JP6619613B2 - 着色紙の製造方法 - Google Patents
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パルプスラリーにアニオン性染料、アルミニウム化合物、定着剤及び上記胡粉をこの順に添加する工程(A)
を備える。
上記胡粉が添加されたパルプスラリーに、紙力増強剤及びアルミニウム化合物を添加する工程(B)、及び
上記胡粉が添加されたパルプスラリーを用いて、表層を抄造する工程(C)
をさらにこの順に備える。当該製造方法においては、好ましくは上記アニオン性染料や胡粉が添加されたパルプスラリーの抄造により形成される表層を有する多層の着色板紙を得ることができる。以下、各工程について詳説する。
工程(A)では、パルプスラリーにアニオン性染料、アルミニウム化合物(1)、定着剤及び上記胡粉をこの順に添加する。工程(A)においては、先ず染料を添加して定着させた後に、胡粉を添加する。染料としては、比較的アルカリ領域で安定なアニオン性染料を用いるため、アルカリ領域における染料の分子構造の変化を抑制し、得られる着色紙の色調の経時変化を低減することができる。これに加え、最初にアニオン性染料を添加した後に、アルミニウム化合物(1)及び定着剤を添加することにより、分子構造を変化させることなくアニオン性染料を定着させることができると共に、アニオン性染料をこのアルミニウム化合物及び定着剤で被覆した状態とすることができる。そのため、アニオン性染料は、胡粉の添加によるpHの変化の影響を受けにくく、安定してその分子構造の状態を維持することができる。従って、当該製造方法により得られた着色紙は、分子構造が通常の状態で維持されたまま定着され、かつpHの影響を受けにくいため、色調の経時変化が低減される。なお、添加するアルミニウム化合物(1)は、胡粉を凝集させ、また、定着剤は胡粉の定着も促進させることから、得られる着色紙は、胡粉の定着性も良好であり、高いアルカリ性を示して良好な抗菌性を発揮することができる。
パルプスラリーに含まれるパルプとしては特に限定されず、例えば古紙パルプ(DIP)、化学パルプ(例えば広葉樹クラフトパルプ:LBKP、針葉樹クラフトパルプ:NBKPなど)、機械パルプ(例えばサーモメカニカルパルプ:TMP、プレッシャライズトドクラフトパルプ:PGW、リファイナーグランドパルプ:RGP、グランドパルプ等)やケナフ、バガス、麻、コットンなどの非木材パルプなどから得られるパルプを挙げることができる。これらの中でも、LBKPが好ましい。LBKPを用いることで表面強度を高めることができる。また、古紙パルプ由来のパルプも好ましい。古紙パルプ由来の繊維は、繰り返しの使用により径が小さくなっており、複雑な形状の胡粉の凝集物と良好に絡み合うことができるため、胡粉の定着性を高めることができる。
上記アニオン性染料は、カルボキシ基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、リン酸基等のアニオン性基を有する染料であり、これらの金属塩の形態で存在していてもよい。上記アニオン性染料としては、例えばアントラキノン系アニオン性染料、モノアゾ系アニオン性染料、ジスアゾ系アニオン性染料、オキサジン系アニオン性染料、アミノケトン系アニオン性染料、キサンテン系アニオン性染料、キノリン系アニオン性染料、トリフェニルメタン系アニオン性染料等を挙げることができる。アニオン性染料としては、アニオン性直接染料であることが好ましい。
上記アルミニウム化合物(1)の添加により、上記アニオン性染料の定着を促進させることができる。また、このアルミニウム化合物(1)は、後から添加する胡粉の凝集剤としても機能する。上記アルミニウム化合物(1)としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、ポリ酢酸アルミニウム等を挙げることができる。これらのアルミニウム化合物(1)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
上記定着剤は、上記アニオン性染料等の定着を促進させることができる。上記定着剤としては、1)ポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミン等のポリアルキレンポリアミン類又はその誘導体、2)第2級又は第3級アミノ基や第4級アンモニウム基を有するアクリル重合体、3)ポリビニルアミン、ポリビニルアミジン又は5員環アミジン類、4)ジシアンジアミド−ホルマリン共重合体等のジシアン系カチオン樹脂、5)ジシアンジアミド−ポリエチレンアミン共重合物等のポリアミン系カチオン樹脂、6)ジメチルアミン−エピクロルヒドリン共重合物、7)ジアリルジメチルアンモニウム−SO2共重合物、8)ジアリルアミン塩−SO2共重合物、9)ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、10)アリルアミン塩の重合物、11)ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩共重合物、12)アクリルアミド−ジアリルアミン塩共重合物、13)多価フェノール−ホルマリン重縮合物誘導体、14)カルボン酸アミド縮合物4級アンモニウム化合物等を挙げることができる。定着剤は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
上記胡粉とは、貝殻の焼成物の粉末である。貝殻の焼成物は、酸化カルシウムやその水和物である水酸化カルシウムを含む。この酸化カルシウム及び水酸化カルシウムは、アルカリ性を有し、抗菌性、殺菌性、消臭性等の性質を有する。
工程(A)において、胡粉を添加した後、アルミニウム化合物(2)をさらに添加することが好ましい。このアルミニウム化合物(2)の添加により、胡粉を凝集させ、胡粉の定着性を高めることができる。このアルミニウム化合物(2)としては、アルミニウム化合物(1)として上述したものと同じものを例示することができるが、硫酸アルミニウムが好ましい。硫酸アルミニウムを用いると、胡粉に含まれるカルシウムと反応することにより硫酸カルシウムが析出し、これがバインダーとなって強固な凝集粒子を形成することができる。このような凝集粒子は、定着性に優れ、良好な抗菌性等を発揮することができる。なお、胡粉は、胡粉の添加より前に添加されたアルミニウム化合物(1)とも反応して凝集体を形成する。
工程(B)では、工程(A)を経たパルプスラリーに対し、必要に応じ、紙力増強剤及びアルミニウム化合物(3)を添加する。胡粉が添加されたパルプスラリーに、これらの添加剤を添加することにより、胡粉の定着性等を高め、得られる着色紙がより良好な抗菌性を発揮することなどができる。工程(B)においては、さらにサイズ剤を添加してもよい。この紙力増強剤、アルミニウム化合物(3)及びサイズ剤の添加は、同時に行うことも別々に行うこともできるが、この順に行うことが好ましい。例えば、パルプスラリーが着色タンクから種箱及びスクリーン等を経て抄紙機へ供される抄紙設備において、紙力増強剤及びアルミニウム化合物(3)は、種箱の前のパルプスラリーに添加し、サイズ剤は種箱とスクリーンとの間のパルプスラリーに添加することができる。
上記紙力増強剤は必要に応じ適宜使用され、その種類としては特に限定されないが、乾燥紙力増強剤や湿潤紙力増強剤があり、乾燥紙力増強剤としては、例えばカチオン澱粉、両性澱粉、ポリアクリルアマイド(PAM)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等が挙げられる。また、湿潤紙力増強剤としては、例えばポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂、尿素樹脂、酸コロイド・メラミン樹脂、熱架橋性付与PAM等が挙げられる。これらの中でも、PAMが好ましく、両イオン性ポリアクリルアマイドがより好ましい。
工程(B)におけるアルミニウム化合物(3)の添加は、主にパルプスラリーのpHの調整を目的とする。このアルミニウム化合物(3)としては、アルミニウム化合物(1)として上述したものと同じものを例示することができるが、硫酸アルミニウムが好ましい。この工程(B)におけるアルミニウム化合物(3)の添加量は、パルプスラリーのpHなどによって適宜調整される。パルプに対するアルミニウム化合物(3)の添加量の下限としては、2質量%が好ましく、2.5質量%がより好ましい。一方、この上限としては、4.5質量%が好ましく、4質量%がより好ましい。
上記サイズ剤としては、内添サイズ剤として例えばロジンサイズ、アルキルケテンダイマー(AKD)、アルケニル無水コハク酸(ASA)等の公知の内添サイズ剤を用いることができる。なお、これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。上記サイズ剤の添加量としては特に限定されず、例えばパルプに対して3質量以下とすることができる。サイズ剤の添加量が上記上限を超える場合は、サイズ性が高まりすぎて乾燥しやすくなり、その結果、罫割れが発生しやすくなるおそれがある。
工程(C)においては、上記工程(A)及び工程(B)を経たパルプスラリーを用いて、表層を抄造する。通常、表層以外の他の層との抄き合わせ、すなわち多層抄きによって着色紙が抄造される。なお、表層以外の他の層を得るためのパルプスラリーは、特に限定されず、公知の板紙と同様のものとすることができる。
当該製造方法によって得られる着色紙は、貝殻の焼成物の粉末である胡粉を含有し、紙面pHが8以上である。表面の紙面PHを8以上とすることで、十分な抗菌性、防カビ性等を発揮することができる。この紙面pHは9以上が好ましく、9.5以上がより好ましい。一方、この紙面pHの上限としては、例えば12とすることができる。紙面pHが12を超える場合は、アルカリ性が強すぎて、このためにパルプ繊維が劣化し、表面紙力が低下するおそれがある。
撹拌装置を有するバッチ槽内に、原料パルプ(LBKP)を投入し、次いで以下の順で各添加剤を投入した。
(1)染料:アニオン性染料(日化社の「ダイレクトペーパーイエロー」及び東亜化成社のTOAレッド2BPH」)0.5質量%(対パルプ)
(2)アルミニウム化合物(1):硫酸アルミニウム2質量%(対パルプ)
(3)定着剤(クラリアントジャパン社の「Cartaretin F Liquid」:カルボン酸アミド縮合物4級アンモニウム化合物)10質量%(対胡粉)
(4)胡粉(ホタテ貝の貝殻の焼成物の粉末)15質量%(対パルプ)
(5)アルミニウム化合物(2):硫酸アルミニウム2質量%(対パルプ)
次いで、さらに以下の各添加剤を以下の順で添加し、表層用パルプスラリーを得た。
(6)紙力増強剤:両イオン性ポリアクリルアマイド3質量%(対パルプ)
(7)アルミニウム化合物(3):硫酸アルミニウム3.5質量%(対パルプ)
各添加剤の添加量及び種類、中層の原料パルプ及び層数、表面サイズ剤の塗工量、塗工液におけるPVAの有無を表1〜表3の通りとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2〜20、参考例1及び比較例1〜3の各着色紙を得た。
アニオン性染料、アルミニウム化合物(1)としての硫酸アルミニウム、定着剤及び胡粉の添加順を表4の順序としたこと以外は実施例1と同様にして、比較例4〜21の各着色紙を得た。
得られた各着色紙について、以下の評価を行った。評価結果を表3及び表4に示す。
JIS−P−8140(1998年)に準拠して測定した。
JAPAN TAPPI No.6−75に準拠して測定した。
製品の色調を測定し、生産直後と、生産直後から2時間後の色調を測定し、以下の式に基づき、色調差(ΔE)を算出した。
L’、a’、b’:生産直後から2時間後における明度及び色相(a値、b値)
算出したΔEに基づいて、以下の基準で評価できる。
ΔE=1.0未満は色調変化が少ない(ほぼない)
ΔE=1.0以上1.5以下は若干の色調変化はあるものの、製品として問題なし。
ΔE=1.5超は製品として使用できない(色調変化が大きい)
Claims (5)
- 貝殻の焼成物の粉末である胡粉を含有し、紙面pHが8以上である着色紙を製造する方法であって、
パルプスラリーにアニオン性染料、アルミニウム化合物、定着剤及び上記胡粉をこの順に添加する工程
を備える着色紙の製造方法。 - 上記アルミニウム化合物が、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム又はこれらの組み合わせである請求項1に記載の着色紙の製造方法。
- 上記胡粉に対する上記定着剤の添加量が、3質量%以上20質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の着色紙の製造方法。
- 上記胡粉が添加されたパルプスラリーに、紙力増強剤及びアルミニウム化合物を添加する工程
をさらに備える請求項1、請求項2又は請求項3に記載の着色紙の製造方法。 - 上記胡粉が添加されたパルプスラリーを用いて、表層を抄造する工程
をさらに備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の着色紙の製造方法。
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