JP7375275B2 - 紙加工品 - Google Patents
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Description
プラスチック製品の多くは、適切に処分されているが、その一部は、管理不十分や不法投棄により、環境中にごみとして流出してしまい、最終的に海に到達する。海洋中に流出するプラスチックごみの量は、年間800万トン以上にのぼると推測されている。これらのプラスチックごみの多くは非生分解性であるため、そのほとんどが海洋中に蓄積されてしまう。
しかし、特許文献1に記載の棒状部は、ポリエチレン/紙/ポリエチレンからなる積層原紙を形成し、この積層原紙から所定の形状・寸法に打ち抜いて端面が被覆されていない棒状部を作成した後、この棒状部を射出金型にインサートして混練樹脂で端面を被覆することにより製造されている。特許文献1に記載の棒状部は、打ち抜き金型と射出金型が必要であり、工程数が多い問題がある。また、特許文献2に記載のペーパー・スプーンは、温湯に湿潤させると柔らかくなるなど強度の面で不十分である。
1.複数枚の原紙が接着剤で貼合されてなり、
前記接着剤が、熱可塑性樹脂とゴム成分を90:10~50:50の固形分重量比で含むことを特徴とする紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
2.前記熱可塑性樹脂が、エチレン酢酸ビニル系樹脂を含むことを特徴とする1.に記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
3.密度0.40g/cm3以上0.89g/cm3以下であることを特徴とする1.または2.に記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
4.前記原紙の少なくとも1枚が、坪量100g/m2以上であることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
5.前記原紙の少なくとも1枚が、密度0.40g/cm3以上0.89g/cm3以下であることを特徴とする1.~4.のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
6.前記ゴム成分が、天然ゴムを含むことを特徴とする1.~5.のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
7.前記接着剤が、水溶性高分子を含むことを特徴とする1.~6.のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
8.前記接着剤が、微細セルロースを含むことを特徴とする1.~7.のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
本発明の紙加工品は、複数枚の原紙が接着剤で貼合されてなり、この接着剤が、熱可塑性樹脂とゴム成分を90:10~50:50の固形分重量比で含むことを特徴とする。
ここで、本発明の紙加工品は、下記(1)~(3)の食品衛生試験を満足することが好ましい。
(1)昭和47年 環食化第385号の試験方法にて、PCBが検出されないこと。
(2)昭和34年 厚生省告示第370号に準じた試験方法にて、フェノール、ホルムアルデヒド、重金属が検出されないこと。
(3)昭和46年 環食第244号および平成16年食安基発第0107001号に準じた試験方法にて、蛍光染料が溶出されないこと。
本発明の紙加工品は、上記(1)~(3)が対象とする物質以外にも、人体への悪影響がある、または懸念される物質を含まないことが好ましく、原料として食品添加物として認可を受けている、またはFDA認証取得済み等、食品安全性に適合したものを使用することが好ましい。
本発明において、原紙とはパルプ、填料、各種助剤等からなるシートである。
パルプとしては、針葉樹の晒クラフトパルプ(NBKP)、未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹の晒クラフトパルプ(LBKP)、未晒クラフトパルプ(LUKP)、サルファイトパルプ(SP)等の木材の化学パルプ、グランドパルプ(GP)、リファイナグランドパルプ(RGP)、ストーングランドパルプ(SGP)、ケミグランドパルプ(CGP)、セミケミカルパルプ(SCP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)等の木材の機械パルプ、ケナフ、バガス、竹、麻、ワラなどから得られた非木材パルプ、古紙を原料とし、脱墨工程にてこれらの古紙に含まれるインキを除去した古紙パルプなど、公知のパルプを適宜配合して用いることが可能である。これらの中で、異物混入が発生し難いLBKP、NBKP等の化学パルプが好ましく、また、古紙パルプの配合量が少ないことが好ましい。具体的には、化学パルプの配合量が80%以上であることが好ましく、化学パルプの配合量が100%であることが特に好ましい。
原紙を接着する接着剤は、熱可塑性樹脂とゴム成分を90:10~50:50の固形分重量比で含む。熱可塑性樹脂の固形分重量比が90より大きいと乾燥、固化後の柔軟性が減り、原紙と樹脂の密着性が下がり、接着面に支障が生じる場合がある。熱可塑性樹脂の固形分重量比が50より小さいと基材への浸透性、投錨性に影響が有るとともに、原紙を貼合する際に初期接着力が弱く、また、機械貼合を行う際にシート詰まりや機械内部での剥離が発生する等、貼合工程に支障が生じる場合がある。熱可塑性樹脂とゴム成分の固形分重量比は、80:20~60:40の範囲内であることが好ましい。この接着剤は、無溶剤系または水系であることが好ましい。また、ヒートシール等の熱処理が可能な熱溶融性接着剤を用いることもできる。なお、本発明の接着剤は、本発明の効果を損なわない範囲内において、熱可塑性樹脂、ゴム成分以外の成分を含むことができる。
水溶性高分子として、カルボキシメチルセルロース及び/又はその塩を用いる場合には、無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル基置換度が0.01~2.5のものを用いることが好ましく、0.20~1.6のものがより好ましく、0.55~1.6のものがより好ましく、0.55~1.1のものがより好ましく、0.65~1.1のものがさらに好ましい。また、カルボキシメチルセルロース及び/又はその塩の1重量%水溶液における25℃、600rpmでのB型粘度は、3~14000mPa・sが好ましく、7~14000mPa・sがより好ましく、1000~8000mPa・sがさらに好ましい。
セルロース原料への機械的処理は、セルロース原料に変性処理を施す前に行ってもよいし、変性を施した後に行ってもよい。また、機械的処理は、一度に行ってもよいし、同一または異なる処理を複数回行ってもよい。複数回の場合、それぞれの解繊の時期はいつでもよい。
解繊または叩解は、ディスク型、コニカル型、シリンダー型等といったリファイナー、高速解繊機、せん断型撹拌機、コロイドミル、高圧噴射分散機、ビーター、PFIミル、ニーダー、ディスパーザーなどを用いて、湿式で(すなわち、水等を分散媒とする分散体の形態で)行うことが好ましいが、特にこれらの装置に限定されず、湿式にて機械的な解繊力を付与する装置であればいずれでもよい。その中でも、高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましく、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーがより好ましい。装置は、セルロース原料又は変性セルロース(通常は分散液)に強力なせん断力を印加できるものが好ましい。装置が印加できる圧力は、50MPa以上が好ましく、100MPa以上がより好ましく、140MPa以上がさらに好ましい。装置は、セルロース原料又は変性セルロース(通常は分散液)に上記圧力を印加することができ、かつ強力なせん断力を印加できる、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましい。これにより、解繊を効率的に行うことができる。
粉砕は、乾式粉砕と湿式粉砕とがあり、乾式粉砕で用いる装置としてはハンマーミル、ピンミル等の衝撃式ミル、ボールミル、タワーミル等の媒体ミル、ジェットミル等、湿式粉砕で用いる装置としては、ホモジナイザー、マスコロイダー、パールミル等があげられる。
接着剤が微細セルロースを含む場合、微細セルロースの接着剤への配合量は、固形分重量で熱可塑性樹脂とゴム成分の合計100重量部に対して、0.01重量部以上5重量部以下が好ましい。また、接着剤が水溶性高分子を含む場合、水溶性高分子の接着剤への配合量は、固形分重量で熱可塑性樹脂とゴム成分の合計100重量部に対して、0.1重量部以上5重量部以下が好ましい。
接着剤の塗布量は、原紙を強固に接着できる量であれば特に制限されないが、積層した原紙間1箇所につき1.0g/m2以上が好ましく、1.5g/m2以上がより好ましく、2.0g/m2以上が最も好ましい。1.0g/m2未満の場合は、積層した原紙間にて層間剥離が起こる場合がある。
本発明の紙加工品は、上記した原紙の複数枚が、接着剤で貼合されてなる。原紙の枚数は、求める紙加工品の厚さに応じて2枚以上から選択すればよいが、製造工程の簡略化のために、2枚以上5枚以下であることが好ましく、2枚または3枚であることがより好ましい。なお、本発明の紙加工品において、貼り合わせる原紙は、原料、坪量、密度等が、同一であってもよく、異なっていてもよい。
本発明の紙加工品の厚さは、0.60mm以上であることが好ましい。厚さが0.60mm未満では、強度が不足する場合がある。紙加工品の厚さは、0.65mm以上がより好ましく、0.85mm以上がさらに好ましく、1.35mm以上が最も好ましい。紙加工品の厚さの上限は、特に制限されないが、4mm以下が好ましく、3.5mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましい。
本発明の紙加工品の密度は、0.89g/cm3以下であることが好ましい。密度が0.89g/cm3を越えると、機械貼合後の断裁や紙加工品への加工が難しくなる場合がある。紙加工品の密度は、0.85g/cm3以下がより好ましく、0.8g/cm3以下がさらに好ましい。紙加工品の密度の下限は、0.40g/cm3以上であることが好ましく、0.50g/cm3以上であることがより好ましく、0.55g/cm3以上であることがさらに好ましい。
また、スープ用のスプーン、箸、マドラー、敷紙、紙皿、紙カップ等の、積層体への浸透が好まれない用途の紙加工品を製造するために用いる場合、積層体の10分間常温の水に浸漬した後の吸水率は、30重量%未満であることが好ましく、25重量%以下であることがより好ましく、また、積層体の8時間80℃の水に浸漬した後の吸水率は、50重量%未満であることが好ましく、40重量%以下であることがより好ましい。
また、本発明の紙加工品は、人が経口摂取する物品と接触する用途に限定されず、例えば、塗料、接着剤、ワックス等を塗布する箆(へら)等の塗布用棒材、板材等としても利用することができる。
針葉樹クラフトパルプを100重量%配合した坪量537g/m2の原紙(紙厚0.7mm、紙密度0.77g/cm3)を3枚、エチレン酢酸ビニルを含む熱可塑性樹脂および天然ゴム(70:30)を主成分とし、カルボキシメチルセルロース、およびセルロースナノファイバーを含む接着剤(ムサシノケミカル株式会社製、積層した原紙間1箇所につき塗布量8.5g/m2、全塗布量17.0g/m2)で貼り合わせ、積層体を得た。
・曲げ強度
試験片を、温度23℃、湿度50%の条件下にて40mmのスパンで、先端径2mmの押圧治具により負荷速度30mm/minで加圧、最大強度を示した時点での荷重(単位:N)を曲げ強度とした。
・点滴吸水度
滴下水の量を1μLとする以外は、紙パルプ技術協会 J.TAPPI No.32-2:2000に規定される点滴吸水度を参考に測定した。具体的には、得られた含浸シートより点滴吸水試験用の試験片を得て、その紙表面(原紙と平行な面)に1μLの水滴を滴下し、紙表面上の水滴が吸水されてなくなるまでの秒数を測定した。なお、600秒以上経過しても水滴がなくならない場合は「耐水性あり」と判断した。
あらかじめ重量を測定した試験片を、10分間常温の水に浸漬後、表面に付着した水を工業用紙ウェス(日本製紙クレシア社製、商品名:キムタオル)で軽く拭き取り、再度重量を測定し、吸水量および吸水率を測定した。
・耐熱水性
あらかじめ重量を測定した試験片を、80℃の熱湯が入った恒温槽に8時間投入した。8時間経過後、接着層の剥離の有無を確認し、表面に付着した水を工業用紙ウェス(日本製紙クレシア社製、商品名:キムタオル)で軽く拭き取り、再度重量を測定し、吸水量および吸水率を算出することで耐熱水性を評価した。
なお、吸水量および吸水率は下記式に基づき算出した。
吸水量(g/m2)=試験後の坪量(g/m2)-試験前の坪量(g/m2)
吸水率(重量%)=吸水量(g/m2)÷試験前の坪量(g/m2)×100
食品安全性を評価するため、PCB、フェノール、ホルムアルデヒド、重金属、蛍光染料について、それぞれ厚生労働省告示に基づき下記試験(1)~(3)を行った。
(1)昭和47年 環食化第385号の試験(PCB)。
(2)昭和34年 厚生省告示第370号に準じた試験(フェノール、ホルムアルデヒド、重金属)。
(3)昭和46年 環食第244号および平成16年食安基発第0107001号に準じた試験(蛍光染料)。
試験片を手でおよそ90度折り曲げ、折り曲げ箇所の状況を確認した。
天然ゴム100%の接着剤を用いた以外は実施例と同様にして紙加工品の製造を試みたところ、原紙が貼合できず、積層体を製造することができなかった。なお、比較例は、そもそも積層体が製造できなかったため、各試験を実施していない。
「参考例」
幅10mm、長さ150mm、長さ方向の両端を半円形に切断した白樺製の木製棒材(市販の冷菓用棒材)について、実施例と同様に評価した。なお厚さは2.0mm、密度は0.55g/cm3であった。参考例は、木製ではあるが、実施例と同様に評価を行った。
Claims (7)
- 複数枚の原紙が接着剤で貼合されてなり、
前記接着剤が、熱可塑性樹脂とゴム成分を90:10~50:50の固形分重量比で含み、
前記熱可塑性樹脂が、エチレン酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂の1種または2種以上であり、
前記ゴム成分が、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、天然ゴムの1種または2種以上であり、
密度0.40g/cm 3 以上0.89g/cm 3 以下であることを特徴とする紙加工品(冷菓用棒材を除く)。 - 前記熱可塑性樹脂が、エチレン酢酸ビニル系樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
- 前記原紙の少なくとも1枚が、坪量100g/m2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
- 前記原紙の少なくとも1枚が、密度0.40g/cm3以上0.89g/cm3以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
- 前記ゴム成分が、天然ゴムを含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
- 前記接着剤が、水溶性高分子を含むことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
- 前記接着剤が、微細セルロースを含むことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の紙加工品(冷菓用棒材を除く)。
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