JP3847830B2 - Moisture-proof paper and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防湿紙およびその製造方法に関する。さらに詳しくは防湿性に優れ、且つ再使用が容易な防湿紙、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防湿紙の需要は包装紙をはじめとして種々の用途に適用され、近年その需要が伸びてきている。また省資源の観点から、回収再使用可能なことが望まれているが、ワックスの含有量が多いものにあっては再生紙にした時に、ピッチと呼ばれる斑点が生じ易い。このような観点から種々の防湿紙が提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５５−３０４１９号公報にはワックスエマルジョン、水性結合剤および顔料を含む組成物をクラフト紙等の表面に塗布した、再使用可能な防湿紙が、特開昭５９−６６５９８号公報には合成ゴムラテックスにワックス系エマルジョンを配合した水性エマルジョンを紙に塗工した防湿性のある易離解性紙がが開示されている。また、特開平３−１０７５９号公報にはパラフィンワックスを主成分とするエマルジョンを基材に塗布し、加温下で乾燥する防湿シートの製造方法が、特開平４−３３４４４７号公報には最低造膜温度１℃以上の重合体水分散液を紙に塗工して第一層を形成し、これにワックスと重合体との水分散液を塗工して第二層を形成して、乾燥することによって第一層および第二層からなる防湿紙を製造する方法が開示されている。
【０００４】
これらの公報に開示されている防湿紙は、いずれも塗工層を加熱処理することにより、ワックスを塗工層の表面に移行させ、該表面にワックスの均一な防湿膜を形成させようとするものである。このような防湿紙は、ワックス含有量が比較的少ないにも拘らず、表層の薄いワックスの膜が防湿効果を発揮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような防湿紙にあっても再生紙としての利用を高めるには、ワックス含有量が多すぎるため、これを更に低減させることが望まれていた。具体的には０．５ｇ／ｍ2 以下のワックス量でポリエチレンラミネート紙の代替品としても使用可能な透湿度５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈ以下の防湿紙が望まれていた。また、平滑度の低い紙に従来技術を用いても、充分な防湿効果が期待できない問題もあった。
本発明は、少ないワックス量で高い防湿性を有し、且つ比較的平滑度の低い紙、具体的にはＪＩＳ Ｐ ８１１９による平滑度が５０秒以下の紙、であっても基材として使用できる防湿紙およびそのような防湿性を与える防湿紙の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ところで、ワックスを水分散体として用いる場合は、界面活性剤、水溶性樹脂等の分散剤を添加する必要があるが、この分散剤の含有量が多いと防湿性が劣るという点に本発明者らは着目し、ワックスを表層に移行させて均一な膜を作る際に、阻害要因と考えられる分散剤を減ずる工夫を種々行った結果、塗工層を２層に分け、ワックスを第一層目に塗工される水分散体中に含有させ、第二層目に塗工される水分散体中には、上記阻害要因と考えられる分散剤を極力含有させないことにより可能となることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、
（１）ＪＩＳ Ｐ ８１１９に規定の平滑度が５０秒以下の紙の少なくとも片面に、ワックスと透湿性を有するガラス転移温度が２５℃以下の水不溶性重合体とを含む最低造膜温度が３０℃以下の水分散体を塗工して第一層を形成し、その表面に透湿性を有するガラス転移温度が２５℃以下の水不溶性重合体を含む最低造膜温度が３０℃以下の水分散体を塗工して第二層を形成し、加熱処理することによって第二層の表面に第一層中に存在するワックスを移行させることからなる防湿紙の製造方法、
（２）第一層に顔料を配合してなる上記（１）記載の防湿紙の製造方法、及び
（３）ＪＩＳ Ｐ ８１１９に規定の平滑度が５０秒以下の紙の少なくとも片面に、ワックス、透湿性を有するガラス転移温度が２５℃以下の水不溶性重合体および顔料を主成分とする、乾燥重量が２５ｇ／ｍ 2 以下の防湿層が形成され、該防湿層は０．４５ｇ／ｍ 2 以下のワックスを含有し、かつ、顔料が少なくとも紙面側に層状に固定されていると共に、表面側に０．４５ｇ／ｍ2 以下のワックスによる防湿膜が形成され、透湿度（温度４０℃、相対湿度９０％でＪＩＳ Ｚ ０２０８による）が５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈ以下の防湿紙、に関する。
【０００８】
本発明で使用される紙に特別の制限はなく、包装用紙、印刷用紙、ダンボール原紙、紙器用板紙等が使用可能である。
紙は、サイジングされていてもされていなくてもよい。また樹脂等による表面加工処理が施されていてもよい。
特に平滑度（ＪＩＳ Ｐ ８１１９に規定）が低い紙を使用した場合、本発明の効果が顕著に発揮され、平滑度が５０秒以下、さらに１０〜２０秒程度の特に平滑性の低い板紙についても良好な防湿性が得られる。
【０００９】
ワックスは天然物および石油等に由来するものが特に制限なく使用できる。例えば、パラフィンワックス、低融点ポリエチレンワックス、脂肪酸エステルワックス、脂肪酸ワックス、石油油脂ワックス、合成樹脂ワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。これらは単独あるいは混合物として使用してもよい。
なかでも、パラフィンワックス、合成樹脂ワックスが好ましい。
ワックスの分子量（Ｍｎ）は、３００〜５００が好ましく、また融点は１００℃以下が好ましく、さらに好ましくは５０〜７０℃である。
【００１０】
透湿性を有する水不溶性重合体として、例えば、アクリル系重合体、合成ゴム、酢酸ビニル重合体等が挙げられる。具体的には、アクリル系重合体として、例えば、アクリル酸メチル重合体、アクリル酸エチル重合体、アクリル酸ブチル重合体、アクリル酸２−エチルヘキシル重合体、アクリル酸ブチル−メタクリル酸メチル共重合体、アクリル酸ブチル−スチレン共重合体、エチレン−アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体等が挙げられる。合成ゴムとして、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ニトリル−ブタジエン共重合体、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等のブタジエン系重合体、イソプレン重合体等のイソプレン系重合体等が挙げられる。酢酸ビニル重合体として、例えば、酢酸ビニル重合体、酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エチル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸ブチル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸−２−エチルヘキシル共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸ジブチル共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体等が挙げられる。この他に、スチレン重合体等のスチレン系重合体、エチレン重合体、エチレン−酢酸ビニル重合体等のエチレン系重合体も使用できる。
なお、これら水不溶性重合体の防湿層中の含有量は、離解性の点から１５ｇ／ｍ2 以下とすることが望ましい。
【００１１】
第一層を形成する水分散体には、上記成分に加えて界面活性剤、水溶性樹脂等の分散剤が添加されており、ワックスを水分散体として取り扱えるようになっている。
分散剤は特に制限なく使用でき、例えば、ポリオキシアルキレンモノアルキレート（炭素数１０〜１８のアルコールとエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドとの反応により得られるもの）、ドデシルベンゼンスルホネート、ドデシルアミン塩酸塩、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール等が用いられる。分散剤の使用量は特に制限はないが、通常ワックスに対して１５重量％以下で使用される。
【００１２】
これら以外の成分として顔料が含まれていてもよい。
顔料は、通常紙塗工に用いられるものであればいかなるものも使用可能である。例えば、カオリナイト、セリサイト、雲母、タルク、クロライト、パイロフィライト、酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、着色顔料、有機顔料等が挙げられ、好ましいものとして、炭酸カルシウム、クレー等が挙げられる。
顔料の粒子径は、０．１〜５μｍ程度が好ましい。粒子径がこの範囲内であることが防湿層を形成するうえで適切であり、かつ平滑な塗工層が得られる。
【００１３】
顔料の適切な含有量としては、防湿層中の水不溶性重合体に対して、好ましくは２倍（重量）程度まで、より好ましくは１．３〜１．７倍程度である。顔料を含有させることは防湿層中の水不溶性重合体を減らす、具体的には５ｇ／ｍ2 以下にすることができ、コスト的に有利であるとともに、再生紙として使用する際の離解性が良くなる利点がある。
上記成分の他該水分散体には、消泡剤、耐水剤、粘性改良剤、保水剤、防腐剤、着色剤等が添加されてもよい。
【００１４】
第一層を形成する水分散体は通常の方法によって調製される。例えば、ワックス、水不溶性重合体、分散剤および必要に応じて顔料の水分散体をそれぞれ調製し、それらを同時に、または順次混合する。
【００１５】
第一層を形成する水分散体中のワックス、水不溶性重合体および顔料の重量比（ワックス／水不溶性重合体／顔料）は特に限定されず、要求性能に応じて適宜決められる。好ましい重量比は１／１〜３０／０〜２００、更に好ましくは１／５〜３０／０〜１００である。
【００１６】
また、水分散体中の固形分濃度は３０〜７０重量％の範囲内が好ましい。
【００１７】
水分散体の最低造膜温度は３０℃以下であることが好ましい。最低造膜温度が３０℃以下の水分散体を使用すると、高い防湿性のある層が得られる。ここで「最低造膜温度３０℃以下」とは、重合体水分散液が３０℃以下の温度で成膜能力があることをいう。最低造膜温度の下限は特に限定されない。
【００１８】
第一層を形成する水分散体の塗工量は、要求性能等により任意に変えうるが、一般的には３〜２０ｇ／ｍ2 （乾燥重量）が好ましく、特に好ましくは５〜１０ｇ／ｍ2 （乾燥重量）である。
塗工法は公知の方法で行われる。例えば、塗工液を、ロールコータ、ブレードコータ、エアナイフコータ等の公知のコータを用いて紙面に塗工し、乾燥工程を経て層を形成させる。
【００１９】
このようにして得た第一層のみでの透湿度は、比較例に示すように高く、単独塗工ではポリエチレンラミネート紙の代替品としての性能は得られない。
【００２０】
第一層を形成した後、その表面に透湿性を有する水不溶性重合体を含む水分散液の層である第二層を形成する。
透湿性を有する水不溶性重合体として、第一層を形成する水分散体で例示したものと同じものが使用できる。
該重合体の水分散体中の固形分濃度は３０〜７０重量％が好ましい。
【００２１】
第二層を形成する水分散体には、上記重合体を用いることができ、安定剤等の他の物質を添加してもよいが、第一層のワックスの移行を妨げないことが肝要である。
【００２２】
第二層を形成する水分散体の最低造膜温度については、第一層を形成する水分散体と同じく、３０℃以下が好ましい。
【００２３】
水分散体の塗工量は、１〜３ｇ／ｍ2 （乾燥重量）が好ましい。塗工量がこの範囲内であれば、充分な防湿効果が得られ、かつコスト的にも有利である。
【００２４】
第二層の塗工法も第一層の塗工法と同様に行い、第二層を形成した後、６０〜２００℃の加熱処理を施すことによって、第二層の表面に第一層中に存在したワックスが移行し、０．５ｇ／ｍ2 以下、好ましくは０．１〜０．３ｇ／ｍ2 のワックスによる薄く均一な膜を造る。
ワックスの量が０．５ｇ／ｍ2 を超えると、防湿効果は飽和し、経済的に不利となるばかりでなく、ワックスの過剰な添加は離解して、古紙として再使用した場合に、すべり、しみ、斑点等のワックスによる問題の生じる可能性が増大する。
【００２５】
このようにして得た本発明の防湿紙の透湿度は５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈ以下である。透湿度が５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈを超えると、ポリエチレンラミネート紙の代替品としての性能が得られない。
【００２６】
本発明の防湿紙は、その高い防湿性と離解性に優れている点から、古紙としての再利用が困難なポリエチレンラミネート紙の代替品として、非常に有望であると考えられる。
【００２７】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
米坪量３３０ｇ／ｍ2 のコート白ボール（ＪＩＳ Ｐ ８１１９による裏面の平滑度：約１５秒）を基材とし、その裏面に融点５８℃のパラフィンワックスエマルジョン〔荒川化学工業（株）製〕（固形分が約３０重量％、ワックス成分が約２７重量％、分散剤が約３重量％）１００重量部とガラス転移温度２５℃でソープフリーのＳＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕２０００重量部（固形分４５重量％）との混合物を、ワイヤーロッドで１２ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃で２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。次にガラス転移温度１７℃のソープフリーのＳＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕（固形分４５重量％）をワイヤーロッドで４ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は２５ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００２８】
実施例２
実施例１と同じ基材の裏面に合成樹脂ワックスエマルジョン〔互応化学（株）製〕（固形分が約４０重量％、ワックス成分が約１０重量％で残りが合成樹脂と分散剤）１００重量部とガラス転移温度が−１２℃のＮＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕（固形分４０重量％）２０００重量部との混合物をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃で２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。次にガラス転移温度−２０℃のＮＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕（固形分４２重量％）をワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は４４ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００２９】
実施例３
実施例１と同じ基材の裏面に実施例２と同様の合成樹脂ワックスエマルジョン１００重量部とスチレン−ブチルアクリレートを主成分とし、ガラス転移温度が２０℃のエマルジョン（固形分３０重量％）２０００重量部との混合物をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃で２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。次にガラス転移温度２５℃のソープフリーのＳＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕（固形分４５重量％）をワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は３３ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３０】
実施例４
実施例１と同じ基材の裏面に顔料として湿式重質炭酸カルシウム〔商標：Ｈ−６０、備北粉化工業（株）製、固形分７５重量％〕１００重量部、接着剤としてガラス転移温度が５℃のＳＢＲエマルジョン〔旭化成工業（株）製〕（固形分４８重量％）３０重量部および実施例１で用いたパラフィンワックスエマルジョン５重量部を成分とする顔料分散液をワイヤーロッドで１５ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃で２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。アンダーコート層中のワックスの配合量は０．２５ｇ／ｍ2 であった。
次に第一層に用いたＳＢＲエマルジョンをワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は３８ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３１】
実施例５
実施例４において第二層に用いたＳＢＲエマルジョンの代わりに、ガラス転移温度−４８℃のソープフリーのアクリルエマルジョン〔商標：ＡＥ３３６、日本合成ゴム（株）製〕（固形分５５重量％）を使用した以外は実施例４と同様に製造した。得られた包装材の透湿度は５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３２】
実施例６
実施例１と同じ基材の裏面に顔料としてカオリン〔商標：アマゾン９０、カダム社製〕の水分散液（固形分６０重量％）１００重量部、接着剤として実施例４で用いたＳＢＲエマルジョン３７重量部および実施例１で用いたパラフィンワックスエマルジョン６重量部を成分とする顔料分散液をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃で４０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。アンダーコート層中のワックスの配合量は０．４５ｇ／ｍ2 であった。
次にガラス転移温度０℃のソープフリーのＳＢＲエマルジョン〔日本ゼオン（株）製〕（固形分４５重量％）をワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は３７ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３３】
実施例７
実施例１と同じ基材の裏面に顔料として実施例４で用いた湿式重質炭酸カルシウム１００重量部、接着剤として実施例４で用いたＳＢＲエマルジョン３０重量部および実施例１で用いたパラフィンワックスエマルジョン２．５重量部を成分とする顔料分散液をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工した後、１００℃で２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。第一層中のワックスの配合量は０．１７ｇ／ｍ2 であった。
次に実施例６の第二層で用いたＳＢＲエマルジョンをワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように第一層上に塗工して１００℃、４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。得られた包装材の透湿度は５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３４】
比較例１
実施例１と同じ基材の裏面に、実施例１で用いたパラフィンワックスエマルジョン１００重量部と実施例１の第一層で用いたＳＢＲエマルジョン２７００重量部との混合物をワイヤーロッドで１６ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃４０秒間乾燥して、ワックスおよび重合体の配合量が実施例１にほぼ等しい防湿層を形成した。得られた包装材の透湿度は４５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３５】
比較例２
実施例１と同じ基材の裏面に、実施例２で用いた合成樹脂ワックスエマルジョン１００重量部と実施例２の第一層で用いたＮＢＲエマルジョン２５００重量部との混合物をワイヤーロッドで２５ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃４０秒間乾燥して、ワックスおよび重合体の配合量が実施例２にほぼ等しい防湿層を形成した。得られた包装材の透湿度は５３０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３６】
比較例３
実施例１と同じ基材の裏面に、実施例３で用いた合成樹脂ワックスエマルジョン１００重量部と実施例３の第一層で用いたスチレン−ブチルアクリレートエマルジョン２０００重量部との混合物をワイヤーロッドで２７ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃４０秒間乾燥して、実施例３よりワックス含有量の多い防湿層を形成した。得られた包装材の透湿度は７５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３７】
比較例４
実施例１と同じ基材の裏面に、顔料として実施例４で用いた湿式重質炭酸カルシウム１００重量部、接着剤として実施例４で用いたＳＢＲエマルジョン７５重量部および実施例４で用いたパラフィンワックスエマルジョン５重量部との混合物をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃４０秒間乾燥して、ワックス、重合体および顔料の配合量が実施例４にほぼ等しい防湿層を形成した。得られた包装材の透湿度は９１０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３８】
比較例５
実施例１と同じ基材の裏面に、顔料として実施例６で用いたカオリンの水分散液１００重量部、接着剤として実施例６の第一層で用いたＳＢＲエマルジョン７０重量部および実施例６で用いたパラフィンワックスエマルジョン６重量部との混合物をワイヤーロッドで２５ｇ／ｍ2 となるように塗工し、１００℃４０秒間乾燥して、ワックス、重合体および顔料の配合量が実施例６にほぼ等しい防湿層を形成した。得られた包装材の透湿度は７３０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００３９】
比較例６
実施例１と同じ基材の裏面に、顔料として実施例７で用いた湿式重質炭酸カルシウム１００重量部と接着剤として実施例７の第一層で用いたＳＢＲエマルジョン３０重量部との混合物をワイヤーロッドで２０ｇ／ｍ2 となるように塗工した後、１００℃２０秒間乾燥し、アンダーコート層（第一層）を形成した。
次に実施例７の第二層で用いたＳＢＲエマルジョン１００重量部および実施例７の第一層で用いたパラフィンワックスエマルジョン８重量部との混合物をワイヤーロッドで５ｇ／ｍ2 となるように、第一層上に塗工して、１００℃４０秒間乾燥し、オーバーコート層（第二層）を形成した。
即ち、上記構成のものは実施例７の第一層中に含まれるのと同量のワックス成分を第二層に含有させた構成である。得られた包装材の透湿度は１７０ｇ／ｍ2 ・２４ｈであった。
【００４０】
表１に実施例１〜７および比較例１〜６で得た包装材の透湿度、および各包装材の第一層および第二層の成分、塗工量等をまとめた。
【００４１】
【表１】
【発明の効果】
本発明の防湿紙は、少ないワックス量で高い防湿性をもち、且つ比較的平滑度の低い紙も基材として使用できるものである。また本発明の製造方法によれば、上記した優れた防湿紙を容易に製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to moisture-proof paper and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a moisture-proof paper that is excellent in moisture resistance and that can be easily reused, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
The demand for moisture-proof paper is applied to various uses including wrapping paper, and the demand has been increasing in recent years. Further, from the viewpoint of resource saving, it is desired to be able to be recovered and reused. However, when the content of wax is high, when recycled paper is used, spots called pitch are likely to occur. From such a viewpoint, various moisture-proof papers have been proposed.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-30419 discloses a reusable moisture-proof paper in which a composition containing a wax emulsion, an aqueous binder and a pigment is coated on the surface of kraft paper or the like. Discloses a moisture-proof and easily disintegratable paper in which an aqueous emulsion prepared by blending a synthetic rubber latex with a wax-based emulsion is coated on paper. JP-A-3-10759 discloses a method for producing a moisture-proof sheet in which an emulsion mainly composed of paraffin wax is applied to a substrate and dried under heating. JP-A-4-334447 discloses a minimum production method. A polymer aqueous dispersion having a film temperature of 1 ° C. or more is applied to paper to form a first layer, and an aqueous dispersion of wax and polymer is applied to this to form a second layer, followed by drying. A method for producing a moisture-proof paper comprising a first layer and a second layer is disclosed.
[0004]
All of the moisture-proof papers disclosed in these publications attempt to transfer the wax to the surface of the coating layer by heat-treating the coating layer, thereby forming a uniform moisture-proof film of the wax on the surface. Is. In such moisture-proof paper, although the wax content is relatively low, a thin wax film exhibits a moisture-proof effect.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in such a moisture-proof paper, there is too much wax content to increase the utilization as recycled paper, and it has been desired to further reduce this. Specifically, a moisture-proof paper having a moisture permeability of 50 g / m 2 · 24 h or less that can be used as a substitute for polyethylene laminated paper with a wax amount of 0.5 g / m 2 or less has been desired. Further, there is a problem that a sufficient moisture-proof effect cannot be expected even when the conventional technique is used for paper having low smoothness.
The present invention can be used as a substrate even if it is a paper having a high moisture resistance with a small amount of wax and having a relatively low smoothness, specifically, a paper having a smoothness according to JIS P 8119 of 50 seconds or less. It is an object of the present invention to provide a moisture-proof paper and a method for producing the moisture-proof paper that provides such moisture resistance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
By the way, when using wax as an aqueous dispersion, it is necessary to add a dispersant such as a surfactant and a water-soluble resin. However, the present inventor is inferior in moisture resistance when the content of the dispersant is large. Focused on making a uniform film by transferring the wax to the surface layer. As a result of various efforts to reduce the dispersing agent considered to be an obstruction factor, the coating layer was divided into two layers, and the wax was the first layer. Discovered that it is possible to contain in the water dispersion applied to the eyes and not to contain as much as possible the dispersing agent considered to be an obstruction factor in the water dispersion applied to the second layer. Thus, the present invention has been completed.
[0007]
That is, the present invention
(1) The minimum film-forming temperature is 30 ° C. , which contains a wax and a water-insoluble polymer having a glass transition temperature of 25 ° C. or less having moisture permeability on at least one side of a paper having a smoothness specified in JIS P 8119 of 50 seconds or less. An aqueous dispersion having a minimum film- forming temperature of 30 ° C. or less comprising a water-insoluble polymer having a glass transition temperature of 25 ° C. or less having moisture permeability on the surface thereof by coating the following water dispersion. A method for producing moisture-proof paper, comprising forming a second layer by coating and transferring the wax present in the first layer to the surface of the second layer by heat treatment ,
(2) The method for producing moisture-proof paper as described in (1) above, wherein a pigment is blended in the first layer, and
(3) Dry weight comprising, as a main component, a water, a water-insoluble polymer having a glass transition temperature of 25 ° C. or less, and a pigment, on at least one side of a paper having a smoothness specified in JIS P 8119 of 50 seconds or less. 0 There 25 g / m 2 or less of the moisture barrier is formed,-proof Shimeso contains the 0.45 g / m 2 or less of the wax, and, together with a pigment is fixed in layers of at least the paper side, the front side . 45 g / m 2 or less of the wax due to the moisture-proof film is formed, the moisture permeability (temperature 40 ° C., according to JIS Z 0208 at a relative humidity of 90%) of 50g / m 2 · 24h or less of the moisture-proof paper relates.
[0008]
The paper used in the present invention is not particularly limited, and wrapping paper, printing paper, cardboard base paper, paperboard board, and the like can be used.
The paper may or may not be sized. Further, a surface processing treatment with a resin or the like may be performed.
In particular, when a paper having a low smoothness (as defined in JIS P 8119) is used, the effect of the present invention is remarkably exhibited, and even a paperboard having a particularly low smoothness having a smoothness of 50 seconds or less and about 10 to 20 seconds. Good moisture resistance is obtained.
[0009]
As the wax, those derived from natural products and petroleum can be used without particular limitation. For example, paraffin wax, low melting point polyethylene wax, fatty acid ester wax, fatty acid wax, petroleum oil wax, synthetic resin wax, microcrystalline wax and the like can be mentioned. These may be used alone or as a mixture.
Of these, paraffin wax and synthetic resin wax are preferable.
The molecular weight (Mn) of the wax is preferably 300 to 500, and the melting point is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 50 to 70 ° C.
[0010]
Examples of the water-insoluble polymer having moisture permeability include an acrylic polymer, a synthetic rubber, and a vinyl acetate polymer. Specifically, as the acrylic polymer, for example, methyl acrylate polymer, ethyl acrylate polymer, butyl acrylate polymer, 2-ethylhexyl acrylate polymer, butyl acrylate-methyl methacrylate copolymer, Examples thereof include butyl acrylate-styrene copolymer, ethylene-ethyl acrylate 2-ethylhexyl copolymer, and the like. Synthetic rubbers include, for example, styrene-butadiene copolymers, nitrile-butadiene copolymers, butadiene polymers such as vinylpyridine-styrene-butadiene copolymers, methyl methacrylate-butadiene copolymers, and isoprene such as isoprene polymers. System polymers and the like. Examples of the vinyl acetate polymer include vinyl acetate polymer, vinyl acetate-methyl acrylate copolymer, vinyl acetate-ethyl acrylate copolymer, vinyl acetate-butyl acrylate copolymer, vinyl acetate-acrylic acid-2. -Ethylhexyl copolymer, vinyl acetate-dibutyl maleate copolymer, vinyl acetate-ethylene copolymer and the like. In addition, a styrene polymer such as a styrene polymer, an ethylene polymer such as an ethylene polymer, and an ethylene-vinyl acetate polymer can also be used.
The content of these water-insoluble polymers in the moisture-proof layer is preferably 15 g / m 2 or less from the viewpoint of disaggregation.
[0011]
In addition to the above components, a dispersant such as a surfactant and a water-soluble resin is added to the aqueous dispersion forming the first layer so that the wax can be handled as an aqueous dispersion.
The dispersant can be used without any particular limitation. For example, polyoxyalkylene monoalkylate (obtained by the reaction of an alcohol having 10 to 18 carbon atoms with ethylene oxide or propylene oxide), dodecylbenzenesulfonate, dodecylamine hydrochloride, polyacrylic Acid soda, polyvinyl alcohol and the like are used. The amount of the dispersant used is not particularly limited, but is usually 15% by weight or less based on the wax.
[0012]
A pigment may be contained as a component other than these.
Any pigment can be used as long as it is usually used for paper coating. Examples thereof include kaolinite, sericite, mica, talc, chlorite, pyrophyllite, titanium oxide, calcium carbonate, silica, coloring pigment, organic pigment, and the like, and preferable examples include calcium carbonate and clay.
The particle diameter of the pigment is preferably about 0.1 to 5 μm. A particle diameter within this range is appropriate for forming a moisture-proof layer, and a smooth coating layer can be obtained.
[0013]
The appropriate content of the pigment is preferably about 2 times (weight), more preferably about 1.3 to 1.7 times the water-insoluble polymer in the moisture-proof layer. Inclusion of the pigment reduces the water-insoluble polymer in the moisture-proof layer, specifically 5 g / m 2 or less, which is advantageous in terms of cost and has good disaggregation when used as recycled paper. There is an advantage to get better.
In addition to the above components, an antifoaming agent, a water resistant agent, a viscosity improver, a water retention agent, a preservative, a colorant, and the like may be added to the aqueous dispersion.
[0014]
The aqueous dispersion forming the first layer is prepared by a conventional method. For example, an aqueous dispersion of a wax, a water-insoluble polymer, a dispersant, and, if necessary, a pigment is prepared, and these are mixed simultaneously or sequentially.
[0015]
The weight ratio (wax / water-insoluble polymer / pigment) of the wax, the water-insoluble polymer and the pigment in the aqueous dispersion forming the first layer is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the required performance. A preferred weight ratio is 1/1 to 30/0 to 200, more preferably 1/5 to 30/0 to 100.
[0016]
Moreover, the solid content concentration in the aqueous dispersion is preferably in the range of 30 to 70% by weight.
[0017]
The minimum film forming temperature of the aqueous dispersion is preferably 30 ° C. or lower. When an aqueous dispersion having a minimum film forming temperature of 30 ° C. or lower is used, a highly moisture-proof layer can be obtained. Here, “minimum film forming temperature of 30 ° C. or lower” means that the polymer aqueous dispersion has a film forming ability at a temperature of 30 ° C. or lower. The lower limit of the minimum film forming temperature is not particularly limited.
[0018]
The coating amount of the aqueous dispersion forming the first layer can be arbitrarily changed depending on required performance and the like, but generally 3 to 20 g / m 2 (dry weight) is preferable, particularly preferably 5 to 10 g / m. 2 (dry weight).
The coating method is performed by a known method. For example, the coating liquid is applied to a paper surface using a known coater such as a roll coater, a blade coater, or an air knife coater, and a layer is formed through a drying process.
[0019]
The moisture permeability of only the first layer thus obtained is high as shown in the comparative example, and the performance as an alternative to polyethylene laminated paper cannot be obtained by single coating.
[0020]
After forming the first layer, a second layer that is a layer of an aqueous dispersion containing a water-insoluble polymer having moisture permeability is formed on the surface thereof.
As the water-insoluble polymer having moisture permeability, the same ones as exemplified in the aqueous dispersion forming the first layer can be used.
The solid content concentration in the aqueous dispersion of the polymer is preferably 30 to 70% by weight.
[0021]
The above-mentioned polymer can be used for the aqueous dispersion forming the second layer, and other substances such as a stabilizer may be added, but it is important not to prevent the wax migration of the first layer. is there.
[0022]
About the minimum film forming temperature of the water dispersion which forms a 2nd layer, 30 degrees C or less is preferable like the water dispersion which forms a 1st layer.
[0023]
The coating amount of the aqueous dispersion is preferably 1 to 3 g / m 2 (dry weight). When the coating amount is within this range, a sufficient moisture-proofing effect can be obtained and the cost is advantageous.
[0024]
The second layer coating method is the same as the first layer coating method, and after the second layer is formed, heat treatment at 60 to 200 ° C. is performed on the surface of the second layer in the first layer. The transferred wax migrates to form a thin and uniform film with 0.5 g / m 2 or less, preferably 0.1 to 0.3 g / m 2 of wax.
When the amount of the wax exceeds 0.5 g / m 2 , the moisture proof effect is saturated and not only economically disadvantageous, but excessive addition of the wax is disintegrated and slipped when reused as waste paper. The possibility of problems due to wax such as spots and spots increases.
[0025]
The moisture permeability of the moisture-proof paper of the present invention thus obtained is 50 g / m 2 · 24 h or less. When the moisture permeability exceeds 50 g / m 2 · 24 h, performance as a substitute for polyethylene laminated paper cannot be obtained.
[0026]
The moisture-proof paper of the present invention is considered to be very promising as an alternative to polyethylene-laminated paper that is difficult to reuse as waste paper because of its high moisture-proof property and excellent disaggregation.
[0027]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
Example 1
A coated white ball having a basis weight of 330 g / m 2 (back surface smoothness according to JIS P 8119: about 15 seconds) is used as a base material, and a paraffin wax emulsion (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.) having a melting point of 58 ° C. 100 parts by weight of a solid content of about 30% by weight, a wax component of about 27% by weight, and a dispersant of about 3% by weight) and 2000 parts by weight of a soap-free SBR emulsion (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) at a glass transition temperature of 25 ° C. The mixture with (solid content of 45% by weight) was coated with a wire rod to 12 g / m 2 and dried at 100 ° C. for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer). Next, a soap-free SBR emulsion (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a glass transition temperature of 17 ° C. (solid content: 45% by weight) is applied onto the first layer with a wire rod so as to be 4 g / m 2, and 100 Drying at 40 ° C. for 40 seconds formed an overcoat layer (second layer). The obtained packaging material had a moisture permeability of 25 g / m 2 · 24 h.
[0028]
Example 2
100 parts by weight of a synthetic resin wax emulsion [manufactured by Kyoyo Chemical Co., Ltd.] (solid content is about 40% by weight, wax component is about 10% by weight and the rest is a synthetic resin and a dispersant) on the back surface of the same substrate as in Example 1. And a NBR emulsion with a glass transition temperature of −12 ° C. (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) (solid content: 40% by weight) was coated with a wire rod so as to be 20 g / m 2 and 100 ° C. And dried for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer). Next, an NBR emulsion (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a glass transition temperature of −20 ° C. (solid content: 42% by weight) was applied onto the first layer with a wire rod so as to be 5 g / m 2, and 100 ° C. It was dried for 40 seconds to form an overcoat layer (second layer). The obtained packaging material had a moisture permeability of 44 g / m 2 · 24 h.
[0029]
Example 3
An emulsion having 100 parts by weight of the same synthetic resin wax emulsion as in Example 2 and styrene-butyl acrylate as main components on the back surface of the same substrate as in Example 1 and a glass transition temperature of 20 ° C. (solid content 30% by weight) 2000% The mixture with the part was applied with a wire rod to 20 g / m 2 and dried at 100 ° C. for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer). Next, a soap-free SBR emulsion (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a glass transition temperature of 25 ° C. (solid content: 45% by weight) is coated on the first layer so as to be 5 g / m 2 with a wire rod. Drying at 40 ° C. for 40 seconds formed an overcoat layer (second layer). The obtained packaging material had a moisture permeability of 33 g / m 2 · 24 h.
[0030]
Example 4
Wet heavy calcium carbonate [Trademark: H-60, manufactured by Bihoku Flour Industry Co., Ltd., solid content 75% by weight] 100 parts by weight on the back surface of the same substrate as in Example 1, and glass transition temperature as an adhesive SBR emulsion at 5 ° C. (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) (solid content: 48% by weight) and a pigment dispersion containing 5 parts by weight of the paraffin wax emulsion used in Example 1 as a component with a wire rod at 15 g / m The coating was applied to 2 and dried at 100 ° C. for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer). The amount of wax in the undercoat layer is 0. It was 2 5g / m 2.
Next, the SBR emulsion used for the first layer was coated on the first layer with a wire rod so as to be 5 g / m 2 and dried at 100 ° C. for 40 seconds to form an overcoat layer (second layer). . The obtained packaging material had a moisture permeability of 38 g / m 2 · 24 h.
[0031]
Example 5
Instead of the SBR emulsion used in the second layer in Example 4, a soap-free acrylic emulsion (trademark: AE336, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) (solid content 55% by weight) having a glass transition temperature of −48 ° C. was used. The same production as in Example 4 was carried out except that. The obtained packaging material had a moisture permeability of 50 g / m 2 · 24 h.
[0032]
Example 6
100 parts by weight of an aqueous dispersion (solid content 60% by weight) of kaolin [trademark: Amazon 90, manufactured by Kadam Co., Ltd.] as a pigment on the back surface of the same substrate as in Example 1, SBR emulsion 37 used in Example 4 as an adhesive A pigment dispersion containing 6 parts by weight of the paraffin wax emulsion used in Example 1 and 1 part by weight was applied with a wire rod to 20 g / m 2 , dried at 100 ° C. for 40 seconds, and an undercoat layer ( 1st layer) was formed. The amount of wax in the undercoat layer is 0. 4 It was 5 g / m 2 .
Next, a soap-free SBR emulsion (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a glass transition temperature of 0 ° C. (solid content: 45% by weight) was applied onto the first layer with a wire rod so as to be 5 g / m 2, and 100 Drying at 40 ° C. for 40 seconds formed an overcoat layer (second layer). The obtained packaging material had a moisture permeability of 37 g / m 2 · 24 h.
[0033]
Example 7
100 parts by weight of wet heavy calcium carbonate used in Example 4 as a pigment on the back surface of the same substrate as in Example 1, 30 parts by weight of SBR emulsion used in Example 4 as an adhesive, and paraffin wax used in Example 1 A pigment dispersion containing 2.5 parts by weight of the emulsion as a component was coated with a wire rod so as to be 20 g / m 2 and then dried at 100 ° C. for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer). The amount of wax first layer was 0.1 7 g / m 2.
Next, the SBR emulsion used in the second layer of Example 6 was coated on the first layer with a wire rod so as to be 5 g / m 2 , dried at 100 ° C. for 40 seconds, and an overcoat layer (second layer) ) Was formed. The obtained packaging material had a moisture permeability of 50 g / m 2 · 24 h.
[0034]
Comparative Example 1
A mixture of 100 parts by weight of the paraffin wax emulsion used in Example 1 and 2700 parts by weight of the SBR emulsion used in the first layer of Example 1 is applied to the back surface of the same substrate as in Example 1 with a wire rod at 16 g / m 2. And dried at 100 ° C. for 40 seconds to form a moisture-proof layer in which the blending amounts of wax and polymer were almost equal to those in Example 1. The obtained packaging material had a moisture permeability of 450 g / m 2 · 24 h.
[0035]
Comparative Example 2
A mixture of 100 parts by weight of the synthetic resin wax emulsion used in Example 2 and 2500 parts by weight of the NBR emulsion used in the first layer of Example 2 on the back surface of the same substrate as in Example 1 was 25 g / m using a wire rod. The resulting coating was dried at 100 ° C. for 40 seconds to form a moisture-proof layer in which the blending amounts of wax and polymer were almost the same as in Example 2. The obtained packaging material had a moisture permeability of 530 g / m 2 · 24 h.
[0036]
Comparative Example 3
A mixture of 100 parts by weight of the synthetic resin wax emulsion used in Example 3 and 2000 parts by weight of the styrene-butyl acrylate emulsion used in the first layer of Example 3 is formed on the back surface of the same substrate as in Example 1 with a wire rod. The coating was applied to 27 g / m 2 and dried at 100 ° C. for 40 seconds to form a moisture-proof layer having a higher wax content than Example 3. The obtained packaging material had a moisture permeability of 750 g / m 2 · 24 h.
[0037]
Comparative Example 4
100 parts by weight of wet heavy calcium carbonate used in Example 4 as a pigment, 75 parts by weight of SBR emulsion used in Example 4 as an adhesive, and paraffin used in Example 4 on the back surface of the same substrate as in Example 1 A mixture of 5 parts by weight of a wax emulsion was applied with a wire rod to 20 g / m 2 , dried at 100 ° C. for 40 seconds, and a moisture-proof layer in which the blending amounts of wax, polymer and pigment were almost the same as in Example 4. Formed. The resulting packaging material had a water vapor transmission rate of 910 g / m 2 · 24 h.
[0038]
Comparative Example 5
100 parts by weight of the aqueous dispersion of kaolin used in Example 6 as the pigment and 70 parts by weight of the SBR emulsion used in the first layer of Example 6 as the adhesive on the back surface of the same substrate as in Example 1 and Example 6 A mixture with 6 parts by weight of the paraffin wax emulsion used in Example 1 was applied with a wire rod to 25 g / m 2 and dried at 100 ° C. for 40 seconds. The amount of the wax, polymer and pigment was as shown in Example 6. A nearly equal moisture barrier was formed. The resulting packaging material had a moisture permeability of 730 g / m 2 · 24 h.
[0039]
Comparative Example 6
A mixture of 100 parts by weight of wet heavy calcium carbonate used in Example 7 as a pigment and 30 parts by weight of SBR emulsion used in the first layer of Example 7 as an adhesive is applied to the back surface of the same substrate as in Example 1. After coating with a wire rod to 20 g / m 2 , it was dried at 100 ° C. for 20 seconds to form an undercoat layer (first layer).
Next, a mixture of 100 parts by weight of the SBR emulsion used in the second layer of Example 7 and 8 parts by weight of the paraffin wax emulsion used in the first layer of Example 7 was adjusted to 5 g / m 2 with a wire rod. It was coated on the first layer and dried at 100 ° C. for 40 seconds to form an overcoat layer (second layer).
That is, the above-described structure is a structure in which the same amount of wax component as that contained in the first layer of Example 7 is contained in the second layer. The obtained packaging material had a moisture permeability of 170 g / m 2 · 24 h.
[0040]
Table 1 summarizes the moisture permeability of the packaging materials obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6, the components of the first layer and the second layer of each packaging material, the coating amount, and the like.
[0041]
[Table 1]
【The invention's effect】
The moisture-proof paper of the present invention has a high moisture-proof property with a small amount of wax, and paper having a relatively low smoothness can also be used as a substrate. Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, the above-described excellent moisture-proof paper can be easily manufactured.
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