JP2004019036A

JP2004019036A - 耐油紙

Info

Publication number: JP2004019036A
Application number: JP2002174888A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Tomokiyo; 友清　圭一郎; Toyoaki Matsuura; 松浦　豊明; Akihiko Sekiya; 関谷　昭彦
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP3652326B2

Abstract

【課題】有機フッ素樹脂を使用しない耐油紙を提供する。
【解決手段】ガラス転移点が−２５〜３０℃の範囲のアクリル系・スチレン−アクリル系もしくはスチレン−ブタジエン系合成樹脂エマルジョンまたはこれらの合成樹脂エマルジョンの混合物１００部に対して、オレフィンとマレイン酸との共重合体またはオレフィンとマレイン酸との共重合体とアルケニル無水コハク酸との混合物を３〜３５部混合せしめた塗工液を、基紙の表裏面の少なくとも一方の面に２．０〜１０ｇ／ｍ^２塗工してなる耐油紙によって解決される。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油の紙層方向への浸透を抑制する機能を有する耐油紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油の浸透を抑制する機能を有する耐油紙は、フライドポテトなどの揚げ物食品やバターなどの油脂食品やその他クッキー、ペットフードなどの油を含む食品の包装用また容器用として、保護用のオイルが付着している金属機械部品の包装用として、油瓶のラベル用として、化粧品の包装用としてなど、広く用いられている。かかる耐油紙は、現在、高い耐油性および耐水性を有し、臭気が少なく、印刷適正に優れるといった利点を有することから、有機フッ素樹脂を内添した有機フッ素樹脂内添紙あるいは有機フッ素樹脂を含む塗工液を塗工した有機フッ素樹脂塗工紙など有機性フッ素樹脂によって基紙に耐油性を付与したものが主流となっている。なかでも有機フッ素樹脂内添紙は、紙表面だけなく紙内部における耐油性も保持されているため折り曲げ部の耐油性に優れ、包装用途あるいは容器用途となど耐油紙を折り曲げて使用する必要がある用途に好適とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、有機フッ素樹脂が体内で分解されずに蓄積されることが確認されたため、有機性フッ素樹脂の食品等包装関連用途への使用が危険視されるようになってきている。さらに、有機フッ素樹脂が高温条件下で有害ガスを発生することも確認され高温で使用される用途にも不適であることがわかった。
【０００４】
耐油紙は上述のとおり食品の包装用途として使用されることが多く、また、食品の加温とともに電子レンジ等で加温されるなど高温下で使用されることもあることから、有機フッ素樹脂が有する問題点による影響が非常に大きい。このため耐油紙に有機フッ素樹脂を使用することをやめざるを得ない状況となっている。
【０００５】
このような状況のなか、有機フッ素樹脂と同様の耐油性を有する耐油紙の開発が急がれており、脂肪酸エステル系の物質を添加して耐油性を付与する耐油紙など有機フッ素樹脂を使用しない耐油紙の報告もされている。しかし、どれも印刷適正や折り曲げ部の耐油度が悪いなど、有機フッ素樹脂を使用した耐油紙の代替品として十分なものはない。
【０００６】
そこで、本発明の主たる課題は、有機性フッ素樹脂と同様の耐油性を有し、しかも、有機フッ素樹脂の有する欠点のない耐油紙を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した請求項１記載の発明は、
ガラス転移点が−２５〜３０℃の範囲にあるアクリル系、スチレン−アクリル系もしくはスチレン−ブタジエン系の合成樹脂エマルジョンまたはこれらの合成樹脂エマルジョンの混合物１００部に対して、オレフィンとマレイン酸との共重合体またはオレフィンとマレイン酸との共重合体とアルケニル無水コハク酸との混合物を３〜３５部混合せしめた塗工液を、基紙の表裏面の少なくとも一方の面に２．０〜１０ｇ／ｍ^２塗工してなることを特徴とする耐油紙である。
【０００８】
ここで、請求項１記載の発明における前記合成樹脂エマルジョンおよびこれらの合成樹脂エマルジョンの混合物１００部とは、アクリル系合成樹脂エマルジョン１００部、スチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョン１００部、スチレン−ブタジエン系合成樹脂エマルジョン１００部、アクリル系合成樹脂エマルジョンとスチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョンとの混合物１００部、アクリル系合成樹脂エマルジョンとスチレン−ブタジエン合成樹脂エマルジョンとの混合物１００部、スチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョンとスチレン−ブタジエン合成樹脂エマルジョンとの混合物１００部、アクリル系合成樹脂エマルジョンとスチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョンとスチレン−ブタジエン系合成樹脂エマルジョンとの混合物１００部、を意味する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記塗工液は、アクリル系またはスチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョン１００部に対して無機顔料を１５０部以下含むものである請求項１記載の耐油紙である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、ＴＡＰＰＩ　ＵＭ−５５７法による塗工面の耐油度が５〜１６級である請求項１または２記載の耐油紙である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、ＪＩＳ　Ｚ　０２３８に準じてシール温度７０℃、０．２ＭＰａ／３ｓｅｃの条件で測定した、塗工面同士のヒートシール強度が４０ｇ／１５ｍｍ以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の耐油紙である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、表裏面のＪＩＳ　Ｐ　８１１９に基づくベック平滑度の差が７０〜３００秒である請求項１〜４の何れか１項に記載の耐油紙である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次いで、本発明の実施の形態を以下に詳述する。
本発明にかかる耐油紙は、基紙に塗工液を塗工してなるものである。
【００１４】
前記基紙としては、表裏面に塗工層を形成することが可能である紙であれば特に限定されない。サイズ紙、ノーサイズ紙いずれも使用することができる。具体例としては、ヤンキー紙、クラフト紙、上質紙、板紙、ライナー、新聞紙、グラシン紙、パーチメント紙などが挙げられる。
【００１５】
前記塗工液としては、ガラス転移点が−２５〜３０℃の範囲のアクリル系、スチレン−アクリル系またはスチレン−ブタジエン系の合成樹脂エマルジョン１００部に対して、オレフィンとマレイン酸とを共重合させた耐油剤を３〜３５部、含有せしめたものを用いる。また、アクリル系・スチレン−アクリル系またはスチレン−ブタジエン系合成樹脂エマルジョン１００部に対して、さらに無機顔料を１５０部以下含有せしめたものを用いることもできる。定かではないが、ガラス転移点が−２５〜３０℃の範囲のアクリル系・スチレン−アクリル系またはスチレン−ブタジエン系合成樹脂エマルジョンの使用により、塗工層に折り曲げによって破損しない柔軟性とヒートシール性が付与され、さらに当該エマルジョン１００部に対してオレフィンとマレイン酸とを共重合させた耐油剤を３〜３５部含有せしめることにより塗工層に耐油性が付与されると推測される。さらに、当該エマルジョン１００部に対して無機顔料３〜１５０部を含有せしめることにより塗工層にインク吸収性が付与されると推測される。
【００１６】
前記アクリル系またはスチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョンの具体例としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル系官能基樹脂、アクリルニトリル、ジメチルアミノエチルメタクリルレート、スチレン、酢酸ビニル、カルボキシメチルセルロース、アクリルニトリル−ブタジエンラバー、スチレン−ブタジエンラバー、塩化ビニリデン等の単体もしくは共重合物または混合物をエマルジョン化したものが挙げられる。
【００１７】
前記無機顔料としては、従来既知の無機顔料が問題なく使用できる。具体例としては、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、焼成クレー、無定形シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土等が挙げられる。
【００１８】
オレフィンとマレイン酸との共重体としては、エチレン、プロピレン、ブチレン、アミレン等の脂肪酸炭化水素化合物と無水マレイン酸を共重合させた化合物が挙げられる。また、これらの化合物に対してアルケニル無水コハク酸分散液（ＡＳＡ）を混合させることにより耐水耐油性をさらに向上させることができる。ここで、前記オレフィンとマレイン酸との共重合体は、オレフィンとマレイン酸との共重合体を主成分とする市販の耐油剤を用いることができる。従って、前記エマルジョンに対して当該耐油剤を混合せしめて塗工液を調整することができる。
【００１９】
前記塗工液には紙層への塗工液の浸透を向上させる従来既知の浸透剤が含有されていてもよい。紙層への塗工液の含浸量が多くなると、折り曲げ部の耐油性が高まる。ここでいう浸透剤は塗工液の表面張力を下げて、塗工液の紙層中への浸透を促す効果を有するものをいい、一般的に浸透剤と呼ばれるものの他、界面活性剤、濡れ性向上剤、レベリング剤、有機溶剤なども含む意味である。具体例としては、アセチレンジオール、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼン硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレン、アルキルエーテル、ＩＰＡなどが挙げられる。
【００２０】
塗工液には、サイズ剤、耐ブロッキング剤など従来既知の添加剤が含有されていてもよい。
【００２１】
一方、上記塗工液の基紙への塗工は従来既知の塗工機を用いて行うことができる。塗工機の種類は特に限定されるものではないが、塗工液が基紙に浸透していると油脂などが基紙へ浸透しづらくなり耐油性が高まるので、かかる観点から塗工液を基紙中に押し込む力が大きい塗工機のほうが好適である。このような塗工機としては、ブレードコーター、ロールコーター、サイズプレスコーター、ディプコーターが挙げられる。エアナイフコーター、グラビアコーター、コンマコーター、ロッドコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーターなどを用いて塗工することもできる。
【００２２】
塗工液は、基紙の片面のみに塗工してもよいし両面に塗工してもよい。塗工量に関しては、少なくとも一方の面に２．０〜１０ｇ／ｍ^２塗工する。好適には、３．０〜９ｇ／ｍ^２塗工する。２．０ｇ／ｍ^２未満であると包装用途など折り曲げて使用する場合に塗工層が破損して折り曲げ部の耐油性の保持が困難となる。反対に１０ｇ／ｍ^２を超えて塗工しても耐油性はほとんど向上しないのでコスト高となるだけである。
【００２３】
一方、従来の有機フッ素樹脂を用いた一般的な耐油紙は、ＴＡＰＰＩ　ＵＭ−５５７法による塗工面の耐油度が５以上であることから、本発明にかかる耐油度についても当該範囲内であるのが望ましい。５未満であると一般的な耐油紙としての使用には不適である。
【００２４】
他方、本発明に係る耐油紙は、ＪＩＳ　Ｚ　０２３８に準じてシール温度７０℃、０．２ＭＰａ／３ｓｅｃの条件で測定される、塗工面同士のヒートシール強度が４０ｇ／１５ｍｍ以上であるのが望ましい。本発明に係る耐油紙は、塗工紙タイプのものであるので、塗工層同士の接着を可能ならしめることができる。耐油紙にヒートシール性を付与することは、耐油紙の用途を考慮すると非常に大きな利点となる。この場合において、４０ｇ／１５ｍｍ未満であると、袋用途や容器用ととして好適なヒートシール性があるとはいえない。このヒートシール性は従来の有機フッ素樹脂等を内添あるいは混抄するタイプの耐油紙では達成され得ない特質である。
【００２５】
他方、本発明に係る耐油紙は、表裏面のＪＩＳ　Ｐ　８１１９に基づくベック平滑度の差が７０〜３００秒であるのが望ましい。表裏面に平滑度の差を設けると平滑度の低い面が保管環境および製造時の熱・圧力によるブロッキングを押さえるので、ブロッキングによる塗工面の面割れによる効果の低下が防止される。尚、両面塗工を行った場合でも、平滑度が低い粗面では紙表面の毛細管現象により塗工液が紙層内部にまで浸透するので平滑度の差が保持される。従って、このように両面塗工を行う場合でもブロッキングの発生は抑制される。
【００２６】
（実験例）
次いで、本発明の実施例を示す。基紙に組成の異なる塗工液を塗工した種々の試料を作成しそれぞれについて耐油紙として必要な要素について各種試験とヒートシール性についての試験を行った。試験項目およびその方法、評価については次記のとおりである。
【００２７】
吸水度：ＪＩＳ　Ｐ　８１４０（コッブ法）の基づいて、塗工面を２３℃の水に１２０秒間接触させたときの水の吸水量を測定した。一般に、揚げ物やバター等の水分を含む食品等の紙皿や包装袋として問題なく用いることが可能な吸水度は７ｇ／ｍ^２未満である。
【００２８】
平面部の耐油度：ＴＡＰＰＩ　ＵＭ−５５７法（キット法）によって塗工面を測定した。１２級以上の測定は最高１６級とする改訂法により測定した。現在市販に供されている有機フッ素樹脂を用いた耐油紙の耐油度はほとんどが５級以上であることから一般的な使用において問題とならない耐油度は５級以上である。
【００２９】
折り曲げ部の耐油度：塗工面が外面となるようにして紙試料を２つに折り曲げ、その折り曲げ部分上を巾１７８ｍｍ、直径１００ｍｍ、重さ１２．５ｋｇのローラーを１往復転がして完全に折り目を付け、その後、折り目を広げ、折り目部分の耐油度を上記平面部の耐油度と同様にＴＡＰＰＩ　ＵＭ−５５７法によって測定した。折り曲げ部についても問題とならない耐油度は５級以上である。
【００３０】
ヒートシール強度：ＪＩＳ　Ｚ　０２３８に準じてシール温度７０℃、０．２ＭＰａ／３ｓｅｃの条件で塗工面同士のヒートシール強度を測定した。袋や容器を作成するにあたって問題とならないヒートシール性は４０ｇ／１５ｍｍ以上である。
【００３１】
耐ブロッキング性：試料を５０枚重ね、２０℃、６５％ＲＨの環境化で所定加重をかけ放置し、２４時間後にブロッキングが発生したか否かを確認した。ブロッキングが発生しなかったものを◎と評価し、ブロッキングの発生は認められるが容易には剥離可能であるものを○とし、ブロッキングの発生が認められ剥離困難であるものを×と評価した。
【００３２】
印刷適正：イエロー、マゼンタ、シアンの各単色を印字し、印字直後から５秒毎に印字面に上質紙を貼合せ、インクが上質紙に転写したか否かを観察した。インクが乾燥するまでの時間が１５秒未満のものはインク吸収性が優れるとして○杜評価し１５秒以上のものはインク吸収性に劣るとして×と評価した。
【００３３】
臭気：５名の被験者が実際に各試料の臭いを嗅いで、嫌悪な臭気が感じられるか否かを判断することとした。３名以上の被験者が嫌悪な臭いが認められると判断したものを×と評価し、そうでないものを○と評価した。
【００３４】
試験の結果を実施例および比較例の塗工液の詳細な組成とともに、表１〜４に示す。表中本発明にかかる耐油紙に該当する試料を実施例とし、そうではない試料を比較例としている。
【００３５】
実施例および比較例において使用した基紙および試薬等は次記のとおりである。基紙は坪量３０ｇ／ｍ^２の純白ロール紙（商品名；金鯱：大王製紙株式会社製）を使用した。塗工液の塗工量は４．０ｇ／ｍ^２とした。無機顔料は、軽質炭酸カルシウム（商品名；ＴＰ−２２１ＧＳ：奥多摩工業株式会社）を使用した。オレフィンとマレイン酸共重合体は　、市販の耐油剤（ハマコートＡＫ−４００：星光化学工業株式会社）を使用した。また、アルケニル無水コハク酸（ＡＳＡ）は市販の一般試薬（商品名；ＡＳ−２９１：日本ＰＭＣ株式会社）を分散し使用した。表中、ＡＥはアクリル酸エステル共重合体（商品名；ボンコートＳＦＡ−３３［Ｔｇ０℃］：大日本インキ株式会社製）、ＳＡＥはスチレン−アクリル共重合体（商品名；ボンコート３９８３Ｗ［Ｔｇ２１℃］：大日本インキ株式会社製）、ＰＶＡはポリビニルアルコール（商品名；ＰＶＡ−１０５［Ｔｇ５０℃］クラレ株式会社製）ＳＢＲはスチレンブタジエン共重合体（商品名；ニッポールＬＸ−４３０［Ｔｇ１２℃］：日本ゼオン株式会社製）をそれぞれ示す。ＡＥ／ＳＡＥは、ＡＥ５０部とＳＡＥ５０部の混合物を示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
【表３】

【００３９】
【表４】

【００４０】
＜結果＞
表１〜表４から見てとれるように、本発明にかかる実施例１〜２４は平面部、折り曲げ部のいずれの耐油度が５級以上と従来有機フッ素樹脂を用いた耐油紙と同様の耐油度であり、また、耐油紙に必要とされる一般的なその他の要素についての試験結果も良好である。さらに、ヒートシール性も保持していることが確認できる。対して、本発明にかかる耐油紙とは異なる比較例１〜１５は、折り曲げ部の耐油性が４以下であり、また、耐油紙に必要とされる一般的なその他の要素について、耐油紙としては不適とする要素が確認できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳述のとおり、本発明によれば、従来の有機フッ素樹脂の有する耐油性と同等の耐油性を有し、かつ、有機フッ素樹脂が抱えていた問題点がなく、さらにヒートシール性という特徴をも有する耐油紙が提供される。

Claims

ガラス転移点が−２５〜３０℃の範囲にあるアクリル系、スチレン−アクリル系もしくはスチレン−ブタジエン系の合成樹脂エマルジョンまたはこれらの合成樹脂エマルジョンの混合物１００部に対して、オレフィンとマレイン酸との共重合体またはオレフィンとマレイン酸との共重合体とアルケニル無水コハク酸との混合物３〜３５部を混合せしめた塗工液を、基紙の表裏面の少なくとも一方の面に２．０〜１０ｇ／ｍ^２塗工してなることを特徴とする耐油紙。
前記塗工液は、アクリル系またはスチレン−アクリル系合成樹脂エマルジョン１００部に対して無機顔料を１５０部以下含むものである請求項１記載の耐油紙。
ＴＡＰＰＩ　ＵＭ−５５７法による塗工面の耐油度が５〜１６級である請求項１または２記載の耐油紙。
ＪＩＳ　Ｚ　０２３８に準じてシール温度７０℃、０．２ＭＰａ／３ｓｅｃの条件で測定した、塗工面同士のヒートシール強度が４０ｇ／１５ｍｍ以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の耐油紙。
表裏面のＪＩＳ　Ｐ　８１１９に基づくベック平滑度の差が７０〜３００秒である請求項１〜４の何れか１項に記載の耐油紙。