JP2001329491A - 発泡用紙及び該発泡用紙を用いて作製した紙製容器 - Google Patents
発泡用紙及び該発泡用紙を用いて作製した紙製容器Info
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Abstract
とんど必要がなく、加熱発泡後の断熱効果が高く、美粧
性を有する発泡用紙と、上記性能を有する発泡用紙を用
いた紙製容器を提供すること。 【解決手段】紙の抄紙工程で熱発泡性の発泡剤(4)を
パルプ重量に対して10〜50%添加して抄造した発泡
用紙(3)及びこの発泡用紙を容器形状に成形し、その
後加熱炉で加熱発泡させた紙製容器(10)。
Description
る、紙の抄造工程でパルプに熱発泡性のマイクロカプセ
ルタイプの発泡剤を添加して抄造した発泡用紙と、該発
泡用紙を用いて容器形状に成形後、加熱発泡させて紙厚
を増加させた断熱性を有する紙製容器に関する。
熱カップとしては、例えば、耐水加工した紙カップ本体
の胴部の外側に多数の凹凸模様を形成させたエンボス紙
を貼着し、さらにこのエンボス紙の上からコートボール
等の板紙を貼着して断熱層を形成させた断熱カップがあ
る。
糊付け工程が必要になるなど作業工程が複雑で、容器コ
ストが比較的高くなる、また、紙カップに胴紙を巻き付
けるため容器重量が増すという問題がある。
外層(52)とで融点の異なるポリエチレンを用いた
(外層のポリエチレンの融点を低く設定する)両面ポリ
エチレン加工紙で紙カップを成形し、成形した紙カップ
を加熱炉等で加熱し、紙(53)に含有される水分(5
4)を気化させ、その蒸気を外層のポリエチレン(5
2)に抱かせることによって紙カップの表面に凹凸状の
断熱層を作り断熱性を持たせた紙製断熱カップ(50)
もある。
が非常に困難であり(水分率が少ないと発泡しないた
め)、かつ、表面が凹凸状になるので印刷層(55)も
含め美粧性に乏しい。また、発泡倍率が低く断熱性が低
い、などの問題点がある。
ンの熱で発泡させる発泡紙が存在しているが、印刷適性
が悪い(抄紙と同時に発泡させるため紙端面より紙粉が
多く発生したり、発泡したカプセルのかすが印刷表面に
付着するなど印刷不良の原因となるため)、また、ある
程度の厚みを有するため従来の紙と比較して、半製品で
ある用紙の巻き取り量が減少するなど、輸送効率が悪く
輸送コストがかかる。さらに発泡した状態であるためシ
ワが入り易く折り曲げなど製函、成形などの加工が行い
にくい等の問題がある。一方、通常の紙で容器を作る場
合、軽量化をはかるためには紙坪量を低くするという方
法が考えられるが、容器の腰がなくなるという問題があ
る。
容器に関する以上のような問題点に着目してなされたも
ので、比較的軽量で、紙の水分率管理が容易若しくは、
ほとんど必要がなく、加熱発泡後の断熱効果が高く、か
つ、美粧性を有する発泡用紙と、上記性能を有する発泡
用紙を用いた紙製容器を提供することを目的とする。
紙の抄紙工程において、熱発泡性の発泡剤をパルプ重量
に対して10〜50%添加して抄造したことを特徴とす
る発泡用紙である。
ラリー中に内添用サイズ剤、定着剤、内添用乾燥紙力増
強剤、内添用湿潤紙力増強剤などと共に、熱発泡性の発
泡剤をパルプ重量に対して10〜50%添加して抄造し
た発泡用紙であるので、紙製容器に成形したのち加熱す
ることにより、用紙が発泡して紙厚が増加するとともに
密度が小さくなり断熱性が向上する。
て、前記発泡用紙は、少なくとも一層が抄紙工程におい
て、熱発泡性の発泡剤をパルプ重量に対して10〜50
%添加され、かつ、前記発泡剤を添加した層の密度が、
他の発泡剤を添加していない層の密度よりも低くなるよ
う設定して抄造したことを特徴とする発泡用紙である。
の密度を発泡剤を添加していない層の密度よりも低く設
定することにより加熱発泡時に発泡剤を添加した層の体
積は増加し易くなり、また、発泡剤を添加していない層
の密度を発泡剤を添加した層の密度よりも高く設定する
ことにより剛度が増す。
明において、前記熱発泡性の発泡剤は、マイクロカプセ
ルタイプの発泡剤であり、炭酸塩などの化学発泡剤また
は炭化水素などの物理発泡剤からなる内部発泡薬剤の外
表面が、ウレタンなどの熱可塑性樹脂で覆われているこ
とを特徴とする発泡用紙である。
ロカプセルタイプの発泡剤であり、炭酸塩などの化学発
泡剤または炭化水素などの物理発泡剤からなる内部発泡
薬剤の外表面を、ウレタンなどの熱可塑性樹脂皮膜でシ
ェルとして覆っているため、化学反応により発生したガ
ス若しくは発泡剤そのものの膨張などによりマイクロカ
プセルが膨張し、それが紙の繊維の隙間を押し広げるこ
とによって密度を低くし断熱性を持たせる。
内核となる熱発泡性の発泡剤としては、炭酸水素ナトリ
ウム炭酸塩のほかに、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒ
ドラジン誘導体、セミカルバジド化合物、アジド化合
物、トリアゾール化合物等公知の熱分解型の化学発泡剤
を使用することができる。
ン、石油エーテルなどの液状炭化水素からなる熱膨張型
の物理発泡剤を使用することもできる。一方、上述のよ
うな内核の外表面を覆う熱可塑性樹脂としては、アクリ
ロニトリル、ポリウレタン、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステルなどを使用することができる。また、
このマイクロカプセルタイプの発泡剤の発泡開始温度
は、抄紙乾燥時のドライヤーの温度よりも高温のものを
選定する必要がある。
3の発明において、前記抄造した発泡用紙において、抄
造上がりの密度が0.98g/cm3 以上で、加熱発泡
後の密度が0.90g/cm3 以下であることを特徴と
する発泡用紙である。
ることで厚みが増すと共に密度が0.90g/cm3 以
下となるため、断熱効果はさらに向上する。
たは第4の発明において、前記発泡用紙の表面には、印
刷適正を付与するためのクレー塗工層が設けられている
ことを特徴とする発泡用紙である。
工層が設られているので、表面が平滑になり美粧性に富
んだ印刷表現が可能になる。なお、クレー塗工層の代わ
りにポリエチレン樹脂の塗布膜としても良い。ポリエチ
レン塗布膜にすることにより、容器に成形した際の衛生
性が向上する。
形状に成形し、その後加熱炉で加熱発泡させたことを特
徴とする紙製容器である。
形状に成形し、その後加熱炉で加熱発泡する構成にする
ことにより、容易に製函・成形することができ、さらに
は前述のような性能を有しているので、軽量でなおかつ
紙厚が増加し、断熱性に優れた紙製容器となる。
て、前記紙製容器が紙カップであることを特徴とする紙
製容器である。
説明する。マイクロカプセルタイプなどの熱発泡性の発
泡剤をパルプ重量に対して20〜25%添加して発泡用
紙を抄造した(実験1)。また、発泡用紙の具体例とし
て、カップ原紙をベースに発泡用紙を抄紙し、さらにそ
の紙を使用して紙カップを成形し、それを加熱発泡させ
て断熱カップを作製した(実験2)。すなわち、カップ
原紙の抄紙段階で熱発泡性の発泡剤をパルプに混合して
抄紙する方法として、パルプに熱発泡性の発泡剤を混合
して抄く1層抄きのカップ原紙と、表層、中間層、裏層
の多層構成のカップ原紙の中間層にのみ、熱発泡性の発
泡剤を混合させて抄紙する多層抄きのカップ原紙の2種
類のカップ原紙を使用してそれぞれ紙製容器である断熱
カップを作製した。
を形成する胴部材に使用すれば良く、底部を形成する底
部材には使用しなくても構わない。
する。 《実験1》パルプの種類、パルプに添加する内添用サイ
ズ剤、定着剤、湿潤紙力増強剤などの添加薬剤の種類、
添加量等は従来通りにして、内核が炭酸水素ナトリウム
からなるマイクロカプセルタイプの発泡剤の添加量を2
0%、23%、25%の3条件で作製したパルプスラリ
ーを抄紙、乾燥させて、坪量;390g/m2 、密度;
0.92g/cm3 、厚さ;430μmの3種類の発泡
用紙を抄造した。
110°Cの加熱炉に5分間入れて加熱発泡させ、それ
ぞれ実施例1、2、3の発泡用紙とした。また、前記炭
酸水素ナトリウムを内核とするマイクロカプセルタイプ
の発泡剤の添加量が23%の紙を110°Cの加熱炉に
2.5分間入れて加熱発泡させた紙を実施例4の発泡用
紙とした。
密度を下記の方法により測定した。その際、市販されて
いる発泡スチレン(PSP)シート(厚さ;3mm)と
従来の発泡紙(厚さ;1.8mm)の熱伝導率と密度も
合わせて測定し、それぞれ比較例1、2とした。それら
の結果を表1に示す。 熱伝導率の測定方法‥ 昭和電工株式会社製の熱伝導率
測定装置(Shortherm QTM)を使用して非
定常熱線法で測定。 密度の測定方法 ‥ 実坪量(g/m2 )/厚み(m
m)/1000を密度(g/cm3 )とした。
用紙を所定の大きさに切り取り、坪量270g/m2 の
カップ原紙に厚み20μmのポリエチレンをラミネート
したポリエチレン加工紙を用いて作製した紙カップの胴
部表面にそれぞれ貼り付け、100°Cの熱湯を入れて
3分後の表面温度を接触温度計で測定し、それぞれの断
熱効果を確認した。同時に加熱発泡させる前の発泡用紙
を上記紙カップの胴部に貼り付け、実施例2、4と同様
に表面温度を測定し、比較例3とした。なお、同時にそ
れぞれの紙厚も測定した。それらの結果を表2に示す。
添用サイズ剤、定着剤、湿潤紙力増強剤などの添加薬剤
の種類、添加量等は従来通りにして、それぞれの割合が
パルプ;65%、炭酸水素ナトリウムを内核とするマイ
クロカプセルタイプの発泡剤(4);30%、アクリル
樹脂系バインダー;5%からなるパルプスラリーを抄
紙、乾燥させて、坪量;250g/m2 、密度;0.8
50、厚さ;294μmの実施例5の発泡用紙であるカ
ップ原紙を抄造した。
μm(外層、2)、裏面に厚さ;30μm(内層、1)
の低密度ポリエチレン樹脂を溶融押し出し法により塗布
して、紙カップの胴部(11)を形成する胴部材用シー
トとした。さらに、この胴部材用シートの表面に印刷層
(5)を設け、打ち抜き工程を経て所定寸法の胴部材ブ
ランクとした。
法で作製した1層抄きの坪量;200g/m2 、密度;
0.88、厚さ;227μmのカップ原紙の片面に厚さ
30μmの低密度ポリエチレン樹脂を溶融押し出し法に
より塗布して、紙カップの底部(12)を形成する底部
材用巻き取りを作製した。この巻き取りを所定寸法にス
リットして底部材用ロールにした。
用ロールから一般的な紙カップ成形機を使用して、30
μmのポリエチレン層を内側にした、高さ;105m
m、口径;140mm、底径;100mm、脚部高さ;
10mm、口縁部高さ;5mm、口縁部幅;5mm、テ
ーパー角度;7.5°の紙製カップを作製した。この時
の胴部の厚さはトータルで340〜350μmであっ
た。
で4分間加熱して、カップ原紙と混抄した発泡剤(4)
を発泡させ、実施例5の紙製断熱カップを得た(図1参
照)。この時の胴部の厚さは約1500μm(約4倍)
になった。
(3c)はパルプの種類、パルプに添加する内添用サイ
ズ剤、定着剤、湿潤紙力増強剤などの添加薬剤の種類、
添加量等は従来通りにして発泡剤の添加されていない密
度0.92のパルプスラリーとし、3層よりなる中間層
(3b)は、それぞれの割合がパルプ;50%、炭酸水
素ナトリウムを内核とするマイクロカプセルタイプの発
泡剤(4);45%、アクリル樹脂系バインダー;5%
からなる密度0.85のパルプスラリーとして、5層抄
きで抄紙、乾燥させて、坪量;250g/m2 、密度;
0.878、厚さ;290μmの5層抄きの実施例6の
発泡用紙であるカップ原紙(3)を抄造した。
厚さ;20μm、裏面に厚さ;30μmの低密度ポリエ
チレン樹脂を溶融押し出し法により塗布して、紙カップ
の胴部を形成する胴部材用シートとし、さらには、この
胴部材用シートの表面に印刷層(5)を設け、打ち抜き
工程を経て所定寸法の胴部材ブランクとした。
記胴部材ブランクから、実施例5と同様に、同寸法の紙
製カップを作製した。詳細な説明は省略する。この時の
胴部の厚さはトータルで320〜330μmであった。
で4分間加熱して、カップ原紙と混抄した発泡剤(4)
を発泡させ、実施例6の紙製断熱カップを得た(図2参
照)。この時の胴部の厚さは約1400μm(約4倍)
になった。
に添加する内添用サイズ剤、定着剤、湿潤紙力増強剤な
どの添加薬剤の種類、添加量等は従来通りにして、それ
ぞれの割合がパルプ;75%、内核が液状炭化水素で、
外核がアクリロニトリルからなるマイクロカプセルタイ
プの発泡剤;20%、アクリル樹脂系バインダー;5%
からなるパルプスラリーを抄紙、乾燥させて、坪量;2
50g/m2 、密度;0.850、厚さ;294μmの
実施例7の発泡用紙であるカップ原紙を抄造した。
厚さ;20μm、裏面に厚さ;30μmの低密度ポリエ
チレン樹脂を溶融押し出し法により塗布して、紙カップ
の胴部を形成する胴部材用シートとし、さらには、この
胴部材用シートの表面に印刷層を設け、打ち抜き工程を
経て所定寸法の胴部材ブランクとした。
記胴部材ブランクから、実施例5と同様に、同寸法の紙
製カップを作製した。詳細な説明は省略する。この時の
胴部の厚さはトータルで350〜450μmであった。
で4分間加熱して、カップ原紙と混抄した発泡剤を発泡
させ、実施例7の紙製断熱カップを得た。この時の胴部
の厚さは約1500μm(約4倍)になった。
泡状態の紙製カップを比較例4の試験カップとした。
泡状態の紙製カップを比較例5の試験カップとした。
通りの抄造方法で作製した5層抄きの坪量;270g/
m2 のカップ原紙の片面に厚さ;30μmの低密度ポリ
エチレン樹脂を溶融押し出し法により塗布し、紙カップ
の胴部を形成する厚さが310μmの胴部材用シートと
し、さらには、この胴部材用シートの表面に印刷層を設
け、打ち抜き工程を経て所定寸法の胴部材ブランクを作
製した。別に坪量が210g/m2 の発泡剤を含まない
従来通りの抄造方法で作製した5層抄きのカップ原紙の
片面に厚さ;30μmの低密度ポリエチレン樹脂を溶融
押し出し法により塗布し、紙カップの底部を形成する底
部材用巻き取りを作製し、所定寸法にスリットして底部
材用ロールにした。
ールから、実施例5と同様に、同寸法の紙製カップを作
製し、比較例6の紙製カップとした。
通りの抄造方法で作製した5層抄きの坪量;250g/
m2 のカップ原紙の表面に厚さ;50μm、裏面に厚
さ;30μmの低密度ポリエチレン樹脂を溶融押し出し
法により塗布し、紙カップの胴部を形成する厚さが胴部
材用シートとし、さらには、この胴部材用シートの表面
に印刷層を設け、打ち抜き工程を経て所定寸法の胴部材
ブランクを作製した。別に底部材用ロールとして比較例
3に用いたと同じロールを準備した。
ールから、実施例5と同様に、同寸法の紙製カップを作
製した。
れ、カップ原紙中に含まれる水分を気化させ、その蒸気
を表面のポリエチレン層に抱かせることにより凹凸状の
断熱層を形成させた比較例7の紙製断熱カップとした。
較例4種類、合計6種類の試験カップの断熱性、横押し
強度、美粧性の3項目を下記する方法により測定、評価
した。その結果を表3に示す。 断熱性 ‥ 沸騰水を試験カップに注ぎ、3分後のカップ胴部外面の表面 (表面温度) 温度を測定。 横押し強度‥ 試験カップを横置きして口縁部を上から30mm/sec. の速度で押しつぶし、その時の最大強さを測定。 美粧性 ‥ 胴部表面の平滑性を目視検査。
ップは、現状の市販品以上の断熱効果があり、かつ、横
押し強度や美粧性に優れていることがわかる(実施例5
〜7と比較例4)。発泡させることにより紙の剛度が上
がり横押し強度が向上する。特に多層構成の場合に効果
が大きい(実施例5と比較例4、実施例6と比較例
5)。
ばれ、カップ口縁部の横方向の強度であって、即席麺用
の断熱カップ等では特に要求される品質項目であり、カ
ップを手で持って食する際、横押し強度が弱いとカップ
を手で持った際に変形してしまい食べにくく、また、中
身がこぼれ易くなり、火傷等の問題が生じる恐れがあ
る。
用いて作製した紙製容器は、表面に断熱層が配置されて
いないので、比較的平滑で美粧性に優れている。成形後
に発泡させるため、発泡条件を変更するだけで紙製容器
の厚みを容易に変えることができ、断熱効果も用途に応
じて設定することができる。さらに、胴部材作製時の水
分率管理も容易、若しくはほとんど必要がない。
ある紙製断熱カップの一実施例を示す、部分断面説明図
である。
ある紙製断熱カップの別の一実施例を示す、部分断面説
明図である。
部分断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】紙の抄紙工程において、熱発泡性の発泡剤
をパルプ重量に対して10〜50%添加して抄造したこ
とを特徴とする発泡用紙。 - 【請求項2】前記発泡用紙は、少なくとも一層が抄紙工
程において、熱発泡性の発泡剤をパルプ重量に対して1
0〜50%添加され、かつ、前記発泡剤を添加した層の
密度が、他の発泡剤を添加していない層の密度よりも低
くなるよう設定して抄造したことを特徴とする請求項1
記載の発泡用紙。 - 【請求項3】前記熱発泡性の発泡剤は、マイクロカプセ
ルタイプの発泡剤であり、炭酸塩などの化学発泡剤また
は炭化水素などの物理発泡剤からなる内部発泡薬剤の外
表面が、ウレタンなどの熱可塑性樹脂で覆われているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の発泡用紙。 - 【請求項4】前記抄造した発泡用紙において、抄造上が
りの密度が0.98g/cm3 以上で、加熱発泡後の密
度が0.90g/cm3 以下であることを特徴とする請
求項1、2又は3記載の発泡用紙。 - 【請求項5】前記発泡用紙の表面には、印刷適正を付与
するためのクレー塗工層が設けられていることを特徴と
する請求項1、2、3又は4記載の発泡用紙。 - 【請求項6】前記発泡用紙を容器形状に成形し、その後
加熱炉で加熱発泡させたことを特徴とする紙製容器。 - 【請求項7】前記紙製容器が紙カップであることを特徴
とする請求項6記載の紙製容器。
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