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Mar 01, 2024

水と油

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12292 (2023) この記事を引用 334 アクセス 1 Altmetric Metrics の詳細 この論文では、3 種類のマイクロナノ竹パウダー (MBP) とアルキルケテン

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12292 (2023) この記事を引用

334 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この論文では、3種類のマイクロナノ竹パウダー（MBP）とアルキルケテンダイマー（AKD）をポリビニルアルコール/セルロースナノファイバー（PVA/CNF）コーティングに添加して、PVA/CNF/MBPコート紙およびPVA/CNFを調製しました。 /M-MBP/AKDコート紙。 結果は、MBPがPVA/CNFコーティングの疎油性を改善し、PVA/CNF/B-MBPおよびPVA/CNF/M-MBPコーティング紙の耐油性グレードがキット番号12の最高レベルに達したことを示しました。 PVA/CNF/MBP コート紙の場合、PVA/CNF/M-MBP コート紙は最も優れた疎水性を持ち、水接触角と Cobb 値はそれぞれ 74° と 21.3 g/m2 です。 また、ＰＶＡ／ＣＮＦ／Ｍ－ＭＢＰ／ＡＫＤコーティングにおけるＡＫＤ添加量が０．２％の場合、コート紙のキット番号は１１、コブ値は１５．２ｇ／ｍ２、水接触角は１０３°であり、引張強さはわずかに増加することがわかりました。 したがって、PVA/CNFコート紙と比較して、PVA/CNF/M-MBP/AKDコート紙は優れた強度と優れた疎水性および疎油性を備えています。

疎水性および耐油性の紙の開発は、食品、工業、医療などの油およびグリースの包装分野に大きな利便性をもたらしました1。 紙の疎水性、疎油性を向上させるためには、原紙を再加工する必要があります。 ご存知のように、原紙は植物繊維で構成されています。 セルロースの親水性と紙表面の多孔性によって、原紙が疎水性と疎油性の特性を達成できないことが決まります2。 そのため、紙の表面にコーティング（緻密なポリマーフィルムのスプレーや耐油剤の塗布）を施し、紙の疎油性を実現する必要があります。

ポリマーを紙の表面にスプレーしてプラスチックフィルムを形成し、紙とグリースの接触を効果的に防ぎます。 しかし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのポリマーは構造が安定しており、自然分解時間が長いため、環境や生物に影響を与えます3。 フッ素系撥油コーティングは表面エネルギーが低いため、塗工紙の撥油性が高くなります。 しかし、フッ素含有物質は高温で分解され、食物とともに人体に侵入し、さまざまな慢性疾患やガンの原因となる可能性があります4,5。したがって、通常の耐油紙に代わるグリーンで環境に優しい耐油紙の開発が必要です。紙。

Tyagi ら 6 は、セルロース ナノクリスタル (CNC)、ナノフィラー モンモリロナイト粘土、大豆タンパク質、およびアルキル ケテン ダイマーを使用して CNC 複合バリア コー​​ティングを調製しました。 CNC 複合コート紙のキット番号は 6 であることがわかりました。同様に、Mazhari Mousavi ら 7 が作成したセルロース ナノファイバー/カルボキシメチルセルロース コート板紙のキット番号も 6 でした。さらに、Sheng ら 8 が作成したアルギン酸ナトリウム（SA）/カルボキシメチルセルロースナトリウムおよびSA/アルギン酸プロピレングリコールでコーティングされた非毒性のフッ素フリー耐油紙、キット数の最大値は9に達しました。コート重量は、紙のバリア特性に影響を与える重要な要素の1つです。コート紙。 Yook et al.9 は、さまざまな種類のセルロース ナノフィブリル バリア コー​​ティングとそのバリア特性を調査し、紙に効果的なバリア特性を付与するには少なくとも 10 g/m2 のコート重量が望ましいことを発見しました。 AKD-CNF コート紙は、水接触角が 113°までの良好な疎水性を示しましたが、キット番号 9 では疎油性がまだ良好ではありませんでした。

ポリビニル アルコール (PVA) とセルロース ナノファイバー (CNF) は、良好な膜形成特性を備えた適切なコーティング材料であり、生分解性です 10, 11。 Fadel ら 12 は、2 つの方法を使用してテンサイ パルプ (SBP) から CNF を分離することを研究し、次のことを発見しました。 ADCNF フィルムは、水接触角 59.0° ± 1.73 という DHCNF フィルムよりも優れた性能を有し、油は 45 分以上紙に浸透します (コーティング量 10 g/m2)。 さらに、CNF/キトサンナノ粒子 (CHNP) コート紙も研究し、吸水性が 81 g/m2、耐油性が 78 s13 であることがわかりました。 著者のこれまでの研究によれば、PVA/CNF コーティングには疎水性と疎油性の特性があるが、PVA の親水性と CNF の親油性により、PVA/CNF コーティングの疎水性と疎油性をさらに向上させるには限界があることがわかっています14。 したがって、PVA/CNFコート紙の疎水性と疎油性を向上させることが課題となっています。