JP5008405B2 - ポリ乳酸ラミネート紙からなる紙コップ - Google Patents

Description

本発明は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）ラミネート紙から製造される紙カップに関するものであって、特に、片面ＰＬＡラミネート紙をカップ材料として、接着剤の助けを借りずにカップを成型させる紙カップに係る。

最も一般的な紙カップは、紙の片面又は両面にポリエチレン（ＰＥ）をラミネートしたＰＥラミネート紙から製造されている。しかし、ポリエチレンなどの石油系合成樹脂は、その廃棄処分に環境汚染の問題が常に伴う不都合がある。このため、ラミネート紙の分野でも、ポリエチレンに代えて生分解性のポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂をラミネート材料に用いたラミネート紙が注目されて来ており、そのラミネート紙としては、紙の片面にＰＬＡ樹脂をラミネートした片面ＰＬＡラミネート紙と、紙の両面にＰＬＡ樹脂をラミネートした両面ＰＬＡラミネート紙が知られている。

ラミネート紙を材料に紙カップを製造する場合、紙カップの胴部は、ラミネート紙をほぼ筒状に成型し、その対向する２つの縁部を重ね合わせ、その部分を加熱圧接して接合するのが通例である。従って、上記した重ね合わせ部分では、ラミネート紙の表面と裏面とが接することになる。この場合、カップ材料が両面ＰＬＡラミネート紙であれば、上記の重ね合わせ部分では、表側のＰＬＡ樹脂層と裏側のＰＬＡ樹脂層とが接することになるので、この部分を加熱しながら圧接することで両者は充分に接合する。

しかしながら、カップ材料が片面ＰＬＡラミネート紙である場合には、上記の重ね合わせ部分では、ＰＬＡ樹脂層が紙層に接するため、この部分を加熱しながら圧接しても両者を充分に接合することができない。つまり、片面ＰＬＡラミネート紙をカップ材料に使用した場合には、尋常の手段では紙カップを製造することができない。

片面ＰＬＡラミネート紙をカップ材料に使用した紙カップとしては、前記したＰＬＡ樹脂層と紙層との接合に、ＰＬＡ樹脂の溶液又はエマルジョンを接着剤として利用した紙カップが知られている（特許文献１参照）。この従来技術では、片面ＰＬＡラミネート紙からほぼ筒状に成型されたカップ胴部の対向縁部に、前記のＰＬＡ系接着剤を塗布して重ね合わせ、しかる後、当該部分を加熱して圧接すれば、前記ＰＬＡ系接着剤は、ラミネート紙のＰＬＡ樹脂層にも紙層にもよく馴染むので、ＰＬＡ樹脂層と紙層とを充分に接合させること下できる。
しかし、ＰＬＡ樹脂系の接着剤を使用する方法は、紙カップの製造手順のヒートシール工程（縁部接合工程）の前段に、接着剤の塗布という工程を付加しなければならない点で、必ずしも称揚できない。

特許文献１・・・特開２００５−９６８１４号公報

本発明者らは、接着剤を使用せずに、片面ＰＬＡラミネート紙から紙カップを製造することについて検討した結果、片面ＰＬＡラミネート紙のＰＬＡ樹脂層に、あらかじめ特定な薬剤を配合しておけば、接着剤を用いなくても、片面ＰＬＡラミネート紙から紙カップが製造できることを見出した。
しかして、本発明の目的は、カップ胴部の接合に接着剤が全く使用されておらず、当該部分の接合が、加熱圧接で完遂されている紙カップを提供することにある。

本発明に係る紙カップは、硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムを配合したポリ乳酸樹脂を、紙の片面にラミネートして得たポリ乳酸ラミネート紙をカップ材料としたことを特徴とする。

本発明によれば、紙カップの製造過程に接着剤を塗布する工程を設ける必要がなく、片面又は両面ＰＥラミネート紙や、両面ＰＬＡラミネート紙から紙カップを製造する場合と全く同じ工程により、片面ＰＬＡラミネート紙から紙カップを得ることができる。

また、本発明で使用する硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムは、生命体を害することがなく、しかもポリ乳酸樹脂の生分解性を損なうこともないので、本発明が提供する紙カップは、環境負荷の軽減に資するところが大きい。そればかりでなく、本発明によれば、接着剤の助けを借りることなく、片面ＰＬＡラミネート紙から紙カップを製造することができるので、いわゆるホットカップの分野への生分解性紙カップの進出を助長させる。

本発明で使用される片面ＰＬＡラミネート紙において、ポリ乳酸樹脂がラミネートされる紙には、両面又は片面ＰＥラミネート紙や両面ＰＬＡラミネート紙に使用されるものと同種のカップ用原紙が使用できる。これを言い換えれば、本発明で使用される片面ＰＬＡラミネート紙は、ＰＬＡ樹脂層が硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムを含んでいる点を除くと、当業界で一般に言う片面ＰＬＡラミネート紙と実質的に異ならない。

紙にラミネートされるポリ乳酸樹脂についても本発明では格別の限定はなく、片面又は両面ＰＬＡラミネート紙の製造に、従来から使用されてきたポリ乳酸樹脂がいずれも使用可能である。

ポリ乳酸樹脂を紙の片面にラミネートするに当たっては、あらかじめポリ乳酸樹脂に硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムが配合される。ここで硫酸バリウムとは、重晶石を粉砕して得たいわゆるスイヒ性硫酸バリウムを指し、沈降性硫酸バリウムとは、硫化バリウムの溶液に硫酸ナトリウムの溶液を加える沈殿法で得た硫酸バリウムを指す。硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムの配合割合は、ポリ乳酸樹脂１００重量部当たり、０．５〜３重量部の範囲で選ばれる。この配合量が０．５重量部未満では、本発明が企図する効果が充分に発現せず、３重量部を超える配合は、ＰＬＡ樹脂の押し出しラミネート又は押し出しコーティングに、悪影響を及ぼす心配がある。

硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムが配合されたポリ乳酸樹脂は、常法に従って紙の片面に押し出しラミネートされる。このラミネート加工に際しての条件には、格別な限定はなく、当業界で慣用されている条件が本発明でも採用可能である。

こうして製造された片面ＰＬＡラミネート紙は、これを通常とおり紙カップ製造装置に供給することにより、カップ胴部の接合に剥離の心配がない紙カップに成型される。

実施例１
１００重量部のポリ乳酸樹脂に、０．６重量部の硫酸バリウムを配合して混練物を用意した。次に、押し出しラミネート機を用いてカップ用原紙（２７０ｇ/ｍ^２）の片面に、混練物Ａを厚さ２０μｍでラミネートすることで片面ＰＬＡラミネート紙を得た。
この片面ＰＬＡラミネート紙を通常の紙カップ製造装置に供給して紙カップＡを製造した。

実施例２
１００重量部のポリ乳酸樹脂に、０．８重量部の硫酸バリウムを配合して混練物を用意した。次に、押し出しラミネート機を用いてカップ用原紙（２７０ｇ/ｍ^２）の片面に、混練物Ｂを厚さ１８μｍでラミネートすることで片面ＰＬＡラミネート紙を得た。
この片面ＰＬＡラミネート紙を実施例１と同じ紙カップ製造装置に供給して紙カップＢを製造した。

比較例１
カップ用原紙（２１０ｇ/ｍ^２）の片面に、ポリエチレン（低密度ポリエチレン）を厚さ１５μｍでラミネートして得た片面ＰＥラミネート紙を用い、実施例１と同じ紙カップ製造装置に供給して紙カップＸを製造した。

比較例２
硫酸バリウムの配合を省いた以外は実施例１と全く同様にして片面ＰＬＡラミネート紙を得た。この片面ＰＬＡラミネート紙を実施例１と同じ紙カップ製造装置に供給して紙カップＹを製造した。

上記の実施例及び比較例で得た各紙カップについて、それぞれカップ胴部の接合部分におけるシール強度を次のように測定した。接合部分の長さが１５ｍｍであるサンプル片を、ロードセル引張試験機にて引張速度２００ｍｍ/分にて引張り、シール強度を測定した。結果を表１に示す。

Claims (3)

1. 紙層と，硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムを配合したポリ乳酸樹脂を，前記紙層の片面にラミネートして得たポリ乳酸樹脂層とを有する片面ポリ乳酸ラミネート紙をカップ材料とし，
   前記片面ポリ乳酸ラミネート紙の一端の前記紙層に前記片面ポリ乳酸ラミネート紙の他端の前記ポリ乳酸樹脂層を加熱圧接することで成型されたカップ胴部を備える，
   紙カップ。
2. 紙の片面への上記ポリ乳酸樹脂のラミネート加工が，押し出しラミネートである請求項１記載の紙カップ。
3. 硫酸バリウム又は沈降性硫酸バリウムの配合割合が，ポリ乳酸樹脂の固形分１００重量部当たり，０．５〜３重量部の範囲で選ばれる請求項１記載の紙カップ。