JP2023017475A - 抗菌塗工紙およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、優れた抗菌紙およびその製法を提供することである。【解決手段】本発明によって、抗菌剤および顔料を含む顔料塗工層を原紙上に有する抗菌紙が提供される。本発明に係る抗菌紙は、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される抗菌剤を顔料塗工層に含有する。【選択図】なし
Description
本発明は、抗菌紙およびその製造方法に関する。
抗菌性を付与した抗菌紙が知られている。例えば、特許文献1には、抗菌性ゼオライトなどの無機系抗菌剤を外添した紙、特許文献2には抗菌剤を内添した紙が記載されている。また、特許文献3には、グルコン酸クロルヘキシジン水溶液を用いて抗菌紙を製造することが提案されている。
本発明は、優れた抗菌性を有する塗工紙を提供することを目的とする。
これに限定されるものではないが、本発明は以下の態様を包含する。
[1] 抗菌剤と顔料を含有する塗工液を原紙に塗布することを含む、抗菌紙を製造する方法であって、抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記方法。
[2] 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、[1]に記載の方法。
[3] 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、[1]または[2]に記載の方法。
[4] 抗菌剤と顔料を含む顔料塗工層を原紙上に有する抗菌紙であって、抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記抗菌紙。
[5] 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、[4]に記載の抗菌紙。
[6] 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、[4]または[5]に記載の抗菌紙。
[1] 抗菌剤と顔料を含有する塗工液を原紙に塗布することを含む、抗菌紙を製造する方法であって、抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記方法。
[2] 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、[1]に記載の方法。
[3] 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、[1]または[2]に記載の方法。
[4] 抗菌剤と顔料を含む顔料塗工層を原紙上に有する抗菌紙であって、抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記抗菌紙。
[5] 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、[4]に記載の抗菌紙。
[6] 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、[4]または[5]に記載の抗菌紙。
本発明によれば、優れた抗菌性を備えた塗工紙を提供することができる。
本発明は、顔料塗工層を有する抗菌紙に関しており、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される抗菌剤を顔料塗工層に含有する。
本発明に係る抗菌紙は、抗菌性を有しており、JIS L1902の抗菌試験方法に基づいて測定される抗菌活性値が約3.0以上となる。ただし、抗菌試験は菌の繁殖をどれだけ抑制できるかというものであるところ、そもそも試料に制菌性(殺菌性)がある場合、接種した菌が繁殖せずに抗菌活性値が低くなることがあるため、本発明においては、抗菌試験における接種直後の生菌数が20未満である場合も抗菌性を有しているものとする。
本発明においては、抗菌剤を含有する顔料塗工層を原紙上に設けるが、例えば、表面処理液の粘度を調整したり、塗布する際の速度を調整したりすることによって、塗布量を調整することができる。すなわち、界面活性剤などを用いて粘度を低くすることによって塗布液が紙の内部まで浸透しやすくしたり、高速で塗布することによって塗布液が紙表面に留まるようにしたりすることが可能である。また、本発明の一つの態様においては、澱粉などの多糖類を紙の表面に塗布することによって、紙の表面強度のみならずこわさも向上させ、さらに、多糖類が適度に紙層内部に浸透することにより層間強度の向上を図ることもできる。
本発明で得られた抗菌紙は、そのまま製品として種々の用途に制限なく使用することができ、例えば、印刷用紙や筆記用紙、書籍用紙、新聞用紙、包装用紙、薄葉紙、顔料塗工紙用原紙、インクジェット記録や感熱記録、ノーカーボン複写などの各種情報記録用紙、それらの原紙などの用途に使用することができる。印刷用紙としての用途を考慮すると、本発明に係る抗菌紙の印刷後光沢は、40%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましい。10段階評価で4以上は良好、7以上は特に良好である。また、印刷時のトラブル抑制の観点からは、MD方向の層間強度が90gf/15mm以上が好ましく、100gf/15mm以上がより好ましく、110gf/15mm以上がさらに好ましい。
本発明に係る抗菌紙の坪量は特に制限されないが、例えば、25~500g/m2、35~300g/m2、40~250g/m2とすることができる。また、本発明の好ましい態様において、抗菌紙の坪量を、例えば、50~200g/m2としてもよく、60~150g/m2や70~100g/m2としてもよい。
本発明に係る抗菌紙は顔料塗工層を有する塗工紙であるが、顔料塗工層の塗工量は、例えば、片面あたり2~30g/m2が好ましく、4~25g/m2がより好ましく、6~20g/m2がさらに好ましい。
抗菌剤
本発明においては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される抗菌剤を顔料塗工層に配合する。抗菌剤は、1つの抗菌剤のみを使用しても2以上の抗菌剤を併用してもよい。本発明において抗菌剤とは、抗菌性を付与できる薬剤を意味し、市販されている抗菌剤や殺菌剤、消毒剤などを使用することができ、例えば、抗菌性だけでなく抗ウイルス性を有する薬剤を抗菌剤として用いることもできる。
本発明においては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される抗菌剤を顔料塗工層に配合する。抗菌剤は、1つの抗菌剤のみを使用しても2以上の抗菌剤を併用してもよい。本発明において抗菌剤とは、抗菌性を付与できる薬剤を意味し、市販されている抗菌剤や殺菌剤、消毒剤などを使用することができ、例えば、抗菌性だけでなく抗ウイルス性を有する薬剤を抗菌剤として用いることもできる。
本発明においては、抗菌剤として、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤を制限なく使用できる。ノニオン系界面活性剤の抗菌剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アニオン系界面活性剤の抗菌剤としては、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、両性イオン系界面活性剤の抗菌剤としては、塩化アルキルジアミノエチルグリシン、アルキルポリアミノエチルグリシンなどが挙げられる。
界面活性剤系の抗菌剤について、市販商品としては、例えば、ポエムDL-100、エマルゲン106、アンヒトール20N、ネオペレックスG-15、アモルデンV-500HP、ポエムM-200、Botanicle(登録商標)、REZOMA、Air Heal、カラシード、ケイサニット(登録商標)、ベストクリーンマインド、マイドール10、マイドール12、NSソープ、OSソープ、HYP-KK171、テゴー51(登録商標)、エルエイジー(登録商標)などが挙げられる。
原紙
本発明に用いる原紙は、パルプ原料を含んでなる。使用するパルプ原料に特に制限はなく、木材パルプの他に、竹パルプ、リンターパルプ、麻、バガス、ケナフ、エスパルト草、ワラなどの非木材パルプ、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維などを使用することができる。具体的には、機械パルプ(MP)、脱墨パルプ(DIP、古紙パルプとも呼ばれる)、広葉樹クラフトパルプ(LKP)、針葉樹クラフトパルプ(NKP)など、紙の抄紙原料として一般的に使用されているものを好適に使用することができ、適宜、これらの1種類または2種類以上を配合して使用される。これらのパルプは、漂白をしない未晒パルプでもよいし、一つまたはいくつかの手段で漂白した晒パルプでもよい。機械パルプとしては、砕木パルプ(GP)、リファイナー砕木パルプ(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ケミグランドパルプ(CGP)、セミケミカルパルプ(SCP)などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙や、コピー紙や感熱紙、ノーカーボン紙などを含むオフィス古紙、機密古紙、紙コップなどを原料とする脱墨パルプであれば良く、特に限定はない。また、セルロースナノファイバーやセルロースナノフィブリル、ミクロフィブリルセルロース、微結晶セルロース、セルロースパウダーなどを用いることもできる。本発明において使用する原紙は特に制限は無いが、例えば、コピー用紙、新聞用紙、中質紙、ライナー、中芯原紙などを使用でき、一つの態様において本発明に係る原紙は上質紙であり、原紙のパルプとして化学パルプのみが使用される。
本発明に用いる原紙は、パルプ原料を含んでなる。使用するパルプ原料に特に制限はなく、木材パルプの他に、竹パルプ、リンターパルプ、麻、バガス、ケナフ、エスパルト草、ワラなどの非木材パルプ、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維などを使用することができる。具体的には、機械パルプ(MP)、脱墨パルプ(DIP、古紙パルプとも呼ばれる)、広葉樹クラフトパルプ(LKP)、針葉樹クラフトパルプ(NKP)など、紙の抄紙原料として一般的に使用されているものを好適に使用することができ、適宜、これらの1種類または2種類以上を配合して使用される。これらのパルプは、漂白をしない未晒パルプでもよいし、一つまたはいくつかの手段で漂白した晒パルプでもよい。機械パルプとしては、砕木パルプ(GP)、リファイナー砕木パルプ(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ケミグランドパルプ(CGP)、セミケミカルパルプ(SCP)などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙や、コピー紙や感熱紙、ノーカーボン紙などを含むオフィス古紙、機密古紙、紙コップなどを原料とする脱墨パルプであれば良く、特に限定はない。また、セルロースナノファイバーやセルロースナノフィブリル、ミクロフィブリルセルロース、微結晶セルロース、セルロースパウダーなどを用いることもできる。本発明において使用する原紙は特に制限は無いが、例えば、コピー用紙、新聞用紙、中質紙、ライナー、中芯原紙などを使用でき、一つの態様において本発明に係る原紙は上質紙であり、原紙のパルプとして化学パルプのみが使用される。
本発明で用いる原紙には、本発明の効果を阻害しない範囲で、種々の内添薬品を添加してよい。内添薬品としては、これに制限されるものではないが、無機薬品として、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、ポリ塩化アルミニウム、硫酸、塩酸、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなど、有機薬品として、ポリアクリルアミド系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、その他各種変性澱粉、スチレン―ブタジエン共重合体、ラテックス、酢酸ビニルなどの接着剤;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体;尿素・ホルマリン樹脂、メラミン・ホルマリン樹脂などの内添紙力増強剤;ロジン系サイズ剤、AKD系サイズ剤、ASA系サイズ剤、石油系サイズ剤、中性ロジンサイズ剤などの内添サイズ剤;硫酸バンド、歩留向上剤、歩留助剤、紫外線防止剤、退色防止剤、濾水性向上剤、凝結剤、嵩高剤、pH調整剤、スライムコントロール剤、着色料(染料、顔料)および蛍光染料などを添加してもよい。更に各種セルロースナノファイバーや微細繊維セルロースを内添薬品とみなして用いても良い。
本発明で用いる原紙は、一般的に使用されている填料を内填することができ、例えば、一または複数の無機系填料や有機系填料を使用することができる。無機系填料としては、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、石膏、タルク、カオリン、エンジニアードカオリン、焼成カオリン、ホワイトカーボン、非晶質シリカ、デラミネートカオリン、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、製紙スラッジ、脱墨フロスからの再生無機粒子などが挙げられ、有機系填料としては、例えば、尿素ホルマリン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素/ホルマリン樹脂、メラミン系樹脂、スチレン/ブタジエン系共重合体系樹脂、フェノール樹脂、プラスチック中空粒子などが挙げられる。
本発明における原紙は、公知の方法によって抄紙することができる。例えば、上記の原料を混合した紙料を適宜希釈し、必要に応じてスクリーンやクリーナーで異物を除去した後に、抄紙機のヘッドボックスから抄紙ワイヤー上に噴射して、湿紙が形成される。本発明の原紙は、種々の抄紙機、例えば長網式、円網式、円網多筒式、短網式、ツインワイヤー式抄紙機などによって製造することができる。ツインワイヤー抄紙機としては、ギャップフォーマー、オントップフォーマーなどが挙げられる。その他にも、クレセントフォーマー型やヤンキードライヤー式の抄紙機を用いて原紙を製造してもよい。抄紙後のプレス工程や乾燥工程における条件は、適宜調整することができる。
また、原紙を抄紙する条件は、中性抄紙でも酸性抄紙でもよい。具体的には、本発明においては、抄紙時の紙料pHが3.0~9.0であることが好ましく、4.0~8.0であることがより好ましい。
顔料塗工
本発明の塗工層に用いる顔料(白色顔料)は特に制限されず、塗工紙用に従来から用いられているものを使用することができ、例えば、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコアーシェル型などの有機顔料などを必要に応じて単独または2種類以上混合して使用することができる。また、顔料の種類としては、バインダー要求量が少なく少量の接着剤で表面強度を向上できることと、高い白色度の観点から、重質炭酸カルシウムおよび軽質炭酸カルシウムが好ましく、また不透明度をも向上させる観点から、粒子径や形状が揃った軽質炭酸カルシウムが特に好ましい。嵩高な塗工層構造は光を効率的に散乱するためである。
本発明の塗工層に用いる顔料(白色顔料)は特に制限されず、塗工紙用に従来から用いられているものを使用することができ、例えば、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコアーシェル型などの有機顔料などを必要に応じて単独または2種類以上混合して使用することができる。また、顔料の種類としては、バインダー要求量が少なく少量の接着剤で表面強度を向上できることと、高い白色度の観点から、重質炭酸カルシウムおよび軽質炭酸カルシウムが好ましく、また不透明度をも向上させる観点から、粒子径や形状が揃った軽質炭酸カルシウムが特に好ましい。嵩高な塗工層構造は光を効率的に散乱するためである。
塗工液に炭酸カルシウムを配合する場合、軽質炭酸カルシウムもしくは重質炭酸カルシウム、またはその両方をあわせた含有量は、顔料100重量部あたり50重量部以上が好ましく、70重量部以上がより好ましく、80重量以上がさらに好ましい。また、原紙上に均一な塗工層を形成させる観点の点から平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定機で測定した値で0.2~5μmが好ましく、0.2~3μmがより好ましい。
本発明において顔料塗工液に接着剤(バインダー)配合することができ、接着剤の配合量は特に制限されないが、顔料100重量部あたり1~50重量部が好ましく、3~30重量部程度がより好ましく、さらには5~12重量部が好ましい。
接着剤としては、澱粉などの高分子化合物を好適に使用することができる。接着剤としては、例えば、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体(ラテックス)、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤;カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉、デキストリン等の澱粉類;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤が含まれる。
本発明においては、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色
剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤を適宜使用できる。
本発明において、塗工液の調製方法は特に限定されず、コーターの種類によって適宜調整できる。ブレード方式のコーターを用いる場合は、塗工液の固形分濃度は40~70重量%が好ましく、より好ましくは60~70重量%である。塗工液の粘度は、JIS K 7117-1 のB型粘度計で、500~4000mPa・sが好ましく、よりこのましくは1000~3500mPa・sである。
剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤を適宜使用できる。
本発明において、塗工液の調製方法は特に限定されず、コーターの種類によって適宜調整できる。ブレード方式のコーターを用いる場合は、塗工液の固形分濃度は40~70重量%が好ましく、より好ましくは60~70重量%である。塗工液の粘度は、JIS K 7117-1 のB型粘度計で、500~4000mPa・sが好ましく、よりこのましくは1000~3500mPa・sである。
本発明の塗工液の濃度は、特に限定されないが、印刷品質を考慮すると、55重量%以上、75重量%以下程度が好ましい。塗工液の濃度が高すぎると塗工液が増粘し操業性が悪化する。本発明においては、より好ましくは65重量%以下とすることにより、操業性を良好に保つことが可能となる。また、本発明の塗工液のブルックフィールド粘度(B型粘度、60rpm)は、操業性などの点から、100mPa・s以上、3500mPa・s以下程度が好ましい。より好ましくは500mPa・s以上である。
本発明においては、通常用いられるコーターであればいずれを用いても良い。オンマシンコーターでもオフマシンコーターでも良く、オンマシンコーターであれば、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーターなどのロールコーター、ビルブレイドコーター、ブレードメタリングサイズプレスコーター、ショートドゥエルブレードコーター、ジェットファウンテンブレードコーターなどのコーターを使用できる。塗工速度は、特に限定されないが、現在の技術ではブレードコーターでは500~1800m/分、サイズプレスコーターでは500~2000m/分が好ましい。
本発明において、湿潤塗工層を乾燥させる方法に制限はなく、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いることができる。
本発明においては、顔料塗工した紙を必要に応じて表面処理することができる。平滑化処理には、通常のスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカレンダー、熱カレンダー、シューカレンダー等の平滑化処理装置を用いることができる。平滑化処理装置は、オンマシンやオフマシンで適宜用いられ、加圧装置の形態、加圧ニップの数、加温等も適宜調整される。好ましい態様において、本発明の塗工紙は、スーパーカレンダーや高温ソフトニップカレンダー等のカレンダーで表面処理を行うことができる。表面処理により、塗工紙の平滑度や光沢性を向上させることができる。本発明においては、ソフトニップカレンダー処理が好ましい。ソフトニップカレンダー処理をすることにより、白色度、不透明度共に向上する。ソフトニップカレンダー処理において、金属ロールの表面温度が20℃~60℃の線圧は、30~60kN/m、より好ましくは、40~60kN/mである。また、金属ロールの表面温度が40℃~250℃の高温ソフトニップカレンダー処理であれば、線圧は60~400kN/m、好ましくは、150~300kN/m、より好ましくは100~350kN/mである。温度を上げると、塗工紙の表面の光沢、平滑度が向上する。
以下、具体的な実施例によって本発明を例証するが、本発明を下記の実施例に限定することを意図するものではない。なお、本明細書において、特にことわらない限り、「部」や「%」は重量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとして記載される。
実験1.顔料塗工液の調製と評価
各種抗菌剤を含有する顔料塗工液を調製し、塗工液に沈殿や凝集が生じないかを下記の手順により評価した。
各種抗菌剤を含有する顔料塗工液を調製し、塗工液に沈殿や凝集が生じないかを下記の手順により評価した。
1-1.炭酸カルシウムを含む顔料塗工液
炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%、タマパールTP121―6S、奥多摩工業)69gをバイアル瓶(100ml容)に入れた後、下表に示す抗菌剤を添加した。蓋をした後に激しく30秒間振盪し、20分間静置した段階での顔料塗工液の状態を、下記の基準に基づいて目視で評価した。
(塗工液の評価基準)
5:均一に分散しており、極めて良好
4:分散性良好
3:分散性がやや劣っている
2:凝集・沈殿があり、紙へ塗工する際に異物発生の恐れがある
1:凝集・沈殿が多く、紙への塗工は困難
炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%、タマパールTP121―6S、奥多摩工業)69gをバイアル瓶(100ml容)に入れた後、下表に示す抗菌剤を添加した。蓋をした後に激しく30秒間振盪し、20分間静置した段階での顔料塗工液の状態を、下記の基準に基づいて目視で評価した。
(塗工液の評価基準)
5:均一に分散しており、極めて良好
4:分散性良好
3:分散性がやや劣っている
2:凝集・沈殿があり、紙へ塗工する際に異物発生の恐れがある
1:凝集・沈殿が多く、紙への塗工は困難
1-2.炭酸カルシウムとカオリンを含む顔料塗工液
炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%、タマパールTP121―6S、奥多摩工業)46.9gおよびカオリンスラリー(濃度:約73%、アストラグレース、イメリス・ミネラルズ)21.9gをバイアル瓶(100ml容)に入れた後、下表に示す抗菌剤を添加した。蓋をした後に激しく30秒間振盪し、20分間静置した段階での顔料塗工液の状態を、下記の基準に基づいて目視で評価した。
炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%、タマパールTP121―6S、奥多摩工業)46.9gおよびカオリンスラリー(濃度:約73%、アストラグレース、イメリス・ミネラルズ)21.9gをバイアル瓶(100ml容)に入れた後、下表に示す抗菌剤を添加した。蓋をした後に激しく30秒間振盪し、20分間静置した段階での顔料塗工液の状態を、下記の基準に基づいて目視で評価した。
カチオン系抗菌剤を顔料塗工液に配合した場合、塗工液の粘度が大きく増加したり、クリーム状に固化したりした。その一方、アニオン系抗菌剤、ノニオン系抗菌剤、両性イオン系抗菌剤を顔料塗工液に配合した場合、塗工液の性状は良好であった。
実験2.顔料塗工紙の製造と評価
2-1.塗工紙の製造
ホモディスパー(T.K. HOMO MIXER MARK II、特殊機化工業)を用いて下記の原材料と抗菌剤を3分間攪拌して顔料塗工液を調製した。塗工液の粘度は、B型粘度計(東京計器)を用いて30℃にて測定した(回転数:30rpmまたは60rpm)。
・炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%) 610g
・カオリン溶液(濃度:約73%) 284g
・澱粉溶液(固形分濃度:40%) 49g
・スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(50%) 107g
・滑剤 1.2g
・印刷適性向上剤 1.1g
2-1.塗工紙の製造
ホモディスパー(T.K. HOMO MIXER MARK II、特殊機化工業)を用いて下記の原材料と抗菌剤を3分間攪拌して顔料塗工液を調製した。塗工液の粘度は、B型粘度計(東京計器)を用いて30℃にて測定した(回転数:30rpmまたは60rpm)。
・炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%) 610g
・カオリン溶液(濃度:約73%) 284g
・澱粉溶液(固形分濃度:40%) 49g
・スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(50%) 107g
・滑剤 1.2g
・印刷適性向上剤 1.1g
次いで、クリア塗工済の原紙(坪量:約46g/m2)の片面に、ダウコーターを用いて顔料塗工液を塗工して塗工紙を製造した。ただし、カチオン系抗菌剤を添加したサンプル2-6は塗工液の粘度が高すぎて、ダウコーターを用いて原紙を塗工することができなかった。
2-2.塗工紙の製造(実機製造、サンプル2-7)
下記の割合で原材料とノニオン系抗菌剤(大和化学工業、アモルデンV-500HP)を混合して顔料塗工液を調製した(30℃でのB型粘度:60rpmで2100mPa・s、30rpmで3500mPa・s)。
・炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%) 3240kg
・カオリン溶液(濃度:約73%) 169kg
・澱粉溶液(固形分濃度:40%) 309kg
・スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(50%) 282kg
・ノニオン系抗菌剤(固形分濃度:41.2%) 340kg
次いで、塗工紙用原紙(坪量:約131g/m2、クリア塗工なし)の両面に、ブレードコーターを用いて顔料塗工液を塗工し、塗工紙を製造した(両面塗布量:25.0g/m2)。
下記の割合で原材料とノニオン系抗菌剤(大和化学工業、アモルデンV-500HP)を混合して顔料塗工液を調製した(30℃でのB型粘度:60rpmで2100mPa・s、30rpmで3500mPa・s)。
・炭酸カルシウムスラリー(濃度:約73%) 3240kg
・カオリン溶液(濃度:約73%) 169kg
・澱粉溶液(固形分濃度:40%) 309kg
・スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(50%) 282kg
・ノニオン系抗菌剤(固形分濃度:41.2%) 340kg
次いで、塗工紙用原紙(坪量:約131g/m2、クリア塗工なし)の両面に、ブレードコーターを用いて顔料塗工液を塗工し、塗工紙を製造した(両面塗布量:25.0g/m2)。
2-3.抗菌紙の評価
作製した塗工紙について、下記の評価を行った。評価を行う際には、恒温恒湿室(25℃、湿度50%)に一晩静置し、調湿したサンプルを使用した。
(a)塗布量
塗布前後の坪量を測定し、これらの坪量から塗布量(g/m2)を算出した。
(b)インキ濃度、印刷後光沢
作製した塗工紙について、RI印刷機(明製作所製)を用い、インキ量1.5cc(紅TV20、DIC社製)、印刷速度100rpmの条件で印刷した。送風乾燥機で一晩乾燥した後、印刷部のインキ濃度をマクベス濃度計(RD918、KOLLMORGEN社)および75°光沢度計(GM-26PRO/TOUCH、村上色彩技術研究所)で測定し、印刷後光沢を評価した。
(c)白紙光沢度
作製した塗工紙について、75°光沢度計(GM-26PRO/TOUCH、村上色彩技術研究所)で測定し、白紙光沢度を評価した。
(d)平滑度
作製した塗工紙について、JAPAN TAPPI No.5に則り、王研式透気度・平滑度試験機(旭精工社製)を用いて平滑度を測定した。
(e)裂断長
打ち抜き機(熊谷理機工業製)を用いて20cm×1.5cmのサンプルを用意し、JIS P-8113に基づいて引張強度試験機(HORIZONTAL TENSILE TESTER、熊谷理機工業製)を用いて測定した。各サンプルの坪量で引張強度の値を割り、裂断長を求めた。
(f)抗菌活性
JIS L1902の抗菌試験方法に基づき、2.8cm×2.8cmの塗工紙サンプルを試験片とした。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)を含有する試験液(試験菌濃度:1.0×105~3.0×105CFU/mL)0.2mLを試験片の表面に接種後、37℃で18~24時間培養した。接種直後と培養後に、洗い出し液20mLを加えて試験片から試験菌を洗い出し、洗い出し液中の生菌数を測定し、次式により、抗菌活性値(A)を算出した。なお、対照試料として、洗浄処理した綿布(綿3-1号)を使用した(JIS L0803)。
作製した塗工紙について、下記の評価を行った。評価を行う際には、恒温恒湿室(25℃、湿度50%)に一晩静置し、調湿したサンプルを使用した。
(a)塗布量
塗布前後の坪量を測定し、これらの坪量から塗布量(g/m2)を算出した。
(b)インキ濃度、印刷後光沢
作製した塗工紙について、RI印刷機(明製作所製)を用い、インキ量1.5cc(紅TV20、DIC社製)、印刷速度100rpmの条件で印刷した。送風乾燥機で一晩乾燥した後、印刷部のインキ濃度をマクベス濃度計(RD918、KOLLMORGEN社)および75°光沢度計(GM-26PRO/TOUCH、村上色彩技術研究所)で測定し、印刷後光沢を評価した。
(c)白紙光沢度
作製した塗工紙について、75°光沢度計(GM-26PRO/TOUCH、村上色彩技術研究所)で測定し、白紙光沢度を評価した。
(d)平滑度
作製した塗工紙について、JAPAN TAPPI No.5に則り、王研式透気度・平滑度試験機(旭精工社製)を用いて平滑度を測定した。
(e)裂断長
打ち抜き機(熊谷理機工業製)を用いて20cm×1.5cmのサンプルを用意し、JIS P-8113に基づいて引張強度試験機(HORIZONTAL TENSILE TESTER、熊谷理機工業製)を用いて測定した。各サンプルの坪量で引張強度の値を割り、裂断長を求めた。
(f)抗菌活性
JIS L1902の抗菌試験方法に基づき、2.8cm×2.8cmの塗工紙サンプルを試験片とした。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)を含有する試験液(試験菌濃度:1.0×105~3.0×105CFU/mL)0.2mLを試験片の表面に接種後、37℃で18~24時間培養した。接種直後と培養後に、洗い出し液20mLを加えて試験片から試験菌を洗い出し、洗い出し液中の生菌数を測定し、次式により、抗菌活性値(A)を算出した。なお、対照試料として、洗浄処理した綿布(綿3-1号)を使用した(JIS L0803)。
カチオン系抗菌剤を塗工液に配合した場合、塗工液に凝集や沈殿が生じてしまい、紙に塗工液を塗工することができなかった。一方、本発明によれば、抗菌剤無配合と同等の印刷後光沢度・インキ濃度・平滑度があり、抗菌性を有しながら美粧性の高い塗工紙を実際に製造することができた。
Claims (6)
- 抗菌剤と顔料を含有する塗工液を原紙に塗布することを含む、抗菌紙を製造する方法であって、
抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記方法。 - 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 抗菌剤と顔料を含む顔料塗工層を原紙上に有する抗菌紙であって、抗菌剤が、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤からなる群より選択される1以上を含む、上記抗菌紙。
- 前記顔料が炭酸カルシウムおよび/またはカオリンを含む、請求項4に記載の抗菌紙。
- 前記塗工液がバインダーとして澱粉および/またはラテックスを含む、請求項4または5に記載の抗菌紙。
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JP2021121775A JP2023017475A (ja) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | 抗菌塗工紙およびその製造方法 |
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