JP3826772B2

JP3826772B2 - Thermally expandable laminate and foamed paper container using the laminate

Info

Publication number: JP3826772B2
Application number: JP2001354247A
Authority: JP
Inventors: 実永江
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: JP2003154589A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱膨張性積層体に関し、特に中間層に結合剤（バインダー）と熱膨張性のマイクロカプセルを含浸法により均一に分散保持している熱膨張性積層体に関するものである。さらに、熱膨張性積層体を容器に成型した後に加熱発泡を行うことによって製造される、軽量、断熱性、保温性、表面性に優れた発泡紙容器にに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品容器や包装材料等に用いられるシートには発泡スチロールや発泡ポリエチレン等の高分子ポリマーが断熱性、保温性に優れ、成型、加工性、耐衝撃性もよく、安価であるため大量に使用されているが、昨今の環境汚染防止への要望から、自然に分解したり、燃焼しても汚染物質や煤煙等が出にくい紙等への転換が進められている。紙基材にこれらの機能をもたせる方法としては、独立気泡に近い空気層を紙に与えるのが有効な方法である。従来、紙状基材に独立気泡に近い気泡を与える方法としては、発泡性マイクロカプセルをパルプとともに抄紙して抄紙マシンの熱ロール上で発泡させる方法等が知られている。
【０００３】
発泡性マイクロカプセルを紙に内添して抄紙し、発泡性マイクロカプセルを製紙用パルプと混合抄紙して通常の抄紙方法で脱水乾燥した場合は、紙の抄造時には地合ムラ（繊維フロックの形成）の発生は避け難いものであり、その結果、パルプ繊維の多い部分には発泡性マイクロカプセルが多く存在し、逆にパルプ繊維が少なく地合の薄い部分には発泡性マイクロカプセルの存在も少なくなるために、発泡性マイクロカプセルの分布が不均一状態になる。これを発泡させた場合は、発泡倍率の大きい部分と少ない部分ができ、紙面に凹凸のムラが発生して、均一な発泡状態の紙が得にくいといった問題があった。さらに発泡性マイクロカプセルが紙の表面に残留しやすくなって、紙表面における紙粉の脱落という欠点があった。
【０００４】
また、発泡性マイクロカプセルを内添させる方法は、高価な発泡性マイクロカプセルの定着（歩留り）が悪いという別の問題点がある。さらに、定着を改良するために定着剤等の薬剤を使用したり、良好な発泡倍率を得るためには多量の発泡性マイクロカプセルが必要となりコスト上昇を招く。また、発泡の度合を高め、低密度、軽量化を進めるほど発泡性マイクロカプセルの膜厚は薄くなり、低密度ではあっても潰れやすい紙になってしまう。
【０００５】
発泡性マイクロカプセルを紙に内添して抄紙する際、既存の抄紙機を使用する場合が多く、既存の抄紙機では小ロット対応ができないために多様な発泡紙への対応ができない等の問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、均一な加熱発泡が可能な熱膨張性積層体およびその積層体を容器に成型した後に加熱発泡を行うことによって製造される、軽量、断熱性、保温性に優れ、かつ表面に紙粉落ちや凹凸および皺が発生することのない表面性、美粧性に優れる発泡紙容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルが含浸されて含有する中間層を有し、該中間層の表裏に紙基材が積層された構成を少なくとも含むことを特徴とする熱膨張性積層体である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の熱膨張性積層体において、前記不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材がパルプ繊維からなり、さらに前記結合剤（バインダー）の主成分である熱可塑性樹脂が、生分解性樹脂からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の熱膨張性積層体を成型してなる紙容器を加熱発泡したことを特徴とする発泡紙容器である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の熱膨張性積層体の構成の１例を示した模式断面図である。本発明の熱膨張性積層体１０は、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルを含有する中間層１を有し、該中間層の表裏に紙基材２，３が積層された構成のものである。また、図２は、本発明の熱膨張性積層体の構成の別の例を示した模式断面図である。本発明の熱膨張性積層体２０は、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルが含浸されて含有する中間層１を有し、該中間層の表裏に紙基材２，３が積層された構成の裏面側の紙基材の面に、さらに低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）層４を押し出しラミネートなどの方法で設けたものである。
【００１２】
上記中間層１は、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルからなる含浸液を含浸して結合剤（バインダー）と熱膨張性のマイクロカプセルを含有させたものである。
【００１３】
本発明で用いられる不織布は、木材繊維（パルプ繊維）、コットン、レーヨン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、アセテート、ナイロン、ポリプロピレンなどの繊維を原料として、スパンボンド法、抄紙法、カード機やガーネット機を用いた乾式法などの公知の方式によってシート状としたもので、特に限定されものでない。
【００１４】
また、本発明で用いられる低密度の紙基材は、通常の製紙で使用されるもののいずれもが使用可能である。例えば、針葉樹や広葉樹の化学パルプや機械パルプ等の木材パルプ、古紙パルプ、麻や綿等から製紙される密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材を挙げることができる。
【００１５】
また、本発明で用いられる熱膨張性のマイクロカプセルは、樹脂微粒子中に低沸点溶剤を内包したもので、一般に、７０〜１５０℃の比較的低温度で直径が３〜５倍、体積で３０〜１２０倍に膨張する平均粒径が５〜３０μｍの粒子である。マイクロカプセル内に低沸点溶剤を封入した熱膨張性のマイクロカプセルである。低沸点溶剤としてはイソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシラン等の揮発性有機溶剤（膨張剤）を塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の共重合体から成る熱可塑性樹脂で包み込んだものであり、マイクロカプセルの膜ポリマーの軟化点以上に加熱されると膜ポリマーが軟化しはじめ、同時に内包されている膨張剤の蒸気圧が上昇し、膜が押し広げられてカプセルが膨張する。
【００１６】
また、本発明で用いられる結合剤（バインダー）の主成分である熱可塑性樹脂しては、天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合樹脂、メチルメタアクリレート・ブタジエン共重合樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げることができるが、特に限定されるものではない。
【００１７】
さらに、本発明で用いられる結合剤（バインダー）の主成分とすると熱可塑性樹脂して、生分解樹脂を用いることもできる。この場合結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルを含有する中間層を構成する不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材として、パルプ繊維からなる不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材を用いることにより、生分解性の熱膨張性積層体およびその積層体を成形して得られる紙容器を加熱発泡を行うことにより生分解性の発泡紙容器とすることで、自然に分解し、環境汚染防止の点から望ましい発泡紙容器とすることができる。
【００１８】
本発明で用いられる上記の生分解樹脂として、３−ヒドロキシブチレート−３−ヒドロキシバレレート共重合体（ＰＨＢＶ）、プルラン、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート・ポリエチレンサクシネート、ポリ−Ｌ−ラクチド、グラフトデンプンなどを挙げることができる。特に限定されるものではないが、変性デンプン（ミヨシ油脂株式会社の商品名「ランディー」）、ポリブチレンサクシネート・ポリエチレンサクシネート（昭和高分子株式会社の商品名「ビオノーレ」のエマルジョン）などが好適に用いることができる。
【００１９】
上記で列挙した結合剤（バインダー）の主成分である熱可塑性樹脂の水系溶液に、上記で列挙した熱膨張性のマイクロカプセルを分散して本発明における含浸液とすることができる。もちろん、上記で列挙した熱可塑性樹脂の溶剤系溶液を用いることもできる。
【００２０】
また、上記結合剤（バインダー）の他にも色々な材料を配合することで特徴のある用途が展開できる。例えば、防腐剤、防カビ剤、難燃剤などを配合することもできる。
【００２１】
次に、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルからなる含浸液を含浸する方法を説明する。不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材の抄紙段階で、結合剤（バインダー）と熱膨張性のマイクロカプセルを内添して抄紙する方法と抄紙後の二次加工として外添すなわち含浸する方法があるが、抄紙後の二次加工として、この外添による含浸方法が望ましい。外添による含浸方法としては、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材を含浸液中に浸し、過剰量の含浸液を一時的に付与できるディッピング法や、好ましくは、含浸液を一定量だけ塗工または含浸させるグラビアコーティング法やロールコーティング法などがあり、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材の表裏から含浸液を含浸することも可能である。さらに、２ユニット以上あるグラビア含浸方法では、はじめに不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材内部に含浸させる含浸液を片面もしくは両面より施し、基材内部にまで含浸液を浸透させる。
【００２２】
含浸液として、熱膨張性マイクロカプセルの濃度が０．１〜５０重量％（乾燥換算、以下同様）、結合剤（バインダー）としての熱可塑性樹脂の濃度が１．０〜３０重量％になるように水に分散して調整したものを使用し、含浸液の含浸率が固形分で不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に対して５．０〜５０重量％になるように絞り条件を調整する。こうすることで、発泡性マイクロカプセルの分布がより均一に分散するようになる。さらに、パルプ繊維や熱膨張性のマイクロカプセルの脱落が防止でき、強度も改善できる。また、バインダーの種類と共に添加率を選択することで、紙質を硬くしたり柔らかくしたりする等、目的に合わせて自由に設計することができるので、紙粉の脱落を防止したり、低密度であり、かつ剛性を有し丈夫な素材にする等、本発明の熱膨張性積層体の用途を拡大することができる。含浸率が固形分で５．０重量％未満であるとこれら効果が出難くなり、５０重量％を越えると経済的に不利になり、また効果がそれ以上期待でき難くなる。
【００２３】
上記で得られた不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルを含浸して含有させた中間層の表裏に積層する紙基材としては、通常の製紙で使用されるものはどれでも使用することができる。本発明で用いられる製紙用パルプは特に制限はなく、例えば、１００％バージンパルプからなるもの、１００％再生故紙からなるもの、それらを任意の割合で混合したもの、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の木材パルプを主材とし、麻、木綿、藁パルプ、ケナフ等の非木材パルプなどを製紙して得られる様々な種類の紙を用いることが可能である。特に、表面側には板紙などの厚みが厚い紙基材を使用するのが好ましい。
【００２４】
本発明における中間層の表裏に紙基材を積層する方法としては、ドライラミネートまたはウエットラミネート用接着剤、もしくはエマルション系糊などを使用して積層することができる。ドライラミネート用接着剤としては、例えば、ポリエステル系もしくはポリエーテル系主剤とポリイソシアネートプレポリマー硬化剤からなる２液型ポリウレタン系接着剤等が用いれれる。一方、ウエットラミネート用接着剤としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、酢ビ−エチレン共重合樹脂、アクリル酸エステル樹脂などの水性エマルションを用いることができる。
【００２５】
本発明の熱膨張性積層体は、中間層に含有する発泡性マイクロカプセルが外殻を形成する樹脂の軟化点以上に加熱されると樹脂が軟化し始め、同時に封入されてある低沸点溶剤が気化して蒸気圧が上昇し、その結果樹脂が押し広げられて膨張し、独立気泡を形成する。
【００２６】
したがって、本発明の熱膨張性積層体を所定の紙容器に成型した後、発泡性マイクロカプセルが外殻を形成する樹脂の軟化点以上に加熱されて発泡した発泡紙容器が得られる。
本発明の発泡紙容器は、軽量、断熱性、保温性、表面性に優れた、例えば即席麺類やお茶等の紙容器として用いることができる。また、容器以外に、本発明の熱膨張性積層体を加熱発泡を行い発泡シートとして、軽量、断熱性、保温性、表面性に優れた包装材料を提供できる。
【００２７】
【実施例】
以下の実施例で図２に基づいて本発明をより具体的に説明する。
【００２８】
〈実施例１〉
坪量４０ｇ／ｍ²のパルプ繊維不織布（王子製紙株式会社製「キノクロス」）に対して、結合剤（バインダー）として昭和高分子株式会社製の商品名「ビオノール」エマルションと熱膨張性マイコロカプセルとして日本フィライト株式会社製の商品名「エクスパンセル」を使用して水で希釈、分散させて熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤と熱膨張性マイコロカプセルと水との重量比が４：９：１となるように混合して調整した含浸液を含浸し、含浸率が、３０重量％（乾燥換算）になるように絞り条件を調整した後、ドライヤーで乾燥して中間層１を作製した。
上記で得られた結合剤と熱膨張性マイコロカプセルを含有する中間層１の表面側に紙基材２として坪量１００ｇ／ｍ²の晒しクラフト紙を、一方その反対面に紙基材３として坪量５０ｇ／ｍ²の晒しクラフト紙を各々ドライラミネート用接着剤を用いて積層し、さらに坪量５０ｇ／ｍ²の晒しクラフト紙の側に熱接着性樹脂４として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を押し出しラミネートの方法により３０μｍ低密度ポリエチレン層を積層し、全体の厚さが０．５ｍｍの本発明の熱膨張性積層体２０を作製した。
この熱膨張性積層体２０の表面側に所定の絵柄印刷を施し、所定のカップ状ブランクスに打ち抜きカップ成型を行いカップ状紙容器を作製した。
上記カップ状紙容器をオーブン中で温度１２０℃、３分間加熱発泡を行い発泡紙容器を作製した。発泡後の紙容器の厚さが３．０ｍｍとなった。そして、得られた本発明の発泡紙容器は、表面に凹凸やシワが生じることなく美粧性に優れ、剛性があり、断熱性、保温性にも優れるものであった。
【００２９】
〈比較例１〉
発泡体粒子混抄紙として、王子製紙株式会社製の商品名「フラットラット」を用いて実施例１と同様にして所定の絵柄印刷を施し、所定のカップ状ブランクスに打ち抜きカップ成型を行いカップ状紙容器を作製した。このカップ状紙容器は、表面に紙粉の付着やシワが発生し美粧性に劣るものであって、実用上使用できるものではなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤および熱膨張性のマイクロカプセルを外添含浸法を用いて含有せしめた中間層の表裏に紙基材が積層された構成とすることで、以下に示す効果を奏するものである。不織布もしくは低密度の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤および熱膨張性のマイクロカプセルを外添含浸法を用いて含有せしめことで、小ロット対応が容易にでき、しかも経済的に製造することができる熱膨張性積層体を提供できることが可能となる。本発明の熱膨張性積層体を用いて紙容器等に成型して、加熱発泡を行うと、表面に紙粉落ちや凹凸および皺等が発生することのない表面性、美粧性に優れ、剛性、強度を有し、かつ良好な断熱性、保温性を有する軽量な発泡紙容器が得られ、例えば、即席麺類やお茶等の食品紙容器として用いられる。さらに、本発明の熱膨張性積層体を、加熱発泡を行い発泡シートとして、断熱性、保温性、表面性に優れる各種包装材料としても用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱膨張性積層体の構成の１例を示した模式断面図である。
【図２】本発明の熱膨張性積層体の構成の別の例を示した模式断面図である。
【符号の説明】
１・・・中間層（結合剤と熱膨張性マイクロカプセル含有する）
２、３・・・紙基材層
４・・・接着性樹脂層（例えばポリエチレン層）
１０、２０・・・熱膨張性積層体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermally expandable laminate, and more particularly to a thermally expandable laminate in which a binder (binder) and thermally expandable microcapsules are uniformly dispersed and held in an intermediate layer by an impregnation method. Furthermore, the present invention relates to a foamed paper container excellent in light weight, heat insulating property, heat retaining property, and surface property, which is produced by performing heat foaming after molding a thermally expandable laminate into a container.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, high molecular weight polymers such as polystyrene foam and polyethylene foam are excellent for heat insulation, heat retention, molding, workability, impact resistance, and low cost for sheets used for food containers and packaging materials. However, due to the recent demand for prevention of environmental pollution, conversion to paper, etc., that does not easily generate pollutants or soot even if it is naturally decomposed or burned, is being promoted. As a method for imparting these functions to the paper base material, it is effective to give the paper an air layer close to closed cells. Conventionally, as a method for giving air bubbles close to closed cells to a paper-like substrate, a method in which foamable microcapsules are made with pulp and foamed on a hot roll of a paper machine is known.
[0003]
When foaming microcapsules are added to paper to make paper, and foaming microcapsules are mixed with paper pulp and dehydrated and dried by the usual papermaking method, formation unevenness (formation of fiber flocs) ) Is difficult to avoid. As a result, there are many foamable microcapsules in the portion where the pulp fiber is large, and conversely, there are few foamable microcapsules in the portion where the pulp fiber is thin and the texture is thin. Therefore, the distribution of the foamable microcapsules becomes a non-uniform state. In the case of foaming this, there are portions where the foaming ratio is large and small, unevenness occurs on the paper surface, and there is a problem that it is difficult to obtain a uniform foamed paper. Furthermore, the foamable microcapsules tend to remain on the surface of the paper, and there is a drawback in that the paper powder falls off the paper surface.
[0004]
Further, the method of internally adding expandable microcapsules has another problem that the fixing (yield) of expensive expandable microcapsules is poor. Furthermore, in order to improve fixing, a chemical such as a fixing agent is used, and in order to obtain a good expansion ratio, a large amount of expandable microcapsules is required, resulting in an increase in cost. Further, as the degree of foaming is increased and the density and weight are further reduced, the film thickness of the foamable microcapsules becomes thinner, and the paper becomes easily crushed even at a low density.
[0005]
When making foamed microcapsules by adding paper to paper, existing paper machines are often used, and the existing paper machines cannot handle small lots and cannot handle various types of foamed paper. There is also.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is manufactured by performing heat foaming after molding a thermally expandable laminate capable of uniform heat foaming and the laminate into a container, An object of the present invention is to provide a foamed paper container that is excellent in heat insulation and heat retention, and has excellent surface properties and cosmetics that do not cause paper dust, irregularities and wrinkles on the surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a non-woven fabric or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less, a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin, and a thermally expandable material. A heat-expandable laminate comprising at least a structure in which a microcapsule is impregnated and contains an intermediate layer, and a paper base material is laminated on the front and back of the intermediate layer.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the thermally expandable laminate according to the first aspect, the nonwoven fabric or the paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less is made of pulp fibers, and further the binder (binder). The thermoplastic resin as the main component is made of a biodegradable resin.
[0009]
The invention according to claim 3 is a foamed paper container obtained by heating and foaming a paper container formed by molding the thermally expandable laminate according to claim 1 or 2.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the thermally expandable laminate of the present invention. The heat-expandable laminate 10 of the present invention contains a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and a heat-expandable microcapsule on a nonwoven fabric or a paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less. The intermediate layer 1 has a structure in which paper base materials 2 and 3 are laminated on the front and back of the intermediate layer. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the thermally expandable laminate of the present invention. The thermally expandable laminate 20 of the present invention is impregnated with a non-woven fabric or a paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less and a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule. The low-density polyethylene (LDPE) layer 4 is further extruded and laminated on the surface of the paper substrate on the back surface side of the structure in which the paper substrates 2 and 3 are laminated on the front and back of the intermediate layer. It is provided by such a method.
[0012]
The intermediate layer 1 is obtained by impregnating a nonwoven fabric or a paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less with an impregnating liquid comprising a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule. It contains a binder (binder) and thermally expandable microcapsules.
[0013]
The nonwoven fabric used in the present invention is made of wood fiber (pulp fiber), cotton, rayon, polyethylene terephthalate, acrylic, acetate, nylon, polypropylene, etc. as raw materials, using a spunbond method, papermaking method, card machine or garnet machine. The sheet is formed by a known method such as a dry method, and is not particularly limited.
[0014]
In addition, as the low-density paper base material used in the present invention, any of those used in ordinary papermaking can be used. For example, Ru can be wood pulp, such as softwood or hardwood chemical pulp or mechanical pulp, recycled pulp, density is paper from hemp or cotton or the like include 0.4 g / cm ³ or less of the paper substrate.
[0015]
The heat-expandable microcapsules used in the present invention are those in which a low boiling point solvent is encapsulated in resin fine particles, and generally have a diameter of 3 to 5 times and a volume of 30 at a relatively low temperature of 70 to 150 ° C. Particles having an average particle diameter of 5 to 30 μm that expands up to 120 times. It is a thermally expandable microcapsule in which a low boiling point solvent is enclosed in the microcapsule. Low-boiling solvents such as isobutane, pentane, petroleum ether, hexane, low-boiling halogenated hydrocarbons, methylsilane, and other volatile organic solvents (swelling agents) such as vinylidene chloride, acrylonitrile, acrylic esters, and methacrylic esters When heated above the softening point of the microcapsule membrane polymer, the membrane polymer begins to soften, and at the same time, the vapor pressure of the encapsulating expansion agent rises, pushing the membrane When spread, the capsule expands.
[0016]
The thermoplastic resin that is the main component of the binder (binder) used in the present invention includes natural rubber, styrene / butadiene copolymer resin, methyl methacrylate / butadiene copolymer resin, polyacrylate resin, Although thermoplastic resins, such as a vinyl acetate resin and a polyvinyl chloride resin, can be mentioned, it does not specifically limit.
[0017]
Furthermore, when the main component of the binder (binder) used in the present invention is a thermoplastic resin, a biodegradable resin can also be used. In this case, the nonwoven fabric constituting the intermediate layer containing the binder (binder) and the thermally expandable microcapsule or the paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less , the nonwoven fabric made of pulp fibers or the density of 0.4 g. A biodegradable thermally expandable laminate and a paper container obtained by molding the laminate are heated and foamed to form a biodegradable foamed paper container by using a paper base of / cm ³ or less. Thus, it is possible to obtain a foamed paper container that decomposes naturally and is desirable from the viewpoint of preventing environmental pollution.
[0018]
Examples of the biodegradable resin used in the present invention include 3-hydroxybutyrate-3-hydroxyvalerate copolymer (PHBV), pullulan, polycaprolactone, polybutylene succinate / polyethylene succinate, poly-L-lactide, Examples include graft starch. Although not particularly limited, modified starch (trade name “Landy” from Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.), polybutylene succinate / polyethylene succinate (emulsion of trade name “Bionore” from Showa High Polymer Co., Ltd.), etc. are suitable. Can be used.
[0019]
The thermal expansion microcapsules listed above can be dispersed in the aqueous solution of the thermoplastic resin that is the main component of the binder (binder) listed above to obtain the impregnation liquid in the present invention. Of course, solvent-based solutions of the thermoplastic resins listed above can also be used.
[0020]
In addition to the above binder (binder), various applications can be developed by blending various materials. For example, a preservative, a fungicide, a flame retardant, etc. can also be mix | blended.
[0021]
Next , a method for impregnating a non-woven fabric or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less with an impregnating liquid composed of a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and thermally expandable microcapsules will be described. . Non-woven fabric or paper base material with a density of 0.4 g / cm ³ or less , at the paper-making stage, adding a binder (binder) and heat-expandable microcapsules to make paper, and external addition as secondary processing after paper making That is, there is a method of impregnation, but as a secondary processing after papermaking, this impregnation method by external addition is desirable. As an impregnation method by external addition, a dipping method in which a nonwoven fabric or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less is immersed in an impregnating solution and an excessive amount of the impregnating solution can be temporarily applied, or preferably an impregnating solution There are a gravure coating method and a roll coating method in which a certain amount is applied or impregnated, and it is also possible to impregnate the impregnation liquid from the front and back of a nonwoven fabric or a paper substrate having a density of 0.4 g / cm ³ or less . Furthermore, in the gravure impregnation method having two or more units, first, an impregnating solution for impregnating the inside of a nonwoven fabric or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less is applied from one or both sides, and the impregnating solution is penetrated into the base material. .
[0022]
As the impregnating solution, the concentration of the thermally expandable microcapsule is 0.1 to 50% by weight (dry conversion, the same applies hereinafter), and the concentration of the thermoplastic resin as the binder (binder) is 1.0 to 30% by weight. So that the impregnation ratio of the impregnating liquid is 5.0% by weight to 50% by weight with respect to the non-woven fabric or the paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less. Adjust the aperture condition. By doing so, the distribution of the foamable microcapsules is more uniformly dispersed. Furthermore, dropping of pulp fibers and thermally expandable microcapsules can be prevented, and the strength can be improved. In addition, by selecting the addition rate together with the type of binder, it can be designed freely according to the purpose, such as hardening or softening the paper quality, preventing paper powder from falling off, The use of the thermally expandable laminate of the present invention can be expanded, for example, by using a rigid and strong material. When the impregnation ratio is less than 5.0% by weight in solid content, these effects are difficult to be obtained, and when it exceeds 50% by weight, it is economically disadvantageous and the effect cannot be expected any more.
[0023]
The intermediate layer obtained by impregnating the nonwoven fabric obtained above or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less with a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule. As the paper base material laminated on the front and back of the paper, any of those used in normal papermaking can be used. The pulp for papermaking used in the present invention is not particularly limited. For example, the pulp made of 100% virgin pulp, the pulp made of 100% recycled waste paper, the mixture of them in an arbitrary ratio, the softwood unbleached kraft pulp (NUKP) Mainly made of wood pulp such as softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached sulfite pulp (NBSP), and non-wood pulp such as hemp, cotton, straw pulp and kenaf Various types of paper obtained in this way can be used. In particular, it is preferable to use a thick paper substrate such as paperboard on the surface side.
[0024]
As a method of laminating the paper base material on the front and back of the intermediate layer in the present invention, it is possible to laminate using a dry laminate or wet laminating adhesive, or an emulsion-based glue. As an adhesive for dry lamination, for example, a two-component polyurethane adhesive composed of a polyester-based or polyether-based main agent and a polyisocyanate prepolymer curing agent is used. On the other hand, as the adhesive for wet lamination, for example, an aqueous emulsion such as vinyl acetate resin, vinyl acetate-ethylene copolymer resin, acrylic ester resin, or the like can be used.
[0025]
When the expandable microcapsule contained in the intermediate layer is heated above the softening point of the resin forming the outer shell, the thermally expandable laminate of the present invention begins to soften the resin, and at the same time, the low boiling point solvent encapsulated Vaporization increases the vapor pressure, and as a result, the resin is expanded and expanded to form closed cells.
[0026]
Therefore, after the heat-expandable laminate of the present invention is molded into a predetermined paper container, the foamed microcapsule is heated above the softening point of the resin forming the outer shell to obtain a foamed paper container.
The foamed paper container of the present invention can be used as a paper container such as instant noodles or tea, which is excellent in light weight, heat insulation, heat retention, and surface properties. In addition to the container, the thermally expandable laminate of the present invention can be foamed by heating to provide a packaging material excellent in light weight, heat insulation, heat retention, and surface properties as a foamed sheet.
[0027]
【Example】
In the following examples, the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
[0028]
<Example 1>
Pulp fiber nonwoven fabric with a grammage of 40 g / m ² (“Kinocloth” manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) and the trade name “Bionol” emulsion manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. as a binder, and a thermally expandable Mikolo capsule The weight ratio of the binder consisting mainly of a thermoplastic resin, the thermally expandable Mikolo capsule, and water is 4 by diluting and dispersing with water using the brand name “Expancel” manufactured by Nippon Philite Co., Ltd. : Impregnated with an impregnating solution mixed and adjusted to 9: 1, and after adjusting the squeezing conditions so that the impregnation ratio is 30% by weight (dry conversion), the intermediate layer 1 is dried with a dryer Produced.
The surface layer of the intermediate layer 1 containing the binder obtained above and the thermally expandable myco-capsule is exposed as exposed paper kraft paper having a basis weight of 100 g / m ^{2 as} the paper base material ² , while the paper base material 3 is provided on the opposite side. basis weight 50 g / m each ^two of bleached kraft paper are laminated using a dry laminating adhesive through employing a low density polyethylene as the heat-adhesive resin 4 further side of bleached kraft paper having a basis weight of 50 g / m ² as (LDPE) A 30 μm low density polyethylene layer was laminated by an extrusion laminating method to produce a thermally expandable laminate 20 of the present invention having an overall thickness of 0.5 mm.
A predetermined pattern printing was performed on the surface side of the thermally expandable laminate 20, and a cup-shaped paper container was produced by punching a predetermined cup-shaped blank.
The cup-shaped paper container was heated and foamed in an oven at a temperature of 120 ° C. for 3 minutes to prepare a foamed paper container. The thickness of the paper container after foaming was 3.0 mm. The obtained foamed paper container of the present invention was excellent in cosmetics, rigid, without being uneven or wrinkled on the surface, and was excellent in heat insulation and heat retention.
[0029]
<Comparative example 1>
As foam particle mixed paper, the product name “Flat Rat” manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used, a predetermined pattern was printed in the same manner as in Example 1, and a cup-shaped paper was formed by punching a predetermined cup-shaped blank. A container was prepared. This cup-shaped paper container was inferior in cosmetics due to the adhesion of paper dust and wrinkles on the surface, and was not practically usable.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, a nonwoven fabric or a paper base material having a density of 0.4 g / cm ³ or less contains a binder mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule using an external impregnation method. By having a configuration in which a paper base material is laminated on the front and back of the intermediate layer, the following effects can be achieved. By incorporating a binder mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule into a non-woven fabric or low-density paper substrate using an external additive impregnation method, it is easy to handle small lots and is economical. It becomes possible to provide the thermally expansible laminated body which can be manufactured easily. When molded into a paper container or the like using the thermally expandable laminate of the present invention and heated and foamed, it has excellent surface properties and cosmetics that do not cause paper dust, irregularities, wrinkles, etc. on the surface, and rigidity. Thus, a lightweight foamed paper container having strength and good heat insulating properties and heat retaining properties can be obtained. For example, it can be used as a food paper container for instant noodles or tea. Furthermore, the thermally expandable laminate of the present invention can also be used as various packaging materials excellent in heat insulating properties, heat retaining properties and surface properties as foamed sheets by heating and foaming.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a thermally expandable laminate according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the thermally expandable laminate of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Intermediate layer (containing binder and thermally expandable microcapsules)
2, 3 ... Paper base material layer 4 ... Adhesive resin layer (for example, polyethylene layer)
10, 20 ... Thermally expandable laminate

Claims

不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材に熱可塑性樹脂を主成分とする結合剤（バインダー）および熱膨張性のマイクロカプセルが含浸されて含有する中間層を有し、該中間層の表裏に紙基材が積層された構成を少なくとも含むことを特徴とする熱膨張性積層体。A non-woven fabric or a paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less and an intermediate layer impregnated with a binder (binder) mainly composed of a thermoplastic resin and a thermally expandable microcapsule; A heat-expandable laminate comprising at least a structure in which a paper substrate is laminated on the front and back of a layer.

前記不織布もしくは密度が０．４ｇ／ｃｍ ³ 以下の紙基材がパルプ繊維からなり、さらに前記結合剤（バインダー）の主成分である熱可塑性樹脂が、生分解性樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の熱膨張性積層体。The nonwoven fabric or a paper base having a density of 0.4 g / cm ³ or less is made of pulp fibers, and the thermoplastic resin as a main component of the binder (binder) is made of a biodegradable resin. The thermally expandable laminated body according to claim 1.

請求項１または２記載の熱膨張性積層体を成型してなる紙容器を加熱発泡したことを特徴とする発泡紙容器。 A foamed paper container obtained by heating and foaming a paper container formed by molding the thermally expandable laminate according to claim 1.