JP2005002500A

JP2005002500A - 食品紙器用耐油コーティング膜及びその形成方法並びに耐油紙器

Info

Publication number: JP2005002500A
Application number: JP2003166331A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kinoshita; 正史木之下; Hiroyuki Kagaya; 浩之加賀谷; Taeko Mizunuma; 妙子水沼
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】平滑部及び１８０度折り曲げ部分の耐油性がともに良好であり、同時にヒートシール性にも優れる耐油コーティング膜及びその形成方法並びに食品紙器用耐油紙を提供する。
【解決手段】第一の構成は、紙基材上に軟質樹脂塗工膜及び硬質樹脂塗工膜をこの順に有することを特徴とする食品紙器用耐油コーティング膜であり、第二の構成は、基材上に軟質樹脂のアンダーコート層を形成する工程と硬質樹脂のオーバーコート層を形成する工程とを有する耐油コーティング膜の形成方法であり、第三の構成は、紙基材表面に前記の耐油コーティング膜を有する食品紙器用耐油紙である。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、食品包装容器などに用いられる耐油紙の表面に形成される耐油コーティング膜及びその形成方法並びに食品紙器用耐油紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に食品紙器用の耐油コーティング膜として使用されてきたのは、フッ素系耐油コーティング剤である。しかしフッ素系耐油コーティング剤の場合には、塗工物を電子レンジで加熱すると、発がん性の疑いがある低分子化合物が発生する可能性が懸念されており、又焼却時に腐食性ガスであるフッ酸が発生することも懸念されるなど環境及び安全性の面で問題が指摘されてきた。
【０００３】
そのためシリコーン系樹脂やスチレンアクリル系樹脂などの耐油性コーティング膜が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかしながら食品と直接接触するコーティング膜としてはできれば安全な天然素材が好ましい。但し、天然樹脂で形成された耐油性コーティング膜は、硬く柔軟性に乏しいため、膜を形成した基材を折り曲げた際に、コーティング膜が割れるという問題があった。
【０００５】
既に基材の表面側にセラックを含有するコート層を薄くした２層以上の多層積層膜とすることによって折り曲げても割れないセラックを含有する多層積層膜であることを提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
しかしながら、フライドポテトや菓子など食品紙器箱などの場合、耐油性は紙及び板紙の撥油度試験法（キット法）「Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．４１：紙パルプ技術協会誌ｐ６５−６６、ｖｏｌ３７，８号」で測定されるが上記天然樹脂をコートした紙器基材はコート量が少ない場合は耐油性が不足するし、コート量が多い場合は平滑部分や９０度位の折り曲げ部分の耐油性は十分でも、箱にする時に谷折や山折など１８０度に折り曲げられる紙器容器にあっては折り曲げ部分の耐油性が不十分な場合があった。又菓子箱などの紙器容器にあっては折り曲げた重なり部分をヒートシールできる必要があるが、天然硬質樹脂だけを含有するコート層ではヒートシール可能温度範囲が狭くて実用上ヒートシールすることが難しい場合があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３１５２５２号公報
【特許文献２】
特開平７−１４５５９７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、紙器基材にコートされたコーティング膜が平滑部は勿論、１８０度折り曲げ部分の耐油性も良好であり、同時にヒートシール性に優れた耐油コーティング膜及びその形成方法並びに食品紙器用耐油紙の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに到った。すなわち、紙器基材の表面側に軟質樹脂水性分散体によりアンダーコート層を形成させた後、前記アンダーコート層の表面側に、硬質樹脂から成るオーバーコート層とする多層積層膜を形成させることにより耐油性及びヒートシール性に優れるコート紙が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は第一に、紙基材上に軟質樹脂塗工膜及び硬質樹脂塗工膜をこの順に有することを特徴とする食品紙器用耐油コーティング膜を提供する。
【００１１】
本発明は第二に、耐油コーティング膜の形成方法であって、軟質樹脂のアンダーコート層を形成する工程と、硬質樹脂のオーバーコート層を形成する工程とを有することを特徴とする耐油コーティング膜の形成方法を提供する。
【００１２】
更に、本発明は第三に、紙基材上に軟質樹脂塗工膜及び硬質樹脂塗工膜をこの順に有する食品紙器用耐油コーティング膜を表面に備えることを特徴とする食品紙器用耐油紙を提供する。
【００１３】
上記手段により、本発明の耐油コーティング膜においては、紙器基材の表面側に伸張性を有する軟質樹脂からなるアンダーコート層を備えるため、伸張性に劣る硬質樹脂から成るオーバーコート層が積層された場合であっても１８０度折り曲げによる罫線割れを生じないために十分な耐油性を発現する。
【００１４】
更に、本発明の耐油コーティング膜においては、軟質樹脂からなるアンダーコート層を選択することにより、ヒートシール性を制御することができる。例えば、比較的低分子量から成る天然硬質樹脂は比較的軟化温度は高くてしかも溶融すると粘度が急減するのでヒートシール可能な温度範囲が狭かったが、感温性のマイルドな高分子量の軟質樹脂をアンダーコート層とすることにより、広い温度範囲でヒートシールが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の耐油コーティング膜は、（ａ）軟質樹脂膜（ｂ）硬質樹脂膜とから成る多層構造から成る。
【００１６】
（ａ）軟質樹脂膜
軟質樹脂膜は基材と硬質樹脂膜の間にあって折り曲げられた際の衝撃を吸収するクッション材の役割と、ヒートシール時のシール温度範囲を広げる役割を持つためにフレキシブルな熱可塑性樹脂膜である。軟質樹脂としては基材の罫線割れに追随するために、室温で樹脂膜の伸張度が好ましくは１００％以上、更に好ましくは４００％以上である熱可塑性樹脂である。樹脂膜の伸張度は約２００μ厚の軟質樹脂の試片を引張り試験することにより測定される。例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−アクリル酸エステル樹脂、エチレン−アクリル酸樹脂、ブタジエンコポリマー、ウレタン樹脂、スチレン−イソプレンブロックポリマ−等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１７】
耐油性及び折り曲げ時の急激な伸びに対応できるウレタン樹脂及びそのブレンド又はグラフト樹脂が特に好ましい。上記の熱可塑樹脂は、基材に塗工して耐油性を保持させる点から、溶剤可溶物より水分散体が好ましい。更に塗工剤の扱いやすさなどを考慮すると水溶性高分子よりは水分散系樹脂が好ましい。具体的には、ウレタンディスパージョン、アクリルエマルション、アイオノマーエマルション、ウレタン／アクリル複合化エマルションなどがある。
【００１８】
［水分散体系樹脂の調製］
本発明において使用する水分散体系樹脂の製造方法は、特に制限されない。また、本発明において使用する水分散体系樹脂は、通常、公知の機械乳化法、乳化重合法などにより製造することができる。軟質樹脂エマルションの市販品の例としては、ハイドランシリーズ（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）、アクリットＷＢＲシリーズ（大成化工株式会社製商品名）などが挙げられる。乳化重合法による軟質樹脂の重合例としては特開平１２−５２５０２号公報が挙げられる。
【００１９】
本発明において、アンダーコート層を形成する工程としては、例えば、アンダーコート層の材料の溶液又は分散液（例えば水分散液、アルコール溶液）を、基材の上に塗布し、その後溶媒を蒸発させる方法がある。軟質樹脂の塗工量は折り曲げ部分の割れ防止には多いほうがよいが、多いと乾燥条件も含めてコストアップになる。軟質樹脂の塗工量は好ましくは２〜２０ｇ／ｍ^２、更に好ましくは２〜１０ｇ／ｍ^２である。又、前記溶液を塗布する方法としては、又、前記溶液を塗布する方法としては、例えば、バーコーターを使用する方法、ロールコーター、グラビアコーターを用いる方法、ディップ法、スピンコート法、又はスプレーによる塗工法等がある。
【００２０】
（ｂ）硬質樹脂膜
基材に耐油性を付与するための硬質樹脂膜とは、硬くて比較的脆い樹脂から成っており、其の膜は好ましくは１００％以下の伸張度を示す。食品と接触する紙器用硬質樹脂として例えばロジン、漆、セラック等の天然樹脂が挙げられる。
【００２１】
ロジンは松類から天然樹脂であり、松脂を水蒸気蒸留してテレピン油を除いたもの、溶剤やアルカリ液で抽出したものがある。コート剤として用いるのは石灰硬化ロジン、亜鉛硬化ロジン、エステルロジン及び酸変性ロジンなどがある。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で亜麻仁油などの天然乾性油や合成樹脂を添加してもよい。
【００２２】
漆はウルシ科の落葉樹から得られる天然樹脂であり、木から浸出する乳液をナヤシやクロメ等の操作により塗りやすい状態に精製加工した製漆をオーバーコート層の材料としては用いる。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で亜麻仁油などの天然乾性油や合成樹脂を添加してもよい。
【００２３】
セラックは、ラックカイガラ虫が分泌する天然樹脂であり、分泌物を加熱、融解して搾り出す法、アルコール溶出する法などの製造法により３種類のセラック（セラック、脱色セラック、白ラック）がある。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で亜麻仁油などの天然乾性油や合成樹脂を添加してもよい。
【００２４】
本発明において、オーバーコート層を形成する工程としては、例えば、硬質天然樹脂の溶液（例えば水溶液、アンモニア水、炭酸ナトリウム水溶液等アルカリ水溶液、アルコール溶液、又はその他の有機溶媒の溶液）を、アンダーコート層の上に塗布し、その後溶媒を蒸発させる方法がある。
【００２５】
硬質樹脂の塗工量は耐油性を付与するためには多いほうがよいが、あまり多いと軟質樹脂の塗工量によるが、折り曲げ部分に割れが生じて逆に耐油性が不足するようになる。硬質樹脂の塗工量は好ましくは１〜１２ｇ／ｍ^２、更に好ましくは２〜８ｇ／ｍ^２である。また、軟質樹脂の乾燥時塗工量が、硬質樹脂の乾燥時塗工量と同量以上であることが好ましい。又、前記溶液を塗布する方法としては、例えば、バーコーターを使用する方法、ロールコーター、グラビアコーターを用いる方法、ディップ法、スピンコート法、又はスプレーによる塗工法等がある。
【００２６】
食品紙器用基材としては、例えば、純白ロール紙、板紙、コートボール紙などの厚紙が挙げられる。
【００２７】
本発明の耐油コーティング膜の構成としては、例えば、基材の上に形成された軟質樹脂から成るアンダーコート層と、その上に形成された硬質天然樹脂を含有するオーバーコート層とからなる２層積層膜がある。又、本発明の耐油コーティング膜の構成として、例えば、前記アンダーコート層と前記オーバーコート層に加えて、前記２層の間に別の層（例えば、アンダーコート層とオーバーコート層の密着性を高めるための密着層）を備えていてもよく、又は前記オーバーコート層の上に、更に別の層（例えば、オーバーコート層を保護するための保護層）を備えていてもよい。
【００２８】
尚、耐油コーティング膜は、紙の片面のみに形成してもよく、両面に形成してもよい。
【００２９】
【実施例】
次に具体的な樹脂の配合例、塗工例などの実施例、比較例を挙げる。但し本発明はこの実施例によって制限されない。尚、含有量を示す％は固形分の質量％を、添加量を表す部は質量部を示す。
【００３０】
（実施例１）
（ａ）本実施例１の耐油紙（耐油コーティング膜を表面に備えた紙）は、基材として３００μ厚みのコートボール紙を用いて、その表面にバーコーターＮｏ１０を用いてウレタン樹脂（伸張度：９５０％、アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）を塗工した。次いで熱風乾燥機を用い、１００℃の条件下で、３０秒間加温して溶媒を蒸発させ、アンダーコート層を形成させた。乾燥後の塗工量は、３．２ｇ／ｍ^２であった。続いて前記アンダーコート層の上にバーコーターＮｏ１０を用いて脱色セラック（伸張度：５％、ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１１：岐阜セラック株式会社製）のアンモニア水溶液（濃度２８質量％）を塗工した。
【００３１】
前記と同様に、溶媒を蒸発させ、オーバーコート層を形成した。乾燥後の塗工量は、２．５ｇ／ｍ^２であった。得られた二層コートされた上記コートボール紙を以下の試験で評価した。
【００３２】
（耐油試験）
本実施例で製造した耐油紙の耐油性を確認するために、Ｊ．ＴＡＰＰＩＮｏ．４１キット法（紙パ技協誌Ｖｏｌ．３７、８号、６５−６６頁）により、撥油度試験を行った。尚、塗工耐油コーティング膜の平滑面だけでなく、耐油コーティング膜を設けた面が重なるように、紙を指で強く押さえて折り目をつけた部分（谷折り部分）と、耐油コーティング膜を設けた面の背面同士が重なるように、紙を指で強く押さえて折り目をつけた部分（山折り部分）とを、それぞれについてキット数Ｎｏ１０の試薬を用いて撥油度測定を行った。食品紙器用耐油紙においては、１０以上のキット数を持つ撥油度を示した場合に、十分な耐油性があるといえるので合格（○）とした。その結果を表１に示す。
【００３３】
（ヒートシール試験）
熱傾斜式ヒートシーラー（テスター産業（株）製）を用い、シール温度１２０〜１８０℃（２０℃間隔）で圧力１ｋｇ／ｃｍ^２、時間１秒でヒートシールさせた。サンプル幅を１０ｍｍとし、引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで９０度ピール強度を測定し、これをヒートシール強度とした。２．０Ｎ／１０ｍｍ以上或いは基材破壊であれば実用レベルとみなせるので合格（○）とした。
【００３４】
（実施例２）
本実施例１においてウレタン樹脂（アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）の乾燥後の塗工量を３．２ｇ／ｍ^２に５．４ｇ／ｍ^２増やして塗工した以外は本実施例１と同様に塗工試験及び評価を行った。結果を表１に示す。
【００３５】
（比較例１）
本実施例１においてウレタン樹脂（アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）の塗工工程を省いて脱色セラック（ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１１：岐阜セラック株式会社製）のアンモニア水溶液（濃度２８質量％）を塗工した以外は本実施例１と同様に塗工試験及び評価を行った。結果を表１に示す。
【００３６】
（比較例２）
本実施例１においてウレタン樹脂（アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）の塗工工程を省いて脱色セラック（ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１１：岐阜セラック株式会社製）のアンモニア水溶液（濃度２８質量％）を同じ乾燥後塗工量に２回塗工した以外は本実施例１と同様に塗工試験及び評価を行った。結果を表１に示す。
【００３７】
（比較例３）
本実施例１においてウレタン樹脂（アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）及び脱色セラック（ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１１：岐阜セラック株式会社製）のアンモニア水溶液（濃度２８質量％）を別々に塗工する代わりに、ウレタン樹脂（アクリットＷＢＲ２０１８：大成化工株式会社製）と脱色セラック（ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１１：岐阜セラック株式会社製）のアンモニア水溶液（濃度２８質量％）とを本実施例１の乾燥後塗工質量比で混合した樹脂を同じ乾燥後塗工量になるように一回で塗工した以外は本実施例１と同様に塗工試験及び評価を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明により、紙器基材にコートされたコーティング膜が平滑部は勿論、１８０度折り曲げ部分の耐油性も良好であり、同時にヒートシール性に優れた耐油コーティング膜及びその形成方法並びに食品紙器用耐油紙を得ることが出来る。

Claims

紙基材上に軟質樹脂塗工膜及び硬質樹脂塗工膜をこの順に有することを特徴とする食品紙器用耐油コーティング膜。
前記軟質樹脂が１００％以上の塗工膜伸張度を有する水性樹脂を含有する請求項１に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
前記軟質樹脂が４００％以上の塗工膜伸張度を有する水性樹脂を含有する請求項１に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
前記軟質樹脂がポリウレタン樹脂を含有する請求項３に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
前記硬質樹脂が１００％以下の塗工膜伸張度を有する水性天然樹脂又はアルコールに分散性又は溶解性を有する天然樹脂を含有する請求項１に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
前記硬質樹脂がセラックを含有する請求項５に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
前記軟質樹脂の乾燥時塗工量が、硬質樹脂の乾燥時塗工量と同量以上である請求項１に記載の食品紙器用耐油コーティング膜。
耐油コーティング膜の形成方法であって、（１）基材上に軟質樹脂のアンダーコート層を形成する工程と、（２）硬質樹脂のオーバーコート層を形成する工程とを有することを特徴とする耐油コーティング膜の形成方法。
紙基材表面に前記請求項１〜８のいずれかに記載の耐油コーティング膜を有することを特徴とする食品紙器用耐油紙。