JP3701980B2

JP3701980B2 - 再パルプ化可能な紙複合材料

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Publication number: JP3701980B2
Application number: JP52834898A
Authority: JP
Inventors: ヴァイスゲルバールドルフ; バステルベルガートーマス
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: TW524909B; EP0946665A1; WO1998028378A1; EP0946665B1; JP2000509429A; CA2273493A1; CA2273493C; DE19654177A1; DE59702029D1

Description

本発明は、再パルプ化可能な紙複合材料、殊にラベル、ならびにその製造法に関する。
古紙は高いパーセンテージで収集され、かつ再利用される。この場合、古紙はセルロースからなるものではない一連の“不純物”、例えば接着テープ、シート材料、複合材料および接着フィルムを含有する。リサイクルのため、収集された古紙は中性ないしアルカリ性のｐＨ値の水中パルプ機（離解機）の中で、機械的作用によって、できるだけ単一のセルロース繊維になるまで裁断される。引続き、抄紙機上で支障なく使用されることができる、セルロース繊維からなるできるだけ純粋な泥状物を得るという目的で、多段階の工程での浄化が行われる。浄化工程は、実際には常に１度の篩分け、常法によれば細長い切り口、例えば約０．１５ｍｍの目開きを有する篩を用いた篩分けを包含する。場合によっては、その後付加的に浮遊が実施され；殊に、良好な紙質を得るため印刷イキンが除去されるべき場合（脱インキ）である。
この場合、古紙から取得される繊維泥状物を高速抄紙機上で加工する際には、例えば調製工程では分離されなかったラベルの感圧接着剤層残留物に基づく、いわゆる“スティッキーズ（Stickies）”の形成によって、再三再四支障を来す。この場合“スティッキーズ”とは、新たに製造された紙の中で、“油性の”しみおよび単一紙の粘着によって顕著になるような、好ましくは付着性ポリマーのブロックもしくは塊状集積物であると、理解される。さらに、スティッキーズは例えば抄紙機のローラーおよび篩分け機上に付着し、かつそれによって、例えば軌道破壊に至る運転経過中の障害をまねく。この二つは、高価な費用の原因となる。近年では、古紙調製の際に閉鎖的な水循環をますます多く導入すること、および付着性紙製ラベルの拡大普及によりますます増加する古紙中の接着剤含量、殊に感圧接着剤の量は、本質的なスティッキーズ問題の激化をもたらしている。
したがって、古紙再利用の場合に繊維泥状物から接着剤の残分を分離するための解決方法が求められる。これは、殊に感圧接着剤からなるフィルムの場合、困難であり、それというのもこのフィルムは離解の際に小片に割れるからである。小片の大きさおよび自己付着性材料の柔軟性もしくは可撓性に依存して、これらは篩分けによって制限的にのみ除去されることができる。
国際公開番号ＷＯ−Ａ９３／０８２３９中には、再パルプ化可能な感圧接着剤層を有するリサイクル可能なラベルを使用することが推奨されており、この場合、感圧接着剤層はカルボキシル基を有するコモノマー単位の含分１０〜２０％を有するアクリレートポリマーからなる。国際公開番号ＷＯ−Ａ９４／１７９９８中では、ヒドロキシエチルメタクリレート単位１０〜２０％が共重合される点で異なるが、同様の過程をたどる。国際公開番号ＷＯ−Ａ９６／０８５３９中には、再パルプ化可能なラベルが記載されており、このラベルは２つの異なった感圧接着剤層を備えられている。感圧接着成分の再パルプ化安定性は、紙担体上に水中で分散可能な感圧接着剤層が塗布され、引続き水中で再分散不可能な感圧接着剤層が貼り合わされることによって得られる。
欠点は、再パルプ化の際に、スティッキーズ形成の危険をはらみ、かつ、例えば付加的な浮遊工程によって多額の費用で除去されなければならない、分散可能な感圧接着剤層の再分散性粒子の増加をまねくことである。付加的な浮遊工程が実施される場合、排水は浄水装置中で浄化されなければならないか、もしくは排水溝に負担をかける。
欧州特許出願公開第４３８７８１号明細書の場合には、紙層、再パルプ化安定性のポリマーフィルムおよび再パルプ化安定性の感圧接着剤から構成されているラベルについて、特許の保護が請求されている。この場合、プラスチックフィルムは、紙上に押出されるか、または溶融液として液体で塗布される。感圧接着剤層は、場合によっては付加的な一次層を用いてフィルム上に結合される。欠点は、液体の状態でポリマーフィルムを設ける際に、紙繊維が液体ポリマーと一緒に被覆され、かつ結合されることである。したがって繊維は再パルプ化の際にはそれ以上遊離されず、かつ再利用の際には失われる。もう一つの欠点は、パルプ化安定性感圧接着剤が塗布されるが、しかし一般的には感圧接着剤はパルプ化安定性ではないことである。
したがって、感圧接着剤層がパルプ化の際に完全には離解せず、むしろ篩分け可能な粒子の形で存在し、かつ再パルプ化の際には紙繊維は完全に遊離されるように仕上げられている、紙担体および従来の感圧接着剤を基礎とするラベルを提供するという課題が課された。
この課題は、水性分散液の形で塗布される、耐湿性で、再パルプ化不可能であるが、親水性の中間層によって解決された。
本発明の対象は、紙担体と感圧接着剤層とからなる再パルプ化可能な紙複合材料であり、紙担体と感圧接着剤層との間に、−２０〜＋４０℃のガラス転移温度Ｔｇを有する、保護コロイド含有分散ポリマーフィルムおよび／または乳化剤含有分散ポリマーフィルムからなる中間層が設けられており、該中間層が耐湿性を有していることによって特徴付けられる。
本発明のもう１つの対象は、再パルプ化可能な紙複合材料を製造する方法であり、この方法は、
ａ）中間層を製造する第一処理工程において、Ｃ原子１〜１５個を有するアルキルカルボン酸のビニルエステルのホモポリマーまたはコポリマー、Ｃ原子１〜１２個を有するアルコールの（メト）アクリル酸のエステルからなるホモポリマーまたはコポリマー、スチロール−ブタジエン−コポリマー、の群からの、−２０〜＋４０℃のガラス転移温度Ｔｇを有する、保護コロイド安定化ホモポリマーまたはコポリマーおよび／または乳化剤安定化ホモポリマーまたはコポリマーの水性分散液が塗布し、乾燥させ、
ｂ）第二処理工程において、感圧接着剤組成物を第一処理工程からのポリマー層上に設けることによって特徴付けられる。
紙担体としては、特にラベル製造に常用の、刷毛塗りされていないか、または刷毛塗りされた紙質が使用されることができる。
親水性表面を有する耐湿性中間層に適当なポリマーは、Ｃ原子１〜１５個を有するアルキルカルボン酸のビニルエステルのホモポリマーまたはコポリマー；場合によってはスチロールとの組合せ物での、Ｃ原子１〜１２個を有するアルコールのアクリル酸またはメタクリル酸のエステルのホモポリマーまたはコポリマー；およびスチロール−ブタジエン−コポリマー、の群からの、保護コロイド安定化ホモポリマーまたはコポリマーおよび／または乳化剤安定化ホモポリマーまたはコポリマーである。
この場合、耐湿性とは中間層が篩分け不可能な粒子中で完全に離解することなく、再パルプ化工程に耐えることであると理解されるべきである。親水性表面は、保護コロイド含量もしくは乳化剤含量によって、場合によっては補助モノマーによって左右され、かつ紙繊維からの中間層の分離を簡単にする。
好ましいビニルエステルは、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニル−２−エチルヘキサノエート、ビニルラウレート、１−メチルビニルアセテート、ビニルピバレートおよびＣ原子５〜１０個を有するα−分枝鎖状モノカルボン酸のビニルエステル、例えばＶＶ５^Ｒ、ＶｅｏＶａ９^ＲまたはＶｅｏＶａ１０^Ｒである。特に好ましくは酢酸ビニルである。
好ましいメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルは、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレートである。特に好ましくはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレートおよび２−エチルヘキシルアクリレートである。
好ましい実施態様の場合、場合によっては、さらに水溶性のエチレン性不飽和モノマーが、ポリマーの全重量に対して５重量％までの含分で共重合されていてよい。このモノマーの例は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリルアミドプロパンスルホン酸である。
場合によってはさらに水溶性、または架橋可能なエチレン性不飽和モノマーを含有する、適当なビニルエステルポリマーの例は次のものである：
酢酸ビニルホモポリマー、酢酸ビニル−エチレン−コポリマー、酢酸ビニル−エチレン−ビニルクロリド−コポリマー、Ｃ原子５〜１０個の有するα−分枝鎖状カルボン酸のビニルエステルとの酢酸ビニル−コポリマー、酢酸ビニル−ｎ−ブチルアクリレート−コポリマー。
適当な（メト）アクリル酸ポリマーの例は次のものである：メチルメタクリレートとｎ−ブチルアクリレートおよび／または２−エチルヘキシルアクリレートとのコポリマー、ならびにｎ−ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレートとスチロールとのコポリマー。
この場合、モノマー選択またはコモノマーの重量分の選択は、ホモポリマーおよびコポリマーが、−２０〜＋４０℃、有利に−１５〜＋２５℃、殊に−５〜＋１０℃のガラス転移温度Ｔｇを有するようにして行われる。紙複合材料の特に高度の不撓性が望まれている場合、高いＴｇを有するポリマーの使用が好ましい。ポリマーのガラス転移温度Ｔｇは、示差走査熱量法（ＤＳＣ）を用いた公知の方法で測定される。Ｔｇはフォックス方程式を用いて近似的に予め計算されてもよい。Fox T.G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, 123頁（1956）によれば、次の式が当てはまる：１／Ｔｇ＝Ｘ_１／Ｔｇ_１＋Ｘ_２／Ｔｇ_２＋・・・＋Ｘ_ｎ／Ｔｇ_ｎ、［式中、Ｘ_ｎはモノマーｎの質量分数（重量％／１００）を表わし、およびＴｇ_ｎはモノマーｎのホモポリマーのケルビン度数で表わすガラス転移温度である］。ホモポリマーのＴｇ値は、Polymer Handbook 2nd Edition, J.Wiley & Sons, ニューヨーク在（１９７５）中に記載されている。
再パルプ化安定性を改善するため、中間層の分散ポリマーは場合によってはなお、１つまたは複数の架橋のための補助モノマー単位を、それぞれポリマーの全重量に対して有利に０．１〜５重量％含有していてよい。これらの例は次のものである：Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド；Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキル基を有するＮ−（アルコキシメチル）アクリルアミドまたはＮ−（アルコキシメチル）メタクリルアミド、例えばＮ−（イソブトキシメチル）−アクリルアミド（ＩＢＭＡ）、Ｎ−（イソブトキシメチル）−メタクリルアミド（ＩＢＭＭＡ）、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）−アクリルアミド（ＮＢＭＡ）、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）−メタクリルアミド（ＮＢＭＭＡ）。架橋は、これらのコモノマーの場合、場合によってはなお酸性硬化剤、例えばＡｌ（ＩＩＩ）の金属塩例えばＡｌ−ニトレート、Ａｌ−クロリド、Ｃｒ（ＩＩＩ）−塩例えば硝酸クロムおよびＺｒ（ＩＶ）−塩例えばオキシ塩化ジルコニウムを添加することによって、促進されることができる。金属塩の含量は、ポリマーの全重量に対して、一般には０．５〜５．０重量％である。
架橋性に作用するコモノマーの他の例は、多重エチレン性不飽和コモノマー、例えばエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルアジペート、ジビニルベンゾール、ビニルメタクリレート、ビニルアクリレート、アリルメタクリレート、アリルアクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフタレート、ジアリルフタレート、メチレンビスアクリルアミド、シクロペンタジエニルアクリレートまたはトリアリルシアヌレートである。再パルプ化安定性は、二官能性または多官能性架橋剤、例えば二官能性または多官能性イソシアネート、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、２．４−トルイレンジイソシアネートおよび２．６−トルイレンジイソシアネートの添加により、外部架橋することによっても改善されることができる。またカルボニル基含有コモノマー、例えばジアセトンアクリルアミドまたはクロトンアルデヒドも適当であり、これらは架橋もしくは結合のため、ヒドラジド基含有架橋剤、例えばアジピン酸ジヒドラジドを添加するか、またはアミノオキシ基含有架橋剤、例えば１，４−ジアミノオキシブタンまたは２−アミノオキシ−プロピオン酸ヒドラジドを添加することによって反応する。前記カルボニル基含有コモノマーもしくは架橋剤の含量は、ポリマーに対して一般に０．１〜３．０重量％である。
中間層の親水性は、特に乳化剤および／または保護コロイドの含量によって生じる。乳化剤としては、全ての市販のイオン乳化剤および非イオン乳化剤が該当する。殊にこれらは次のものであってよい：酸化エチレンおよび酸化プロピレンのブロックコポリマー、エトキシル化されたアルキルフェノール、エトキシル化された脂肪アルコール、ならびに長鎖アルキルスルフェート（Ｃ_８〜Ｃ_１２−アルキル基）のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、エトキシル化されたアルカノールおよびエトキシル化されたアルキルフェノールの硫酸半エステルのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、アルキルスルホン酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩およびアルキルアリールスルホン酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩。
保護コロイドとしては、例えばセルロース、例えばヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびカルボキシメチルセルロース、澱粉およびデキストリン、シクロデキストリン、全鹸化または部分鹸化したポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、アクリルアミドプロパンスルホン酸のホモポリマーおよびコポリマーが適当である。
乳化剤含量は、ポリマーに対して有利に０．１〜５重量％である。保護コロイド含量は、ポリマーに対して有利に０．１〜１５重量％である。乳化剤と保護コロイドとの混合物も含有されていてよい。好ましくは中間層は、６０〜９５モル％の加水分解率を有する部分鹸化されたポリビニルアルコールを、有利に乳化剤との混合物で含有する。
好ましくは中間層は、酢酸ビニル−エチレン−コポリマー、場合によってはＮ−メチロールアクリルアミドおよび／または前記の水溶性のエチレン性不飽和コモノマーの含量、およびポリビニルアルコールおよび／または乳化剤からなる。また好ましくは、酢酸ビニル−ホモポリマーまたは酢酸ビニルとＶｅｏＶａ１０とのコポリマーならびにポリビニルアルコールおよび／または乳化剤を含有し、および場合によっては外側で可塑化されている中間層でもある。
中間層の分散ポリマーの製造は、有利に乳化重合法により水相中で行われ、および乳化重合に通常使用される水溶性ラジカル形成剤を用いて開始される。分散剤としては、前記の、通常乳化重合の際に使用される乳化剤および／または保護コロイドが使用される。有利には、３０〜１００℃の温度および１００バール未満の圧力で重合される。重合は有利に２〜７のｐＨで実施される。
中間層の厚さは任意であり、および有利に４〜４０μｍ、特に好ましくは４〜２０μｍである。
感圧接着剤層に適当であるのは、ポリマー分散液、溶融接着剤および照射架橋可能な系を基礎とする、全ての通常の感圧接着剤もしくは感圧接着剤組成物である。これらの例は、アクリル酸エステル−コポリマー、アクリル酸エステルとビニルエステルおよび場合によってはエチレンとのコポリマー、アクリル酸エステルまたはビニルエステルとマレイン酸エステルおよびフマル酸エステルとのコポリマー；または熱可塑性ゴム例えばスチロール−ブタジエン−ブロックコポリマー、スチロール−イソプレン−ブロックコポリマーである。好ましくは、アクリル酸エステル−コポリマー、およびアクリル酸エステルとビニルエステルおよび場合によってはエチレンとのコポリマーである。
適当なアクリル酸エステルおよびビニルエステルは、前記の好ましいビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルプロピオネート、ビニル−２−エチルヘキサノエート、ビニルラウレート、１−メチルビニルアセテート、ビニルピバレート、およびＣ原子５〜１０個を有するα分枝鎖状モノカルボン酸のビニルエステル、例えばＶＶ５^Ｒ、ＶｅｏＶａ９^ＲまたはＶｅｏＶａ１０^Ｒ、および既に記載されたアクリル酸エステル、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレートである。感圧接着剤層のためコポリマー組成物は、コポリマーのガラス転移温度Ｔｇが−２０℃未満、有利に−６０〜−３０℃であるようにして選択される。
常用の感圧接着剤−分散液は、通常前記の種類の、水溶性のエチレン性不飽和補助モノマーを、ポリマーに対して１０重量％までの含量で有する。
感圧接着性の改善のため、粘着付与剤を含有する感圧接着剤組成物も使用されてよい。粘着付与剤の例は、バルサム樹脂またはタル樹脂としても公知のコロホニウム樹脂、ならびにこれらの誘電体、例えば二量化され、不均等化され、および水素添加されたコロホニウムである。その他の例はグリコールエステル、グリセリンエステルおよびバルサム樹脂のペンタエリトリットエステル、例えばコロホニウムジエチレングリコールエステル、炭化水素樹脂、ポリテルペン樹脂、クマロン−インデン−樹脂およびテルペン−フェノール−樹脂である。
感圧接着剤層の厚さは任意であり、および有利に１０〜４０μｍ、特に好ましくは１０〜２５μｍである。
好ましい実施態様の場合、感圧接着剤フィルムは中間層のポリマーフィルムに、化学架橋によって結合されている。架橋は、例えば感圧接着剤もしくは感圧接着剤組成物と、二官能性架橋剤または多官能性架橋剤との混合物を使用することによって行われてよい（２成分系）。架橋剤としては、ヒドロキシ官能性、アミド官能性またはカルボキシル官能性ポリマー、例えば中間層のポリビニルアルコール含量、または中間層および感圧接着剤層のポリマーの官能性モノマー単位と反応する、通常の架橋剤が適当である。
通常の架橋剤の例は、アジリジン、メラミン樹脂、有利に二官能性または多官能性イソシアネート、例えばメチレンジフェニル−ジイソシアネート（ＭＤＩ）またはイソホロン−ジイソシアネートである。特に好ましくは、数時間の接着剤系可使時間をもたらす水乳化可能なオリゴマーポリイソシアネートである。この架橋剤の含量は、それぞれ感圧接着剤組成物の全重量に対して、一般に０．５〜１０重量％、有利に０．５〜５重量％である。
感圧接着剤フィルムと、中間層の分散ポリマーフィルムとの結合のため、感圧接着剤フィルムのもう１つの好ましい実施態様は、架橋可能なコモノマー単位を含有する、前記モノマーを基礎とする感圧接着剤コポリマーを使用することである。このようなコモノマー単位の例は、エポキシ基含有モノマー、例えばグリシジルメタクリレートである。他の例は、Ｎ−メチロール−官能性モノマー単位、例えばＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド；Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基を有するＮ−（アルコキシメチル）アクリルアミドまたはＮ−（アルコキシメチル）メタクリルアミド、例えばＮ−（イソブトキシメチル）−アクリルアミド（ＩＢＭＡ）、Ｎ−（イソブトキシメチル）−メタクリルアミド（ＩＢＭＭＡ）、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）−アクリルアミド（ＮＢＭＡ）、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）−メタクリルアミド（ＮＢＭＭＡ）である。カルボニル基含有コモノマー、例えばジアセトンアクリルアミドまたはクロトンアルデヒドも適当であり、これらの化合物は、架橋もしくは結合のため、ヒドラジド基含有架橋剤、例えばアジピン酸ジヒドラジドを添加するか、またはアミノオキシ基含有架橋剤、例えば１，４−ジアミノオキシブタンまたは２−アミノオキシ−プロピオン酸ヒドラジドを添加することによって反応する。有利にコモノマー単位の含量は、感圧接着剤ポリマーに対して、０．１〜３．０重量％である。
紙複合材料の製造は、公知の被覆装置中で行われてよい。中間層を形成するポリマーは、３０〜７５重量％、有利に５０〜７５重量％、特に好ましくは５８〜７５重量％の固体含量を有する水性分散液の形で、紙担体上に、例えばドクターを用いて塗布される。この場合、分散液が剥離物質上、例えばシリコーン剥離層を備えた紙上に、塗布され、かつ乾燥され、および紙担体を上に貼り合わせることによって直接紙上に塗布されるようにして行われることができる。有利にポリマー層は、相応する水性分散液を紙担体上に直接塗布し、引続きトンネル式乾燥機中で乾燥することによって製造される。この場合、乾燥温度は一般に５０〜２００℃である。
架橋した中間層の製造のため、架橋可能なコモノマー単位を有するコポリマー分散液、または水性コポリマー分散液と外部架橋剤とからなる混合物が使用される。塗布は、架橋していない中間層の製造と同様の処理方法で行われる。架橋は乾燥工程で行われる。この場合、架橋促進のため、場合によっては１００℃を上回り、有利に１７０℃未満の乾燥温度が使用されてもよいか、もしくは前記の硬化剤が添加されてもよい。
第二処理工程では、感圧接着剤層が中間層上に塗布される。この工程は中間層の塗布後、時間をおいて行われるか（オフライン（offline））、または有利にポリマー層塗布直後に１つの作業工程で行われる（インライン（inline））。インラインは、適当な被覆装置の設計を必要とする。
場合によってはさらに粘着付与剤、加工助剤例えば消泡剤または架橋剤、または外部架橋剤を含有する感圧接着剤組成物は、この場合、有利に５０〜７５重量％の固体含有を有する水性分散液の形か、または溶融液として塗布されてよい。場合によっては、感圧接着剤組成物は照射、例えばＵＶ照射または電子線によって架橋される。感圧接着剤層の塗布は、常法で中間層上に、例えばドクターまたはローラー塗布を用いて直接塗布することによってか、あるいは剥離材料、有利にシリコーン化された剥離紙を感圧接着剤を用いて被覆し、場合によっては有利に５０〜２００℃で乾燥させるか、または照射架橋させ、および引続き、中間層を備えた紙担体を貼り合わせることによって行われる。この場合、感圧接着剤層は中間層を形成するポリマーフィルム上に移動される。必要な場合には、得られた紙複合材料を引続き巻く際に、被覆材料もしくは剥離材料、有利にシリコーン化された剥離紙が導入される。
外部架橋剤を有する感圧接着剤組成物を被覆する場合、または架橋可能なモノマー単位を有するコポリマーを基礎とする感圧接着剤を被覆する場合、有利に感圧接着剤は水性分散液として直接中間層上に、例えばドクター塗布によって塗布される。架橋のため、乾燥は、室温または高められた温度、有利に１００〜２００℃の温度で行われる。引続き、得られた紙複合材料を巻く際、被覆材料もしくは剥離材料、有利にシリコーン化された剥離紙が導入される。
本発明による紙複合材料の場合、耐湿性で親水性の中間層を導入することによって、再パルプ化の際に紙繊維がほとんど完全に除去され、かつ繊維の損失が僅かに押さえられている結合が提供される。接着剤層は、再パルプ化の際には中間層と一緒になって、古紙リサイクルの際に常用の篩を用いた、この小片のほとんど完全な篩分けが可能であるような程度に大きな小片で見られる。したがって、パルプからの接着剤粒子の分離には、特別な浄化工程、例えば浮遊は不必要である。抄紙機の水循環内のポリマー増化は、効果的に阻止される。スティッキーズ形成の危険は、最小にされており、かつ有機成分、殊にポリマーの排水の含量は、著しく減少されている。
次の例につき本発明をさらに詳説する：
試験法：
再パルプ化のため、４００ｍｌ用ビーカー中に水２５０ｇを装入し、被覆したラベル紙４ｇ（８０ｇ／ｍ²ベラム紙）を約２×２ｃｍの小片に分割し、かつできるだけ凝塊物なしに水中で懸濁させた。水およびラベル紙を調理用ミキサー中に移し（ムリネックス（Moulinex）Ｄ７０型）、回転数の段階３で２０分間離解させた。引続き、ミキサーの内容物を１リットル用ビーカー中に入れ、かつ全量４００ｇになるまで水および繊維泥状物を充填した。次に混合物を約１２００ｒｐｍを有するプロペラ式攪拌機を用いて１分間均質化した。均質な混合物から約５ｇを取り出し、かつ吸湿紙上で、約５×５ｃｍの平面に分配した。
接着剤粒子の大きさを測定した。中間層からの感圧接着剤層の分離ならびに中間層との紙繊維の結合を、定性判定した。
中間層および感圧接着剤を製造するための分散液を、若干量（０．５％未満）の異なった染料（例えばヘリザリンブルー）の添加によって十分に染色した。この方法で、中間層および感圧接着剤層をパルプ中で区別することができた。
例１：
酢酸ビニルとエチレンとからなるコポリマー（エチレン含量約１８重量％；Ｔｇ（ＤＳＣ）＝３℃）と、それぞれポリマー含量に対して、ポリビニルアルコール（加水分解率８８％）４重量％およびアルキルアルコールエトキシレート−乳化剤０．５重量％との水性分散液を、ワイヤ状ドクターを用いて８０ｇ／ｍ²のベラム紙上に１５μｍ（乾燥）の層厚で塗布した。乾燥した中間層上に、アクリル酸エステル−コポリマー（Ｔｇ＝−５７℃；４０重量％）；酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルとからなるコポリマー（Ｔｇ＝−３５℃；３０重量％）と粘着付与剤としての不均等化されたコロホニウム（乾燥材料に対して３０重量％）、ならびに架橋剤および消泡剤からなる感圧接着剤組成物の水性分散液を１８μｍ（乾燥）の層厚で塗布した。
このようにして得られた複合材料の再パルプ化後、紙繊維は完全にポリマー層から剥離していた。中間層および感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、２ｍｍを上回る大きさの粒子の形であった。
比較例１：
例１と同様に行ったが、異なる点として、中間層を塗布せず、８０ｇ／ｍ^２のベラム紙上に２２μｍの層厚で、例１から得られる感圧接着剤組成物を直接塗布した。再パルプ化後、５０％を上回る感圧接着剤層が、０．５ｍｍ未満の篩分け不可能な粒子で存在した。
例２：
例１と同様に行ったが、異なる点として、中間層の製造のため、それぞれポリマー含量に対して、ポリビニルアルコール（加水分解率８８％）５重量％およびアルキルフェノールエトキシレート乳化剤１重量％を用いて安定化した、Ｎ−メチロールアクリルアミド２重量％を有する酢酸ビニル−エチレン−コポリマーの水性分散液を塗布したが、この水性分散液はさらに硬化剤として、分散液に対して、アルミニウムクロリド−６−水和物の５０％水溶液３重量％を含有するものであった。乾燥した中間層の厚さは、１５μｍであった。感圧接着剤としては、例１から得られる感圧接着剤を約１７μｍの膜厚（乾燥）で塗布した。
このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、紙繊維はポリマー層から完全に剥離していた。中間層および感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、２ｍｍを上回る大きさの篩分け可能な粒子の形であった。
例３
例１と同様に行ったが、異なる点として、中間層の製造のため、酢酸ビニル、エチレン、ｎ−ブチルアクリレートと、アルキルフェノールエトキシレート乳化剤を用いて安定化したＮ−メチロールアクリルアミド（Ｔｇ約−１４℃）とからなるコポリマーの水性分散液を、１２μｍ（乾燥）の厚さで塗布した。感圧接着剤としては、例１から得られる感圧接着剤を約１５μｍの厚さ（乾燥）で塗布した。
このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、紙繊維はポリマー層から完全に剥離していた。中間層および感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、３ｍｍを上回る大きさの篩分け可能な粒子の形であった。
例４：
例１と同様に行ったが、異なる点として、中間層の製造のため、酢酸ビニルと、ポリビニルアルコール（加水分解率８８％）を用いて安定化したＮ−メチロールアクリルアミド（Ｔｇ約３５℃）とからなるコポリマーの水性分散液を、２０μｍの厚さ（乾燥）で塗布したが、この水性分散液はさらに、それぞれ分散液に対して、皮膜形成助剤としてのブチルジグリコールアセテート２．５重量％、アルミニウムニトレート−９−水和物２重量％を含有するものであった。感圧接着剤としては、例１から得られる感圧接着剤を約２０μｍの厚さ（乾燥）で塗布した。このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、紙繊維はポリマー層から完全に剥離していた。中間層および感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、１ｍｍを上回る大きさの篩分け可能な粒子の形であった。
例５：
中間層の製造のため、アルキルエトキシレート乳化剤を用いて安定化したスチロール−ブチルアクリレート−コポリマー（Ｔｇ約１０℃）の皮膜形成助剤含有水性分散液を、１８μｍの層厚で塗布した。感圧接着剤としては、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、酢酸ビニルとアクリル酸とからなる、約−４５℃のＴｇを有する水性コポリマー分散液を使用した。中間層上への塗布前に、感圧接着剤分散液に、水乳化可能な、多官能性オリゴマーイソシアネートを、分散液に対して３重量％混入した。混合物の可使時間は約８時間であった。
感圧接着剤層を塗布し、乾燥した後、再パルプ化した。中間層および感圧接着剤は、互いに結合しており、かつ複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、３ｍｍを上回る大きさの篩割け可能な粒子の形であった。
例６：
紙複合材料の製造を例５と同様に行ったが、異なる点として、感圧接着剤分散液にイソシアネートを混入しなかった。
再パルプ化後、ポリマー平面の約５０％は、篩分け可能な粒子の形であった。粒度は１ｍｍを上回るものであった。
例７：
中間層の製造を例１と同様に行った。感圧接着剤としては、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、酢酸ビニルとＮ−メチロールアクリルアミド（Ｔｇ＝−４５℃）２重量％とからなる、コポリマーの水性分散液を使用した。感圧接着剤層を、１３０℃を上回る温度で乾燥させた；厚さは２０μｍ（乾燥）であった。
このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、紙繊維はポリマー層から完全に剥離していた。中間層および感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、２ｍｍを上回る大きさの篩分け可能な粒子の形であった。
例８：
紙複合材料の製造を例７と同様に行ったが、異なる点として、感圧接着剤分散液のコポリマーは、Ｎ−メチロールアクリルアミドを含有していなかった。２０μｍ（乾燥）の厚さで中間層上に塗布された感圧接着剤層を乾燥した後、再パルプ化した。再パルプ化後、ポリマー面積の５０％に、中間層からの感圧接着剤層の剥離が見られた。粒度は約１ｍｍであった。
例９：
中間層の製造を例１と同様に行った。感圧接着剤としては、ポリスチロール−ポリブタジエン−ポリスチロール−ブロックコポリマー４５％、粘着付与剤としてのコロホニウム樹脂エステル５３％と老化防止剤としての酸化防止剤２％とからなる溶融感圧接着剤を、ドクターを用いてシリコーン化した離型紙のシリコーン側上に、２０μｍの層厚で塗布した。乾燥した中間層を備えた紙担体を、引続き、溶融感圧接着剤で被覆した離型紙上に貼り付けた。この場合、感圧接着剤層を中間層上に被覆した。このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、紙繊維はポリマー層から完全に剥離していた。中間層および溶融感圧接着剤は、複合体として存在した。全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、３ｍｍを上回る大きさの篩分け可能な粒子の形であった。
比較例２：
例１と同様に行ったが、異なる点として、中間層の製造のため、酢酸ビニル、エチレンおよび２−エチルヘキシルアクリレートとからなる、専ら−３５℃のＴｇを有し、アルキルフェノールエトキシレート乳化剤を用いて安定化したコポリマーの水性分散液を、１４μｍ（乾燥）の厚さで塗布した。感圧接着剤としては、例１から得られる感圧接着剤を約１８μｍの厚さ（乾燥）で塗布した。
このようにして得られた複合材料を再パルプ化した後、全ポリマー面積の９５％を上回る面積は、０．５ｍｍ未満の篩分け不可能な粒子の形であった。

Claims

紙担体と感圧接着剤層とからなる再パルプ化可能な紙複合材料において、紙担体と感圧接着剤層との間に、Ｃ原子１〜１５個を有するアルキルカルボン酸のビニルエステルのホモポリマーまたはコポリマー、Ｃ原子１〜１２個を有するアルコールの（メト）アクリル酸のエステルからなるホモポリマーまたはコポリマー、スチロール−ブタジエン−コポリマー、の群からのホモポリマーまたはコポリマーを基礎とする、−２０℃〜＋４０℃のガラス転移温度Ｔｇを有する、保護コロイド含有分散ポリマーフィルムおよび／または乳化剤含有分散ポリマーフィルムからなる中間層を設けており、該中間層が耐湿性であることを特徴とする、再パルプ化可能な紙複合材料。
中間層が、酢酸ビニルホモポリマー、酢酸ビニル−エチレン−コポリマー、酢酸ビニル−エチレン−ビニルクロリド−コポリマー、Ｃ原子５〜１０個を有するα−分枝鎖状カルボン酸のビニルエステルとの酢酸ビニル−コポリマー、酢酸ビニル−ｎ−ブチルアクリレート−コポリマー、メチルメタクリレートとｎ−ブチルアクリレートおよび／または２−エチルヘキシルアクリレートとのコポリマー、ならびにｎ−ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレートとスチロールとのコポリマーを含有するか、もしくはこれらのポリマーが中間層の製造のために使用されている、請求項１記載の紙複合材料。
ホモポリマーおよびコポリマーが水溶性のエチレン系不飽和モノマーをポリマーの全重量に対して５重量％まで含有する、請求項２記載の紙複合材料。
乳化剤を、ポリマーに対して０．１〜５重量％および／または保護コロイド、有利に６０〜９５モル％の加水分解率を有する部分鹸化されたポリビニルアルコールを、ポリマーに対して０．１〜１５重量％含有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の紙複合材料。
中間層を製造するためのポリマーがなお、それぞれポリマーの全重量に対して、架橋のための１つまたは複数の補助モノマー０．１〜５重量％、または架橋に作用する、多重エチレン性不飽和コモノマーを含有するか、またはカルボニル基含有コモノマーを、ヒドラジド基含有架橋剤またはアミノオキシ基含有架橋剤との組合せ物でポリマーに対して０．１〜３．０重量％含有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の紙複合材料。
感圧接着剤として、アクリル酸エステル−コポリマー、アクリル酸エステルとビニルエステルとのコポリマー、アクリル酸エステルまたはビニルエステルとマレイン酸エステルおよびフマル酸エステルとのコポリマー、またはスチロール−ブタジエン−ブロックコポリマー、スチロール−イソプレン−ブロックコポリマーを基礎とする、−２０℃未満のコポリマーのＴｇを有する感圧接着剤が、ポリマー分散液、溶融接着剤および照射架橋可能な系の形で使用されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の紙複合材料。
感圧接着剤層もしくは感圧接着剤組成物として、ヒドロキシ官能ポリマー、アミド官能ポリマーまたはカルボキシ官能ポリマーと反応する二官能性架橋剤または多官能性架橋剤を有する感圧接着剤層もしくは感圧接着剤組成物が使用されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の紙複合材料。
請求項１から７までのいずれか１項に記載の再パルプ化可能な紙複合材料を製造する方法において、
ａ）中間層を製造する第一処理工程において、Ｃ原子１〜１５個を有するアルキルカルボン酸のビニルエステルのホモポリマーまたはコポリマー、Ｃ原子１〜１２個を有するアルコールの（メト）アクリル酸のエステルからなるホモポリマーまたはコポリマー、スチロール−ブタジエン−コポリマー、の群からの、−２０〜＋４０℃のガラス転移温度Ｔｇを有する、保護コロイド安定化ホモポリマーまたはコポリマーおよび／または乳化剤安定化ホモポリマーまたはコポリマーの水性分散液を塗布し、乾燥させ、
ｂ）第二処理工程において、感圧接着剤組成物を、第一処理工程からのポリマー層上に設けることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の再パルプ化可能な紙複合材料を製造する方法。
処理工程ａ）において、水性分散液を紙担体上にドクターを用いて塗布し、かつ乾燥するか、またはシリコーン剥離層を備えた紙上に塗布し、乾燥しかつ紙担体上に貼り合わせることによって移し、処理工程ｂ）において、感圧接着剤層を、例えばドクターまたはローラー塗布を用いて中間層上に直接設けるか、あるいは剥離材料、有利にシリコーン化された剥離紙を感圧接着剤を用いて被覆させ、引続き中間層を備えた紙担体を上に貼り合わせることによって設ける、請求項８記載の方法。