JP2005537377A - 蒸気スクリーン性組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、湿気に対する透過性が低いはっ水性の紙を製造するための水分散性組成物に関する。この組成物は、成分（Ａ）〜（Ｈ）を、以下の乾燥重量（wt）で含むことを特徴とする：（Ａ）５〜８９重量％のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、（Ｂ）１〜２０重量％のスチレンマレイン酸イミド（ＳＭＩ）、（Ｃ）５〜５０重量％のエチレンアクリレート、（Ｄ）０〜２０重量％のポリビニルアルコール又はデンプン、（Ｅ）０〜７重量％のロウ、（Ｆ）０〜６重量％のスチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）、（Ｇ）０〜７０重量％のスチレンブタジエン（ＳＢ）ラテックス、及び（Ｈ）０〜７０重量％のタルク。本発明は更に、少なくともその１つの表面が、水分散性組成物を含む水性エマルションの層でコーティングされている原紙を含む、易離解性の防湿紙に関する（ここで、水性エマルション中の固形分は、３０〜６５重量％である）。
Description
発明の分野
本発明は、気体及び湿気に対する透過度が低い水分散性組成物、並びに前記組成物を用いて製造された防湿性の紙、板紙又は厚紙に関する。
本発明は、気体及び湿気に対する透過度が低い水分散性組成物、並びに前記組成物を用いて製造された防湿性の紙、板紙又は厚紙に関する。
発明の背景
近年、省資源の観点から、古紙の回収及び紙を水に溶解した後の繊維の再生の需要が増大している。紙がこの需要を満たすには、いわゆる易離解性を持つこと、即ち、紙を水に溶解するとき、紙が細かい繊維状へと容易に離解することが要求される。
近年、省資源の観点から、古紙の回収及び紙を水に溶解した後の繊維の再生の需要が増大している。紙がこの需要を満たすには、いわゆる易離解性を持つこと、即ち、紙を水に溶解するとき、紙が細かい繊維状へと容易に離解することが要求される。
易離解性の防湿紙を製造するための組成物は、US 5,527,623から知られている。US 5,527,623の実施例８は、成分（Ｘ）、（Ｙ）及び（Ｚ）［ここで、成分（Ｘ）は、２０重量％エチレン、４１重量％塩化ビニル、及び３９重量％酢酸ビニルを含む、０℃からのガラス転移温度を持つ、エチレン−塩化ビニル系コポリマーであり、成分（Ｙ）は、１２５℃の軟化点を持つ、ロジンエステルのエマルションであり、そして成分（Ｚ）は、５７℃の融点を持つロウのエマルションである］を含む水性エマルションを記述している。８０g/m2の基礎重量を持つ紙に２０g/m2の量で適用すると、このコート紙は、１９g/m2、２４時間の透湿性であった。
発明の要約
本発明の目的は、気体及び湿気に対する透過度が低い、はっ水性の紙、板紙又は厚紙を製造するための組成物を提供することである。
本発明の目的は、気体及び湿気に対する透過度が低い、はっ水性の紙、板紙又は厚紙を製造するための組成物を提供することである。
本発明の組成物は、成分（Ａ）〜（Ｃ）、及び場合により１種以上の成分（Ｄ）〜（Ｈ）を、以下の乾燥重量（wt）で含むことを特徴とする：
・ （Ａ）５〜８９重量％のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
・ （Ｂ）１〜２０重量％のスチレンマレイン酸イミド（ＳＭＩ）
・ （Ｃ）５〜５０重量％のエチレンアクリレート
・ （Ｄ）０〜２０重量％の水溶性成分、好ましくはポリビニルアルコール又はデンプン
・ （Ｅ）０〜７重量％のロウ
・ （Ｆ）０〜６重量％のスチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）又はその塩
・ （Ｇ）０〜７０重量％の合成バインダー、好ましくはスチレンブタジエン（ＳＢ）ラテックス
・ （Ｈ）０〜７０重量％の鉱物、好ましくはカオリン又はタルク。
・ （Ａ）５〜８９重量％のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
・ （Ｂ）１〜２０重量％のスチレンマレイン酸イミド（ＳＭＩ）
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・ （Ｈ）０〜７０重量％の鉱物、好ましくはカオリン又はタルク。
発明の詳細な説明
本発明は、以下に詳細に説明される。本発明の水性エマルション又は分散液は、必須成分として上述の成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を含む。
本発明は、以下に詳細に説明される。本発明の水性エマルション又は分散液は、必須成分として上述の成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を含む。
成分（Ａ）は、５〜８９乾燥重量％のＰＶＢである。本発明の組成物中のＰＶＢの含量が、５重量％未満であるならば、そのようなエマルション又は分散液から得られる紙は、はっ水性が弱く、透湿度が低すぎる。８９重量％を超えるＰＶＢを含む組成物は、剪断抵抗が高すぎて、高速の紙コーティング処理に適用することができない。
好ましい組成物は、４０〜７０重量％のＰＶＢを含む。７０重量％未満のＰＶＢを含む、本発明の組成物で処理した紙は、低い混合速度を用いて再パルプ化することができるが、こうして得られるパルプから製造した紙は、少量の粘着性で凝集性の粒子を示す。少なくとも４０重量％のＰＶＢを含む組成物で処理した紙は、液体の浸透に対する優れた耐性を有することが分かった。
ＰＶＢは一般に、水中のエマルションとして使用される。ＰＶＢエマルションの適切な濃度は、約５０重量％である。５０重量％を超える濃度は、その速乾性のため加工することが難しい。
このエマルションは、９０〜１０００nmの間の好ましい平均粒度を持つＰＶＢ粒子を含む。ＰＶＢエマルションを安定化するために、このエマルションは更に乳化剤を含む。水中のＰＶＢに適した乳化剤は、例えば、ヒマシ油などである。
一般に、ＰＶＢエマルションは、１００重量％のＰＶＢに対して、少なくとも２０重量％、しかし更に好ましくは少なくとも４０重量％の乳化剤を含む。
成分（Ｂ）は、最大２０重量％、好ましくは５〜１５重量％のスチレンマレイン酸イミドコポリマー（ＳＭＩ）を含む。本発明の組成物でコーティングした紙のヒートシール適性が低すぎてしまうため、２０重量％を超えるのは回避すべきである。好ましいコポリマーは、２０〜３０重量％のマレイン酸モノマー単位を含む。
成分（Ｃ）は、５〜３０重量％のエチレンを含み、１００〜１０００nmの間の粒度のエチレンアクリレートコポリマーである。好ましくは粒度は、３００〜７００nmの間である。最も好ましくは、粒度は、４５０〜５５０nmの間である。本発明の組成物中のエチレンアクリレートの量は、５〜５０重量％の間、好ましくは１０〜３０重量％である。水ベースの糊、ホットメルト又はヒートシール適性のあるもので容易にシールできる紙を得るために、少なくとも５重量％の量のエチレンアクリレートが使用される。５０重量％を超えて含む組成物は、高すぎる蒸気透過度を示す。
本発明の組成物は更に、１種以上の以下の成分を含んでいてもよい：
・ （Ｄ）０〜２０重量％の水溶性成分、好ましくはポリビニルアルコール又はデンプン
・ （Ｅ）０〜７重量％のロウ
・ （Ｆ）０〜６重量％のスチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）又はその塩
・ （Ｇ）０〜７０重量％の合成バインダー、好ましくはスチレンブタジエン（ＳＢ）ラテックス
・ （Ｈ）０〜７０重量％の鉱物、好ましくはカオリン又はタルク。
・ （Ｄ）０〜２０重量％の水溶性成分、好ましくはポリビニルアルコール又はデンプン
・ （Ｅ）０〜７重量％のロウ
・ （Ｆ）０〜６重量％のスチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）又はその塩
・ （Ｇ）０〜７０重量％の合成バインダー、好ましくはスチレンブタジエン（ＳＢ）ラテックス
・ （Ｈ）０〜７０重量％の鉱物、好ましくはカオリン又はタルク。
成分（Ｄ）は、２０重量％以下の、ポリビニルアルコール又はデンプンのような水溶性バインダーを含み、そして一般に組成物の流動学的性質を改善するために加えられる。適切なポリビニルアルコールは、比較的高分子量（好ましくは１５０，０００g/molを超える）を持ち、できるだけ低い鹸化度を有する。
成分（Ｅ）は、５０℃〜１００℃、好ましくは５０℃〜７０℃の融点を有するロウのエマルションである。この融点が低すぎるならば、この水性エマルションを用いて得られる紙は、接着性が悪く、一方この融点が高すぎるならば、得られる紙は、疎水性が悪い。本発明に使用することができるロウのエマルションは、例えば、市販のパラフィンロウエマルション又はマイクロワックス（microwax）エマルションであり、そして任意に必要であれば、これらのエマルションの混合物を使用することができる。
成分（Ｆ）は、好ましくは２０〜５０重量％の間の無水マレイン酸単位を含む、スチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）又はその塩である。ＳＭＡの適切な分子量は、８０，０００〜１５０，０００g/molの間である。本発明の組成物中のＳＭＡの量は、０〜６重量％の間、好ましくは０．１〜４重量％である。２重量％未満の量のＳＭＡですでに、本発明の組成物の流動学的挙動を改善する。７重量％以下のロウを含む組成物中のＳＭＡの追加の利点は、これが、特に低融点ロウの、このような組成物でコーティングした紙の表面への移動を防ぐことである。６重量％を超えるＳＭＡを含む組成物は、その親水性のため回避すべきである。
成分（Ｇ）は、スチレンブタジエン（ＳＢ）、アクリレート、スチレンアクリレート又はポリ酢酸ビニルラテックス（好ましくは、スチレンブタジエンラテックス）のような、合成バインダーであり、そしてこれは、本発明の組成物に、７０重量％以下の量で加えることができる。
成分（Ｈ）は、カオリン又はタルクのような鉱物である。本発明の組成物におけるカオリン又はタルクの使用、特に後者の使用は、紙のバリヤ性及び作業性（runnability）を更に改善する。
本発明の水性エマルション又は分散液は、例えば、以下の方法により製造することができる。成分（Ａ）としてＰＶＢエマルションを、スターラーを取り付けた容器に入れ、泡立たない程度に撹拌する。ＳＭＩの水溶液及びエチレンアクリレートのエマルションを、逐次この混合物に加え、続いて場合により１種以上の成分（Ｄ）〜（Ｈ）を加える。本発明の水性エマルション又は分散液は、こうして得ることができる。
本発明は更に、本発明の水分散性組成物を含む水性エマルション又は分散液の層で、少なくともその１つの表面がコーティングされた原紙を含む、易離解性の防湿紙に関する（ここで、水性エマルション中の固形分は、３０〜６５重量％である）。好ましくは固形分は、４５〜５０重量％である。３０〜６０重量％の範囲内では、本発明の組成物の粘度が、紙コーティング機での加工に適している。４５〜５０重量％の固形分を含む組成物の粘度は、高速の紙コーティング機での加工が可能である。
本発明の易離解性の防湿紙は、原紙の少なくとも１つの表面に０．５〜２５g/m2、好ましくは５〜１５g/m2の量で水性エマルションをコーティングすることにより得られる。使用される水性エマルションの量が、８g/m2未満であれば、得られる紙は、ピンホールの形成及び原紙の繊維の毛羽立ちの存在により、防湿性及びはっ水性が低く、一方水性エマルションの量が２５g/m2を上まわるならば、蒸気透過速度の適切な改善が得られない。しかし幾つかの応用、例えば、表面サイジングでは、０．５〜２g/m2のような低コート重量でも、紙特性に必要な改善を与えることができる。
クラフト紙、上質紙、段ボール原紙などは、原紙として使用することができるが、本発明において使用される原紙は、これらに限定されない。
本発明の易離解性の防湿紙を得るには、例えば、規定量の水性エマルションを、例えば、ナイフコーター、ローラーコーター、フィルム転写コーター、スプレーコーター、カーテンコーター又はエアナイフコーターで原紙にコーティングして、約１２５℃を上まわり２００℃以下という温度でも適正に乾燥する。更に、乾燥温度が低すぎると、得られる易離解性の防湿紙は、防湿性に劣るということが時には起こる。
本発明の易離解性の防湿紙は、その優れた特徴のため、例えば、包装紙、耐水性段ボール紙又はコピー紙用の包装紙として、広い分野において最も適切に使用される。
本発明の追加の利点は、本発明の組成物がハロゲン類を含まず、液体に対する高い耐性を持ち、そして紙生産機において運転中に適用することができることである。本発明の組成物で処理した紙は、高い酸素バリヤ性を示すため、食品の包装に非常に適している。
実験
本発明は、表１及び表２の例Ｉ〜Ｘにより更に詳細に説明される。
本発明は、表１及び表２の例Ｉ〜Ｘにより更に詳細に説明される。
表１に示される成分（Ａ）〜（Ｈ）の量で水性組成物を得た。それぞれの組成物について、以下のコーティング条件下でコート紙を製造した：各コート紙は、表２に与えられた坪量を有する紙又は厚紙に、ローラーコーターで表２に示されるコーティング量で各水性エマルションをコーティングすることにより得た。
コート紙は、１４０℃で乾燥して、蒸気透過速度、はっ水性、摩擦係数、及び耐脂性の項目を以下のとおり評価した。
蒸気透過速度は、ＤＩＮ５３１２２によるカップ法のとおりに測定した。
はっ水性は、８g/m2の表１の組成物で処理したクラフト紙で、それぞれ３分及び１０分間コッブ（Cobb）法により測定した。
耐油性は、３Ｍのキット（Kitt）試験により測定する。
摩擦係数（Ｃ．Ｏ．Ｆ）は、種々の傾斜で１kgの重量で測定した。「低」、「中」及び「高」の評価を与えた。
得られた結果は、表２に示される。
Claims (9)
- 成分（Ａ）〜（Ｃ）、及び場合により１種以上の成分（Ｄ）〜（Ｈ）を、以下の乾燥重量（wt）で含むことを特徴とする組成物：
・ （Ａ）５〜８９重量％のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
・ （Ｂ）１〜２０重量％のスチレンマレイン酸イミド（ＳＭＩ）
・ （Ｃ）５〜５０重量％のエチレンアクリレート
・ （Ｄ）０〜２０重量％の水溶性成分、好ましくはポリビニルアルコール又はデンプン
・ （Ｅ）０〜７重量％のロウ
・ （Ｆ）０〜６重量％のスチレン無水マレイン酸コポリマー（ＳＭＡ）又はその塩
・ （Ｇ）０〜７０重量％の合成バインダー、好ましくはスチレンブタジエン（ＳＢ）ラテックス
・ （Ｈ）０〜７０重量％の鉱物、好ましくはカオリン又はタルク。 - 成分（Ａ）の量が、４０〜７０重量％の間である、請求項１記載の組成物。
- 成分（Ｂ）の量が、５〜１５重量％の間である、請求項１又は２記載の組成物。
- 成分（Ｃ）の量が、１０〜３０重量％の間である、請求項１〜３のいずれか１項記載の組成物。
- 成分（Ｆ）の量が、０．１〜４重量％の間である、請求項１〜４のいずれか１項記載の組成物。
- 請求項１〜５のいずれか１項記載の組成物を含むことを特徴とする、水性エマルション又は分散液。
- 固形分が、３０〜６５％である、請求項６記載の水性エマルション又は分散液。
- 少なくとも１つの表面が、請求項１〜５のいずれか１項記載の組成物でコーティングされた、紙、板紙又は厚紙。
- 組成物の量が、０．５〜２５g/m2、好ましくは５〜１５g/m2である、請求項８記載の紙、板紙又は厚紙。
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