JPH11247098A - 紫外線カット紙およびその製造方法 - Google Patents

紫外線カット紙およびその製造方法

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JPH11247098A
JPH11247098A JP5068498A JP5068498A JPH11247098A JP H11247098 A JPH11247098 A JP H11247098A JP 5068498 A JP5068498 A JP 5068498A JP 5068498 A JP5068498 A JP 5068498A JP H11247098 A JPH11247098 A JP H11247098A
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ultraviolet
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cellulose
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JP5068498A
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Atsuko Harasawa
敦子 原沢
Takehito Tomita
岳人 富田
Junichi Kaminaga
純一 神永
Kentaro Yamawaki
健太郎 山脇
Hiroshi Kawasaki
浩志 河崎
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】紙本来の自然感を生かした意匠性、易焼却性、
リサイクル性を保持しつつ、小ロット生産に優位でかつ
部分的に機能が付加された紫外線カット紙およびその製
造方法を提供することにある。 【解決手段】紙を構成するパルプ繊維中のセルロース
と、金属酸化物でなる紫外線をカットする物質とが化学
結合してなる紫外線カット紙であり、前記紙を構成する
パルプ繊維中のセルロースに、紫外線をカットする物質
の粉末を全面もしくはパターン状に載置し、グロー放電
によるプラズマ処理し、該紫外線をカットする物質を化
学結合せしめてなる紫外線カット紙の製造方法としたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙に紫外線吸収性
を付与する技術に関するものであり、特に、小ロット生
産に優位でかつ部分的に紫外線吸収性が付与された紫外
線カット紙および製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境汚染や廃棄物増加問題が社会
問題となっていて、その廃棄物のなかで最も多いとされ
ている紙類は、焼却処理が容易で、再生紙としてのリサ
イクルも可能な最も理想的な素材の一つと言われてい
る。しかしながら近年紙素材の用途は幅を広げてきてお
り、例えば印刷用のほか記録材料、包装材、容器などの
基材として用いられ、それに伴い紙に対して様々な機能
が要求されている。一例を挙げれば、機械的強度や耐水
性、撥水性、吸水性、耐油性、耐熱性、耐熱水性等であ
り、紫外線カット性を付与することもその一例である。
このような機能紙は往々にして焼却処理やリサイクルの
し難いものとなっている。
【0003】ここで、紫外線カット性を付与したものと
して、従来はプラスチックフィルムに紫外線カット性を
付与したものが包装用や窓ガラス用等に使用されている
が、プラスチックフィルム類は、使用後の廃棄物処理に
おいて焼却処理あるいはリサイクル性に不利な面が多
い。そこで、易焼却性でリサイクルに優位な、しかも近
年の自然指向の強いなかで、漉き合わせ模様やすかし模
様のように意匠性の高い紙を用いて、紙本来の特性を生
かしつつ包装材料や容器とすることが望まれている。
【0004】従来より、紙に紫外線カット性を付与する
試みがあり、例えば、紫外線吸収剤を混練した紫外線カ
ットフィルムを紙にラミネートする方法、金属酸化物を
紙表面に蒸着する方法、紫外線吸収剤をパルプ繊維に混
合抄造する方法あるいは紫外線カット素材を印刷インキ
等に分散させて紙にコーティングする方法等が挙げられ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記紫
外線カットフィルムを紙にラミネートする方法では、前
記のような紙としての素材特性を失うものであり、ま
た、金属酸化物を紙表面に蒸着する方法では、基材であ
る紙の表面に紫外線カット材料が物理的に載っているだ
けのものであり、後加工等で紫外線カット材料が脱落す
るものであった。また、紫外線吸収剤をパルプ繊維に混
合抄造する方法では、大規模な抄造設備を要し、紙の種
類に応じた小ロットものや部分的(パターン状)紫外線
カット処理等に不可能なものであり、さらにまた、紫外
線カット材料をインキ等に分散させコーティングする方
法では、紫外線カット部分のパターン化等は可能である
が、原紙表面にインキ等のバインダーが積層されている
ので、自然感を生かした意匠性に欠けるなどの問題があ
った。
【0006】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するものであり、その課題とするところは、紙本来の自
然感を生かした意匠性、易焼却性、リサイクル性を保持
しつつ、小ロット生産に優位でかつ部分的に機能が付加
された紫外線カット紙およびその製造方法を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明では、紙を構成
するパルプ繊維中のセルロースと、紫外線をカットする
物質とが化学結合してなることを特徴とする紫外線カッ
ト紙としたものである。
【0008】また、請求項2の発明では、前記紫外線を
カットする物質が、金属酸化物でなることを特徴とする
請求項1記載の紫外線カット紙としたものである。
【0009】また、請求項3の発明では、前記紙を構成
するパルプ繊維中のセルロースに、紫外線をカットする
物質の粉末を全面もしくはパターン状に載置し、グロー
放電によるプラズマ処理し、該紫外線をカットする物質
を化学結合せしめてなる請求項1または2記載の紫外線
カット紙の製造方法としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。また本発明の紫外線カット紙の元材料となる原紙と
しては、包装用、産業資材用、衣料用、建材用と広範囲
な用途に使用される、洋紙、板紙、和紙、合成紙、化学
繊維紙等が挙げられ、バージンパルプ100%の紙であ
っても再生紙を含むものであっても構わない。
【0011】また、本発明の紫外線カット紙に用いる紫
外線をカットする物質として、金属酸化物が好ましく、
例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化
アルミニウムおよびこれら1種または2種以上の混合物
等が挙げられるが、この限りではない。
【0012】本発明の紫外線カット紙の製造方法におい
て、紫外線をカットする物質、具体的には酸化チタン等
の金属酸化物粉末を全面もしくは部分的パターン状に、
紙の上に載置する方法として、金属酸化物粉末そのもの
を物理的に全面にもしくはパターン化されたスクリーン
を通して載せる方法、あるいは溶剤に金属酸化物を分散
させたものをグラビアやスクリーン印刷法にて全面もし
くは部分的パターン状に載せる方法がある。
【0013】また、本発明の紫外線カット紙の製造方法
に使用するグロー放電によるプラズマ処理として、低圧
(低温)プラズマ処理、大気圧プラズマ処理でも、紙に
劣化や損傷を起こさない条件で行うものであればいずれ
でも構わない。
【0014】上記低圧(低温)プラズマ処理としては、
例えば、DCマグネトロン電極を用いて低温プラズマ処
理を行うに際し、低圧下で特定のガス例えばアルゴンな
どの希ガス類、酸素や窒素や炭酸ガス、さらにこれらの
混合ガスを導入して紙類を処理し機能性を付与する方法
などがあり、その処理強度によって効果が左右されるも
のであるが、これに限定するものではない。
【0015】また、上記大気圧プラズマ処理としては、
例えば、大気圧下で紙基材中にヘリウム、アルゴン、ネ
オンまたはこれらの混合ガスでなる不活性ガスを取り込
み、プラズマ放電を発生させ紙を処理し機能性を付与す
る方法などが挙げられるが、これに限定するものではな
い。
【0016】本発明においてグロー放電によるプラズマ
処理によって紙を構成するパルプ繊維のセルロースと金
属酸化物が化学結合するメカニズムは明らかではない
が、セルロースの水酸基がプラズマ中で酸化を受け活性
基となること、同様に金属酸化物もプラズマ中で活性種
となっているものと推定され、これらお互いに反応して
セルロースと金属酸化物の強固な結合が生成するものと
推定される。
【0017】処理する紙のセルロースに対する金属酸化
物の付与(結合)量は、絶乾紙坪量の1%程度で十分な
機能を発揮する。例えば絶乾坪量400g/m2 の用紙
で4g/m2 の加工量であれば十分な機能を発揮するも
のであり、これより多くしても紫外線カット性は大差が
なく、プラズマ処理の際のグロー放電が安定性に欠くこ
ともあるので、この程度をリミットとすることが好まし
い。
【0018】紙を構成するパルプ繊維中のセルロースと
金属酸化物との化学結合状態の観察は、紙表面では電子
分光法(ESCA)によって効果的に分析可能であり、
紙の深さ方向の化学結合状態の観察ではX線光電子分光
法(XPS)によって効果的に分析が可能である。しか
し本発明の紫外線カット紙の紫外線カット性の効果は、
紙表面における金属酸化物の分布状態に影響されるもの
であるためESCAによる分析が効果的である。
【0019】このように金属酸化物付与の紫外線カット
紙は、金属酸化物の光散乱によって、紙表面もしくは内
面に固着された金属酸化物が光散乱を起こして、紙を通
過しようとする紫外線をカットするものである。
【0020】また、上記のように、全面に紫外線カット
性を付与された紫外線カット紙の用途は、食品や医薬品
等の包装分野で数多くあるが、部分的に紫外線カット性
を付与された紫外線カット紙の用途として、例えば、イ
ンジケーター機能が挙げられる。紙は、通常紫外線によ
り黄色に変色するが、これを利用し、部分的に紫外線カ
ット機能を有するデザインを施した紙に紫外線が照射さ
れることにより、黄変部と無変化部が現れて、容器、内
容物等の劣化が予測される。このとき、紫外線カット紙
の内側に紫外線変色層を設ければ、発色層のコントラス
トがより明らかになり効果的である。
【0021】また、部分殺菌に利用することも効果的で
ある。例えば、紫外線カット紙を介した容器に微生物を
保存し、そこに常に一定量の紫外線を照射しておくと、
微生物の一部は紫外線により死滅するが、紫外線の届か
ない領域では微生物はそのまま生存する。この方法によ
り、常に一定数の微生物の維持を、常温で行うことがで
きる。これは、研究部門や食品製造部門で活用される手
法と考えられる。
【0022】以上のようにして得られた紫外線カット紙
は、紙本来の自然感を生かした意匠性、易焼却性、リサ
イクル性を保持しつつ、小ロット生産に優位でかつ全面
もしくは部分的(パターン状)に強固に紫外線カット性
が付加された紫外線カット紙とすることができる。
【0023】
【実施例】次に本発明を実施例により、本発明を具体的
に説明する。 〈実施例1〉紫外線カット物質として、平均粒径0.1
〜0.3μmの酸化チタン粉末1gを10×10cmサ
イズの紙(坪量20g/m2 )とともに、ヘリウムガス
50ml導入、充填されたパウチに入れ、このパウチを
接地平板電極と平行の平板型電圧印加電極間に載置し、
電圧印加電極に1KHzの周波数で5KVの電圧を60
秒間印加して紫外線カット紙の試料1とした。
【0024】〈実施例2〉紫外線カット物質として平均
粒径10μm以下の酸化マグネシウム粉末とした以外は
実施例1と同様の条件で紫外線カット紙を得て、試料2
とした。
【0025】上記で得られた試料1および試料2につい
て、金属酸化物がパルプ繊維中のセルロースに導入固着
状態を電子分光法(ESCA)にて確認した。プラズマ
処理に関わる材料は、紙もしくは金属酸化物粉末のみで
あり、処理前後でESCAによるC1s波形の変化から
結合ができたことを推定することができる。資料1、2
ともに、プラズマ処理前後でセルロースのみの場合と比
較した際のC1s電子の束縛エネルギーの変化が見ら
れ、Ti−O−C結合、Ti−C結合およびMg−O−
C結合、Mg−O−C結合が出来たと考えられ、プラズ
マ処理が確実に行われたことが確認された。
【0026】この資料1および2の紫外線カット紙の、
紫外線カット性をバージン紙(比較試料)とともに分光
光度計にて測定して紫外線透過率とし、その結果を表1
に示した。
【0027】
【表1】
【0028】表1より、比較資料は紫外光をほとんど遮
断しないのに対し、資料1、2ともに波長200nm〜
400nmの紫外光を遮断していることが確認された。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、紙を構成するパルプ繊維中
のセルロースと、金属酸化物でなる紫外線をカットする
物質とが化学結合してなる紫外線カット紙としたので、
その金属酸化物の光散乱によって、紙表面もしくは内面
に固着された金属酸化物が光散乱を起こして、紙を通過
しようとする紫外線をカットし、紙本来の自然感を生か
した意匠性、易焼却性および再生紙としてのリサイクル
性を保持した紫外線カット紙とすることができる。
【0030】また、前記紙を構成するパルプ繊維中のセ
ルロースに、紫外線をカットする物質の粉末を全面もし
くはパターン状に載置し、グロー放電によるプラズマ処
理し、該紫外線をカットする物質を化学結合せしめてな
る紫外線カット紙の製造方法としたので、小ロット生産
に優位でかつ全面もしくは部分的(パターン状)に強固
に紫外線カット性が付加された紫外線カット紙とするこ
とができる。従って本発明の紫外線カット紙は、食品や
医薬品の包装等の如き用途のほか、デザイン的にも優れ
た紫外線カット紙としての用途において、優れた実用上
の効果を発揮するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山脇 健太郎 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 河崎 浩志 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紙を構成するパルプ繊維中のセルロース
    と、紫外線をカットする物質とが化学結合してなること
    を特徴とする紫外線カット紙。
  2. 【請求項2】前記紫外線をカットする物質が、金属酸化
    物でなることを特徴とする請求項1記載の紫外線カット
    紙。
  3. 【請求項3】前記紙を構成するパルプ繊維中のセルロー
    スに、紫外線をカットする物質の粉末を全面もしくはパ
    ターン状に載置し、グロー放電によるプラズマ処理し、
    該紫外線をカットする物質を化学結合せしめてなる請求
    項1または2記載の紫外線カット紙の製造方法。
JP5068498A 1998-03-03 1998-03-03 紫外線カット紙およびその製造方法 Pending JPH11247098A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006134127A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur behandlung unverwobener faserstoffe und vorrichtung zum bleichen
WO2006134064A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur behandlung eines prozessgutes bei der herstellung von papier, karton oder pappe
WO2006134075A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur behandlung eines prozessgutes mit grossflächigem plasma

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WO2006134064A1 (de) * 2005-06-16 2006-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur behandlung eines prozessgutes bei der herstellung von papier, karton oder pappe
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