JP2842573B2 - 液状食品包装用板紙及び液状食品用容器の製造方法 - Google Patents

液状食品包装用板紙及び液状食品用容器の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体包装用板紙の製造に使用されるパルプの
サイジングに関する。
近年、液状の製品、特に、ミルクやクリーム等のよう
な液状の乳製品を、塗被紙製板紙からなる容器に包装す
る傾向がある。コーティングは板紙の片面だけでもよい
が、一般的には両面に施される。コーティング膜は通
常、ポリエチレンであるが、その他の材料も使用され
る。
このような容器が効果的に機能できるようにするため
に、板紙は液体の影響に対して抵抗性でなければならな
い。液状乳製品の場合、最も浸襲的な液体成分は一般的
に乳酸である。板紙の最も脆弱な部分は、その切り口で
ある。
従って、板紙の生産者は、乳酸含有液体による切り口
からの浸透に対する板紙の抵抗性を高める方法を開発し
続けている。ケテン二量体(以下、「KD」と略す)でサ
イズされた板紙は乳酸含有液体による切り口からの浸透
に対した優れた抵抗性を有することが知られている。
最近、液状食品に、特に、液状乳製品を無菌包装する
傾向がある。無菌包装を行うためには、容器および内容
物を滅菌する必要がある。板紙からなる容器は、過酸化
水素溶液を使用し、高温度で滅菌しなければならないと
されている。KDでサイズされた板紙は、温過酸化水素含
有溶液による切り口浸透に対する抵抗性が低いことが知
られている。従ってこのような過酸化水素の温溶液およ
び特に、温過酸化水素と接触した後の乳酸含有液体によ
る切り口浸透に対して高い抵抗性を有する板紙が求めら
れている。
カチオンロジンサイズ剤(以下「CRS」と略す)また
は常用のアニオンロジンサイズ剤(エマルジョン,ペー
ストまたはセッケン)でサイズされた板紙は温過酸化水
素含有溶液による切り口浸透に対しては優れた抵抗性を
有するが、乳酸含有液体による切り口浸透に対しては低
い抵抗性しか有しないことが明かとなった。
効果的なサイジングを行うために、KDによるサイジン
グは中性または僅かにアルカリ性のpH(7〜8.5の範囲
内)で実施しなければならいことは当業者に周知であ
る。更に、KDによるサイジングはある種のカチオン、例
えば、アルミニウムカチオンの存在により悪影響を受け
る。
また、サイジングを効果的に行うために、CRSによる
サイジングは4〜6の範囲内の酸性pHで実施し、常用の
ロジンサイズ剤によるサイジングは4〜5の範囲内の酸
性pHで実施しなければならないことも当業者に周知であ
る。更に、双方のサイズ剤とも不溶化剤(すなわち、サ
イズ剤と不溶性錯体または塩を生成する化合物)の存在
を必要とする。最も普偏的に使用されている不溶化剤は
明礬(みょうばん)(A12(S04)3)である。
米国特許4522686号明細書には、KDのような疎水性セ
ルロース反応性サイジング剤、強化ロジンおよび窒素含
有カチオン分散助剤を含有する水性分散液の形状のサイ
ジング組成物が開示されている。この最後の2種類の成
分はCRSの要素を形成する。この特許明細書の実施例に
開示されているように、分散液はカチオン樹脂を使用
し、KDエマルジョンを生成することにより調製される。
その後、強化ロジンのカチオンエマルジョンも生成され
る。最終的な分散液はこの二種類のエマルジョンを様々
な比率で混合することにより調製される。最終的なエマ
ルジョンはその後、明礬を添加し、または添加せずに、
約6.5のpH値でパルプからサイズされた紙を製造するの
に使用される。前記特許は、このようなカチオン分散液
を使用することにより、ハーキュリーズサイズテスト溶
液No.2で測定して、反射率80%までサイジングが向上さ
れることを示している。これは、紙の表面サイジングの
測定値である。しかし、前記特許明細書には、過酸化水
素による滅菌により特別な問題が生起されることについ
て何も示唆していないし、ましてや、併用カチオン分散
液によるサイジングが、過酸化水素含有液体あるいは温
過酸化水素溶液と接触後の乳酸含有液体による切り口浸
透に対する抵抗性に如何なる効果を有するかについて言
及もしていない。
表面サイジングと切り口浸透抵抗性との間の相互関係
は未知である。優れた表面サイジング性が優れた切り口
浸透抵抗性を保証するものではない。更に、温過酸化水
素含有液体および乳酸のような浸襲的液体の効果の測定
は、このような測定に使用された試験法に応じて、極め
て異なった結果を与える。
実際、前記米国特許明細書の序説にも示されているよ
うに、この発明の目的は、サイジング自体の改善ばかり
でなく、セルロース反応性サイジング剤またはカチオン
ロジンサイズ剤の何れかを単独で使用することに伴う周
知の欠点を多少なりとも解消すること、特に、サイジン
グの進行速度を高めることである。サイジングが迅速に
進行すれば、新たに生成された紙を製紙機(特に、サイ
ジング成形機)中を一層迅速に走らせることができる。
このことは、紙製造の作業からすれば明らかに利点であ
るが、サイジング成形機を使用しない板紙の製造および
その使用特性には無関係である。
意外にも、KDおよびCRSを不溶化剤と共に、中性〜ア
ルカリ性pH値でパルプスラリーに添加し、その後、この
パルプから板紙を成形すると、得られた板紙は過酸化水
素含有液体および乳酸含有液体の双方による切り口浸透
に対して優れた抵抗性を有することが発見された。
即ち、本発明は、液状食品包装用板紙の製造方法であ
って、液状食品包装用板紙の製造に使用される機械中の
中性〜アルカリ性pHの水性パルプスラリーに、アルキル
ケテン二量体サイズ剤、カチオンロジンサイズ剤、およ
び、明礬を含む不溶化剤を、別々に又は予備混合された
形で添加することにより、温過酸化水素による浸透に対
する板紙の切り口を抵抗性を高めることを特徴とする前
記方法、並びに、中性〜アルカリ性pHのパルプスラリー
から板紙を製造し、この板紙を所定の包装体の大きさに
切断して板紙の切り口を露出させ、この板紙にポリエチ
レンを被覆し、そして、これを過酸化水素の温溶液で処
理する工程からなる液状食品用容器の製造方法におい
て、板紙製造工程の前のパルプにアルキルケテン二量体
サイズ剤、カチオンロジンサイズ剤、および、明礬を含
む不溶化剤を添加することを特徴とする液状食品用容器
の製造方法に関する。
本発明によれば、カチオンロジンサイズ剤および不溶
化剤と共にアルキルケテン二量体サイズ剤を含有するエ
マルジョンが、温過酸化水素による浸透に対する液状食
品包装用板紙の切り口部分の抵抗性を高めるために使用
される。これらの二種類のサイズ剤および不溶化剤は別
々に、または、予め混合された形で、液状食品包装用板
紙を製造する機械中の、中性〜アルカリ性pHの水性パル
プスラリーに添加される。
更に、双方の点に関する板紙の抵抗性は、二種類のサ
イズ剤を別々に使用した場合の効果よりも、一緒に添加
することにより予想される効果のほうが遥に優れている
ことが発見された。
しかし、成分は別々に添加することが好ましい。同様
な驚くべき結果は、パルプスラリーに添加する前に、KD
およびCRSを予備混合することによっても得られる。
この驚くべき効果は全く予想外である。なぜなら、KD
およびアニオンロジンサイズ剤の使用は同じサイジング
効果を与えないことが発見されたからである。この組合
わせは、温過酸化水素による切り口浸透に対しては優れ
た抵抗性を示すが、乳酸による切り口浸透に対しては逆
効果となる。
好ましくはないが、予備混合を行わない場合、KD、CR
Sおよび不溶化剤はパルプスラリーに、別々に、しか
し、同時に添加することができる。好ましくは、スラリ
ーが板紙製造機に供給される直前に添加する。しかし、
別法として、成分類は連続的に、任意の順序で添加する
こともできる。KDおよびCRSの添加順序は本発明の必須
要件ではない。唯一の要件は、二種類のサイジング剤を
添加している間中にずっと、パルプを中性〜アルカリ性
pHの水性環境中に確実にとどめることである。
好ましくは、CRSおよび不溶化剤は、スラリーが最初
に生成される容器に添加し、そして、KDは、このスラリ
ーが板紙製造機に供給される直前に添加する。
CRSおよび不溶化剤は予め一緒に混合し、混合物とし
てスラリーに添加することが好ましい。しかし、不溶化
剤はCRSの添加前または添加後に、スラリーの加工中の
任意の段階で別々に添加することもできる。
前記の三種類の成分で一旦処理されたパルプは液体の
無菌包装に使用される板紙に成形されるものと認められ
る。しかし、本発明はこのような用途に限定されること
はなく、処理パルプはいかなる所望の製品にも成形する
ことができる。常用の全ての板紙製造機を使用すること
ができる。
当業者に公知の全てのKDを本発明の方法において、サ
イジングに通常使用される濃度で使用できる。例えば、
最終のパルプスラリーはKDを0.010〜0.6%(パルプの乾
燥重量基準(以下「db」と略す))含有することができ
る。好ましくは、最終パルプスラリーはKDを約0.12%db
含有する。
サイジング剤として使用されるケテン二量体は次式で
示される二量体である。
[R−CH=C=O] (式中、Rは炭素原子を8個以上有するアルキル、炭素
原子を6個以上有するシクロアルキル、アリール、アラ
ルキルおよびアルカリールのような炭化水素基であ
る。)ケテン二量体の命名において、“R"基の名称が先
に挙げられ、続いて“ケテン二量体”の名称が挙げられ
る。例えばデシルケテン二量体は[C10H21−CH=C=
O]で示される。ケテン二量体の具体例としては、オ
クチル,デシル,ドデシル,テトラデシル,ヘキサデシ
ル,オクタデシル,エイコシル,ドコシル,テトラコシ
ル,フェニル,ベンジル,β−ナフチルおよびシクロヘ
キシルケテン二量体等である。また、モンタン酸,ナフ
テン酸,Δ9,10−デシレン酸,Δ9,10−ドデシレン酸,
パルミトレイン酸,オレイン酸,リシノール酸,リノレ
ン酸およびエレロステアリン酸のような有機酸から公知
の方法により製造されたケテン二量体および脂肪酸類の
天然混合物、例えば、ヤシ油,ババスー油,パーム核
油,パーム油,オリーブ油,ピーナッツ油,ナタネ油,
牛脂,ラード(リーフ)および鯨脂等の中に発見される
天然混合物から公知の方法により製造されたケテン二量
体なども使用できる。前記の脂肪酸の任意の混合物類も
同様に使用できる。
当業者に公知の全てのCRSを本発明の方法において、
サイジングに通常使用される濃度で使用できる。例え
ば、最終パルプスラリーは明礬含有CRSを0.4〜4.0%db
含有できる。好ましくは、最終パルプスラリーは明礬含
有CRSを約1%含有する。
好ましいタイプのCRSは液状カチオン分散助剤中の強
化ロジンである。このタイプのCRSは米国特許第3817768
号、同第3966654号および同第4199369号明細書に開示さ
れている。
本発明方法において用いられている不溶化剤は、明礬
を含む。使用量はCRSと共に通常使用される使用量と実
質的に同一であることが好ましい。一般的に、不溶化剤
の使用量は、ロジン成分の部当たり、0.5〜2.0部、好ま
しくは、1〜1.5部である。
パルプスラリーは、パルプを製造する前に、慣用手段
により加工することができる。例えば、無菌包装用の板
紙に加工することができる。また、凝集剤、顔料および
増量剤などのその他の常用添加剤を所望により添加する
こともできる。
本発明の方法により処理されたパルプから製造された
板紙のような製品類も本発明の範囲内に含まれる。
以下、実施例を挙げて本発明に例証する。特にことわ
らない限り、部および%は全て重量基準である。
乳製品の無菌包装に使用するための板紙のサンプルを
多数製造した。原料のパルプからスラリーを調製し、こ
のスラリーを、常用の板紙製造機に供給する前に、常用
の設備中で処理した。二種類の原料パルプを使用した。
一つは、50%ルミ(Lumi)晒軟木サルフェート(25゜S
R)と50%オウル(Oulu)晒硬木サルフェート(25゜S
R)からなる上質パルプ(以下、「WP」と略す)であ
り、他方は高収率パルプ(以下「+HYP」と略す)が添
加されており、40%ルミ(上記参照),40%オウル(上
記参照)および20%ロックハマー(Rockhammer)高収率
パルプからなる。
パルプスラリーは最初に所望のpH値に合わせ、次い
で、処理スラリーを板紙製造機に供給する直前に、サイ
ズ剤を添加した。
板紙に成形した後、この板紙について下記のテストを
行った。
A.コッブ(Cobb)テスト: 表面サイジングに関するテストであり、コッブ法によ
り1分間に吸収された水の量で評価する。結果は1平方
メートル当たりの吸収された水のグラム数(g/m2)で示
される。
B.24時間乳酸切り口浸透テスト: サンプルの板紙は両面ともホットメルト接着剤により
ポリエステルフィルムがラミネートされていた。50x50m
mサンプルを1%乳酸水溶液に23℃で24時間浸漬させ
た。浸漬終了後、サンプルを取り出し、吸取り紙で乾燥
させ、そして、再秤量した。結果は切り口1メートル当
たりに吸収された溶液のグラム数(g/m)で示される。
C.10分間乳酸切り口浸透テスト: テスト方法は上記のテストBと同じである。但し、ポ
リエステルフィルムの代わりに粘着テープを使用し、70
℃の1%乳酸からなる溶液を使用し、また、浸漬時間を
10分間とした。
D.10分間過酸化水素切り口浸漬テスト: テスト方法は上記のテストCと同一である。但し、80
℃の30%過酸化水素からなる溶液を使用した。
これらの全てのテストにおいて、良好なサイジング
は、不良サイジングよりも低い値を示すことが予測され
る。コッブテストの場合、良好なサイジング値は約20で
あり、不良サイジング値は40以上である。
板紙を製造するのに使用された条件および添加剤を下
記の表1に示す。また、テスト結果は下記の表2に示
す。表1において、添加剤の使用量は%dbで示されてい
る。
使用されたケテン二量体Aquapel 360Xである。これ
はHercules Incから市販されており、カチオンワキシー
コーンスターチ誘導体を含有する水性エマルジョン中
の、C14およびC16アルキル鎖の混合物を有するアルキル
ケテン二量体である。
カチオンロジンサイズ剤はHERCATという商標名でHerc
ules Ltdから市販されており、強化ロジン、アルミニウ
ム化合物(明礬)および15%ポリアミドカチオン樹脂
(ロジンの重量を基準にした)を含有している。明礬の
配合量はロジン成分1部当たり1部である。
(注)表2における*印はテスト中に水がサンプル内に
浸透したことを意味する。
試験例C−1から明らかになるように、CRSまたはア
ニオンロジンサイズ剤の何れかにより、酸性pHでサイズ
された板紙は乳酸に対する抵抗性は低いが、過酸化水素
に対する抵抗性は高い。しかし、CRSを中性pHで使用す
ると、有用なサイジングまたは浸透抵抗性は全く得られ
ない(試験例C−2およびC−5参照)。
試験例C−3およびC−4は、KDで中性pHにおいてサ
イジングすると優れた乳酸抵抗性が得られるが、過酸化
水素抵抗性は劣ることを示している。
本発明の実施例である、試験例1および2は、KDおよ
びCRSでサイジングすると、優れた乳酸抵抗性と優れた
過酸化水素抵抗性(これ自体予期されないことである)
ばかりでなく、これらの二種類の成分を単独で使用した
場合に得られる結果を検討することにより予期される以
上の良好な結果が得られることを示している。WFパルプ
の場合、試験例1の過酸化水素抵抗性は他のどの例より
も優れていることに注目すべきである。更に、すべての
試験例において、24時間乳酸浸透テストおよび10分間乳
酸浸透テストの結果は成分を別々に使用した場合に得ら
れた結果と同等であった。このような優れた結果が、適
合性問題を有するであろうと予想される系から得られる
ことは意外である。
下記のような僅かに異なったパルプ組成を使用し、実
験用製紙機で別の一連の試験を行った。
40%ロックハマーCTMP 30%モドークラフト 30%オウルシラカンバ 全ての薬剤添加はミキシングボックス、すなわち、マ
シンリファイナーの後で、フォーマーの前の段階で行っ
た。明礬の“別個”添加が示されている場合、サイズ剤
および明礬の双方ともロートから希薄エマルジョンとし
て添加した。
表3は四種類の異なったアニオンサイズ剤が同じ結果
をもたらしたことを示している。即ち: 全てのアニオンサイズ剤は温過酸化水素切り口浸透抵
抗性を高めたが、CRSほど効率的ではなかった。
全てのアニオンサイズ剤が冷乳酸切り口浸透抵抗性に
対し悪影響を及ぼした。
表4は次のようなCRSサイズ剤の効果を示している: 表1に示された明礬含有CRS; 前記と異なる液状カチオン分散助剤と共に明礬を含有
するCRS; 明礬を含有しないCRS−明礬は別個に添加された; Aquapel 360Xの配合された明礬を含有するCRS; Aquapel 360Xの配合された明礬を含有しないCRSで
明礬を添加 表4は、全てのカチオンサイズ剤が乳酸切り口浸透抵
抗性に対して無効であるか、あるいは、極僅かな効果し
か有しないことを示している。また、全てのカチオンサ
イズ剤が温過酸化水素切り口浸透抵抗性に対して有益な
効果をもたらすことを示している。
表5は、二種類の異なるハーキュリーズ社のアニオン
サイズ剤を、KDと別個に添加する、KDと混合して添加す
る、およびKDと明礬と混合して添加することにより得ら
れた結果を示している。示された結果から明らかなよう
に、アニオンロジンサイズ剤との全ての組合わせが冷乳
酸切り口浸透抵抗性に対して悪影響を及ぼし、温過酸化
水素切り口浸透抵抗性に対して易変性の結果を与え、全
てCRSよりも劣っていた。
以上、本発明を例証する目的で説明してきたが、細部
の変更が本発明の範囲内で可能なことは当業者に自明で
ある。例えば、製紙工業で周知の組成物を有する液状カ
チオン分散助剤中にKDを分散させることもできる。別法
として、KDをCRS中に直接分散させ、本発明で有用な組
成物を調製することもできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−60093(JP,A) 特開 昭57−193594(JP,A) 特開 昭63−179964(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液状食品包装用板紙の製造方法であって、
    液状食品包装用板紙の製造に使用される機械中の中性〜
    アルカリ性pHの水性パルプスラリーに、アルキルケテン
    二量体サイズ剤、カチオンロジンサイズ剤、および、明
    礬を含む不溶化剤を、別々に又は予備混合された形で添
    加することにより、温過酸化水素による浸透に対する板
    紙の切り口の抵抗性を高めることを特徴とする前記方
    法。
  2. 【請求項2】カチオンロジンサイズ剤及び不溶化剤を、
    スラリーが最初に生成される容器に添加し、そして、ア
    ルキルケテン二量体サイズ剤を、該スラリーが板紙製造
    機に供給される直前に添加することを特徴とする請求項
    1に記載の液状食品包装用板紙の製造方法。
  3. 【請求項3】前記板紙は、乳酸含有液状食品を充填する
    容器を作製するためのものであることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の液状食品包装用板紙の製造方法。
  4. 【請求項4】中性〜アルカリ性pHのパルプスラリーから
    板紙を製造し、この板紙を所定の包装体の大きさに切断
    して板紙の切り口を露出させ、この板紙にポリエチレン
    を被覆し、そして、これを過酸化水素の温溶液で処理す
    る工程からなる液状食品用容器の製造方法において、板
    紙製造工程の前のパルプにアルキルケテン二量体サイズ
    剤、カチオンロジンサイズ剤、および、明礬を含む不溶
    化剤を添加することを特徴とする液状食品用容器の製造
    方法。
  5. 【請求項5】カチオンロジンサイズ剤及び不溶化剤を、
    スラリーが最初に生成される容器に添加し、そして、ア
    ルキルケテン二量体サイズ剤を、該スラリーが板紙製造
    機に供給される直前に添加することを特徴とする請求項
    4に記載の液状食品用容器の製造方法。
  6. 【請求項6】製造される容器が、乳酸含有液状食品の充
    填用容器であることを特徴とする請求項4に記載の液状
    食品用容器の製造方法。
JP63127250A 1987-05-26 1988-05-26 液状食品包装用板紙及び液状食品用容器の製造方法 Expired - Lifetime JP2842573B2 (ja)

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