JP3134550B2 - 紙容器 - Google Patents

紙容器

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哲生 相澤
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

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  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生分解性のプラスチック
を紙に積層した紙からなる紙容器に関し、使用後埋立分
解又は焼却処理可能なものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の環境問題で、廃棄後もそのままの
形状で残ってしまう従来より用いられてきたプラスチッ
クに対して、微生物により環境中において生化学的に完
全に分解する分解性プラスチックが注目されている。
【0003】包装分野、特に紙容器では、天然素材であ
る紙単独では強度不足、防水性がないなどの理由から、
紙と他のプラスチックを貼り合わせたりした状態で現在
も広く用いられており、主に紙カートン(箱)、紙カッ
プ、紙トレー(皿)などの容器(紙器)の分野で用いら
れている。一般にこれらのプラスチックを積層した紙容
器はそのほとんどがワンウェイの使い捨てが主で、一度
限りの使用で廃棄物となってしまい、焼却または埋め立
て処理される。
【0004】つまり、紙のような天然素材に生分解性の
無いプラスチックを貼合わせた素材で作られた容器は、
本来の生分解性を失ってしまい、環境中で分解されずに
残留する。このような状況の中で、紙本来の生分解性を
損なうことなくプラスチックを積層した紙容器を用いる
ことが好ましい。
【0005】我々は既に、この紙容器や他の包装材の素
材として、紙、板紙、セロファンをはじめレーヨンやそ
れらを用いた不織布などの生分解性のある天然素材を主
体とした基材の、少なくとも片面に生分解性のプラスチ
ックを積層させた積層体を提案した。(特願平3−24
9106号)これらの素材を用いて、加熱融着法等を用
いる従来のプラスチックを積層した紙からなる積層体の
成形方法により成形した紙容器は容器全体が生分解性を
有することになる。
【0006】しかし、生分解性のプラスチックをその片
面だけに積層した紙を素材とした場合は、プラスチック
面同士のみの接着だけではなく、紙面とプラスチック面
との接着も必要になる。この紙面とプラスチック面との
接着を加熱融着法により成形しようとするとき、生分解
性のプラスチックとして3−ヒドロキシ酪酸の重合体
(以下、P(3HB)とする)または3−ヒドロキシ酪
酸と3−ヒドロキシ吉草酸の共重合体(以下、P(3H
B−3HV)とする)を使用した場合は接着強度の点で
成形が困難となる場合があった。
【0007】また、P(3HB)またはP(3HB−3
HV)は加工温度約200℃以上の加熱で分解し、異臭
を発生するという問題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
問題点を解決するためになされたものであり、その課題
とするところは、P(3HB)またはP(3HB−3H
V)からなる生分解性のプラスチックを積層した紙容器
を成形する上で、十分な接着強度を得ることが出来、低
い加工温度で成形でき、加熱による分解と異臭の発生を
防ぐことにできる紙容器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、P(3HB−3HV)を紙に積層した紙(以
下、プラスチック積層紙とする)からなる紙容器におい
て、ヒドロキシ吉草酸(以下、HVとする)の構成比が
5〜20重量%であるか、または、P(3HB)または
P(3HB−3HV)にポリε−カプロラクトン(以
下、PCLとする)を任意の割合で混合することを特徴
とする紙容器を提供する。
【0010】以下本発明について詳細に説明する。本発
明に係るP(3HB−3HV)としては、そのHV含有
率が5〜20重量%のものを使用する。ここで、HV含
有率は単一ポリマーとしての含有率だけではなく、HV
含有率の異なるP(3HB−3HV)の混合によってH
V含有率を調整したものでもよい。
【0011】また、P(3HB)またはP(3HB−3
HV)に任意の割合でPCLを混合したものを使用す
る。
【0012】これらの生分解性のプラスチックと紙との
積層方法は、通常のプラスチック積層紙の製造に用いら
れる方法でよく、紙へのプラスチックフィルムのラミネ
ーション、または紙へのプラスチックの溶融押出コーテ
ィング等の方法で積層できるが、特願平3−24910
6号に示した製造方法が特に適している。
【0013】また、ラミネーションの場合に接着剤を、
溶融押出コーティングの場合もアンカーコート剤等を必
要とすることがあるが、プラスチック積層紙の生分解性
への影響を考えると、分解性のない一般的な接着剤、ア
ンカーコート剤は用いないほうが好ましい。
【0014】そしてこれらの容器への成形加工について
は、従来のプラスチック積層紙の成形と同様の方法で行
うことが出来る。装置としては、紙カップ成形機、打抜
機、サック貼機、製函機等があげられる。
【0015】
【作用】本発明において、P(3HB−3HV)および
HVを含まないポリヒドロキシ酪酸(以下P(3HB)
とする)は共に結晶性ポリマーであり、HV含有量によ
り結晶化度、融点が変化する。紙面とプラスチック面と
の接着において、真に接着するには、ホットエアー等の
加熱によりプラスチック表面が非結晶状態になり溶融し
て、紙面のパルプ繊維同士の隙間に入り込み、その後冷
却され固定されなければならない。融点および結晶化度
が高いものは、完全に溶融し切れないで圧着されるた
め、ほとんどの場合が擬似接着状態であり、形状として
は正常に接着しているようだが、強度的に不十分である
ことが多い。真に接着できる条件は、プラスチックを溶
融する熱量、すなわち加熱温度と加熱時間の積により決
まるが、P(3HB−3HV)のHV含有率によりその
条件は変化する。すなわち、HV含有率が増えるに従い
融点が下がり、結晶化度も下がるので、プラスチックを
溶融する熱量が少なくて済むようになる。また、PCL
をP(3HB)またはP(3HB−3HV)に混合する
ことによって、P(3HB)またはP(3HB−3H
V)の物性に柔軟性と衝撃強度を付加して、紙容器の製
函加工等の罫線付け時における、積層したプラスチック
面のクラック発生による液洩れ、プラスチック層の剥離
等の積層体自体の物性を改善できる。
【0016】
【実施例】
<実施例1>巻き取りの板紙(ノーコートアイボリー、
220g/m2 )の片面にHV含有率5、8、15、2
0%のP(3HB−3HV)(英国ICI社製:「バイ
オポール」)をTダイ溶融押出法にてそれぞれ30μm
の厚みに積層したプラスチック積層紙を用いて、接着方
法にホットエアー(設定温度:250℃)を用いた紙カ
ップ成形機にて、図1に斜視図、図2にその展開図を示
した形状の紙カップをプラスチック面が内面になるよう
に成形した。
【0017】<比較例1>HV含有率3%の前記P(3
HB−3HV)およびHVを含まないP(3HB)を実
施例1と同様に積層し、紙カップを成形した。
【0018】成形物の仕上がり状態を目視にて観察し
て、液洩れチェック液をカップ8分目まで容器に満たし
て洩れ状態を観察した。さらに、図1のサイドヒートシ
ール部3、ボトムヒートシール部4の剥離強度を測定し
た。
【0019】実施例1及び比較例1で用いたHV含有率
の異なるP(3HB−3HV)及びHVを含まないP
(3HB)の何れの積層紙を用いても良好にカップに成
形することが出来た。それぞれの紙カップの液洩れチェ
ックの結果を表1に示した。
【0020】
【表1】
【0021】HV含有率が5%未満の積層体を用いたカ
ップは30分以内でチェック液がサイドシール部より染
み出してきた。HV含有率が5〜20%のものを用いた
カップは2時間しても変化はなく、チェック液の洩れだ
しはなかった。
【0022】ヒートシール部分の強度測定結果について
は表2に示した。
【0023】
【表2】
【0024】カップ外側の紙面とカップ内側のプラスチ
ック面との接着であるサイドシール部分の強度は、HV
含有率が5%未満の積層体のものでは、200g/15
mm以下の弱い強度で、プラスチックが溶融しないまま
接着された擬似接着状態であった。これに対してHV含
有率5〜20%のものはプラスチックが溶融して紙面の
繊維間に入り込み完全に接着しており、剥離させると剥
離面は紙の繊維間で生じ(紙ムケ状態)、十分な強度が
出ていた。プラスチック面同士の接着であるボトムヒー
トシール部分は、何れの積層体を用いたカップにおいて
十分な強度が出て完全に接着しており、剥離面は紙の繊
維間で生じた(紙ムケ状態)。
【0025】<実施例2>巻取りの板紙(ノーコートア
イボリー、220g/m2 )の片面に、HV含有率3%
のP(3HB−3HV)(英国ICI社製:「バイオポ
ール」)あるいはP(3HB)に対してPCL(米国U
CC社製:「トーンP−767E」)を5%、25%、
50%、90%(重量%)で2軸押出混練機にて混合し
たものを、実施例1と同様の方法で20μmの厚みに積
層したプラスチック積層紙を用いて実施例1と同様の方
法で紙カップを成形した。成形時のホットエアー温度は
250℃に設定した。成形カップの評価は実施例1と同
様に、液洩れチェックおよびサイドシール部の剥離強度
を測定した。
【0026】実施例2で用いたPCLを混合した8種類
の積層体の何れを用いても良好にカップに成形すること
ができた。カップの液洩れチェックの結果を表3に示
す。
【0027】
【表3】
【0028】実施例1にてPCLを混合していないHV
含有率が5%未満のP(3HB−3HV)の積層体を用
いたカップは30分でチェック液がサイドシール部より
染み出してきたが、同じ3%HV含有率のものやP(3
HB)にPCLを混合したプラスチック積層体について
は、2時間しても変化はなく、チェック液の洩れだしは
なかった。
【0029】ヒートシール部分の強度測定結果について
は表4に示した。
【0030】
【表4】
【0031】紙面とプラスチック面との接着であるサイ
ドシール部分の強度は、PCLを混合することにより向
上し、剥離面は紙の繊維間で生じ(紙ムケ状態)、十分
な値がえられた。また、何れの場合においてもP(3H
B)やP(3HB−3HV)の過熱分解による異臭の発
生はなかった。
【0032】
【発明の効果】本発明の紙容器は、生分解性を有するプ
ラスチックを紙に積層したプラスチック積層紙を用いて
いるため、プラスチックを積層することにより紙が本来
有している生分解性機能を損なうことなく、製品である
紙容器全体が生分解性があり、さらに積層体素材に用い
るP(3HB−3HV)のHV含有率を5〜20%に限
定することにより、ヒートシール性を向上させ液洩れを
防ぎ、あるいはP(3HB)やP(3HB−3HV)に
PCLを混合することにより、ヒートシール性を向上さ
せ液洩れを防ぐことができ、通常より低い温度で成形加
工することが出来、これによって過熱による異臭の発生
も抑えることが出来る。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙カップの一実施例を示す斜視図であ
る。
【図2】図1の展開図である。
【符号の説明】
1…側面 2…底面 3…サイドシール部 4…ボトムシール部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 素子 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 審査官 溝渕 良一 (56)参考文献 特開 昭62−209144(JP,A) 実開 平5−35623(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65D 65/46 B65D 3/06 B32B 27/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3−ヒドロキシ酪酸と3−ヒドロキシ吉草
    酸の共重合体を紙に積層した紙からなる紙容器におい
    て、3−ヒドロキシ吉草酸の構成比が5〜20重量%で
    あることを特徴とする紙容器。
  2. 【請求項2】3ヒドロキシ酪酸の重合体または3−ヒド
    ロキシ酪酸と3−ヒドロキシ吉草酸の共重合体を紙に積
    層した紙からなる紙容器において、前記重合体または共
    重合体にポリε−カプロラクトンを任意の割合で混合す
    ることを特徴とする紙容器。
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