(57)【要約】【課題】発泡断熱紙容器の断熱性と表面の美麗性に優れた、発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法、発泡断熱紙容器用シートの製造方法、発泡断熱紙容器の製造方法および発泡断熱紙容器用紙基材を提供する。【解決手段】紙基材１の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層２を形成する発泡断熱紙容器用紙基材３の製造方法であって、前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用紙基材３とその製造方法である。また、当該発泡断熱紙容器用紙基材３を用いた発泡断熱紙容器用シートおよび発泡断熱紙容器の製造方法である。【選択図】図４
2019090130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法であって、
前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、
前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【請求項２】
前記水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール、澱粉類およびポリアクリルアミド類から選ばれる少なくとも１つを含有する請求項１に記載の発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【請求項３】
坪量当たりの透気抵抗度が１．５〜６．０ｓ／ｇ／ｍ２である請求項１または請求項２に記載の発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【請求項４】
紙基材の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層を有する発泡断熱紙容器用シートの製造方法であって、
前記紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、
前記水溶性樹脂層の上に前記熱可塑性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用シート形成工程を有し、
前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、
前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用シートの製造方法。
【請求項５】
胴部材および底板部材の少なくとも一方に発泡断熱紙を用いた発泡断熱紙容器の製造方法であって、
紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、
前記水溶性樹脂層の上に熱可塑性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用シート形成工程と、
前記発泡断熱紙容器用シートを用いて紙容器を成形する紙容器成形工程と、
前記紙容器に加熱処理を施して発泡断熱紙容器を形成する発泡断熱紙容器形成工程を有し、
前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、
前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器の製造方法。
【請求項６】
紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターによって塗工された水溶性樹脂を含有する水溶性樹脂層を有する発泡断熱紙容器用紙基材であって、
前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、
前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用紙基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法、発泡断熱紙容器用シートの製造方法、発泡断熱紙容器の製造方法および発泡断熱紙容器用紙基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
断熱性容器は、ファーストフード店、列車内、自動販売機などにおいてコーヒーなどの温飲料やスープなどの温食品を購入者に提供する際の容器として、あるいはカップ入り即席ラーメンの容器などとして、使用されている。
【０００３】
従来、このような用途に使用される断熱性容器としては、発泡ポリスチレン製容器が知られている。発泡ポリスチレン製容器は、ポリスチレンに発泡剤を加えた原料をモールド内に注入し、原料に熱と圧力を加えて発泡させ、成形することによって製造される。このようにして得られた発泡ポリスチレン製容器は、容器全体を発泡させているため、嵩高であり、断熱性の点では非常に優れているものの、使用後のゴミの量が多くなるという問題がある。また、発泡ポリスチレン製容器は、焼却処分する際に高熱を発するため、焼却炉への影響が懸念される。さらに、石油資源の節約という観点からもその使用の見直しが求められている。
【０００４】
また、発泡ポリスチレン製容器の外表面には微小な凹凸が多数存在するため、容器の外表面に模様、文字、記号などを印刷しても鮮明に表現されにくいという問題がある。さらに、発泡ポリスチレン製容器は、紙製の断熱性容器と比べると、強度が弱いため、カップ入り即席ラーメン用容器などの比較的大きな容器として用いると、輸送中に割れが発生するなどの問題があった。
【０００５】
これらの問題に対して、次のような先行技術が開示されている。例えば、特許文献１には、紙基材の少なくとも片面にポリエチレン等の熱可塑性樹脂層を積層した発泡断熱紙製容器用シートにおいて、紙基材の表面がカレンダーサイズプレスによって処理されている発泡断熱紙製容器用シートが開示されている。
また、この特許文献１には、前記した発泡断熱紙製容器用シートを胴部材および／または底板部材に用いた発泡断熱紙製容器が開示されている。この発泡断熱紙製容器は、前記発泡断熱紙製容器用シートの前記紙基材が含有する水分を加熱蒸発させ、前記熱可塑性樹脂層を発泡させて得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２１４０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の発泡断熱紙製容器では、基材の主体は紙であるため、全体が発泡ポリスチレンからなる容器に比べて石油の使用量が少なく、環境負荷が小さい。しかし、特許文献１に記載の発泡断熱紙製容器は、加熱発泡時に紙基材から発生する水蒸気の透過量が場所によって均一ではないため、熱可塑性樹脂層の発泡が不均一となり、表面の美麗性において改善の余地を残すものであった。
また、発泡断熱紙製容器には当然ながら断熱性を有することが要求される。
【０００８】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、発泡断熱紙容器の断熱性と表面の美麗性に優れた、発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法、発泡断熱紙容器用シートの製造方法、発泡断熱紙容器の製造方法および発泡断熱紙容器用紙基材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、発泡樹脂層となる熱可塑性樹脂層を積層する前の紙基材の製造方法について検討を加えた。紙基材の表面に水溶性樹脂層を設けると、加熱発泡時に紙基材から発生する水蒸気の透過を適度にバリアして、水蒸気の透過量の場所によるばらつきを小さくすることができる。そして、水溶性樹脂層の塗工方法として特定の塗工装置を用いることによって、塗工量や水溶性樹脂の紙基材への浸透厚さを均一に制御することが可能となり、発泡断熱紙容器の断熱性や美麗性を改善できることを見出して、本発明を完成するに至った。本発明は、以下のような構成を有している。
【００１０】
（１）紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法であって、前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【００１１】
（２）前記水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール、澱粉類およびポリアクリルアミド類から選ばれる少なくとも１つを含有する（１）に記載の発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【００１２】
（３）坪量当たりの透気抵抗度が１．５〜６．０ｓ／ｇ／ｍ２である（１）または（２）に記載の発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法。
【００１３】
（４）紙基材の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層を有する発泡断熱紙容器用シートの製造方法であって、前記紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、前記水溶性樹脂層の上に前記熱可塑性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用シート形成工程を有し、前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用シートの製造方法。
【００１４】
（５）胴部材および底板部材の少なくとも一方に発泡断熱紙を用いた発泡断熱紙容器の製造方法であって、紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、前記水溶性樹脂層の上に熱可塑性樹脂層を形成する発泡断熱紙容器用シート形成工程と、前記発泡断熱紙容器用シートを用いて紙容器を成形する紙容器成形工程と、前記紙容器に加熱処理を施して発泡断熱紙容器を形成する発泡断熱紙容器形成工程を有し、前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器の製造方法。
【００１５】
（６）紙基材の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターによって塗工された水溶性樹脂を含有する水溶性樹脂層を有する発泡断熱紙容器用紙基材であって、前記水溶性樹脂層の片面あたりの形成量が０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、前記水溶性樹脂の前記紙基材への浸透厚さが５〜５０μｍであることを特徴とする発泡断熱紙容器用紙基材。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法、発泡断熱紙容器用シートの製造方法、発泡断熱紙容器の製造方法によると、熱可塑性樹脂層が均一に発泡し、断熱性と表面の美麗性に優れた発泡断熱紙容器を得ることができる。本発明の発泡断熱紙容器用紙基材は、断熱性と表面の美麗性に優れた発泡断熱紙容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る発泡断熱紙容器の模式的断面図である。
【図２】図１のＡで示された部分の拡大断面図である。
【図３】本実施形態に係る発泡断熱紙容器用紙基材の模式的断面図である。
【図４】本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シートの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について以下説明する。ただし、本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る発泡断熱紙容器の模式的断面図である。また、図２は、図１のＡで示された部分の拡大断面図である。図１に示すように、本実施形態において、発泡断熱紙容器８は、胴部材６および底板部材７に発泡断熱紙２０が用いられている。尚、当該発泡断熱紙２０は、胴部材６および底板部材７のいずれか一方に用いてもよい。当該発泡断熱紙２０は、図２に示すように、紙基材１の少なくとも片面に熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂層９を有している。発泡断熱紙２０は、当該紙基材１と当該発泡樹脂層９との間に、水溶性樹脂層２を有している。図２において、水溶性樹脂層２は、紙基材１の両方の面に形成されている。さらに、発泡断熱紙２０は、その外壁面側に前記した発泡樹脂層９を有し、その内壁面側に後記する高融点熱可塑性樹脂層１０を有している。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シートの模式的断面図である。本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シート５は、上記の発泡断熱紙２０を製造するために用いられるものである。本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シート５は、紙基材１の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層４を有し、当該紙基材１と当該熱可塑性樹脂層４との間に、水溶性樹脂層２を有している。当該熱可塑性樹脂層４は、加熱処理によって発泡して、発泡樹脂層９となる（図２参照）。
【００２１】
図４は、本実施形態に係る発泡断熱紙容器用紙基材の模式的断面図である。本実施形態に係る発泡断熱紙容器用紙基材３は、上記の発泡断熱紙容器用シート５を製造するために用いられるものである。本実施形態に係る発泡断熱紙容器用紙基材３は、紙基材１の少なくとも片面に水溶性樹脂層２を有している。水溶性樹脂層２上に熱可塑性樹脂層４を設けることによって、上記の発泡断熱紙容器用シート５が形成される。
【００２２】
発泡断熱紙容器用シート５を胴部材６や底板部材７に用いて、紙容器を成形する。その後、当該紙容器を加熱することによって、紙基材１や水溶性樹脂層２中に含まれる水分が気化して水蒸気となる。発生した水蒸気は、水溶性樹脂層２を透過して、加熱された熱可塑性樹脂層４中に浸透し、熱可塑性樹脂を発泡させて、熱可塑性樹脂層４は発泡樹脂層９へと変わる。その結果、前記紙容器は断熱性を有した発泡断熱紙容器８となる。
【００２３】
［発泡断熱紙容器用紙基材］
発泡断熱紙容器用紙基材３は、紙基材１と、その少なくとも片面に水溶性樹脂層２を有している。紙基材１の表面に水溶性樹脂層２が形成されていないと、加熱したときに、水蒸気が紙基材１から直接放出されるため、水蒸気の透過量が紙基材１の場所によって不均一となり、熱可塑性樹脂層４の発泡において部分的に過発泡が発生し易い傾向にある。過発泡部分が存在すると、発泡形態が不均一となり、表面に凹凸が生じるため、発泡断熱紙容器８の断熱性と表面の美麗性が共に低下する。
以下、本実施形態を構成する各部材について説明する。
【００２４】
（水溶性樹脂）
水溶性樹脂は、水に溶解する樹脂である。水溶性樹脂は、造膜性を有する水溶性高分子であれば特に限定されない。水溶性樹脂としては、例えば、完全ケン化型ポリビニルアルコール、部分ケン化型ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール、澱粉類、ポリアクリルアミド類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロースなどのセルロースエーテル及びその誘導体、などが挙げられる。これらを単独、あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００２５】
水溶性樹脂の中では、加工適性の観点から、ポリビニルアルコール、澱粉類およびポリアクリルアミド類から選ばれる少なくとも１つを含有することが好ましい。
【００２６】
（ポリビニルアルコール）
ポリビニルアルコールは、化学式［−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）−］ｎ［−ＣＨ２ＣＨ（ＯＣＯＣＨ３）−］ｍで表され、ＰＶＯＨやＰＶＡ、ポバールなどと呼称されている。ポリビニルアルコールは、一般的には、酢酸ビニルモノマーを重合して得られたポリ酢酸ビニル樹脂をけん化することで製造される。なお、前記化学式において、ｎはけん化部分を示し、ｍは未けん化部分を示す。
【００２７】
ポリビニルアルコールとして、部分けん化型ポリビニルアルコールまたは完全けん化型ポリビニルアルコール（本実施形態では、けん化度９０モル％以上のものをいう）を用いることができる。なお、ｎ＋ｍで平均重合度が表され、｛ｎ／（ｎ＋ｍ）｝×１００でけん化度（モル％）が表される。平均重合度は、酢酸ビニルモノマーを重合させる工程で酢酸ビニルモノマーをどれだけ結合するかによって任意に調節できる。けん化度は、ポリ酢酸ビニル樹脂をけん化する工程で酢酸ビニル単位をどれだけ水酸基へ変換するかによって任意に調節できる。平均重合度およびけん化度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６−１９９４に準じて測定できる。
【００２８】
また、ポリビニルアルコールとして、水酸基（ＯＨ基）や酢酸基（ＯＣＯＣＨ３基）以外の官能基を導入していない未変性ポリビニルアルコールを用いることができる。さらに、ポリビニルアルコールとして、水酸基や酢酸基以外の官能基を導入した変性ポリビニルアルコールを用いることもできる。変性ポリビニルアルコールに導入される官能基としては、例えば、カルボキシル基、カルボニル基、スルホン酸基、シラノール基、カチオン基、アルキル基などが挙げられる。すなわち、変性ポリビニルアルコールとしては、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、末端アルキル変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール類などが挙げられる。
【００２９】
ポリビニルアルコールが紙基材１上に形成させる皮膜の材料として優れている理由について、以下のように考えている。ポリビニルアルコールは、ポリマー分子中に親水性の官能基（水酸基）と疎水性の官能基（酢酸基）が適度に共存していることから、紙基材１上に強固に密着した皮膜を形成すると同時に、水蒸気を適度にバリアすることができる。そのため、紙基材１上に強固に密着したポリビニルアルコール層が形成されると、水蒸気の透過量を適度に制御して、水蒸気の透過量が場所によってばらつくことを抑制することができる。その結果、熱可塑性樹脂層４の発泡状態を均一にさせることができ、断熱性を向上させることができる。
【００３０】
ポリビニルアルコールの平均重合度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６−１９９４に準拠して測定した場合には、３００〜４０００が好ましく、５００〜３０００がより好ましく、１０００〜２０００がさらに好ましい。平均重合度を３００以上とすることによって、成膜性が向上する。また、平均重合度を４０００以下とすることによって、水への溶解性が向上し、溶液粘度が高くならず、塗工することが容易となる。
【００３１】
ポリビニルアルコールのけん化度は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、９５モル％以上がさらに好ましい。けん化度を８０モル％以上とすると、水溶性が高まり、成膜性が向上する。ポリビニルアルコールは、市販されているものの中から適宜選択して用いることができる。
【００３２】
（澱粉類）
澱粉類としては、未変性の澱粉、酵素変性澱粉、熱化学変性澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉（例えば、ヒドロキシエチル化澱粉など）、カチオン化澱粉などが挙げられる。
【００３３】
（ポリアクリルアミド類）
ポリアクリルアミド類としては、ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、ノニオン性ポリアクリルアミドなどが挙げられる。カチオン性ポリアクリルアミドとしては、アミノ基、４級アンモニウム塩、アゼチジニウム環等の官能基を有するポリアクリルアミドが挙げられる。アニオン性ポリアクリルアミドとしては、カルボキシル基、スルホン基等を有するポリアクリルアミドが挙げられる。ノニオン性ポリアクリルアミドとしては、水酸基、アミド基等を有するポリアクリルアミドが挙げられる。両性ポリアクリルアミドは、カチオン性とアニオン性の両方の官能基を有するポリアクリルアミドである。
【００３４】
（水溶性樹脂層）
水溶性樹脂層２は、紙基材１の少なくとも片面に設けることができ、紙基材１の両面に設けることもできる。紙基材１上に強固に密着した水溶性樹脂層２が形成されると、水蒸気の透過量を適度に制御して、水蒸気の透過量の場所によるばらつきを小さくすることができる。その結果、熱可塑性樹脂層４の発泡状態を均一にさせることができ、発泡断熱紙容器８の断熱性を向上させることができる。
【００３５】
また、後記するように、発泡樹脂層９となる熱可塑性樹脂としてはポリエチレンが使用されることが多い。紙基材１の表面に水溶性樹脂層２が存在することによって、後工程で水溶性樹脂層２の上に積層される熱可塑性樹脂が紙基材１に強固に密着する。その結果、発泡時の紙基材１からの水蒸気の透過量がより一層均一となり、熱可塑性樹脂の過発泡が抑えられ、発泡形態が均一となる。
【００３６】
水溶性樹脂層２は、水溶性樹脂を主成分とする層であるが、必要に応じて、発明の効果を妨げない範囲で適宜他の樹脂成分を含有させてもよい。
【００３７】
［発泡断熱紙容器用紙基材の製造方法］
本発明者らは、紙基材１のの少なくとも片面に水溶性樹脂層２を形成する発泡断熱紙容器用紙基材３の製造方法について検討を重ねた。その結果、水溶性樹脂層２の形成方法として、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工する塗工方法を採用することによって、水溶性樹脂の塗工量や紙基材１への浸透厚さを均一に制御することが可能となることを見出した。そして、水溶性樹脂の塗工量および紙基材１への浸透厚さを所定の範囲とした水溶性樹脂層２を形成することで発泡断熱紙容器８の断熱性と表面の美麗性とを共に満足できることを見出した。すなわち、本実施形態では、水溶性樹脂を含有する塗工液を紙基材１に塗布または含浸する装置として、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いる。
【００３８】
ブレードコーターとは、バッキングロールを抱いて紙基材１を通し、スリット状の開口部から吐出させたり、アプリケーターロールを介して転写させたりして、紙基材１上に供給し付着させた塗工液を、ブレードを用いて必要量だけ残る様に計量してかき取ることによって塗工する装置である。すなわち、紙基材１を横断する長さを有したブレード（板刃）を紙基材１に対して斜めに傾けて近接して配置して、紙基材１とブレードとの隙間を通過できない余分な塗工液をブレードで削り落とし、所定の塗工量に調整して塗布する方式のコーターである。
【００３９】
ロッドコーターとは、ブレードコーターと同様に、アプリケーターロール等を介して紙基材１上に供給し付着させた塗工液を、平滑なロッド、ワイヤーを巻いたロッドまたは表面に多数の溝を有したロッドを用いてかき取ることによって塗工する装置であり、バーコーターともいう。すなわち、紙基材１を横断する長さを有したロッドを紙基材１に対して近接して配置して、紙基材１とロッドとの隙間を通過できない余分な塗工液をロッドで削り落とし、所定の塗工量に調整して塗布する方式のコーターである。中でも、水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さを必要以上に増加させないために、平滑なロッドを用いて高濃度の塗工液を塗工することが好ましい。
【００４０】
ブレードコーターおよびロッドコーターは、いずれも高速かつ平滑に塗工液を塗工することが可能であり、また、高濃度の塗工液を薄く均一に塗工することが可能である。そのため、紙基材１上に水溶性樹脂を含有する比較的高濃度の塗工液を薄くかつ均一な厚さに塗工することができる。水溶性樹脂を含有する高濃度の塗工液であれば、溶液粘度が高いため、紙基材１に塗工した後に、塗工液が紙基材１に浸透することが抑制される。そのため、水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さを小さくすることができる。また、高濃度の塗工液を用いると、水溶性樹脂層２中の水溶性樹脂濃度を高めることができる。以上のことから、水溶性樹脂の塗工量を少なくしても、均一かつ効果的に、紙基材１から発生する水蒸気をバリアすることができる。
【００４１】
ブレードコーターとロッドコーターでは、ブレードコーターの方がロッドコーターよりかき落とし時の線圧が高く、精密に塗工量の調整をすることができ、膜厚の均一性にも優れているため、好ましい。
【００４２】
従来から用いられているコーターとして、カレンダーサイズプレスやツーロールサイズプレスがある。これらのコーターでは、薄い塗工膜を形成しようとすると、水溶性樹脂を濃度を低くして、溶液粘度を下げる必要があった。その結果、塗工液が紙基材１により深く浸透し、また、水溶性樹脂層２中の水溶性樹脂濃度も低いものとなり、紙基材１から発生する水蒸気をバリアする性能にも劣るものとなった。
【００４３】
尚、ブレードコーターまたはロッドコーターによって塗工された水溶性樹脂を含有する水溶性樹脂層２を有する発泡断熱紙容器用紙基材３を規定するにあたり、従来から用いられてきたコーター等との差違を定量的に規定することが困難であり、その構造や特性によって直接特定することが実際的に困難であるため、物の製造方法で規定する方法を採用した。
【００４４】
塗工液の溶剤としては、通常、水が用いられる。必要に応じて、水に可溶のアルコール等の有機溶剤を混合して用いてもよい。塗工液には、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、染料、顔料、サイズ剤、耐水化剤、紙力増強剤、分散剤、可塑剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、保水剤、防腐剤、着色染料、着色顔料、紫外線防止剤等の各種公知の助剤を併用してもよい。
【００４５】
塗工液を塗布した後に、塗工層を乾燥させる方法は、特に限定されず、公知の抄紙工程または乾燥工程において用いられる方法の中から適宜選択すればよい。また、水溶性樹脂層２を形成した後に、必要に応じて平滑化処理を行うことができる。平滑化処理は、通常のスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカレンダー等の平滑化処理装置を用いて、オンマシンまたはオフマシンで行われる。
【００４６】
（水溶性樹脂層の形成量）
水溶性樹脂層２の片面あたりの形成量は、固形分で０．０５〜６．０ｇ／ｍ２であり、０．０８〜２．０ｇ／ｍ２がより好ましい。水溶性樹脂層２の形成量がこの範囲にあると、熱可塑性樹脂層４を均一に発泡させることができ、発泡後の厚さを厚くすることができ、断熱性が向上する。また、水溶性樹脂層２の形成量がこの範囲にあると、形成量が適量であるので熱可塑性樹脂層４を発泡させた場合に表面に大きな凹凸などが生じ難く、美麗性を高めることができる。さらに、水溶性樹脂層２の形成量がこの範囲にあると、塗工液を塗布するときに抄紙工程または乾燥工程における設備汚れを軽減でき、汚れが脱落して発泡断熱紙容器８に異物となって混入することを防ぐことができる。水溶性樹脂層２の片面あたりの形成量が０．０５ｇ／ｍ２未満であると、均質な発泡が得られずに表面に凹凸が生じて、美麗性が劣るおそれがある。一方、水溶性樹脂層２の片面あたりの形成量が６．０ｇ／ｍ２を超えると、熱可塑性樹脂を十分に発泡させることができず、断熱性が劣るおそれがある。水溶性樹脂層２の形成量は、形成前後の重量変化量から測定することができる。
【００４７】
（水溶性樹脂の紙基材への浸透厚さ）
水溶性樹脂を含有する塗工液を紙基材１に塗工すると、塗工液は紙基材１の表面から内部に向けて浸透する。その後、塗工液を乾燥させることによって固化し、水溶性樹脂層２が形成される。本実施形態では、紙基材１に浸透して固化した水溶性樹脂も水溶性樹脂層２の一部とみなす。
【００４８】
水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さは５〜５０μｍであり、１０〜３５μｍが好ましく、１５〜２５μｍがより好ましい。水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さがこの範囲にあると、熱可塑性樹脂層４を均一に発泡させることができ、発泡後の厚さを厚くすることができ、断熱性が向上する。また、水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さがこの範囲にあると、紙基材１から発生する水蒸気の透過を適度にバリアできるため、水蒸気の透過量の場所によるばらつきを小さくできる。その結果、発泡セルを小さく均質に形成でき、表面の平坦性や美麗性を高めることができる。水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さが５μｍ未満であると、水溶性樹脂層２が水蒸気の透過を過度にバリアしてしまうため、熱可塑性樹脂層４を十分に発泡させることができず、断熱性を低下させるおそれがある。一方、水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さが５０μｍを超えると、水蒸気透過量が均一にならず、発泡が不均一となり、美麗性が低下するおそれがある。水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さは、ブレードまたはロッドの圧力、ブレードまたはロッド−紙間の隙間寸法、ブレードの角度、塗工液の粘度などによって、適宜調整することができる。水溶性樹脂の紙基材１への浸透厚さは、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡などを用いて、断面の拡大写真から測定することができる。
【００４９】
（紙基材）
紙基材１は通常、パルプから構成される。紙基材１を構成するパルプの種類は特に限定されない。パルプの種類としては、例えば、針葉樹材の晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、広葉樹材の晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等の木材系パルプ、靭皮パルプ、リンターパルプ、麻パルプ等の非木材パルプ等の天然パルプが挙げられる。これらのパルプは、１種単独、または２種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、品質やコストの面から木材パルプを使用することが好ましい。
【００５０】
紙基材１を構成するパルプのＪＩＳ  Ｐ  ８１２１−２０１２に準じて測定したろ水度（カナダ標準ろ水度、Ｃ.Ｓ.Ｆ.）は、３００〜６００ｍｌに調整することが好ましい。パルプのろ水度は、前記した少なくとも１種のパルプを叩解して上記範囲に調整すればよい。２種類以上のパルプを使用する場合には、別々に叩解したパルプを混合して上記範囲にしてもよいし、予め混合したパルプを叩解して上記範囲に調整してもよい。パルプのろ水度が３００ｍｌ以上であると、抄紙工程での脱水が遅くなるおそれがなく、操業性が向上する。また、パルプのろ水度が６００ｍｌ以下であると、紙力が低下するおそれがない。パルプのろ水度は、より好ましくは３００〜４５０ｍｌである。
【００５１】
（多層材）
紙基材１としては、原料や特性等の異なる複数の紙基材を積層させた多層材を用いてもよい。また、紙基材１は、パルプ層と澱粉層とを交互に重ねた多層材としてもよい。紙基材１を多層材とすると、地合いを均一にできるため、発泡時の紙基材１からの水蒸気の透過量がより一層均一となり、過発泡が抑えられ、発泡形態が美麗となる。また、澱粉層は、バリア性を過度に上げることなく、水蒸気の透過を妨げることがない。
【００５２】
（澱粉層）
パルプ層と澱粉層とを交互に重ねた多層材において、澱粉層は、パルプ層とパルプ層の間に設けられることによって、パルプ層とパルプ層を強固に接着するものである。澱粉層としては、例えば、カチオン化澱粉、ジカルボン酸エステル澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、エーテル化澱粉、アセチル化澱粉、酸化澱粉などを用いることができる。なお、本実施形態においては、カチオン化澱粉を含んでいることが好ましい。このようにすると、前記したように、地合いを均一にできるため、発泡時の紙基材からの水蒸気の透過量がより一層均一となり、過発泡が抑えられ、発泡形態が均一となる。また、カチオン化澱粉を用いた澱粉層は、バリア性を過度に上げることなく、水蒸気の透過をより妨げることがない。
【００５３】
澱粉層の形成量は、０．５〜２．０ｇ／ｍ２が好ましい。澱粉層の形成量が０．５ｇ／ｍ２以上であると、パルプ層とパルプ層の接着力を高めて、層間強度が向上する。また、澱粉層の形成量が２．０ｇ／ｍ２以下であると、発泡時に澱粉層がパルプ層からの水蒸気を効果的に透過させ、熱可塑性樹脂層４を十分に発泡させることができる。そのため、発泡倍率が高くなり、断熱性が向上する。
【００５４】
パルプ層と澱粉層とを交互に重ねた多層材は、例えば、パルプ層を２層、３層、４層、６層またはそれ以上とすることができ、隣り合うパルプ層とパルプ層の間に澱粉層を介在させることができる。なお、本実施形態においては、紙基材を多層材とする場合、多層材の両側の最外層がパルプ層であるのが好ましい。このようにすると、多層材の外側にパルプ層が配置されるので、後記する熱可塑性樹脂層４がパルプ層に一部浸透し、熱可塑性樹脂層４とパルプ層の密着性が高まる。また、多層材の外側にパルプ層が配置されるので、澱粉層が剥がれ落ちるなどの不具合がなくなり、取扱い性と生産性が向上する。
【００５５】
澱粉層は、湿紙上に澱粉を塗布することによって形成することができる。澱粉を塗布する方法は特に限定されるものではないが、例えば、澱粉水溶液を所定量スプレーで塗布することによって得ることができる。
【００５６】
（抄紙）
紙基材１の抄紙方法および抄紙機の型式は、特に限定されるものではなく、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、ギャップフォーマー、ハイブリッドフォーマー（オントップフォーマー）等の公知の抄紙方法および抄紙機が選択可能である。
また、抄紙時のｐＨは酸性領域（酸性抄紙）、疑似中性領域（疑似中性抄紙）、中性領域（中性抄紙）、アルカリ性領域（アルカリ性抄紙）のいずれでもよく、酸性領域で抄紙した後、紙基材の表面にアルカリ性薬剤を塗布してもよい。
【００５７】
（填料）
紙基材１を抄紙する際に配合する填料は、製紙分野で一般に使用されている填料が使用可能であり、特に限定されない。填料の例としては、クレー、焼成カオリン、デラミネートカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの無機填料、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子などの有機填料が例示できる。これらの填料は単独または２種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。前記の酸性抄紙であれば一般に、これらの填料から酸溶解性のものを除いたものが使用される。
【００５８】
紙基材１を抄紙する際に、填料は無配合とすることも可能である。紙基材１の填料を無配合とすると、紙基材１中に含まれる水分によって熱可塑性樹脂層４を発泡させる際に、発泡性が向上する。一方、紙基材１に填料を配合すると、得られる断熱紙製容器用シート５およびそれを用いた発泡断熱紙容器８の不透明度が向上する。
【００５９】
（内添助剤）
紙基材１を抄紙する際に、各種内添助剤を必要に応じて適宜選択して使用することが可能である。内添助剤の例としては、ロジン、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、アルケニルこはく酸無水物（ＡＳＡ）等の各種の内添サイズ剤、ノニオン性、カチオン性、両性の各種歩留まり向上剤、ろ水度向上剤、紙力向上剤、カチオン化澱粉などの各種澱粉類、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド、ポリアミン樹脂、ポリアミン、ポリエチレンイミン、植物ガム、ポリビニルアルコール、ラテックス、ポリエチレンオキサイド、親水性架橋ポリマー粒子分散物およびこれらの誘導体あるいは変性物等、硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、塩基性塩化アルミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等の塩基性アルミニウム化合物、水に易分解性のアルミナゾル等の水溶性アルミニウム化合物、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の多価金属化合物、シリカゾル、消泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等が挙げられる。
【００６０】
紙基材１の坪量は、特に限定されるものではないが、例えば、３０〜４００ｇ／ｍ２とすることができる。
【００６１】
（透気抵抗度）
発泡断熱紙容器用紙基材３の坪量あたりの透気抵抗度（透気抵抗度／坪量）は、１．５〜６．０ｓ／ｇ／ｍ２であることが好ましい。坪量あたりの透気抵抗度がこの範囲にあると、得られる発泡断熱紙容器用シート５およびそれを用いた発泡断熱紙容器８において、水蒸気の透過量を適度に抑制して、熱可塑性樹脂層４の発泡状態が均一となるため、断熱性と美麗性のバランスが良好となる。坪量あたりの透気抵抗度は、より好ましくは２．０〜５．５ｓ／ｇ／ｍ２、さらに好ましくは２．７〜５．０ｓ／ｇ／ｍ２、特に好ましくは３．０〜４．５ｓ／ｇ／ｍ２である。透気抵抗度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７；２００９に記載の王研式試験機法に準じて測定される。
【００６２】
（王研式平滑度）
発泡断熱紙容器用紙基材３の王研式平滑度は、３０〜５００秒であることが好ましい。王研式平滑度は、紙の表面の平滑性を規定するための指標となる単位である。王研式平滑度が３０秒以上であると、紙基材の表面性が高まり、面質が良好な発泡断熱紙容器用シート５が得られる。また、王研式平滑度が５００秒以下であると、高平滑度を得るためにキャレンダー等で紙基材を潰すため、紙基材の厚さが薄くなり過ぎることを抑え、発泡断熱紙容器８の成形加工適性が向上する。
王研式平滑度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１５５：２０１０に準じて測定される。
【００６３】
（地合い指数）
発泡断熱紙容器用紙基材３の地合い指数は、６０以上であるのが好ましく、８０以上であるのがより好ましく、８５以上であるのがさらに好ましい。地合い指数は、紙の均一性（ミクロの坪量の均一性、平滑性）を示す指数であり、数値が大きいほど、地合いが良好であることを意味する。地合い指数を所定値以上とすることにより、紙基材中の水分量分布が均一になる。そのため、発泡時の紙基材からの水蒸気の透過量がより一層均一となり、過発泡が抑えられ、発泡形態が均一となる。地合い指数は、市販されている３Ｄシートアナライザーで紙基材の透過強度を測定し、厚さのバラつきを数値化することで得られる。３Ｄシートアナライザーとしては、例えば、Ｍ／Ｋシステム社製のものを用いることができる。
【００６４】
（水分量）
発泡断熱紙容器用紙基材３の水分量は、紙基材が含有する水分量と水溶性樹脂層が含有する水分量の合計となる。紙基材が含有する水分量は、紙基材の坪量および含水率によって決定される。発泡断熱紙容器用紙基材３の水分量は、好ましくは１５〜３２ｇ／ｍ２であり、より好ましくは２０〜２３ｇ／ｍ２である。水分量は、調湿後、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２７；２０１０に準じて測定される。
【００６５】
（坪量）
発泡断熱紙容器用紙基材３の坪量は、好ましくは１００〜４００ｇ／ｍ２であり、より好ましくは２００〜４００ｇ／ｍ２であり、さらに好ましくは２２０〜４００ｇ／ｍ２であり、特に好ましくは２６０〜３５０ｇ／ｍ２である。坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると、水分量の関係から発泡が十分形成され、得られた発泡断熱紙容器８を手で把持したときに熱さを感じ難い。また、坪量が４００ｇ／ｍ２以下であると、発泡断熱紙容器８の成形加工適性が向上する傾向がある。
【００６６】
（密度）
発泡断熱紙容器用紙基材３の密度は、所望に応じて適宜設定すればよく、特に限定されることはないが、０．６０〜０．９９ｇ／ｃｍ３とすることが好ましい。なお、発泡断熱紙容器用紙基材３の密度が低くなるほど、熱可塑性樹脂層４を発泡させる際に水蒸気が紙基材１を通り易くなり、発泡性が向上する傾向が見られる。発泡断熱紙容器用紙基材３の密度が０．６０ｇ／ｃｍ３以上であると、発泡断熱紙容器８に必要な紙力が得られ易い。また、発泡断熱紙容器用紙基材３の密度が０．９９ｇ／ｃｍ３以下であると、熱可塑性樹脂層４を発泡させる際に水蒸気が紙基材を通り易くなり、発泡性が向上する傾向がある。
【００６７】
［発泡断熱紙容器用シート］
本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シート５は、前記したように、紙基材１の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層４を有し、紙基材１と熱可塑性樹脂層４との間に、水溶性樹脂層２を有している。この発泡断熱紙容器用シート５は、上記の発泡断熱紙容器用紙基材３の水溶性樹脂層２が形成されている表面上に熱可塑性樹脂層４を設けることによって形成される。また、発泡断熱紙容器用シート５を加熱処理することによって、紙基材１と水溶性樹脂層２に含まれる水分が加熱蒸発し、発生した水蒸気によって熱可塑性樹脂層４は発泡樹脂層９となる。以下、発泡断熱紙容器用シート５について説明するが、既に説明した構成要素については説明を省略する。
【００６８】
（熱可塑性樹脂層）
熱可塑性樹脂層４に使用する熱可塑性樹脂は、水溶性樹脂層２上に形成可能であり、かつ発泡させることが可能であれば特に制限されず、結晶性樹脂および非結晶性樹脂のいずれの熱可塑性樹脂も使用することが可能である。
【００６９】
結晶性樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等が挙げられる。
非結晶性樹脂の例としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、非結晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂は、単一の樹脂を単層で使用してもよいし、複数の樹脂を混合して使用してもよいし、複層で使用したりしてもよい。
【００７０】
上記の熱可塑性樹脂の中では、押し出しラミネート性および発泡性が優れることからポリエチレンが好ましい。ポリエチレンは、大きくは直鎖状低密度ポリエチレン（密度：９１０〜９３０ｋｇ／ｍ３、融点：１０２℃〜１２２℃）、低密度ポリエチレン（密度：９１０〜９３０ｋｇ／ｍ３、融点：１０２℃〜１２２℃）、中密度ポリエチレン（密度：９３０〜９４２ｋｇ／ｍ３、融点：１１０〜１３３℃）、高密度ポリエチレン（密度：９４２〜９７０ｋｇ／ｍ３、融点：１２７〜１３５℃）のように区分される。これらの中では、押し出しラミネート性および発泡性に特に優れることから、低密度ポリエチレンが好ましい。
【００７１】
熱可塑性樹脂層４の厚さは、所望する断熱性を有する発泡断熱紙容器８が得られればよく特に限定されないが、断熱性や加工性の観点から、発泡前の厚さは３０〜８０μｍであることが好ましい。
【００７２】
（高融点熱可塑性樹脂層、金属層）
本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シート５は、紙基材１の熱可塑性樹脂層４を形成した面とは反対側の面に、熱可塑性樹脂層４よりも融点の高い高融点熱可塑性樹脂層１０やアルミニウム箔等の金属層を積層してもよい。このような高融点熱可塑性樹脂層１０や金属層を有すると、発泡断熱紙容器用シート５を加熱して熱可塑性樹脂層４を発泡させる際に、紙基材１の熱可塑性樹脂層４を形成した面と反対側の面から水蒸気が蒸散することが抑制され、熱可塑性樹脂層４の発泡性が向上する。
【００７３】
このとき、高融点熱可塑性樹脂層１０に使用する熱可塑性樹脂の融点は、紙基材１中に含まれる水分を加熱蒸発させる際の加熱温度において溶融せず、水蒸気の拡散を防止できればよく、特に制限されないが、１２５℃以上であることが好ましい。また、紙基材１の表面に金属層を形成するためには、金属箔を積層してもよいし、金属層を蒸着法等の気相法で形成してもよい。
【００７４】
さらに、高融点熱可塑性樹脂層１０や金属層が発泡断熱紙容器８の胴部材６および底板部材７の少なくとも一方の内壁面側に存在すると、容器に充填した液体等が紙基材１中へ浸透することを抑制できるため好ましい。
【００７５】
また、発泡断熱紙容器用シート５の熱可塑性樹脂層４の上に高融点熱可塑性樹脂層１０を積層してもよい。熱可塑性樹脂層４の上に高融点熱可塑性樹脂層１０を積層すると、発泡断熱紙容器用シート５を加熱して熱可塑性樹脂層４を発泡させる際に、熱可塑性樹脂層４を貫通して水蒸気が蒸散することが抑制されるので、発泡性が向上する。
【００７６】
熱可塑性樹脂層４が発泡断熱紙容器８の胴部材６の外壁面側に存在する場合、一般にその表面は、発泡による凹凸が発生するため平滑ではない。熱可塑性樹脂層４の上に高融点熱可塑性樹脂層１０を積層すると、発泡断熱紙容器８の胴部表面を平滑にすることができるため、特に美麗性に優れた発泡断熱紙容器８を得ることができる。
【００７７】
高融点熱可塑性樹脂層１０に使用する熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂層４に使用する熱可塑性樹脂と同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。例えば、熱可塑性樹脂層４に使用する熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂層１０に使用する熱可塑性樹脂の両方にポリエチレンを選択する場合、熱可塑性樹脂層４は低密度ポリエチレンを、高融点熱可塑性樹脂層１０は中密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンを選択することで、高融点熱可塑性樹脂層１０の融点を熱可塑性樹脂層４より高くすることが可能となる。
【００７８】
熱可塑性樹脂層４と高融点熱可塑性樹脂層１０の融点の差、すなわち、熱可塑性樹脂層４に使用する熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂層１０に使用する熱可塑性樹脂の融点の差は５℃以上あることが好ましい。熱可塑性樹脂層４または高融点熱可塑性樹脂層１０において複数の種類の樹脂を積層して使用した場合は、熱可塑性樹脂層４に使用した樹脂のうち最も高い融点を有する樹脂と、高融点熱可塑性樹脂層１０に使用した樹脂のうち最も低い融点を有する樹脂について、融点の差が５℃以上あることが好ましい。
【００７９】
高融点熱可塑性樹脂層１０の厚さは、紙基材１の熱可塑性樹脂層４を積層した面と反対側の面から水蒸気が蒸散することを抑制したり、熱可塑性樹脂層４を貫通して水蒸気が蒸散することを抑制したりできればよく、特に限定されないが、２０〜５０μｍ程度である。特に、高融点熱可塑性樹脂層１０が発泡断熱紙容器８の胴部材６および底板部材７の少なくとも一方の内壁面側に存在する場合、高融点熱可塑性樹脂層１０の厚さが２０μｍ以上であると、容器に充填した液体等が紙基材１中へ浸透することを効果的に抑制することが可能である。
【００８０】
［発泡断熱紙容器用シートの製造方法］
発泡断熱紙容器用シート５の製造方法は、紙基材１の少なくとも片面に、ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて水溶性樹脂を塗工して水溶性樹脂層２を形成する発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、水溶性樹脂層２の上に熱可塑性樹脂層４を形成する発泡断熱紙容器用シート形成工程とを有している。
発泡断熱紙容器用紙基材形成工程は、発泡断熱紙容器用紙基材３の製造方法として前記した通りである。以下、発泡断熱紙容器用シート形成工程について説明する。
【００８１】
（発泡断熱紙容器用シート形成工程）
発泡断熱紙容器用シート５の形成工程では、紙基材１の水溶性樹脂層２の上に熱可塑性樹脂層４が形成される。熱可塑性樹脂層４の形成方法は、特に制限されず、押し出しラミネート法、ウェットラミネート法、ドライラミネート法等の各種方法を適宜使用して積層すればよい。押し出しラミネート法とは、紙基材１の水溶性樹脂層２の表面に、熱可塑性樹脂をＴダイから溶融樹脂膜の状態で押し出し、クーリングロールとこれに対向するニップロールとの間で冷却しつつ押圧・圧着する方法である。水溶性樹脂層２と熱可塑性樹脂層４との密着性、および熱可塑性樹脂層４の発泡性が良好となるため、押し出しラミネート法が好ましい。高融点熱可塑性樹脂層１０の形成方法についても同様である。
【００８２】
押し出しラミネート法の操業条件、すなわち、熱可塑性樹脂の溶融温度、積層速度等は、使用する熱可塑性樹脂の種類や装置により適宜設定すればよく特に制限されない。一般的に、溶融温度は２００〜３７０℃程度、積層速度は３０〜２００ｍ／分程度である。
【００８３】
［発泡断熱紙容器の製造方法］
発泡断熱紙容器８の製造方法は、発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と、発泡断熱紙容器用シート形成工程と、紙容器成形工程と、発泡断熱紙容器形成工程とを有している。
発泡断熱紙容器用紙基材形成工程と発泡断熱紙容器用シート形成工程は、前記した通りである。以下、紙容器成形工程と発泡断熱紙容器形成工程について説明する。
【００８４】
（紙容器成形工程）
紙容器成形工程では、発泡断熱紙容器用シート５を用いて紙容器を成形する。発泡断熱紙容器用シート５を用いて紙容器を成形する方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いて製造することができる。具体例としては、以下に説明する一般的なカップ成形機によって成形する方法がある。
【００８５】
まず、発泡断熱紙容器用シート５の所定箇所に、各種絵柄やバーコード等の胴部材ブランクに必要な印刷を施した後、胴部材ブランクを所定の形状に打ち抜く。印刷部分の位置決めなどは常用の方法によって行うことができる。
【００８６】
次に、胴部材ブランクとは別に、底板部材ブランクを用意する。底板部材ブランクは、胴部材ブランクと同様に、発泡断熱紙容器用シート５を打ち抜いて製造することができる。また、容器に充填した液体等が紙基材１中へ浸透することを防止するため、底板部材ブランクを本実施形態の発泡断熱紙容器用シート５とは異なる構成にすることもできる。底板部材ブランクに用いるシートとして、例えば、紙基材１上に熱可塑性樹脂を積層したシートやアルミ箔等で被覆したシートなどを用いることができる。
【００８７】
底板部材ブランクに用いる熱可塑性樹脂は、胴部材ブランクに用いる熱可塑性樹脂と同じ種類の樹脂であってもよいし、異なる樹脂であってもよい。両者の熱可塑性樹脂として同種の樹脂を用いたり、両者を同一の発泡断熱紙容器用シート５から作製して用いたりすると、胴部材６と底板部材７とが同時に発泡するため、発泡断熱紙容器８の断熱性が一層良好となる。特に、屋外や冬場、寒冷地で発泡断熱紙容器８を使用する場合、あるいはカップ麺など湯を注入後しばらく放置するものに発泡断熱紙容器８を使用する場合に、前記の構成の発泡断熱紙容器８は有効である。
【００８８】
次に、カップ成形機で胴部材ブランクと底板部材ブランクとを組み立てて容器の形とする。カップ成形機で胴部材ブランクと底板部材ブランクを組み立てて容器の形とする際に、熱可塑性樹脂層４は、胴部材６の外側および内側のどちらか一方あるいは両方に存在すればよく、所望する断熱性、美麗性、手触り等に応じて適宜決定すればよい。
【００８９】
（発泡断熱紙容器形成工程）
発泡断熱紙容器形成工程では、紙容器に加熱処理を施して発泡断熱紙容器８を形成する。本工程では、胴部材ブランクと底板部材ブランクを組み立てて容器の形とした後、加熱処理を行う。加熱処理を行うと、胴部材ブランクや底板部材ブランクの紙基材１等に含まれる水分が気化し、発生した水蒸気によって熱可塑性樹脂層４が発泡されて、発泡断熱紙容器８となる。発泡断熱紙容器８は、胴部材６および底板部材７の少なくとも一方に発泡断熱紙２０を用いており、当該発泡断熱紙２０は、紙基材１の少なくとも片面に熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂層９を有している。
【００９０】
加熱処理の条件（加熱温度、加熱時間）は、紙基材１および熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜設定すればよく、特に制限されない。加熱温度は熱可塑性樹脂の融点よりもやや高い温度（融点＋５℃〜融点＋１０℃程度）が好ましく、高融点熱可塑性樹脂層１０に使用する熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度がより好ましい。一般的に、加熱温度は１００〜２００℃程度、加熱時間は１〜６分間程度である。
【００９１】
加熱処理には、熱風、電熱、電子線など任意の手段を使用することが可能である。コンベヤによる搬送手段を備えたトンネル内で、連続的に加熱処理すると、発泡断熱紙容器８を安価かつ高い生産性で製造することができる。
【００９２】
このようにして発泡された発泡樹脂層９の厚さとしては、特に限定されるものではないが、例えば、８００〜１５００μｍとすることができる。発泡樹脂層９の厚さが８００μｍ以上であると、十分な断熱性が得られる。また、発泡樹脂層９の厚さが１５００μｍ以下であると、過発泡により表面に凹凸が生じ難く、美麗性が損なわれるおそれがない。
【００９３】
本実施形態に係る発泡断熱紙容器８では、必要に応じて、所望の効果を損なわない範囲で紙製容器の分野で公知の技術を適用することができる。例えば、胴部材６の外側の一部に合成樹脂成分を５〜４０質量％含有する塗料を塗布し、部分的に発泡を抑制する技術（特許第３０１４６２９号公報）、胴部材６の外側、すなわち、発泡断熱紙容器８の外壁面に発泡と同調して滑らかな印刷面を形成する同調インキを塗布する技術（特許第３４０８１５６号公報）、胴部材６の開口上縁に断面角型に強制加工した上部フランジ部を設け、その内側巻き込み端をフランジ部の上部に重合させて二重構造にする技術（特開２００１−３５４２２６号公報）等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。また、美麗性を高めるために、発泡断熱紙容器８の外壁面となる胴部材６の最表層に、顔料とバインダーを主成分とするインキ受理層を設けてもよい。
【００９４】
また、発泡断熱紙容器８に使用する蓋材については、前記底板部材ブランクと同様に、発泡断熱紙容器用シート５を打ち抜いたものを用いることができる。また、容器に充填した液体等が紙基材１中へ浸透することを防止するため、蓋材を本実施形態に係る発泡断熱紙容器用シート５とは異なる構成にすることもできる。蓋材に用いるシートとして、例えば、紙基材１上に熱可塑性樹脂を積層したシートやアルミ箔等で被覆したシートなどを用いることができる。
【００９５】
本実施形態に係る発泡断熱紙容器８は、自動販売機等に利用されるホットコーヒーなどの充填用の発泡断熱紙容器、熱湯を注入するインスタント食品用の発泡断熱紙容器、電子レンジによる調理用の容器等として使用することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例により本発明の効果を詳細に説明する。
なお、パルプのろ水度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１：２０１２に準じて測定した。
発泡断熱紙容器用紙基材の坪量は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４：２０１１に準じて測定した。
発泡断熱紙容器用紙基材の密度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８：１９９８に準じて測定した。
発泡断熱紙容器用紙基材の王研式平滑度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１５５：２０１０に準じて測定した。
発泡断熱紙容器用紙基材の地合い指数は、３Ｄシートアナライザー（Ｍ／Ｋシステム社製）で紙基材の透過強度を測定し、厚さのバラつきを数値化したものである。なお、地合い指数は高いほど好ましい。
発泡断熱紙容器用紙基材の水分量は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２７：２０１０に準じて測定した。
発泡断熱紙容器用紙基材の坪量あたりの透気抵抗度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７：２００９に記載の王研式試験機法に準じて測定した。
【００９７】
［実施例１］
（発泡断熱紙容器用紙基材）
パルプとして広葉樹晒クラフトパルプＬＢＫＰ（ろ水度４３０ｍｌ）を使用し、固形分換算でパルプ原料１００質量％に対し、カチオン化澱粉０．５質量％、ポリアクリルアミド系紙力増強剤（ＰＡＭ系紙力増強剤）０．１質量％、アルキルケテンダイマー系サイズ剤０．３０質量％、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン系樹脂（ＰＡＥ系湿潤紙力増強剤）０．１質量％を添加した紙料スラリーを長網抄紙機で抄紙した。抄紙して得られたパルプ層を５枚用い、各層間にカチオン化澱粉を塗工量１．０ｇ／ｍ２で塗工し、パルプ層が５層となる紙基材（原紙）を得た。
【００９８】
次いで、得られた紙基材の両面（両側の最外層）にブレードコーターにより中間けん化型ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本酢ビ・ポバール株式会社製、製品名：ＪＭ１７、けん化度９６．５モル％）を片面あたり固形分で０．０８ｇ／ｍ２（両面で０．１６ｇ／ｍ２）となるように塗工、乾燥して、実施例１の発泡断熱紙容器用紙基材を得た。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは１８．５μｍであった。
実施例１の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８７秒、地合い指数９２、水分量２１．０ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度３．７４ｓ／ｇ／ｍ２であった。
【００９９】
（発泡断熱紙容器用シート）
上記発泡断熱紙容器用紙基材の一方の面に、厚さ４０μｍとなるように高融点の熱可塑性樹脂（中密度ポリエチレン、密度９４０ｋｇ／ｍ３、融点１３３℃）を溶融温度３６０℃、積層速度５０ｍ／分で押し出した。その後、クーリングロールとニップロール（ＪＩＳ−Ａ硬度：７０）を用いて、線圧２ｋｇｆ／ｃｍで押圧・圧着し、高融点熱可塑性樹脂層を形成した。
【０１００】
次いで、発泡断熱紙容器用紙基材の他方の面に、厚さ５０μｍとなるように熱可塑性樹脂（低密度ポリエチレン、密度９１８ｋｇ／ｍ３、融点１０３℃）を溶融温度３６０℃、積層速度５０ｍ／分で押し出した。その後、クーリングロールとニップロール（ＪＩＳ−Ａ硬度：７０）を用いて、線圧２ｋｇｆ／ｃｍで押圧・圧着し、熱可塑性樹脂層を形成して、実施例１の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０１】
［実施例２］
実施例１のＰＶＡに代えて、完全けん化型ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本酢ビ・ポバール株式会社製、製品名：ＪＦ１７、けん化度９８．５モル％）とし、発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さが１８．５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
実施例２の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８８ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８５秒、地合い指数９１、水分量２１．８ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度３．８１ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例２の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０２】
［実施例３］
実施例１のＰＶＡに代えて、酸化澱粉（王子コンスターチ株式会社製、製品名；エースＡ）とし、澱粉を片面あたり固形分で１．０ｇ／ｍ２（両面で２．０ｇ／ｍ２）となるように塗工、乾燥した。発泡断熱紙容器用紙基材では、澱粉の紙基材への浸透厚さが５０μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
実施例３の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８５秒、地合い指数９２、水分量２０．９ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度２．４３ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例３の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０３】
［実施例４］
実施例４の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工をブレードコーターによって行った。ＰＶＡの紙基材への浸透厚さが１５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。尚、実施例１に比べて、実施例４は、水溶性樹脂層の種類と形成量は同一であるが、水溶性樹脂の紙基材への浸透厚さが異なっている。水溶性樹脂の紙基材への浸透厚さが異なる理由は、ブレードの圧力、ブレード−紙間の隙間、ブレードの角度、塗工液の粘度などが異なっていることに起因する（後記する実施例５〜７においても同様である）。
実施例４の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８９ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８９秒、地合い指数９２、水分量２０．５ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度４．０３ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例４の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０４】
［実施例５］
実施例５の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工をブレードコーターによって行った。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは２５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
実施例５の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８１秒、地合い指数９２、水分量２０．８ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度３．０１ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例５の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０５】
［実施例６］
実施例６の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工をブレードコーターによって行った。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
実施例６の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８１秒、地合い指数９２、水分量２１．５ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度５．３３ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例６の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０６】
［実施例７］
実施例７の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡを片面あたり固形分で０．０８ｇ／ｍ２（両面で０．１６ｇ／ｍ２）となるようにロッドコーターで塗工、乾燥した。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは３５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
実施例７の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８１秒、地合い指数９２、水分量２１．１ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度２．５１ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、実施例７の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０７】
［比較例１］
比較例１の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工をブレードコーターによって行った。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは３μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
比較例１の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８９ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度１０３秒、地合い指数８０、水分量２１．０ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度６．３２ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、比較例１の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０８】
［比較例２］
比較例２の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工（コーター）を２ロールサイズプレスで行った。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは４０μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
比較例２の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８８ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８８秒、地合い指数９０、水分量２０．３ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度１．３２ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、比較例２の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１０９】
［比較例３］
比較例３の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工（コーター）をブレードコーターで行い、ＰＶＡを片面あたり固形分で０．０３ｇ／ｍ２（両面で０．０６ｇ／ｍ２）となるように塗工、乾燥した。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは１５μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
比較例３の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８８ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度８８秒、地合い指数９０、水分量２２．５ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度１．２８ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、比較例３の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１１０】
［比較例４］
比較例４の発泡断熱紙容器用紙基材では、ＰＶＡの塗工（コーター）をカレンダーサイズプレスで行い、ＰＶＡを片面あたり固形分で０．３ｇ／ｍ２（両面で０．６ｇ／ｍ２）となるように塗工、乾燥した。なお、ＰＶＡの紙基材への浸透厚さは６０μｍであった。それ以外は実施例１と同様である。
比較例３の発泡断熱紙容器用紙基材は、坪量３００ｇ／ｍ２、密度０．８９ｇ／ｃｍ３、王研式平滑度１１０秒、地合い指数７２、水分量２２．１ｇ／ｍ２、坪量あたりの透気抵抗度１．３１ｓ／ｇ／ｍ２であった。
その後、実施例１と同様に高融点熱可塑性樹脂層および熱可塑性樹脂層を形成して、比較例４の発泡断熱紙容器用シートを得た。
【０１１１】
以上のようにして得られた発泡断熱紙容器用シートについて以下の評価を行った。評価結果は表１に記載のとおりであった。
【０１１２】
（断熱性）
得られた発泡断熱紙容器用シートから、Ａ４サイズのサンプルを切り出した。熱可塑性樹脂層が外側となるようにして、円筒を作製した。その後、熱風を使用して、加熱温度１２０℃、加熱時間６分間で、円筒の外側の熱可塑性樹脂層を発泡させた。
得られた発泡断熱紙の発泡前後の厚さから、発泡倍率を算出し、以下の基準で評価した。なお、◎、○、△が合格であり、×が不合格である。
◎：発泡倍率２１倍以上で、断熱性は十分である。
○：発泡倍率１９倍以上、２１倍未満で、断熱性が十分である。
△：発泡倍率１５倍以上、１９倍未満で、断熱性はある。
×：発泡倍率１５倍未満で、断熱性が不十分である。
【０１１３】
（美麗性）
得られた発泡断熱紙容器用シートから、１辺１００ｍｍの正方形の試験片を切り出した。その後、熱風を使用して、加熱温度１２０℃、加熱時間６分間で、熱可塑性樹脂層を発泡させた。発泡後の熱可塑性樹脂層の表面を目視で観察し、以下の基準で美麗性を評価した。なお、◎、○、△が合格であり、×が不合格である。
◎：過発泡が見られず、形成された発泡セルは小さく均質であり、表面は概ね平坦である。
○：過発泡が見られず、形成された発泡セルは小さく表面も概ね平坦であるが、発泡セルの大きさにばらつきが見られる。
△：形成された発泡セルがやや大きく、大きさにばらつきも見られるが、表面の凹凸は小さく過発泡は見られない。
×：過発泡が発生しているなど、表面に大きな凹凸がある。
【０１１４】
【表１】
2019090130.tif 000003
【０１１５】
表１から分かるように、実施例１〜実施例７の発泡断熱紙容器用シートは、断熱性、美麗性のいずれの性能においても優れていた。なお、水溶性樹脂（ＰＶＡ）の紙基材への浸透厚さが１５〜２５μｍであると、断熱性および美麗性が特に優れていることが分かった。
比較例１の発泡断熱紙容器用シートは、水溶性樹脂（ＰＶＡ）の紙基材への浸透厚さが小さ過ぎたため、発泡後の発泡樹脂層を十分に発泡させることができず、断熱性が劣っていた。
比較例２の発泡断熱紙容器用シートは、水溶性樹脂の塗工をツーロールサイズプレスを用いて行ったものである。比較例２では、水蒸気の透過量の場所によるばらつきが大きくなり、過発泡が発生して表面に大きな凹凸が生じた。そのため、比較例２の発泡断熱紙容器用シートは、表面の美麗性が劣っていた。
比較例３の発泡断熱紙容器用シートは、水溶性樹脂（ＰＶＡ）の形成量が少な過ぎたため、均一な発泡が得られず、表面に大きな凹凸が発生した。そのため、比較例３の発泡断熱紙容器用シートは、表面の美麗性が劣っていた。
比較例４の発泡断熱紙容器用シートは、水溶性樹脂の塗工をカレンダーサイズプレスを用いて行ったものである。比較例４では、水溶性樹脂（ＰＶＡ）の紙基材への浸透厚さが比較的大きく、水蒸気の透過量の場所によるばらつきが大きくなり、過発泡が発生して表面に大きな凹凸が生じた。そのため、比較例４の発泡断熱紙容器用シートは、表面の美麗性が劣っていた。
【符号の説明】
【０１１６】
１      紙基材
２      水溶性樹脂層
３      発泡断熱紙容器用紙基材
４      熱可塑性樹脂層
５      発泡断熱紙容器用シート
６      胴部材
７      底板部材
８      発泡断熱紙容器
９      発泡樹脂層
１０    高融点熱可塑性樹脂層
２０    発泡断熱紙
【図１】
2019090130.tif 000004
【図２】
2019090130.tif 000005
【図３】
2019090130.tif 000006
【図４】
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