JP2016029220A - 耐水耐油紙およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを用いているにもかかわらず、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙およびその製造方法の提供。【解決手段】紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層と、前記第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層とを有する耐水耐油紙;紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する耐水耐油紙の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、耐水耐油紙およびその製造方法に関する。
食品接触用途の耐水耐油剤は、大きくフッ素系耐水耐油剤と非フッ素系耐水耐油剤とに区別される。
フッ素系耐水耐油剤で処理されたフッ素系耐水耐油紙は、液体(水、油等)に対するバリア性を有することから、食品包装容器、食品包装紙等として用いられている。また、フッ素系耐水耐油紙は、非フッ素系耐水耐油紙と異なり、通気性を有し、湿度が内部にこもらないため、通気性が必要な用途(フライ類の包装等)にも用いられている。
フッ素系耐水耐油剤で処理されたフッ素系耐水耐油紙は、液体(水、油等)に対するバリア性を有することから、食品包装容器、食品包装紙等として用いられている。また、フッ素系耐水耐油紙は、非フッ素系耐水耐油紙と異なり、通気性を有し、湿度が内部にこもらないため、通気性が必要な用途(フライ類の包装等)にも用いられている。
近年、炭素数7以上のペルフルオロアルキル基(以下、ペルフルオロアルキル基をRf基と記す。)を有する含フッ素化合物(ペルフルオロオクタン酸、その前駆体、類縁体等)による環境負荷が懸念されており、米国環境保護局等によって環境への蓄積を削減する試みがなされようとしている。そのため、環境負荷の小さい炭素数6以下のRf基やペルフルオロポリエーテルを有する含フッ素ポリマーからなるフッ素系耐水耐油剤が求められている。しかし、炭素数6以下のRf基またはペルフルオロポリエーテル基を有する含フッ素ポリマーは、炭素数7以上のRf基を有する含フッ素ポリマーと比べて実油に対する耐油性が不充分である。
非フッ素系耐水耐油剤としては、アクリル系ポリマー等が挙げられる。特許文献1には、耐水耐油性を付与するために、紙基材の表面に目止め用の下塗り層を設け、下塗り層の上にアクリル系ポリマーを含む上塗り層を設けた紙器原紙が開示されている。しかし、該紙器原紙には、下記の問題がある。
・アクリル系ポリマーは、フッ素系耐水耐油剤と比べて耐油性に劣る。
・アクリル系ポリマーの層は通気性を有しないため、湿気が内部にこもりやすい。
・紙器原紙の折り目の部分から水や油が浸透し、耐水耐油性が著しく低下する。
・アクリル系ポリマーは、フッ素系耐水耐油剤と比べて耐油性に劣る。
・アクリル系ポリマーの層は通気性を有しないため、湿気が内部にこもりやすい。
・紙器原紙の折り目の部分から水や油が浸透し、耐水耐油性が著しく低下する。
本発明は、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを用いているにもかかわらず、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の耐水耐油紙は、紙基材と、前記紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層と、前記第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層とを有する。
前記水溶性または水分散性バインダは、でんぷんまたはポリビニルアルコールであることが好ましい。
前記でんぷんは、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷんおよびヒドロキシエチルエーテル化でんぷんからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
前記第1の層に含まれる前記水溶性または水分散性バインダの量は、1.0g/m2以上であることが好ましい。
前記第2の層に含まれる前記含フッ素ポリマーの量は、0.1〜3g/m2であることが好ましい。
前記でんぷんは、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷんおよびヒドロキシエチルエーテル化でんぷんからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
前記第1の層に含まれる前記水溶性または水分散性バインダの量は、1.0g/m2以上であることが好ましい。
前記第2の層に含まれる前記含フッ素ポリマーの量は、0.1〜3g/m2であることが好ましい。
本発明の耐水耐油紙の製造方法は、紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する方法である。
本発明の耐水耐油紙の製造方法においては、前記第1の塗工液を、前記水溶性または水分散性バインダの量が1.0g/m2以上となるように塗工することが好ましい。
本発明の耐水耐油紙の製造方法においては、前記第2の塗工液を、前記含フッ素ポリマーの量が0.1〜3.0g/m2となるように塗工することが好ましい。
前記第1の塗工液の塗工後および前記第2の塗工液の塗工後のいずれか一方または両方にて、前記塗工液を120℃未満で乾燥させることが好ましい。
本発明の耐水耐油紙の製造方法においては、前記第2の塗工液を、前記含フッ素ポリマーの量が0.1〜3.0g/m2となるように塗工することが好ましい。
前記第1の塗工液の塗工後および前記第2の塗工液の塗工後のいずれか一方または両方にて、前記塗工液を120℃未満で乾燥させることが好ましい。
本発明の耐水耐油紙は、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを用いているにもかかわらず、実油に対する耐油性が良好である。
本発明の耐水耐油紙の製造方法によれば、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを用いているにもかかわらず、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙を製造できる。
本発明の耐水耐油紙の製造方法によれば、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを用いているにもかかわらず、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙を製造できる。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「層」とは、紙基材または別の層の表面に塗工液を塗工して形成される塗膜を意味する。塗膜が連続していない部分(通気性の孔が形成されている部分等)があってもよく、塗膜の一部が紙基材または別の層に浸透して紙基材または別の層の内部に存在している部分があってもよい。
「炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない」とは、国際公開第2009/081822号に記載の方法によるLC−MS/MSの分析値において、環境への影響が指摘されている、ペルフルオロオクタン酸(PFOA)やペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)およびその前駆体、類縁体の含有量(固形分濃度20質量%とした場合の含有量)が検出限界以下であることを意味する。
「ポリフルオロアルキル基」とは、アルキル基の一部の水素原子がフッ素原子に置換された基を意味する。
「ペルフルオロアルキル基」とは、アルキル基のすべての水素原子がフッ素原子に置換された基を意味する。
「構成単位」とは、モノマーが重合することによって形成された該モノマーに由来する単位を意味する。重合反応によって直接形成された単位であってもよく、ポリマーを処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または両方を意味する。
「層」とは、紙基材または別の層の表面に塗工液を塗工して形成される塗膜を意味する。塗膜が連続していない部分(通気性の孔が形成されている部分等)があってもよく、塗膜の一部が紙基材または別の層に浸透して紙基材または別の層の内部に存在している部分があってもよい。
「炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない」とは、国際公開第2009/081822号に記載の方法によるLC−MS/MSの分析値において、環境への影響が指摘されている、ペルフルオロオクタン酸(PFOA)やペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)およびその前駆体、類縁体の含有量(固形分濃度20質量%とした場合の含有量)が検出限界以下であることを意味する。
「ポリフルオロアルキル基」とは、アルキル基の一部の水素原子がフッ素原子に置換された基を意味する。
「ペルフルオロアルキル基」とは、アルキル基のすべての水素原子がフッ素原子に置換された基を意味する。
「構成単位」とは、モノマーが重合することによって形成された該モノマーに由来する単位を意味する。重合反応によって直接形成された単位であってもよく、ポリマーを処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または両方を意味する。
<耐水耐油紙>
本発明の耐水耐油紙は、紙基材と、紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層と、第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層とを有する。
本発明の耐水耐油紙は、紙基材と、紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層と、第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層とを有する。
(紙基材)
紙基材としては、非塗工紙が挙げられる。
非塗工紙としては、パルプの1種を単独で、または2種以上を任意の配合率で混合して抄紙したものが挙げられる。
パルプとしては、針葉樹の晒しクラフトパルプ(NBKP)、広葉樹の晒しクラフトパルプ(LBKP)、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、脱墨パルプ(DIP)等が挙げられる。
紙基材としては、非塗工紙が挙げられる。
非塗工紙としては、パルプの1種を単独で、または2種以上を任意の配合率で混合して抄紙したものが挙げられる。
パルプとしては、針葉樹の晒しクラフトパルプ(NBKP)、広葉樹の晒しクラフトパルプ(LBKP)、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、脱墨パルプ(DIP)等が挙げられる。
パルプとしては、カナダ標準濾水度(CSF)が350〜550mLに調整されたものが好ましい。パルプのCSFが350mL以上であれば、耐水耐油剤の効果が発現しやすい。パルプのCSFが550mL以下であれば、紙力が充分となる。パルプのCSFは、パルプを叩解することによって調整できる。2種以上のパルプを用いる場合、別々に叩解したパルプを混合してCSFを調整してもよく、あらかじめ混合したパルプを叩解してCSFを調整してもよい。
紙基材は、填料を含んでいてもよい。
填料としては、通常の抄紙において用いられる填料から適宜選択した少なくとも1種が挙げられる。填料としては、カオリン、焼成カオリン、デラミネーティッドカオリン、クレー、焼成クレー、デラミネーティッドクレー、イライト、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の無機填料等が挙げられる。
填料としては、通常の抄紙において用いられる填料から適宜選択した少なくとも1種が挙げられる。填料としては、カオリン、焼成カオリン、デラミネーティッドカオリン、クレー、焼成クレー、デラミネーティッドクレー、イライト、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の無機填料等が挙げられる。
紙基材には、サイズ剤が内添されていてもよく、サイズ剤が外添されていてもよい。
サイズ剤としては、酸性抄きの場合、ロジン系サイズ剤、ロジンエマルジョン系サイズ剤、α−カルボキシルメチル飽和脂肪酸等が挙げられる。中性抄きの場合、中性抄紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、カチオンポリマー系サイズ剤等が挙げられる。サイズ剤の添加量は、特に限定されない。サイズプレス等を用いた外添において、表面サイズ剤(ロジン系サイズ剤、合成樹脂系サイズ剤等)を用いてもよい。
サイズ剤としては、酸性抄きの場合、ロジン系サイズ剤、ロジンエマルジョン系サイズ剤、α−カルボキシルメチル飽和脂肪酸等が挙げられる。中性抄きの場合、中性抄紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、カチオンポリマー系サイズ剤等が挙げられる。サイズ剤の添加量は、特に限定されない。サイズプレス等を用いた外添において、表面サイズ剤(ロジン系サイズ剤、合成樹脂系サイズ剤等)を用いてもよい。
紙基材は、品質に影響のない範囲で、定着剤、乾燥紙力剤、湿潤紙力剤、硫酸バンド、歩留り向上剤、染料、顔料等を含んでいてもよい。
紙基材は、公知の抄紙機によって適宜製造できる。抄紙条件は、特に限定されない。抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機等が挙げられる。
紙基材は、公知の抄紙機によって適宜製造できる。抄紙条件は、特に限定されない。抄紙機としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機等が挙げられる。
(第1の層)
第1の層は、紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む下塗り層である。第1の層は、必要に応じて、公知の添加剤を含んでいてもよい。
第1の層は、紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む下塗り層である。第1の層は、必要に応じて、公知の添加剤を含んでいてもよい。
水溶性バインダとしては、でんぷん、ポリビニルアルコール(以下、PVAと記す。)、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、これらの変性物等が挙げられる。
水分散性バインダとしては、共役ジエン系ポリマー(スチレン−ブタジエン系コポリマー、スチレン−アクリルニトリル系コポリマー等)、ビニル系重合体(アクリル系ポリマー、エチレン−酢酸ビニル系コポリマー等)、これらの変性物等が挙げられる。
水溶性または水分散性バインダとしては、安価で、入手しやすい点から、でんぷん、PVAが好ましい。
水分散性バインダとしては、共役ジエン系ポリマー(スチレン−ブタジエン系コポリマー、スチレン−アクリルニトリル系コポリマー等)、ビニル系重合体(アクリル系ポリマー、エチレン−酢酸ビニル系コポリマー等)、これらの変性物等が挙げられる。
水溶性または水分散性バインダとしては、安価で、入手しやすい点から、でんぷん、PVAが好ましい。
でんぷんとしては、生でんぷん、酸化でんぷん、カチオン化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、ヒドロキシエチルエーテル化でんぷん、酵素変性でんぷん等が挙げられ、価格、入手のしやすさの点から、生でんぷん、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、ヒドロキシエチルエーテル化でんぷんが好ましく、粘度が低く塗工に適している点から、酸化でんぷんがより好ましい。
第1の層に含まれる水溶性または水分散性バインダの量は、1.0〜5.0g/m2が好ましく、1.0〜3.0g/m2がより好ましく、2.0〜3.0g/m2がさらに好ましい。水溶性または水分散性バインダの量が1.0g/m2以上であれば、耐油性能が充分に発現する。水溶性または水分散性バインダの量が5.0g/m2以下であれば、幅広い塗工機の使用が可能となる。
(第2の層)
第2の層は、第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む上塗り層である。第2の層は、必要に応じて、水溶性または水分散性バインダ、公知の添加剤を含んでいてもよい。
第2の層は、第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む上塗り層である。第2の層は、必要に応じて、水溶性または水分散性バインダ、公知の添加剤を含んでいてもよい。
炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーとしては、耐水耐油剤として用いられている公知の含フッ素ポリマーが挙げられる。具体的には、炭素数1〜6のRf基を有する(メタ)アクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー、テトラフルオロエチレン−ビニルエーテルコポリマー、ペルフルオロエーテル誘導体等が挙げられ、耐油性に優れる点から、炭素数1〜6のRf基を有する(メタ)アクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマーが好ましい。
第2の層に含まれる含フッ素ポリマーの量は、0.1〜3g/m2が好ましく、1〜3g/m2がより好ましく、2〜3g/m2がさらに好ましい。含フッ素ポリマーの量が0.1g/m2以上であれば、耐水耐油性が充分に発現する。含フッ素ポリマーの量が3g/m2以下であれば、コスト面で有利である。
含フッ素ポリマーの量は、ピロヒドロリシス燃焼法によるフッ素原子含有量から算定できる。
含フッ素ポリマーの量は、ピロヒドロリシス燃焼法によるフッ素原子含有量から算定できる。
第2の層は、耐水耐油性がより発現する点から、水溶性または水分散性バインダを含むことが好ましく、でんぷん、PVAを含むことがより好ましい。
でんぷんとしては、入手のしやすさと価格の点から、生でんぷん、カチオン化でんぷん、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、ヒドロキシエチルエーテル化でんぷんが好ましい。
でんぷんとしては、入手のしやすさと価格の点から、生でんぷん、カチオン化でんぷん、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、ヒドロキシエチルエーテル化でんぷんが好ましい。
第2の層に含まれる水溶性または水分散性バインダの量は、20g/m2以下が好ましく、1〜15g/m2がより好ましく、2〜14g/m2がさらに好ましい。水溶性または水分散性バインダの量が20g/m2以下であれば、コスト面、操業面で有利である。水溶性または水分散性バインダの量が1g/m2以上であれば、耐水耐油性が充分に発現する。
(作用効果)
以上説明した本発明の耐水耐油紙にあっては、紙基材と、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層と間に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層を有するため、第1の層を有しない従来の耐水耐油紙に比べ、実油に対する耐油性が良好である。
以上説明した本発明の耐水耐油紙にあっては、紙基材と、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層と間に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層を有するため、第1の層を有しない従来の耐水耐油紙に比べ、実油に対する耐油性が良好である。
また、第2の層に含まれる含フッ素ポリマーが、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しないため、下記の利点も有する。
・炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素ポリマーを用いたものに比べ、環境負荷が小さい。
また、第2の層に含まれる耐水耐油剤がフッ素系耐水耐油剤(含フッ素ポリマー)であるため、下記の利点も有する。
・非フッ素系耐水耐油剤を用いたものに比べ、耐油性に優れる。
・非フッ素系耐水耐油紙と異なり、通気性を有し、湿度が内部にこもらない。
・折り目の部分から水や油が浸透しにくく、耐水耐油性が低下しにくい。
・炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有する含フッ素ポリマーを用いたものに比べ、環境負荷が小さい。
また、第2の層に含まれる耐水耐油剤がフッ素系耐水耐油剤(含フッ素ポリマー)であるため、下記の利点も有する。
・非フッ素系耐水耐油剤を用いたものに比べ、耐油性に優れる。
・非フッ素系耐水耐油紙と異なり、通気性を有し、湿度が内部にこもらない。
・折り目の部分から水や油が浸透しにくく、耐水耐油性が低下しにくい。
<耐水耐油紙の製造方法>
本発明の耐水耐油紙の製造方法は、紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する方法である。
本発明の耐水耐油紙の製造方法は、紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する方法である。
(第1の塗工液)
第1の塗工液は、水溶性または水分散性バインダを含む。第1の塗工液は、水溶性または水分散性バインダを水性媒体に溶解または分散させたものであってもよい。第1の塗工液は、必要に応じて、分散剤、粘度調整剤、保水剤、消泡剤、滑剤、染料、pH調整剤等の添加剤を含んでいてもよい。
第1の塗工液は、水溶性または水分散性バインダを含む。第1の塗工液は、水溶性または水分散性バインダを水性媒体に溶解または分散させたものであってもよい。第1の塗工液は、必要に応じて、分散剤、粘度調整剤、保水剤、消泡剤、滑剤、染料、pH調整剤等の添加剤を含んでいてもよい。
水性媒体としては、水、または水溶性有機溶媒を含む水が挙げられ、入手のしやすさ、安全性の点から、水が好ましい。
水溶性有機溶媒の好ましい具体例としては、下記化合物が挙げられる。
プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ダイアセトンアルコール等。
水溶性有機溶媒の好ましい具体例としては、下記化合物が挙げられる。
プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ダイアセトンアルコール等。
水性媒体中の水溶性有機溶媒の含有量は、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。
第1の塗工液中の水溶性または水分散性バインダの濃度は、塗工適性の点から、でんぷんの場合、1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましく、PVAの場合、1〜5質量%が好ましい。
第1の塗工液における添加剤の割合は、耐水耐油紙の用途等に応じて適宜選択すればよい。
第1の塗工液における添加剤の割合は、耐水耐油紙の用途等に応じて適宜選択すればよい。
(第2の塗工液)
第2の塗工液は、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素共重合体および水性媒体を含む。第2の塗工液は、さらに水溶性または水分散性バインダを水性媒体に溶解または分散させたものであってもよい。第2の塗工液は、必要に応じて、サイズ剤、顔料、分散剤、粘度調整剤、保水剤、消泡剤、滑剤、染料、pH調整剤等の添加剤を含んでいてもよい。
第2の塗工液は、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素共重合体および水性媒体を含む。第2の塗工液は、さらに水溶性または水分散性バインダを水性媒体に溶解または分散させたものであってもよい。第2の塗工液は、必要に応じて、サイズ剤、顔料、分散剤、粘度調整剤、保水剤、消泡剤、滑剤、染料、pH調整剤等の添加剤を含んでいてもよい。
水性媒体は、第1の塗工液に用いたものと同様である。
第2の塗工液として、市販のフッ素系耐水耐油剤(AG−E060(旭硝子社製)、CAPSTONE P620、P623(DuPont社製)、ソルベラPT5060、PT5045(Solvay社製)、ユニダインTG8111(ダイキン社製)等を用いてもよい。
第2の塗工液として、市販のフッ素系耐水耐油剤(AG−E060(旭硝子社製)、CAPSTONE P620、P623(DuPont社製)、ソルベラPT5060、PT5045(Solvay社製)、ユニダインTG8111(ダイキン社製)等を用いてもよい。
第2の塗工液中の含フッ素ポリマーの濃度は、塗工適性の点から、0.3〜2.0質量%が好ましく、1.0〜1.5%質量がより好ましい。
第2の塗工液中の水溶性または水分散性バインダの濃度は、塗工適性の点から、1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。
第2の塗工液における添加剤の割合は、耐水耐油紙の用途等に応じて適宜選択すればよい。
第2の塗工液中の水溶性または水分散性バインダの濃度は、塗工適性の点から、1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。
第2の塗工液における添加剤の割合は、耐水耐油紙の用途等に応じて適宜選択すればよい。
(塗工)
塗工機としては、サイズプレス機、コータ、印刷機等が挙げられる。
サイズプレス機としては、ツーロールサイズプレス機、フイルムトランスファーサイズプレス機、キャレンダーサイズプレス機等が挙げられる。
コータとしては、ロールコータ、エアナイフコータ、ダイコータ、ブレードコータ、バーコータ、ビルブレードコータ、ショートドエルブレードコータ等が挙げられる。
印刷機としては、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、オフセット印刷機等が挙げられる。
塗工機としては、粘度等の塗工適性の点から、ツーロールサイズプレス機が好ましい。
塗工機としては、サイズプレス機、コータ、印刷機等が挙げられる。
サイズプレス機としては、ツーロールサイズプレス機、フイルムトランスファーサイズプレス機、キャレンダーサイズプレス機等が挙げられる。
コータとしては、ロールコータ、エアナイフコータ、ダイコータ、ブレードコータ、バーコータ、ビルブレードコータ、ショートドエルブレードコータ等が挙げられる。
印刷機としては、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、オフセット印刷機等が挙げられる。
塗工機としては、粘度等の塗工適性の点から、ツーロールサイズプレス機が好ましい。
第1の塗工液は、水溶性または水分散性バインダの量が1.0〜5.0g/m2(好ましくは1.0〜3.0g/m2、より好ましくは2.0〜3.0g/m2)となるように塗工することが好ましい。
第2の塗工液は、含フッ素ポリマーの量が0.1〜3g/m2(好ましくは1〜3g/m2、より好ましくは2〜3g/m2)となるように塗工することが好ましい。
第2の塗工液が水溶性または水分散性バインダを含む場合、第2の塗工液は、水溶性または水分散性バインダ量が20g/m2以下(好ましくは1〜15g/m2、より好ましくは2〜14g/m2)となるように塗工することが好ましい。
第2の塗工液は、含フッ素ポリマーの量が0.1〜3g/m2(好ましくは1〜3g/m2、より好ましくは2〜3g/m2)となるように塗工することが好ましい。
第2の塗工液が水溶性または水分散性バインダを含む場合、第2の塗工液は、水溶性または水分散性バインダ量が20g/m2以下(好ましくは1〜15g/m2、より好ましくは2〜14g/m2)となるように塗工することが好ましい。
本発明の製造方法においては、製造設備の点から、第1の塗工液の塗工後および第2の塗工液の塗工後のいずれか一方または両方にて、塗工液を120℃未満で乾燥させることが好ましい。乾燥温度は、80〜110℃がより好ましく、90〜110℃がさらに好ましい。
(作用効果)
以上説明した本発明の耐水耐油紙の製造方法にあっては、紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する方法であるため、紙基材と、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層と間に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層を有する本発明の耐水耐油紙を得ることができる。すなわち、第1の層を有しない従来の耐水耐油紙に比べ、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙を製造できる。
以上説明した本発明の耐水耐油紙の製造方法にあっては、紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する方法であるため、紙基材と、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層と間に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層を有する本発明の耐水耐油紙を得ることができる。すなわち、第1の層を有しない従来の耐水耐油紙に比べ、実油に対する耐油性が良好である耐水耐油紙を製造できる。
以下に、本発明に関わる実施例と比較例を記載する。ただし、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
(耐油性試験)
TAPPI KIT法:
TAPPI UM−557の規定にしたがい、ひまし油、n−ヘキサンの混合比が異なる試験液の1滴を、耐水耐油紙の表面に滴下し、15秒後に試験液の浸透による耐水耐油紙の表面の色の変化を目視にて評価した。試験の結果は、表面の色が濃くならない試験液のうち、数字が最も大きい試験液の番号で表す。数字が大きい方が耐油性に優れる。
TAPPI KIT法:
TAPPI UM−557の規定にしたがい、ひまし油、n−ヘキサンの混合比が異なる試験液の1滴を、耐水耐油紙の表面に滴下し、15秒後に試験液の浸透による耐水耐油紙の表面の色の変化を目視にて評価した。試験の結果は、表面の色が濃くならない試験液のうち、数字が最も大きい試験液の番号で表す。数字が大きい方が耐油性に優れる。
実油試験法:
耐水耐油紙を5cm×5cmの正方形に断裁し、対角線で折り目をいれた。実油(大豆油(日清オイリオ社製)、ヘルシーリセッタ(日清オイリオ社製)、バター(雪印メグミルク社製))の適量を耐水耐油紙の表面に滴下し、60℃、65%RHの環境下に静置し、一定時間経過後の実油の浸透の様子を裏面から目視にて観察し、評価した。
○:全く浸透がない。
△:一部に浸透がみられる。
×:全面に浸透している。
耐水耐油紙を5cm×5cmの正方形に断裁し、対角線で折り目をいれた。実油(大豆油(日清オイリオ社製)、ヘルシーリセッタ(日清オイリオ社製)、バター(雪印メグミルク社製))の適量を耐水耐油紙の表面に滴下し、60℃、65%RHの環境下に静置し、一定時間経過後の実油の浸透の様子を裏面から目視にて観察し、評価した。
○:全く浸透がない。
△:一部に浸透がみられる。
×:全面に浸透している。
(紙基材)
LBKPとNBKPとを60:40(質量比)で混合し、叩解機によってCSFが500mLとなるように叩解し、パルプスラリーを得た。パルプスラリーに、内添サイズ剤としてロジン系エマルジョン(星光PMC社製、AL−1200)を対パルプで0.2質量%、硫酸バンドを対パルプで0.1質量%添加し、坪量が40g/m2または300g/m2となるように抄紙し、坪量が40g/m2の紙基材および坪量が300g/m2の紙基材を得た。
LBKPとNBKPとを60:40(質量比)で混合し、叩解機によってCSFが500mLとなるように叩解し、パルプスラリーを得た。パルプスラリーに、内添サイズ剤としてロジン系エマルジョン(星光PMC社製、AL−1200)を対パルプで0.2質量%、硫酸バンドを対パルプで0.1質量%添加し、坪量が40g/m2または300g/m2となるように抄紙し、坪量が40g/m2の紙基材および坪量が300g/m2の紙基材を得た。
(塗工機)
塗工機として、ツーロールサイズプレス機(Wernwe Mathis社製、HVF)を使用した。
塗工機として、ツーロールサイズプレス機(Wernwe Mathis社製、HVF)を使用した。
(水溶性バインダ)
でんぷんとしては、下記の酸化でんぷん1〜3を使用した。
酸化でんぷん1:日本食品化工社製、MS#3600
酸化でんぷん2:Avebe社製、Percectafilm A150
酸化でんぷん3:Avebe社製、Perfectafilm X150
PVAとしては、下記PVA1を使用した。
PVA1:クラレ社製、クラレポバールPVA117
でんぷんとしては、下記の酸化でんぷん1〜3を使用した。
酸化でんぷん1:日本食品化工社製、MS#3600
酸化でんぷん2:Avebe社製、Percectafilm A150
酸化でんぷん3:Avebe社製、Perfectafilm X150
PVAとしては、下記PVA1を使用した。
PVA1:クラレ社製、クラレポバールPVA117
(フッ素系耐水耐油剤)
フッ素系耐水耐油剤としては、下記フッ素系耐水耐油剤1〜4を使用した。
フッ素系耐水耐油剤1:旭硝子社製、AG−E060(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー1を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤2:DuPont社製、CAPSTONE P620(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー2を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤3:DuPont社製、CAPSTONE P623(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー3を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤4:ダイキン社製、ユニダインTG8111(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー4を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤としては、下記フッ素系耐水耐油剤1〜4を使用した。
フッ素系耐水耐油剤1:旭硝子社製、AG−E060(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー1を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤2:DuPont社製、CAPSTONE P620(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー2を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤3:DuPont社製、CAPSTONE P623(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー3を20質量%含む。)
フッ素系耐水耐油剤4:ダイキン社製、ユニダインTG8111(炭素数6のRf基を有するアクリレートに基づく構成単位を有する含フッ素ポリマー4を20質量%含む。)
(実施例1)
坪量40g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん1の水溶液を、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん1の量が2g/m2となるように塗工し、105℃で1分間乾燥した。前記酸化でんぷん1の水溶液とフッ素系耐水耐油剤1を10/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん1の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.4g/m2、となるように塗工し、105℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量40g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん1の水溶液を、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん1の量が2g/m2となるように塗工し、105℃で1分間乾燥した。前記酸化でんぷん1の水溶液とフッ素系耐水耐油剤1を10/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん1の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.4g/m2、となるように塗工し、105℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(実施例2)
坪量300g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん2の水溶液を、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん2の量が14g/m2となるように塗工し、110℃で2分間乾燥した。前記酸化でんぷん2の水溶液とフッ素系耐水耐油剤2を28/3の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん2の量が14g/m2、含フッ素ポリマーの量が3g/m2、となるように塗工し、110℃で2分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量300g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん2の水溶液を、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん2の量が14g/m2となるように塗工し、110℃で2分間乾燥した。前記酸化でんぷん2の水溶液とフッ素系耐水耐油剤2を28/3の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん2の量が14g/m2、含フッ素ポリマーの量が3g/m2、となるように塗工し、110℃で2分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(実施例3)
酸化でんぷん1の代わりに酸化でんぷん3を、フッ素系耐水耐油剤1の代わりにフッ素系耐水耐油剤4を用い、かつ、前記酸化でんぷん3の水溶液とフッ素系耐水耐油剤4を40/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん3の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.1g/m2、となるように塗工した以外は、実施例1と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
酸化でんぷん1の代わりに酸化でんぷん3を、フッ素系耐水耐油剤1の代わりにフッ素系耐水耐油剤4を用い、かつ、前記酸化でんぷん3の水溶液とフッ素系耐水耐油剤4を40/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん3の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.1g/m2、となるように塗工した以外は、実施例1と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(実施例4)
酸化でんぷん3の水溶液とフッ素系耐水耐油剤4を8/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん3の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.5g/m2、となるように塗工した以外は、実施例3と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
酸化でんぷん3の水溶液とフッ素系耐水耐油剤4を8/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて、酸化でんぷん3の量が2g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.5g/m2、となるように塗工した以外は、実施例3と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(実施例5)
第1の層の酸化でんぷん1の代わりにPVA1を、フッ素系耐水耐油剤1の代わりにフッ素系耐水耐油剤3を、用いた以外は、実施例1と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
第1の層の酸化でんぷん1の代わりにPVA1を、フッ素系耐水耐油剤1の代わりにフッ素系耐水耐油剤3を、用いた以外は、実施例1と同様にして耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(比較例1)
坪量40g/m2の紙基材に、フッ素系耐水耐油剤1を、ツーロールサイズプレス機を用いて含フッ素ポリマーの量が0.1g/m2となるように塗工し、100℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量40g/m2の紙基材に、フッ素系耐水耐油剤1を、ツーロールサイズプレス機を用いて含フッ素ポリマーの量が0.1g/m2となるように塗工し、100℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(比較例2)
坪量40g/m2の紙基材に、アクリル系ポリマーを含む非フッ素系耐水耐油剤(第一塗料製造社製、ハービルB−7)を、バーコータを用いてアクリル系ポリマーの量が10g/m2となるように塗工し、105℃で4分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量40g/m2の紙基材に、アクリル系ポリマーを含む非フッ素系耐水耐油剤(第一塗料製造社製、ハービルB−7)を、バーコータを用いてアクリル系ポリマーの量が10g/m2となるように塗工し、105℃で4分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(比較例3)
坪量40g/m2の紙基材に、シロキサン系ポリマーを含む非フッ素系耐水耐油剤(BASF社製、DEHYDRAN3185)を、バーコータを用いてシロキサン系ポリマーの量が10g/m2となるように塗工し、105℃で4分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量40g/m2の紙基材に、シロキサン系ポリマーを含む非フッ素系耐水耐油剤(BASF社製、DEHYDRAN3185)を、バーコータを用いてシロキサン系ポリマーの量が10g/m2となるように塗工し、105℃で4分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
(比較例4)
坪量40g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん1の水溶液とフッ素系耐水耐油剤1を10/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん1の量が2.0g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.4g/m2、となるように塗工し、105℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
坪量40g/m2の紙基材に、10質量%に調整した酸化でんぷん1の水溶液とフッ素系耐水耐油剤1を10/1の質量比で混合したものを、ツーロールサイズプレス機を用いて酸化でんぷん1の量が2.0g/m2、含フッ素ポリマーの量が0.4g/m2、となるように塗工し、105℃で1分間乾燥し、耐水耐油紙を得た。耐水耐油紙について耐油性試験を行った。結果を表2に示す。
本発明の耐水耐油紙は、食品包装容器、食品包装紙等として有用である。
Claims (9)
- 紙基材と、
前記紙基材の少なくとも一方の表面に設けられた、水溶性または水分散性バインダを含む第1の層と、
前記第1の層の上に設けられた、炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーを含む第2の層と
を有する、耐水耐油紙。 - 前記水溶性または水分散性バインダが、でんぷんまたはポリビニルアルコールである、請求項1に記載の耐水耐油紙。
- 前記でんぷんが、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷんおよびヒドロキシエチルエーテル化でんぷんからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項2に記載の耐水耐油紙。
- 前記第1の層に含まれる前記水溶性または水分散性バインダの量が、1.0g/m2以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の耐水耐油紙。
- 前記第2の層に含まれる前記含フッ素ポリマーの量が、0.1〜3g/m2である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の耐水耐油紙。
- 紙基材の少なくとも一方の表面に、水溶性または水分散性バインダを含む第1の塗工液を塗工し、さらに炭素数7以上のポリフルオロアルキル基を有しない含フッ素ポリマーおよび水性媒体を含む第2の塗工液を塗工する、耐水耐油紙の製造方法。
- 前記第1の塗工液を、前記水溶性または水分散性バインダの量が1.0g/m2以上となるように塗工する、請求項6に記載の耐水耐油紙の製造方法。
- 前記第2の塗工液を、前記含フッ素ポリマーの量が0.1〜3g/m2となるように塗工する、請求項6または7に記載の耐水耐油紙の製造方法。
- 前記第1の塗工液の塗工後および前記第2の塗工液の塗工後のいずれか一方または両方にて、前記塗工液を120℃未満で乾燥させる、請求項6〜8のいずれか一項に記載の耐水耐油紙の製造方法。
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2012
- 2012-12-21 JP JP2012279126A patent/JP2016029220A/ja active Pending
-
2013
- 2013-12-20 WO PCT/JP2013/084358 patent/WO2014098240A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018053374A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | 王子ホールディングス株式会社 | 耐油紙及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014098240A1 (ja) | 2014-06-26 |
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