JPH093795A - 耐水耐油紙 - Google Patents

耐水耐油紙

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JPH093795A
JPH093795A JP17146895A JP17146895A JPH093795A JP H093795 A JPH093795 A JP H093795A JP 17146895 A JP17146895 A JP 17146895A JP 17146895 A JP17146895 A JP 17146895A JP H093795 A JPH093795 A JP H093795A
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JP
Japan
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paper
water
oil
emulsion
wax
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JP17146895A
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English (en)
Inventor
Masato Ougimoto
政人 扇元
Mitsuyuki Watanabe
満之 渡辺
Sadao Hosokawa
貞男 細川
Ryoji Ito
良二 伊藤
Yasutoku Nanri
泰徳 南里
Tadashi Iwamida
糺 岩見田
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KOYO SEISHI KK
Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
Original Assignee
KOYO SEISHI KK
Nippon Paper Industries Co Ltd
Jujo Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐水ならびに耐油性が要求される紙トレーや
食品包装容器用として、特にヒートシール適性があり、
易離解性であって回収再利用が可能な耐水耐油紙を安価
に提供する。 【構成】 表面粗さRmax が30〜5μmおよびコッブ吸
水度が50〜20g/m2 ・2分である製紙用天然繊維を主
体とする基紙の片面または両面に、アクリル系エマルジ
ョン 100重量部に対しワックス系エマルジョンを1〜20
重量部の割合で配合した水性エマルジョンを固形分で3
〜20g/m2 塗布し加熱乾燥したヒートシール適性があ
り易離解性である再生可能な耐水耐油紙。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙トレーや食品包装容
器などで耐水性と耐油性が同時に求められる用紙および
その製造方法に関し、特にヒートシール適性があり、易
離解性である回収再利用が可能な耐水耐油紙に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】耐水性ならびに耐油性の高い紙としては
ポリエチレン等のラミネート紙、フィルム貼合紙がある
が、プラスチックとの複合材料のため離解性がなく、近
年の環境問題への要求の高まりから資源回収が困難であ
るという欠点がある。
【0003】一方、プラスチックを使わない耐水耐油紙
としては、有機化合物の中で自由表面エネルギが小さい
部類に属するフッ素樹脂を内添および/または外添した
ものがあり、この耐水耐油紙は離解性があり資源回収が
容易で再生原料として使用可能である。しかし、この用
途に市販されているフッ素樹脂(例えば、旭硝子(株)
製アサヒガード、住友3M社製スコッチバン等)は分子
中に親水基を含むため、特に耐水性においては前記ラミ
ネート紙やフィルム貼合紙に比べると遥かに劣る。
【0004】これら市販フッ素樹脂のもつ課題を解決す
るために幾つかの方法が提案されており、例えば、フッ
素系耐油剤とリン酸化グアーガムを抄紙原料に内添併用
する方法(特開昭57−167496号公報)、抄紙原
料にカチオン化デンプンを内添し抄紙乾燥後、ポリフル
オロカーボンリン酸アンモニウムエステル溶液を塗布す
る方法(特開平5−272095号公報)などが開示さ
れている。しかし、いずれもフッ素樹脂の特性をカバー
するために新しい薬品を併用すると別の特性が低下する
という悪循環がみられ、結果的にフッ素樹脂の必要量が
増加しコストが高いものになってしまう。
【0005】また、紙の表面にアクリル系エマルジョン
を数回にわたって塗布し、アクリル系樹脂層を積層させ
たリサイクル可能な加工紙が特開平6−57689号公
報に開示されているが、この方法では必然的に製造工程
が増加し、生産効率も低下するためコストがかかり現実
的ではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述したよ
うな従来技術ではなしえなかった耐水性と耐油性の両方
を高価なフッ素樹脂を使わずにラミネート紙の領域にま
で近づけ、なおかつ環境問題で要求されている資源回収
が容易でヒートシール適性もある耐水耐油紙を安価に提
供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決すべく鋭意検討を積み重ねた結果、表面の凹凸
と液体吸収性をコントロールした基紙にアクリル系エマ
ルジョンとワックス系エマルジョンを混合した水性エマ
ルジョンを塗布し、加熱乾燥することにより、耐水性、
耐油性およびヒートシール適性に優れた均一な皮膜が得
られ、さらにこの皮膜は離解時に分離・分散しやすく再
生原料として使用可能であることを見い出し、本発明の
完成に至ったものである。
【0008】本発明における基紙は製紙用天然繊維を主
体にしたもので、当業者において公知の方法により得ら
れるが、水性エマルジョンを塗布する前の基紙の表面物
性が、表面粗さとしてJIS B 0601の最大高さ
(Rmax )で30〜5μmの範囲、および液体の吸収性が
JIS P 8140のコッブ吸水度で50〜20g/m2
・2分の範囲であることを特徴とする。
【0009】基紙の表面粗さRmax が30μmを越えると
表面の凹凸の大きさが塗工皮膜厚さより大きくなるため
凸部での皮膜が極端に薄くなりこの部分での機能低下が
大きく、また、基紙の表面粗さをRmax 5μm未満にす
るには過度の原料CSF低下、プレス、カレンダー処理
の強化などを必要とし、結果として紙は潰され緻密にな
り、後述するような液体吸収性の低下をきたす他、紙の
剛度が低下してトレーや容器には不適となる。
【0010】基紙表面の液体吸収性がコッブ吸水度とし
て50g/m2 ・2分を越えると紙層内への塗工液浸透が
多く、基紙表面に均一な皮膜が形成されずピンホールが
できやすく、十分な性能が得られない。これを補うため
には過剰の塗布量を必要とし、乾燥能力もかかる等、コ
ストがかかり経済的に不利である。また、コッブ吸水度
が20g/m2 ・2分未満になると基紙へのエマルジョン
浸透が少なく塗工皮膜と基紙との結合、いわゆるアンカ
ー効果が弱くなってしまい、折れ加工時に樹脂皮膜が基
紙より剥離してしまう問題が生じてくる。
【0011】このような条件を満たす基紙は通常の抄紙
工程にて得られるが、例えば、表面粗さのコントロール
は原料CSFやウェットプレス圧の調整、ヤンキードラ
イヤの使用、顔料のプレコート、カレンダー処理などに
より、また、液体吸収性のコントロールには酸性サイズ
剤または中性サイズ剤の内添、サイズプレスによる表面
サイズコーティング等により行うことができる。
【0012】本発明において使用し得るアクリル系エマ
ルジョンは、例えば、アクリルポリマー、アクリル−ス
チレンコポリマー等の共重合体エマルジョンや自己架橋
型アクリル系共重合体エマルジョン等の各種エマルジョ
ンを使用することができ、具体的には、スチレンおよび
スチレン誘導体、アクリル酸(メタクリル酸)およびア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エス
テルやメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル等のメタクリル酸エステルなどを共重合
したアクリル系コポリマーである。また、ワックス系エ
マルジョンは、パラフィン系ワックス、ポリエチレン系
ワックス、マイクロクリスタリン系ワックス等の公知の
ワックスエマルジョンを使用することができるが、2種
以上のワックス系エマルジョンを混合して使用すること
も可能である。
【0013】上記アクリル系エマルジョンとワックス系
エマルジョンの配合は、検討の結果、図1に示したよう
に重量比でアクリル系エマルジョン 100重量部に対して
ワックス系エマルジョン1〜20重量部にするのが好まし
い。1重量部より少ないと目的とする性能が得られず、
20重量部より多くなると、塗布後の紙が滑りやすくなり
作業性が悪くなってしまう。また、ワックスが増えると
塗工皮膜が脆くなり折り曲げ時にクラックが生じやすく
なり、耐水性、耐油性が悪化する傾向にあり好ましくな
い。
【0014】この配合エマルジョンの紙への塗布は、オ
ンマシンあるいはオフマシンで使われているロールコー
ター、バーコーター、ブレードコーター、エアーナイフ
コーター、カーテンコーターなどの塗布装置のいずれも
が使用可能であるが、前述したように均一な皮膜を得る
ためにはエアーナイフコーターが好適である。
【0015】塗布量は、乾燥後で3〜20g/m2 の範囲
が好適である。塗布量が3g/m2より少ないと連続し
た均一な皮膜形成が不十分となり耐水性等の性能が十分
に発現されず、20g/m2 より多くなると乾燥能力等の
コストがかかり、不利となる。
【0016】なお、乾燥温度は特に限定されるものでは
ないが、使用するワックスの融点または、それ以上の温
度にすることが好ましく、一般に70〜 150℃で乾燥すれ
ば十分である。
【0017】
【実施例】以下に本発明に係る耐水耐油紙を実施例にて
更に詳しく説明するが、本発明はこれらに何等限定され
るものではない。なお、表示「%」、「部」は、それぞ
れ「重量%」、「重量部」を表す。なお、実施例におい
て用いた試験および評価方法は次のとおりである。
【0018】(1)表面粗さ JIS B 0601(1976)表面粗さにおける最
大高さ(Rmax )を測定した。
【0019】(2)吸水性 JIS P 8140(1976)紙および板紙の吸水
度試験方法(コッブ法)に準じ、基紙表面の2分後の吸
水量を測定した。
【0020】(3)耐水性 JIS P 8140(1976)紙および板紙の吸水
度試験方法(コッブ法)に準じ、樹脂塗工面の60分後の
吸水量を測定した。
【0021】(4)耐油性 TAPPI UM−557に基づいて表1に示す試験液
を調製し評価した。
【0022】
【表1】
【0023】(5)ヒートシール性 テスター産業(株)製のヒートシーラーを用い、加熱温
度 100℃、プレス圧3kg/cm2 、加圧時間2秒とした時
のシール状態を評価した。試料のヒートシール面は樹脂
面と非樹脂面について行った。
【0024】(6)離解性(古紙回収性) JIS P 8209(1976)パルプ試験用手抄き
紙調製方法に示されている標準離解機(Tappi 標準離解
機;3000rpm)を用いて、常温の水道水に1〜2cm角の紙
をパルプ濃度が2%となる量を加えて15分間離解を行っ
た。評価方法は、離解後のスラリーおよび手抄きシート
作製後の繊維状態を目視で判定した。
【0025】実施例1 坪量 310g/m2 の片面コート板紙(酸性サイズ剤対パ
ルプ 0.5%内添)の裏面(表面粗さRmax 26.3μm、コ
ッブ吸水度33g/m2 ・2分)に、アクリル系エマルジ
ョン(サイデン化学(株)製;サイビノールX−591
−607E−17) 100部に対しワックス系エマルジョ
ン(サイデン化学(株)製;サイビノールX−591−
607E−18)を4部配合した固形分42%の水性エマ
ルジョン塗工液をエアーナイフコーターにて塗布し、 1
30℃の熱風で乾燥した。こうして得られた耐水耐油紙の
樹脂塗布量は乾燥後で 5.3g/m2 であった。
【0026】実施例2 坪量 320g/m2 のノーコート板紙(中性サイズ剤対パ
ルプ 0.5%内添)の表面(表面粗さRmax 15.3μm、コ
ッブ吸水度25g/m2 ・2分)に、実施例1と同じ水性
エマルジョンをマイヤーバー#10にて塗布し、 130℃
で30秒間熱風乾燥した。この時の塗布量は乾燥後 7.3g
/m2 であった。
【0027】比較例1 エアーナイフの風圧を変えて、実施例1と同様にして水
性エマルジョンを塗布した。この時の樹脂塗布量は 2.3
g/m2 であった。
【0028】比較例2 坪量 380g/m2 のノーコート板紙(サイズ剤無添加)
の表面(表面粗さ27.8μm、コッブ吸水度78g/m2
2分)に実施例2と同様にして水性エマルジョンを塗布
した。この時の塗布量は乾燥後 9.5g/m2 であった。
【0029】比較例3 坪量 320g/m2 のノーコート板紙(酸性サイズ剤対パ
ルプ 0.3%内添)の片面(表面粗さRmax 36.5μm、コ
ッブ吸水度29g/m2 ・2分)に実施例2と同様にして
水性エマルジョンを塗布した。この塗布量は乾燥後 7.7
g/m2 であった。
【0030】比較例4 フッ素樹脂系耐油剤(住友化学(株)製;スミレーツレ
ジンFP−150)をバルプに対し固形 0.4%と中性サ
イズ剤(日本PMC社製;アルキルケテンダイマ、AS
−211C)を同じく固形 0.4%内添した抄紙原料を抄
き合わせて坪量350g/m2 の耐水耐油板紙を得た。
【0031】比較例5 実施例1で用いた片面コート板紙の裏面に低密度ポリエ
チレン樹脂をラミネートした。こうして得られたラミネ
ート紙のポリエチレンフィルムの厚さは15μmであっ
た。
【0032】上記実施例ならびに比較例で得られた紙の
耐油性、ヒートシール性、離解性を評価した結果を表2
に示す。
【0033】
【表2】
【0034】この結果から判るように、表面粗さRmax
を30〜5μm、液体吸収性をコッブ吸水度で50〜20g/
2 ・2分の範囲にコントロールした基紙を用いた本発
明の実施例1および実施例2はフッ素樹脂を内添した耐
水耐油紙(比較例4)よりは遥かにポリエチレンラミネ
ート紙(比較例5)に近い耐水耐油性があり、さらにヒ
ートシール適性もあり離解性も良好であった。
【0035】一方、基紙の表面性が所定の範囲内であっ
てもエマルジョン塗布量が3g/m2 以下の場合(比較
例1)や、基紙の液体吸収性が大きい場合(比較例
2)、基紙の表面が粗い場合(比較例3)には前述した
ように均一な樹脂皮膜が形成されないために満足できる
耐水性は得られなかった。
【0036】
【発明の効果】本発明による耐水耐油紙は従来のフッ素
樹脂系耐油剤を用いたものより、遥かにポリエチレンラ
ミネート紙に近い性能が得られる上に、ヒートシール適
性を有し、かつ易離解性であることから古紙としての再
利用化が既存の設備にて容易に行うことができる。高度
の耐水耐油性が要求される環境保全型包装資材としての
工業的意義は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】アクリル系エマルジョンへのワックス系エマル
ジョンの配合割合とコッブ吸水度との関係を示す線図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 貞男 東京都新宿区上落合1丁目30番6号 日本 製紙株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 伊藤 良二 東京都千代田区有楽町1丁目12番1号 日 本製紙株式会社内 (72)発明者 南里 泰徳 東京都新宿区上落合1丁目30番6号 日本 製紙株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 岩見田 糺 静岡県富士市比奈450番地 興陽製紙株式 会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面粗さ(JIS B 0601)が最
    大高さ(Rmax )で30〜5μmおよびコッブ吸水度(J
    IS P 8140)が50〜20g/m2 ・2分である製
    紙用天然繊維を主体とする基紙の片面または両面に、ア
    クリル系エマルジョン 100重量部に対しワックス系エマ
    ルジョンを1〜20重量部の割合で配合した水性エマルジ
    ョンを固形分で3〜20g/m2 塗布し加熱乾燥してな
    る、ヒートシール適性を有し、易離解性であることを特
    徴とする再生可能な耐水耐油紙。
JP17146895A 1995-06-14 1995-06-14 耐水耐油紙 Pending JPH093795A (ja)

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