JP2002104363A

JP2002104363A - 紙容器

Info

Publication number: JP2002104363A
Application number: JP2000301486A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Tojo; 武彦東城; Kunio Matsui; 邦夫松井; Hidenori Kimura; 栄紀木村
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】防湿性に優れた防湿塗膜を備えた紙容器を提
供すること。【解決手段】パルプ繊維を主体として立体的に抄造さ
れた容器本体２の表面に、スプレー塗工により形成され
た防湿塗膜３を備えており、防湿塗膜３の厚みｔ（μ
ｍ）に対し防湿塗膜３の表面に残存する気泡の平均の大
きさｙ（μｍ）がｙ＝＜０．３８ｔ＋１．７μｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器本体の表面に
防湿塗膜を備えた紙容器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】パルプ
繊維を主体として立体的に抄造された容器本体の表面
に、防湿層を形成する従来技術としては、該容器本体の
表面に防湿層となる塗料をスプレーする方法が知られて
いる。これまで、このスプレー塗工により防湿層を形成
する方法では、塗膜に存在するピンホールの数を抑える
ことが重要とされていた。そして、斯かるピンホールを
抑える手法として、膜厚を厚くしたり、非塗工面の濡れ
性を改善する等の手法が採られていた。

【０００３】しかしながら、塗膜に発生するピンホール
の数のみを抑えても、必ずしも透湿度の低い防湿性に優
れた紙容器が得られるものではなかった。

【０００４】従って、本発明の目的は、防湿性に優れた
防湿塗膜を備えた紙容器及びその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、防湿塗膜
に形成されてそのまま残存する気泡が防湿塗膜の透湿性
に大きく影響すると考え、その影響を調べた。先ず、種
々の膜厚の防湿塗膜を作製し、該防湿塗膜における気泡
ない部分における透湿度ｍ１（ｇ／ｍ²）を測定し、下
記式（１）を得た。ｍ１＝２９０．０６ｔ^-0.9553 （１）ここで、ｔは塗膜の厚み（μｍ）である。そして、塗膜
に存在する気泡を直径ｄ（μｍ）、高さｄの円柱状と仮
定し、塗膜に気泡が存在する場合の透湿度ｍ２（ｇ／ｍ
²）の式として、下記式（２）を得た。ｍ２＝２９０．０６（ｔ−ｄ）^-0.9553 （２）ここで、ｄは気泡の大きさ（厚み方向の高さ）である。
これらの式をカップ法（ＪＩＳＺ０２０８）における
試料の面積（φ６０ｍｍ）に塗膜を作製した場合の透湿
度Ｍに適用し、下記式（３）を得た。Ｍ（ｇ／ｍ²）＝ｍ１＊Ｓ１＋ｍ２＊Ｓ２（３）ここで、Ｓ１は気泡の存在しない部分の面積割合、Ｓ２
は気泡の存在する部分の面積割合である。そして、式
（３）に基づき、気泡の大きさｄ（μｍ）をパラメータ
とし、横軸を透湿度Ｍ、縦軸を気泡の数としてプロット
し、気泡の大きさ毎に得られた直線の傾きを求めた。さ
らに、図１に示すように、防湿塗膜の膜厚（μｍ）をパ
ラメータとし、縦軸を該傾き、横軸を気泡の大きさｄ
（μｍ）としてプロットし、得られた曲線の立ち上がり
部分における泡の大きさ（μｍ）を立ち上がり点として
求めた。そして、図２に示すように、縦軸を該各立ち上
がり点における泡の大きさ、横軸を膜厚としてプロット
し、所定の傾きの直線を得た。この結果、防湿塗膜の表
面において確認される泡の大きさが膜厚との関係におい
てこの直線の下側にある防湿塗膜を備えることで透湿性
に優れる容器が得られることを知見した。

【０００６】本発明は、前記知見に基づきなされたもの
であり、パルプ繊維を主体として予め立体的に抄造され
た容器本体の表面に、スプレー塗工により形成された防
湿塗膜を備えており、該防湿塗膜の厚みｔ（μｍ）に対
し該防湿塗膜の表面に残存する気泡の平均の大きさｙ
（μｍ）がｙ＝＜０．３８ｔ＋１．７μｍである紙容器を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、上記本発明の紙容器の製
造方法であって、パルプ繊維を主体として立体的に抄造
された容器本体の表面に、塗料をスプレーして防湿塗膜
を形成する工程を含み、該塗料の撹拌後における泡高さ
が６ｍｍ以下である紙容器の製造方法を提供するもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の紙容器及びその製造
方法を、その好ましい実施形態に基づき説明する。

【０００９】本発明の紙容器は、パルプ繊維を主体とし
て立体的に抄造された容器本体の表面（内面若しくは外
面の何れか又は両面）に、スプレー塗工により形成され
た防湿塗膜を備えており、該防湿塗膜の厚みｔ（μｍ）
に対し該防湿塗膜の表面に残存する気泡の平均の大きさ
ｙ（μｍ）がｙ＝＜０．３８ｔ＋１．７μｍ（４）である。該気泡の平均の大きさｙが該式（４）の右辺の
値を超えると、透湿度に及ぼす影響が著しく大きくな
り、内容物を保護できない場合が生じる。ここで、防湿
塗膜の厚みｔ（μｍ）は、紙容器の乾燥後における厚み
であり、該厚みは、後述の実施例の方法により測定する
ことができる。また、該気泡の平均の大きさは、同様に
後述の実施例の方法により測定することができる。

【００１０】本発明の紙容器は、前記防湿塗膜の厚みが
１〜１００μｍであることが好ましく、５〜５０μｍで
あることがより好ましい。１μｍ未満であると耐水性や
防湿性が不十分となり、１００μｍを超えると、塗膜に
残存する気泡に起因してブリスターが発生し易くなる
他、均一な乾燥が困難となる。ここで防湿塗膜の厚み
は、後述の実施例の方法により求めることができる。

【００１１】さらに本発明の紙容器は、前記防湿塗膜の
表面における前記気泡を含む塗工不良部分の面積率が１
０％以下であることが好ましく、６％以下であることが
より好ましい。該面積率は、後述の実施例の方法により
求めることができる。ここで、気泡を含む塗工不良部分
とは、前記気泡の他に、ピンホールを含むものである。

【００１２】本発明の紙容器における前記防湿塗膜に用
いられる塗料には、スチレン系、アクリル系、アクリル
−スチレン系、スチレン−ブタジエン系、ポリビニルア
ルコール系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ
系、シリコーン系、ポリ乳酸系、酢酸セルロース系等の
各種樹脂の水系又は非水系エマルジョンが用いられ、こ
れらの中でも、耐候性、廃棄性、製造コストの点におい
て、アクリル−スチレン系の水系エマルジョンが好まし
く用いられる。

【００１３】前記防湿塗膜には、防湿性向上、つや消し
機能の付与のために無機フィラーを適宜の量で含有させ
ることが好ましい。該無機フィラーには、炭酸カルシウ
ム、タルク、カオリナイト、二酸化チタン、シリカ等の
無機材料、モンモリロナイト等の粘土鉱物等を用いるこ
とができる。そしてこれらの中でも、均一な分散性が得
られ、防湿性を向上し得る点からモンモリロナイト、タ
ルクが好ましく用いられる。該防湿塗膜中の該無機フィ
ラーの含有量（乾燥後の常温における含有量）は、３〜
５０重量％であることが好ましく、５〜４０重量％であ
ることがより好ましい。

【００１４】また、前記防湿塗膜には、塗工時における
泡の取り込みを抑える点、発生した泡をより効果的に消
失させる等の観点からシリコーン系、鉱物油系、フッ素
系、界面活性剤系等の各種の消泡剤を適宜の量で含有さ
せることが好ましい。該防湿塗膜中の該消泡剤の含有量
は、０．１〜５重量％であることが好ましく、０．１〜
２重量％であることがより好ましい。

【００１５】さらに、前記防湿塗膜には、必要に応じ
て、着色剤、帯電防止剤、防かび剤、等を適宜の量で含
有させることができる。

【００１６】本発明の紙容器は、容器本体がパルプ繊維
を主体として立体的に抄造されたものである。該パルプ
繊維には、バージンパルプ、古紙パルプ等の木材パル
プ、コットンパルプ、リンターパルプ、竹、ワラ、ア
シ、ケナフ等の非木材パルプ等が挙げられ、これらの中
でも、入手の容易性・安定性、製造コストの低減などの
点から、バージンパルプ、古紙パルプ等が好ましく用い
られる。

【００１７】また、前記容器本体には、前記パルプ繊維
に加えて、タルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊
維や炭素繊維等の無機繊維、非木材又は植物質繊維、多
糖類等の他の成分を含ませることができる。

【００１８】また、前記容器本体には、パルプ繊維以外
に、成形助剤、顔料、耐水化剤、水溶性樹脂、撥水剤、
定着剤、防かび剤、帯電防止剤等の他の添加成分を含む
ませたものであってもよい。

【００１９】また、前記容器本体は、パルプ繊維を主体
として立体的に抄造されたものであれば、その形状等に
特に制限はない。

【００２０】本発明の紙容器は、収容物の吸湿による性
状変化を防ぐ観点から、透湿度が５０ｇ／ｍ²・２４ｈ
以下であることが好ましく、３０ｇ／ｍ²・２４ｈ以下
であることがより好ましい。このように透湿度は低い程
好ましいが、０．５ｇ／ｍ²・２４ｈであれば実用上十
分である。

【００２１】本発明の紙容器は、例えば、図３に示す紙
容器１のようにボトル状の形態とするすることができ、
その層構成として、紙容器本体２としてのパルプ繊維層
Ａの外側に防湿塗膜３からなる防湿層Ｂが形成されたも
のとすることができる。

【００２２】パルプ繊維層Ａの厚み（乾燥型から取り出
した後常温における厚み。）は、本発明の紙容器の用途
等に応じて適宜決定することができる。パルプ繊維層の
厚みは、製造時のスラリーの注入量及び濃度によって決
定することができる。

【００２３】本発明の紙容器の適用分野は広く、通常の
プラスチック成形体と同様の分野に適用できる。例え
ば、本発明の紙容器は、ボトル、カートン、トレー等の
容器に好適に用いられる。また、本発明の紙容器は、優
れた防湿性を備えているので、粉末洗剤、粉末漂白剤等
の日用品、乾物等の食料品等の各種吸湿性物品の収容に
好適である。

【００２４】次に、本発明の紙容器の製造方法を、その
好ましい実施形態に基づいて説明する。

【００２５】本発明の紙容器の製造方法は、前記本発明
の紙容器の製造方法であって、パルプ繊維を主体として
予め立体形状に成形された容器本体の表面（内面若しく
は外面の何れか又は両面）に、塗料をスプレーして防湿
塗膜を形成する工程を含み、前記塗料の撹拌後における
泡高さが８ｍｍ以下であり、６ｍｍ以下であることが好
ましく、４ｍｍ以下であることが最も好ましい。このよ
うに、塗料の撹拌後における泡高さは、低い程好ましい
が、実際には０．１ｍｍより低くすることは界面活性剤
を使用しているため困難である。該泡高さが８ｍｍを超
えると、塗膜表面に存在する気泡が多くなり、十分な防
湿性が得られなくなる。ここで、塗料の撹拌後における
泡高さは、後述の実施例の方法により求めることができ
る。

【００２６】本発明の紙容器の製造方法に用いられる前
記塗料には、前記本発明の紙容器に用いられる前記樹脂
のエマルジョンを用いることができる。該塗料は、無機
フィラー及び消泡剤を含む樹脂のエマルジョンであるこ
とが好ましい。該塗料への該無機フィラーの添加量は、
該樹脂のエマルジョン１００重量部に対し、５〜５０重
量部であることが好ましく、１０〜４０重量部であるこ
とがより好ましい。また、該塗料中の該消泡剤の添加量
は、該樹脂のエマルジョン１００重量部に対し、０．１
〜５重量部であることが好ましく、０．１〜２重量部で
あることがより好ましい。

【００２７】また、前記塗料には、塗料の粘度や表面張
力を低下させて前記消泡剤の効果を高める目的で、アル
コール系、エーテル系、ケトン系、エステル系、炭化水
素系又はこれらの混合物等の各種溶剤を適宜の割合で添
加することができる。

【００２８】前記塗料の撹拌には、ホモミキサーやプロ
ペラ式撹拌器等の通常の撹拌器を特に制限なく用いるこ
とができる。

【００２９】前記塗料のスプレー手法には、エアレスス
プレー、静電スプレー等を用いることができるが、塗工
時における気泡の取り込み防止、塗料の塗着効率を高め
る等の点において、エアレススプレーを用いることが好
ましい。また、ノズルヘッドと容器本体との距離、ノズ
ルヘッドの容器に対する吐出方向や吐出幅は、容器本体
の形状等によって適宜選択することができる。また、塗
料の塗工は、ピンホールの発生を抑える点において二度
以上重ねて行うことが好ましい。

【００３０】本発明の紙容器の製造方法に用いられる前
記容器本体は、パルプ繊維を主体として立体的に抄造さ
れたものであれば特に制限されないが、複雑な形状でも
継ぎ目がない等の点から、例えば、パルプ繊維のスラリ
ーを原料とし、一組の割型を組み付けてキャビティを形
成し、該キャビティ内面を所定の抄紙ネットで覆った状
態で該キャビティ内に該スラリーを所定圧力で加圧注入
しつつ、抄紙型外からスラリー中の液体成分を負圧吸引
してキャビティ内面にパルプ繊維積層体を形成し、該パ
ルプ繊維積層体内に所定圧力の圧縮空気を供給して脱水
し、脱水後のパルプ繊維積層体を別の乾燥型へ受け渡し
て該乾燥型内に装填し、該パルプ繊維積層体の内側に弾
性の中子を挿入して該パルプ繊維積層体をその内側から
該中子で所定圧力で押圧しつつ該パルプ繊維積層体を該
乾燥型の加熱手段で所定温度に加熱して乾燥することに
より製造したものを用いることが好ましい。

【００３１】該容器本体に用いられるパルプ繊維には、
前記本発明の紙容器に用いられる前記パルプ繊維を用い
ることができる。また、該パルプ繊維には、前記本発明
の紙容器に用いられる前記他の成分や、前記他の添加成
分を前記の割合で含ませることができる。

【００３２】前記塗料の塗工後における乾燥方法は、特
に限定されるものではないが、例えば、塗料の組成、塗
料の塗布部位に合わせて所定温度に設定されたトンネル
式の乾燥機内を所定時間で通過させる等の方法を用いる
ことができる。

【００３３】本実施形態の紙容器及び紙容器の製造方法
によれば、防湿性に優れた防湿塗膜を備えた紙容器が提
供される。

【００３４】本発明の紙容器及びその製造方法は、前記
実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲において適宜変更することができる。

【００３５】本発明の紙容器は、上述のようなキャビテ
ィ内にスラリーを供給して抄造された容器本体の他、い
わゆる雄雌型を用いた製造方法によって立体的に抄造さ
れた紙容器を用いることもできる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。実施例１及び２並びに比較例１及び２について、
下記成形条件において、それぞれ下記配合組成の原料組
成物を用いて総重量約４５ｇ（容量１０００ｍｌ）のボ
トル容器を作製した。そして、得られたボトル容器につ
いて下記の手法で各層の厚み、透湿度を測定した。結果
を表１に示す。

【００３７】〔実施例１〕＜容器本体の抄紙・脱水＞パルプ繊維層用スラリー注入圧力：０．０５ＭＰａ脱水用エア供給圧：０．３ＭＰａ下、３０秒＜容器本体の乾燥＞金型温度：２２０℃ 中子押圧：１０ＭＰａ下、６０秒

【００３８】＜パルプ繊維層用スラリーの配合組成＞コ
ートボール古紙のみ及び脱墨古紙のみをパルプ繊維とす
る下記のスラリーを調製し、外側にコートボール古紙
層、その内側に脱墨古紙層（重量比１：１）を有するパ
ルプ繊維層を抄造した。スラリー濃度：１重量％スラリー固形成分中のパルプ繊維配合率：１００％

【００３９】＜防湿塗膜の形成条件＞エアレススプレー
によって下記配合組成の塗料を作製した容器本体の内側
に厚さ７５μｍで塗工し、容器本体を回転させながら、
内側用及び外側用エアノズルで１２０℃のホットエアー
を２分間噴射した後、１００℃のトンネル型乾燥機の中
を５分間通過させて約１５μｍの塗膜を形成する工程を
二度繰り返して約３０μｍの防湿塗膜を形成した。

【００４０】＜塗料の配合組成等＞樹脂のエマルジョン：アクリル樹脂系の水性エマルジョ
ン１００重量部無機フィラー：モンモリロナイト系粘土３０重量部消泡剤：鉱物油（サンノプコ社製消泡剤商品名デ
フォーマ７７７）０．２重量部撹拌後における塗料の泡高さ：４ｍｍ

【００４１】〔実施例２〕前記塗料を容器本体の外側に
塗工し、乾燥温度を１００℃とした以外は、実施例１と
同様にして作製した。

【００４２】〔比較例１〕消泡剤を用いず、撹拌後にお
ける塗料の泡の高さを１３ｍｍとした以外は、実施例１
と同様にして成形体を作製した。

【００４３】〔比較例２〕消泡剤を用いず、撹拌後にお
ける塗料の泡の高さを１３ｍｍとした以外は、実施例２
と同様にして成形体を作製した。

【００４４】〔泡の高さの測定〕前記塗料を容量３０ｍ
ｌの容器に入れ、攪拌機（ＯＨＭＩ社製ＴＨホモジナイ
ザー）を用いて１分間撹拌した後における該塗料の泡高
さをＪＩＳ１級の定規を使用して目視により測定し
た。

【００４５】〔塗膜の厚みの測定〕得られた紙容器から
試料を切り出し、その断面を顕微鏡で観察し、塗膜の厚
みを求めた。

【００４６】〔透湿度の測定〕得られたボトル容器の胴
部を打ち抜いて試料とし、防湿塗膜側からパルプ繊維層
を通過する水蒸気量を、カップ法（ＪＩＳＺ２０８）
に準じて測定した。

【００４７】〔塗工不良部位の面積率の測定〕得られた
ボトル容器の胴部を所定の大きさに切り出して試料と
し、その表面（内面又は外面）に金蒸着を施し、加速電
圧８ｋＶ、倍率４０倍においてＳＥＭ観察を行い、画像
解析により求めた視野中の塗工不良部位の面積から求め
た。

【００４８】〔気泡の平均の大きさの測定〕前記面積率
の測定と同様にＳＥＭ観察を行い、観察される気泡の直
径を、スケールを目安に目視により求めその平均を算出
した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１に示す結果から明らかなように、実施
例のボトル容器（本発明品）は、透湿度が２０ｇ／ｍ²
・２４ｈ以下であるのに対し、比較例のボトル容器は、
透湿度が３０ｇ／ｍ²・２４ｈ以上と高いことが確認さ
れた。本実施例のボトル容器は、液体の収容にも十分対
応できるものである。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、防湿性に優れた防湿塗
膜を備えた紙容器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】シュミレーションした泡の大きさと傾きとの関
係を示す図であり、（ａ）は膜厚３０μｍにおける図で
あり、（ｂ）は膜厚３０μｍにおける図である。

【図２】本発明における泡の大きさと膜厚との関係を示
す図である。

【図３】本発明のパルプモールド成形容器の一実施形態
を示す図であり、（ａ）は一部を破断視した斜視図であ
り、（ｂ）はその断面の層構成を模式的に示した図であ
る。

【符号の説明】

１：紙容器２：容器本体３：防湿塗膜Ａ：パルプ繊維層Ｂ：防湿層

フロントページの続き (72)発明者木村栄紀栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内Ｆターム(参考） 3E033 AA02 AA09 BA10 BB04 BB05 BB08 CA10 CA17 DA03 DB01 EA10 GA01 3E062 AA09 AB08 AC05 JA01 JA07 JA08 JB23 JC01 JD02 4D075 AA01 AA82 CA40 CB02 DA23 DB18 DC38 DC41 EA13 EB14 EB22 EC03 EC13 EC35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプ繊維を主体として立体的に抄造さ
れた容器本体の表面に、スプレー塗工により形成された
防湿塗膜を備えており、該防湿塗膜の厚みｔ（μｍ）に対し該防湿塗膜の表面に
残存する気泡の平均の大きさｙ（μｍ）がｙ＝＜０．３８ｔ＋１．７μｍである紙容器。
【請求項２】前記防湿塗膜の乾燥後の厚みが５〜１０
０μｍである請求項１記載の紙容器。
【請求項３】前記防湿塗膜に消泡剤を含む請求項１又
は２記載の紙容器
【請求項４】請求項１記載の紙容器の製造方法であっ
て、パルプ繊維を主体として立体的に抄造された容器本
体の表面に、塗料をスプレーして防湿塗膜を形成する工
程を含み、該塗料の撹拌後における泡高さが８ｍｍ以下
である紙容器の製造方法。
【請求項５】前記塗料が、無機フィラー及び消泡剤を
含む樹脂エマルジョンである請求項４記載の紙容器の製
造方法。