JPH10128928A

JPH10128928A - 発泡加工紙およびそれを使用した紙容器

Info

Publication number: JPH10128928A
Application number: JP8300793A
Authority: JP
Inventors: Tokuyuki Shiina; 徳之椎名
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、発泡が十分に行われ、全面的に均一
な、断熱効果が十分ある発泡層を有する発泡加工紙およ
びそれを使用した紙容器を提供することにある。【構成】少なくとも外面側から熱可塑性樹脂の発泡層、
紙を主体とする基材層、熱可塑性樹脂層とを備えた積層
体からなる加工紙であって、前記熱可塑性樹脂の発泡層
がシングルサイト触媒を用いて重合したエチレン−αオ
レフィン共重合体であることを特徴とする発泡加工紙で
ある。そして、エチレン−αオレフィン共重合体のαオ
レフィンが、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１
−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、
１−オクテン、デセンから選ばれる１または２以上であ
ることを特徴としている。さらに、この発泡加工紙を使
用して、紙カップ、紙トレー、液体紙容器などの紙容器
を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡層を有する積
層体からなる加工紙およびそれを使用した紙容器に関す
るものであり、さらに詳しくは、ホット飲料用紙容器、
インスタント食品用紙容器などで、優れた断熱性を有す
る紙容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、断熱性を有する容器として
は、発泡性を持つ合成樹脂、とくに発泡ポリスチレン樹
脂を原料とするものが、多く使用されている。また、断
熱性を有する紙容器としては、最近では、廃棄し易く環
境対応の点、および印刷適性の点で優れている、紙の両
面をポリエチレン樹脂層で積層された材料を使用し、表
面のポリエチレン樹脂層を発泡させた紙容器がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発泡ポリスチレン樹脂
を材料とするこれらの断熱性容器に対して、断熱性があ
り、印刷適性があり、使用後は廃棄物として捨てやす
く、そして製造工程が簡単でコストが安いという特徴を
もったものが、表面のポリエチレン樹脂層を発泡させた
紙容器である。この紙容器は、特公昭４８−３２２８３
号公報にある、ポリエチレン樹脂加工紙を加熱し、紙の
含有水分の蒸気圧により、表面のポリエチレン樹脂層を
発泡させ、凹凸模様を製造する方法を応用したものであ
る。そして、特開昭５７−１１０４３９号公報では、胴
部材の片側壁面が熱可塑性合成樹脂フィルムの発泡層が
コーティングまたはラミネートされている胴部材および
底板部材から成る紙製容器として、その紙カップへの応
用が開示されている。さらに、特開平５−５０５３６号
公報、特開平７−２３２７７４号公報では、ポリオレフ
ィン系樹脂層と紙を主体とする基材層との間に、着色イ
ンキによる印刷層を有する断熱性紙容器として、印刷部
分で厚い発泡層を持たせる製造方法を開示している。

【０００４】しかし、表面の熱可塑性樹脂層に一般的な
低密度ポリエチレン樹脂を使用するこれまでの方法で
は、発泡が不十分であり、全体的に均一で、断熱効果の
十分な高発泡層を得ることが難しかった。高発泡層を得
る方法としては、加熱時間を長くする。表面ポリエ
チレン樹脂層を厚くする。紙の含水率を高くする。
印刷のインキの残留溶剤の量を多くする。表面のポリ
エチレン樹脂のメルトインデックス（ＭＩ）を下げる。
などが考えられるが、何れの方法でも、断熱性の良好な
高発泡層を得ることはできない。これに対して本発明
は、断熱性を得るのに発泡が十分に行われ、全面的に均
一な発泡層を有する発泡加工紙およびそれを使用した紙
容器を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決すべく検討した結果、少なくとも外面側から
熱可塑性樹脂の発泡層、紙を主体とする基材層、熱可塑
性樹脂層とを備えた積層体からなる加工紙であって、前
記熱可塑性樹脂の発泡層がシングルサイト触媒を用いて
重合したエチレン−αオレフィン共重合体であることを
特徴とする発泡加工紙を見出し完成したものである。そ
して、エチレン−αオレフィン共重合体のαオレフィン
が、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテ
ン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オ
クテン、デセンから選ばれる１または２以上であること
を特徴としている。さらに、この発泡加工紙を使用し
て、紙カップ、紙トレー、液体紙容器などの紙容器を形
成することができる。

【０００６】本発明によれば、発泡が十分に行われ、全
面的に均一な、断熱効果が十分ある発泡層を有する発泡
加工紙およびそれを使用した紙容器を得ることができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明について、さらに詳しく説明する。本発明による発
泡加工紙Ａの材料構成は、図１に示すように、紙層１を
基材として、表面側の熱可塑性樹脂の発泡層２があり、
裏面側には熱可塑性樹脂層（裏）３がある。紙層１と熱
可塑性樹脂の発泡層２との間には、一般的には、図２に
示すように、印刷層４と透明ニス層５とがある。紙層１
と熱可塑性樹脂層（裏）３との間には、バリア性などを
上げるためにアルミニウム箔層などを設けることもあ
る。

【０００８】本発明の主要な点は、熱可塑性樹脂の発泡
層２の材料として、シングルサイト触媒を用いて重合し
たエチレン−αオレフィン共重合体を使用することにあ
る。

【０００９】ここで、シングルサイト触媒（メタロセン
触媒、いわゆるカミンスキー触媒を含む）は、活性点が
均一（シングルサイト）であるという特徴を持つ。この
シングルサイト触媒は、メタロセン系遷移金属化合物と
有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、無機物
に担持されて使用されることもある。

【００１０】また、メタロセン系遷移金属化合物として
は、例えば、IVＢ族から選ばれる遷移金属「チタニウム
（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈ
ｆ）」に、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタ
ジエニル基、インデニル基、テトラヒドロインデニル
基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオニル基また
は置換フルオニル基が１乃至２結合しているか、あるい
は、これらのうちの２つの基が共有結合で架橋したもの
が結合しており、他の水素原子、酸素原子、ハロゲン原
子、アルキル原子、アルコキシ原子、アリール原子、ア
セチルアセテート基、カルボニル基、窒素分子、酸素分
子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、不飽和炭化
水素等の配位子を有するものが挙げられる。

【００１１】また、有機アルミニウム化合物としては、
アルキルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミ
ノキサン等が挙げられる。ここで、アルキルアルミニウ
ムとしては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチル
アルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチ
ルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリ
ド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニ
ウムフルオリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライ
ド、ジエチルアルミニウムハイドライド、エチルアルミ
ニウムセスキクロリド等が挙げられる。

【００１２】また、鎖状あるいは環状アルミノキサン
は、アルキルアルミニウムと水を接触させて生成され
る。例えば、重合時にアルキルアルミニウムを加えてお
き、後に水を添加するか、あるいは、錯塩の結晶水また
は有機・無機化合物の吸着水とアルキルアルミニウムと
を反応させることで得られる。

【００１３】上記シングルサイト触媒を担持させる無機
物としては、シリカゲル、ゼオライト、珪藻土等が挙げ
られる。重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁
重合、気相重合等が挙げられ、また、これらの重合はバ
ッチ法であっても連続法であっても良い。

【００１４】重合条件は、通常、重合温度が−１００°
Ｃ〜２５０°Ｃ、重合時間が５分〜１０時間、反応圧力
が常圧で３００ｋｇ／ｃｍ²である。エチレンと共重合
されるコモノマーであるαオレフィンとしては、プロピ
オレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メ
チル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、デ
セン等が挙げられる。これらのαオレフィンは単独で使
用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよ
い。

【００１５】αオレフィンの混合比率は、１〜５０モル
％とすることが好ましい。なお、エチレン−αオレフィ
ン共重合体には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、アンチブロッキング剤、滑剤（脂肪酸アミド）、難
燃化剤、無機および有機充填剤、染料、顔料等を適宜添
加してもよい。

【００１６】上記シングルサイト触媒を用いて重合した
エチレン−αオレフィン共重合体は、例えば、分子量が
５×１０³〜５×１０⁶、密度が０．８９〜０．９５
（ｇ／ｃｍ³）、メルトインデックス（ＭＩ）が０．１
〜５０である。

【００１７】このシングルサイト触媒を用いて重合した
エチレン−αオレフィン共重合体を使用することによっ
て、従来のチーグラーナッタ触媒・マルチサイト触媒を
用いて重合した低密度ポリエチレン樹脂と比較して、分
子量分布が極めて狭く、その結果、発泡層の縮小あるい
は過剰発泡などが発生しないという性質を引き出してい
ると判断される。

【００１８】つぎに、基材の紙層１は、坪量が１００〜
４００ｇ／ｍ² の範囲が、紙容器の製造上好ましい。ま
た、この紙の含水率が重要で、３〜１０％の範囲が好ま
しい。できれば、５〜８％の範囲で安定させることがよ
り好ましい。紙の中の水分を蒸発させ、その蒸気圧の力
で表面の熱可塑性樹脂層を発泡させるというのが原理と
なっている。

【００１９】つぎに、印刷層４は、基材の紙層１の表
面、あるいは透明ニス層５の上に施される。この印刷層
４は、図２−ａに示すように、部分的に着色インキで印
刷される場合と、図２−ａ’に示すように、全面的に着
色インキで印刷される場合とがある。印刷の位置、印刷
面積の大小、印刷の方法、使用されるインキなどは、従
来公知の技術を適宜選択して用いることができる。

【００２０】つぎに、透明ニス層５は、基材の紙層１の
表面、あるいは印刷層４の上に設けられる。透明ニスを
塗布する方法は、主に印刷で行われる。中でも、グラビ
ア印刷による方法が好ましい。他にもコーティングによ
る方法もある。使われる透明ニスの組成は、体質顔料を
含んだ合成樹脂が主成分となっている。合成樹脂として
は、硝化綿、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
塩化ビニール樹脂、アクリル樹脂、そしてこれらを混合
した樹脂などを用いることができる。また、体質顔料と
しては、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、そしてこれらの混合物などを用いることができる。
溶媒、あるいは希釈溶剤としては、トルエン、酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコールなど
を用いることができる。塗布量は、塗布後の乾燥状態で
２〜３ｇ／ｍ² が好ましい。

【００２１】前述のように、この透明ニス層５と印刷層
４の順序は、何れの場合も可能である。一つには、図２
−ａに示すように、印刷の後に透明ニスが塗布される。
二つには、図２−ｂに示すように、紙層１に透明ニスを
塗布した上に印刷する方法も使われる。この場合、透明
ニスの塗布により、紙の表面の平滑性が向上し、印刷適
性が良くなる。さらに、図２−ｃに示すように、印刷層
４の印刷が施されていない部分に透明ニスを塗布するこ
ともできる。いずれの場合でも、加熱後の発泡層の厚さ
は均一になる。

【００２２】つづいて、熱可塑性樹脂層（裏）３では、
使用する熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニール樹
脂、ポリスチレン樹脂などである。この熱可塑性樹脂層
（裏）３は、印刷および透明ニスが施された基材の紙層
１の裏面に積層される。積層する方法には、樹脂を熱溶
融して塗布する押し出しコーティング法、あるいはフィ
ルムになったものを貼り合わせるラミネート法などがあ
る。熱可塑性樹脂層（裏）３の厚さは、特に限定されな
い。ただ、裏面を発泡させずに、表面だけを発泡させる
ために、裏面からの水蒸気の蒸発を防ぐ方法として、紙
層１と熱可塑性樹脂層（裏）３の間にアルミニウム箔な
どの層を設けるか、あるいは裏面の熱可塑性樹脂は表面
の熱可塑性樹脂より軟化点の高い熱可塑性樹脂を使う。
例えば、ポリエチレン樹脂の場合、軟化点の高い高密度
ポリエチレン樹脂あるいは中密度ポリエチレン樹脂を裏
面の熱可塑性樹脂として用いることができる。

【００２３】加熱方法としては、熱風、赤外線、遠赤外
線、マイクロ波、高周波などを使うことができる。静置
して加熱する方法、あるいはコンベアーにより送りなが
ら加熱する方法がある。加熱条件としては、温度が１０
０〜２００°Ｃの範囲が好ましく、時間としては、１０
秒〜５分の範囲が好ましい。

【００２４】本発明の発泡加工紙を使用した紙容器の用
途としては、コーヒー、紅茶、スープなどの熱い飲料用
の紙容器、あるいはインスタントラーメンなどの温める
即席食品用の紙容器がある。

【００２５】

【実施例】次に、本発明について実施例をあげて、さら
に具体的に説明する。〔実施例〕坪量２２０ｇ／ｍ² 、含水率８．０％のカッ
プ原紙を基材の紙層１１とし、その表面に部分的に絵柄
をグラビア印刷で印刷し、その上に同じくグラビア印刷
で、体質顔料を含む硝化綿とポリウレタン樹脂を主成分
とし、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、イ
ソプロピルアルコールを混合したものを溶剤とした透明
ニスを用いて加工した。使用した版は、線数が１７５線
で、深さが３５μであり、塗布量は、乾燥状態で２．５
ｇ／ｍ² であった。さらに表面には、８０μの厚さのメ
タロセン触媒を用いて重合したエチレン−αオレフィン
共重合体層１２を、裏面には、２０μの中密度ポリエチ
レン樹脂層１３を押し出しコーティング法によって設け
た。この積層された積層体を打ち抜き加工で胴部用のブ
ランクにし、紙カップ成型機によって紙カップを作成し
た。さらにこの紙カップを、１３０°Ｃの乾燥機の中で
３分間加熱し、図３に示すように、表面に発泡層として
エチレン−αオレフィン共重合体層（メタロセン触媒を
用いた）１２を有する発泡紙カップＢを得た。

【００２６】〔比較例〕実施例と同様に、坪量２２０ｇ
／ｍ² 、含水率８．０％のカップ原紙を基材の紙層２１
とし、その表面に部分的に絵柄をグラビア印刷で印刷
し、その上に同じくグラビア印刷で、透明ニス層を加工
した。さらに表面には、８０μの厚さの低密度ポリエチ
レン樹脂層２２を、裏面には、２０μの中密度ポリエチ
レン樹脂層２３を押し出しコーティング法によって設け
た。この積層された積層体を打ち抜き加工で胴部用のブ
ランクにし、紙カップ成型機によって紙カップを作成し
た。さらにこの紙カップを、１３０°Ｃの乾燥機の中で
３分間加熱し、図４に示すように、表面に発泡層として
低密度ポリエチレン樹脂層２２を有する発泡紙カップＣ
を得た。

【００２７】〔評価〕実施例の表面の熱可塑性樹脂の発
泡層にメタロセン（シングルサイト触媒）を用いて重合
したエチレン−αオレフィン共重合体を使用して得た発
泡紙カップＢでは、厚みが約８００μｍの熱可塑性樹脂
の発泡層を形成した。一方、比較例の表面の熱可塑性樹
脂の発泡層にＬＤＰＥを使用して得た発泡紙カップＣで
は、厚みが約５００μｍの熱可塑性樹脂の発泡層を形成
した。従って、表面の熱可塑性樹脂の発泡層にメタロセ
ン（シングルサイト触媒）を用いて重合したエチレン−
αオレフィン共重合体を使用することにより、発泡層が
厚くなり、より断熱性のある紙容器を得ることができ
た。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、表面の熱可塑性樹脂の
発泡層にメタロセン（シングルサイト触媒を用いて重合
したエチレン−αオレフィン共重合体）を使用すること
により、発泡が十分に行われ、発泡層が厚くなり、全面
的に均一な、断熱効果が十分ある発泡層を有する発泡加
工紙およびそれを使用した紙容器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による発泡加工紙の一実施例の基本構成
を示す概略断面図である。

【図２】本発明による発泡加工紙の一実施例の構成を示
す断面図である。

【図３】本発明による発泡加工紙を使用した実施例の発
泡紙カップの一部を切欠断面とした概略断面図である。

【図４】本発明による発泡加工紙を使用した比較例の発
泡紙カップの一部を切欠断面とした概略断面図である。

【符号の説明】

Ａ発泡加工紙１紙層２熱可塑性樹脂の発泡層３熱可塑性樹脂層（裏）４印刷層５透明ニス層Ｂ発泡紙カップ（実施例）１１紙層１２メタロセン触媒を用いて重合したエチレン−αオ
レフィン共重合体層１３中密度ポリエチレン樹脂層Ｃ発泡紙カップ（比較例）２１紙層２２低密度ポリエチレン樹脂層２３中密度ポリエチレン樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６５Ｄ 3/22 Ｂ６５Ｄ 3/22 8/16 8/16 81/38 81/38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも外面側から熱可塑性樹脂の発
泡層、紙を主体とする基材層、熱可塑性樹脂層とを備え
た積層体からなる加工紙であって、前記熱可塑性樹脂の
発泡層がシングルサイト触媒を用いて重合したエチレン
−αオレフィン共重合体であることを特徴とする発泡加
工紙。
【請求項２】前記エチレン−αオレフィン共重合体の
αオレフィンが、プロピレン、１−ブテン、３−メチル
−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセ
ン、１−オクテン、デセンから選ばれる１または２以上
であることを特徴とする請求項１に記載する発泡加工
紙。
【請求項３】請求項１または２に記載の発泡加工紙を
用いて形成されたことを特徴とする紙容器。