(57)【要約】【課題】従来バリア層途して用いられてきた無機化合物の蒸着層は、割れやすく、紙製カップや容器成型時にひびが入りバリア性を低下させる問題があった。本発明では、高いバリア性をもち、かつ成型性、後加工適性にすぐれた紙製カップを提供することを課題とする。【解決手段】紙基材もしくは紙基材上のポリエチレン層の表面に、水性ポリウレタン樹脂単体、あるいは水性ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、イソシアネート、無機鉱物からなるコート剤をコーティングした紙製カップ原紙を用いて成型したことを特徴とする紙製カップである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材もしくは紙基材上のポリエチレン層の表面に、水性ポリウレタン樹脂単体、あるいは水性ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、イソシアネート、無機鉱物からなるコート剤をコーティングした紙製カップ原紙を用いて成型したことを特徴とする紙製カップ。
【請求項２】
コーティングをメイヤーバー方式を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の紙製カップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバリア性を有する紙製カップ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙製カップにバリア性を付与した容器は湿気を嫌うか、あるいは風味を守りたい食品、たとえばスナック菓子、米菓子、チョコレート、キャンディーなどの用途に多く利用されている。
あるいは液体用のカップや飲料用のカップとしても広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
紙製カップにバリア性を付与する手段の一つとして、紙基材に無機化合物を蒸着したフィルムを積層する方法が知られている。（特開平１０−５３２４３）
しかしながら無機化合物の蒸着層は、透明であり焼却残渣が極めて少ないという長所を持つ半面割れやすく、紙製カップや容器成型時にひびが入りバリア性を低下させる問題があった。
ほかにもバリア性を持つコート剤を、インラインコーティングする方法も考えられるが、一般に用いられるグラビアコーティングでは、塗工面の表面形状が基材表面の凹凸形状などの影響を受けるために、後工程での加工不良を引き起こす原因となったり、バリア性が不安定になる恐れがある。
本発明では、高いバリア性をもち、かつ成型性、後加工適性にすぐれた紙製カップ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】
【０００５】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、紙基材もしくは紙基材上のポリエチレン層の表面に、水性ポリウレタン樹脂単体、あるいは水性ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、イソシアネート、無機鉱物からなるコート剤をコーティングした紙製カップ原紙を用いて成型したことを特徴とする紙製カップである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、コーティングをメイヤーバー方式を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の紙製カップの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、バリア層を形成する手段として水溶性高分子を含むコート剤をコーティング方式を用いて塗布する方法を用いるために、無機化合物の蒸着によるバリア層に比べて可撓性に優れたカップ原紙を得ることができ、紙製カップを成型する際にもひび割れを起こすことなく、バリア性に優れた紙製カップを得ることができる。
【０００８】
また請求項２に記載の発明によれば、グラビアコーティングなどの手法でコーティングを行う場合に比べて、メイヤーバー方式のコーティングによって、基材の凹凸の影響を受けることなくバリア層が平滑な塗工面となり、安定したバリア性および成形性や後加工適性に優れた紙製カップを実現することのできる製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る紙製カップの層構成の一実施態様の断面模式図である。
【図２】本発明に係る紙製カップの層構成の他の実施態様の断面模式図である。
【図３】転写方式によるコーティング層の断面模式図である。
【図４】メイヤーバー方式によるコーティング層の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明の詳細について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る紙製カップの一実施態様の断面模式図である。
はじめに紙基材（３）は印刷機を用いて絵柄などを印刷して印刷層（２）を設ける。
次に印刷した面とは反対の面にコーティングしてバリア層（５）を設ける。
コーティングは印刷機上であれば紙基材を反転させて印刷面とは反対側の面にインラインでコーティングを行いバリア層（５）設けることができる。
あるいは、コーティングを別工程としてコーティング機を用いて行うこともできる。
あるいは、次工程で樹脂の押し出し機上において、コーティングユニットを用いて行うこともできる。
コーティングの後、印刷層（２）上にポリエチレン層（１）およびバリア層（５）上にポリエチレン層（６）を設けて紙製カップ用原紙（１０）が完成する。
ポリエチレン層（１）およびポリエチレン層（６）を設けるには樹脂の押し出し機を用いて行う。
【００１１】
図２は本発明に係る紙製カップの他の実施態様の断面模式図である。
この場合には紙基材（３）に対して印刷層（２）を設け、さらに印刷層（２）とは反対側の面に押し出し機でポリエチレン層（４）を設けた後、コーティングされバリア層（５）を形成している。
コーティングは、ポリエチレン層（４）を設けた後、コーティング機を用いて行うこともでき、あるいは次工程で樹脂の押し出し機上において、コーティングユニットを用いて行うこともできる。
コーティングの後、図1の場合と同様にポリエチレン層（１）およびポリエチレン層（６）を設けて紙製カップ用原紙（１０）が完成する。
【００１２】
図３は転写方式によるコーティング層の断面模式図である。
本発明においては、無機化合物を蒸着したフィルムを積層してバリア性を付与するのではなく、バリア性を持つコート剤を塗布することによってバリア層を形成することを特徴としている。
無機化合物を蒸着したフィルムを積層する場合には、無機化合物の蒸着層が割れやすいという欠点を持つと同時にフィルムの貼り合わせを別工程で設けなくてはならず、コスト面でも不利となっている。
【００１３】
コーティングによる場合には、印刷機あるいは押し出し機にコーティングユニットが装備されていればインラインでのバリア層形成が可能となり生産性の観点からも好ましい。しかし、一般に用いられているグラビアコーティングの場合には、塗工面の表面形状が被塗工基材（７）の表面凹凸形状の影響を受け表面の平坦性を欠き、さらには被塗工基材（７）の凸部などに膜厚の薄い部分ができることによって、バリア性の不安定化を招き、後加工で適性を損なう恐れがある。
グラビアコーティングは、グラビア版の表面に一定量のコート剤を供給して、被塗工基材（７）に転写する方式である。
グラビアコーティングによって得られる転写方式のコーティング層（８）の場合には、コーティング層は被塗工基材表面の影響を受け、被塗工基材の表面形状にそって凹凸が再現され、表面の平滑性、膜厚の均一性が損なわれることは避けられない。
【００１４】
図４はメイヤーバー方式によるコーティング層の断面模式図である。
メイヤーバー方式とは、ロールなどで一定量のコート剤を被塗工基材に塗布してのち、メイヤーバーといわれるバーで表面をならしつつ余分なコート剤を掻き落とす方式のコーティング方式である。
メイヤーバーの効果は被塗工基材の表面の凹凸をコート剤で埋めた上でさらに平坦にならして平滑な表面にすることができる点にある。
メイヤーバー方式のコーティング層（９）においては、コーティング層（９）の表面は、被塗工基材（７）の表面の凹凸に左右されること無く平滑な表面が得られ、また一般に転写方式に比べ塗布量を多くすることができる。
必要な塗布量が確保され、かつコーティング層（９）の表面が平滑であることにより、バリア性能が安定化すると同時に、後工程おいて加工不良や歩留まりなどを改善することができる。
【００１５】
バリア性付与を目的としたコート剤としては、水性ポリウレタン樹脂単体、または水性ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、イソシアネート、無機鉱物を配合した溶液を用いる。
無機鉱物には例えばモンモリロナイト、層状雲母などを用いることができる。
【００１６】
コーティングに先立って被塗工基材表面の濡れ性を良くする目的や密着性の向上のために、紙基材に直接コーティングする場合には、紙基材のコーティング面にあらかじめアンカーコート層を設けてもよく、図２の場合のようにポリエチレン層（４）を介してコーティングを行う場合にはポリエチレン層（４）の表面にコロナ処理を行った後コーティングするのでも良い。
コート剤の塗布量は十分なバリア性を付与するためには、コート剤の乾燥後の塗布量で２．５ｇ／ｍ２以上が望ましい。
【実施例１】
【００１７】
坪量２６０ｇの紙の外側面に印刷をした後、もう一方の面すなわち容器内面側になる面に、水性ポリウレタン樹脂を♯６のメイヤーバーを用いてコートした後、印刷面側へ４０μｍ、コート面側へ６０μｍのポリエチレンを押し出し塗布して紙製カップ原紙を作成した。
水性ポリウレタン樹脂には、三井化学製ＷＰＢ３４１を使用した。
乾燥後の塗布量は２．６３ｇ／ｍ２であった。
この材料を用いて、扇型のサイド材と円形のボトム材を打ち抜き、カップ成型機を用いて容器を作成した。
作成した容器は、口径Φ８１．１ｍｍ、全高８９．４ｍｍ、ボトムハイト９ｍｍ、容器テーパー４．８°の円錐台形の紙製カップである。
作成した紙製カップを（ポリエチレンテレフタレート１２μｍ／アルミニウム箔２０μｍ／ポリエチレンフィルム４０μｍ）の構成の材料を用いてシール後、1パッケージあたりの酸素透過度をモコン法により測定したところ、０．２４ｃｃ／ｐｋｇ.／ｄａｙであった。
【００１８】
＜比較例１＞
坪量２６０ｇの紙の外面側に印刷をした後、もう一方の面すなわち容器内面側になる面に水性ポリウレタン樹脂を２００Ｌ２０μｍのグラビア版を用いてグラビアコーティングした後、印刷面側へ４０μｍ、コート面側へ６０μｍのポリエチレンを押し出し塗布して紙製カップ原紙を作成した。
水性ポリウレタン樹脂には、三井化学製ＷＰＢ３４１を使用した。
乾燥後の塗布量は２．４７ｇ／ｍ２であった。
この材料を用いて、扇型サイド材と円形のボトム材を打ち抜き、実施例と同様にカップ成型機を用いて容器を作成した。
実施例と同様に、作成した紙製カップを（ポリエチレンテレフタレート１２μｍ／アルミニウム箔２０μｍ／ポリエチレンフィルム４０μｍ）の構成の材料を用いてシール後、１パッケージあたりの酸素透過度をモコン法により測定したところ、１．２７ｃｃ／ｐｋｇ.／ｄａｙであった。
【００１９】
（評価結果）
実施例と比較例のコーティング層の塗布量と１パッケージあたりの酸素透過度を比較した結果、比較例においては塗布量が少なく、１パッケージあたりの酸素透過度において大きく劣る結果である。
この結果によって、メイヤーバー方式によるコーティングのほうが、グラビアコーティングによるものに比べて、出来上がった紙製カップのバリア性能において明らかに優位であることが検証できた。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・ポリエチレン層
２・・・印刷層
３・・・紙基材
４・・・ポリエチレン層
５・・・バリア層
６・・・ポリエチレン層
７・・・被塗工基材
８・・・転写方式によるコーティング層
９・・・メイヤーバー方式によるコーティング層
１０・・紙製カップ用原紙
【図１】
2015089820.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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