JP2020029632A - すき入れ紙及びその作製方法 - Google Patents
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Description
図1(a)は、本発明のすき入れ紙(1)の構成を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A’線における断面図である。図1(a)に示すように、すき入れ紙(1)は、基材(2)の少なくとも一部に、透過光下において視認可能な第1のすき入れ模様(10)を有し、第1のすき入れ模様(10)は、図1(b)に示すように、基材(2)の上に粒子状セルロース複合体(11)が積層されることで形成される。図1において、第1のすき入れ模様(10)は、「花」の模様の例であるが、本発明において第1のすき入れ模様(10)は、これに限定されるものではなく、人物、建造物、風景、イラスト、文字、図形等の模様であってもよい。はじめに、基材(2)の上に粒子状セルロース複合体(11)が一定の積層厚み(H)で付与されて、一様な明るさのすき入れ模様が視認できる例について説明する。
本発明において基材(2)は、光を透過する特性、いわゆる光透過性を有する必要がある。基材(2)は、光透過性を有するシート状のものであれば、紙、合成繊維紙や不織布、フィルム等、特に限定はなく、光透過性のあるプラスチックでも同様の効果が得られる。なお、基材(2)の色彩については、特に制約はない。
粒子状セルロース複合体(11)は、前述した引用文献2に記載の構成であって、図2に示すように、複数のセルロース微小繊維(12)が粒子状に塊となった中に、機能性材料(13)が含有された構成である。なお、粒子状セルロース複合体(11)の詳細な構成及び粒子状セルロース複合体(11)の作製方法は、特開2018−87256号公報に記載されており、セルロース微小繊維、水及び1種類以上の機能性材料を混合した懸濁液をスプレードライ装置による噴霧乾燥法により加工されたものである。
以上の構成で成る粒子状セルロース複合体(11)は、前述のように、水に分散させて基材(2)に付与する。なお、粒子状セルロース複合体(11)と水の分散液に、分散剤や水溶性高分子、有機溶媒、あるいは粉末や微粒子等を加えることも可能である。分散液中の粒子状セルロース複合体(11)は、後述する分散液を塗布する装置において、安定した分散状態が確保できればよく、仮に、インクジェット印刷機又はエアブラシ装置を用いる場合は、固形分濃度0.5%〜3%程度の使用が好ましく、フレキソ印刷装置を用いる場合は、固形分濃度0.5%〜30%程度の使用が好ましい。ただし、粒子状セルロース複合体(11)の分散液を攪拌する装置により、粒子状セルロース複合体(11)が沈殿する問題が回避できれば、この範囲に限定されるものではない。また、固形分濃度が0.5%未満の低濃度になると、十分なすき入れ効果が得られなくなるため好ましくない。
以上の構成で成るすき入れ紙(1)の第1のすき入れ模様(10)を反射光下で観察すると、基材(2)と等色の粒子状セルロース複合体(12)によって形成された第1のすき入れ模様(10)は視認されないが、透過光下で観察すると、粒子状セルロース複合体(11)が付与されることで、基材(2)よりも透過する光が少ないことから、暗く視認され「黒透かし」の効果が得られる。
図1に示す、第1のすき入れ模様(10)は、明るさが一様な模様が形成された例であるが、第1のすき入れ模様(10)において、粒子状セルロース複合体(11)の積層厚み(H)や、所定の範囲内での面積率を部分的に異ならせることで、階調のある模様を形成することもできる。例えば、図3(a)に示す第1のすき入れ模様(10)において、明るさが異なる三つの領域(10A、10B、10C)を形成する場合、図3(a)の断面図である、図3(b)に示すように、粒子状セルロース複合体(11)によって形成する第1のすき入れ模様(10)の積層厚み(H)を異ならせて付与すればよい。なお、図3(a)に示す第1のすき入れ模様(10)は、領域(10A)、領域(10B)、領域(10C)の順に、暗く視認される例であり、それに対応して、領域(10A)の粒子状セルロース複合体(11)の積層厚み(HA)、領域(10B)の粒子状セルロース複合体(11)の積層厚み(HB)、領域(10C)の粒子状セルロース複合体(11)の積層厚み(HC)は、領域(10A)、領域(10B)、領域(10C)の順に、厚い構成となる。
以上に説明したすき入れ紙(1)は、粒子状セルロース複合体(11)のみで形成されたものであるが、さらに、すき入れ模様のコントラストが得られる構成とするために、基材(2)より光透過性の高い第2のすき入れ模様(20)と組み合わせた構成としてもよく、第2のすき入れ模様(20)を備えたすき入れ紙(1)の構成について以下に説明する。
第2のすき入れ模様(20)は、基材(2)より光透過性が高い「白透かし」の効果がある模様であり、光透過性を有する基材(2)の一部を、公知のすき入れ加工技術とされている、円網、ダンディロール、プレスロールによって形成することができる。この場合、あらかじめ、基材(2)を作製する製紙工程で加工して、第2のすき入れ模様(20)を形成した後、第1のすき入れ模様(10)を形成すればよい。また、レーザ加工により、基材(2)の一部を除去して厚みを異ならせることでも第2のすき入れ模様(20)を形成することができる。この場合、第1のすき入れ模様(10)との加工の順番の限定はない。また、基材(2)に紙を用いる場合、樹脂や油成分を含んで成り、透過光下で明るく見える透かしインキを印刷することでも第2のすき入れ模様(20)を形成することができる。
次に、本発明のすき入れ紙(1)の第1の作製方法について説明する。図8は、本発明のすき入れ紙(1)の第1の作製方法のフロー図である。なお、図8に示すStep0は、粒子状セルロース複合体(11)の作製工程であり、本発明のすき入れ紙の作製方法は、セルロース微小繊維(12)と機能性材料(13)を、あらかじめ、スプレードライ装置により噴霧及び加熱乾燥して作製した粒子状セルロース複合体(11)を用いて、以下に説明する工程により、すき入れ紙(1)を作製する。なお、すき入れ紙(1)の第1の作製方法は、Step0により作製した1種類の粒子状セルロース複合体(11)を用いて第1のすき入れ模様(10)を形成する方法である。
図8に示す分散液付与条件設定工程(Step1)は、分散液付与工程(Step3)で粒子状セルロース複合体(11)の分散液を付与する条件の設定を行う。具体的には、粒子状セルロース複合体(11)の分散液を付与する基材(2)の選定として、水素結合を形成できる官能基を有するシートを基材(2)とするか又は水素結合を形成できる官能基を有さないシートを基材(2)とするかの選定と、前者の場合に、分散液を付与する際の基材(2)の水分が40%〜90%の条件か、水分が20%未満の条件で付与するかの設定を行う。
図8に示すStep2は、分散液作製工程であって、分散液付与条件設定工程(Step1)で設計された粒子状セルロース複合体(11)の分散液の配合条件を基に、あらかじめ作製した粒子状セルロース複合体(11)と水を少なくとも混合して、粒子状セルロース複合体(11)を水に分散させた分散液を作製する工程である。前述のように、粒子状セルロース複合体(11)と水の分散液に、分散剤や水溶性高分子、有機溶媒、あるいは粉末、微粒子等を加えてもよいし、必要に応じて少量のバインダー成分を配合してもよい。
図8に示すStep3は、分散液付与工程であり、分散液付与条件設定工程(Step1)で設定された条件を基に、分散液作製工程(Step2)で作製した粒子状セルロース複合体(11)の分散液を所定の装置により基材(2)に付与して、第1のすき入れ模様(10)を形成する工程である。粒子状セルロース複合体(11)の分散液を付与する対象が、水素結合を形成できる官能基を持ち、水分が40%〜90%のシートの場合は、抄紙機のワイヤー上での脱水や、抄紙機上でプレスロールや吸引装置により脱水することで、水分を調整した基材(2)を作製し、粒子状セルロース複合体(11)の分散液を付与する。また、乾燥した状態の基材(2)に、水を含浸させたり吹き付けたりすることで、水分を調整したシートを作製し、粒子状セルロース複合体(11)の分散液を付与する。
次に、光透過性が異なる2種類以上の粒子状セルロース複合体(11)を用いてすき入れ紙(1)を作製する方法について説明する。ここでは、粒子状セルロース複合体(11)に含まれるてん料の配合割合を異ならせて複合体化した2種類以上の粒子状セルロース複合体(11)を用いて、図9に示す第1のすき入れ模様(10)が形成されたすき入れ紙(1)を作製する方法について説明する。なお、第1の作製方法と異なる内容について説明する。
すき入れ紙(1)の第2の作製方法において、分散液付与条件設定工程(STEP1)は、分散液作製工程(Step2)で用いる粒子状セルロース複合体(11)の選定を行う。仮に、図9に示すように、第1のすき入れ模様(10)が、明るさの異なる三つの領域(10A、10B、10C)から成る場合、粒子状セルロース複合体(11)もまた、光透過性が異なる三つの粒子状セルロース複合体(11)の選定を行う。ここでは、説明を分かりやすくするため、複合体1個当たり、てん料が5wt%含有された粒子状セルロース複合体(11A)と、複合体1個当たり、てん料が10wt%含有された粒子状セルロース複合体(11B)と、複合体1個当たり、てん料が20wt%含有された粒子状セルロース複合体(11C)を選定した例を説明する。なお、セルロース微小繊維(12)とてん料は、粒子状セルロース複合体(11A、11B、11C)において、同じ材料により複合体化されたものとする。
すき入れ紙(1)の第2の作製方法において、分散液作製工程(STEP2)は、分散液付与条件設定工程(Step1)で設計された粒子状セルロース複合体(11)の分散液の配合条件を基に、あらかじめ作製した粒子状セルロース複合体(11)と水を少なくとも混合して、粒子状セルロース複合体(11)を水に分散させた分散液を作製する工程である。ここでは、複合体1個当たり、てん料が5wt%、10wt%、20wt%含有された粒子状セルロース複合体(11A、11B、11C)の分散液を作製する。なお、粒子状セルロース複合体(11A、11B、11C)に含まれるてん料の割合が異なること以外の分散液の構成は、前述の第1の作製方法どおりである。
比較例1として、実施例1の粒子状セルロース複合体(11)に用いたセルロース微小繊維(12)のみを、実施例1の粒子状セルロース複合体(11)の積層厚み(H)と同じ厚さになるように重ねて付与して基材(2)に積層した場合のすき入れ模様を形成した。
比較例2として、セルロース微小繊維(12)のみを、比較例1よりも更に厚く積層して、実施例1の第1のすき入れ模様(10)と同じ暗さとなるすき入れ模様を形成した。その結果、セルロース微小繊維(12)の厚さは、約100μmまで厚くなる結果であった。以上のことから、本発明のすき入れ紙(1)は、機能性材料(13)を含む粒子状セルロース複合体(11)を用いることで、積層厚み(H)が薄くても基材(2)とのコントラストのあるすき入れ模様が得られる結果となった。
2 基材
10 第1のすき入れ模様
11 粒子状セルロース複合体
12 セルロース微小繊維
13 機能性材料
20 第2のすき入れ模様
30 インクジェット印刷機
31 吐出液タンク
32 ノズル
Claims (7)
- 光透過性を有する基材の少なくとも一部に、セルロース微小繊維が複数結合した中に、前記セルロース微小繊維よりも光透過性の低い材料を含有し、かつ、前記基材と等色の粒子状セルロース複合体により、第1のすき入れ模様が形成されたことを特徴とするすき入れ紙。
- 前記第1のすき入れ模様は、
A)前記粒子状セルロース複合体の積層厚みが部分的に異なる構成、又は、
B)前記粒子状セルロース複合体の所定の範囲内における面積率が部分的に異なる構成、又は、
C)光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体から成る構成、
のうち、少なくとも一つの構成を有することで、部分的に光透過性が異なる階調を有して成ることを特徴とする請求項1記載のすき入れ紙。 - 前記基材に、前記基材より光透過性の高い第2のすき入れ模様が、前記第1のすき入れ模様と重なる又は隣接する位置に形成されたことを特徴とする請求項1又は2記載のすき入れ紙。
- 前記基材が、水素結合を形成できる官能基を有する紙、合成繊維又は不織布であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のすき入れ紙。
- 前記第1のすき入れ模様の少なくとも一部が、機械読取可能な材料を含有した前記粒子状セルロース複合体によって形成されたことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のすき入れ紙。
- セルロース微小繊維が複数結合した中に、前記セルロース微小繊維よりも光透過性の低い材料を含有し、かつ、基材と等色の粒子状セルロース複合体と、水を少なくとも混合した分散液を、光透過性を有する前記基材に付与して第1のすき入れ模様を備えたすき入れ紙を作製する方法であって、
前記粒子状セルロース複合体の分散液を構成する材料の選定及び配合の設計と、前記粒子状セルロース複合体の分散液を前記基材に付与して前記第1のすき入れ模様を形成するための条件を設定する分散液付与条件設定工程と、
前記分散液付与条件設定工程により設定された条件を基に、前記粒子状セルロース複合体と、水を少なくとも混合して前記粒子状セルロース複合体の分散液を作製する分散液作製工程と、
前記分散液付与条件設定工程により設定された条件を基に、前記粒子状セルロース複合体の分散液を前記基材に所定の手段により付与する分散液付与工程を有して成ることを特徴とするすき入れ紙の作製方法。 - 前記分散液付与条件設定工程により、前記分散液作製工程で用いる光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体の選定及び前記光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体の分散液を構成する材料の選定及び配合の設計と、前記光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体の分散液を前記基材に付与して前記第1のすき入れ模様を形成するための条件を設定し、
前記分散液作製工程により、前記分散液付与条件設定工程により設定された条件を基に、前記光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体の分散液を作製し、
前記分散液付与工程により、前記分散液付与条件設定工程により設定された条件を基に、前記光透過性が異なる少なくとも二つの前記粒子状セルロース複合体の分散液を前記基材に付与して前記第1のすき入れ模様を形成することを特徴とする請求項6記載のすき入れ紙の作製方法。
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