JP5884574B2

JP5884574B2 - 紙製食品容器用積層体、およびそれを用いた紙製食品容器

Info

Publication number: JP5884574B2
Application number: JP2012058548A
Authority: JP
Inventors: 啓一大盛; 内藤　裕一; 裕一内藤
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2012214024A

Description

本発明は、紙製食品容器用積層体、およびそれを用いた紙製食品容器に関する。

従来から冷凍食品などの紙製食品容器（紙製トレー）には、充填する食品が紙製トレーから漏れ出さないないようにするための耐水性・耐油性が要求されているため、紙支持体の両面に少なくとも１層以上の樹脂層を設けた紙製食品容器用積層体を成形・加工したもの（以下、「従来容器」という。）が用いられている。また、耐水性・耐油性以外に、紙製食品用容器の外観性や美麗性など、従来にない品質が要求されてきている。これらの品質に対して、特許文献１には、特定の密度の層からなる多層紙にバリアー層を設けた成形加工原紙を用いた紙製成形容器が開示されている。また、引用文献２には、板紙に天然糊を含浸させた材料を用いた深絞り成形された紙成形品が開示されている。
さらに、近年の美食化傾向の高まりによって、例えば、紙製食品容器にグラタンを充填した後に、グラタン表面に焦げ目を付け、その後に冷蔵及び冷凍され流通・販売されるようになってきている。この場合、グラタン表面に焦げ目を付けるため、紙製食品容器上面（グラタン表面）を加熱する工程が付加されるため、耐熱性を有する紙製食品容器が求められるようになってきている。

特開２００３−１４７６９９特開２０１０−２６４９８６

しかしながら、紙製食品容器上面を加熱する工程が付加される場合、従来容器を用いると、両面を樹脂層に覆われた紙支持体中の水分の逃げ場がなくなり、デラミネーション（紙支持体と樹脂層の剥離）の発生といった問題が生じる。この問題は、紙支持体中の水分が、両面にラミネートされた樹脂層によって外部への逃げ道がなくなることが原因で起こる現象であり、樹脂層を紙支持体の片面のみに設けることにより解消することができる。しかしながら、樹脂層を紙支持体の片面のみに設けた場合、成形時に紙支持体が直接加熱延伸されるため、紙支持体の樹脂層を設けていない面（以下、「非樹脂層面」ともいう。）に割れが入るという新たな問題が生じる。

そこで、本発明は、紙製食品容器上面を加熱する工程が付加される場合においても、デラミネーションの発生が起こらないとともに、成形時に非樹脂層面に発生する割れが防止される紙製食品用積層体、およびそれを用いた紙製食品容器を提供することを目的とする。

本発明者らは、かかる従来の技術の問題を解決するために鋭意検討した結果、紙支持体の片面に少なくとも１層以上の樹脂層を設け、樹脂層を設けていない面にポリビニルアルコール層を設けた紙製食品容器用積層体において、非樹脂層面にポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」ともいう。）が２層以上であり、且つポリビニルアルコール層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ/ｍ ^２塗工されていることを特徴とする紙製食品容器用積層体およびそれを用いた紙製食品容器とすることでデラミネーションの発生が起こらないとともに、成形時に紙支持体の非樹脂層面に発生する割れが防止されることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、紙製食品容器上面を加熱する工程が付加される場合においても、デラミネーションの発生が防止されるとともに、成形時に紙支持体の非樹脂層面に発生する割れが防止される紙製食品用積層体、およびそれを用いた紙製食品容器を提供することができる。

本発明は、紙支持体の片面に少なくとも１層以上の樹脂層を設けた紙製食品容器用積層体において、紙支持体の樹脂層を設けていない面（以下、「非樹脂層面」ともいう。）に、ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」ともいう。）が２層以上であり、且つＰＶＡ層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ/ｍ ^２塗工されていることを特徴とする紙製食品容器用積層体、およびそれを用いた紙製食品容器に関する。

本発明において、紙支持体の非樹脂層面にはＰＶＡが塗工される。
本発明で用いるＰＶＡとしては、完全ケン化型ＰＶＡ、部分ケン化型ＰＶＡ、カルボキシ変性ＰＶＡ、カチオン変性ＰＶＡなどの変性ＰＶＡなどを例示することができるが、これらに限定されるものではない。また、ＰＶＡのケン化度、重合度などの物性は特に限定されるものではないが、耐水性、皮膜強度などの点から、ケン化度が９５％以上、重合度が１０００〜２４００である完全ケン化型ＰＶＡを使用することが好ましい。

本発明において、紙支持体の非樹脂層面にＰＶＡが２層以上であり、且つＰＶＡ層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ/ｍ ^２塗工されることにより、優れた効果が得られる理由は明らかではないが、次のように推測される。
紙支持体の非樹脂層面にＰＶＡ層が２層以上且つＰＶＡ層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ/ｍ ^２塗工されることにより、ＰＶＡが紙支持体を構成するパルプ同士の接着性を向上させると共に、紙支持体の表面に強度が高い皮膜が形成されるため、紙支持体の表面強度が増加し、割れを防止しているものと推測される。なお、この効果はＰＶＡ特有のものであり、他の水溶性高分子であるデンプン等ではこの効果は見られない。

本発明において、紙支持体の非樹脂層面へのＰＶＡの塗工には、カレンダーサイジング、２ロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードメタリングコーター、ロッドメタリングコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等の各種塗工機や、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、スクリーン印刷機等の各種印刷機を使用することができる。

本発明において、紙支持体の非樹脂層面へのＰＶＡの乾燥塗工量は、割れの防止効果および成形・加工性の点から０．０５〜０．８０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは０．１０〜０．７０ｇ／ｍ^２である。紙支持体の非樹脂層面へのＰＶＡの乾燥塗工量が０．８０ｇ／ｍ^２を超えると割れの防止効果は飽和するため、コストアップにつながる。また、成形・加工性が低下する可能性がある。
また、割れ防止効果および成形・加工性の点から、ＰＶＡは１層よりも２層以上塗工されている方が好ましい。ＰＶＡが２層以上塗工される場合、最初に塗工された（１層目の）ＰＶＡが紙支持体の表面に皮膜を形成した後に、更にその上に塗工された（２層目以降の）ＰＶＡが皮膜を形成するため、紙支持体の表面に１層塗工の場合より強固な皮膜が形成され、紙支持体の表面強度が更に増加し、効果的に割れが防止可能となるものと推測される。

本発明において、紙支持体の非樹脂層面に塗工された前記ＰＶＡ層の上に、更にカルボキシメチルセルロース（以下、「ＣＭＣ」ということがある。）層が塗工され、且つポリビニルアルコール層とカルボキシメチルセルロース層の塗工量の合計が０．１０〜１．２０ｇ／ｍ ^２であると、割れ防止効果および成形・加工性の点から好ましい。
ＣＭＣのエーテル化度、重合度などの物性は特に限定されるものではないが、溶解性や安定性などの点から、エーテル化度が０．５５〜１．０ｍｏｌ／Ｃ６の範囲であることが好ましい。

本発明において、ＰＶＡの上にＣＭＣが塗工され且つポリビニルアルコール層とカルボキシメチルセルロース層の塗工量の合計が０．１０〜１．２０ｇ／ｍ ^２であることにより、更に優れた効果が得られる理由は明らかではないが、ＰＶＡの上に更に保水性の高いＣＭＣが塗工されることにより、紙支持体の水分低下が効果的に抑制され、紙支持体の非樹脂層面の割れ防止効果が更に向上するものと推測される。

本発明において、ＰＶＡの上へのＣＭＣの塗工には、カレンダーサイジング、２ロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードメタリングコーター、ロッドメタリングコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等の各種塗工機や、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、スクリーン印刷機等の各種印刷機を使用することができる。これらの中では、紙支持体の表面を均一、且つ低塗工量で処理できる印刷機を使用してＣＭＣを塗工することが好ましく、グラビア印刷機を使用することがより好ましい。
本発明において、ＣＭＣの乾燥塗工量は、割れの防止効果および成形・加工性の点から０．０２〜０．４０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．３０ｇ／ｍ^２である。ＣＭＣの乾燥塗工量が０．３０ｇ／ｍ^２を超えると割れの防止効果は飽和するため、コストアップにつながる。また、成形・加工性が低下する可能性がある。

本発明において、ＰＶＡの上にＣＭＣが塗工される場合、ＰＶＡの乾燥塗工量とＣＭＣの乾燥塗工量の合計は、割れの防止効果および成形・加工性の点から０．１０〜１．２０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは０．１５〜１．００ｇ／ｍ^２である。

本発明において、紙支持体としては、一般的な製造方法で得られた単層、あるいは多層の紙を用いることができる。紙支持体の製造方法は特に限定されるものではないが、木材パルプ（化学パルプ、機械パルプ等）、非木材パルプ、古紙パルプ等のパルプと、必要に応じて添加する填料やその他の薬品等を水に分散した紙料を、抄紙機のワイヤー上に噴射し、ワイヤーパートで脱水、ドライヤーパートで乾燥して製造される。また、必要に応じて、紙に強度や耐水性を付与するために表面サイズ剤、耐水化剤、紙力増強剤等の薬品を、単独又は２種類以上組み合わせてサイズプレス等で紙表面を処理することや、紙の凹凸を整えるためにカレンダー処理を施すことも可能である。

本発明の紙支持体の坪量は、１００〜４００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。紙支持体の坪量が１００ｇ／ｍ^２未満であると、紙製食品容器用積層体の剛性が不足するため、安定した形状の紙製食品容器を得ることが困難である。一方、４００ｇ／ｍ^２を超えると、紙製食品容器用積層体の剛性が強すぎるため、成形・加工性が低下する可能性がある。

本発明の紙支持体は、成形性の点から、縦方向の伸び率が２．０〜３．５％、且つ横方向の伸び率が４．５〜６．０％であることが好ましい。また、水分量は５．０〜８．０％であることが好ましい。なお、本発明において、紙支持体の伸び率および水分量は、ＪＩＳＰ８１１３およびＪＩＳＰ８１２４に準拠して測定する。

本発明において、紙支持体上に設ける樹脂層を構成する樹脂の種類、および樹脂層の厚さなどは、耐水性、耐油性、耐熱性等の品質要求に合わせて適宜選択することが好ましい。
本発明において使用する樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート等の飽和ポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂等を例示することができ、これらを単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。
また、樹脂層の厚さは特に限定されないが、耐熱性、耐油性、耐熱性、成形・加工性等が良好であるため、通常１５〜４０μｍ程度である。
紙支持体上に樹脂層を設ける方法は、押出しラミネーション、ウェットラミネーション、ドライラミネーション、ホットメルトラミネーション、サーマールラミネーション等の各種方法が使用可能であり、特に限定されない。

本発明の紙製食品容器用積層体は、紙支持体の片面に少なくとも１層以上の樹脂層を設け、非樹脂層面にＰＶＡが２層以上であり、且つポリビニルアルコール層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ／ｍ ^２であることを必須の構成要因としてあればよく、紙支持体の樹脂層を設ける面（以下、「樹脂層面」ともいう。）にＰＶＡが塗工されていてもよい。
また、紙支持体の樹脂層面やＰＶＡ塗工面（すなわち非樹脂層面）、あるいは
ＰＶＡを塗工した面上に、美麗性等を付与するための各種印刷を施すことも可能である。

本発明において、紙製食品容器用積層体を使用した紙製食品容器を成形する方法は特に限定されるものではないが、一例として、抜き加工した罫線つきの紙製食品容器用積層体や成形機で罫線加工を施した紙製食品容器用積層体を、雄金型と雌金型からなるプレス成形機で絞込み、食品容器を成形する方法を挙げることができる。
さらに、コストや生産効率の面からは、ロール状の紙製食品容器用積層体を用いて、雄金型と雌金型からなるプレス成形機で罫線加工と打ち抜きプレス加工を連続して行い、食品容器を成形する方法であると好ましい。抜き加工した罫線つきの枚葉紙製食品容器用積層原紙を別工程でプレス加工して食品容器を成形する方法であると、工程が一つ増えることによりコストアップや生産効率低下につながる。また、工程間の運搬・保管に時間を要することにより、枚葉紙製食品容器用積層原紙にカールが生じて不良品の発生率が上がるといった問題が生じる。

以下に本願の発明を詳細に述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
［参考例１］

［参考例２］
［参考例３］
［参考例４］
［参考例５］
［参考例６］

［参考例８］
［参考例９］
［参考例１２］
［参考例１３］

［比較例１］
ＰＶＡをデンプン（ＳＫ−２０、日本コーンスターチ社製）に変更した以外は実施例２と同様にして紙製食品容器を得た。
［比較例２］
ＰＶＡを塗工しなかった以外は実施例１と同様にして紙製食品容器を得た。
［比較例３］
ＰＶＡをデンプン（ＳＫ−２０、日本コーンスターチ社製）をに変更し、デンプンの上にＣＭＣ（商品名：サンローズＦ１０ＬＣ、エーテル化度：０．６０ｍｏｌ／Ｃ６、日本製紙ケミカル社製）を乾燥塗工量が０．０５ｇ／ｍ^２となるようにグラビア輪転印刷機（機名・型番：グラビア輪転８色機Ｌ９５０ボブストチャンブレン社製）で塗工した以外は実施例２と同様にして紙製食品容器を得た。なお、ＣＭＣは乾燥させたデンプン上に塗工した。
［比較例４］
坪量３００ｇ／ｍ^２の紙支持体（伸び率（縦／横）＝２．３％／５．１％、水分量＝６．８％）の一方の面（非樹脂層面）に、ポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ１１７、ケン化度：９８％、クラレ社製）を乾燥塗工量が０．４０ｇ／ｍ^２となるようにエアナイフコーターで塗工・乾燥した。
次に、グラビア輪転印刷機（機名・型番：グラビア輪転８色機Ｌ９５０ボブストチャンブレン社製）を用いて紙支持体の両面に印刷を施し、紙支持体のＰＶＡが塗工されていない面側の印刷面上にポリブチレンテレフタレート（商品名：５００ＦＰ、ウィンテックポリマー社製）を厚さ２５μｍとなるように押し出しラミネートした（これを、「ポリブチレンテレフタレート層Ａ」とする。）。
次に、紙支持体のＰＶＡが塗工されている面側の印刷面上にポリブチレンテレフタレート（商品名：５００ＦＰ、ウィンテックポリマー社製）を厚さ２５μｍとなるように押し出しラミネートして（これを、「ポリブチレンテレフタレート層Ｂ」とする。）ロール状に巻き取り、ポリブチレンテレフタレート層Ａ／印刷／紙支持体／ＰＶＡ層／印刷／ポリブチレンテレフタレート層Ｂからなるロール状の紙製食品用積層体を得た。
次に、得られたロール状の紙製食品用積層体を、打ち抜き・プレス成形機（機名・型番：ＳＤＥ−６０１６Ｃ／Ｂ０、アマダ社製）を用いて放射状の凹凸となるように容器成形用の罫線を設け、続けて非樹脂層面が紙製食品容器の外面に、樹脂層面が内面になるように縁巻きトレー形状（図１、図２）に抜き、成形加工をして、紙製食品容器を得た。

以上のようにして得られた紙製食品容器について以下の評価を行った。
＜割れ＞
比較例４で得た紙製食品容器以外の紙製食品容器については非樹脂層面の割れの状態を、比較例４で得た紙製食品容器についてはポリブチレンテレフタレート層Ｂ面の割れの状態を、それぞれ目視で観察して評価した。
Ａ：割れがない。
Ｂ：極く微細なひびや毛羽立ちが部分的に見られるが、割れはない。
Ｃ：点状の微細な割れが見られるが、実用上支障がない。
Ｄ：線状の割れがある（最大の割れの長さが５ｍｍ未満）。
Ｅ：線状の割れがある（最大の割れの長さが５ｍｍ以上）。
＜デラミネーション＞
得られた紙製食品容器を２００℃で５分間加熱した後、比較例４で得た紙製食品容器以外の紙製食品容器については非樹脂層面のデラミネーション（紙支持体と樹脂層の剥離）の状態を、比較例４で得た紙製食品容器についてはポリブチレンテレフタレート層Ｂ面のデラミネーションの状態を、それぞれ目視で観察して評価した。
Ａ：デラミネーションがない。
Ｂ：僅かにデラミネーションがあるが、実用上支障がない。
Ｃ：デラミネーションがある。

[表１]

図１は実施例および比較例で作製した縁巻きトレー形状の食品食品容器の正面図である。図２は実施例および比較例で作製した縁巻きトレー形状の食品食品容器のＡ−Ａ断面図である。

Claims

紙支持体の片面に少なくとも１層以上の樹脂層を設け、樹脂層を設けていない面にポリビニルアルコール層を設けた紙製食品容器用積層体において、該ポリビニルアルコール層が２層以上であり、且つポリビニルアルコール層の塗工量の合計が０．１０〜０．７０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする紙製食品容器用積層体。
紙支持体の片面に少なくとも１層以上の樹脂層を設け、樹脂層を設けていない面にポリビニルアルコール層を設けた紙製食品容器用積層体において、該ポリビニルアルコール層上に、カルボキシメチルセルロース層を有し、且つポリビニルアルコール層とカルボキシメチルセルロース層の塗工量の合計が０．１０〜１．２０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする紙製食品容器用積層体。
請求項１〜２のいずれか一項に記載の紙製食品容器用積層体を用いた紙製食品容器。
ロール状の紙製食品容器用積層体に、罫線加工と打ち抜きプレス加工を連続して行い成形されたことを特徴とする請求項３に記載の紙製食品容器。