JP3991444B2

JP3991444B2 - Impregnated paper with spreadability

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Publication number: JP3991444B2
Application number: JP12359798A
Authority: JP
Inventors: 健太郎山脇; 岳人富田; 敦子原澤; 純一神永; 浩志河崎
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JPH11323783A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性を有するセルロース誘導体が含浸された延展性を有する含浸紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日常生活で大量に消費されているポリオレフィンや芳香族ポリエステル等は、有限な資源である石油から由来した材料であり、且つ年々増加するゴミの問題となっている。対策としては、ゴミの分別回収によるマテリアルリサイクルやケミカルリサイクル、サーマルリサイクルで自然環境への負荷の低減を図っているが、その為にかかるコストやリサイクル化された材料の物性劣化、そして二酸化炭素放出による地球温暖化の問題、さらに未だ行楽地での投げ捨てによる環境汚染が懸念される。
【０００３】
この様な状況下で、環境面、資源面で負荷の少ない材料系が注目され、中でもセルロースは、天然再生可能な地球上で無尽蔵に近い量で存在する天然高分子資源であり、その加工品である紙は、最近、特に注目され、リサイクルにおいても幅広い対応が可能で、且つ近年、製紙業界では故紙の再利用（マテリアルリサイクル）が活発に行われる一方、他の可燃性のゴミと一緒になってもサーマルリサイクルによってエネルギーに変換が可能でり、さらに汎用合成樹脂には劣る生分解性も有する特徴を有している。
【０００４】
その為、紙は日本および欧米各国で包装材料に使用される原材料の中でも主要な位置を占め続け、近年は環境問題の高まりから、特に注目されている。その中でも、紙トレー容器（以下、紙トレー）は、発泡ポリスチレン等の合成樹脂を使用したトレーに替って著しく伸びてきている。
【０００５】
紙トレーの製法には、抄紙した板紙単体や加工板紙をプランジャー型製函機で打ち抜きブランクの４隅を貼る組み立て式成形法と、専用のトレー成形機で熱圧押付・成形するプレス式成形法に大別できる。
【０００６】
プレス式成形加工紙は、０〜２５０℃の間の成形温度で管理され、０〜５秒のプレス時間で金型により熱圧成形され、トレー状にするものである。
【０００７】
この成形加工紙トレーの材質には、板紙単体と、樹脂含浸加工のもの、及びポリエチレン等の合成樹脂をエキストルーダー等でラミネート加工したものがある。
【０００８】
これら、プレス成形法による紙トレーは、生鮮食品、弁当、調理済冷凍食品、蒸し加工食品などへ幅広く、大量に展開が行われている。この理由として、紙は、人間にとって適度な剛直性があり、紫外線遮断性、デッドフォールド性、折り曲げ性、印刷適正に優れ、軽量で強度が大きく、比較的低温あるいは高温に耐えられ、またコスト的にも低廉であり、自然分解機能を持ち、焼却もし易く廃棄物処理性も高いなどの長所を有している。
【０００９】
しかし、紙は熱可塑性がない天然高分子であり、金属や樹脂のように加熱しても大きな伸び、即ち延展性は無理であり、成形金型は２段絞りや３段絞りのような部分的な圧力方法によって、浅型のトレー及び紙皿としての用途に限定される。近年、オーブナブル紙トレーが注目されているが、このトレーはクラフト( 漂白硫酸塩パルプ) の板紙の上に耐熱性合成樹脂( ＰＥＴを主に、ＰＢＴ、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン) をエクスルーダーで加熱溶融し、ラミネートした板紙より構成されている。しかし、これは２３０℃前後の耐熱性を有していることが主な特徴で、成形性に関しては、現在広く使用されている紙トレーよりも若干深く絞れる程度と言える。
【００１０】
さて、紙に高い延展性を付与させるには、紙中に熱可塑性物質を含ませれば良いと考えられる。熱可塑性物質としては、ポリビニルアルコールやポリエチレングリコール等の合成高分子、または、ブチルゴムグラフトポリスチレン等の熱可塑性エラストマーや液状ゴム、またはアクリロニトリル- ブタジエン系重合体やスチレン−ブタジエン系重合体等のラテックス類等が考えられる。
【００１１】
しかし、これらは、紙の構成成分であるセルロース分子とは異なる構造であり、且つ紙を形成しているセルロース分子間の強い水素結合には入り込みにくく、親和性が低いと考えられる。このことが原因となり、加熱成形時の高温下では熱可塑性樹脂が紙中で軟化・溶融し、破断強度が低下するだけでなく、反って延展性も低下する傾向が多い。また、ラテックス類等は、水系のエマルジョンである為、セルロース繊維間に水と共にラテックスがが入り込み易い利点を有しているが、ラテックス類や熱可塑性エラストマー、液状ゴム等は、Ｔｇが−70〜0 ℃位であり、室温では既に成形温度に達していることから、その含浸紙は、非常に柔らかく容器には適さない強度になってしまう場合が多い。
【００１２】
以上のことから、延展性を有する紙の適した物性は、室温中では紙としての剛直性を保ちながら、成形時に延展性が有するものが良いと考えられる。即ち、加熱雰囲気下で延展を有し、且つ延展率の高いものが理想的であると考えられる。
【００１３】
前述の物性を有するものとして挙げられるのが、セルロース誘導体である。セルロース誘導体は、その基本構造が紙と同じであることから、紙と非常に親和性が高く、紙の長所をそのまま有している。具体的に言うと、資源的には天然再生資源あるセルロースが原料であり、環境的にも自然分解性を有し廃棄処理法も多様的で、無害である。だが、セルロース誘導体の多くは、その独特な基本構造であるＤ- グルコピラノースが脱水してβー1、4- グルコシド結合した構造を持ち熱可塑性が低い。その為、硝酸セルロースに可塑剤として樟脳を加えたり( 外部可塑化) 、エステル化セルロースのエステル鎖を長くしたり( 内部可塑化) することで熱可塑性を付与させている。しかし、これらは本質的にセルロース誘導体自体の熱融解性を持たず、熱軟化性に近い物性である。なぜなら、セルロース骨格が剛直なピラノース環と脆弱なエーテル結合により構成されている為、熱融解する前に熱分解してしまうからである。また、内部可塑化されたエステル化セルロースは、水に不溶であり、溶剤はエステル鎖の種類により異なるが、アセトン等のケトン類や、酢酸メチル、酢酸エチル等の有機酸エステル類、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭素類、その他アセトニトリルやＤＭＦ等の石油資源由来の有機溶剤にしか溶解しない為、エステル化セルロース誘導体の含浸紙を製造する場合には、その製造ラインを防爆仕様する必要と溶剤コストが高いこと、さらに石油資源の消費が懸念される。
【００１４】
この様な状況下で、近年、資源的にも、環境的に負荷が少ないことからも需要が増加している紙の欠点である延展性を付与する含浸剤として、これまでの合成樹脂類は、室温下では延展性が優れていても、紙の良所である剛直性が無くなっていたり、また、紙との親和性が低く、成形環境下における熱可塑性は、紙の強度を低くするだけでなく、延展性、即ち伸度も低下させる傾向が多くあった。そこで、紙との親和性が最も高いと考えられ、且つ資源的、環境的に負荷が少ないセルロース誘導体を利用することが考えられるが、多くのセルロース誘導体は、熱軟化性は有するものの熱融解性は持っておらず、十分な延展性は付与出来ない。さらに、それらエステル化セルロース誘導体は、石油資源由来の有機溶剤にしか溶解せず、製造ラインの整備や溶剤コストが高いことが課題と考えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、紙との親和性が高く熱融解性を有し、且つ水に可溶な環境に負荷の少ないセルロース誘導体を含浸薬剤として、高い延展性を有した含浸紙を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を達成すべく鋭意研究した結果、セルロース骨格の剛直な部位、即ちピラノース環を開裂させ可とう性を有した誘導体であるジアルコールセルロースを紙に含浸剤として使用することで、熱融解性を有し、且つ紙との親和性が高いジアルコールセルロースの成形環境下おける熱融解により、従来にない延展性を紙に付与させることが出来た。
【００１７】
請求項１記載の発明は、
セルロース分子のピラノース環の2-位の炭素と3-位の炭素の間で開裂した構造を持った下記一般式１に示される、ジアルコールセルロースが含浸された延展性を有する含浸紙である。
【００１８】
【化２】

一般式１
（式中、ｎは５以上。）
【００１９】
＜作用＞
本発明の延展性を有する含浸紙は、資源的にも環境的のも負荷の少ない材料系で構成されており紙の物性の欠点を改善し向上させたものである。即ち、紙との親和性が高く、数有るセルロース誘導体の中でも唯一と言っても良い熱融解性、熱流動性を有するジアルコールセルロースを紙に含浸させて延展性を付与させたものである。具体的には、室温では、人間にとって適度と言える紙本来の剛性を有し、加熱成形時には、延展性が低下含浸紙である。また、含浸溶媒として、水を使用することが可能であり溶剤コストが低く、含浸紙製造が容易で、石油資源の節約にもなる利点を有している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に関わるジアルコールセルロースは、数多いセルロース誘導体の中でも唯一と言っても良い熱融解性、熱流動性を持っており、それを紙に含浸させることで、室温では、紙の風合いである人間にとって適度な剛性を有し、成形環境下では、セルロース繊維間で熱融解、熱流動性が発現し、且つセルロース繊維との強い親和性から、延展性を有した含浸紙を提供することができた。さらに、ジアルコールセルロースは、水に可溶である為、含浸紙製造のプロセスが、既存のラテックス含浸紙と同じ製造ラインに乗せられて、溶剤コストが安く環境への負荷が少ない。
【００２１】
延展性、及び加工性の評価は、プレス成形機による実際の成形工程でも確認出来るが、簡易的な方法は、一般的な合成高分子フィルム等の機械的物性の測定装置であるテンシロンで成形温度環境下の含浸紙の伸び率を測定することにより、延展性の目安として測ることが出来る。
【００２２】
本発明に関わる、セルロース分子のピラノース環が開裂したジアルコールセルロースは、公知の方法で合成できる。具体的には、過よう素酸によるセルロース分子のグルコピラノース環の２位、３位炭素間の開裂によるジアルデヒドセルロースを経て、還元剤を使用しジアルコールセルロースを生成させる方法が昔から行われているが、この方法では、セルロースが水に不溶である為、不均一な酸化（ジアルデヒド化）しか起こらず、また、その酸化反応は週単位に時間を要し、セルロース分子の重合度の低下や副反応が起こってしまう。そこで、近年、検討されているメチロールセルロースを経た過よう素酸酸化反応によるジアルコールセルロースの合成法が適当と考えられる。
【００２３】
メチロールセルロースを経た過よう素酸によるジアルデヒドセルロースの合成、そして、それを還元剤によってジアルコールセルロースにする反応方法では、過よう素酸による反応段階において、メチロールセルロースが水に溶解する為、均一に反応し、しかも１０時間程度でジアルデヒドセルロースを合成することが知られている。具体的には、セルロース粉末を、ジメチルスルホキシド中、パラホルムアルデヒドと反応させ、メチロールセルロースを合成する。次に、それを、過よう素酸ナトリウム水溶液中で酸化させ、ジアルデヒドセルロースを得る。そして、さらにそれを、水中で水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤により、本発明に関わるジアルコールセルロースを得ることが出来る。
【００２４】
以上の様に、合成されたジアルコールセルロースは、出発原料が天然再生資源であるセルロースであるばかりでなく、反応試剤である全てのものが、石油資源の節約に適したものである。パラホルムアルデヒドは、メタノールを原料に製造されるホルムアルデヒドから造られる化成品で、メタノールは汎用樹脂のケミカルリサイクル過程で発生する合成ガスから製造されるので、本発明に関わるジアルコールセルロースはリサイクル可能な環境に負荷を与えない材料と言える。
【００２５】
本発明に関わるジアルコールセルロースの原料であるセルロースは、高等植物のセルロース、即ちＬＢＫＰ（広葉樹パルプ）やＮＢＫＰ（針葉樹パルプ）、又は綿花由来のコットンリンターでも構わない。
【００２６】
また、本発明に関わるジアルコールセルロースは非結晶質である為、熱物性においてガラス転移温度と融解温度が近接しており、それは約８５〜１００℃であって可逆的に相転移が可能である。よって、本発明のジアルコールセルロースを含浸させた紙は、室温では、紙本来の長所である人間にとって適度の剛性を有し、熱成形時にはジアルコールセルロースが軟化、融解しセルロース繊維との親和性から延展性を有する。
【００２７】
従って、従来の浅絞り紙容器で使用された合成樹脂を含浸させた紙トレーでは、合成樹脂の軟化、融解に伴い、合成樹脂と紙との親和性の低さから含浸紙の引張強度、及び伸度はいずれも低下する傾向が多いが、本発明のジアルコールセルロースを含浸させた紙は、引張強度は低下するもののジアルコールセルロースと紙との親和性の高さから伸度は変化しない。また、本発明のジアルコールセルロースを含浸させた紙は、合成樹脂をラミネートさせた所謂「オーブナブル紙トレー」よりも延展性を有し、且つ環境に負荷の少ない材料系で構成されていると言える。
【００２８】
次に本発明の含浸紙の製造方法を説明すると、ジアルコールセルロースは、有機溶剤にはほとんど溶解せず、水に易溶であるので、含浸液は水にジアルコールセルロースを溶解させたものを使用する。含浸方法として、原紙の全層に含浸させる場合には、既存技術である水系のラテックス類の含浸法である、▲１▼ウェットウェッブ法、▲２▼ドライウェッブ法のいずれかが最も適当と考えられる。前者は抄紙工程に連続し、抄紙した含浸原紙を乾燥せず、湿潤状態でジアルコールセルロースを浸し込ませる。厚手の原紙にも比較的良好に含浸でき、乾燥工程が１回で経済的である。▲２▼ドライウェッブ法は、オフマシンで乾燥後いったん巻き取った原紙を使用し含浸させるもので、薄手の原紙が用いられる。含浸後は絞りロールで付着量をコントロールし、シリンダードライヤーまたは熱風乾燥機で乾燥する。片面含浸させる場合には、通常のロールコート法、ドクターブレードコート法、ナイフエッジコート法、カーテンコート法グラビアコート法、バーコート法、リバースコート法、キッスコート法等のいずれを使用しても含浸塗工することができる。なお、塗布速度、乾燥条件は特に限定されるものではないが、支持体の紙や含浸液に悪影響を及ぼさない範囲で行うのが望ましい。
【００２９】
本発明に使用する紙としては、和紙、模造紙、不織布、上質紙、アート紙、コート紙、純白ロール紙、バーチメント紙、クラフト紙、又はダンボール用途としてジュートライナー、クラフトライナー、コートライナー等が挙げられるが、含浸薬剤であるジアルコールセルロースとセルロース繊維との親和性を最大限発現させる為に、サイズ剤が非添加のものが適している。その他、填料等の内添剤も本発明の目的には無関係の為、非添加のものが適切であると考えられる。
【００３０】
【実施例】
次に本発明の実施例に基づき、さらに具体的に説明する。
【００３１】
＜ＬＢＫＰセルロースの原料調整＞
出発原料セルロース粉末の調整方法は、ＬＢＫＰ（広葉樹クラフトパルプ）湿潤シートをＪＩＳ−Ｐ８２０９に準拠してパルプ離解機で離解し、ＪＩＳ−Ｐ８１２１に準拠して叩解を行い、カナダ式標準型濾水度で４１１csf である０．３％のＬＢＫＰセルロースのスラリー液を得た。これを、ろ過し、ろ別した湿潤セルロースを１２０℃のオーブンで加熱乾燥した。そして、ミキサー、或いはホモゲナイザー等で均一に微粉化させて原料であるセルロース粉末を調整した。
【００３２】
＜ジアルコールセルロースの合成＞
前記、調整した微粉化セルロースを１０ｇとパラホルムアルデヒド１８．５ｇをジメチルスルホキシド（２５０ｍｌ）中に加え、１２０℃で３時間攪拌した後、得られた溶液を大過剰のメタノールに投入し、メチロールセルロースの沈殿を得た。これを、メタノールで繰り返し洗浄し、メタノールを絞り取ったもの約６０ｇをメタ過よう素酸ナトリウム（１７．１５ｇ）の水溶液５００ｍｌに溶解し、暗所にて２０℃で約１０時間酸化反応を行なった後、エチレングリコール数ｍｌを加えて、余剰のメタ過よう素酸ナトリウムを分解した。この溶液をメタノール中に投入し、ジアルデヒドセルロースの沈殿を得た。そして、このジアルデヒドセルロースを水（４００ｍｌ）に加え、約５℃で攪拌しながら、水素化ホウ素ナトリウム水溶液１６０ｇ（ＮａＢＨ４/ Ｗａｔｅｒ = ８g/２００ml ）を約１時間で滴下し、さらに、約２時間還元反応を行なった後、希酢酸を加えて余剰の水素化ホウ素ナトリウムを分解した。この反応混合物を冷メタノール中に投入し、ジアルコールセルロースの沈殿を得た。これを、ろ過し、繰り返しメタノールで洗浄後、６０℃のオーブンで約１時間乾燥した。収量は、約４．８ｇであった（収率＝約４８％）。
【００３３】
次に、本発明のジアルコールセルロースを利用した含浸紙の実施例を示す。
含浸紙の原紙は、含浸薬剤のセルロース繊維への正確な効果を測定する為に、内添剤が全く含まれていない、無サイズ剤の純粋パルプ紙である「ろ紙」を使用した。
【００３４】
＜実施例−１＞
前項で合成した本発明に関わるジアルコールセルロースを水３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた水溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、Ｎｏ. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００３５】
＜比較例−１＞
本発明に関わる含浸液を浸漬しない実施例- １で用いたろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、Ｎｏ. ２）原紙を比較例−１とした。
【００３６】
＜比較例−２＞（ラテックス類の含浸紙）
含浸液として、アクリレート系ラテックス（日本ゼオン( 株) 製、商品名；ＮｉｐｏｌＬＸ８５４Ｅ、Ｎ．Ｖ．= ４５ｗｔ％水溶液）エマルジョン３００ml中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０cm×５cmを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００３７】
＜比較例−３＞（ラテックス類の含浸紙）
含浸液として、スチレン・ブタジエン系ラテックス（日本ゼオン( 株) 製、商品名；Ｎｉｐｏｌ２５７０Ｘ５、Ｎ．Ｖ．= ４１ｗｔ％水溶液）エマルジョン３００ml中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００３８】
＜比較例−４＞（水溶性高分子の含浸紙）
含浸液として、ポリエチレングリコール２００（関東化学( 株) 製、平均分子量規格２００）を水３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた水溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍ浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００３９】
＜比較例−５＞（水溶性高分子の含浸紙）
含浸液として、ポリエチレングリコール２００００（関東化学( 株) 製、平均分子量規格２００００）を水３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた水溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４０】
＜比較例−６＞（熱可塑性エラストマーの含浸紙）
含浸液として、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（大日本インキ( 株) 製、商品名；パンデックス−Ｔ−５２０２）をトルエン３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４１】
＜比較例−７＞（熱可塑性エラストマーの含浸紙）
含浸液として、ポリブタジエン- スチレン系熱可塑性エラストマー（旭化成( 株) 製、商品名；タフテックＨ- １０４２）をトルエン３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝５ｗｔ％で溶解させた溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４２】
＜比較例−８＞（熱可塑性エラストマーの含浸紙）
含浸液として、ポリスチレン- イソプレン系熱可塑性エラストマー（日本ゼオン( 株) 製、商品名；クインタック- ３４３３）をトルエン３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝５ｗｔ％で溶解させた溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４３】
＜比較例−９＞（液状ゴムの含浸紙）
含浸紙として、ポリブタジエン系水素添加型液状ゴム（日本曹達( 株) 製、商品名；ＧＩ- １０００）を酢酸エチル３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４４】
＜比較例−１０＞（液状ゴムの含浸紙）
含浸紙として、ポリブタジエン系液状ゴム（日本曹達( 株) 製、商品名；ＣＩ- １０００）を酢酸エチル３００mlに固形分比（Ｎ．Ｖ．）＝１０ｗｔ％で溶解させた溶液中に、ろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ東洋( 株) 製、 No. ２）１０ｃｍ×５ｃｍを浸漬し、それを１１０℃のオーブン中で５分間乾燥し含浸紙を作製した。
【００４５】
＜試験例−１＞（含浸紙の破断強度、伸び率評価試験）
含浸紙の引張強度と伸び率を測定する為にＪＩＳＰ８１１３「紙及び板紙の引張強さ試験方法」を参考にして、ＪＩＳＢ７７２１「引張試験機」に準拠したオリエンテック( 株) 製のＲＴＣシリーズのテンシロン万能試験機を用いて評価した。また、実際の加熱成形時の引張強度と伸び率を推定する為に、メック( 株) 製のテンシロン用高低温度恒温槽で１００〜２００℃の環境温度を設定し測定した。伸び率は破断点伸度( ％) とした。次に、引張測定条件を示す。
【００４６】
測定条件；ロードセル：１００ｋｇｆ
試験速度( クロスヘッド速度) ：１０ｍｍ／ｍｉｎ
環境温度：室温( 約２０℃)、１００℃、１５０℃、２００℃の４点
試験回数：３回
伸びの原点：初荷重点( ０．５ｆｓ％)
初期試料長：１００．０ｍｍ
試料幅：１５ｍｍ
【００４７】
次に、測定結果を表１に記載する。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１の結果より、本発明に関わるジアルコールセルロ−スの含浸紙は、比較例１の原紙でよりも室温下、成形温度下いずれにおいても含浸量が１７％と低いにも関わらず伸び率、引張強度が大きく向上していることが判った。また、本発明に関わるジアルコールセルロースの含浸紙は、含浸薬剤であるジアルコールセルロースとセルロース繊維との高い親和性から、加温下でも伸び率の変化が少ないことが判った。
ラテックス類の含浸紙である比較例２、３と比較すると、ラテックス類含浸紙は室温下では非常に高い伸び率を示すが、成形温度下では、引張強度の低下と共に伸び率も低下しており、セルロース繊維との親和性の低さが考えられた。また、これらのラテックス類のＴｇは−７０〜−２０℃の範囲のものであり、それらの含浸紙はタック性があって、製造を考慮にいれると連続巻き取りが不可能と考えられる。
水溶性高分子の含浸紙である比較例４、５と比較すると、水溶性高分子の含浸紙は室温下、或いは成形温度下いずれにおいても、伸び率、及び引張強度が低く、本発明に関わるジアルコールセルロースを含浸させたものの優位性が認められた。
熱可塑性エラストマーの含浸紙である比較例６、７、８と比較すると、成形温度下での伸び率、及び引張強度は、本発明に関わるジアルコールセルロース含浸紙の方が優れていることが確認された。
液状ゴムの含浸紙である比較例９、１０と比較すると、液状ゴムの含浸紙は室温下、或いは成形温度下いずれにおいても、伸び率、及び引張強度が本発明に関わるジアルコールセルロースの含浸紙よりも低い物性であることが判った。
以上の結果から、本発明に関わるジアルコールセルロース含浸紙は、室温下では、紙本来の、或いはそれ以上の剛直性を有しながら、含浸薬剤であるジアルコールセルロースとセルロース繊維との親和性の高さから、成形温度下でも延展性の低下がなく、紙本来の良所を損なわず、欠点と言える延展性を改善するものと言えることが判った。また、ジアルコールセルロースの含浸量がさらに増加すれば、伸び率も向上すると考えられる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の延展性を有する含浸紙、即ちジアルコールセルロースを含浸させた紙は、環境に負荷を与えない薬剤系で構成されており、即ちセルロース分子の剛直な部位であるピラノース環が２- 位、３- 位の炭素間で開裂した構造であり、１００℃前後で熱融解性を有するもので、その構造からセルロース繊維との親和性が非常に高く、１５０℃位の成形温度域でも延展性が良好な物性を持っている。さらに、ジアルコールセルロースは水に可溶である為、含浸溶剤を水にすることが可能であり、製造ラインを防爆仕様にする必要もなく、溶剤コストが安く、環境にやさしいと言える。また、水分散性のラテックス類の含浸紙では、室温下では柔らかく紙容器適正がなく、タック性があり巻き取り製造が不可能なものに比べ、本発明のジアルコールセルロースを含浸させた紙は、室温では紙本来の人間にとって適度な、或いはそれ以上の剛性を保っている。従って、本発明のジアルコールセルロースを含浸させた紙は、紙本来の良所を損なわず、従来の合成樹脂含浸、或いはラミネートした浅絞り型の紙トレ−よりも、環境に負荷がなく、廃棄処理性に優れ、且つ深く絞れる延展紙として適している。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spreadable impregnated paper impregnated with a cellulose derivative having thermoplasticity.
[0002]
[Prior art]
Polyolefins, aromatic polyesters, and the like that are consumed in large amounts in daily life are materials derived from petroleum, which is a finite resource, and have become a problem of increasing garbage year by year. As countermeasures, material recycling by separating and collecting garbage, chemical recycling, and thermal recycling are aimed at reducing the burden on the natural environment. However, the cost and physical properties of recycled materials are deteriorated, and carbon dioxide is released. There are concerns about the global warming caused by the environment, and environmental pollution caused by throwing away at the resort.
[0003]
Under these circumstances, attention has been paid to material systems that are less burdensome in terms of the environment and resources. In particular, cellulose is a natural polymer resource that exists in an almost inexhaustible amount on the natural renewable earth, and its processed products. In recent years, paper has attracted a lot of attention, and can be used in a wide range of recycling. In recent years, the paper industry has been actively reusing waste paper (material recycling), while being accompanied by other combustible waste. Even so, it can be converted into energy by thermal recycling, and further has the characteristics of being inferior in biodegradability to general-purpose synthetic resins.
[0004]
For this reason, paper continues to occupy a major position among the raw materials used for packaging materials in Japan, Europe and the United States, and has recently attracted particular attention due to growing environmental problems. Among them, paper tray containers (hereinafter, paper trays) have remarkably grown in place of trays using synthetic resins such as expanded polystyrene.
[0005]
The paper trays are manufactured by an assembly-type molding method in which the paperboard itself or processed paperboard is punched with a plunger-type box making machine and the four corners of the blank are pasted. It can be broadly divided into laws.
[0006]
The press-type processed paper is controlled at a molding temperature of 0 to 250 ° C., and is hot-pressed by a mold with a press time of 0 to 5 seconds to form a tray.
[0007]
As the material of the molded paper tray, there are a paperboard, a resin impregnated one, and a synthetic resin such as polyethylene laminated with an extruder or the like.
[0008]
These press-molded paper trays are widely used in a wide range of products such as fresh food, lunch boxes, cooked frozen foods, and steamed foods. The reason for this is that paper has moderate rigidity for humans, has excellent UV blocking properties, deadfolding properties, bendability, and printability, is lightweight and strong, can withstand relatively low or high temperatures, and is cost effective. In addition, it has advantages such as low cost, natural decomposition function, easy incineration, and high waste disposal.
[0009]
However, paper is a natural polymer that does not have thermoplasticity, and cannot be stretched even when heated like metal or resin, that is, stretchability is impossible. The limited pressure method limits its use as shallow trays and paper plates. In recent years, observable paper trays have attracted attention, but this tray is made of kraft (bleached sulfate pulp) paperboard with heat-resistant synthetic resin (PET, mainly PBT, acrylic resin, polycarbonate, polymethylpentene). It is made of laminated paperboard that is heated and melted with a ruder. However, this is mainly characterized by having a heat resistance of around 230 ° C. With regard to formability, it can be said that it can be squeezed slightly deeper than paper trays that are currently widely used.
[0010]
In order to impart high spreadability to paper, it is considered that a thermoplastic material may be included in the paper. Examples of thermoplastic substances include synthetic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene glycol, thermoplastic elastomers such as butyl rubber graft polystyrene, liquid rubber, and latexes such as acrylonitrile-butadiene polymers and styrene-butadiene polymers. Can be considered.
[0011]
However, these have a structure different from that of cellulose molecules that are constituents of paper, and are not likely to enter strong hydrogen bonds between cellulose molecules forming paper, and are considered to have low affinity. For this reason, the thermoplastic resin softens and melts in the paper at high temperatures during heat molding, and not only the breaking strength is lowered, but also the ductility tends to be lowered. In addition, since latexes and the like are water-based emulsions, they have an advantage that the latex can easily enter between the cellulose fibers together with water. However, latexes, thermoplastic elastomers, liquid rubbers, and the like have a Tg of -70 to 70. Since it is about 0 ° C. and has already reached the molding temperature at room temperature, the impregnated paper is often very soft and unsuitable for containers.
[0012]
From the above, it is considered that the suitable physical property of the paper having the spreadability is preferably the one having the spreadability at the time of molding while maintaining the rigidity as the paper at room temperature. That is, it is considered ideal to have a spread under a heating atmosphere and a high spread rate.
[0013]
A cellulose derivative is mentioned as having the above-mentioned physical properties. Since the cellulose derivative has the same basic structure as paper, it has a very high affinity with paper and has the advantages of paper. More specifically, as a resource, cellulose, which is a natural recycled resource, is a raw material, is environmentally degradable, has a variety of disposal methods, and is harmless. However, many of the cellulose derivatives have a structure in which D-glucopyranose, which is a unique basic structure, is dehydrated to form a β-1,4-glucoside bond and has low thermoplasticity. Therefore, thermoplasticity is imparted by adding camphor as a plasticizer to cellulose nitrate (external plasticization) or lengthening the ester chain of esterified cellulose (internal plasticization). However, these essentially do not have the heat melting property of the cellulose derivative itself, but have physical properties close to heat softening properties. This is because the cellulose skeleton is composed of a rigid pyranose ring and a brittle ether bond, so that it is thermally decomposed before being melted. Internally plasticized esterified cellulose is insoluble in water, and the solvent varies depending on the type of ester chain, but ketones such as acetone, organic acid esters such as methyl acetate and ethyl acetate, dichloromethane, chloroform Because it is only soluble in halogenated carbons such as acetonitrile and organic solvents derived from petroleum resources such as acetonitrile and DMF, when manufacturing impregnated paper of esterified cellulose derivatives, the production line needs to be explosion-proof and the solvent cost There are concerns over the consumption of petroleum resources.
[0014]
Under these circumstances, synthetic resins as a conventional impregnating agent for imparting extensibility, which is a drawback of paper, which is increasing in demand in recent years because of its low resource and environmental impact, Even if the extensibility is excellent at room temperature, the rigidity of paper is lost, and the affinity with paper is low, and the thermoplasticity in the molding environment only lowers the strength of the paper. In addition, there was a tendency to reduce the spreadability, that is, the elongation. Therefore, it is considered to use cellulose derivatives that have the highest affinity with paper and are less resourceful and environmentally friendly, but many cellulose derivatives have heat softening properties but heat melting properties. Does not have sufficient spreadability. Furthermore, these esterified cellulose derivatives can only be dissolved in an organic solvent derived from petroleum resources, and it is considered that production line maintenance and solvent cost are high.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and has high extensibility by using as an impregnating agent a cellulose derivative having a high affinity with paper, a high heat melting property, and a low water-soluble environment. It is an object to provide an impregnated paper having the following.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors use dialcohol cellulose, which is a rigid derivative of the cellulose skeleton, that is, a derivative having flexibility by cleaving the pyranose ring, as an impregnating agent on paper. As a result, it was possible to impart unprecedented extensibility to paper by heat melting in a molding environment of dialcohol cellulose having heat melting properties and high affinity with paper.
[0017]
The invention described in claim 1
It is an impregnated paper having a spreadability impregnated with dialcohol cellulose represented by the following general formula 1, having a structure cleaved between the 2-position carbon and 3-position carbon of the pyranose ring of the cellulose molecule.
[0018]
[Chemical 2]

General formula 1
(In the formula, n is 5 or more.)
[0019]
<Action>
The spreadable impregnated paper of the present invention is composed of a material system that is less burdensome in terms of resources and environment, and has improved and improved the defects of the physical properties of the paper. That is, the paper is impregnated with dialcohol cellulose having high melt affinity and heat fluidity, which is the only cellulose derivative among the many cellulose derivatives. Specifically, it is an impregnated paper that has an inherent rigidity of paper that can be said to be appropriate for humans at room temperature, and has a low spreadability during thermoforming. Further, water can be used as the impregnating solvent, and the solvent cost is low, the impregnated paper can be easily produced, and the oil resources can be saved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The dialcohol cellulose related to the present invention has the heat melting property and heat fluidity which can be said to be the only among many cellulose derivatives, and by impregnating it with paper, at room temperature, the human being has the texture of paper. Therefore, it is possible to provide an impregnated paper that has a moderate rigidity for the resin, exhibits heat melting and heat fluidity between cellulose fibers in a molding environment, and has a spreadability due to strong affinity with cellulose fibers. It was. Furthermore, since dialcohol cellulose is soluble in water, the process for producing impregnated paper is put on the same production line as existing latex-impregnated paper, resulting in low solvent cost and low environmental impact.
[0021]
The evaluation of spreadability and workability can also be confirmed in the actual molding process using a press molding machine, but a simple method is to use Tensilon, a measuring device for mechanical properties such as general synthetic polymer films, at the molding temperature. By measuring the elongation rate of the impregnated paper under the environment, it can be measured as a measure of spreadability.
[0022]
The dialcohol cellulose in which the pyranose ring of the cellulose molecule related to the present invention is cleaved can be synthesized by a known method. Specifically, a method for producing dialcohol cellulose using a reducing agent has been performed for a long time through dialdehyde cellulose by cleavage between the 2nd and 3rd carbons of the glucopyranose ring of cellulose molecules with periodic acid. However, in this method, since cellulose is insoluble in water, only non-uniform oxidation (dialdehyde formation) occurs, and the oxidation reaction takes time on a weekly basis. Decreases and side reactions occur. Therefore, in recent years, a method for synthesizing dialcohol cellulose by periodate oxidation through methylol cellulose is considered appropriate.
[0023]
In the synthesis method of dialdehyde cellulose by periodic acid via methylol cellulose and the reaction method of converting it to dialcohol cellulose by reducing agent, since methylol cellulose is dissolved in water in the reaction stage by periodic acid, it is uniform. It is known to synthesize dialdehyde cellulose in about 10 hours. Specifically, cellulose powder is reacted with paraformaldehyde in dimethyl sulfoxide to synthesize methylol cellulose. Next, it is oxidized in an aqueous sodium periodate solution to obtain dialdehyde cellulose. Further, the dialcohol cellulose according to the present invention can be obtained using a reducing agent such as sodium borohydride in water.
[0024]
As described above, the synthesized dialcohol cellulose is not only cellulose whose natural raw material is a natural starting material, but all of the reactants are suitable for saving petroleum resources. Paraformaldehyde is a chemical product made from formaldehyde produced from methanol. Since methanol is produced from synthesis gas generated during the chemical recycling process of general-purpose resins, dialcohol cellulose according to the present invention can be recycled. It can be said that the material does not give load to
[0025]
The cellulose which is the raw material of dialcohol cellulose according to the present invention may be higher plant cellulose, that is, LBKP (broadwood pulp), NBKP (conifer pulp), or cotton-derived cotton linters.
[0026]
Further, since the dialcohol cellulose according to the present invention is amorphous, the glass transition temperature and the melting temperature are close to each other in thermophysical properties, and it is about 85 to 100 ° C. and can reversibly undergo phase transition. . Therefore, the paper impregnated with the dialcohol cellulose of the present invention has an appropriate rigidity for human beings, which is the original strength of the paper, at room temperature, and the dialcohol cellulose softens and melts at the time of thermoforming and has an affinity for cellulose fibers. It has spreadability.
[0027]
Therefore, in the paper tray impregnated with the synthetic resin used in the conventional shallow paper container, the tensile strength of the impregnated paper is reduced due to the low affinity between the synthetic resin and the paper as the synthetic resin softens and melts. Although the elongation tends to decrease in all cases, the paper impregnated with the dialcohol cellulose of the present invention does not change due to the high affinity between the dialcohol cellulose and the paper, although the tensile strength decreases. In addition, the paper impregnated with dialcohol cellulose of the present invention can be said to be composed of a material system that is more spreadable and less burdensome on the environment than the so-called “openable paper tray” laminated with a synthetic resin. .
[0028]
Next, the production method of the impregnated paper of the present invention will be explained. Since the dialcohol cellulose is hardly dissolved in an organic solvent and easily dissolved in water, the impregnating solution is prepared by dissolving dialcohol cellulose in water. use. As the impregnation method, when impregnating the entire layer of the base paper, either of the existing techniques of water-based latex impregnation method (1) wet web method or (2) dry web method is most suitable. It is done. In the former, the paper making process is continued, and the paper base impregnated paper is not dried and dialcohol cellulose is soaked in a wet state. Thick base paper can be impregnated relatively well, and the drying process is economical once. {Circle around (2)} The dry web method impregnates the base paper once wound after being dried by an off-machine, and a thin base paper is used. After impregnation, the amount of adhesion is controlled with a squeeze roll and dried with a cylinder dryer or hot air dryer. When impregnating on one side, impregnation using any of the usual roll coating method, doctor blade coating method, knife edge coating method, curtain coating method gravure coating method, bar coating method, reverse coating method, kiss coating method, etc. Can be applied. The coating speed and drying conditions are not particularly limited, but it is desirable that the coating speed and drying conditions be within a range that does not adversely affect the paper or impregnating liquid of the support.
[0029]
As paper used in the present invention, Japanese paper, imitation paper, non-woven fabric, fine paper, art paper, coated paper, pure white roll paper, birchment paper, kraft paper, or corrugated cardboard, jute liner, craft liner, coat liner, etc. In order to maximize the affinity between dialcohol cellulose, which is an impregnating agent, and cellulose fibers, those having no sizing agent added are suitable. In addition, internal additives such as fillers are also irrelevant to the object of the present invention, and those not added are considered appropriate.
[0030]
【Example】
Next, based on the Example of this invention, it demonstrates further more concretely.
[0031]
<Material preparation of LBKP cellulose>
The starting raw material cellulose powder is prepared by disintegrating an LBKP (hardwood kraft pulp) wet sheet with a pulp disintegrator in accordance with JIS-P8209, beating in accordance with JIS-P8121, and Canadian standard freeness. A slurry solution of 0.3% LBKP cellulose having a viscosity of 411 cs was obtained. This was filtered, and the filtered wet cellulose was dried by heating in an oven at 120 ° C. And the cellulose powder which is a raw material was adjusted by uniformly pulverizing with a mixer or a homogenizer.
[0032]
<Synthesis of dialcohol cellulose>
10 g of the prepared finely divided cellulose and 18.5 g of paraformaldehyde were added to dimethyl sulfoxide (250 ml), and the mixture was stirred at 120 ° C. for 3 hours. A precipitate was obtained. This was washed repeatedly with methanol, and about 60 g of the squeezed methanol was dissolved in 500 ml of an aqueous solution of sodium metaperiodate (17.15 g) and subjected to an oxidation reaction at 20 ° C. for about 10 hours in the dark. After that, several ml of ethylene glycol was added to decompose excess sodium metaperiodate. This solution was poured into methanol to obtain a dialdehyde cellulose precipitate. Then, 160 g of sodium borohydride aqueous solution (NaBH 4 / Water = 8 g / 200 ml) was added dropwise over about 1 hour while adding the dialdehyde cellulose to water (400 ml) and stirring at about 5 ° C., and further about 2 hours. After the reduction reaction, dilute acetic acid was added to decompose excess sodium borohydride. This reaction mixture was put into cold methanol to obtain dialcohol cellulose precipitate. This was filtered, washed repeatedly with methanol, and then dried in an oven at 60 ° C. for about 1 hour. The yield was about 4.8 g (yield = about 48%).
[0033]
Next, examples of impregnated paper using dialcohol cellulose of the present invention will be shown.
As the base paper of the impregnated paper, “filter paper”, which is a pure pulp paper of a non-size agent, containing no internal additives, was used in order to measure the exact effect of the impregnating agent on the cellulose fibers.
[0034]
<Example-1>
Filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) 10 cm × in an aqueous solution obtained by dissolving the dialcohol cellulose of the present invention synthesized in the previous section in 300 ml of water at a solid content ratio (NV) = 10 wt%. 5 cm was immersed and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0035]
<Comparative Example-1>
The filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) base paper used in Example-1 in which the impregnation liquid according to the present invention was not immersed was used as Comparative Example-1.
[0036]
<Comparative Example-2> (Latex impregnated paper)
As an impregnating solution, an acrylate latex (trade name; Nipol LX854E, NV = 45 wt% aqueous solution) in 300 ml of emulsion is added to a filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) 10 cm × 5 cm. Was immersed in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0037]
<Comparative Example-3> (Latex impregnated paper)
As impregnating solution, styrene-butadiene latex (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name: Nipol 2570X5, NV = 41 wt% aqueous solution) emulsion in 300 ml of emulsion (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) 10 cm × 5 cm was immersed and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0038]
<Comparative Example-4> (Water-soluble polymer impregnated paper)
As an impregnating solution, a filter paper (ADVANTEC Toyo Corporation) was dissolved in an aqueous solution in which polyethylene glycol 200 (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., average molecular weight standard 200) was dissolved in 300 ml of water at a solid content ratio (NV) = 10 wt%. No. 2) 10 cm × 5 cm soaked and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0039]
<Comparative Example-5> (Water-impregnated polymer impregnated paper)
As an impregnating solution, a filter paper (ADVANTEC Toyo Corporation) was dissolved in an aqueous solution in which polyethylene glycol 20000 (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., average molecular weight standard 20000) was dissolved in 300 ml of water at a solid content ratio (NV) = 10 wt%. ) No. 2) 10 cm × 5 cm was dipped and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0040]
<Comparative Example-6> (Impregnated paper of thermoplastic elastomer)
In an impregnating solution, a polyurethane thermoplastic elastomer (Dainippon Ink Co., Ltd., trade name: Pandex-T-5202) dissolved in 300 ml of toluene at a solid content ratio (NV) = 10 wt%. 10 cm × 5 cm of filter paper (manufactured by ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) was immersed in the paper and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0041]
<Comparative Example-7> (Thermoplastic elastomer impregnated paper)
As an impregnating solution, a polybutadiene-styrene thermoplastic elastomer (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., trade name: Tuftec H-1042) was dissolved in 300 ml of toluene at a solid content ratio (NV) = 5 wt%. A filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) 10 cm × 5 cm was immersed and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0042]
<Comparative Example-8> (Thermoplastic elastomer impregnated paper)
As an impregnating solution, a polystyrene-isoprene thermoplastic elastomer (manufactured by ZEON CORPORATION, trade name: QUINTAC-3433) was dissolved in 300 ml of toluene at a solid content ratio (NV) = 5 wt%. Then, 10 cm × 5 cm of filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) was dipped and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0043]
<Comparative Example-9> (Impregnated paper with liquid rubber)
As an impregnated paper, a polybutadiene hydrogenated liquid rubber (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., trade name: GI-1000) was dissolved in 300 ml of ethyl acetate at a solid content ratio (N.V.) = 10 wt%. Then, 10 cm × 5 cm of filter paper (ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) was dipped and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare an impregnated paper.
[0044]
<Comparative Example-10> (Liquid rubber impregnated paper)
As an impregnated paper, a polybutadiene-based liquid rubber (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., trade name: CI-1000) was dissolved in 300 ml of ethyl acetate at a solid content ratio (NV) = 10 wt% in a filter paper ( ADVANTEC Toyo Co., Ltd., No. 2) 10 cm × 5 cm was immersed and dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes to prepare impregnated paper.
[0045]
<Test Example-1> (Evaluation test for breaking strength and elongation of impregnated paper)
RTC series manufactured by Orientec Co., Ltd. based on JIS B7721 “Tensile tester” with reference to JIS P8113 “Tensile strength test method for paper and paperboard” to measure the tensile strength and elongation of impregnated paper The Tensilon universal testing machine was used for evaluation. Moreover, in order to estimate the tensile strength and elongation rate at the time of actual thermoforming, an environmental temperature of 100 to 200 ° C. was set and measured in a high and low temperature thermostatic bath for Tensilon manufactured by MEC Co., Ltd. The elongation was defined as the elongation at break (%). Next, tension measurement conditions are shown.
[0046]
Measurement conditions; load cell: 100 kgf
Test speed (crosshead speed): 10 mm / min
Environment temperature: Room temperature (about 20 ° C), 100 ° C, 150 ° C, 200 ° C 4 point test frequency: 3 times elongation origin: Initial load point (0.5fs%)
Initial sample length: 100.0 mm
Sample width: 15 mm
[0047]
Next, Table 1 shows the measurement results.
[0048]
[Table 1]

[0049]
From the results shown in Table 1, the dialcohol cellulose impregnated paper according to the present invention has an elongation percentage although the impregnation amount is as low as 17% at both room temperature and molding temperature than the base paper of Comparative Example 1. It was found that the tensile strength was greatly improved. Further, it was found that the dialcohol cellulose impregnated paper according to the present invention has little change in elongation even under heating due to the high affinity between dialcohol cellulose which is an impregnating agent and cellulose fiber.
Compared with Comparative Examples 2 and 3, which are latex-impregnated paper, latex-impregnated paper shows a very high elongation at room temperature, but at the molding temperature, the elongation decreases as the tensile strength decreases. The low affinity with cellulose fibers was considered. Moreover, Tg of these latexes is in the range of -70 to -20 ° C., and these impregnated papers have tackiness, and it is considered that continuous winding is impossible when production is taken into consideration.
Compared with Comparative Examples 4 and 5 which are water-soluble polymer-impregnated papers, the water-soluble polymer-impregnated papers have low elongation and tensile strength at both room temperature and molding temperature, and are related to the present invention. The superiority of those impregnated with dialcohol cellulose was observed.
Compared with Comparative Examples 6, 7, and 8, which are thermoplastic elastomer impregnated papers, it is confirmed that the dialcohol cellulose impregnated paper according to the present invention is superior in terms of elongation at the molding temperature and tensile strength. It was done.
Compared with Comparative Examples 9 and 10 which are liquid rubber impregnated paper, the liquid rubber impregnated paper is the dialcohol cellulose impregnated paper of which the elongation rate and the tensile strength are related to the present invention at either room temperature or molding temperature. It was found that the physical properties were lower.
From the above results, the dialcohol cellulose-impregnated paper according to the present invention has an affinity between dialcohol cellulose, which is an impregnating agent, and cellulose fibers while having the original or higher rigidity at room temperature. From the height, it was found that the spreadability does not decrease even at the molding temperature, the original good point of the paper is not impaired, and it can be said that the spreadability, which is a defect, can be improved. Further, it is considered that the elongation rate is improved if the amount of dialcohol cellulose impregnated further increases.
[0050]
【The invention's effect】
The spreadable paper of the present invention, that is, paper impregnated with dialcohol cellulose is composed of a drug system that does not give a load to the environment, that is, the 2-position of the pyranose ring, which is a rigid part of the cellulose molecule. , Which is a structure that is cleaved between carbons at the 3-position, and has a heat melting property at around 100 ° C., and because of this structure, it has a very high affinity with cellulose fibers, and is stretchable even at a molding temperature range of about 150 ° C. Has good physical properties. Furthermore, since dialcohol cellulose is soluble in water, it is possible to use an impregnating solvent as water, it is not necessary to make the production line explosion-proof, and it can be said that the solvent cost is low and it is environmentally friendly. In addition, paper impregnated with dialcohol cellulose of the present invention is impregnated with water-dispersible latex, which is soft and unsuitable for paper containers at room temperature and has tackiness and cannot be wound up. At room temperature, it has a moderate or higher rigidity for the original human. Therefore, the paper impregnated with dialcohol cellulose of the present invention does not impair the original goodness of the paper, and has less environmental impact than conventional synthetic resin impregnated or laminated shallow drawing paper trays, and is discarded. It has excellent processability and is suitable as a stretchable paper that can be drawn deeply.

Claims

A spreadable impregnated paper impregnated with dialcohol cellulose represented by the following general formula 1 having a structure cleaved between the 2-position carbon and 3-position carbon of the pyranose ring of a cellulose molecule.

General formula 1
(In the formula, n is 5 or more.)