JP2005029943A

JP2005029943A - 耐油紙

Info

Publication number: JP2005029943A
Application number: JP2003273230A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nagae; 実永江
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】本発明は、熱分解されて自然界において「難分解性」のフッ素系炭化水素が発生し、環境汚染の問題があるフッ素系耐油剤の代替として優れた耐油性を発現する耐油剤を用いて、環境配慮型の、通気性を有する十分な耐油性を発揮する、耐油性を要求される紙製トレー、食品包装紙製容器等の基材として適する優れた耐油紙を提供することを目的とするものである。
【解決手段】無サイズ紙もしくは低サイズ紙の該紙層中に、耐油剤を均一に含有することを特徴とする耐油紙である。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐油性を要求される紙製トレー、食品包装紙製容器等の基材として適する耐油性に優れる耐油紙に関するものである。

耐油紙は「耐油性をもたせた紙の総称。高度に粘性叩解した化学パルプで製造した紙、耐油脂性の材料処理した紙などがある。油脂性食品の包装などに用いられる。」と定義されている（ＪＩＳＺ０１０８参照）。

一般的には、耐油性としてはキット値（ＴＡＰＰＩＵＭ−５５７）が８以上であることが望ましく、これはサラダ油をはじくレベルである。紙を耐油化するためには、加工処理面の臨界表面張力を油性物質の表面張力より小さくすることが必要である。このような機能を有する薬品を耐油剤と称し、主に過フッ素炭化水素のアクリルレートまたはリン酸エステルなどのフッ素系化合物を用いたものが、従来耐油紙の主流となっていた。

耐油紙としては、この他にもグラシン紙、ポリエチレン加工紙、塩化ビニリデン加工紙、防湿セロハン及びアルミウム箔ラミネート紙などがあるが、紙の表面張力を下げ，濡れの現象から油の浸透を防止するという点から、やはり、従来フッ素系耐油剤で処埋した加工紙が耐油紙の本命であった。

しかしながら、フッ素系の耐油剤は、耐油性を発現するパーフルオロアルキル基と紙の表面に定着させるためのリン酸エステル基などの官能基を分子の両端に有している。このうち、紙に定着させるための官能基は親水性であり、アニオン性あるいはノニオン性を帯びているのが一般的である。フッ素系耐油剤の耐油性は、リン酸エステル基などがその親水性によって紙に定着すること、パーフルオロアルキル基が紙表面で外側に向けて配向し、加工処理面の表面張力が油性物質の表面張力より低くなることによって発現する。言い換えれば、紙に耐油剤の定着を阻害する物質が存在していると、パーフルオロアルキル基の紙表面での配向が乱れ、耐油性は発現しないという問題があった。

また、フッ素系耐油剤を用いた耐油紙は、加熱（例えば、１２０℃、１０分）すると紙中に存在するフッ素系耐油剤が熱分解されて自然界において「難分解性」のフッ素系炭化水素が発生し、環境汚染の問題が危惧されている。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、フッ素系耐油剤の代替として優れた耐油性を発現する耐油剤を用いて、環境配慮型の、通気性を有し、かつ十分な耐油性を発揮する優れた耐油紙を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、
請求項１に係る発明は、
無サイズ紙もしくは低サイズ紙の該紙層中に、耐油剤を均一に含有することを特徴とする耐油紙である。

請求項２に係る発明は、
前記耐油剤が、変性デンプン、アミロース、ポリビニルアルコール、アクリル系耐油剤
の１種または２種以上を混合してなることを特徴とする請求項１記載の耐油紙である。

請求項３に係る発明は、
前記変性デンプンが、カチオン化デンプン、エーテルエステル化デンプンであることを特徴とする請求項２記載の耐油紙である。

請求項４に係る発明は、
前記浸透剤が、尿素、硫酸ナトリウムのいずれかもしくはその混合物からなり、前記耐油剤に対して該浸透剤の添加量が、１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐油紙である。

請求項５に係る発明は、
前記耐油剤を、浸透剤を併用した湿式含浸方法により、該耐油剤を紙層中に均一に含有せしめることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐油紙である。

本発明により、フッ素系耐油剤の代替として優れた耐油性を発現する耐油剤を、浸透剤を併用することで、無サイズ紙もしくは低サイズ紙の紙層中に均一に含有せしめることが可能となり優れた耐油性を有する耐油紙を提供できる。

本発明の耐油紙はフッ素系耐油剤を使用していないので、従来問題となっていた環境汚染の危惧が解消された環境配慮型の耐油紙を提供できる。

また、本発明の耐油紙は、通気性をも有することから、例えば、テイクアウト用紙容器にして、内容物として揚げ物などを包装した場合、容器内に蒸気がこもらず内容物の風味が損なわれないという効果を奏するものである。

本発明の耐油紙は、紙製トレー、食品包装紙製容器等の基材として好適に用いられるのみならず広い用途に使用できるものである

以下、本発明の最も好ましい一実施例としての実施形態について説明する。

本発明の耐油紙は、無サイズ紙もしくは低サイズ紙の紙層中に、浸透剤を併用して、耐油剤を均一に含有することを特徴とし、通気性を有し、かつ優れた耐油性を発現するものである。

本発明における無サイズ紙もしくは低サイズ紙は、紙もしくは板紙を使用できる。

本発明において用いられる無サイズ紙としては、ロジン系サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤などのサイズ剤を添加していないいわゆるサイズ剤無添加のもので、歩留まり向上剤、紙力増強剤、填料、その他ｐＨ調整剤、消泡剤等の抄紙用添加助剤などは通常を添加して抄紙された無サイズ紙である。

また、本発明において用いられる低サイズ紙としては、上記で列挙したサイズ剤の添加量を抄紙時にコントロールしたり、特殊の薬剤を添加したりして、抄紙時にサイズ性を調整した低サイズ紙を使用することができる。

さらには、抄造時にサイズ剤が添加されている一般紙に、後から薬剤を塗布することに
より、サイズ度を低下させた低サイズ紙としたものを使用することもできる。例えば、特許文献（特開平１０―３２５０９５号公報）で提案されているものとして、サイズ度低下に関与する薬剤が、ジカルボン酸以上の複数のカルボキシル基を有する物質で、製紙薬剤としてすでに使用実績のある、分子量としては２００以上１０００程度のジカルボン酸等の脂肪酸を市販一般紙に本薬剤を希釈塗布するだけで、そのサイズ性を低下させる効果を有し、さらに吸水性を向上させたい場合には、テトラメチルシランに代表されるシランカップリング剤、あるいはこの重合物と混合して使用される低サイズ紙としたものも使用できる。

上記の無サイズ紙もしくは低サイズ紙を構成するパルプ繊維は、特に限定されず、通常の製紙で使用されるもののいずれもが使用可能である。例えば、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）などの化学パルプ、ＧＰやＭＰ機械パルプ等の木材パルプ、ケナフ、麻、綿などの非木材天然パルプ等が使用できる。

さらに、必要に応じて、合成高分子を溶融紡糸等により繊維化した合成繊維を上記のパルプ繊維に混抄することもできる。合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリスチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のハロゲン含有重合体、ナイロン−６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート・ヴァリレート共重合体等の脂肪族ポリエステル繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル繊維、アクリロニトリル繊維、またはアクリロニトリルと酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸、アリルスルホン酸ソーダ、スチレンスルホン酸ソーダ等のビニルモノマーとの共重合体等のアクリル系繊維、ビニロン繊維などがあげられる。また合成高分子を木材パルプに似た多分岐状の繊維にした合成パルプ等があげられる。

本発明において用いられる耐油剤としては、変性デンプン、アミロース、ポリビニルアルコールの１種または２種以上を混合して用いることができる。上記の変性デンプンとしては、特に、カチオン化デンプン、エーテルエステル化デンプンを用いるのが好ましい。

本発明において用いられる浸透剤は、耐油剤を紙層中に均一に含有させる目的で併用されるものである。すなわち、紙層を構成する個々の繊維表面が耐油剤で被覆された状態を呈し、極めて優れた耐油性を発現できる。浸透剤としては、尿素、硫酸ナトリウムのいずれかもしくはその混合物が好適に用いられる。その浸透剤の添加量は、上記耐油剤に対して１〜２０重量％の範囲で用いるのがよい。また、他の浸透剤として、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、第１級アミン塩、第２級アミン塩、第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩等のカチオン界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型等の両面界面活性剤およびエチレングリコール型、多価アルコール型の等に非イオン性のものも使用できる。

本発明の耐油紙は、耐油剤を含浸方法により紙層中に均一に含有せしめてなるものである。その含浸方法について以下に説明する。

本発明において使用できる含浸手段としては、サイズプレス方式が挙げられる。サイズプレス方式としては、ロールニップサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールインバージョン型コーター、ロッドコータービルブレード、ショートドウエルコーターおよびタブサイズプレスの中から適宜選んで使用することができる。近年は、ゲートロールサイズプレスが品質および効率の両面で優れている
のでその使用が急増している。

また、本発明において使用できる他の含浸手段としては、例えば、図１に示すように、本発明における耐油剤に浸透剤を併用した含浸液（３）を満たした第１の含浸槽（２）に一部浸漬して設けられたキッスロール（４）とこのキッスロール（４）と対をなす絞りロール（５）との間に基材（１）を反転させて移動させながらキッスロール（４）に付着する含浸液（３）を上記基材（１）の片面から押し当てて含浸させ、さらに、本発明における含浸液（３）を満たした第２の含浸槽（６）で含浸液（３）を過剰量含浸させた後、スクイズロール（７）で過剰な含浸液を絞る。特に、絞りロール（４）を通過した時、絞りロール（４）から下向きに圧力がかかることで基材（１）に残存する空気を基材（１）中から強力に押出し、基材（１）外へ除去し、さらに、第２の含浸槽（６）で過剰量の含浸液（３）を含浸させることで、含浸液（３）の未含浸部が生じることなく、紙層全体に均一に含浸することができる。さらに、含浸液に存在する浸透剤の作用により紙層を構成する個々の繊維の表面を被覆するように耐油剤を含有するので、十分な耐油性を付与することができ優れた耐油性を有する耐油紙が得られる。

さらに、本発明において使用できる他の含浸手段として印刷方式を採用することもできる。

針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）のみで抄紙した坪量３１０ｇ／ｍ²の無サイズ用紙を使用して、耐油剤として変性デンプンを用いて１０重量％濃度の変性デンプン水溶液に、浸透剤として硫酸ナトリウム３ｇ／ｌを添加して調整した耐油剤水溶液をサイズプレス機にて塗工して本発明の耐油紙を作成た。このときのピックアップ量は、８０ｇ／ｍ²であった。乾燥後のドライ塗工量としては、８ｇ／ｍ²であった。

針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）のみで抄紙した坪量３１０ｇ／ｍ²の無サイズ用紙を使用して、１０重量％濃度のケン化度９７％ｍｏｌ、重合度２０００のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液に浸透剤として硫酸ナトリウム３ｇ／ｌを添加して調整した耐油剤水溶液をサイズプレス機にて塗工して本発明の耐油紙を作成た。このときのピックアップ量は、８０ｇ／ｍ²であった。乾燥後のドライ塗工量としては、８ｇ／ｍ²であった。

針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）のみで抄紙した坪量３１０ｇ／ｍ²の無サイズ用紙を使用して、１０重量％濃度のアミロース水溶液に浸透剤として硫酸ナトリウム３ｇ／ｌを添加して調整した耐油剤水溶液をサイズプレス機にて塗工して本発明の耐油紙を作成た。このときのピックアップ量は、８０ｇ／ｍ²であった。乾燥後のドライ塗工量としては、８ｇ／ｍ²であった。

比較例として一般市販の耐油コート紙を用いた。

上記で得られた耐油紙を下記の評価方法に基づいて平面耐油度、罫線耐油度、透気度について測定し、その結果を表１に示した。
＜平面耐油度＞
Ｋｉｔ試薬により耐油紙の平面部の耐油度を測定した。
＜罫線耐油度＞
耐油紙に下記の設定の木型により罫線高さ２００μｍの罫線を入れて、Ｋｉｔ試薬によ
り耐油紙の罫線部の耐油度を測定した。

罫線設定・・・罫幅１．０ｍｍの丸罫
面板設定・・・溝幅１．６ｍｍ、深さ０．５ｍｍ
＜透気度＞
ガーレ試験機法（ＪＩＳＰ８１１７）により、透気抵抗度（面積６４２ｍｍ²の紙を空気１００ｍｌが透過する時間）を測定し、透気度を求めた。

表より明らかに、本発明の耐油紙は、平面耐油度、罫線耐油度のいずれもＫｉｔ値で８以上を有し耐油性に優れるものである。また、本発明の耐油紙は、いずれも、透気度５００秒の値を示し、このことは本発明の耐油紙を、例えば、テイクアウト用紙容器にして内容物として揚げ物などを包装した場合、容器内に蒸気がこもらず内容物の風味が損なわれない効果を奏するものである。

本発明の耐油紙は、耐油性を要求される紙製トレー、食品包装紙製容器の基材として好適に使用することができるものである。

本発明の耐油紙を作成する含浸方法の一例を説明する説明図である。

符号の説明

１・・・基材
２・・・第１の含浸槽
３・・・含浸液
４・・・キッスロール
５・・・絞りロール
６・・・第２の含浸槽
７・・・スクイズロール

Claims

無サイズ紙もしくは低サイズ紙の該紙層中に、耐油剤を均一に含有することを特徴とする耐油紙。
前記耐油剤が、変性デンプン、アミロース、ポリビニルアルコール、アクリル系耐油剤の１種または２種以上を混合してなることを特徴とする請求項１記載の耐油紙。
前記変性デンプンが、カチオン化デンプン、エーテルエステル化デンプンであることを特徴とする請求項２記載の耐油紙。
前記浸透剤が、尿素、硫酸ナトリウムのいずれかもしくはその混合物からなり、前記耐油剤に対して該浸透剤の添加量が１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐油紙。
前記耐油剤を、浸透剤を併用した湿式含浸方法により、該耐油剤を紙層中に均一に含有せしめることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐油紙。