JP5549959B1 - 紙製容器及び該紙製容器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の紙製容器20は、胴部1と底板部2とからなる容器本体3と、胴部1の外面側に設けられた、発泡部4a及び発泡抑制部4bからなる発泡断熱層4と、を有する紙製容器であって、発泡断熱層4は、発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱してなり、発泡部4aの厚さに対する発泡抑制部4bの厚さの割合が25%以下であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
従来の断熱性紙製容器として、容器を、紙容器本体と、紙容器本体の胴部外側に嵌合した紙製筒体とで構成し、紙容器本体と紙製筒体との間に断熱用の空間を形成した二重構造の断熱性紙製容器(例えば、特許文献1参照。)や、紙製本体の胴部外周にエンボスを施した紙製断熱シートを貼着した断熱性紙製容器(例えば、特許文献2参照。)が知られている。
しかし、特許文献3に記載された断熱性紙製容器は、二重構造のため材料費が高くなると共に、製造工程が多く、製造コストが高くなるといった問題もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、発泡断熱層の厚さを厚くすることやそれに伴う輸送効率の悪化も無く、手に持ったときに熱さを感じさせ難くし、さらに過発泡による外観不良の発生を防止した紙製容器、及び該紙製容器の製造方法を提供する。
前記発泡断熱層は、発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱してなり、発泡抑制を行わない前記発泡部の厚さに対する前記発泡抑制部の厚さの割合が25%以下であり、
前記発泡抑制インキ塗装部は、乾燥状態で、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を90重量%以上含有し、
前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、UV硬化型樹脂、及びウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする紙製容器。
(2)前記熱可塑性樹脂層は、前記胴部側から、低融点熱可塑性樹脂層と発泡低抑制印刷層がこの順に積層されてなる前記(1)に記載の紙製容器。
(3)前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体であり、該塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体中の酢酸ビニルの割合が20重量%以下である前記(1)又は(2)に記載の紙製容器。
(4)前記発泡抑制インキ塗装部は、乾燥状態で、着色剤を30重量%以下含有する前記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の紙製容器。
(5)前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凹部の深さが200μm以上である前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の紙製容器。
(6)前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凹部の形状は、直径が0.1mm〜0.7mmの点状、幅が0.1mm〜0.7mmの線状若しくは格子状、又はこれらを組み合わせた形状である前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の紙製容器。
(7)前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凸部の幅が1.5mm〜10mmである前記(1)〜(6)のいずれか一つに記載の紙製容器。
(8)前記胴部の外表面積における凹部の外表面積の割合が1%〜55%である前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載の紙製容器。
前記熱可塑性樹脂層の前記紙基材に接している面とは反対側の面の一部の上に、発泡抑制インキを塗布して発泡抑制インキ塗装部を形成する工程Bと、
前記発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱処理して、該熱可塑性樹脂層における前記発泡抑制インキ塗装部を設けていない部分を発泡させて、発泡部及び発泡抑制部を設ける工程Cと、を有し、
前記発泡抑制インキは、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を7重量%以上含有し、
前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、UV硬化型樹脂、及びウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする紙製容器の製造方法。
(10)前記工程Aは、紙基材の一方の面に低融点熱可塑性樹脂層を設けた後、更に前記低融点熱可塑性樹脂層上に発泡低抑制印刷層を設ける工程である前記(9)に記載の紙製容器の製造方法。
(11)前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体であり、該塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体中の酢酸ビニルの割合が20重量%以下である前記(9)又は(10)に記載の紙製容器の製造方法。
(12)前記発泡抑制インキは、着色剤を7重量%以下含有する前記(9)〜(11)のいずれか一つに記載の紙製容器の製造方法。
本発明の紙製容器は、胴部と底板部とからなる容器本体と、前記胴部の外面側に設けられた、発泡部及び発泡抑制部からなる発泡断熱層と、を有する紙製容器であって、
前記発泡断熱層は、発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱してなり、前記発泡部の厚さに対する前記発泡抑制部の厚さの割合が25%以下である。
以下、本発明に係る紙製容器の実施の形態の一例を、図面を参照して詳細に説明する。
そして、図3に示すように、発泡部4aの厚さL1に対する発泡抑制部4bの厚さL2の割合が25%以下である。係る割合は、後述する発泡抑制インキの発泡抑制率と逆相関する。即ち、発泡抑制率は下記式(1)で表される。
係る場合の発泡抑制率は、前記式(1)において、発泡低抑制印刷層を加熱してなる低発泡抑制部の厚さをL1としたときの値である。
また、断熱性付与のために、用いる紙基材の坪量を増加させ、発泡断熱層の厚さを厚くする必要がないため、材料費のコストアップを伴うことなく容器の断熱性を向上させることができる。更に、紙基材の水分量を高くすることにより発泡断熱層を厚くする必要がない。紙基材の水分量を高くすると発泡面を均一に平滑にすることが難しく、過発泡が発生し易くなり、外観が悪化するが、本実施形態の紙製容器によれば、外観が悪化するおそれがない。
紙製容器が束の状態で輸送される時に、振動等で紙製容器同士の摩擦により紙製容器が帯電しやすい場合または自動販売機内のカップ供給装置の樹脂製切り離し部と紙製容器の口縁部との切り離しの際の擦れや紙製容器が回転する際の紙製容器同士の擦れにより紙製容器が帯電しやすい場合、切り離された「紙製容器」と「紙製容器の束」とが静電気により接着して紙製容器が落下しなかったり、複数個が一緒に落ちるなどの落下不良が発生しやすい。しかし、本実施形態の紙製容器によれば、摩擦帯電圧が生じにくいためかかる問題も生じない。
本実施形態の紙製容器が帯電圧を抑制できる理由としては、定かではないが、発泡部の凹凸により擦られる接触面積が小さくなること、または例えば塩化ビニル−酢酸ビニルの共重合体とアクリル系樹脂の組合せのようにポリエチレンとの摩擦によってアクリル系樹脂はプラスに帯電しやすく、ポリ塩化ビニルはマイナスに帯電しやすく、それらを混合して得られる発泡抑制インキがポリエチレンとの摩擦に対する帯電抑制効果を有していること等が挙げられる。
更に、実施例において後述するように、発泡抑制率が75%以上であることにより、運搬時に紙製容器の束に加圧が生じても、紙製容器を切り離しやすい。
即ち、乾燥状態の発泡抑制インキ塗装部12における、ガラス転移点が30℃未満の樹脂及び着色剤の割合は、10重量%未満が好ましく、8重量%未満がより好ましく、6重量%未満が更に好ましく、4重量%未満が特に好ましく、2重量%未満が最も好ましい。
ガラス転移点が30℃以上の樹脂としては、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、UV硬化型樹脂、及びウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
また、上記のほか、必要に応じて、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどの(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリル酸アミド誘導体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル類;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどのスチレン系化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル;メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アクリロニトリルなどのシアノ基含有ビニル化合物;エチレン、プロピレンなどのオレフィン類やジエン類などの重合性不飽和化合物を単量体成分として用いることもできる。
中でも、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主成分として、これにアクリル酸、メタクリル酸、スチレン、ビニルトルエン、アクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル等各種モノマーを共重合させて得られるものが好ましい。この共重合組成の違いと分子量の違いによって、種々の軟化点のものや、芳香族炭化水素、エステル、ケトン等に溶けるものからアルコール、アルカリ性水溶液に溶解するものまで幅広い樹脂が得られる。
上記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、1万〜15万が好ましく、2万〜10万がより好ましく、4万〜9.5万が特に好ましい。上記重量平均分子量が1万以上の場合、印刷インキの粘度が低くなりすぎず、印刷層のタック低減の効果が効率的に得られる。更に紙製容器を発泡させる工程でアクリル系樹脂の重量平均分子量が大きい方が、同じ物質であってもガラス転移点が高くなり、ガラス転移点を超えて軟化した際にも粘度または弾性率が高くなるので変形しにくく、発泡抑制効果が高くなる。上記重量平均分子量が、15万以下の場合、印刷インキ中でのアクリル系樹脂の溶解性が悪くなる場合がない。また、印刷インキが高粘度となりすぎて塗布性が低下する場合がない。
カルボン酸によりエステル化されたセルロース樹脂のエステル化度は35〜50%が好ましい。なお、エステル化度はセルロース樹脂中のエステル化された水酸基の割合を意味する。
カルボン酸によりエステル化されたセルロース樹脂の重量平均分子量は12,000〜75,000が好ましく、より好ましくは20,000〜40,000である。重量平均分子量が12,000以上の場合、耐ブロッキング性に優れている。重量平均分子量が75,000以下の場合、印刷インキの粘度が上昇せず、グラビア印刷適性に優れている。
硝化度の違いによってRSタイプ(regular solubleタイプ;窒素含有率11.8〜12.2%)、SSタイプ(spirit solubleタイプ;窒素含有率10.7〜11.2%)に分けられる。RSタイプはエステル系やケトン系の溶剤に溶け、炭化水素系の溶剤を希釈剤として用いることができる。SSタイプは希釈剤として、アルコール系溶剤を多く用いる場合に利用される。
また、塩化ビニルが多いと皮膜の強靭性が向上し、発泡抑制効果が向上する。酢酸ビニルが増すと溶解性、可撓性、接着性などが向上する。塩化ビニルの割合が80重量〜90重量%であることにより、被膜の強靭性、溶解性、可撓性、接着性に優れた発泡抑制インキが得られる。
また、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の重量平均分子量は10,000以上、50,000以下が好ましい。分子量が大きくなると皮膜強度が向上する半面、溶液粘度が高くなり印刷皮膜は薄くなる。更に溶剤への溶解性が劣り、着色剤の分散性も悪くなる。重量平均分子量が係る範囲にある場合、被膜強度、溶液粘度、印刷被膜、溶剤への溶解性、着色剤の分散性のすべてに調和がとれた発泡抑制インキが得られる。また、発泡抑制インキは、耐熱性、被膜強度を向上させるためにポリイソシアネートを使用し、2液型で使用してもよい。
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体等のように、塩化ビニル、酢酸ビニル以外の物質が5%以下の範囲で共重合体として含まれていてもよい。マレイン酸およびビニルアルコールは極性が高いので共重合体のガラス転移点を高くする効果がある。塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体中の酢酸ビニルの比率は20重量%以下のものが好ましく、12重量%以下のものがより好ましい。
オリゴマーとしては、モノマーの繰り返し数が2〜20程度の重合体が好ましく、プレポリマーとも呼ばれる。樹脂の代表的な種類としてポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートが挙げられる。
反応性希釈剤(レジューサー)としては、高沸点のモノマー類や低粘度のポリエステルアクリレート類が挙げられる。
光重合開始剤は、UVエネルギーによりラジカル(活性種)を発生し、これがモノマーやオリゴマーの反応基に反応し重合を開始させる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が挙げられる。
更に、光重合開始剤の開始反応を促進させる為に増感剤と呼ばれる助剤を併用してもよい。
ウレタン系樹脂には1液型と2液型の2通りがある。1液型としては末端水酸基を有するポリエステルまたはポリエーテル等とジイソシアネートとの反応生成物をベースとした、末端イソシアネートを有さない熱可塑性の樹脂であり、強靭かつ可撓性に優れた印刷皮膜が得られる。2液型は、水酸基等の官能基を有するアクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂等でインキ主体を作っておき、印刷時にイソシアネートプレポリマー(硬化剤)を添加して2液型とするものである。2液型ポリウレタンの特色は、熱可塑性樹脂に対して強力に接着し、皮膜物性(耐水、耐油、耐薬品、耐熱性)が非常に優れている事である。
塩素化ポリプロピレンは、分子量が数千〜数万で、塩素化度が25〜65重量%のものをが好ましい。また、塩素化ポリプロピレンは、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)を塩素ガスにより塩素化して得られるものが好ましい。塩素含量60重量%以上の高塩素化物は、溶液粘度も低く、耐熱性、耐薬品性などが優れている。塩素含量20〜40%低塩素化物は、未処理のポリプロピレンに対する接着性に優れている。
ポリアミド樹脂は、植物油脂肪酸のダイマー酸とジアミンとの縮重合体が好ましい。ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、1000〜20000が好ましく、重量平均分子量が1000以上では加熱時に軟化しにくく、20000以下では溶液低温安定性が高く、インキの粘度が高過ぎることがない。アミン価は15以下、酸価は20以下と共に低いものが好ましい。酸価が20以下だと得られるポリアミド樹脂組成物の融点が低下せず、印刷物の耐ブロッキング性やヒトシール耐熱性が低下しない。また、アミン価が15以下では印刷物の耐水性が低下したり、黄変したりしない。
発泡抑制インキ部は、有色でも無色でもよい。無色又は淡色の場合、発泡部4a及び発泡抑制部4bの凹凸が見えやすくなる点から好ましい。また、有色であっても、寒色系の淡い青又は緑とする場合、凹凸が深く協調されて見えやすくなる点から好ましい。
さらに、必要に応じて、顔料分散剤、レベリング剤、界面活性剤、可塑剤などの各種インキ用添加剤を添加することができる。
胴部1の外面側に設けられた発泡断熱層4の表面に凹部5が設けられていると、手で持つ際に、指の一部が凹部5に掛かるように、或いは凹部5を跨ぐように掴むことにより、指に接触する発泡断熱層4の面積が小さくなることから、発泡断熱層4を通して発泡断熱層4の表面に伝達する容器本体3の内容物の熱の指への伝達量が減少され、手に持ったときの指が感じる体感温度が低下する。
このようにすると、胴部2を手で持ったとき、指が凹部5の底面に接触することがなく、且つ、指に接触する発泡断熱層4の面積が小さくなり、胴部2を手に持ったときの体感温度が低くなる。
点状の凹部5が、直径が0.1mm以上の範囲に入る場合、また、線状若しくは格子状の凹部5の幅が0.1mm以上の場合は、手で持ったとき、指と発泡断熱層との接触面積が小さくなり、胴部5を手に持ったときの体感温度が低い。また、点状の凹部が、直径が0.7mmの範囲以下の場合、また、線状若しくは格子状の凹部5の幅が0.7mm以下の場合は、手で持ったとき指が凹部5の底面に接触しにくく、凹部5の底面からの熱さを受けにくい。
凸部6の幅Dが1.5mm〜10mmの範囲に入る場合、手で持ったとき、指に接触する発泡断熱層4の面積を確実に小さくすることができ、手に持ったときの指が感じる体感温度を一層効果的に低くなる。
凸部6の幅Dが1.5mm以上の場合は、発泡断熱層4の発泡厚さEに、効果的な断熱のための厚さが得られる。また、凸部6の幅Dが10mm以下の場合は、手で持ったとき、指に接触する発泡断熱層4の面積が小さく、手に持ったときの指が感じる体感温度が低くなる。
凹部5の外表面積の割合が1%以上の場合、指に接触する発泡断熱層4の面積が小さく、手に持ったときの指が感じる熱さが少ない。凹部5の外表面積の割合が55%以下の場合、手で持ったとき指が凹部5の底面に接触し難く、凹部5の底面からの熱さを受けるおそれがない。
本発明の紙製容器の製造方法は、
紙基材の一方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程Aと、
前記熱可塑性樹脂層の前記紙基材に接している面とは反対側の面の一部の上に、発泡抑制インキを塗布して発泡抑制インキ塗装部を形成する工程Bと、
前記発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱処理して、該熱可塑性樹脂層における前記発泡抑制インキ塗装部を設けていない部分を発泡させて、発泡部及び発泡抑制部を設ける工程Cと、を有し、
前記発泡抑制インキは、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を7重量%以上含有する。
以下、本発明に係る紙製容器の実施の形態の一例を、図面を参照して詳細に説明する。
また含有水分は、後述する低融点熱可塑性樹脂層の必要な発泡量を確保するとともに過発泡の発生を防ぐため5〜9重量%であることが好ましく、6〜8重量%が好ましい。含有水分が9重量%以下の場合、紙基材に含まれる水分が加熱により蒸発して、軟化した熱可塑性樹脂層が水蒸気で紙基材の外側に過剰に押し出されて発泡する確率を効果的に抑制できる。そのため、本実施形態によれば、発泡部がブリスター状になり外観が悪化することを効果的に抑制できる。
紙基材は化学パルプを使用することが好ましい。化学パルプを使用することにより機械パルプを使用する場合と比較して、密度を高くしやすく、光を長時間浴びた場合または高温で長時間保管された場合に黄変を抑制することができ、更に強度が高くなることによりカップ成型時にトップカールを付与する際に破断しにくくなる。化学パルプの配合率は80重量%以上が好ましく、90重量%以上が更に好ましく、95重量%以上が最も好ましい。
本実施形態において、紙基材7の一方の面7a側(外面側)に加熱により発泡する低融点熱可塑性樹脂を溶融押出法により20〜100μmの範囲となるように積層して低融点熱可塑性樹脂層8を設けるとともに、他方の面7b側(内面側)に高融点熱可塑性樹脂を溶融押出法により15〜60μmの範囲となるように積層して高融点熱可塑性樹脂層9を設けた胴部用加工紙10が形成される(図4参照。)。
そのため、紙基材の坪量Xg/m2と低融点熱可塑性合成樹脂のラミネート層の厚さYμmは、下記式(2) の関係で表され、Zの範囲が20以上60以下であることが好ましい。
低融点熱可塑性樹脂層8の面8bに発泡低抑制印刷層11を設けておくと、低融点熱可塑性樹脂層8を発泡させたとき、発泡抑制インキ塗装部12がアンカーとなって、ブリスター状の過発泡の広がりを発泡抑制インキ塗装部で食い止めて外観の悪化を最小限に留めることができると共に、発泡低抑制印刷層11に斜め下方向に張力を加えることができることにより、低融点熱可塑性樹脂層8の過発泡を抑制するため好ましい。(図6参照。)
発泡抑制インキ塗装部がなく、発泡低抑制印刷層だけの場合には、横方向に張力が伝わるだけなので過発泡の広がりを抑制する効果が小さく、広範囲に過発泡が発生してしまう。
発泡低抑制印刷層11の厚さは0.5〜10μmであることが好ましい。発泡低抑制印刷層11の厚さが0.5μm以上の場合、発泡部の厚さに対する発泡抑制率を75%以上とすることができると共に過発泡の圧力を効率よく分散・緩和させることができ、10μm以下の場合、材料の無駄とならず経済的である。
発泡抑制インキは、上述した乾燥状態の発泡抑制インキ塗装部の構成に溶剤を加えたものである。即ち、発泡抑制インキは、樹脂、着色剤、助剤、及び溶剤を含有する。発泡抑制インキは、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を7重量%以上含有し、9重量%以上含有することが好ましく、11重量%以上含有することがより好ましく、13重量%以上含有することが特に好ましい。
また、発泡抑制インキは、着色剤を7重量%以下含有することが好ましく、5重量%以下含有することがより好ましく、3重量%以下含有することが特に好ましい。
この加熱で紙基材7に含有されている水分により、低融点熱可塑性樹脂層8が発泡して発泡断熱層4を形成するが、低融点熱可塑性樹脂層8の表面に発泡抑制インキ塗装部12を設けてある部分は発泡抑制インキ塗装部12により発泡が抑制され、抑制された部分が発泡断熱層4の表面に設けられる凹部5となる。
このとき、低融点熱可塑性樹脂層8の表面に発泡を抑制しない低発泡抑制インキで全面べた印刷して発泡低抑制印刷層11が設けられていると、低融点熱可塑性樹脂層8を発泡させたとき、発泡抑制インキ塗装部12がアンカーとなって、発泡低抑制印刷層11に斜め下方向に張力を加えることができることにより、低融点熱可塑性樹脂層8の過発泡を効果的に抑制し、発泡断熱層4の発泡面が均一となり、平滑性や外観の向上が図れる(図6参照。)。
また、発泡断熱容器に内容物を入れて電子レンジで調理する際に、水位を示す線状の凹みや糸底部は、発泡前に低融点熱可塑性樹脂面が圧縮応力によるダメージを受けているので、電子レンジによる加熱で二次発泡(過発泡)が発生しやすい。
電子レンジでの加熱による二次発泡では発泡層と原紙層が剥離する点が、原紙水分過多等による過発泡(発泡セルが結合して大きく膨らむ)とはメカニズムが異なる。二次発泡の発生が予想される部分または二次発泡が発生しやすい部分に予め発泡抑制インキを塗装しておけば、発泡層と原紙層が剥離する二次発泡が発生することなく外観の悪化を防ぐことができる(図7参照。)。一例として、電子レンジにより二次発泡が発生した断面を図8(a)に示し、発泡低抑制印刷層が設けられらことにより、二次発泡が抑制された断面を図8(b)に示す。
220g/m2 (厚さ259μm、密度0.85g/cm3、化学パルプ100%、パルプの濾水度(CSF)400ml、含水率7.5%)の紙基材の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ40μmで押出ラミネートした。紙基材の反対面には中密度ポリエチレンン(日本ポリエチレン株式会社製 銘柄名:LC680、密度0.936g/cm3、融点118℃)を厚さ20μmで押出ラミネートした。この低密度ポリエチレンラミネートフィルム面に、低発泡抑制インキ(乾燥状態でウレタン樹脂A(ガラス転移点10℃)30重量%、硝化綿B(ガラス転移点60℃)20重量%、着色剤50重量%、溶剤に分散した状態での樹脂及び着色剤の合計含有率は20重量%)を全面に塗布、乾燥させ、2.0μmの発泡低抑制印刷層を設けた。溶剤としてはイソプロピルアルコール(10%)/酢酸エチル(40%)/トルエン(30%)/メチルエチルケトン(20%)からなる混合溶剤を使用した。
更に、この発泡低抑制印刷層に、発泡抑制インキ(乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)70重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)30重量%、着色剤0%、インキの状態での樹脂含有率は10%)を発泡低抑制印刷層の上に部分的に(表1〜2を参照。)塗布、乾燥させ、2.5μmの発泡抑制印刷層を設けた。
この両面ラミネート紙基材の全体厚さ(インキ層を除く)は319μmであった。この両面ラミネート紙基材から容器胴部材ブランクを打ち抜いた。次いで坪量220g/m2の胴部材に使用したのと同じ原紙の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ30μmで押出しラミネートし、この片面ラミネート紙基材から容器底部材ブランクを打ち抜いた。容器胴部材ブランクの中密度ポリエチレンラミネートフィルム面と容器底部材ブランクの低密度ポリエチレンラミネートフィルム面が容器内壁面となるように容器胴部材ブランクと容器底部材ブランクを常用のカップ成型機で一体化させ、紙製容器を組み立てた。容器の寸法はブリム外径72.5mm、カップ高さ80mm、満杯容量197mlでこの紙製容器をコンベアオーブンに入れ、120℃で120秒間加熱した。紙製容器の胴部の低密度ポリエチレンラミネートフィルム上に設けられた発泡低抑制印刷層に対応して、胴部に発泡断熱層を有する紙製容器が得られた。発泡断熱層を有する紙製容器の胴部全体の厚さは779μm(低発泡層500μm+原紙259μm+中密度ポリエチレン層20μm)であった。発泡抑制部の発泡抑制率は78.0%であった(図10参照)。
220g/m2 (含水率7.5%)の紙基材の片面に、上述した低密度ポリエチレンを厚さ40μmで押出ラミネートした。紙基材の反対面には、上述した中密度ポリエチレンを厚さ20μmで押出ラミネートした。この低密度ポリエチレンラミネートフィルム面に、上述した低発泡抑制インキを塗布した。溶剤としてはイソプロピルアルコール(10%)/酢酸エチル(40%)/トルエン(30%)/メチルエチルケトン(20%)からなる混合溶剤を使用した。この両面ラミネート紙基材の全体厚さは319μmであった。この両面ラミネート紙基材から容器胴部材ブランクを打ち抜いた。次いで坪量220g/m2の胴部材に使用したのと同じ原紙の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ30μmで押出しラミネートし、この片面ラミネート紙基材から容器底部材ブランクを打ち抜いた。容器胴部材ブランクの中密度ポリエチレンラミネートフィルム面と容器底部材ブランクの低密度ポリエチレンラミネートフィルム面が容器内壁面となるように容器胴部材ブランクと容器底部材ブランクを常用のカップ成型機で一体化させ、紙製容器を組み立てた。この紙製容器をコンベアオーブンに入れ、120℃で120秒間加熱した。紙製容器の胴部の低密度ポリエチレンラミネートフィルム上に設けられた発泡低抑制印刷層に対応して、胴部に発泡断熱層を有する紙製容器が得られた。発泡断熱層を有する紙製容器の胴部全体の厚さは789μm(発泡層510μm+原紙259μm+中密度ポリエチレン層20μm)であった。発泡抑制部を設けていないため、厚さが均一な発泡断熱層が得られ、発泡抑制率は0%であった。(図11参照。)。
実施例1と同様の方法にて作製したラミネート紙基材を用いて実施例2〜6の紙製容器を作製した。各実施例における発泡部及び発泡抑制部についての詳細を表1〜2に示す。
比較例1と同様の方法にて作製したラミネート紙基材を用いて比較例2の紙製容器を作製した。比較例2における発泡部及び発泡抑制部についての詳細を表1に示す。
280g/m2 (厚さ315μm、密度0.89g/cm3、化学パルプ100%、パルプの濾水度(CSF)400ml、含水率7.5%)の紙基材の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ50μmで押出ラミネートした。紙基材の反対面には中密度ポリエチレンン(日本ポリエチレン株式会社製 銘柄名:LC680、密度0.936g/cm3、融点118℃)を厚さ40μmで押出ラミネートした。この低密度ポリエチレンラミネートフィルム面に、低発泡抑制インキ(乾燥状態でウレタン樹脂A(ガラス転移点10℃)30重量%、硝化綿B(ガラス転移点60℃)20重量%、着色剤50%、溶剤に分散した状態での樹脂及び着色剤の合計含有率は20重量%)を塗布、乾燥させ、2.0μmの発泡低抑制印刷層を設けた。溶剤としてはイソプロピルアルコール(10%)/酢酸エチル(40%)/トルエン(30%)/メチルエチルケトン(20%)からなる混合溶剤を使用した。
更に、この発泡低抑制印刷層に、発泡抑制インキ(乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)70重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)30重量%、着色剤0重量%、インキの状態での樹脂含有率は10重量%)を塗布、乾燥させ、2.5μmの発泡抑制印刷層を設けた。
この両面ラミネート紙基材の全体厚さ(インキ層を除く)は405μmであった。この両面ラミネート紙基材から容器胴部材ブランクを打ち抜いた。次いで坪量280g/m2の胴部材に使用したのと同じ原紙の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ40μmで押出しラミネートし、この片面ラミネート紙基材から容器底部材ブランクを打ち抜いた。容器胴部材ブランクの中密度ポリエチレンラミネートフィルム面と容器底部材ブランクの低密度ポリエチレンラミネートフィルム面が容器内壁面となるように容器胴部材ブランクと容器底部材ブランクを常用のカップ成型機で一体化させ、紙製容器を組み立てた。容器の寸法はブリム外径89mm、カップ高さ107mm、満杯容量402mlでこの紙製容器をコンベアオーブンに入れ、120℃で360秒間加熱した。紙製容器の胴部の低密度ポリエチレンラミネートフィルム上に設けられた発泡低抑制印刷層に対応して、胴部に発泡断熱層を有する紙製容器が得られた。発泡断熱層を有する紙製容器の胴部全体の厚さは1065μm(低発泡層710μm+原紙315μm+中密度ポリエチレン層40μm)であった。発泡抑制率は82.4%であった。
280g/m2 (含水率7.5%)の紙基材の片面に、上述した低密度ポリエチレンを厚さ50μmで押出ラミネートした。紙基材の反対面には、上述した中密度ポリエチレンを厚さ40μmで押出ラミネートした。この低密度ポリエチレンラミネートフィルム面に、上述した低発泡抑制インキを塗布した。溶剤としてはイソプロピルアルコール(10%)/酢酸エチル(40%)/トルエン(30%)/メチルエチルケトン(20%)からなる混合溶剤を使用した。この両面ラミネート紙基材の全体厚さは405μmであった。この両面ラミネート紙基材から容器胴部材ブランクを打ち抜いた。次いで坪量280g/m2の胴部材に使用したのと同じ原紙の片面に低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製 銘柄名:ペトロセン213、密度0.918g/cm3、融点105℃)を厚さ40μmで押出しラミネートし、この片面ラミネート紙基材から容器底部材ブランクを打ち抜いた。容器胴部材ブランクの中密度ポリエチレンラミネートフィルム面と容器底部材ブランクの低密度ポリエチレンラミネートフィルム面が容器内壁面となるように容器胴部材ブランクと容器底部材ブランクを常用のカップ成型機で一体化させ、紙製容器を組み立てた。この紙製容器をコンベアオーブンに入れ、120℃で360秒間加熱した。紙製容器の胴部の低密度ポリエチレンラミネートフィルム上に設けられた発泡低抑制印刷層に対応して、胴部に発泡断熱層を有する紙製容器が得られた。発泡断熱層を有する紙製容器の胴部全体の厚さは1065μm(発泡層710μm+原紙315μm+中密度ポリエチレン層40μm)であった。発泡抑制部を設けていないため、厚さが均一な発泡断熱層が得られ、発泡抑制率は0%であった。
実施例1及び比較例1の紙製容器における、熱湯を入れてからの時間と、紙製容器外側の発泡断熱層に接触させた銅版の温度(外部表面温度)との関係を、図12に示す。室温25℃の条件下で、87℃の熱湯を満杯より10mm下まで充填し、容器胴部の高さ方向に中央となる位置に面積3cm×3cm、厚さ12μmの銅版を容器胴部に接触させた上で、銅板の温度を接触式温度計にて測定した。
図12に示すように、比較例1と比べて、発泡抑制部を有する実施例1の紙容器は、断熱性に優れていた。
また、実施例1〜7、及び比較例1、2の紙製容器における、熱湯を入れてから30秒後、60秒後における、紙製容器外側の発泡断熱層に接触させた銅版の温度(外部表面温度)を、表1に示す。
比較例1と比べて、発泡抑制部を有する実施例1〜6の紙容器は、手で持ったときの熱さが弱く感じられ、表1に示すように、断熱性に優れていた。また、比較例2と比べて、発泡抑制部を有する実施例7の紙容器は、手で持ったときの熱さが感じられず、表1に示すように、断熱性に優れていた。更に、原紙の含水率が8.8%の場合に比較例3での紙製容器には過発泡が発生したが、原紙の含水率が同じであっても実施例8の紙製容器からは過発泡が観察されなかった。
≪実施例9≫
発泡抑制インキの組成が乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)50重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)50重量%である以外は実施例1と同様の方法で胴部に発泡断熱層を有する紙製容器を得た。発泡抑制率は77.4%であった。
発泡抑制インキの組成が乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)30重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)70重量%である以外は実施例1と同様の方法で胴部に発泡断熱層を有する紙製容器を得た。発泡抑制率は76.4%であった。
発泡抑制インキの組成が乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)60重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)30重量%、アクリル樹脂E(ガラス転移点25℃)10重量%である以外は実施例1と同様の方法で胴部に発泡断熱層を有する紙製容器を得た。発泡抑制率は60.8%であった。
発泡抑制インキの組成が乾燥状態で塩化ビニル酢酸ビニル共重合体C(ガラス転移点70℃)60重量%、アクリル樹脂D(ガラス転移点35℃)30重量%、ウレタン樹脂A(ガラス転移点10℃)10重量%である以外は実施例1と同様の方法で胴部に発泡断熱層を有する紙製容器を得た。発泡抑制率は55.2%であった。
実施例1及び比較例1と同様の容器胴部材ブランク用の両面ラミネート紙基材のシート状のサンプル片およびそれらをコンベアオーブンに入れ、120℃で120秒間加熱したシート状の発泡サンプル片を、温度20℃、相対湿度20%の条件下に24時間保持した後、低密度ポリエチレンラミネートフィルム面と中密度ポリエチレンラミネートフィルム面を重ね合わせて、40回手で擦った後、両面の帯電圧を、静電気計測器(SIMCO社製、FMX−002)を用いて5回計測した。低密度ポリエチレンラミネートフィルム面の帯電圧と高密度ポリエチレンラミネートフィルム面の帯電圧の差の5回の平均値を表3に示す。
更に、驚くべきことに、実施例1の加熱前の両面ラミネート紙基材も、比較例1の加熱前の両面ラミネート紙基材と比べて摩擦帯電圧が生じにくいことが確認された。
実施例2及び比較例1の紙製容器の束に1kgの予備加圧を加え、切り離し強度を測定した。結果を表4に示す。
2 底板部
3 容器本体
4 発泡断熱層
4a 発泡部
4b 発泡抑制部
5 凹部
6 凸部
7 紙基材
7a 面
7b 面
8 低融点熱可塑性樹脂層
8a 面
8b 面
9 高融点熱可塑性樹脂層
10 胴部用加工紙
11 発泡低抑制印刷層
11a 面
12 発泡抑制インキ塗装部
13 底板部用加工紙
Claims (12)
- 胴部と底板部とからなる容器本体と、前記胴部の外面側に設けられた、発泡部及び発泡抑制部からなる発泡断熱層と、を有する紙製容器であって、
前記発泡断熱層は、発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱してなり、発泡抑制を行わない前記発泡部の厚さに対する前記発泡抑制部の厚さの割合が25%以下であり、
前記発泡抑制インキ塗装部は、乾燥状態で、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を90重量%以上含有し、
前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、UV硬化型樹脂、及びウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする紙製容器。 - 前記熱可塑性樹脂層は、前記胴部側から、低融点熱可塑性樹脂層と発泡低抑制印刷層がこの順に積層されてなる請求項1に記載の紙製容器。
- 前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体であり、該塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体中の酢酸ビニルの割合が20重量%以下である請求項1又は2に記載の紙製容器。
- 前記発泡抑制インキ塗装部は、乾燥状態で、着色剤を30重量%以下含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の紙製容器。
- 前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凹部の深さが200μm以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載の紙製容器。
- 前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凹部の形状は、直径が0.1mm〜0.7mmの点状、幅が0.1mm〜0.7mmの線状若しくは格子状、又はこれらを組み合わせた形状である請求項1〜5のいずれか一項に記載の紙製容器。
- 前記発泡部と前記発泡抑制部とから形成される凸部の幅が1.5mm〜10mmである請求項1〜6のいずれか一項に記載の紙製容器。
- 前記胴部の外表面積における凹部の外表面積の割合が1%〜55%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の紙製容器。
- 紙基材の一方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程Aと、
前記熱可塑性樹脂層の前記紙基材に接している面とは反対側の面の一部の上に、発泡抑制インキを塗布して発泡抑制インキ塗装部を形成する工程Bと、
前記発泡抑制インキ塗装部を有する熱可塑性樹脂層を加熱処理して、該熱可塑性樹脂層における前記発泡抑制インキ塗装部を設けていない部分を発泡させて、発泡部及び発泡抑制部を設ける工程Cと、を有し、
前記発泡抑制インキは、ガラス転移点が30℃以上の樹脂を7重量%以上含有し、
前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、UV硬化型樹脂、及びウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする紙製容器の製造方法。 - 前記工程Aは、紙基材の一方の面に低融点熱可塑性樹脂層を設けた後、更に前記低融点熱可塑性樹脂層上に発泡低抑制印刷層を設ける工程である請求項9に記載の紙製容器の製造方法。
- 前記ガラス転移点が30℃以上の樹脂が、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体であり、該塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体中の酢酸ビニルの割合が20重量%以下である請求項9又は10に記載の紙製容器の製造方法。
- 前記発泡抑制インキは、着色剤を7重量%以下含有する請求項9〜11のいずれか一項に記載の紙製容器の製造方法。
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