JP4216924B2 - Water-repellent paper coated with feather powder and method for producing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、羽毛粉末を塗布した撥水紙及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より撥水紙は知られており、その一般的な製造方法は、セルロースパルプを主体とした基紙の表面に、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス、ポリエチレンワックスやフィッシャーロプシュワックス等の合成系ワックス、モンタンワックスやセレシン等の鉱物系ワックス、又はシリコン樹脂、エポキシ樹脂、金属セッケン、シラン等のコート剤を塗布・乾燥して被覆層を形成する。このようにして製造された撥水紙は、撥水性には優れているが、被覆層はインクを受理しないため、表面に印刷できないという欠点があった。
又、撥水性を有する合成紙の製造方法は、合成樹脂及び充填材に添加剤を加えて混合し、押出機で溶融混練後にダイスリットから押し出して生膜化するが、これによると優れた撥水性や強度は有しているが、生分解性がなく、焼却時に異常な温度上昇が生じて焼却炉を損傷する等の欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消するためになされ、優れた撥水性を有すると共にインク受理性を有し、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷が可能であり、且つ生分解性を有し、焼却時に異常な温度上昇が生じず、焼却炉の損傷を未然に防止できるようにした撥水紙及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙の少なくとも片面に、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で3%〜15%を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも1種類を用いてなる塗布液を、前記片面に付き0.1g/m2〜50g/m2の量で塗布して乾燥させることにより塗布層を形成したことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙を要旨とする。
又、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、その片面に樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で3%〜15%を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも1種類を用いてなる塗布液を0.1g/m2〜50g/m2の量で塗布する工程と、その後に乾燥する工程とを含むことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法を要旨とする。
更に、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で3%〜15%を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも1種類を用いてなる含浸液に浸漬して、当該含浸液を前記基紙の両面に含浸させた後、乾燥することを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法を要旨とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。
図1は、本発明に係る撥水紙の断面を模式的に示すもので、1はベースとなる基紙であり、セルロースパルプを主成分とし、一般的な長網抄紙機、円網抄紙機、オントップ抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等を用いて製紙することが可能であり、通常の抄紙で用いられる染料、顔料、サイズ剤、定着剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤等を必要に応じて含有させる。
【0006】
前記基紙1は地合、平滑性の優れた上質紙、PPC用紙、クラフト紙であることが望ましい。又、セルロースパルプは、通常の木材パルプのみでなく、リンター、アバカ、ザイザル、バガス、ケナフ等の非木材パルプを使用することも可能である。但し、生分解性が必要でない用途では、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアクリルニトリン系の合成繊維、レーヨン、キュプラ、アセテート等の再生又は半合成繊維、ロックウール、ガラス繊維、炭素繊維等の無機質繊維等でも差し支えない。
【0007】
2は基紙1の両面に塗布して乾燥させた塗布層であり、羽毛粉末3を配合してある。この塗布層2は樹脂、溶剤を主体とした塗料に、羽毛粉末3を0.01%〜90%(重量比)を配合した塗布液からなり、前記基紙1の片面に付き0.1g/m2 〜50g/m2 の量で塗布して乾燥する。塗料の樹脂は耐水性、印刷適性を重視したもので、例えばウレタン樹脂、ラテックス樹脂が望ましい。
又、図2のように塗布層2中に、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタン等の無機顔料4を適量含ませて白色度及び印刷適性の向上を図ることが可能である。
【0008】
前記羽毛粉末3の配合量は、3%〜15%程度が好ましい。これは羽毛粉末3の配合量が少ないと撥水機能、生分解機能、吸油機能が充分に得られず、多過ぎると均一に塗布することができなくなるからである。塗布量においては、少ないと充分な撥水機能、耐水機能が得られず、多いとコスト的に問題を生じる。
【0009】
この羽毛粉末3は、羽毛をエチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、デカン等の飽和炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の脂肪族系有機薬品、アセトン、アニリン、フェノール等の芳香族系有機薬品、次亜鉛素酸ソーダ、塩素酸ソーダ、カセイソーダ等のソーダ工業薬品、過酸化水素水等の無機薬品のいずれかに浸漬し、石臼式回転磨砕及びボールミル粉砕を施した調整粉末であることを特徴とするもので、優れた撥水性とインク受理性とを有し、且つ微生物により自然に生分解させることが可能である。羽毛は通常70%前後がケラチンタンパクで構成されており、このケラチンタンパクは、数多くの蛋白質のうちでも最も強度に富む繊維性蛋白質であり、髪、羊毛、獣毛、鳥類の羽、皮膚の表皮等を形成している。又、羽毛粉末3は、主成分である硬蛋白質ケラチンの中でも特に疏水性が高いアミノ酸組成を有し、更に羽毛繊維の特徴である内部中空構造により油を捕捉し易い。
従って、この羽毛粉末3の特性により、本発明の撥水紙は水は弾いて油は吸収する選択的な吸収性を持つに至り、優れた撥水性により紙層内部への水の吸収が阻止され水による強度劣化が起こり難く、且つ油性インクによるグラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷を可能にした。
【0010】
前記塗布層2の塗布工程は、バーコーター、エアーナイフコーター、ブレードコーター、ビルブレードコーター、グラビアコーター、ゲートロールコーター、リバースコーター、キャストコーター等の公知の塗布設備で実施できる。塗布後の乾燥工程は、一般的なドラムドライヤー、トンネルドライヤー、エアースルードライヤー等の公知の設備を使用できる。
【0011】
更に、乾燥後に平滑度を向上させるためにマシンカレンダー、スーパーカレンダー等の公知の設備を適用することも可能である。この場合、印刷適性向上のためベック平滑度は30秒以上になるように仕上げることが好ましい。
【0012】
図3は、本発明に係る撥水紙の製造方法を示すもので、ロール状に巻かれた基紙11を送り出し、その片面に塗布ロール12、13を介して前記のように羽毛粉末を配合した塗布液14を適量塗布し、ドライヤー15で乾燥した後、カレンダー16で表面平滑処理し、リールで巻き取って撥水紙17を製造する。
この場合は片面処理であるが、この撥水紙17の非処理面を同じ要領で加工することにより、つまり2度の処理工程によって両面処理した撥水紙を製造することができる。片面処理か両面処理かは撥水紙の用途別により決定される。
【0013】
図4は、本発明に係る撥水紙の他の製造方法を示すもので、ロール状に巻かれた基紙21を送り出し、バット22に収容された含浸液23(樹脂及び溶剤を主体とした塗料に羽毛粉末を0.01%〜50%配合)中に浸漬して基紙21の両面に含浸液23を含浸させ、ドクターロール24、25によって余分の含浸液を掻き取ってドライヤー26に送り込み、乾燥した後カレンダー27に掛けて表面処理し、リールで巻き取って撥水紙28を製造する。この場合は、1工程で両面処理することができる。
【0014】
本発明に係る撥水紙を実際に製造(実施例1、実施例2)し、従来品(比較例1、比較例2、比較例3)との性能を比較実験した結果を表1に示す。
[実施例1]
市販の上質紙65g/m2 の両面に、ウレタン樹脂をイソプロピルアルコール、トルエンを主体とした溶剤で希釈した塗料に羽毛粉末を5%配合し、攪拌機で攪拌した塗布液を片面に付き10g/m2 (固形分)の量でナイフコーターで塗布し、トンネルドライヤーを使用して乾燥温度100℃で乾燥した。その後、上下メタル製のカレンダーを使用し、線圧80kgf/cm2 、ラインスピード5m/minで表面平滑処理して撥水紙を製造した。
[実施例2]
市販の上質紙65g/m2 の両面に、ウレタン樹脂をイソプロピルアルコール、トルエンを主体とした溶剤で希釈した塗料に羽毛粉末を10%配合し、無機顔料として炭酸カルシウムを10%配合して攪拌機で攪拌した含浸液を15g/m2 (固形分)の量でロールコーターで含浸し、トンネルドライヤーを使用し乾燥温度100℃で乾燥処理して撥水紙を製造した。
[比較例1]
市販の上質紙65g/m2 。
[比較例2]
市販の上質紙65g/m2 の両面に、パラフィンワックスエマルジョンの撥水剤をバーコーターで片面に付き10g/m2 (固形分)の量で塗布し、回転ドライヤーを使用し乾燥温度100℃で乾燥処理して撥水紙を製造した。
[比較例3]
合成樹脂及び充填材に添加剤を加えて混合し、押出機で溶融混練した後、ダイスリットから押し出して生膜化する方法により製造されたA社の合成紙85g/m2 。
【表1】
但し、試験方法は下記の通りである。
1.坪量はJIS−P8124(紙のメートル坪量測定方法)に準拠。
2.紙厚はJIS−P8118(紙及び板紙の厚さと密度の試験方法)に準拠。
3.引張強度(DRY)はJIS−P8113(紙及び板紙の引張強さ試験方法)に準拠。
4.引張強度(WET)はJIS−P8135(紙及び板紙の湿潤引張強さ試験方法)に準拠。
5.吸油速度は各試料に軽油(1号軽油)を注射針(H5号)を通して1滴(約4mg)滴下し、各試料が軽油の吸収を完了して、反射による光沢が無くなるまでの時間(秒)を測定。
6.平滑度はJIS−P8119(紙及び板紙のベック試験器による平滑度試験方法)に準拠。
7.撥水度はJIS−P8137(紙及び板紙の撥水度試験方法)に準拠。
図5のように、試料を45度傾いた試料取付面に平らに固定し、温度20±1℃の蒸留水を入れたビュレットの先端を試料から垂直方向に10mm離し、水滴が試料の上を流下する長さを約300mmに調節する。ビュレットから水滴を1滴滴下し、流下の跡を観察して表2により撥水度を決定する。
【表2】
【0015】
上記表1の結果から、実施例1、2の撥水紙は羽毛粉末を塗布することにより比較例1の基紙に優れた撥水性と耐水性を付与し、且つ印刷適性においても良好な結果を示すことが判明した。又、これらの撥水紙は、比較例2の撥水紙、比較例3の合成紙にはない生分解性を有することも判明した。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による撥水紙は、殆どが廃棄処分されている羽毛布団中の羽毛を微細粉末化し、塗布液中に適量配合して基紙の表面に塗布することで天然羽毛ケラチンの特性を活かし、優れた撥水性と耐水性を有すると共に、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷適性を備えることができる。従って、情報用紙、ラベル、ポスター、カレンダー、宅配伝票、投票用紙、パッケージ、カード等広範な用途に有効に使用することができる。又、微生物による生分解が可能であり、焼却時に異常な温度上昇が生じず、焼却炉の損傷を未然に防止できる等の優れた効果を奏する。
更に、本発明に係る撥水紙は、既存の設備を用いて容易に低コストで製造することができ、羽毛粉末を活用するため廃材の有効利用と資源の省力化とを同時に図ることができ、上記の優れた特性と相俟って極めて高い実効性を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撥水紙の実施形態を模式的に示す断面図。
【図2】本発明に係る撥水紙の他の実施形態を模式的に示す断面図。
【図3】本発明に係る撥水紙の製造工程を示す説明図。
【図4】本発明に係る撥水紙の他の製造工程を示す説明図。
【図5】撥水度試験方法を示す説明図。
【符号の説明】
1…基紙
2…塗膜層
3…羽毛粉末
4…無機顔料
11…基紙
12、13…塗布ロール
14…塗布液
15…ドライヤー
16…カレンダー
17…撥水紙
21…基紙
22…バット
23…含浸液
24、25…ドクターロール
26…ドライヤー
27…カレンダー
28…撥水紙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-repellent paper coated with feather powder and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, water-repellent paper has been known, and its general production method is that a petroleum-based wax such as paraffin wax or microcrystalline wax, polyethylene wax or Fischer-Lopsch wax is formed on the surface of a base paper mainly composed of cellulose pulp. A coating layer is formed by applying and drying a coating wax such as a synthetic wax such as a synthetic wax such as montan wax or ceresin, or a silicone resin, an epoxy resin, a metal soap, or a silane. The water-repellent paper produced in this way is excellent in water repellency, but has a drawback that it cannot be printed on the surface because the coating layer does not accept ink.
In addition, a synthetic paper having water repellency is manufactured by adding additives to a synthetic resin and a filler and mixing them, and after melt-kneading with an extruder, it is extruded from a die slit to form a raw film. Although it is water-based and strong, it is not biodegradable and has disadvantages such as an abnormal temperature rise during incineration and damage to the incinerator.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was made to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, has excellent water repellency and ink acceptability, and various printing such as gravure printing, flexographic printing, and offset printing is possible. It is another object of the present invention to provide a water-repellent paper that is biodegradable, does not cause an abnormal temperature rise during incineration, and can prevent damage to the incinerator and a method for producing the same.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a specific means for achieving this object, the present invention has a weight ratio of 3% to 15% by weight in a paint containing a resin, a pigment and a solvent on at least one side of a base paper made mainly of cellulose pulp. %, A urethane resin or a latex resin is used as the resin, and a coating solution using at least one of zeolite, silica, calcium carbonate, talc, kaolin, and titanium oxide as the pigment is applied to the one side to the surface. repellent paper feather powder was applied, characterized in that to form a coating layer by drying the applied in an amount of 1g / m 2 ~50g / m 2 and gist.
Also, a base paper made of cellulose pulp as a main component is fed out, and on one side, 3% to 15% by weight of feather powder is blended in a paint containing resin, pigment and solvent, and the resin is urethane resin or latex resin. the used zeolite as the pigment, silica, calcium carbonate, talc, kaolin, a step of applying an amount of 0.1g / m 2 ~50g / m 2 the coating liquid obtained by using at least one of titanium oxide, then And a step of drying the water-repellent paper.
Furthermore, a base paper made of cellulose pulp as a main component is sent out, and 3 to 15% by weight of feather powder is blended in a paint containing resin, pigment and solvent, and urethane resin or latex resin is used as the resin, It is immersed in an impregnating solution using at least one of zeolite, silica, calcium carbonate, talc, kaolin, and titanium oxide as the pigment , impregnating the impregnating solution on both sides of the base paper, and then drying. The gist of the present invention is a method for producing water-repellent paper coated with feather powder.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 schematically shows a cross section of a water-repellent paper according to the present invention.
[0006]
The
[0007]
Further, as shown in FIG. 2, it is possible to improve whiteness and printability by including an appropriate amount of an inorganic pigment 4 such as zeolite, silica, calcium carbonate, talc, kaolin, titanium oxide in the
[0008]
The blending amount of the
[0009]
This
Therefore, due to the properties of the
[0010]
The coating process of the
[0011]
Furthermore, in order to improve the smoothness after drying, known equipment such as a machine calendar and a super calendar can be applied. In this case, it is preferable to finish the Beck smoothness to be 30 seconds or more in order to improve printability.
[0012]
FIG. 3 shows a method for producing a water-repellent paper according to the present invention, in which a
In this case, the single-side treatment is performed, but the non-treated surface of the water-
[0013]
FIG. 4 shows another method for producing the water-repellent paper according to the present invention. The
[0014]
Table 1 shows the results of actually producing the water-repellent paper according to the present invention (Example 1 and Example 2) and comparing the performance with the conventional products (Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3). .
[Example 1]
Commercially available high-quality paper 65 g / m 2 , 5% feather powder in a paint diluted with a solvent mainly composed of isopropyl alcohol and toluene as a urethane resin, and a coating solution stirred with a stirrer on one side is 10 g / m 2 (Solid content) was applied with a knife coater and dried at a drying temperature of 100 ° C. using a tunnel dryer. Thereafter, using a calender made of upper and lower metals, a water repellent paper was produced by subjecting the surface to a surface smoothing treatment at a linear pressure of 80 kgf / cm 2 and a line speed of 5 m / min.
[Example 2]
On both sides of commercially available high-quality paper 65g / m 2 , 10% feather powder is blended in a paint diluted with a solvent mainly composed of isopropyl alcohol and toluene, and 10% calcium carbonate is blended as an inorganic pigment. The stirred impregnating solution was impregnated with a roll coater in an amount of 15 g / m 2 (solid content), and dried using a tunnel dryer at a drying temperature of 100 ° C. to produce water-repellent paper.
[Comparative Example 1]
Commercially available high-quality paper 65 g / m 2 .
[Comparative Example 2]
A water-repellent agent of paraffin wax emulsion is applied on both sides of a commercially available high-quality paper 65 g / m 2 with a bar coater in an amount of 10 g / m 2 (solid content), and the drying temperature is 100 ° C. using a rotary dryer. A water-repellent paper was produced by drying.
[Comparative Example 3]
85 g / m 2 of synthetic paper manufactured by Company A manufactured by a method in which an additive is added to and mixed with a synthetic resin and a filler, melted and kneaded by an extruder, and then extruded from a die slit to form a biofilm.
[Table 1]
However, the test method is as follows.
1. Basis weight conforms to JIS-P8124 (Measuring basis weight of paper).
2. The paper thickness conforms to JIS-P8118 (Test method for paper and board thickness and density).
3. Tensile strength (DRY) conforms to JIS-P8113 (Testing method for tensile strength of paper and paperboard).
4). Tensile strength (WET) conforms to JIS-P8135 (wet tensile strength test method for paper and board).
5. The oil absorption rate is the time (seconds) until light oil (No. 1 light oil) is dropped into each sample through the injection needle (H5) and 1 sample (about 4 mg) is dripped, and each sample completes absorption of light oil and the gloss due to reflection disappears. ) Measure.
6). Smoothness conforms to JIS-P8119 (Smoothness test method using Beck tester for paper and paperboard).
7). The water repellency conforms to JIS-P8137 (Test method for water repellency of paper and paperboard).
As shown in FIG. 5, the sample is flatly fixed on the sample mounting surface inclined at 45 degrees, the tip of the burette containing distilled water at a temperature of 20 ± 1 ° C. is separated from the sample by 10 mm in the vertical direction, and water droplets move over the sample. Adjust the length to flow down to about 300 mm. One drop of water is dropped from the burette, the trace of flow is observed, and the water repellency is determined according to Table 2.
[Table 2]
[0015]
From the results of Table 1 above, the water-repellent papers of Examples 1 and 2 imparted excellent water repellency and water resistance to the base paper of Comparative Example 1 by applying feather powder, and also good printability. It turned out to show. These water-repellent papers were also found to have biodegradability not found in the water-repellent paper of Comparative Example 2 and the synthetic paper of Comparative Example 3.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, the water-repellent paper according to the present invention is a natural feather obtained by finely pulverizing the feathers in the duvet, which is mostly disposed of, and blending an appropriate amount in the coating liquid and applying it to the surface of the base paper. Taking advantage of the characteristics of keratin, it has excellent water repellency and water resistance, and can have various printing aptitudes such as gravure printing, flexographic printing, and offset printing. Therefore, it can be effectively used for a wide range of applications such as information sheets, labels, posters, calendars, home delivery slips, voting sheets, packages, and cards. In addition, biodegradation by microorganisms is possible, and there is an excellent effect that an abnormal temperature rise does not occur during incineration and damage to the incinerator can be prevented in advance.
Furthermore, the water-repellent paper according to the present invention can be easily manufactured at low cost by using existing equipment, and since the use of feather powder, effective utilization of waste materials and resource saving can be achieved at the same time. Combined with the above-mentioned excellent characteristics, it exhibits extremely high effectiveness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a water-repellent paper according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the water-repellent paper according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a process for producing water-repellent paper according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing another manufacturing process of the water repellent paper according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a water repellency test method.
[Explanation of symbols]
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