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公開番号2025102129
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219384
出願日2023-12-26
発明の名称水系耐油剤組成物、水系耐油剤組成物の製造方法、紙の耐油処理方法及び耐油紙
出願人信越化学工業株式会社
代理人弁理士法人牛木国際特許事務所
主分類C09K 3/00 20060101AFI20250701BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】高い耐油性及び高い透気性を有する耐油紙を得ることが可能な耐油剤組成物であって、含有する成分がフッ素系樹脂及び有機溶剤を含有せず、健康面及び環境面にも配慮された非フッ素樹脂系の水系耐油剤組成物の提供。
【解決手段】
(A)セルロース系樹脂、(B)付加硬化型シリコーンエマルジョン、(E)水及び(F)白金族金属系触媒を含む水系耐油剤組成物であって、
上記(B)付加硬化型シリコーンエマルジョンが、(G)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、(H)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、(I)界面活性剤及び
(J)水を含むものである、水系耐油剤組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）及び（Ｆ）成分：
（Ａ）２％水溶液の２０℃での粘度が２～１０,０００ｍＰａ・ｓのセルロース系樹脂：１００質量部
（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョン：１０～１０,０００質量部
（Ｅ）水：１，０００～５０,０００質量部
（Ｆ）白金族金属系触媒：触媒量
を含む水系耐油剤組成物であって、
上記（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョンが、
（Ｇ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン：（Ｂ）成分中５～４０質量％であり、（Ｇ）成分合計のアルケニル価（（Ｇ）成分合計１００ｇ中に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基のモル数）が０．１ｍｏｌ／１００ｇ超である、
（Ｈ）ケイ素原子に結合した水素原子（ＳｉＨ基）を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｇ）成分中のアルケニル基のモル数に対して（Ｈ）成分中のＳｉＨ基のモル数が１～５倍に相当する質量％、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｂ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｂ）成分中１０～９０質量％
を含むものである、水系耐油剤組成物。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
下記（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）成分：
（Ａ）２％水溶液の２０℃での粘度が２～１０,０００ｍＰａ・ｓのセルロース系樹脂：１００質量部
（Ｃ）シリコーンエマルジョン：５～５,０００質量部
（Ｄ）シリコーンエマルジョン
（Ｅ）水：１，０００～５０,０００質量部
（Ｆ）白金族金属系触媒：触媒量
を含む水系耐油剤組成物であって、
上記（Ｃ）シリコーンエマルジョンが、
（Ｇ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン：（Ｃ）成分中５～６０質量％であり、（Ｇ）成分合計のアルケニル価（（Ｇ）成分合計１００ｇ中に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基のモル数）が０．１ｍｏｌ／１００ｇ超である、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｃ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｃ）成分中１０～９０質量％
を含むものであり、
上記（Ｄ）シリコーンエマルジョンが、
（Ｈ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｄ）成分中５～６０質量％、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｄ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｄ）成分中１０～９０質量％
を含むものであり、組成物中の（Ｄ）成分の含有量が、（Ｄ）成分中の（Ｈ）成分のＳｉＨ基のモル数が、（Ｃ）成分中の（Ｇ）成分のアルケニル基のモル数の１～５倍に相当する量である、水系耐油剤組成物。
【請求項３】
（Ａ）成分であるセルロース系樹脂が、セルロースのグルコース環単位当り０．５～２．５個の水酸基をアルコキシ基に置換したセルロースエーテル類である請求項１又は２に記載の水系耐油剤組成物。
【請求項４】
（Ｇ）成分が、両末端にのみアルケニル基を含有する直鎖状のオルガノポリシロキサンと、側鎖及び両末端にアルケニル基を含有する直鎖状のオルガノポリシロキサンとの少なくとも２種を含む請求項１又は２に記載の水系耐油剤組成物。
【請求項５】
（Ｇ）成分が、下記平均組成式（１－１）で示される直鎖状のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである請求項１又は２に記載の水系耐油剤組成物。
TIFF
2025102129000016.tif
28
139
（式（１－１）中、Ｒ
1
は独立に、炭素数２～１０のアルケニル基含有有機基であり、Ｒ
2
は独立に、水酸基、アルコキシ基及びアルケニル基を有さない非置換または置換の１価炭化水素基から選択される１種の基であり、ａ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の数であり、０≦ａ≦３、２≦２ａ＋ｃ、かつ、５≦ｃ＋ｄを満たす数である。）
【請求項６】
（Ｈ）成分のケイ素原子に結合する水素原子及びケイ素原子に結合する基の合計個数に対するケイ素原子に結合する水素原子の合計個数の割合が１５～５０％である請求項１又は２に記載の水系耐油剤組成物。
【請求項７】
（Ｂ）成分のシリコーンエマルジョンが、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂を、（Ｂ）成分中０．５～１０質量％含むものである請求項１に水系耐油剤組成物。
【請求項８】
（Ｃ）成分のシリコーンエマルジョン及び（Ｄ）成分のシリコーンエマルジョンの少なくとも一方が、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂を、（Ｃ）成分中又は（Ｄ）成分中０．５～１０質量％含むものである請求項２に記載の水系耐油剤組成物。
【請求項９】
（Ｇ）成分及び（Ｈ）成分の合計質量が、（Ａ）成分１００質量部に対し、６０～２０００質量部である請求項１又は２に記載の水系耐油剤組成物。
【請求項１０】
請求項１に記載の水系耐油剤組成物の製造方法であって、
（工程１）下記（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）成分を混合、乳化し、（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョンを調製する工程
（Ｇ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン：（Ｂ）成分中５～４０質量％であり、（Ｇ）成分合計のアルケニル価（（Ｇ）成分合計１００ｇ中に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基のモル数）が０．１ｍｏｌ／１００ｇ超である
（Ｈ）ケイ素原子に結合した水素原子（ＳｉＨ基）を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｇ）成分中のアルケニル基のモル数に対して（Ｈ）成分中のＳｉＨ基のモル数が１～５倍に相当する質量％
（Ｉ）界面活性剤：（Ｂ）成分中０．１～１０質量％
（Ｊ）水：（Ｂ）成分中１０～９０質量％
並びに
（工程２）下記（Ａ）、（Ｅ）及び（Ｆ）成分と、上記工程１で調製した（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョン１０～１０,０００質量部とを混合する工程
（Ａ）２％水溶液の２０℃での粘度が２～１０,０００ｍＰａ・ｓのセルロース系樹脂：１００質量部
（Ｅ）水：１，０００～５０,０００質量部
（Ｆ）白金族金属系触媒：触媒量
を有する、水系耐油剤組成物の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系耐油剤組成物、水系耐油剤組成物の製造方法、紙の耐油処理方法及び耐油紙に関する。
続きを表示（約 4,600 文字）【背景技術】
【０００２】
油分や水分を多く含むファストフード、揚げ物、焼き物といった調理済の食品等に使用する包装用紙、包装容器、あるいは食品トレイ等の紙製敷物は、食品の油分や水分が浸透して周囲を汚さないように耐油性及び耐水性が付与されている。
【０００３】
食品用耐油紙又は耐油容器には、紙基材の片面にポリエチレンフィルムをラミネートしたポリエチレンラミネート紙が使用されてきたが、ポリエチレンラミネート紙は透気性が低く、食品の風味や保存安定性の低下を招きやすいことや再生時にポリエチレンフィルムの除去が困難であり、再生利用性に劣るという問題がある。脱プラスチックへの動きも強く、ポリエチレンラミネートを用いない耐油紙の開発が望まれている。
また、従来、紙に耐油性及び耐水性を付与するためにフッ素樹脂系耐油剤が汎用されており、例えば、紙基材表面にフッ素樹脂系耐油剤をコーティングして耐油層を設ける方法、紙基材にフッ素樹脂系耐油剤を含浸する方法もしくはパルプスラリーにフッ素樹脂系耐油剤を内添する方法等が採られている。しかし、フッ素樹脂系耐油剤は難分解性や生物蓄積性から、健康面、環境面で好ましくなく、近年ではフッ素系樹脂を含まない耐油剤（非フッ素樹脂系耐油剤）が要求されている。
【０００４】
そこで、非フッ素樹脂系耐油剤として、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂や多糖類等の皮膜を形成する親水性樹脂が広く使用され、優れた耐油性が得られることが知られている。例えば、特許文献１には、ＰＶＡ系樹脂とシリコーン系エマルジョンとを含む組成物を表面に塗工した耐油紙が開示されている。また、特許文献２、３、４のようなアクリル系やパラフィンワックス系エマルジョンも優れた耐油性を持つことが知られている。さらに、特許文献５には、シリコーン系エマルジョン、セルロース系樹脂及びカルボン酸を含む撥水撥油組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－１３９４１８号公報
特開２０１３－２３７９４１号公報
特開２０２０－１２２２５０号公報
特開２０２２－１８８３３８号公報
特開２００６－２５７１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非フッ素樹脂系耐油剤の場合、油脂成分のしみ出しを防止しながら耐油性を発現させるため、基材を高密度にするか、目止め剤や耐油剤の量を多く使用する必要がある。そうすると、耐油性が高まる一方、透気性が不十分となり、食品の風味や保存安定性の低下を招きやすくなる。例えば、特許文献１及び５に記載の組成物を紙基材に適用して耐油性及び耐水性を付与するためには、皮膜を形成する組成物を紙基材の表面に塗工しているだけでなく、紙基材に目止め剤が必要であり、得られる耐油紙の透気性が低下するといった懸念がある。特許文献２、３、４に記載の耐油紙では透気性は確認されているものの、耐油剤の塗布量が多く、透気度がいずれも１００秒以上とフッ素樹脂系耐油剤には及ばないものであった。
このように、非フッ素樹脂系耐油剤を用いて、高い耐油性と高い透気性を併せ持つことができる耐油紙はいまだ開発されておらず、この点について改善の余地があるのが実情であった。
従って、本発明は、高い耐油性及び高い透気性を有する耐油紙を得ることが可能な耐油剤組成物であって、含有する成分がフッ素系樹脂及び有機溶剤を含有せず、健康面及び環境面にも配慮された非フッ素樹脂系の水系耐油剤組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、下記水系耐油剤組成物が上記課題を達成できることを見出し、本発明を成すに至った。
すなわち、本発明は下記の耐油剤組成物等を提供するものである。
【０００８】
［１］
下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）及び（Ｆ）成分：
（Ａ）２％水溶液の２０℃での粘度が２～１０,０００ｍＰａ・ｓのセルロース系樹脂：１００質量部
（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョン：１０～１０,０００質量部
（Ｅ）水：１，０００～５０,０００質量部
（Ｆ）白金族金属系触媒：触媒量
を含む水系耐油剤組成物であって、
上記（Ｂ）付加硬化型シリコーンエマルジョンが、
（Ｇ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン：（Ｂ）成分中５～４０質量％であり、（Ｇ）成分合計のアルケニル価（（Ｇ）成分合計１００ｇ中に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基のモル数）が０．１ｍｏｌ／１００ｇ超である、
（Ｈ）ケイ素原子に結合した水素原子（ＳｉＨ基）を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｇ）成分中のアルケニル基のモル数に対して（Ｈ）成分中のＳｉＨ基のモル数が１～５倍に相当する質量％、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｂ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｂ）成分中１０～９０質量％
を含むものである、水系耐油剤組成物。
［２］
下記（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）成分：
（Ａ）２％水溶液の２０℃での粘度が２～１０,０００ｍＰａ・ｓのセルロース系樹脂：１００質量部
（Ｃ）シリコーンエマルジョン：５～５,０００質量部
（Ｄ）シリコーンエマルジョン
（Ｅ）水：１，０００～５０,０００質量部
（Ｆ）白金族金属系触媒：触媒量
を含む水系耐油剤組成物であって、
上記（Ｃ）シリコーンエマルジョンが、
（Ｇ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、２５℃における粘度が５ｍＰａ・ｓ以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン：（Ｃ）成分中５～６０質量％であり、（Ｇ）成分合計のアルケニル価（（Ｇ）成分合計１００ｇ中に含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基のモル数）が０．１ｍｏｌ／１００ｇ超である、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｃ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｃ）成分中１０～９０質量％
を含むものであり、
上記（Ｄ）シリコーンエマルジョンが、
（Ｈ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｄ）成分中５～６０質量％、
（Ｉ）界面活性剤：（Ｄ）成分中０．１～１０質量％及び
（Ｊ）水：（Ｄ）成分中１０～９０質量％
を含むものであり、組成物中の（Ｄ）成分の含有量が、（Ｄ）成分中の（Ｈ）成分のＳｉＨ基のモル数が、（Ｃ）成分中の（Ｇ）成分のアルケニル基のモル数の１～５倍に相当する量である、水系耐油剤組成物。
［３］
（Ａ）成分であるセルロース系樹脂が、セルロースのグルコース環単位当り０．５～２．５個の水酸基をアルコキシ基に置換したセルロースエーテル類である［１］又は［２］に記載の水系耐油剤組成物。
［４］
（Ｇ）成分が、両末端にのみアルケニル基を含有する直鎖状のオルガノポリシロキサンと、側鎖及び両末端にアルケニル基を含有する直鎖状のオルガノポリシロキサンとの少なくとも２種を含む［１］～［３］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物。
［５］
（Ｇ）成分が、下記平均組成式（１－１）で示される直鎖状のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである［１］～［４］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物。
TIFF
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28
139
（式（１－１）中、Ｒ
1
は独立に、炭素数２～１０のアルケニル基含有有機基であり、Ｒ
2
は独立に、水酸基、アルコキシ基及びアルケニル基を有さない非置換または置換の１価炭化水素基から選択される１種の基であり、ａ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の数であり、０≦ａ≦３、２≦２ａ＋ｃ、かつ、５≦ｃ＋ｄを満たす数である。）
［６］
（Ｈ）成分のケイ素原子に結合する水素原子及びケイ素原子に結合する基の合計個数に対するケイ素原子に結合する水素原子の合計個数の割合が１５～５０％である［１］～［５］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物。
［７］
（Ｂ）成分のシリコーンエマルジョンが、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂を、（Ｂ）成分中０．５～１０質量％含むものである［１］及び［３］～［６］のいずれか１項に水系耐油剤組成物。
［８］
（Ｃ）成分のシリコーンエマルジョン及び（Ｄ）成分のシリコーンエマルジョンの少なくとも一方が、さらにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂を、（Ｃ）成分中又は（Ｄ）成分中０．５～１０質量％含むものである［２］～［６］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物。
［９］
（Ｇ）成分及び（Ｈ）成分の合計質量が、（Ａ）成分１００質量部に対し、６０～２０００質量部である［１］～［８］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物。
［１０］
［１］、［３］～［７］及び［９］のいずれか１項に記載の水系耐油剤組成物の製造方法であって、
【発明の効果】
【０００９】
本発明は紙との親和性に優れたセルロース系樹脂と、耐水性や透気性の良好なシリコーンとを組み合わせて、両方の材料の利点を両立させたものであり、本発明の特定の構造を有する材料を特定の条件で組み合わせた組成物を紙基材に処理し、硬化をすることで、耐油性及び耐水性に優れ、高い透気性を有する耐油紙を得ることができる。
そして、本発明の耐油紙は、透気性が高いことにより、食品を包装した際に、食品の風味を損なわずに油染みを防ぐことができる。
さらに、本発明の水系耐油剤組成物に含まれるセルロース系樹脂及びシリコーンは、両者ともに環境に対する安全性が高く無害な材料であり、有機フッ素化合物の代替えとして好適に利用できる。また、本発明の水系耐油剤組成物は有機溶剤を含有しないため、有機溶剤使用による環境問題や生体危険性などの不利益を回避できる。本発明の組成物で処理された紙基材は、リサイクルが容易で、環境負荷の小さい製品となり、フッ素化合物に由来する有害性や環境問題を解決できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［水系耐油剤組成物］
以下、本発明の水系耐油剤組成物についてより詳細に説明する。なお、本明細書において、特に記載がない限り「％」は質量基準の割合を示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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