JP4710266B2

JP4710266B2 - 函およびその製造方法

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Publication number: JP4710266B2
Application number: JP2004200125A
Authority: JP
Inventors: 土山　　武彦; 利幸鈴木; 俊晴荒木
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: JP2006022420A

Description

本発明は、油の紙層方向への浸透を抑制する機能を有する耐油紙に関するものであり、さらに詳しくは、耐油・耐水性が優れ、臭気がなく、容器に形成した場合も罫線耐油強度
が強い耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函した函に関するものである。

油の浸透を抑制する機能を有する耐油紙は、フライドポテトなどの揚げ物食品やバターやマーガリンなどの油脂食品やその他クッキー、ペットフードなどの油を含む食品の包装用または容器用、更には潤滑油などが付着した機械部品などの包装用途などに巾広く使用されている。

紙を耐油化するためには、加工処理面の臨界表面張力を油性物質の表面張力より小さくすることが必要である。

このような機能を有する薬品を耐油剤と称し、主に過フッ素炭化水素のアクリルレートまたはリン酸エステルなどのフッ素系化合物が使用されている。

これらの耐油剤を用紙に塗工し、耐油・耐水性機能を付加したものが耐油紙の主流になっている。

この他にもグラシン紙、ポリエチレン加工紙、塩化ビニリデン加工紙、防湿セロハンおよびアルミ箔ラミネート紙などがあるが、紙の表面張力を下げ、濡れの現象から油の浸透を防止するという点から、やはりフッ素系耐油剤を処理した耐油紙が本命で、その優れた特性によって、食品包装分野を始め、各種の工業製品包装分野のほか家庭用品包装分野に至るまで極めて広範囲に使用されてきている。

このようにフッ素系耐油剤を用いた耐油紙は、高い耐油性および耐水性を有し、臭気が少なく、印刷適性に優れるといった利点を有している。

このような耐油紙は、内添と呼ばれる耐油剤を紙に漉き込む方法によって作製する耐油剤内添紙と、外添と呼ばれる該耐油剤を紙の表面に塗工する方法で作製する耐油剤塗工紙の二つに大きく分けられる。

なかでも、フッ素系耐油剤を紙に内添した内添紙は、紙表面だけでなく紙内部における耐油性も保持されているため、カートン形態にした時の罫線部（折り曲げ部）の耐油性にも優れ、コストも安く、包装紙用途以外の容器用途など耐油紙を折り曲げて使用する必要がある用途には好適とされている。

以上のことから、従来からフッ素系耐油剤を用いた耐油紙は、テイクアウトカートンなどの食品包装分野などを中心として広い分野に利用されている。

しかし、近年、このフッ素系耐油剤は、それを用いて製造した耐油紙を１００℃以上に加熱すると、フッ化水素のような腐食性の強いガスを発生し、炭化水素系の樹脂とは異なる有機ガスが発生することが確認され、高温で使用される用途に不適当であることが分かってきた。

また、該フッ素系炭化水素は、自然界において、難分解性であり、自然界（人体内にお
いても）に蓄積する問題があり、このようにフッ素系耐油剤は、環境ホルモン（内分泌撹乱化学物質）の疑惑問題などから、代替品が求められている。

一般的に耐油紙は、食品包装用途として使用されることが多く、また食品の加温とともに電子レンジなどで加温されるなど高温下で使用されることもあることから、フッ素系耐油剤を用いた耐油紙の見直しが検討されている。

そこでフッ素系耐油剤の代替品として、外添により、上市されているアクリル系ポリマーを主体とする耐油剤は、特有のアクリル臭が食品に付着するなどの問題があり、食品容器用の耐油紙としては、まだ満足のできるものではない。

また、ポリエステル系耐油剤も良好な耐油性が得られないという問題点がある。

さらに、外添により作製した耐油紙は、函にした場合、罫線部分の耐油層が割れてしまう問題が顕著である。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、耐油・耐水性に優れ、臭気がなく、容器に形成した場合も罫線耐油強度が強い耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函した函を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、紙基材層の少なくとも片面に蒸着法により、メチルトリクロロシランを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、重合することで樹脂コーテイング層を設けたことを特徴とする耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函した函である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記重合が、電離性放射線によるものであることを特徴とする請求項１記載の函である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記重合が、不活性ガス雰囲気中で行なわれたものであることを特徴とする請求項１または２記載の函である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記蒸着が、イオンを援用した蒸着であることを特徴とする請求項１から３何れか記載の函である。

本発明の請求項５に係る発明は、順に、紙基材層の少なくとも片面に、蒸着法によりメチルトリクロロシランを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、重合することで樹脂コーテイング層を設けた耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函したことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の函の製造方法である。

本発明の函は、紙基材層の少なくとも片面に、蒸着法によりメチルトリクロロシランを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、重合することで樹脂コーテイング層を設けた耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函したことにより、耐油・耐水性が優れ、臭気がなく、容器に形成した場合も罫線耐油強度が強いものであり、また蒸着による塗工のために生産性が向上する。

本発明に係る函の実施の形態を図１に基づいて、以下に詳細に説明する。

図１は、本発明に係る耐油紙の１実施例を示す側断面図である。

先ず、耐油紙に用いる紙基材層（１）としては、該紙基材層（１）面に樹脂モノマーを蒸着できれば、特に制約されないが、サイズ紙、ノーサイズ紙いずれも使用することができる。

例えば、クラフト紙、上質紙、板紙、ライナー、グラシン紙、パーチメント紙などが挙げられる。

食品用カートンに使用する場合は、坪量２６０ｇ／ｍ²以上の白板紙を使用することが好ましい。

前記白板紙は、少なくとも表層、中層、裏層の３層以上の多層抄きされた板紙で、好ましくは５〜１１層抄きのものである。

全層に、木材などの植物原料を化学的または機械的に処理してセルロースを取り出した状態のパルプで不純物を含まない１００％のバージンパルプを使用すること好ましい。

また、食品用耐油紙は、美粧性や印刷適性が求められる場合が多く、前記白板紙の表層の上に、顔料とバインダーを主成分とする塗料を塗布したコート板紙を使用することが好ましい。

前記塗料に使用する顔料としては、クレー、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、硫酸バリウムなどが挙げられる。

次に、バインダーとしては、カゼイン、澱粉、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、またはアクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、ブタジェンなどのビニルモノマーを単独重合、または共重合した重合体の水分散液が使用できる。

また、チョコレートなどを入れる菓子箱用の場合は、紙基材層（１）の内面に柄及びチョコレート色をしたベタの印刷を施すことがあり、この際の印刷インキは、残留溶剤の問題から、水性インキが使用される。

この水性インキを紙基材層（１）に印刷する印刷方式は、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、シルクスクリーン印刷方式などを使用することができるが、臭気、残留溶剤などの点を考慮すると、アクリル系のグラビア水性インキを使用したグラビア印刷方式が好ましい。

次に、紙基材層（１）の少なくとも片面に樹脂モノマーを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、電子線を照射して重合することで樹脂コーティング層（２）を施す方法は、高真空中固体を加熱気化させて成膜を行なう蒸着法であれば、特に制約されるものではなく、真空中でイオンを援用した蒸着法などであっても良い。

イオンを援用した蒸着法とは、電子或いはプラズマを用いて成膜材料の一部をイオン化して蒸着する方法であり、その代表例としては、プラズマ重合法、イオン化蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法、プラズマ気相成長法（プラズマＣＶＤ法）などがある。

このようなイオンを援用した蒸着法を用いて、均一な皮膜を形成した後、電子線を照射して完全に重合させることにより、紙基材層（１）上に耐油・耐水性に優れた樹脂コーティング層（２）が得られる。

次に、前記樹脂モノマーが、フッ素樹脂モノマーであるポリテトラフルオロエチレンまたはシリコーンモノマーであるメチルトリクロロシランのいずれかから選択される。

特に、食品容器など、非フッ素系の耐油紙を求められる場合は、シリコーンモノマーを選択することが好ましい。

前記シリコーンモノマーである、メチルトリクロロシランは、シラン化合物の１種で、該シラン化合物には、その他にジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどが挙げられる。

次に、紙基材層（１）上に樹脂モノマーである、フッ素樹脂モノマーであるポリテトラフルオロエチレンを蒸着して均一な皮膜を形成後、電子線を照射することにより、重合を完全に行ない、耐油・耐水性に優れた樹脂コーティング層（２）が得られる。

電子線以外にも、γ線、Ｘ線、中性子線、高エネルギーイオンなどの電離性放射線を使用することは可能あるが、設備投資などを考慮すると電子線がより好ましい。

また、電子線を照射する雰囲気は、真空中や窒素、アルゴン又はヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行なう方が照射時の酸化を防止できるので好ましい。

このように電子線を照射することにより、前記樹脂モノマーが架橋重合した樹脂コーティング層（２）が形成される。

このようにして作製された耐油紙は、耐油・耐水性が優れ、臭気がなく、容器に形成した場合も罫線耐油強度が強いものである。

また、従来の塗工方法は、グラビアロールコーティング方式、リバースロールコーティング方式などのようにシリンダーを用いていたため、加工速度は、１００〜２００ｍ／ｍｉｎが限度であった。

本発明の耐油紙を加工する方法は、蒸着による塗工のために加工速度が４００ｍ／ｍｉｎまで上げることができるので、従来に比べてはるかに生産性が向上する。

次に、前記耐油紙をカートンにするには、一般的に紙器加工に使用されている切れ刃と罫線刃（折り目線を設ける押し刃）を埋め込んだ表抜き抜型を使用することができる。

したがって、特に特別な装置を用意することもないし、また作業工程も従来と全く同様に行うことができる。

一般的に、紙器加工に使用されている抜型は、雄型と雌型から構成されており、雄型は合板に函の形状に合せて、レーザー切断装置で溝を切り込み、紙に折り目線（折り罫線）をつける罫線刃と切断する切刃を植え込んである。

一方の雌型は、鉄板（面板またはカッティングプレートと呼ぶ）上に、堅い紙であるプレスボードを貼り付け、罫線刃の当たる部分に溝を作製する。

このような抜型を平板打抜機に取り付け、この平板打抜機の雄・雌の抜型の間にあらか
じめ印刷・表面加工された紙を送り込み、平圧式で加圧して打ち抜きを行い、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）を同時に加工して、所定の寸法・形状のブランクを作製し、サック貼機などで製函する。

このような工程で作製された函の罫線部分においても、本発明の耐油紙は、耐油剤を通常の塗工ではなく、蒸着によって紙基材層（１）上に純度の高い樹脂コーティング層（２）が成膜されているので、皮膜強度が強く耐油性の低下を抑えることができる。

以下には、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明をするが、これらに限定されるものではなくもっと広範囲に適用されるものである。

＜参考実施例（以下、実施例１と略称する）＞
紙基材層（１）として、坪量３１０ｇ／ｍ^２の白板紙を用意した。

プラズマ気相成長法（プラズマＣＶＤ法）用のＣＶＤチャンバー内の真空度を４．０×１０^-3Ｐａに減圧した。

その後、るつぼを５００℃に加熱し、紙基材層（１）の内面にポリテトラフルオロエチレンを蒸着して、膜厚１０ｎｍの樹脂コーティング層（２）を成膜した。

前記耐油紙をサイズ（長さ１５０ｍｍ×幅１００ｍｍ×高さ７０ｍｍ）のウォータータイト貼りの天面蓋付きの函を作製した。

＜実施例２＞
実施例１において、紙基材層（１）の内面にメチルトリクロロシランを蒸着して、膜厚１０ｎｍの樹脂コーティング層（２）を成膜した以外は同様にして、耐油紙を得て、ウォータータイト貼りの天面蓋付きの函を作製した。

以下に、本発明の比較例について説明する。

＜参考実施例（以下、実施例３と略称する）＞
実施例１において、水溶性セルロースエーテル（信越化学工業株式会社製の商品名メトローズ６０ＳＨ−５０）の３．０％水溶液を原液使用し、塗工液とした以外は同様にして、耐油紙を得て、ウォータータイト貼りの天面蓋付きの函を作製した。

＜参考実施例（以下、実施例４と略称する）＞
実施例１において、ポリエステル系耐油剤（Ｅｖｃｏ社製の商品名ＥｖｃｏｔｅＰＷＲＨ−２５）固形分２５％水溶液（原液）を原液使用し、塗工液とした以外は同様にして、耐油紙を得て、ウォータータイト貼りの天面蓋付きの函を作製した。

＜参考実施例（以下、実施例５と略称する）＞
３５０ｇ／ｍ^２の通常カード紙の内面に食品ダイレクトタッチ可能なアクリル系耐油剤「ハービル０４０８」をコーター加工により、４ｇ／ｍ^２（ｄｒｙ）塗布し、耐油紙を得て、ウォータータイト貼りの天面蓋付きの函を作製した。

本発明の実施例１〜２、比較例である実施例３〜５のウォータータイト貼りの天面蓋付きの函について、それぞれの平面耐油性、罫線耐油性、臭気、コストを評価し、結果は表１に示した。

表１は、本発明品と比較品の実施例の各物性、コストを評価した表である。

尚、表１の平面耐油性の評価方法は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩの紙パルプ試験方法のＮｏ．４１に規定する紙及び板紙における、はつ油度試験方法（キット法）で評価し、Ｋｉｔ値１０以上は強耐油性が優秀で◎、Ｋｉｔ値９は良で○、Ｋｉｔ値５は普通で○△、Ｋｉｔ値４以下は不良で×と評価した。

罫線耐油性は、前記平面耐油性の評価方法と同様にして、函の罫線部を評価した。

臭気は官能で評価し、コストは原価計算を行なって評価した。

以下に、本発明の実施例１〜２と比較例である実施例３〜５との比較結果について説明する。

＜比較結果＞
上記実施例１〜２による本発明品は、上記比較例である実施例３〜５に比較して、全般的に優れているが、特に本発明品の実施例１、実施例２は、従来品の問題点である平面耐油性、罫線耐油性について、極めて優れた結果であり、耐油紙としての性能を十分に満足していることがわかる。

これに対し、比較例である実施例３〜５は、罫線クラック（割れ）が発生し、罫線耐油性が全く無いという油食品用の紙器には、致命的欠陥を有し、いずれも実用的でないことがわかる。

実施例５は、塗工液がアクリル系耐油剤であるためにアクリル臭が発生し、食品容器には不適当であり、またオフラインで塗工液を塗布するのでコストが高くなる。

以上の結果から、本発明の耐油紙は、紙基材層（１）の少なくとも片面に樹脂モノマーを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、電子線を照射して重合することで樹脂コーティング層（２）を設けたことにより、耐油・耐水性が優れ、臭気も少なく、容器に形成した場合の罫線耐油強度も強いものであり、また蒸着による塗工のために生産性が向上した。

本発明に係る耐油紙の１実施例を示す側断面図である。

符号の説明

１・・・紙基材層
２・・・樹脂コーティング層

Claims

紙基材層の少なくとも片面に蒸着法により、メチルトリクロロシランを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、重合することで樹脂コーテイング層を設けたことを特徴とする耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函した函。
前記重合が、電離性放射線によるものであることを特徴とする請求項１記載の函。
前記重合が、不活性ガス雰囲気中で行なわれたものであることを特徴とする請求項１または２記載の函。
前記蒸着が、イオンを援用した蒸着であることを特徴とする請求項１から３何れか記載の函。
順に、紙基材層の少なくとも片面に、蒸着法によりメチルトリクロロシランを蒸着し、均一な皮膜を形成した後、重合することで樹脂コーテイング層を設けた耐油紙に、切刃による切断と罫線刃による折り目線（折り罫線）加工してブランクを作製し、製函したことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の函の製造方法。