JP4219075B2

JP4219075B2 - 断熱性紙容器

Info

Publication number: JP4219075B2
Application number: JP2000061398A
Authority: JP
Inventors: 丈夫大石; 充洋佐野; 弘明三鴨
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: JP2001247118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動販売機等に利用されるホット充填用カップ、熱湯を注入することにより内容物を飲食しうる状態とするいわゆる即席可食品容器、電子レンジ調理用容器等に利用される断熱性紙容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆるカップ麺等の容器に使用されるカップ容器としては、耐熱性、断熱性の面から発泡ポリスチレン樹脂性の容器が広く使用されてきた。
しかし、発泡ポリスチレン樹脂による容器は、材質がプラスチックであることから、使用後に廃棄物として処理しにくく、環境対応の面で問題があった。
また、紙カップ容器に断熱性を付与する方式としては、紙容器の全周に波形状などの紙製の胴巻きをしたもの、あるいは内側と外側の二重構造とし、二層間に空間を持たせて断熱層としたもの、そして紙基材の表面に発泡樹脂層を設けたもの等がある。
その中でも、紙基材の両面をポリエチレン（ＰＥ）等熱可塑性樹脂によりラミネートした原紙を使用した紙容器を加熱し、原紙中の水分を蒸発させることによって外側の樹脂層を発泡させて空隙を作ることで断熱性を付与した容器（特公昭４８−３２２８３等）が広く用いられてきた。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかし、このような容器には次のような問題点があった。
即ち、近年商品の流通のためには、容器にバーコード等ＰＯＳマークの印刷を施すことが不可欠であるが、ラミネートされた熱可塑性樹脂層が発泡によって粗面化するために、原紙表面若しくは熱可塑性樹脂層表面等に印刷されたＰＯＳマークが不鮮明となり、その結果バーコードリーダーによる読み取り時にエラーの原因となる。
そのため、発泡樹脂層を有する紙容器においてはＰＯＳマーク印刷部分の樹脂の発泡を抑制する方法が各種考案されている。
例えば、熱可塑性樹脂層表面に、さらに融点の高い熱可塑性樹脂による塗膜を構成し発泡抑制部を形成する（特開平９−９５３６８号）方法、また、表面に透明な粘着部材を貼り付けるか、加熱処理するか、透明なホットスタンプ箔を転写して発泡抑制部を形成する（特開平９−２４８８６３号）方法、さらに、容器内側の熱可塑性樹脂層にピンホールを設けて加熱時水蒸気を逃がすことにより発泡抑制部形成する（特開平１１−１９３０１８）方法等である。
しかし、上記の方法は通常の容器成型及び発泡工程に加えてさらに別の設備、部材、及び工程が必要になることや発泡抑制部の形状がコントロールできない等の問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、発泡断熱層を有する紙容器であって、しかも通常の容器成型及び発泡工程に加えて別の設備や部材を必要とせず、その位置、形状を自在にコントロール得る発泡抑制部を有する断熱性紙容器を得るために以下の方法をとる。
【０００５】
即ち、本発明は、紙基材の両面に熱可塑性樹脂層を設けた積層シートを成型して容器とし、しかるのち加熱により少なくとも片方の熱可塑性樹脂層を発泡させて断熱層となした断熱性紙容器において、
断熱層と紙基材層間の少なくとも一部に、熱可塑性樹脂層と紙基材間の密着が弱くなる剥離剤層を設けることによって、熱可塑性樹脂層の発泡抑制部を形成したことを特徴とする断熱性紙容器である。
【０００６】
さらに本発明は、紙基材の両面に熱可塑性樹脂層を設けた積層シートを成型して容器とし、しかるのち加熱により少なくとも片方の熱可塑性樹脂層を発泡させて断熱層となした断熱性紙容器において、
断熱層側となる紙基材表面に、剥離剤を含有するインクを用いてＰＯＳマーク印刷を施し、熱可塑性樹脂層の発泡抑制部を形成したことを特徴とする断熱性紙容器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明についてさらに詳しく説明する。
図１は従来の断熱性紙容器の例、図２は本発明実施例の概念図である。
図３は本発明の部材構成例であり、図３−１（発泡前の状態）に示されるように板紙を基材とし、外面には印刷層、剥離剤塗工層、さらに熱可塑性樹脂層（容器外面）が設けられている。また内面側には熱可塑性樹脂層（容器内面）が設けられている。
【００１１】
基材となる紙の坪量は１５０〜４００g/m²の範囲であることが、紙容器の製造上好ましい。
また、紙の水分量は、３〜１０％、さらに好ましくは５〜８％であることが望ましい。紙の水分量が３％未満であると、加熱時の蒸気が不足して熱可塑性樹脂の発泡が不十分となる。逆に１０％以上であると発泡層の表面が破裂状態となる恐れがあるため好ましくない。
印刷層は、部分的に印刷される場合もあり、また、容器全面に印刷される場合もある。印刷の位置、印刷面積、印刷方法、使用インク等は、従来公知技術を適宜選択して適用するものとする。
【００１２】
熱可塑性樹脂層（容器外面）、熱可塑性樹脂層（容器内面）を構成する樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン−酢ビ共重合体、ポリエステル、ポリスチレン等を任意に用いることができる。また、積層の方法としては、樹脂を熱溶融して塗布する押し出しラミネート法、あるいはフィルム状のものを貼り合わせる方法等が用いられる。また、加熱後発泡層となる外側熱可塑性樹脂層の厚さは、１５〜５０μｍが望ましい。この範囲以外だと発泡が起こりにくくなる。尚容器内面側の熱可塑性樹脂層の厚さは任意に決定される。
さらに、加熱により、外面の熱可塑性樹脂層のみを発泡させるためには、外側の熱可塑性樹脂層に内側と比較して融点の低い樹脂を用いる方法がある。例えば内側にＨＤＰＥを用いた場合、外側にＭＤＰＥやＬＤＰＥを用いる等である。この場合内面、外面に用いる樹脂の融点差は２０℃程度であることが望ましい。
また、内側に水蒸気が抜けないように内面熱可塑性樹脂層と基材紙との間にアルミニウム箔などのバリア層をさらに設けることで内面樹脂層の発泡を防止することも可能である。
【００１３】
また、発泡後に部分的に発泡抑制部を形成するために、印刷層と熱可塑性樹脂層（外面）の間に一部剥離剤層を設ける。発泡抑制部形成のメカニズムは以下の通りである。即ち、剥離剤を塗工した部分は原紙と樹脂層の密着が弱くなるため、加熱により原紙中の水分が蒸発する際、その部分の樹脂は発泡せず、原紙から剥離して膨張する。膨張した樹脂層は冷却時には収縮し、原紙と再度密着する。尚、剥離剤としてはシリコーン、パラフィンオイル、ワックス等が利用可能である。
このようにして形成された発泡抑制部（図３−２）にＰＯＳマーク印刷部分を設けることによって、ＰＯＳマークが鮮明に解読可能となり、バーコードリーダーで読み取りエラーの発生を防ぐことが可能となる。
図４は、本発明の別の実施例の部材構成である。図４−１（発泡前の状態）に示されるように板紙を基材とし、外面には剥離剤塗工層、さらに熱可塑性樹脂層（外面）、印刷層が設けられている。また内面側には図３同様熱可塑性樹脂層（内面）が設けられている。
尚、熱可塑性樹脂層上への印刷に用いられるインクは、発泡時の印刷表面の伸びに同調する特殊インクを使用することが望ましい。
【００１４】
図３、図４に示したような積層体を使用して、紙カップ、紙トレー等様々な形態の紙容器を製造することができる。これら紙容器は上記積層体を各々の形状に対応するブランクシートに打ち抜き、それぞれの方法で成型することができる。尚、加熱による発泡工程は、ブランクシート状態で行う場合と、容器成型後に行う場合とがある。紙カップの場合は通常成型後である。
【００１５】
例えば、内容量４５０〜５００ml程度のＰＯＳマーク付き断熱紙カップを製造は以下のような工程で行う。
まずカップ原紙の片面にＨＤＰＥ（密度０．９４、融点１２８℃）を約４０μｍの厚みで押し出しラミネートを行う。
次いで、その反対面に、シリコーン等の剥離剤と、通常の印刷インクを用いた二色印刷で、剥離剤の塗工と見当合わせに用いる合いマーク印刷を行った。
さらに前記印刷面上にＬＤＰＥ（密度０．９２、融点１０９℃）を約２０μ厚で押し出しラミネートを行った。
次いで、上記の両面ラミネート原紙の印刷面側に、さらに絵柄印刷、及びＰＯＳマーク印刷を施した。この際、あらかじめ印刷された合いマークに合わせて印刷を施し、剥離剤が塗工された部位上にＰＯＳマークが印刷されるようにする。このように発泡層となる樹脂層に印刷する場合に使用するインクはウレタン系の特殊インク等、成型、発泡後に表面の伸びに同調するものを使用することが望ましい。
印刷後、前記原紙をカップ側面を形成するブランク形状に打ち抜いたうえ、カップ成型機にて成型後、温度を１２０〜１２５℃に設定した赤外線ヒーターなどを利用した加熱トンネルを通過させ、約３分間加熱した。
このとき、容器内面と外面のラミネート樹脂の融点に差があることから、加熱によって発生した原紙水分由来の蒸気が低融点側の樹脂層を選択的に膨張させるので、カップ外側面のラミネート層が発泡し、厚さ約１〜２mm程度の断熱層となる。この際剥離剤を塗布した部分が発泡抑制部（図３−２、図４−２参照）となる。
【００１６】
尚、樹脂層を加熱発泡させる際、加熱チャンバー内を減圧することも可能である。
尚、上記では剥離剤塗工後にラミネートを行い、さらに絵柄、及びＰＯＳマークを印刷しているが、印刷工程は２回に分かれているが、本発明ではＰＯＳマーク印刷が、剥離剤の塗工により生じた発泡抑制部部分に施されていればよいので、その印刷順等は問わない。従って１回目の印刷工程で剥離剤塗工のみ行い、ラミネートした面に絵柄、及びＰＯＳマーク印刷を施すことも可能である。また、剥離剤塗工、ＰＯＳマーク印刷、及び絵柄印刷を一度の印刷工程で行い、その後ラミネート層を設けることも可能であり、いずれの方法も、その状況に応じ任意に選択できる。
また、ＰＯＳマーク印刷に用いるインクに剥離剤を混合しておくことも可能である。この場合、ＰＯＳマーク印刷部がそのまま発泡抑制部となる。
【００１７】
本方法によれば、剥離剤塗工部はは表面の樹脂層と原紙との密着が他の部分と比較してやや弱くなるが、容器成型後、特に丸カップ形状であれば胴巻きされたカップ周辺から引っ張り力が働いているために流通及びハンドリングでの実用上の問題は発生しない。
尚、紙容器の断熱性の評価基準について公的には特に定めはないが、一般的には、沸騰水を充填した容器を一定時間放置後に、手で保持できる時間で評価する方法がとられている。この場合、約３０秒以上保持可能であれば断熱容器として最低限度の実用性を有すると判断される。
【００１８】
【実施例】
＜実施例１＞
ＨＤＰＥ（三井化学ＮＺ４０１５０Ｃ）が４０μ厚で片面にラミネートされた米坪２６０g/m²のカップ原紙の非ラミネート面にグラビア印刷機にて合いマークとシリコーン系剥離剤（ＫＳ−７１９：信越シリコン製）６９による塗工部を設ける。
次に印刷面上にＬＤＰＥ（三井化学ミラソン１０Ｐ）を２０μ厚で押し出しラミネートする。
さらにＬＤＰＥ面にＰＯＳマークと同時に多色絵柄印刷をグラビア印刷機によって行う。この印刷は、先に行った合いマークと同調させ、剥離剤塗工部とＰＯＳマーク印刷部が重なるようにする。
得られたシートを所定形状に打ち抜き、ＬＤＰＥ側をカップ外側となるようにしてカップ成型機で成型する。
尚、カップの底材としては、カップ原紙の両面を各々ＨＤＰＥとＬＤＰＥラミネートした無地の部材を使用する。
上記のように成型したカップ容器を加熱オーブンにて１２０〜１２５℃の温度で３分間加熱する。加熱後ＬＤＰＥ層が発泡し、約１．５mmの発泡断熱層を形成した。
【００１９】
＜実施例２＞
ＨＤＰＥ（三井化学ＮＺ４０１５０Ｃ）が５０μ厚で片面にラミネートされた米坪３００g/m²のカップ原紙の非ラミネート面にグラビア印刷機にてＰＯＳマークと絵柄、及び剥離剤塗工部を設ける。
次に印刷面上にＬＤＰＥ（三井化学ミラソン１６Ｐ）を２５μ厚で押し出しラミネートする。
得られたシートを所定形状に打ち抜き、ＬＤＰＥ側をカップ外側となるようにしてカップ成型機で成型する。
尚、カップの底材としては、カップ原紙の両面を各々ＨＤＰＥとＬＤＰＥラミネートした無地の部材を使用する。
上記のように成型したカップ容器を加熱オーブンにて１２０〜１２５℃の温度で２．５分間加熱する。加熱後ＬＤＰＥ層が発泡し、約１．８mmの発泡断熱層を形成した。
【００２０】
＜実施例３＞
ＨＤＰＥ（三井化学ＮＺ４０１５０Ｃ）が５０μ厚で片面にラミネートされた米坪３００g/m²のカップ原紙の非ラミネート面にグラビア印刷機にてＰＯＳマークと絵柄、及び剥離剤塗工部を設ける。
このときＰＯＳマークの印刷インクとしては、通常のグラビアインクに剥離剤を混合したものを用いる。
次に印刷面上にＬＤＰＥ（三井化学ミラソン１６Ｐ）を２５μ厚で押し出しラミネートする。
得られたシートを所定形状に打ち抜き、ＬＤＰＥ側をカップ外側となるようにしてカップ成型機で成型する。
尚、カップの底材としては、カップ原紙の両面を各々ＨＤＰＥとＬＤＰＥラミネートした無地の部材を使用する。
上記のように成型したカップ容器を加熱オーブンにて１２０〜１２５℃の温度で２．５分間加熱する。加熱後ＬＤＰＥ層が発泡し、約１．８mmの発泡断熱層を形成した。
【００２１】
＜比較例１＞
ＨＤＰＥ（三井化学ＮＺ４０１５０Ｃ）が４０μ厚で片面にラミネートされた米坪２６０g/m²のカップ原紙の非ラミネート面にＬＤＰＥ（三井化学ミラソン１０Ｐ）を２０μ厚で押し出しラミネートする。
さらにＬＤＰＥ面にＰＯＳマークと同時に多色絵柄印刷をグラビア印刷機によって行う。
上記で得られたシートから、実施例１と全く同様に発泡断熱層を有するカップ容器を得た。
【００２２】
＜比較例２＞
加熱オーブンにより加熱せず、発泡断熱層を形成しなかった以外は、実施例１と全く同様にしてカップ容器を得た。
【００２３】
＜評価方法＞
１．断熱性
沸騰水４００mlを容器に充填した後、容器に紙蓋をかぶせ、３分間放置した後、片手で保持できる秒数を測定する。
３０秒以上保持可能であれば断熱容器として実用性を有するものとする。
２．ＰＯＳマーク判読性
バーコードリーダーで読み取り、エラーが発生せず読みとれたものを○、エラーが発生したものを×とした。
【００２４】
実施例１〜３、比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】
本発明により、通常の容器成型及び発泡工程に加えて別の設備や部材を必要なく、簡便で、しかも発泡抑制部の形状がコントロール可能な断熱性紙容器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の断熱性紙容器
【図２】本発明の断熱性紙容器
【図３】本発明の部材構成（絵柄印刷をＰＥ面に施した例）
【図４】本発明の部材構成（絵柄印刷を原紙面に施した例）

Claims

紙基材の両面に熱可塑性樹脂層を設けた積層シートを成型して容器とし、しかるのち加熱により少なくとも片方の熱可塑性樹脂層を発泡させて断熱層となした断熱性紙容器において、
断熱層と紙基材層間の少なくとも一部に、熱可塑性樹脂層と紙基材間の密着が弱くなる剥離剤層を設けることによって、熱可塑性樹脂層の発泡抑制部を形成したことを特徴とする断熱性紙容器。
紙基材の両面に熱可塑性樹脂層を設けた積層シートを成型して容器とし、しかるのち加熱により少なくとも片方の熱可塑性樹脂層を発泡させて断熱層となした断熱性紙容器において、
断熱層側となる紙基材表面に、剥離剤を含有するインクを用いてＰＯＳマーク印刷を施し、熱可塑性樹脂層の発泡抑制部を形成したことを特徴とする断熱性紙容器。