JP4702056B2 - 耐油性シート状物 - Google Patents
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Description
フッ素系の耐油剤を用いた耐油紙は、耐油剤自身が優れた撥油性能を持ち、さらに強力な撥水性能を有していることから、皮膜を生成する必要がなく、耐油紙自体の透気抵抗度を低くすることが可能であった。
しかし、近年になってこのようなフッ素系化合物の耐油剤を使用した耐油紙を使用してフライ等を包装し、レンジ等で100℃以上の高温で処理した際に、人体に蓄積され害を及ぼすガス(フッ化アルコールガス、フッ化水素等)が発生することが明らかになり、フッ素系の耐油剤の使用が大きな問題となっている。またレンジ等で熱をかけなくても、100℃以上の食材の包装に使用する際は、同様のガスが発生する危険が指摘されている。
また、フッ素系の有機化合物は生分解性が非常に悪く、これら物質の地球規模での汚染が懸念されている。このように、人体への影響及び地球環境への影響を考えフッ素系化合物の使用が社会的に大きな問題となっている。
また、特許文献3にはノニオン性、あるいはカチオン性のポリビニルアルコールの塗工層、並びにフッ素系の耐油剤の塗工層を順次塗工してなる耐油紙に関する提案がある。しかし、ここで使用されるポリビニルアルコール、デンプンの塗工層は、フッ素系耐油剤の紙への浸透を防止するための役割であり、本発明の主旨とまったく異なる。
この透気抵抗度が極端に高くなるのを防ぐ為、特許文献7では微孔を有する紙等の基材の少なくとも片面に基材と同様な微孔を有する熱可塑性フィルムを積層させたことを特徴とする通気性のある耐油シートが提案されている。また、不織布と紙の積層体にするという提案もなされている。しかし、このようなシートでは食品油の外部への染み出しが防ぎきれず、良好な耐油性が得られてないという問題があった。
また、内添用の脂肪酸サイズ剤は耐油性能を向上させることが知られているが、ここでいう耐油性能とは、オフセット印刷時のインクの裏抜けを防止する程度の耐油性能であり、本発明でいう食品包装材料等に要求される耐油性能と比べ格段に低い耐油性能である。このため、耐油紙に対して脂肪酸サイズを使用する検討は従来行われてこなかった。また、耐油性能を発現する機構も本発明と全く異なる。更に、脂肪酸サイズ剤は通常ステキヒトサイズ度を上げる為に内添サイズ剤として使用されており、塗工層に添加するケースはほとんど無く、ましてや耐油性向上を目的として塗工液に添加することはまったく検討されなかった。
このように従来技術では、耐油性能、透気抵抗度、生産性を同時に満足できる食品包装材料として好適な耐油紙を得られなかった。
また、脂肪酸の剥離剤としての作用に着目して、脂肪酸をシート状物の基材中に含有させることにより、このシート状物を唐揚げ等の揚げ物の包装材料として使用した場合に、食材と包装材料の剥離性が向上し、唐揚げの皮等が包装材料に付着するのを効果的に防止することができる。
疎水化デンプンと架橋剤にポリビニルアルコールを添加する場合、ポリビニルアルコールの添加量は疎水化デンプンの固形分質量に対して100質量%未満であることが好ましい。100質量%より多いと、塗工層中の疎水化デンプンの割合が減り、シート状物の耐油性能が低減する傾向がある。
また、脂肪酸を主成分とする塗工層を別に設けることにより、非常に低い透気抵抗度を備えるとともに耐油性能に優れたシート状物とすることができる。
さらにまた、ポリビニルアルコールを主成分とする塗工層を別に設けることにより、脂肪酸を主成分とする塗工層を設ける場合に比べてシート状物の透気抵抗度が高くなる傾向にあるが、耐油性能は脂肪酸を主成分とする塗工層を設けた場合に比べて良好になる。このように塗工層を2層に分けて設けることにより、透気抵抗度と耐油性能のバランスをとることができる。このため、上述の種々の塗工層を単独もしくは組み合わせて設けることにより、用途に応じた性能を備えた耐油性シート状物を得ることができる。
基材に使用される植物繊維としては、木材パルプ、非木材パルプ、合成パルプ、合成繊維、無機繊維等を単独若しくは適宜組み合わせて使用することができる。
疎水化デンプンの添加割合は、原料全体の固形分質量に対して、1〜15質量%が好ましい。1質量%未満であると効果が充分でない場合もあり、15質量%を超えて添加しても効果は変わらず、濾水性が著しく悪化する傾向がある。
架橋剤の添加割合は、原料全体の固形分質量に対して、0.1〜10質量%が好ましい。0.1質量%未満では効果が充分でない場合もあり、10質量%を超えて添加しても効果は変らず、コスト的に不利になる。
脂肪酸の添加割合は、原料全体の固形分質量に対して、0.1〜10質量%が好ましい。0.1質量%未満では効果がでないし、10質量%を超えて添加しても効果は変らず、さらにはシート状物表面が滑りやすくなる傾向がある。
木材パルプとして、アスペン材から製造された広葉樹晒クラフトパルプ50質量%、針葉樹晒クラフトパルプ50質量%を使用し、ダブルディスクリファイナーでカナディアンスタンダードフリーネスによる叩解度が350mlの原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーにエピクロルヒドリン系湿潤紙力増強剤を対パルプ質量当たり固形分濃度で0.5質量%添加し、ロジンサイズ剤を対パルプ質量当たり固形分濃度で0.5質量%添加し、硫酸アルミニウムを4質量%添加して原料スラリーを調製した。この原料スラリーを長網抄紙機により坪量42g/m2になるようにシート化した。
有機酸無水物とデンプンを反応させて製造した疎水化デンプンおよび架橋剤としてポリアミドエピクロルヒドリン樹脂を対疎水化デンプン質量当たり固形分濃度で10質量%添加した塗工液を調製し、この塗工液による塗工層がシートの両面で3.0g/m2になるように、上記で得られた紙基材に手塗りで塗布し、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工液に、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸(主成分がパルミチン酸、融点63〜64℃)を、対疎水化デンプン質量当たり固形分濃度で10質量%添加した以外は実施例1と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工液に、鹸化度93〜95%、重合度2000のカルボキシル変性ポリビニルアルコールを、対脂肪酸質量当たり300質量%添加した以外は実施例2と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
実施例1で得られた紙基材に、実施例1で得られた塗工液を塗工層が両面で2.5g/m2になるように手塗りで塗布し、更にこの塗工層の上に、エピクロルヒドリンで変性された脂肪酸のみの塗工液を、この塗工液の塗工層が両面で0.5g/m2になるように塗布して、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
木材パルプとして、アスペン材から製造された広葉樹晒クラフトパルプ50質量%、針葉樹晒クラフトパルプ50質量%を使用し、ダブルディスクリファイナーでカナディアンスタンダードフリーネスによる叩解度が250mlの原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーに、有機酸無水物とデンプンを反応させることにより製造した疎水化デンプンをパルプ質量あたり固形分濃度で5質量%添加し、エピクロルヒドリン系湿潤紙力増強剤を対パルプ当たり固形分濃度で0.5質量%添加し、硫酸アルミニウムを4質量%添加して原料スラリーを調整した。この原料スラリーを長網抄紙機により坪量42g/m2になるようにシート化した。
有機酸無水物とデンプンを反応させることにより製造した疎水化デンプンおよび架橋剤としてポリアミドエピクロルヒドリン樹脂を対疎水化デンプン質量当たり10質量%添加した塗工液を調製し、この塗工液による塗工層がシートの両面で3.0g/m2になるように、上記で得られた紙基材に手塗りで塗布し、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工液に、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸サイズ剤(脂肪酸の主成分がパルミチン酸、融点63〜64℃)を塗工液の固形分質量に対して5質量%添加した以外は実施例5と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
実施例5で得られた紙基材に、実施例6で得られた塗工液(塗工液A)を両面で1.5g/m2になるように手塗りで塗布し、更にこの塗工層の上に、鹸化度93〜95%、重合度2000の無変性のポリビニルアルコールのみの塗工液(塗工液B)を、この塗工液の塗工層が両面で1.5g/m2になるように塗布して、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工液Bに、架橋剤としてポリアミドエピクロルヒドリン樹脂をポリビニルアルコール質量当たり固形分濃度で10質量%添加した以外は実施例7と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工液Bに、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸サイズ剤(脂肪酸の主成分がパルミチン酸、融点63〜64℃)をポリビニルアルコール質量当たり固形分濃度で25質量%添加した以外は実施例8と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
紙基材に塗工液Bを塗布してから、塗工液Aを塗布する以外は実施例9と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸サイズ剤に代えて、脂肪酸(主成分がブラシジン酸、融点61.5℃)を使用する以外は実施例6と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
脂肪酸(主成分がブラシジン酸)に代えて、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸(主成分がブラシジン酸)を使用する以外は実施例11と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
有機酸無水物とデンプンを反応させることにより製造した疎水化デンプンに代えて、デンプンをアルミン酸アルカリの存在下でオルガノシラン水溶液と密に接触させる方法により製造した疎水化デンプンを使用する以外は実施例1と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
脂肪酸(主成分がブラシジン酸)に代えて、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸(主成分がステアリン酸、融点71.5〜72℃)を使用する以外は実施例11と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
木材パルプとして、アスペン材から製造された広葉樹晒クラフトパルプ50質量%、針葉樹晒クラフトパルプ50質量%を使用し、ダブルディスクリファイナーでカナディアンスタンダードフリーネスによる叩解度が250mlの原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーに、有機酸無水物とデンプンを反応させることにより製造した疎水化デンプンをパルプ質量当たり固形分濃度で5質量%添加し、脂肪酸サイズ剤をパルプ質量あたり固形分濃度で0.5質量%添加し、エピクロルヒドリン系架橋剤を対パルプ質量当たり固形分濃度で0.5質量%添加し、硫酸アルミニウムを4質量%添加して原料スラリーを調製した。この原料スラリーを長網抄紙機により坪量45g/m2になるようにシート化して、耐油性シート状物を得た。
脂肪酸(主成分がブラシジン酸)に代えて、ポリアミン系薬剤でカチオン化され、エポキシ化された脂肪酸(主成分がラウリン酸、融点44℃)を使用する以外は実施例11と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
実施例1で得られた紙基材に、有機酸無水物とデンプンを反応させることにより製造した疎水化デンプンのみの塗工液を、該塗工液の塗工層が両面で3.0g/m2になるように塗布して、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
実施例1で得られた紙基材に、エピクロルヒドリン変性された脂肪酸のみの塗工液を、該塗工液の塗工層が両面で3.0g/m2になるように塗布して、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
塗工層が両面で25g/m2になるように塗布されたこと以外は、実施例1と同様にして、坪量67g/m2の耐油性シート状物を得た。
実施例1で得られた紙基材の片面に、厚さ4μmのポリエチレンフィルムをラミネートし、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
疎水化デンプンに代えて、酸化デンプンを使用したこと以外は実施例1と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
疎水化デンプンに代えて、リン酸デンプンを使用したこと以外は実施例1と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
疎水化デンプンに代えて、鹸化度93〜95%、重合度2000のカルボキシル変性ポリビニルアルコールを使用したこと以外は実施例1と同様にして、坪量45g/m2の耐油性シート状物を得た。
なお、耐熱水性は耐油性シートの用途によって要求されない性能であるため、参考として評価した。したがって、耐油性、透湿性、破袋の有無のすべてにおいて合格レベル以上であるものを、耐油性シート状物として合格と評価できる。
○:ヒマシ油滴下12〜24時間の間で、ヒマシ油滴下面の反対面へのヒマシ油浸透が認められる。
△:ヒマシ油滴下6〜12時間の間で、ヒマシ油滴下面の反対面へのヒマシ油浸透が認められる。
×:ヒマシ油滴下6時間以内に、ヒマシ油滴下面の反対面へのヒマシ油浸透が認められる。
◎:1時間放置後、袋内部に全く結露が見られない状態。
○:1時間放置後、袋内部に若干の結露が見られる状態。
△:1時間放置後、袋内部の全面に結露が見られるが、水滴が発生する程ではない状態。
×:1時間放置後、袋内部に結露が見られ、水滴が発生した状態。
○:袋が破袋せず、セロハンテープの剥がれも確認できないレベル
×:袋が破袋するか、あるいはセロハンテープが剥がれるレベル。
Claims (4)
- 疎水化デンプンと架橋剤を含み、さらに脂肪酸又は脂肪酸及びポリビニルアルコールを含む少なくとも1層の塗工層を基材の少なくとも片面に0.5〜20g/m2設けてなり、かつ上記脂肪酸がエピクロルヒドリン系の薬剤で変性されていることを特徴とする耐油性シート状物。
- 上記脂肪酸が脂肪酸サイズ剤であることを特徴とする請求項1に記載の耐油性シート状物。
- 基材全体の質量に対して1〜15質量%の疎水化デンプンを基材中に含有させたことを特徴とする請求項1または2に記載の耐油性シート状物。
- 上記架橋剤がエピクロルヒドリン系であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐油性シート状物。
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