JP2013112907A - 耐油紙および耐油紙の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紙支持体の少なくとも片面に少なくとも1層のアクリル系樹脂を含有する耐油層を設けた耐油紙であって、該耐油層塗料に平均粒子径(短径(DS))が3.0〜15.0μmの球状粒子を少なくとも1種含有させたことを特徴とする耐油紙である。また、球状粒子の短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.7以上である耐油紙である。また、耐油層をトランスファーロールコーターで塗工するものであり、オンマシンコーティングする耐油紙の製造方法である。
【選択図】なし
Description
食品包装用耐油紙に求められる機能としては、サラダ油、チョコレートを始めとするオイル耐性はもちろんのこと、食品と直接触れるため可溶分が有る場合は安全性を、また、好みの大きさ、形状に応じて加工を行うため、罫線部の耐油性の付与、製函時の糊付け適性、さらに紙の製造時および加工後にはリールにて巻取り、または積み重ねることにより紙の裏表が接着するブロッキングを防ぐことが必要となる。
また、特許文献3には、耐油層をアンダーコート層、オーバーコート層の多層構成として、それぞれの耐油層で使用するアクリル樹脂のガラス転移温度を特定の範囲とすることで耐ブロッキング性の改善策が提案されているが、多層構成では生産効率の点で好ましくない。
紙支持体の坪量には特に制限はなく、包装用としては20〜150g/m2、箱等の成型容器用としては150〜500g/m2が好適である。
真球度が0.7未満の場合、本発明の効果であるブロッキング防止効果が十分には得られない。
まず、耐油紙の2本の対角線が交わる点を中心にして、耐油紙表面(耐油層が設けられた表面)のSEM写真(倍率5000倍)を真上(耐油紙表面に対して垂直な方向)から撮る。ここで、この時の耐油紙表面に対して垂直な方向をZ方向とし、当該z方向に対して垂直に交わる平面をxy平面とする。このSEM写真で粒子の形状が球状であるか非球状(立方状、柱状、紡錘状、針状、無定形等)を目視判定し、球状と判定されたものについて以下の操作を行う。
次に、観察エリア内の1つの粒子に注目し、粒子の最大長さ(長径DL)と当該長径と直交する方向の長さ(短径DS)とを測定する。
アニオン性乳化剤としては、オレイン酸カリウム等の脂肪酸金属塩、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルリン酸エステル等が挙げられる。
ノニオン性乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。
反応性乳化剤としては、種々の分子量(EO付加モル数の異なる)のポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸アンモニウム、ポリエチレングリコールのモノマレイン酸エステルおよびその誘導体、(メタ)アクリロイルポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル等が挙げられる。
王研式平滑度が10秒を下回る場合は、十分な耐油性を得るためには耐油層の塗工量を増やす必要があり、操業性、生産効率の面で不利であり、またブロッキングを防止することも困難となる。
王研式平滑度が50秒を超える場合は、球状粒子保持能力が低下して、粉落ち等が発生するおそれがある。また、トランファーロールコーターでの塗工時に十分な塗工量が得られないおそれがあるため好ましくない。
1000Lの水(導電率0.05mS/cm)に、生石灰86kgを入れ、105g/Lの濃度の水酸化カルシウム水性スラリー(消石灰ミルク)を得た。次いで、このスラリーを濃度100g/L、20℃に調整した後、150Lを半回分式反応器に仕込み、周速13m/sでかき混ぜながら、二酸化炭素濃度30容量%のガスを、水酸化カルシウム1kg当たり100容量%二酸化炭素換算で3NL/minの割合で吹き込み、反応液の炭酸化率4%またはその付近に達したところで反応を一時停止し、一次反応中間体を得た(段階1)。
このようにして得られた球状軽質炭酸カルシウムの水性スラリーをフィルタープレスでろ過後脱水を行い、固形分濃度50質量%の脱水ケーキを得、乾燥機にて乾燥後、サンドグラインダーで粉砕処理を行うことで球状粒子Aを得た。この球状粒子Aは平均粒子径10.0μm、真球度0.9である。
球状粒子Aの製造において、三次反応中間体を得た時点で反応を終結し、生成した球状炭酸カルシウム粒子を回収した。この球状粒子Bは平均粒子径8.0μm、真球度0.9である。
SiO2基準で22質量%濃度の珪酸ソーダ溶液(A液)と、13質量%濃度の硫酸(B液)とを先端部に混合部を有する二流体ノズルを用いて、pHが9になるように両者を混合した後吐出し、熟成を行う。熟成後のシリカヒドロゲルを硫酸溶液をはったタンクに入れ攪拌しながら、pHが1.0以下になるまで酸処理を行った。酸処理後のヒドロゲルを水洗した後、ヒドロゲルをオートクレーブに移し水に浸漬し180℃の水熱条件化で6時間解膠処理を行った。次に解膠されたヒドロゲルに水を加えSiO2濃度を7質量%に調整後、コロイドミルで微粉砕しスラリーを調製した。次いで、このスラリーをアシザワ・ニロ社製SD−25のスプレードライヤーを用いて噴霧(入口温度300℃、出口温度120℃)させて球状シリカを得た。この球状シリカ粒子は平均粒子径3.5μm、真球度0.8である。
球状粒子Aの製造の段階2におけるガス吹き込み量を5.5NL/分の高ガス吹き込み量条件に変えた以外は球状粒子Aの製造と同様にして段階1〜段階3の反応を行い、生成した球状炭酸カルシウムを回収した。この球状粒子Dは平均粒子径1.0μm、真球度0.95である。
球状粒子Aの製造と同様にして三次反応中間体を得た。この三次反応中間体を90L、水酸化カルシウムスラリー(濃度50g/L)250Lとその水酸化カルシウム換算100質量部に対し1.0質量部のヘキサメタリン酸ナトリウムを固形分濃度2%の水溶液にして添加したものを半回分式反応器に仕込み、その他の条件は球状粒子Aの製造と同様にして炭酸カルシウムを製造した。このようにして得られた球状炭酸カルシウムは、平均粒子径20.0μm、真球度0.9である。
(1)耐油層塗料の調製
酸化デンプン(商品名:エースA、王子コースターチ社製)の25%水溶液9.6質量部、カオリン(商品名:ウルトラホワイト90、BASFジャパン社製)の70%水分散液30.0質量部、平均粒子径が10.0μmで短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.9であるの球状粒子A(軽質軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液4.2部、スチレン−ブタジエンラテックス(商品名:X300B、JSR社製)の48%水分散液9.0質量部、コア−シェル型アクリル系耐油剤(商品名:PDX7326、BASFジャパン社製)の38.5%水分散液170.4質量部、スチレン−ブタジエン系密実型有機フィラー(商品名:Nipol V1004、日本ゼオン社製)の50%水分散液8.6質量部、アルカリ可溶性高分子エマルションを主成分とする増粘剤(商品名:ソマレックス270K,ソマール社製)の10%水分散液3質量部を混合撹拌して、固形分濃度42.6質量%の耐油層塗料を調製した。
坪量50g/m2のセミグラシン原紙(フリーネス195ml・CSF、LBKP100%、塗工する面の王研式平滑度:25秒)の片面に、抄造パート後のゲートロールコーターにて、上記耐油層塗料の調製で得られた固形分濃度42.6質量%の塗料を2.7g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の使用量を20質量部に変更した以外は実施例1と同様にして固形分濃度43.1質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.8g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の使用量を1質量部に変更した以外は実施例1と同様にして固形分濃度42.5質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.7g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の代わりに、平均粒子径が8.0μmで短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.9である球状粒子B(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液4.2質量部を使用したした以外は、実施例1と同様にして固形分42.6質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.8g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の代わりに、平均粒子径が3.5μmで、短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.8である球状シリカ粒子Cの20%水分散液10.5質量部を使用した以外は実施例1と同様にして、固形分41.5質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.6g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)を使用しなかった以外は実施例1と同様にして、固形分42.5質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.7g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の代わりに、平均粒子径が1.0μmで、短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.95である球状粒子D(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液4.2質量部を使用した以外は実施例1と同様にして、固形分42.6質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.7g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
実施例1の耐油層塗料の調製において、前記球状粒子A(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液の代わりに、平均粒子径が20.0μmで、短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.9である球状粒子E(軽質炭酸カルシウム)の50%水分散液4.2質量部を使用した以外は実施例1と同様にして、固形分42.6質量%の耐油層塗料を調製した。この耐油層塗料を用いて、実施例1と同様にして、セミグラシン原紙の片面に2.7g/m2オンマシン塗工後乾燥して耐油紙を得た。
上記、実施例、比較例で得られた8種類の耐油紙について、評価結果を表1にまとめた。
平面部の耐油度の評価基準:TAPPI UM−557法(キット法)によって塗工面を測定した。耐油紙として使用可能なキット耐油度は6級以上であることが好ましい。
耐油紙の耐油面−反対面が接触するように重ね合わせて、23℃50%RH環境下で2.0kgf/cm2加圧して、24時間後のブロッキング度合いを評価した。
耐油紙の耐油面−耐油面が接触するように重ね合わせて、23℃50%RH環境下で2.0kgf/cm2加圧して、24時間後のブロッキング度合いを評価した。
<耐油性評価基準>
1 剥離せずに基材が破れる
2 剥離可能であるが重い
3 軽い力で剥がれる
4 微小な刺激で剥がれる
5 ブロッキングが見られない
Claims (8)
- 紙支持体の少なくとも片面に少なくとも1層のアクリル系樹脂を含有する耐油層を設けた耐油紙であって、該耐油層塗料に平均粒子径が3.0〜15.0μmの球状粒子を少なくとも1種含有させたことを特徴とする耐油紙。
- 前記球状粒子の短径(DS)と長径(DL)の比(DS/DL)で表される真球度が0.7以上であることを特徴とする請求項1に記載の耐油紙。
- 前記球状粒子を耐油層全固形分に対して、0.1〜20質量%含有させたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の耐油紙。
- 前記球状粒子が軽質炭酸カルシウムを含有す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。
- 前記紙支持体表面のJAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.5−2:2000に準じて測定した平滑度(王研式)が10〜50秒であ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。
- 前記耐油層の塗工量が2.5〜10.0g/m2であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐油紙。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐油紙において、前記耐油層を構成する耐油層用塗料をトランスファーロールコーターで塗工することを特徴とする耐油紙の製造方法。
- 前記耐油層用塗料をオンマシンコーターで塗工することを特徴とする請求項7に記載の耐油紙の製造方法。
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