JP2011511889A - 生物的に分解可能な防水複合紙とその製造方法 - Google Patents

生物的に分解可能な防水複合紙とその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、少なくともゾル剤タンクと、第１のローラーと、第２のローラーとを含むゾル剤塗布装置を提供するステップと、前記ゾル剤タンクにポリ乳酸を含むゾル剤を入れるステップと、前記第１のローラーが回転と同時にポリ乳酸を含むゾル剤が前記第１のローラーに付着するように、前記第１のローラーの一部を前記ポリ乳酸を含むゾル剤に浸漬するステップと、パルプからなり、第１の表面と、第２の表面とを有するベースを巻き引っ張る巻き取りローラーを含む搬送手段を提供するステップと、前記第１の表面を前記第１のローラーに、前記第２の表面を前記第２のローラーに接触させ、前記第２のローラーの位置によって、前記第１の表面と前記第１のローラーとの接触面積を調節し、記第１のローラー及び前記搬送手段の回転によって、前記ポリ乳酸を含むゾル剤を均等に前記第１の表面に塗布して、前記ベースにしみこませるステップと、を含む生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法である。
【選択図】図５

Description

本発明は、複合紙とその製造方法に関するものであり、特に生物的に分解可能な防水複合紙とその製造方法に関するものである。
環境保護が人々に重視されるにしたがって、紙製の食品容器により発生する食品安全問題や、ゴミ処理の問題に対する要求が厳しくなりつつあり、地球環境の負担を減らすために、プラスチック、発泡スチレンなどの材料の代わりに、生物的に分解可能な防水複合紙が利用されるようになっている。
紙材自身が防水、防油できないので、防水、防油のために、通常、紙製の食品容器は、食品に接する一面に防水、防油の隔離層、例えばＰＥフィルムや蝋が設けられているＰＥコーティング紙や蝋紙から製造されている。
現在、紙材に圧合して紙材の表面に耐熱性、防水性、防油性のある薄膜を形成するためのゾル剤として、生物的に分解可能な高分子材料（例えば澱粉やポリ乳酸など）が開発された。
図１は、従来のポリ乳酸ゾル剤が用いられるコーティング紙の製造装置を示す説明図である。まず、不織紙１０が予熱されて、ローラー４１と冷却ローラー４２の間を通過するようにローラーに搬送される。液体になるまで、ポリ乳酸材２００を加熱して、コーティング装置３０からローラー４１と冷却ローラー４２の間に液体になったポリ乳酸材２０を垂れ流す。次に、不織紙１０がローラー４１と冷却ローラー４２の間に入る前に、液体になったポリ乳酸材２０を冷却ローラー４２の上に流して、不織紙１０とポリ乳酸材２０とを同時にローラー４１と冷却ローラー４２の間を通過させて圧延して、加圧及び搬送が同時に行われ、ポリ乳酸材２０を不織紙１０の表面に覆わせて、コーティング紙が完成される。そして、巻き取りローラーによって巻き取される。図２は、図１に示すコーティング紙を示す斜視図及び一部拡大図である。図２から分かるように、従来のポリ乳酸コーティング紙は、不織紙１０に生物的に分解可能な膜２０が付着された二層の構造である。
従来のポリ乳酸コーティング紙の製造方法は、液体になるまでポリ乳酸材を加熱して、コーティング装置によって冷却ローラーに垂れ流して、ポリ乳酸材からなる生物的に分解可能な膜を不織紙にコーティングする。コーティング装置によってポリ乳酸材の量が調整されるが、均一に塗布する効果を図るために、多めにポリ乳酸材が使われるのでポリ乳酸材の浪費に繋がり、紙製品のコーティング膜はやや厚くなる。また、従来の製造方法で作られたポリ乳酸コーティング紙は、一次的でない包装材、例えば薬品を入れるための袋や、果物を包装するための防水袋に用いる場合、ポリ乳酸材は、紙の表面にだけ付着して、紙とポリ乳酸材の間の付着力が弱くて剥がれやすい問題がある。
そこで、本発明は、従来の製造方法による多めにポリ乳酸材が使われて、紙製品のコーティング膜が厚くなる問題点を改善する生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法を提供することを課題とする。
また、紙の表面にだけ付着して、剥がれやすい従来のコーティング紙の問題点を改善する生物的に分解可能な防水複合紙を提供することを課題とする。
前記課題を達成するために、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、少なくともゾル剤タンクと、第１のローラーと、第２のローラーとを含むゾル剤塗布装置を提供するステップと、前記ゾル剤タンクにポリ乳酸を含むゾル剤を入れるステップと、前記第１のローラーが回転と同時にポリ乳酸を含むゾル剤が前記第１のローラーに付着するように前記第１のローラーの一部を前記ポリ乳酸を含むゾル剤に浸漬するステップと、パルプからなり、第１の表面と、第２の表面とを有するベースを巻き引っ張る巻き取りローラーを含む搬送手段を提供するステップと、前記第１の表面を前記第１のローラーに、前記第２の表面を前記第２のローラーに接触させ、前記第２のローラーの位置によって、前記第１の表面と前記第１のローラーとの接触面積を調節し、記第１のローラー及び前記搬送手段の回転によって、前記ポリ乳酸を含むゾル剤を均等に前記第１の表面に塗布して、前記ベースにしみこませるステップと、を含む生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法である。
更に、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、ワイパーかけ塗布工程を含み、前記ベースに塗布するゾル剤の量を制御するために、前記第１のローラーまたは前記第１の表面に付着した前記ゾル剤の一部を拭い取るワイパー装置によって前記ワイパーかけ塗布工程が行われる。これによって、ベースに塗布するポリ乳酸を含むゾル剤の量が調節されて、余ったゾル剤が回収されて再利用されるので、紙製品のコーティング膜を薄くすることができ、コストを減らすことができる。
また、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、前記ゾル剤に含まれる水分と溶剤を除去する乾燥装置を通過する工程を含む。ゾル剤の濃度や乾燥成膜の速度を調節することによって、ゾル剤の糸状飛散や再結晶速度が過速の現象が防止される。
また、前記課題を達成するために、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙は、少なくとも、パルプからなり、二つの表面を有するベースと、少なくとも一つの前記表面から前記パルプにしみ込まされ、前記ベースと一体化される生物的に分解可能なゾル剤層と、を含み、前記生物的に分解可能なゾル剤層は、ポリ乳酸を含むゾル剤からなる生物的に分解可能な防水複合紙である。生物的に分解可能なゾル剤層１２０は、主な成分とする１〜８５重量％のポリ乳酸溶液と少なくとも１５重量％の溶劑からなる原液が用いられ、必要によって水で前記原液を薄めた透明液体であるポリ乳酸を含むゾル剤から製造される。分解可能なゾル剤がベースのパルプ繊維にしみ込まされ、ベースと一体に結合されて、ベースの表面に保護性のある薄膜を形成し、食品容器や一次的包装材に適している防水性、防油性のある生物的に分解可能な防水複合紙が製造され、環境にやさしく、食用に安全、耐用性を兼ねる。
本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法によれば、ゾル剤塗布装置によって、ベースに塗布するポリ乳酸を含むゾル剤の量が調節されて、余ったゾル剤が回収されて再利用されるので、紙製品のコーティング膜を薄くすることができ、コストを減らすことができる。また、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙によれば、生物的に分解可能なゾル剤が紙の繊維にしみこまれ、剥がれにくいので、従来のコーティング紙より付着性がよく、種々の分野に適用することができる。
下記図面の簡単な説明は、本発明の前記または他の目的、特徴、メリット、実施形態をより分かりやすくするためのものである。
従来のポリ乳酸ゾル剤が応用されているコーティング紙の製造装置を示す説明図である。 図１に示すコーティング紙を示す斜視図及び一部拡大図である。 本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の実施例を示す断面図である。 図３に示す生物的に分解可能な防水複合紙の製造装置の実施例を示す説明図である。 図３に示す生物的に分解可能な防水複合紙の製造装置の他の実施例を示す説明図である。
図３は本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙の実施例を示す断面図である。生物的に分解可能な防水複合紙１００は、パルプからなり、二つの表面を有するベース１１０と、ベース１１０のパルプ繊維にしみ込まされて、ベースと一体に結合する生物的に分解可能なゾル剤層１２０を含む。
生物的に分解可能なゾル剤層１２０は、主な成分とする１〜８５重量％のポリ乳酸溶液と少なくとも１５重量％の溶劑からなる原液が用いられ、必要によって水で前記原液を薄めた透明液体であるポリ乳酸を含むゾル剤から製造される。前記溶剤は、アルコール系や、ケトン系、エーテル系、エステル系などの溶剤を用いてよい。上記組成によって、生物的に分解可能なゾル剤がベースのパルプにしみ込ませ易くなり、乾燥されて薄膜になっても剥がれにくい。
また、ポリ乳酸を含むゾル剤に変質剤を添加してよく、前記変質剤は、酢酸エチルと、蜜蝋と、ソルビトールと、天然ロジンエステルからなる群から選ぶことができる。また、ポリ乳酸を含むゾル剤に界面活性剤を添加してよく、前記界面活性剤は、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ ｂａｌａｎｃｅ）が３〜１４の範囲にあってよい。
また、ポリ乳酸を含むゾル剤に着色させて、ベースに印刷するための着色料や、増粘剤を添加してよい。
図４は、図３に示す生物的に分解可能な防水複合紙の製造装置の実施例を示す説明図である。この実施例に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、まず、ゾル剤タンク３１０と、第１のローラー３１２と、第２のローラー３１４と、乾燥裝置３５０とを含むゾル剤塗布装置を提供する。
次に、ゾル剤タンク３１０にゾル剤３２０を入れる。ゾル剤３２０は、１〜８５重量％のポリ乳酸溶液と少なくとも１５重量％の溶劑からなる原液を水で薄めてなるものであってよく、前記溶剤は、アルコール系や、ケトン系、エーテル系、エステル系などの溶剤を用いてよい。
次に、第１のローラー３１２が回転と同時にゾル剤３２０が第１のローラー３１２に付着するように、第１のローラー３１２の一部をゾル剤３２０に浸漬する。
次に、供給ローラー３３２と、巻き取りローラー３３４とを含む搬送手段を提供する。パルプからなり、第１の表面３４２と、第２の表面３４４とを有するベース３４０が図４に示す矢印の方向に進行するように、供給ローラー３３２と巻き取りローラー３３４の間に設置される。
ベース３４０の第１の表面３４２を第１のローラー３１２に、第２の表面３４４を第２のローラー３１４に接触させる。第２のローラー３１４の位置によって、第１の表面３４２と第１のローラー３１２との接触面積が調節され、例えば、第２のローラー３１４の位置を下方に調整した場合に、第１の表面３４２と１のローラー３１２の接触面積が増大される。第１のローラー３１２及び搬送手段の回転によって、ゾル剤３２０がベース３４０のパルプ繊維にしみ込ませて、ベース３４０と一体に結合するように、ゾル剤３２０を均一にベース３４０の表面３４２に塗布する。
また、ワイパー装置３１６によって、ベース３４０に付着した余ったゾル剤３２０を拭い取って、ベース３４０に塗布するゾル剤の量を調整する。最後に乾燥装置３５０を通過させて，ゾル剤３２０中の水分及び溶剤を除去して、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙が完成され、そして、巻き取りローラー３３４によって巻き取られる。
図５は、図３に示す生物的に分解可能な防水複合紙の製造装置の他の実施例を示す説明図である。この実施例に係る生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法は、まず、ゾル剤タンク４１０と、第１のローラー４１２と、第２のローラー４１４とを含むゾル剤塗布装置を提供する。
次に、ゾル剤タンク４１０にゾル剤４２０を入れる。ゾル剤４２０は、ゾル剤３２０と同じものを用いてよい。次に、第１のローラー４１２が回転と同時にゾル剤４２０が第１のローラー４１２に付着するように、第１のローラー４１２の一部をゾル剤４２０に浸漬する。このとき、ワイパー装置４１６によって、第１のローラー４１２に付着した余ったゾル剤４２０を拭い取って、パルプからなり、第１の表面４４２と、第２の表面４４４とを有するベース４４０に塗布するゾル剤の量を調整する。
次に、供給ローラー４３２と、巻き取りローラー４３４とを含む搬送手段を提供する。ベース４４０が図５に示す矢印の方向に進行するように、供給ローラー４３２と巻き取りローラー４３４の間に設置される。ベース４４０の第１の表面４４２を第１のローラー４１２に、第２の表面４４４を第２のローラー４１４に接触させる。第１のローラー４１２とベース４４０とが僅かの面積で接触するように、第２のローラー４１４を第１のローラー４１２の直上に設置し、第１のローラー４１２、ベース４４０、及び第２のローラー４１４の接着箇所が同じになるように調整する。第１のローラー４１２及び搬送手段の回転によって、ゾル剤４２０をベース４４０のパルプ繊維にしみ込ませて、ベース４４０と一体に結合するように、ゾル剤４２０を均一にベース４４０の表面４４２に塗布する。最後に乾燥装置４５０を通過させて，ゾル剤４２０中の水分及び溶剤を除去して、本発明に係る生物的に分解可能な防水複合紙が完成され、そして、巻き取りローラー４３４によって巻き取られる。
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これは決して本発明を限定するものではなく、当該分野の技術を熟知しているものであれば、本発明の精神と領域を離脱しない範囲内で、多様な変動や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
１０：不織紙
２０：ポリ乳酸材
３０：コーティング装置
４１：ローラー
４２：冷却ローラー
５０：巻き取りローラー
１００：生物的に分解可能な防水複合紙
１１０：ベース
１２０：生物的に分解可能なゾル剤層
２００：ポリ乳酸材
３１０：ゾル剤タンク
３１２：第１のローラー
３１４：第２のローラー
３１６：ワイパー装置
３２０：ゾル剤
３３２：供給ローラー
３３４：巻き取りローラー
３４０：ベース
３４２：表面
３４４：表面
３５０：乾燥裝置
４１０：ゾル剤タンク
４１２：第１のローラー
４１４：第２のローラー
４１６：ワイパー装置
４２０：ゾル剤
４３２：供給ローラー
４３４：巻き取りローラー
４４０：ベース
４４２：表面
４４４：表面
４５０：乾燥装置

Claims (22)

  1. 生物的に分解可能な防水複合紙であって、少なくとも
    パルプからなり、二つの表面を有するベースと、
    少なくとも一つの前記表面から前記パルプにしみ込まされ、前記ベースと一体化される生物的に分解可能なゾル剤と、を含み、
    前記生物的に分解可能なゾル剤は、ポリ乳酸ゾル剤である生物的に分解可能な防水複合紙。
  2. 前記ポリ乳酸ゾル剤には、溶剤が含まれる請求項１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  3. 前記溶剤は、アルコール系と、ケトン系と、エーテル系と、エステル系との溶剤を含む請求項２に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  4. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、更に変質剤が含まれる請求項１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  5. 前記変質剤は、酢酸エチルと、蜜蝋と、ソルビトールと、天然ロジンエステルとからなる群から少なくとも一つを選ぶ請求項４に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  6. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、更に界面活性剤が含まれる請求項１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  7. 前記界面活性剤は、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ ｂａｌａｎｃｅ）が３〜１４の範囲にある請求項６に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  8. 前記ポリ乳酸ゾル剤は、透明である請求項１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  9. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、色素が含まれる請求項１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  10. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、増粘剤が含まれる請求項９に記載の生物的に分解可能な防水複合紙。
  11. 生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法であって、少なくとも
    ゾル剤タンクと、第１のローラーと、第２のローラーとを含むゾル剤塗布装置を提供するステップと、
    前記ゾル剤タンクにゾル剤を入れるステップと、
    前記第１のローラーが回転と同時にゾル剤が前記第１のローラーに付着するように、前記第１のローラーの一部を前記ゾル剤に浸漬するステップと、
    パルプからなり、第１の表面と、第２の表面とを有するベースを巻き引っ張る巻き取りローラーを含む搬送手段を提供するステップと、
    前記第１の表面を前記第１のローラーに、前記第２の表面を前記第２のローラーに接触させ、前記第２のローラーの位置によって、前記第１の表面と前記第１のローラーとの接触面積を調節し、記第１のローラー及び前記搬送手段の回転によって、前記ゾル剤を均等に前記第１の表面に塗布して、前記ベースにしみこませるステップと、を含む生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  12. 更に、ワイパーかけ塗布工程を含む請求項１１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  13. 前記ベースに塗布するゾル剤の量を制御するために、前記第１のローラーに付着した前記ゾル剤の一部を拭い取るワイパー装置によって前記ワイパーかけ塗布工程が行われる請求項１２に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  14. 前記ベースに塗布するゾル剤の量を制御するために、前記第１の表面に付着した前記ゾル剤の一部を拭い取るワイパー装置によって前記ワイパーかけ塗布工程が行われる請求項１２に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  15. 前記ゾル剤に含まれる水分と溶剤を除去する乾燥装置を通過する工程を含む請求項１１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  16. 前記ゾル剤に、ポリ乳酸が含まれる請求項１１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  17. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、溶剤が含まれる請求項１６に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  18. 前記溶剤は、アルコール系と、ケトン系と、エーテル系と、エステル系との溶剤を含む請求項１７に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  19. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、更に変質剤が含まれる請求項１６に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  20. 前記変質剤は、酢酸エチルと、蜜蝋と、ソルビトールと、天然ロジンエステルとからなる群から少なくとも一つを選ぶ請求項１９に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  21. 前記ポリ乳酸ゾル剤に、更に界面活性剤が含まれる請求項１６に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
  22. 前記界面活性剤は、ＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ ｂａｌａｎｃｅ）が３〜１４の範囲にある請求項２１に記載の生物的に分解可能な防水複合紙の製造方法。
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