(57)【要約】【課題】  ポリエチレンラミネートを行わずに、耐水性、再生性、耐ブロッキング性に優れ、紙カップへの加工適性、特にトップカール適性に優れた紙カップ用原紙を提供する。【解決手段】  紙基材の少なくとも片面に耐水性を有する合成樹脂皮膜層を設けた紙カップ用原紙において、合成樹脂としてＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した引張破壊伸びが10％以上160％未満であるものを使用し、合成樹脂皮膜層の塗工量を片面あたり10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材の少なくとも片面に耐水性を有する合成樹脂皮膜層を設けた紙カップ用原紙において、該合成樹脂のＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した引張破壊伸びが10％以上160％未満であって、該合成樹脂皮膜層の塗工量が片面あたり10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする紙カップ用原紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明品はポリエチレンラミネート加工が不用で、再生性、耐ブロッキング性に優れ、紙カップへの加工適性、特にトップカール適性に優れた紙カップ用原紙を提供する。
【背景技術】
【０００２】
紙カップ用原紙としては、一部ワックス含浸紙も使用されているが、最近はカップの外側面に印刷し内側に耐水性と紙カップの形状に成型するために、ヒートシール性を有するポリエチレンをラミネートしたポリエチレンラミネート紙が主に使用されている。紙カップは上記のポリエチレンラミネート紙をカップの展開した形状である扇型に打抜き、得られた扇型のポリエチレンラミネート紙の直線部の両端を、ラミネート面を内側にして貼り合わせカップ形状にし、底部にポリエチレンラミネート紙の底紙をラミネート部がカップの内側になるよう挿入し圧着した後、上端の円周部を外側に巻き込むトップカール処理（カップの口元となる部分を成型する処理）を施し紙カップが製造されている。近年、環境対応の高まりから再生が容易な紙カップの要求が強まっている。現行のポリエチレンラミネート紙タイプの紙カップは再生が難しく、同様の処理を両面にラミネートしている牛乳パックの様に専用に集めて特別な再生処理をしなければならない。ポリエチレンラミネート紙は、通常の印刷用紙や新聞用紙のように比較的容易に再生処理ができないため設備や薬品費用が多大にかかる問題点があった。
【０００３】
特開平9−158089号公報（特許文献１）には、ポリエリレンラミネート紙ではなく、顔料とバインダーから成る下塗り層、合成樹脂から成る上塗り層を設けた紙器原紙が提案されているが、トップカール適性については不十分であった。
【０００４】
【特許文献１】特開平9−158089号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、ポリエチレンラミネートに行わなくとも、耐水性、トップカール適性も含めた紙カップ成型性を有する再生可能な紙カップ原紙を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を鋭意検討した結果、ポリエチレンラミネートを行わずに、紙基材の少なくとも片面に、合成樹脂としてＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した引張破壊伸びが10％以上160％未満であって、塗工量が固形分として片面あたり10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下の範囲である耐水性を有する合成樹脂皮膜を設けることにより、耐水性に優れ、トップカール適性も含めた紙カップ成型性を有する再生可能な紙カップ用原紙を提供できることを見出した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、耐水性に優れ、トップカール適性も含めた紙カップ成型性を有する再生可能な紙カップ原紙を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
紙カップ用原紙は、トップカール加工時において、紙及びフィルムは伸ばされながらトップカール加工が行われる。この時、紙カップの内側のフィルム層は外側になって巻き込まれるため、紙に比べてより高い伸びが必要とされ、トップカール適性としては、トップカール部はフィルムが切れたり亀裂が入らないこと、及びフィルム層が紙から剥がれないことが要求される。
【０００９】
本発明者らは、フィルムの代わりに使用する水媒体で塗工可能な耐水性を有する合成樹脂について検討した。特に、樹脂単体の皮膜伸度に着目し、鋭意検討の結果、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した合成樹脂皮膜の引張破壊伸びが10％以上160％未満である合成樹脂を用いることにより、トップカール適性も含めた紙カップ成型性を有し、再生可能な紙カップ原紙を提供できることを見出した。
【００１０】
合成樹脂皮膜の引張破壊伸びが10％未満の場合、ヒートシール適性が悪化すること、更にトップカール部の樹脂皮膜が切れたり、亀裂が入り易くなりトップカール適性が劣る。また、引張破壊伸びが160％以上の場合、トップカール適性は問題ないが、樹脂の可塑化が進行するためか巻取りの状態では耐ブロッキング性が劣ること、及び古紙を離解し難くなり再生性に問題を生ずる。
【００１１】
耐水性を有する熱可塑性の合成樹脂皮膜を形成できる合成樹脂としては、特に制限するものではないが、スチレン・ブタジエン系共重合体、スチレン・アクリルニトリル系共重合体、スチレン・アクリル酸系共重合体、エチレン・酢酸ビニル系共重合体の水溶性樹脂あるいは水分散性樹脂が単独あるいは2種以上混合して使用が可能である。また、必要に応じて、合成樹脂皮膜の伸度を低下させない範囲で樹脂液中に粘度調整剤、顔料、染料、保水剤、分散剤、滑剤等の各種助剤の添加が可能である。
【００１２】
合成樹脂皮膜層は、片面あたり固形分として10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下の塗工量が必要である。塗工量が10ｇ／ｍ２未満の場合、紙基材表面に耐水性を有する樹脂皮膜が形成できない。また、樹脂量が不足するため特に片面塗工の場合ヒートシール性が悪化する。塗工量が30ｇ／ｍ２を超える場合、充分な耐水性、ヒートシール性は得られるが、樹脂量が多いことによる多くの水分を蒸発させるための操業効率の低下、コストアップに繋がり好ましくない。従って、トップカール適性を維持し、良好な耐水性、ヒートシール性、コストを得るには塗工量として10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下であることが必要である。
【００１３】
耐水性を有する合成樹脂の水分散合成樹脂液あるいは水溶性合成樹脂液を紙基材に塗工する方法としては、成紙工程の抄紙機上のサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードコーター、コンマコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ダイコーター、カーテンコーター及び成紙後、後工程での前述の塗工機での片面あるいは両面への塗工が可能であるが、塗工機としては紙基材表面に樹脂皮膜を形成しやすいブレードコーター、コンマコーター、エアーナイフコーター、ダイコーター、カーテンコーター等が好適である。
【００１４】
本発明に用いる紙基材としては、一般にポリエチレンラミネート用に使用されているカップ原紙の使用が好適である。また、本発明用の紙基材として新たに製造しても何ら問題はない。また、紙基材は、トップカール適性を維持するためＪＩＳ  Ｐ  ８１１３での横方向の引張り破断伸びが5％以上であると好適である。
【００１５】
また、紙基材の坪量としてはカップの大きさや形状にも依るが、一般には150ｇ／ｍ２以上350ｇ／ｍ２以下の範囲が使用可能である。使用するパルプとしては漂白した木材パルプ、セルロース系の非木材パルプの使用が好ましい。
【００１６】
また、紙基材に耐水性を付与するためにロジン樹脂系の酸性サイズ剤、及びアルキルケテンダイマー、無水コハク酸無水物等の中性サイズ剤の使用が可能である。更に前述の課題をクリアーできる範囲で成紙時、定着剤、填料、染料、紙力向上剤、歩留り向上剤等の内添薬品、表面サイズ剤、表面紙力剤、顔料、染料等の外添薬品の添加付与が可能である。
【実施例】
【００１７】
以下に実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例及び比較例で製造した紙カップ用原紙について、下記の項目について評価した。
【００１８】
＜評価方法＞
・樹脂膜の引張破壊伸び：ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した。
・トップカール適性：ドイツ・へラーフ社製カップ成型機ヘラーフ・BMP200型を用いポリエチレンラミネート紙と同様の成型条件で成型した。
評価基準；  ○：トップカール部のフィルム層の切断、亀裂無し、紙層との剥がれ無し    ×：トップカール部のフィルム層の切断、亀裂、紙層との剥がれの何れか有り
・耐ブロッキング性：紙カップ原紙製造時、巻き取りを巻き戻したときのブロッキングの程度を観察した。
評価基準；  ○：ブロッキング無し    ×：ブロッキング有り
・再生性：ＪＩＳ  Ｐ  ８２０９（パルプ試験用手抄き紙調製方法）に示される標準離解機を用いて、常温の水道水2リットルに約2.5ｃｍ角に切断した試料を試料濃度が3％になる量を加えて、15分間離解処理を行った。乾燥後の重量が60ｇ／ｍ２相当になるように離解原料を採取し手抄き紙を作成した。目視により離解程度を観察した。
評価基準；  ○：未離解物が無く離解性良好    ×：未離解物が有り離解性不良
・ヒートシール性：前述（トップカール適性）のカップ成型機で成型した紙カップのヒートシール部分を目視観察した。
評価基準；  ○：ヒートシール部を剥がすと紙層破壊する    ×：ヒートシール部を剥がすと樹脂層と紙層間で剥離あるいは一部紙層間破壊を伴って樹脂層と紙層間で剥離
・耐水性：ＪＩＳ  Ｐ−８１４０に準じて行った（コッブ法吸水度）。ただし、吸水処理時間を2分とした。評価は、ポリエチレンラミネート紙（吸水度：0ｇ／ｍ２）並みを目標とした。
【００１９】
［実施例１］
坪量220ｇ／ｍ２のカップ原紙（商品名：ＣＵＰ−ＨＤ、日本製紙（株）製）を紙基材としてその片面に、引張破壊伸びが155％である合成樹脂エマルジョン（サイデン化学製X-504-302E-1）を固形分で16ｇ／ｍ２となるようにエアーナイフコーターにより片面塗工し、紙カップ用原紙を得た。コーター塗工時、巻取りを巻き返した時のブロッキングの程度を確認した。更に紙カップ成型機を用い成型した。成型時後、紙カップのトップカール適性、ヒートシール性を確認した。別に紙カップ用原紙の再生性、耐水性（コッブ吸水度）について評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２０】
［実施例２］
引張破壊伸びが40％である合成樹脂エマルジョン（サイデン化学製Ｎ−４）を用いた以外は、実施例１と同様に樹脂塗工、紙カップを作成し、評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２１】
［比較例１］
実施例２と同様の合成樹脂エマルジョンを用い、樹脂塗工量が5ｇ／ｍ２であること以外は、実施例１と同様に樹脂塗工、紙カップを作成し、評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２２】
［比較例２］
引張破壊伸びが240％である合成樹脂エマルジョン（サイデン化学製X-504-302E-3）を用いた以外は、実施例１と同様に樹脂塗工を行った。樹脂塗工紙の巻取りの巻き替え時、ブロッキングが発生し、それ以降の評価は実施できなかった。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２３】
［比較例３］
引張破壊伸びが5％である合成樹脂エマルジョン（サイデン化学製SK-14）を用いた以外は、実施例１と同様に樹脂塗工、紙カップを作成し、評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２４】
［比較例４］
実施例１で使用したカップ原紙にポリエチレンラミネート（膜厚：16μｍ）した片面ポリエチレンラミネート紙を用い紙カップを作成し、評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００２５】
【表１】
2006104586.tif 000002
【００２６】
表１に示されるように、実施例のＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準じて測定した引張破壊伸びが10％以上160％未満である合成樹脂皮膜層を設け、合成樹脂皮膜層の塗工量が片面あたり10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下である紙カップ用原紙は、トップカール適性、再生性、耐水性、ヒートシール性の全ての項目において優れ、ブロッキングは発生しなかった。これに対して、合成樹脂皮膜層の塗工量が10ｇ／ｍ２未満である比較例１の紙カップ用原紙は、トップカール適性、耐水性、ヒートシール性が劣っていた。引張破壊伸びが160％以上である合成樹脂皮膜層を設けた比較例２の紙カップ用原紙は、ブロッキングが発生し、再生性も劣っていた。引張破壊伸びが10％未満である合成樹脂皮膜層を設けた比較例３の紙カップ用原紙は、トップカール適性、ヒートシール性が劣っていた。ポリエチレンラミネート紙である比較例４の紙カップ用原紙は再生性に劣っていた。