JP2006168283A - 食器用紙及びそれを用いた食器 - Google Patents

Abstract

【課題】耐水性及び耐熱水性を向上させた食器用紙、及びこの食器用紙を用いた撹拌用スティックやスプーン等の食器を提供する。
【解決手段】表面層と裏面層と、１層以上の中層と、から構成される食器用紙であって、前記中層から灰分が０．１〜１０％検出され、前記中層の灰分は表面層及び裏面層のそれぞれの灰分より高く検出されるように構成され、エッジウィック値で、０．０１５ｇ／ｃｍ²以下とする。エッジウィック値とは、紙を２ｃｍ×２０ｃｍの紙片に断裁し、この紙片の表面と裏面とに耐水性のテープを貼着し、水温８０±１℃の水に１０分間浸漬した際の水の吸収量を求める試験の数値であり、（浸漬後の重量（ｇ）−浸漬前の重量（ｇ））／四周端面の総面積（ｃｍ²）で求めた数値（ｇ／ｃｍ²）である。
【選択図】なし

Description

本発明は、食器用紙及びそれを用いた食器に関し、詳しくは紙製の攪拌スティックやスプーン等を製造するための用紙、及びそれを用いた攪拌スティックやスプーン等の食器に関するものである。

従来より、撹拌用スティックは、例えば列車などの車内でコーヒー等を飲む場合に、砂糖やミルクを加えたコーヒーを攪拌するために使用されている。このような撹拌用スティックは、熱いコーヒー等をかきまわすためのものであるため、耐水性および耐熱水性に優れていることが要求されおり、通常はプラスチック製のスティックが使用されている。

同様に、アイスクリーム、ヨーグルトやゼリー等を食べる際には、スプーンが使用されるが、このスプーンには、耐水性が要求されている。

一方、近時の環境意識の高まりから、プラスチック製スティックやスプーン等の食器について代替材料として、耐水性及び耐熱水性を向上させた紙材料を使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−７９５０５号公報（２頁及び３頁）

しかしながら、上記発明は、紙基材に合成樹脂を含浸させたり、合成樹脂フィルムをラミネートするものであり、紙材料のみで耐水性及び耐熱性を向上させたものではなかった。

そこで、本発明の主たる課題は、耐水性及び耐熱水性を向上させた食器用紙、及びこの食器用紙を用いた撹拌用スティックやスプーン等の食器を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、表面層と裏面層と、１層以上の中層と、から構成される食器用紙であって、前記中層から灰分が０．１〜１０％検出され、前記中層の灰分は表面層及び裏面層のそれぞれの灰分より高く検出されるように構成され、エッジウィック値で、０．０１５ｇ／ｃｍ²以下とされた、ことを特徴とする食器用紙であり、エッジウィック値とは、紙を２ｃｍ×２０ｃｍの紙片に断裁し、この紙片の表面と裏面とに耐水性のテープを貼着し、水温８０±１℃の水に１０分間浸漬した際の水の吸収量を求める試験の数値であり、（浸漬後の重量（ｇ）−浸漬前の重量（ｇ））／四周端面の総面積（ｃｍ²）で求めた数値（ｇ／ｃｍ²）である。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、内添サイズ剤がパルプの絶乾重量に対し０．１〜２重量％（固形分換算）配合され、水温８０±１℃の水におけるＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法によるサイズ度が４０ｇ／ｍ²以下とされた、請求項１記載の食器用紙である。

＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、抄き合わせ紙から構成される請求項１又は２記載の食器用紙である。

＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、原料となるパルプが無塩素漂白化学パルプ（ＥＣＦパルプ）である、請求項１乃至３のいずれか１項記載の食器用紙である。

＜請求項５記載の発明＞
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなる食器である。

＜請求項６記載の発明＞
請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなる攪拌用スティックである。

＜請求項７記載の発明＞
請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなるスプーンである。

本発明によれば、紙材料のみで耐水性及び耐熱水性を向上させることができる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
＜基材＞
本発明に係る食器用紙の基材は、パルプを主原料としている。このパルプ原料としては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の木材繊維を含むパルプを主原料として化学的に処理されたクラフトパルプ、木材以外の繊維原料であるケナフ、麻、藁、リンターパルプ等の非木材繊維を主原料として化学的に処理されたクラフトパルプや、チップを機械的にパルプ化したグランドパルプ、木材又はチップに化学薬品を添加しながら機械的にパルプ化したケミグランドパルプ、あるいはチップを柔らかくなるまで蒸解した後、リファイナー等でパルプ化したセミケミカルパルプ等のバージンパルプ、及びクラフトパルプ、セミケミカルパルプ、酵素漂白パルプを含むオフィス上物古紙を脱墨、漂白したパルプ、牛乳パック古紙上質断裁落ち古紙、コート断裁落ち古紙、上白、特白、中白等の未印刷の古紙から得られる回収パルプ等があげられる。なお、これらのパルプ原料は単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。

ここで、漂白パルプを使用する場合は、無塩素漂白化学パルプであるＥＣＦパルプを使用するのが好ましい。無塩素漂白化学パルプとは、分子状塩素（Ｃｌ₂）を使用せずに製造した化学パルプであり、ＥＣＦ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｈｌｏｒｉｎｅ Ｆｒｅｅ）パルプとは、分子状塩素（Ｃｌ₂）を使用せず、二酸化塩素（ＣｌＯ₂）で漂白して製造したパルプである。ＥＣＦパルプは、塩素イオンの含有量が少ないため、低温焼却によってもダイオキシン類等の有機塩素化合物が生成される危険が少ないとの利点があり、結果として環境負荷が少なくてすむ。

また、上記パルプの叩解度は、ＪＩＳ−Ｐ８１２１に基づくカナダ標準ろ水度（ＣＳＦ）で２５０〜５５０ｍｌの範囲が好適である。

＜食器用紙の構成＞
この食器用紙は、抄紙の段階でタルクなどの填料を内添することでドライヤー等で乾燥された後に、カレンダー装置などにより、表面にＰＶＡなどを塗工する処理を行って形成されるものである。なお、本食器用紙に使用される抄紙機についても、特に限定されるものではないので、長網マシン、円網マシン、又は両者を併用した板紙マシン等、公知の種々の抄紙機を用いることができる。

本実施の形態の食器用紙は、紙厚５００μｍ程度の厚紙であり、一般的に、３層以上の多層抄きからなる板紙として形成される。多層抄きにすることにより、地合がよくなると共に、層別に原料の構成やサイズ度等を変えることができ、また、生産性が上がる等の利点を有している。本実施の形態では、図１に示すように、表面層Ｓと裏面層Ｒとの間に中層ｍ，ｍ，…（これらをまとめて「中層群Ｍ」ということにする。以下同様）が、挟まれたかたちとなっている。当然のことながら、中層ｍは１層でも複数でもよい。

食器用紙によって形成された食器、例えば、攪拌スティック又はスプーン等は、水分の多い食品や飲料に使用すると、攪拌スティックやスプーンの端面部分（すなわち食器用紙の端面部分）、特に用紙を構成する中層群Ｍで膨れという現象が発生し、そのため吸収された水分の影響によって紙の硬さ（剛度）が損なわれ、攪拌スティックやスプーンとしての使用が困難になってくる。したがって、食器用紙が食器の材料として十分に適用できるようになるには、その用紙表面及びその端面からの水分（熱水を含む）の吸収を抑える耐水性、耐熱水性や剛度が必要となる。そこで、以下に、食器用紙の用紙表面及びその端面に要求される耐水性、耐熱水性や剛度の程度について説明する。

まず、用紙表面の耐水性、耐熱水性については、一定時間の用紙表面からの水の浸透量によってサイズ性を評価するＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法によるサイズ度によって判断される。

ここで、ＪＩＳ Ｐ８１４０によれば、試験に用いる水の温度は試験時の標準状態に一致させるものであり、ＪＩＳ Ｐ８１４０が引用するＪＩＳ Ｐ８１１１（試験用紙の前処理）の標準状態により水温が２３±１℃であることが要求されるが、本発明に係る食器用紙は、ホットコーヒーなどのマドラー等にも使用されるものであるから、耐熱水性が必要となるため、試験条件の水温条件を８０±１℃に変更し、その他の条件はＪＩＳ Ｐ８１４０によるものとした。なお、水温を８０℃とするのは、ホットコーヒーや紅茶がカップに注いだ時の温度を想定したためである。また、一般に、水温が高温であるほど、サイズ度の数値は大きくなるという傾向があるため、食器用紙として使用が予定される最高温度（８０℃）で問題がなければ、８０℃以下、例えば冷水やアイスクリーム等の低温のものでも、食器用紙としての使用に問題がないことになるため、耐熱水性を満足すれば、実質的に、耐水性も満足することとなる。

本発明では、水温８０±１℃の水における表面からの水に対しては、上記条件に基づくＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法によるサイズ度が４０ｇ／ｍ²以下であることが好ましい。サイズ度が４０ｇ／ｍ²超のものを使用すると、用紙表面からの水分の吸収が大きく、剛度が損なわれるので好ましくないからである。そして、上記のように、水温８０±１℃の水におけるＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法による用紙表面のサイズ度が４０ｇ／ｍ²以下であれば、用紙表面の耐水性も問題はない。

食器用紙の端面の耐水性、耐熱水性については、図２に示すような、用紙における四周の端面Ｅからの水の吸収度（エッジウィック試験）によって判断される。
ここで、エッジウィック試験（edge wick test）とは、紙を２ｃｍ×２０ｃｍの紙片に断裁し、この紙片の表面と裏面とに耐水性のテープを貼着し、所定の水温の水に１０分間浸漬した際の水の吸収量を求める試験であり、この試験によって求められるエッジウィック値とは、（浸漬後の重量（ｇ）−浸漬前の重量（ｇ））／四周端面の総面積（ｃｍ²）で求めた数値（ｇ／ｃｍ²）である。このエッジウィック試験は、i）断裁された２ｃｍ×２０ｃｍの紙片に、ii）表面と裏面とに耐水性のテープを貼着し、表面と裏面とからの吸水が起こらないように試験片を形成し、iii）その試験片がすべて浸水するようにし、１０分間浸漬後の水分の吸水量を測定するものである。このエッジウィック試験では、表面層Ｓ、裏面層Ｒ及び中層群Ｍの３層以上からなる多層抄きの用紙の場合には、表面層Ｓ、裏面層Ｒ及び中層群Ｍトータルの端面Ｅの吸水度が計測される。

ここで、上記の用紙表面の耐水性、耐熱水性と同様に、ＪＩＳ Ｐ８１１１（試験用紙の前処理）の標準状態により水温が２３±１℃であることが要求されるが、本発明に係る食器用紙は、ホットコーヒーなどの攪拌スティック等にも使用されるものであるから、耐熱水性が必要となるため、試験条件の水温条件を８０±１℃に変更し、その他の条件はＪＩＳ Ｐ８１４０によるものとした。また、端面の耐熱水性を満足すれば、実質的に、耐水性も満足することも上記と同様である。

用紙における四周の端面Ｅからの水に対しては、エッジウィック値が０．０１５ｇ／ｃｍ²以下であることが好ましい。エッジウィック値が０．０１５ｇ／ｃｍ²超のものを使用すると、端面から水分の吸収が大きく、剛度が損なわれるので好ましくないからである。そして、上記のように、水温８０±１℃の水におけるエッジウィック値が０．０１５ｇ／ｃｍ²以下であれば、用紙端面の耐水性も問題はない。

次に、本発明に係る食品用紙に要求される剛度について説明する。この剛度は、紙の剛直性(曲げようとする力に対してどれだけ曲がらないかという強度)を評価する指標であり、「こわさ」、「腰」とも言われ、ＪＩＳ Ｐ８１２５のこわさ試験によって評価されるものである。温度については、ＪＩＳ Ｐ８１１１（試験用紙の前処理）の標準状態により２３±１℃であることが要求されるが、上述した耐水性、耐熱水性と同様に、本発明に係る食器用紙は、ホットコーヒーなどの攪拌スティック等にも使用されるものであるから、耐熱水性が必要となるため、試験条件の温度を水温８０±１℃に変更し、水温８０±１℃の熱水に５分間浸漬した後、濾紙で軽く挟んで、用紙に付着した水を除いた後、試験を行った。その他の条件はＪＩＳ Ｐ８１２５によるものとした。水温８０±１℃におけるＪＩＳ Ｐ８１２５のテーバー剛度は、縦１４ｍＮ・ｍ以上、横４ｍＮ・ｍ以上であれば、熱水中においても食器用紙として十分な剛性を維持することができるので、好適である。

＜配合＞
上記では、食器用紙の用紙表面及びその端面に要求される耐水性、耐熱水性、剛度の程度について説明したが、これら耐水性、耐熱水性、剛度の程度を実現するためには、具体的に紙料にサイズ剤や填料を配合し、水分の吸収を抑制する必要がある。そこで、以下に、紙料に配合するサイズ剤や填料の好適な比率について説明する。

まずサイズ剤についてであるが、サイズ剤としては、鹸化ロジンサイズ剤、ロジンエマルジョンサイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸など公知のサイズ剤を内添サイズ剤として用いることができる。この内添サイズ剤は、表面層Ｓ、裏面層Ｒ及び中層群Ｍに、全体として、パルプの絶乾重量に対し０．１〜２重量％（固形分換算）になるように配合され内添される。パルプの絶乾重量に対し０．１重量％未満であれば、サイズ効果が無く、２重量％超であれば、サイズ効果が頭打ちとなり、これ以上添加しても無駄になってしまう。このサイズ剤は、主に、食器用紙の用紙表面からの水分の吸収を抑制する働きを持っている。なお、硫酸バンドは、内添サイズ剤とともに表面層Ｓ、裏面層Ｒ及び中層群Ｍに適宜配合されるものである。さらに、抄紙工程において、表面サイジングとして表面層Ｓ及び裏面層Ｒの外面（用紙表面）にポリビニルアルコール（ＰＶＡ。以下同様）を塗工することにより、食器用紙の用紙表面からの水分の吸収の抑制を強化している。ＰＶＡ塗工は、塗工量が０．１〜２ｇ／ｍ²程度の塗工量となるようにするのが好適である。

次に、填料について説明する。一般的に、填料は、不透明度、平滑度、白色度、印刷適性を上げる目的で内添されるが、本発明では、これら目的のほかに、パルプ繊維間の空隙を埋めてより密度を高くし、食器用紙の端面からの水分の吸収を抑制する目的で配合され内添されるものである。すなわち、用紙表面は平坦でパルプが密になっており、ＰＶＡ等の表面サイズ剤によるサイズ効果も期待できるが、用紙端面は、断裁により繊維が乱れて粗くなっており、水が入り込みやすくなっている。また、特に坪量の大きな用紙では、坪量の小さな用紙に比べると、表面サイズ剤は紙層内部まで浸透していないので、端面からの吸水性が大きくなる傾向がある。したがって、本発明ではこの端面のパルプの空隙を填料により埋めて、吸水性を抑えることを主目的として、填料を内添するものである。なお、サイズ剤のみでも、吸水性を抑えることはできるが、その場合にはサイズ剤の添加量を増やす必要があり、仮に、サイズ剤の添加量を増やすと、サイズ剤に起因する異物が発生しやすくなるという問題が生じてしまう。したがって、サイズ剤の添加量を増やすことで対処するのではなく、填料の添加により端面からの水分の吸収を抑制するものである。

使用される填料としては、無機填料としてタルク、クレー、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、ペントナイト、水酸化アルミニウム、二酸化チタン等を用いることができ、有機填料としてはユーパール（尿素樹脂）を用いることができる。これら填料は、灰分として、０．１〜１０％検出されるように配合されることが好ましい。０．１％未満であれば、吸水を抑える効果が無く、１０％超であれば、パルプの繊維間結合が減少し、引張強度、表面強度、剛度が低下してしまうので好ましくない。

填料を内添する層であるが、中層群Ｍのみ（詳細には、中層ｍ，ｍ，…の少なくともいずれか１層）に配合することが好ましい。なぜなら、中層群Ｍは、表面層Ｓと裏面層Ｒに比べて用紙端面の面積比率の大きい層であり、端面からの水の吸収を防ぐのには一番効果的であるからである。なお、表面層Ｓや裏面層Ｒに填料を配合することを妨げるものではないが、表面層Ｓや裏面層Ｒについては、内添サイズ剤等によりサイズ性が十分に得られると共に、仮に填料を入れると表面強度が低下してしまうため、配合しないことが好ましい。

なお、填料の他に、パルプ繊維間の空隙を埋め密度を高くすることができる材料であれば熱溶融繊維などの繊維を混抄し、ドライヤーなどの熱で溶融させることで繊維間の空隙を埋めるようにしてもよい。

本実施の形態では、３層以上の多層構成の抄き合わせの例を示したが、単層若しくは２層の紙層から形成されるものを排除するものではない。また、２層以上の紙層からなる場合、その形成方法は抄き合わせによるものではなくても、貼合による形成であっても良い。

＜実施例＞
次に、本発明の実施例について、説明する。なお、以下の実施例においては、特に説明ない限り、「部」及び「％」とは、それぞれ「質量部」及び「質量％」を意味し、「ｋｇ／ｔ」とは、パルプトンあたりの添加量（有姿ｋｇ）を意味する。なお、絶乾ｋｇが、水分を含まない固形分量をいうのに対し、有姿ｋｇとは水分を含む重量（ｋｇ）をいう。

円網多層抄紙機にて、表面層、中層（３層）及び裏面（表面）層の５層構造で抄き合わせた。各層の坪量は表面層５０ｇ／ｍ²、中層２９５ｇ／ｍ²、裏面層５０ｇ／ｍ²とし、坪量３９５ｇ／ｍ²とした。以下に、表面層、中層（３層）及び裏面（表面）層の配合を示す。

（１）表面層及び裏面層
ＮＢＫＰ（カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）４００ｍｌ）２５％、ＬＢＫＰ（４００ｍｌ）７５％、硫酸バンド１５ｋｇ／ｔ、紙力増強剤、(ハリマ化成株式会社ハーマイドＢ１５)１５ｋｇ／ｔ、サイズ剤（星光ＰＭＣ製ＡＬ１３４４）２％

（２）中層
ＮＢＫＰ（カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）４５０ｍｌ）６０％、ＬＢＫＰ（４００ｍｌ）４０％、硫酸バンド１５ｋｇ／ｔ、紙力増強剤、(ハリマ化成株式会社ハーマイドＢ１５)１５ｋｇ／ｔ、サイズ剤（星光ＰＭＣ製ＡＬ１３４４）２％、タルク３０ｋｇ／ｔ

そして、上記の表面層及び裏面層の外面に、ＰＶＡ２％水溶液（日本合成化学株式会社製、ゴーセノールＮ３００）を、塗工量が片面あたり１．５ｇ／ｍ²（両面合計３．０ｇ／ｍ²）となるように、カレンダー塗工して、用紙を得た。

中層の内添サイズ剤配合量とタルク添加量とを、表１に示すように、変化させて形成された各試験片について、中層灰分、表裏層灰分、エッジウィック値、ＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法によるサイズ度（以下、「コブサイズ度」という）、ＪＩＳ Ｐ８１２５に基づくテーバー剛度（以下、「テーバー剛度」という）を調べた。なお、中層灰分、表裏層灰分は、試験片を水に浸漬し、表層、中層、裏層の３層に分離して測定したもので、表裏層灰分は表層灰分と裏層灰分の平均値とした。

また、上記エッジウィック値、コブサイズ度は水温条件を８０±１℃とした場合だけでなく、標準状態として水温を２３±１℃とした場合の数値も表１に記載した。テーバー剛度は、試験片を水（２３±１℃及び８０±１℃）に５分間浸漬した後、用紙を濾紙で軽く挟んで付着した水を除いた後に測定した。

本発明に係る食器用紙の構成を説明するための断面図である。 食器用紙の表面と端面との関係を示す説明図である。

符号の説明

Ｅ…端面、Ｓ…表面層、Ｒ…裏面層、ｍ…中層、Ｍ…中層群。

Claims (7)

1. 表面層と裏面層と、１層以上の中層と、から構成される食器用紙であって、
   前記中層から灰分が０．１〜１０％検出され、前記中層の灰分は表面層及び裏面層のそれぞれの灰分より高く検出されるように構成され、
   エッジウィック値で、０．０１５ｇ／ｃｍ²以下とされた、
   ことを特徴とする食器用紙。
   エッジウィック値：紙を２ｃｍ×２０ｃｍの紙片に断裁し、この紙片の表面と裏面とに耐水性のテープを貼着し、水温８０±１℃の水に１０分間浸漬した際の水の吸収量を求める試験の数値であり、（浸漬後の重量（ｇ）−浸漬前の重量（ｇ））／四周端面の総面積（ｃｍ²）で求めた数値（ｇ／ｃｍ²）。
2. 内添サイズ剤がパルプの絶乾重量に対し０．１〜２重量％（固形分換算）配合され、水温８０±１℃の水におけるＪＩＳ Ｐ８１４０のコッブ法によるサイズ度が４０ｇ／ｍ²以下とされた、請求項１記載の食器用紙。
3. 抄き合わせ紙から構成される請求項１又は２記載の食器用紙。
4. 原料となるパルプが無塩素漂白化学パルプ（ＥＣＦパルプ）である、請求項１乃至３のいずれか１項記載の食器用紙。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなる食器。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなる攪拌用スティック。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の食器用紙からなるスプーン。

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