JPH02139498A - ヒートシール可能な紙用コーティング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙コツプ等の製造において使用されるヒート
シール可能なコーティング剤に関するものであり、さら
に詳しくは、紙の両面にコートされ紙に耐水性を付与す
ると共にコツプ製造工程において円筒状に巻れた紙の貼
り合わせ部を良好にヒートシールすることができる紙用
コーティング剤に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

ジュース、コーヒー等の飲物の自動販売機において使用
されたり、また携帯用コツプとして使用されている紙コ
ツプには、内面がポリエチレンでラミネートされた紙コ
ツプ（以下ポリエチ片面うミコ、プという）と内面およ
び外面の両面がワックスでコーディングされた紙コツプ
（以下ワックスコートコツプという）等があり、それら
は以下に示すそれぞれの特性により、ポリエチ片面ラミ
コツプが主にホットドリンク用に、またワックスコート
コツプが主にコールドドリンク用にというように使い分
けられている。

すなわち、ワックスコートコツプは安価であるが、耐熱
性に劣るためホットドリンク用には不適当であり、一方
ポリエチ片面ラミコツプはコールドドリンク用に使われ
ると、紙の部分すなわち外側の面に結露が起き水分が紙
に浸透して、コツプの強度が低下し易い。

近年、自動販売機を小型化したいという要求があり、そ
れに伴ってホットドリンクおよびコールドドリンクに両
用できる紙コツプが求められている。

かかる紙コツプの一例としては、ポリエチレンを紙の両
面にラミネートした紙コツプが考えられるが、そのよう
な紙コツプは製造コストが高く現実的でないため、安価
な代替品の出現が望まれている。今、その一つとして、
前記ワックスに代えて耐熱性に優れるたとえば塩化ビニ
リデン系共重合体等の樹脂を有機溶剤に溶解し、それで
紙の両面を樹脂コーティングした紙コツプが注目されて
いる。

紙コーテイング用に適した耐熱性に優れる、汎用有機溶
剤に可溶な樹脂としては、たとえば特開昭５９−１６４
３１４号公報に開示されているような塩化ビニル／塩化
ビニリデン／メタリルクロライド系共重合体等があるが
、これらの共重合体のコーティングされた紙では、円筒
状に巻いた貼り合わせ部のヒートシール性が不十分で、
接着の信頼性に乏しいという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、取扱い容易な有機溶剤に可溶で、しかも耐水
・耐熱性を有しかつヒートシール性に優れる紙用コーテ
ィング剤を提供するものである。

（ロ）発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結
果、炭素数が１〜５のアルキル基を有するアクリル酸ア
ルキルエステル単量体単位またはメタクリル酸アルキル
エステル単量体単位、およびカルボキシル基を有するラ
ジカル重合性単量体単位を特定量含有する塩化ビニル−
塩化ビニリデン系共重合体を紙にコーティングした場合
、従来紙用コーティング剤として用℃・られた塩化ビニ
ル−塩化ビニリデン系共重合体と比較して、格段に優れ
たヒートシール性が得られることを見出し、本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明は、単量体単位の合計量を基準にして
、塩化ビニル単量体単位２０〜７０重量％、塩化ビニリ
デン単量体単位２０〜７０重ｔｔ％、炭素数が１〜５の
アルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体
単位またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位０
．５〜１０重量ｔ％およびカルボキシル基を有するラジ
カル重合性単量体単位０．５〜１０重量％を構成単量体
単位とする塩化ビニル−塩化ビニリデン系共重合体から
なると一トシール可能な紙用コーティング剤である。

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。

本発明における塩化ビニル−塩化ビニリデン系共重合体
は、前記組成を有するものであり、該共重合体において
は、塩化ビニル単量体単位と塩化ビニリデン単量体単位
との合計量は、全単量体単位の合計量を基準にして８０
重量％以上占めることが必要であり、それら単量体単位
の合計量が８０重はチを満たさな℃・場合は、塩化ビニ
ルと塩化ビニリデンの持つ特性即ちガスバリヤ−性、柔
軟性、接着性或は耐油性等が不良となる。

また、塩化ビニル単量体単位の蛍が、全早世体の合計量
を基準にして２０重ｆｆ１％を満たさない場合は、共重
合体の柔軟性、耐熱性、熱安定性及び耐ブロッキング性
が不良となり、一方７０重ｆｆｉ％を越えると共重合体
の柔軟性及びと−トシール性が不良となると同時に、芳
香族炭化水素を主体とする溶剤に溶解し難くなるか、又
は溶液が高粘度化する。塩化ビニ、ＩＪデン単量体単位
の量が、２０重量％を満たさない場合は、共重合体の耐
水性及びヒートシール性が不良となると同時に、芳香族
炭化水素を主体とする溶剤に溶解し難くなり、一方７０
重４ｉ％を越えると共重合体の耐熱性及び熱安定性が不
良となり、さらには芳香族炭化水素を主体とする浴剤に
溶解し難くなる。

次に、炭素数が１〜５のアルキル基を有するアクリル酸
アルキルエステル或はメタクリル酸アルキルエステル（
以下（メタ）アクリル酸アルキルエステルと略す。）と
しては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル
酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルおよび（メタ
）アクリル１ｉｉｓｏ−ブチル等が挙げられ、（メタ）
アクリル酸メチルおよび（メタ）アクリル酸エチルがよ
り好ましい。

炭素数が６以上のアルキル基を有する（メタ）アクリル
酸アルキルエステルでは、得られる共重合体の耐熱性及
び耐水性が不良となる。

上記（メタ）アクリル酸エステルは、単独でまたは２種
以上併用して使用することができ、共重合体におけるそ
れら単量体単位の含有量としては０．５〜１０重＋Ｍ％
であることが必要であり、０．５重量％を満たさない場
合はヒートシール性が不良となり、又１０重量％を越え
ると耐水性が不良となる。

上記（メタ）アクリル酸アルキルエステル単を体単位と
共に共重合体のヒートシール性の向上させるために用い
られるカルボキシル基を有するラジカル重合性単量体単
位としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸ま
たはその無水物或はフマル酸が挙げられ、より好ましく
はマレイン酸またはフマル酸等の２塩基性不飽和カルボ
ン酸である。

共重合体におけるカルボキシル基を有するラジカル重合
性単量体単位の量は、０．５〜１０重ｔ％であり、０．
５重量％を満たさない場合は、十分なヒートシール性が
得られず、一方１０重量係を越えると耐水性が不良とな
る。

本発明におげろ共重合体のさらに好ましい単量体単位の
割合は、塩化ビニル単量体単位４０〜６０ｆｆｉｉｔ％
、塩化ビニリデン単量体単位４０〜６０重ｔｉｉ％、（
メタ）アクリル酸アルキルエステル単量体単位１〜５重
清チ、カルボキシル基を有するラジカル重合性単量体単
位１ル５本発明において使用する共重合体の重合方法は
、懸濁重合法が最も簡便な方法として採用できるが、そ
の他の乳化重合法及び溶液重合法等も採用することがで
きる。

例えば最も簡便な懸濁重合法を採用する場合は、懸濁剤
として部分ケン化Ｐ　Ｖ　Ａ．　、メチルセルロース、
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体
或いは酢酸ビニルとマレイン酸との共重合体を用いるこ
とが出来、又ラジカル発生型重合開始剤としてはベンゾ
イルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジー
２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、α、α
′ージメチルバレロニトリルなどが用いられる。その他
の重合反応条件は常法により適宜、種々の条件が採用さ
れ得るが、工業的には重合温度４０〜７０℃、重合時間
７〜２０Ｈｒ　が望ましい。

又乳化重合法或いは溶液重合法を採用するときは、水溶
性触媒、或は油溶性触媒、乳化剤、汎用性の各種溶媒を
適宜使用することが出来る。

上記各重合方法で得られた共重合体は、例えば乳化重合
法を採用したのであれば、塩析キ）により、またｆＢ液
重重合法採用したのであれば、適切な貧溶謀を用いて再
沈濁するなどの方法により、食品衛生上問題になり得る
ような不純物を除去し精製することが好ましい。

上記共重合体を紙にコーティングするためには、該共重
合体を、以下に挙げる有機溶剤中に６０〜４５重量程度
の０度に溶解し、得られる９打ｊ旨俗？色をエアーナイ
フまたし１０−ルコーター等の方法によって、紙に塗布
し、次いで熱風乾燥するという手段を採用するのが好ま
しく、有機溶剤としては、トルエン等の芳香族炭化水素
；アセトン、メチルエチルケトン、メチルインブチルケ
トン等のケトン系溶剤；および酢酸エチル、酢酸ブチル
等の酢酸エステル類が挙げられ、これらの１　、ｔｆｉ
ｔ又は２種以上の溶剤を使って溶解することができる。

また、紙等のように液体の浸透性が大きい材料のヒート
シールにあっては、適宜溶液粘度、塗漠の厚み等を操作
する必要がある。

共重合体の有機溶剤溶液を紙に塗布する場合の該溶液の
粘度は２００〜９００　ｃｐｓの範囲であることが適当
である。紙は液体の浸透性が大きい材料であるため、上
記溶液粘度が低く過ぎると、紙白部への浸透量が多く表
面に適切な膜厚の樹脂皮膜を形成させることが困難であ
り、その結果、十分なヒートシール効果は望めなくなり
、また、溶液粘度が極度に高い場合には逆に紙等への浸
透量が減り、塗工性も不良となり、このため被着材との
接着力が低下するため、十分な接着強度を示さなくなる
。

上記樹脂溶液を紙に塗工する方法としては、ブレードコ
ーター　リバースコーター、グラビアロールコータ−、
カレンダーコーター等カ挙げられる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。

尚、各物性については次の方法により測定を行った。

１）粘度　メチルエチルケトンとトルエンとの比率を８
＝２に調製した混合溶媒に、固形分濃度を４０重量％に
溶解した共重合体溶液について、ＪＩＳ　　Ｋ６８３３
によりＢ型粘度計、ローターとして番号２又は６を用い
、回転数６０で温度２１℃にて測定した。

２）熱安定性　熱安定剤を添加しない共重合体を８０℃
で１力月間ギヤーオーブン中に維持し、その変色状態を
観察した。

３）ヒートシール性　乾燥後の目付は債が６〜４ｆ／ｒ
ｒｌの膜厚で共重合体の塗布された紙コツプ用原紙（厚
さ０．２８ｆｆ１１）を使用して、塗布面と塗布面を合
わせて熱傾斜試験機（東洋精機社製）により、プレス温
度１５０°Ｃ（接着面温度８０℃）、圧力１．０ゆ／７
、圧着時間１秒の条件で面積１αＸ２６５αをヒートシ
ールし、剥離強度をテンシロンＵＴＭ２００　（東洋精
機社製）によって、引張り速度２００１ｍ／Ｍ、角度１
８０度の条件下で測定した。

実施例１〜・６および比較例１〜３ 表１に記載の組成を有する塩化ビニル−塩化ビニＩＪデ
ン系共重合体について、溶液粘度、熱安定性およびヒー
トシール性を評価した。結果については、表１に記載の
とおりである。

各実施例において用いた共重合体については、そのヒー
トシール性に関する剥離強度値がいずれも母材破壊の値
であって、比較例と比べ見掛は上の数値以上にヒートシ
ール性に優れて（・る。

なお、比較例１で用いた共重合体は、エチルエチルケト
ン／トルエン混合溶剤に不溶であったため、テトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）を溶剤とし・て粘度等を測定した。

表１に於て用いた略号の意味は各々、以下に示す通りで
ある。

ＭＡ　；アクリル酸メチル ＥＡ　；アクリル酸エチル ＭＭＡ；メタクリル酸メチル ＭＬ　；無水マレイン酸 ＰＡ　；フマル酸 比較例４ 塩化ビニル単量体単位６４重量係、塩化ビニリデン単量
体単位、メタクリルクロライド単量体単位６重量％およ
び無水マレイン酸単量体単位６重量％の組成を有する塩
化ビニル−塩化ビニリデン系共重合体（平均重合度１８
０）を、メチルエチルケトン／トルエン（２／８容量比
）混合溶剤中に固形分濃度４０重ｆｆｉ％に溶解した樹
脂溶液について、前記各側におけると同じ粘度およびヒ
ートシール性を評価した。結果は次の如（であった。

粘　　度；　６６０　ｃｐｓ 剥離強度；　０．３２　Ｃｋｇ／　１ｎｃｈ　）　（界
面破壊）（ハ）発明の効果 本発明の紙用コーティング剤は、例えばメチルエチルケ
トン／トルエン混合溶剤等の取扱いの容易な低毒性の有
機溶剤に可溶のため、溶液型コーティング剤とし、て紙
への塗工が容易であり、しかも従来用いられていたコー
ティング剤と比較してヒートシール性が極めて優れてい
るので、祇コツプ用コーティング剤として有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、単量体単位の合計量を基準にして、塩化ビニル単量
   体単位２０〜７０重量％、塩化ビニリデン単量体単位２
   ０〜７０重量％、炭素数が１〜５のアルキル基を有する
   アクリル酸アルキルエステル単量体単位またはメタクリ
   ル酸アルキルエステル単量体単位０．５〜１０重量％お
   よびカルボキシル基を有するラジカル重合性単量体単位
   ０．５〜１０重量％を構成単量体単位とする塩化ビニル
   −塩化ビニリデン系共重合体からなるヒートシール可能
   な紙用コーティング剤。