り合わせ部の熱接着力が向上する。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ニス層を構成するポリ乳酸樹
脂をバインダーとするニスは、ポリ乳酸樹脂を溶剤化あるいは水中に微分散化した材料であることを特徴とする、生分解性紙カップである。

このように請求項２に記載の発明によれば、ポリ乳酸樹脂をバインダーとするニスは、ポリ乳酸樹脂を溶剤化あるいは水中に微分散化した材料であるので、ニスの中にポリ乳酸樹脂が均等に混ざって、ポリ乳酸樹脂を紙面に均一に塗布することができる。

また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記胴紙の胴部貼り合わせ部の内側は、先端から所定長さだけ胴部の厚みの半分を削除し、削り取った残り半分を削除面が内側になるように折り返して紙端面保護がなされていることを特徴とする、生分解性紙カップである。

このように請求項３に記載の発明によれば、胴紙の胴部貼り合わせ部の内側は、先端から所定長さだけ胴部の厚みの半分を削除し、削り取った残り半分を削除面が内側になるように折り返して紙端面保護がなされているので、収容物の液体等が端面を通して紙の内面に滲み込むことがない。

上記のように、本発明によれば、シーラント層のポリ乳酸樹脂を低融点化しなくても紙カップの成形が可能になることが判る。

本発明の生分解性紙カップを一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。

本発明の生分解性紙カップは、例えば、図１、図２、図３に示すように、胴紙（１０）の一方の端縁（１１）をもう一方の端縁（１２）に重ね合わせて胴部貼り合わせ部（１３）を熱接着法により形成させて円筒形状の胴部材（１４）とし、ほぼ円形状の底紙（１５）を外周縁部（１６）を下向きに起立させて底部材（１７）とし、前記胴部材の下部内面に底部材の外周縁部の内面を熱接着させ、さらに外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に熱接着させて環状脚部（１８）を形成させた生分解性紙カップ（２０）である。

そして、胴紙（１０）並びに底紙（１５）には、紙基材（１）にポリ乳酸樹脂層（２）を積層させた片面ポリ乳酸樹脂コート紙（３）が用いられる。

また、胴部貼り合わせ部（１３）のポリ乳酸樹脂層が積層されていない方の面にはポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス（４）が塗布され、ニス層（４）を形成している。

紙基材（１）としては、紙カップ原紙が好適に使用できる。紙基材（１）とポリ乳酸樹脂層（２）の積層は、押し出しラミネート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法等の一般的に公知の積層方法を用いれば良い。

また、ポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス（４）は、ポリ乳酸樹脂を溶剤化あるいは水中に微分散化した材料であることが好ましい。

ポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス（４）は、グラビア印刷法あるいはグラビアコート法により片面乳酸樹脂コート紙（３）に塗布することができ、ニス層（４）を形成する。

そして、胴紙の胴部貼り合わせ部（１３）の内側は、胴紙の一方の端縁（２１）の先端から所定長さだけ胴部の厚みの半分を削除（２３）し、削り取った残り部分（２４）の半分を削除面が内側になるように折り返して紙端面保護（２５）がなされているようにして
も良い（図５（ａ）〜（ｄ）参照）。

こうすることにより、長期間液体等の内容物を生分解性紙カップに保存しておいても、収容物の液体等が紙端面を通して紙の内面に浸透することがない。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。
〈実施例１〉
紙基材（１）として坪量２６０ｇ／ｍ² のコップ原紙を準備した。そして、このコップ原紙の片面にポリ乳酸樹脂であるレイシア Ｈ１００（三井化学株式会社製）を押し出しコート法により３０μｍの厚さに積層させ、ロール状の片面ポリ乳酸樹脂コート紙（３）を作製した。

別に、ポリ乳酸樹脂をバインダーとしたニス（４）として、バイオカラーインキ（仮称）（東洋インキ株式会社製）を準備した。

このロール状の片面ポリ乳酸樹脂コート紙（３）から、所望幅の胴紙ロールと底紙ロールを作製した。

胴紙ロールは、ポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面に必要事項等をデザインして扇形状の胴紙（１０）を印刷するとすると共に、円筒形状の胴部材（１４）に形成させた際に、胴部貼り合わせ部（１３）となる部分の内側となる胴紙（１０）の一方の端縁の全面に、バイオカラーインキ（仮称）をグラビア印刷法によりパターン塗布してニス層（４）を形成させた（図３、図４参照）。

この胴紙ロールから扇形状部分を打ち抜き、胴紙（１０）のブランクを作製した。

この胴紙（１０）のブランクと底紙ロールとを一般的に公知の熱接着法により作製する紙カップ成形機にセットして、胴紙（１０）はバイオカラーインキが塗布されている方の一方の端縁（１１）を、ポリ乳酸樹脂が積層されている面を内側にしてもう一方の端縁（１２）に重ね合わせて熱接着法により接着させて胴部貼り合わせ部（１３）を形成させて円筒形状の胴部材（１４）とした。

底紙ロールから、略円形状の底紙（１５）を打ち抜き形成させつつ、絞るようにして外周縁部（１６）を下向きに起立させて底部材（１７）とし、ポリ乳酸樹脂を積層した面を内側にして胴部材の下部内面に底部材の外周縁部の内面を熱接着させ、さらに外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に熱接着させて環状脚部（１８）を形成させる。

最後に、開口部周縁を外側にカールして口縁部（１９）を形成させ、実施例１の生分解性紙カップとした（図１参照）。

胴部貼り合わせ部（１３）は、図１（ｃ）に示すように、ポリ乳酸樹脂層が表裏に形成された状態になっているので、比較的接着強度が強い。
〈実施例２〉
胴紙の一方の端縁の全面にポリ乳酸樹脂をバインダーとするニスを塗布しなかった以外は実施例１と同じ胴紙と底紙を使用して、実施例１と同じ紙カップ成形機を用い、同条件で紙カップを成形し、実施例２の生分解性紙カップを作製した。

このようにして作製した実施例２種類の生分解性紙カップの胴部シール性、耐水性並びに耐熱水性を下記する方法により測定、目視観察した。その結果を表１に示す。

胴部シール性 ‥ 成形した紙カップのサイドシール部を剥離した時の状態を
観察
○；全面紙剥け
×；紙剥けは部分的
耐水性 ‥ 成形した紙カップに水を注入して１時間放置した時の水洩
れの有無を目視確認
○；洩れなし
×；サイドシール部から滲み洩れ
耐熱水性 ‥ 成形した紙カップに熱水を注入して３０分放置した時の水
洩れの有無を目視確認
○；洩れなし
×；サイドシール部が剥離して洩れ発生

表１の結果のように、実施例１と実施例２を比較して、胴部貼り合わせ部のポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面にポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス層を形成させることにより、胴部シール性、耐水性、耐熱水性は格段に向上することが判る。

本発明の生分解性紙カップの一実施例を示す、（ａ）は部分断面説明図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大説明図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ部拡大説明図である。 本発明の生分解性紙カップの作製手順の一例を示す、模式工程説明図である。 本発明の生分解性紙カップの胴紙の一実施例を示す、（ａ）は平面説明図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面説明図である。 本発明の生分解性紙カップに使用する胴紙をロール状の片面ポリ乳酸コート紙に配置した状態の一実施例を示す、平面説明図である。 本発明の生分解性紙カップに使用する胴紙の胴部貼り合わせ部の内側に紙端面保護を施す手順の一実施例を示し、（ａ）は先端から所定長さだけ胴紙の厚さの半分を削除した状態を示す断面説明図であり、（ｂ）は削除した残りの部分を折り返した状態を示す断面説明図であり、（ｃ）は折り返した端部をもう一方の端部と貼り合わせた状態を示す断面説明図である。

符号の説明

１‥‥紙基材
２‥‥ポリ乳酸樹脂、ポリ乳酸樹脂層
３‥‥片面ポリ乳酸樹脂コート紙
４‥‥ニス、ニス層
１０‥‥胴紙
１１‥‥胴紙の一方の端縁
１２‥‥胴紙のもう一方の端縁
１３‥‥胴部貼り合わせ部
１４‥‥胴部材
１５‥‥底紙
１６‥‥外周縁部
１７‥‥底部材
１８‥‥環状脚部
１９‥‥口縁部
２０‥‥生分解性紙カップ
２１‥‥胴紙の一方の端縁
２２‥‥胴紙のもう一方の端縁
２３‥‥削除部分
２４‥‥削り取った残りの部分
２５‥‥端面保護面

Claims (3)

1. 胴紙の一方の端縁をもう一方の端縁に重ね合わせて胴部貼り合わせ部を熱接着法により形成させて円筒形状の胴部材とし、ほぼ円形状の底紙を外周縁部を下向きに起立させて底部材とし、前記胴部材の下部内面に底部材の外周縁部の内面を熱接着させ、さらに外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に熱接着させて環状脚部を形成させた紙カップであって、
   前記胴紙並びに底紙には、紙基材にポリ乳酸樹脂を積層させた片面ポリ乳酸樹脂コート紙を用いた生分解性紙カップにおいて、
   前記胴部貼り合わせ部のポリ乳酸樹脂が積層されていない方の面にはポリ乳酸樹脂をバインダーとするニス層が形成されていることを特徴とする、生分解性紙カップ。
2. 前記ニス層を構成するポリ乳酸樹脂をバインダーとするニスは、ポリ乳酸樹脂を溶剤化あるいは水中に微分散化した材料であることを特徴とする、請求項１記載の生分解性紙カップ。
3. 前記胴紙の胴部貼り合わせ部の内側は、先端から所定長さだけ胴部の厚みの半分を削除し、削り取った残り半分を削除面が内側になるように折り返して紙端面保護がなされていることを特徴とする、請求項１又は２記載の生分解性紙カップ。