JPWO2012014970A1 - 水分散性紙 - Google Patents
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Abstract
Description
また、最近の環境問題への関心の高まりから、リターナブル容器が注目されている。このリターナブル容器は、印刷あるいは印字された塗工紙の裏面に粘着層を設けた粘着ラベルが貼着されているのが一般的である。しかしながら、使用後にラベルを被着体より剥がすには手間のかかる洗浄作業を必要としている。
この手間を軽減させるために、水溶性材料あるいは水分散性材料を用いた基材上に各種記録方式に適した塗工層を設けた水崩壊性粘着シートが開示されている(特許文献6)。また、水不溶性の繊維状カルボキシアルキルセルロースとアルカリ化剤を含有する基材上に、塗工層を設ける水剥離性塗工紙が開示されている(特許文献7)。
また、特許文献6に開示されている水崩壊性感熱記録シートは、水溶紙あるいは水分散紙の基材上に非水溶性樹脂からなる目止め層、塗工層(感熱記録層)を設けるため、リターナブル容器において、ラベルを被着体から簡単に剥がすことを可能にしているが、非水溶性樹脂からなる目止め層がフィルム状に剥がれて排水管が詰まる等の問題が生じる。特許文献7に開示されている水剥離性塗工紙は、基材中に含有されている水不溶性のカルボキシアルキルセルロース繊維がアルカリ化剤により水溶性のカルボキシアルキルセルロース繊維の金属塩になることにより、良好な水剥離性を発現するが、カルボキシアルキルセルロースを中和するためにアルカリ化剤を過不足なく添加することが難しく、完全に中和するためには過剰量のアルカリ化剤を添加する必要がある。このため、特許文献7の水剥離性塗工紙は過剰のアルカリ化剤により経時的に変色する問題がある。
本発明の主な構成は次のとおりである。
(1)木材パルプ及び/又は非木材パルプからなる水分散紙であって、αセルロース含有率88重量%以上の精製パルプが全パルプの15〜95重量%であることを特徴とする水分散紙。
(2)木材パルプ及び/又は非木材パルプからなる水分散紙であって、ヘミセルロース含有率12重量%未満の精製パルプが全パルプの15〜95重量%であることを特徴とする水分散紙。
(3)再生セルロース繊維、繊維状カルボキシルメチルセルロース、繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩を含まないことを特徴とする(1)又は(2)記載の水分散紙。
(4)紙面pHが6〜8であることを特徴とする(1)又は(2)記載の水分散紙。
(5)3cm角の試験片を、ビーカー内の水中で、スターラーで650rpmに攪拌しながら、当該試験片が2つ以上に千切れるフロック状水分散時間が30秒以内であることを特徴とする(1)又は(2)記載の水分散紙。
(6)請求項1又は2記載の水分散紙を基材として、その表面に水系塗料を主とする塗工層を設けた水分散塗工紙。
(7)塗工層が、感熱記録層、インクジェット記録層又は一般印刷層であることを特徴とする(6)記載の水分散塗工紙。
(8)基材と塗工層の間及び/又は基材の非塗工層面に水溶性の目止め層を設けることを特徴とする(6)に記載の水分散塗工紙。
(9)一面に塗工層が形成された基材の他面に水溶性又は水再分散性を有する粘着剤を用いて粘着剤層を設けたことを特徴とする(6)に記載の水分散塗工紙。
(10)機密文書用印刷用紙であることを特徴とする(6)に記載の水分散塗工紙。
(11)塗工層上に食材等の情報を表示したラベルであることを特徴とする請求項9に記載の水分散塗工紙。
本発明による水分散紙は、精製度の異なる木材パルプ及び/又は非木材パルプを2種類以上配合して構成されており、再生セルロース繊維のような繊維間結合が過度に弱い繊維を用いていないために、迅速な水分散性を有しながら引張強さや表面強度が高く、オフセット印刷等の印刷用途に用いた場合、断紙や毛羽立ちが少なく、印刷適性が優れている。
本発明による水分散紙は、繊維状カルボキシメチルセルロースを使用していないため、そのカルボキシル基を中和するためのアルカリ化剤が不要であり、過剰量のアルカリ化剤が紙中に残留してアルカリ性を呈することがない。このため、経時的な黄色化(黄変)が起こらず、保存性が向上する。さらに、水分散紙を基材として感熱記録層又はインクジェット記録層又は一般印刷層を塗工した各種塗工紙や、水分散紙に水溶性樹脂フィルムをラミネートした加工紙において、基材が中性であるため塗工層や水溶性樹脂フィルムの品質が低下することがなく、一般的な中性紙と同様の加工が可能である。
本発明による水分散紙は、基材と塗工層の間及び/又は基材の非塗工層面に水溶性の目止め層を設けているために、塗工層を形成する際に塗工液が基材へ過度に浸透することがなく、均一な塗工層が形成される。また、基材の非塗工層面側に粘着層を設ける場合、目止め層により粘着剤が紙中や塗工層中にマイグレーションすることが防止され、粘着力の経時的な低下や粘着剤成分による感熱記録層の減感を防ぐことができる。
本発明による水分散紙及び水分散塗工紙は、食品トレイの消費期限表示ラベル、リターナブル容器用表示シ−ト等のように、容器に可変情報を添付し、容器使用後の洗浄時に容器とともに洗い流す用途や、水分散により廃棄処理できる秘密情報の印刷用紙に適している。
本発明が提供する水分散性紙は、30秒以内に細かく分散し、80秒以内に繊維状にほぐれる水中分散性を示す。本発明の水分散性紙は、紙力が強く印刷適性があるので、塗工層を形成することにより綺麗な印刷を行うことができ、中性であって黄変等の変色耐性も高い。
本発明では、精製パルプと無精製パルプを配合することが重要であり、一方のみでは十分な品質を確保できない。また、再生工程を経て精製されたαセルロース含有率の高いセルロース系繊維(例えばレーヨン短繊維)を用いることも紙力の低下等の問題が生じるので不適切である。天然パルプ繊維の形態を保持した状態のパルプ繊維の形態が本発明では使用形態として望ましい。
本発明の水分散性紙及びその塗工紙は、水中に投下して細かくする用途に適している。例えば、レストラン等で用いる食品トレイの消費期限表示ラベル、リサイクル容器用ラベル、リターナブル容器用表示シート等に利用すると容器やトレイと一緒に水中に投下して攪拌・洗浄中に本水分散紙は分離され細かくなって排水可能になる。播種シートや食品包材用のラベル用途では、アルカリ性による害が発生しない。播種シートはそのまま畑や苗甫に施行することができ、吸水性及び崩壊性があるので、播種作業の効率化と発芽率を向上させることができる。食品包材用のラベル用途では、ラベルを貼着したトレイの洗浄後にアルカリ分が残留する懸念がなく、洗浄作業を効率化することができる。
本発明の水分散性紙及びその塗工紙の別種の用途として、秘密情報の印刷用紙としての利用が挙げられる。例えば、銀行等の現金自動出納機の利用明細書、保険調剤明細書等個人情報を記載した文書や企業の紙媒体機密文書等はシュレッダーで処理されることが多いが、米国等ではこれらの断裁処理物を復元して取得した秘密情報を用いた犯罪の多発が問題となっている。本発明の水分散性紙及びその塗工紙は、感熱プリンター、インクジェットプリンター及び印刷等により秘密情報を容易に記載することができ、使用後に水分散させることで秘密情報を完全かつ容易に抹消することが可能である。
本発明に用いる精製パルプとは、針葉樹、広葉樹等の木材や亜麻、リンター等の非木材を原料としたマーセル化パルプ又は溶解パルプ等のように、パルプ製造時の蒸解条件の強化、蒸解前又は蒸解後の化学処理によってヘミセルロース等を除去し、セルロース純度を高めたパルプであって、αセルロース含有率を88重量%以上に精製したパルプを言う。
パルプのαセルロース含有率とヘミセルロース含有率の関係について、特表2010−504376号公報(特許文献8)には、パルプを精製度に応じて3グレードに分け、高度に精製されたパルプを「アセテートグレード」、精製パルプを「ビスコースグレード」、無精製パルプを「紙/フラッフグレード」として、各グレードの含有率を記載している。「アセテートグレード」のパルプはαセルロースが通常95重量%以上で、約1〜3%がヘミセルロースであり、「ビスコースグレード」のパルプはαセルロースが88〜95重量%で、約5〜12%がヘミセルロースである。また、「紙/フラッフグレード」のパルプはαセルロースが80〜88重量%で、約12〜20%がヘミセルロースであるとしている。
以上のことから、本発明に用いられる精製パルプに含まれるヘミセルロースは12重量%未満となっている。
なお、本発明では、パルプについて、一般的な定義である「木材その他の植物を機械的又は化学的処理によって抽出したセルロース繊維の集合体」(紙パルプ辞典 平成12年2月20日 紙パルプ協会編 金原出版)と定義する。
本願発明の精製パルプには、レーヨン等の再生セルロース繊維、繊維状カルボキシルメチルセルロース、繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩は含まれない。
溶解パルプは、亜硫酸塩蒸解や前加水分解クラフト蒸解で得られるセルロース純度の高いパルプで、蒸解後の漂白、精選処理を組み合わせることでさまざまなセルロース純度のパルプが得られる。
本発明における精製パルプのセルロース純度の別種の指標としてヘミセルロース含有率を用いる。精製パルプのヘミセルロース含有量は12重量%未満であることが必要であり、好ましくは8重量%未満であり、さらに好ましくは5重量%未満である。精製パルプのヘミセルロース含有率が12重量%以上の場合、単繊維状に分散し難くなるため、水への分散性が低下する。なお、本発明において、ヘミセルロース含有量は、精製パルプ又は無精製パルプを酸加水分解して単糖に変え、単糖類の組成をアルジトールアセテート化法によって定量することにより測定できる。即ちパルプの加水分解により得られる単糖類を水素化ホウ素ナトリウムで還元し相当するアルジトールアセテートに変え、無水酢酸とピリジンでアセチル化し、アルジトールアセテート誘導体とした後、アルジトールアセテート誘導体をガスクロマトグラフィーにより分析して構成糖を同定、定量する。
なお、精製パルプと無精製パルプが配合された紙についても、各パルプ単独の場合と同様にして紙のαセルロース含有率とヘミセルロース含有率を測定することができる。さらに、パルプの繊維形態を観察して精製パルプと無精製パルプの配合割合を求めれば、精製パルプと無精製パルプのそれぞれについてαセルロース含有率とヘミセルロース含有率を算出することができる。
本発明の水分散紙において、αセルロース含有率88重量%以上の精製パルプ以外の木材パルプ及び又は非木材パルプとしては、針葉樹、広葉樹等の木材パルプ、亜麻、リンター、ケナフ、バガス、マニラ麻等の非木材パルプが挙げられる。上記精製パルプ以外の木材パルプ及び又は非木材パルプは、繊維間結合に形成に寄与するヘミセルロース含有率が高く、繊維が膨潤、フィブリル化し易いため緻密で強度が高く、水分散性の低い紙を形成する。この傾向はパルプの叩解を進めるとさらに顕著となるため、無精製のパルプのみでは水分散性が良好でかつ強度の高い紙は得られない。
繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩のパルプ及び再生セルロース繊維は、使用しない。繊維状カルボキシルメチルセルロースをアルカリ処理した前者は、用途によりアルカリが悪影響を及ぼすこと、及び変色し易いので不適切である。後者はシート強度や平滑性が不足して印刷適性が不良となるので不適切である。
本発明の水分散紙は、水分散紙を構成する全パルプ量中の、αセルロース含有率88重量%以上の精製パルプが15〜95重量%であることが必要であり、好ましくは20〜80重量%、さらに好ましくは20〜60重量%である。精製パルプの配合率が15重量%未満の場合にはシートを形成する繊維同士の繊維間結合が強くなりすぎるため、充分な水分散性が得られない。また、精製パルプの配合率が95重量%を超えると、シートの強度が極度に低下し、実用面での取り扱い性が低下する。
本発明の水分散紙の紙面pHを6〜8(中性領域)、好ましくは6.2〜7.2に調整することが好ましい。紙面pHをこの範囲に調整することで、従来使用できなかった、植物、動物、医療、フィルム貼合等の用途へ展開が可能になる。
本発明において、水分散性はフロック状水分散時間、繊維状水分散時間によって評価することができる。フロック状水分散時間とは、脱イオン水300mlを300mlビーカーに入れ、スターラーで650rpmに攪拌しながら、3cm角の試験片を投入し、試験片が2つ以上に千切れる時間であり、30秒以内、より好ましくは20秒以内、さらに好ましくは10秒以内である。このフロック状水分散時間が長くなると、水分散紙を流した場合、排水口あるいは配管を詰まらす原因になる。
本発明の水分散紙は、平滑性を向上させて印刷用途等に供するため、マシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトニップカレンダー等の一般的な製紙用カレンダーを用いてカレンダー加工を施すことができる。
本発明の水分散塗工紙は、上記した水分散紙上に少なくとも水系塗料を1層以上塗設して塗工層を形成したものである。本発明の塗工紙は、水分散紙の表面に塗工面を形成して印刷用の水分散塗工紙を構成する。塗工層と水分散紙の間に目止め層を形成することができる。さらに、裏面に粘着剤層を設けることにより、貼着と剥離性を備えた水分散塗工紙を提供する。これらの塗工層、目止め層、印刷、粘着剤は、水分散を妨げない材料や構成とすることが好ましい。
本発明の水分散塗工紙を構成する塗工層は、水系塗料を塗工・乾燥して形成された層であれば単層、多層でも良く、塗工方式等に制限はない。また、印刷方式(オフセット印刷、グラビア印刷等)あるいは印字方式(インクジェットプリンター、感熱プリンター、レーザービームプリンター等)に適した塗工層の構成材料を適宜選択することができる。
以下に、感熱プリンター、インクジェットプリンター、一般印刷に適応した塗工層の例を示す。
本発明の水分散塗工紙において、基材上と塗工層との間に目止め層を設けることが好ましい。目止め層は、顔料及びバインダーを主成分とする。即ち、感熱記録層やアンダーコート層、インクジェット記録層、一般印刷層等からなる塗工層との間に目止め層が設けられる。目止め層は、塗工層を塗設する際に基材中への過度の塗工液浸透による操業性低下を抑制するとともに、イオン又は粘着剤に含有されている可塑剤等が塗工層へマイグレーションすることを防止する機能を有する。また、上記基材は繊維間結合が弱いため、ポーラスな層であり、目止め層を設けることにより、基材発色感度、耐カス付着性、耐スティッキング性が良好な感熱記録体を得ることができる。
目止め層は、基材裏面に粘着剤層を設けた場合は、基材裏面と粘着剤層の間にも設けることができ、基材両面へ同時に設けても良い。
目止め層を塗設する基材表面の平滑性は特に限定されないが、一般的には高平滑な表面が好まれ、ヤンキードライヤー接触面、カレンダリング処理面が好適に用いられる。
目止め層を構成する組成は、顔料、バインダー及び各種の添加剤が主成分である。
目止め層に用いる顔料を例示する。シリカ、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、焼成カオリン、ケイソウ土、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸ソーダ、アルミノケイ酸マグネシウム等の無機顔料;メラミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、ポリエチレンパウダー、ナイロンパウダー等の有機顔料;セルロースパウダー、置換度0.35以下のカルボキシメチルセルロース塩パウダー等の多糖類粉末が挙げられる。
これらの高分子物質は水、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水又は他の媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で使用し、要求品質に応じて併用することもできる。
これらのうち、バインダーとしては、水分散性の観点から、水溶性樹脂又は水分散性樹脂が好ましい。デンプン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンをバインダーの主成分として使用することが望ましい。
目止め層に用いるバインダーは、通常、充填剤100重量部に対して固形分で5〜100重量部である。
目止め層は、前記顔料及びバインダーにその他の添加剤を分散混合して得られる目止め剤を、塗工機によって塗工し、ドライヤーで加熱乾燥することによって得られる。目止め層の塗工量は、乾燥後の重量として通常0.5〜30g/m2、好ましくは3〜15g/m2である。塗工機としては、エアナイフコーター、バーコーター、ロールコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、チャンプレックスコーター、グラビアコーター等が挙げられる。
本発明の水分散塗工紙を構成する塗工層は、水系塗料を塗工・乾燥して形成された層であれば単層、多層でも良く、塗工方式等に制限はない。また、印刷方式(オフセット印刷、グラビア印刷等)あるいは印字方式(インクジェットプリンター、感熱プリンター、レーザービームプリンター等)に適した塗工層の構成材料を適宜選択することができる。
以下に、感熱プリンター、インクジェットプリンター、グラビア印刷に適応した塗工層の例を示す。
感熱プリンター用の塗工層は、水分散紙面上又は水分散紙面上に塗設された目止め層上にアンダーコート層、感熱記録層を順次形成して設けられる。さらに保護層を設けることができる。本発明の水分散塗工紙を感熱プリンターによる印字に適応させる場合、上記基材上に顔料及びバインダーを主成分として含有するアンダーコート層、無色ないし淡色の電子供与性ロイコ染料及び電子受容性顕色剤とを主成分として含有する感熱記録層を順次塗設することが好ましい。
アンダーコート層を塗設する基材表面は、一般的には高平滑な表面が好まれ、ヤンキードライヤー接触面、カレンダリング処理面が好適に用いられる。
アンダーコート層のバインダーは、通常、顔料100重量部に対して固形分で5〜100重量部である。
染料としては、公知のロイコ染料を単独又は2種以上混合して使用することができ、特にトリフェニルメタン系、フルオラン系、フエノチアジン系、オーラミン系、スピロピラン系、インドリノフタリド系等の染料のロイコ化合物が好ましく用いられる。
バインダーの具体例としては、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、アマイド変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、ブチラール変性ポリビニルアルコール、その他の変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン類、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、アクリルアミド/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩、エチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩等の水溶性樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、アクリル酸メチル/ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン三元共重合体、エチルセルロース、アセチルセルロースのようなセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル/アクリル酸エステル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン/アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラールポリスチロール及びそれらの共重合体、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、クマロン樹脂等の非水溶性樹脂を例示することができる。
これらの高分子物質は水、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水又は他の媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で使用し、要求品質に応じて併用することもできる。
バインダーとしては、これらの中でも水分散性の観点から、水溶性樹脂であるデンプン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンが主成分として望ましい。
具体的には、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール、アマイド変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、ブチラール変性ポリビニルアルコール、その他の変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン類、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、アクリルアミド/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩、エチレン/無水マレイン酸共重合体のアルカリ塩等の水溶性樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、アクリル酸メチル/ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン三元共重合体、エチルセルロース、アセチルセルロースのようなセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル/アクリル酸エステル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン/アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール、ポリスチロール及びそれらの共重合体、ポリアミド樹脂、シリコン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、クマロン樹脂等の非水溶性樹脂を例示することができる。これらの高分子物質は、水、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素等の溶剤に溶かして使用するほか、水又は他の媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で使用し、要求品質に応じて併用することも出来る。これらの中でも水分散性の観点から、水溶性樹脂であるデンプン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンが、バインダーの主成分として望ましい。
この場合、充填剤及び熱可融性物質の具体例としては、前記感熱発色層において例示されたものと同様のものが挙げられる。
保護層は、前記結合剤に各種添加剤を分散混合して得られる塗料を、塗工機によって一層あるいは多層に分けて塗工し、ドライヤーで加熱し、乾燥することによって得られる。塗料の塗工量は、乾燥後の重量として通常0.2〜10g/m2、好ましくは0.5〜5g/m2である。塗工機としては、特に限定されるものではなく、エアナイフコーター、バーコーター、ロールコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、チャンプレックスコーター、グラビアコーター等の公知の塗工機を使用することができ、特に制限されることはない。
インクジェットプリンター用の塗工層は、本発明の水分散紙面上又は水分散紙面上に塗設された目止め層上に、ピグメントコート層あるいはクリアーコート層を形成することが適している。ピグメントコート層の組成は、顔料及び水系バインダーを主成分とする。クリアーコート層の組成は、カチオン性樹脂又は/及び水系バインダーを主成分とする。さらに、各種添加剤を適宜配合できる。配合量は、要求される品質により適宜調整することができる。
各種添加剤としては、カチオン性樹脂(染料定着剤)、顔料分散剤、消泡剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、サイズ剤、蛍光染料、防腐剤等が挙げられる。中でも、カチオン性樹脂は、画像部の耐水性及び発色性を著しく向上させるため、併用することは望ましい。
オフセット印刷やグラビア印刷に適した塗工層として、ピグメントコート層あるいはクリアーコート層を設けることが適している。ピグメントコート層の組成成分は、顔料及び水系バインダーを主成分とする。クリアーコート層の組成成分は、水系バインダーを主成分とする。さらに、各種添加剤を適宜配合できる。配合量は、要求される品質により適宜調整することができる。
粘着剤層は、水分散紙の塗工層を設けた面の反対面に設ける。本発明の水分散性塗工紙は、塗工層(即ち、印刷面又は印字面)の反対面上又は反対面上に塗設された目止め層上に、粘着剤層を設けて粘着シートや粘着ラベルとして使用できる。この粘着剤層を構成する粘着剤としては、水溶性又は水再分散性を有する粘着剤、特にアクリル系粘着剤が適している。
例えば1,2−エチレンジイソシアネートのようなイソシアネート系架橋剤、ジグリシジルエーテル類のようなエポキシ系架橋剤をはじめ、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアルデヒド類、メチロールポリマー、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩等がある。
また、前記アクリル系粘着剤には、必要に応じ性状を調整し、性能を高めるために、公知の可塑剤、粘着性付与剤、着色剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、防黴剤、酸化防止剤等を適宜配合することができる。
ここで、可塑剤、粘着性付与剤は水溶性又は水分散性のものが好ましい。可塑剤としては、例えば糖アルコール等の多価アルコール、ポリエーテルポリオール、酸化ロジンのアルカノールアミン塩等が挙げらる。粘着付与剤としては、例えばロジン、不均化ロジン、水添ロジン等のアルカリ金属塩や、アンモニウム塩、ポリエーテルエステル等が挙げられる。
基材に設けられる粘着剤層の塗工量は固形分として3〜60g/m2、好ましくは10〜50g/m2程度である。粘着剤塗工量が5g/m2未満では、得られる粘着シートの接着性能が不足し、一方、60g/m2を越えると粘着シートの製造時や後加工工程で粘着剤がはみ出し易くなり好ましくない。
3cm角の試験片5枚を用意した。次に300mlビーカーに脱イオン水300mlを入れてスターラーで650rpmに攪拌しながら上記試験片1枚を投入した。試験片が2つ以上に千切れる時間と試験片が完全に繊維一本一本にほぐれる時間をストップウオッチで測定し、5回の測定の平均値をそれぞれフロック状水分散時間、繊維状水分散時間とした。
JIS P8113に準拠して測定した。
フレキソ印刷機(Kプリンティングプルーファ、松尾産業社製)で全ベタ印刷した時の紙表面の毛羽立ちや繊維の脱落の状態を評価した。インキは溶剤系フレキソインキ(東洋インキ社製H151UPF、ザンカップNo.4で25℃、30秒)を使用した。
評価基準
◎:全ベタ印刷で印刷が良好な場合
○:印刷が実使用上において問題ない場合
△:紙表面に毛羽立ちが見られる場合、
×:印刷ゴムロールに繊維が付着する場合
紙面pHの測定はJAPAN TAPPI No.49−1に準拠し、湿潤液は蒸留水を用い、蒸留水を滴下した紙の湿潤紙面を電極に接触させて2分後のpH値を読み取った。
JIS K7103に準拠し、25cm角の試験片を用意し、黄色度をスガ試験機製SMカラーコンピューターで測定後、23℃、50%RHで7日間暗所保管した。保管後の黄色度を測定し、保管前の黄色度を差し引いて黄変度を求めた。
評価基準
○:黄変度が1に満たない場合は黄変なしと評価して「○」で表示した
。
×:黄変度が1以上の場合、黄変ありと評価して「×」で表記した。
6−1)感熱記録紙(感熱プリンターによる評価)
実施例13〜22、25及び比較例5〜9で作成した水分散性塗工紙について、Zebra社製「バーコードプリンター140XiII」を用いて印字した。
サーマルヘッドの発熱エネルギー0.2mJで印字した試料の印字部分及び未印字部分の地肌を「マクベスRD−918型」反射濃度計にて測定した。
評価基準
○:印字部分の測定値が大きく発色感度に優れ、未印字部分の地肌の測
定値が小さく地肌かぶりが少ないものを感熱印字性が優れていると
評価し、「○」で表示した。
×:印字部分の測定値が小さく、未印字部分の地肌の測定値が大きいも
のを感熱印字性劣位として「×」で表示した。
実施例23で作成した水分散性塗工紙について、エプソン社製「PM−970C」を用いてベタ印字(黒)し、「マクベスRD−918型」反射濃度計にて印字濃度を測定した。また、前記プリンターを用いて「電」の文字をフォント8の大きさで印字し、インクの滲みを下記の基準で目視評価した。
評価基準
○:印字部分へほとんどインクが滲まないか又は若干インクが滲んでい
るが文字の判別に支障がない場合をインクジェット印字性が優れて
いると評価し、「○」で表示した。
×:印字部分にインクが滲んでおり文字の判別に支障がある場合をイン
クジェット印字性劣位として「×」で表示した。
フレキソ印刷機(Kプリンティングプルーファ、松尾産業社製)で全ベタ印刷した時の紙表面の毛羽立ちや繊維の脱落の状態を評価した。インキはアルコール性フレキソインキ(東洋インキ社製FBキングX)を使用した。
評価基準
○:全ベタ印刷で問題ない場合を「○」
△:紙表面に毛羽立ちが見られる場合を「△」
×:ゴムロールに繊維が付着する場合を「×」
基材の非印字側又は非印刷側に粘着剤を塗工し、粘着シート又は粘着ラベルに加工した場合の粘着力は、次のようにして評価した。
シリコン塗工剥離紙(リンテック株式会社製)のシリコン面に粘着剤(リキダイン、ビッグテクノス株式会社製)を乾燥重量30g/m2となるようにアプリケーターバーを用いて塗工・乾燥させ粘着剤層を形成した。
剥離紙の粘着剤塗工面と基材の非印字面を合わせ、重量3kgのゴムローラーを2往復ころがして圧着し、23℃、50%RHの室内で60日間保管した。
JIS Z0237に準じ、粘着剤を塗工してから60日目に、幅25mm×長さ170mmの試験片を3本切り出し、剥離紙を剥がして粘着剤塗工面をステンレス板(100×150mm)の上に置き、重量3kgのゴムローラーを2往復ころがして圧着した。
ステンレス板を引張試験機の下部チャックに挟み、試料粘着加工品の一端を上部チャックに挟んで引張速度300mm/min.で180°引き剥がし試験を行い、粘着力を測定した。
評価基準
○:粘着力が200g/m2以上の場合は、粘着力の経時的低下が小さく
、粘着シートとして使用可能と評価し、「○」で表記した。
×:粘着力が200g/m2に満たない場合は、粘着力の経時的低下が大
きく、粘着シートとしての実用性がないと評価し、「×」で表示し
た。
針葉樹晒しクラフトパルプ(以下NBKP、αセルロース含有率 85.6%)60重量%と精製パルプとして針葉樹マーセル化パルプ(αセルロース含有率 97.5%、450mlCSFにおける保水度138%)40重量%とを配合し、濾水度641mlCSFに混合叩解した抄紙用原料に、カチオン性定着剤としてポリアミン樹脂(商品名アルコフィックス159、チバスペシャリティケミカルズ社製品)を固形分換算で原料に対して0.9重量%添加し、さらに水溶性高分子電解質塩としてカルボキシルメチルセルロースナトリウム塩(以下CMC、商品名サンローズ、日本製紙ケミカル社製品)の水溶液を固形分換算で2.0重量%添加した後、坪量60g/m2の水分散紙を手抄きした。この水分散紙の水分散時間、引張強さ、印刷適性、紙面pHの測定結果を表1に示した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
精製パルプとして、マーセル化パルプに替えて亜硫酸塩蒸解で得られた広葉樹溶解パルプ(αセルロース含有率92.0%、450mlCSFにおける保水度58%)を配合したこと以外は実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
精製パルプとして、マーセル化パルプに替えて亜硫酸塩蒸解で得られた広葉樹溶解パルプ(αセルロース含有率89.0%、450mlCSFにおける保水度120%)を配合したこと以外は実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
抄紙用原料に添加するCMCの量を6.0重量%とした以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
カチオン性定着剤の配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
カチオン性定着剤の配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
カチオン性定着剤の配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
カチオン性定着剤及び高分子電解質塩の配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例2と同様にして水分散紙を作製した。
カチオン性定着剤及び高分子電解質塩の配合量を表1に示すとおりに変えた以外は、実施例2と同様にして水分散紙を作製した。
抄紙用原料に精製パルプを配合せず、NBKP(αセルロース含有率85.6%)のみを用いたこと以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
精製パルプを配合しない場合は、紙料繊維同士の繊維間結合が強くなりすぎるため繊維状水分散時間が長く、水分散性の優れた水分散紙は得られなかった。
抄紙用原料に製紙用繊維を配合せず、針葉樹マーセル化パルプ(αセルロース含有率 97.5%、450mlCSFにおける保水度138%)のみを用いたこと以外は、実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
抄紙用原料が精製パルプのみの場合は、紙料繊維同士の繊維間結合が弱いために充分な紙強度が得られず、印刷適性の低いものが得られた。
NBKP(αセルロース含有率 85.6%)40重量%と繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩のパルプ(置換度0.28)60重量%とを配合し、濾水度648mlCSFに混合叩解した抄紙用原料を用いて、坪量60g/m2の基紙を手抄きした。
シートの紙面pHは6.9と中性であるが、フロック状水分散時間は、264秒を要し水解紙というレベルのものではなかった。
マーセル化パルプに替えて再生セルロース繊維(3.3dtex×5mm)を配合したこと以外は実施例1と同様にして水分散紙を作製した。
紙面pHは6.8と中性であり良好な水分散性を持つが、印刷適性を試験すると再生セルロース繊維の脱落により印刷適性に問題があった。再生セルロース繊維は、精製度が高くαセルロース含有率は高いが、繊維表面が平滑でフィブリル化し難く、繊維間結合が乏しいためパルプ繊維とは異なる挙動を示し、繊維の毛羽立ちや脱落が多いことが問題となっている。
実施例1で作成した水分散紙(基紙)に、水溶性重合体として、CMC(商品名サンローズ、日本製紙ケミカル社製品、20℃における2重量%水溶液の粘度が5mPa・s)の4重量%液をサイズプレス方式で基紙に対して9.3重量%(5.6g/m2)塗工し、実施例1Aの水分散紙を作製した。
この水分散紙の水分散時間、引張強さ、印刷適性、紙面pHの測定結果を表2に示した。
実施例1Aにより得られた水分散紙のフロック状水分散時間、繊維状水分散時間が非常に優れている。
実施例1で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例2で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例3で作成した水分散紙を基紙に用いた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例4で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例5で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例6で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例7で作成した水分散紙を基紙に用いた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例11で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
実施例12で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
比較例1で作成した水分散紙を基紙に用い、水溶性重合体の添加率を表2に示すとおりに変えた以外は、実施例1Aと同様にして水分散紙を作製した。
比較例2で作成した水分散紙に、実施例1Aと同様な塗工を試みたが、サイズプレス工程で、基紙が千切れてしまい、水分散紙が得られなかった。
針葉樹晒しクラフトパルプ(以下NBKP、αセルロース含有率 85.6%)60重量%と針葉樹マーセル化パルプ(αセルロース含有率 97.5%、450mlCSFにおける保水度138%)の40重量%とを配合し、濾水度641mlCSFに混合叩解して抄紙用原料とした。この抄紙用原料にカチオン性定着剤としてポリアミン樹脂(商品名アルコフィックス159、チバスペシャリティケミカルズ社製品)を固形分換算で原料に対して0.9重量%添加し、さらに水溶性高分子電解質塩としてカルボキシルメチルセルロースナトリウム塩(以下CMC、商品名サンローズ、日本製紙ケミカル社製品)の水溶液を固形分換算で2.0重量%添加した。その後、坪量60g/m2の手抄き紙を作製した。この手抄き紙に、水溶性重合体としてCMC(商品名サンローズ、日本製紙ケミカル社製品、20℃における2重量%水溶液の粘度が5mPa・s)の4重量%液をサイズプレス方式で手抄き紙に対して9.3重量%(5.6g/m2)塗工し、水分散性塗工紙の基材を作製した。
得られた基材上に目止め層を塗設した後、目止め層の上に塗工層を設けた。塗工層は、アンダー層、感熱記録層を塗工し、乾燥して実施例13の水分散性塗工紙を作製した。
基材の片面上に、目止め層を形成する。目止め層塗工液の組成は、シリカ粉末(カープレックス粉末、DSL.ジャパン株式会社製)53重量部、12%PVA水溶液433重量部からなる。この目止め層塗工液を乾燥重量7g/m2となるようにマイヤーバーを用いて塗工し、乾燥させて目止め層を形成した。
本実施例において、水分散性塗工紙の基材片面に塗設された目止め層の上に塗工するアンダー層の塗液は、焼成カオリン(XCI3OOFECC製、吸油量70ml/100g)100部、分散剤0.2部、10%PVA溶液80部、水50部からなる。このアンダー層塗液を乾燥重量6g/m2となるようにマイヤーバーを用いて塗工し、乾燥させてアンダー層を形成した。
次に、上記アンダー層の上に感熱記録層を形成する。感熱記録層の塗液の組成は、顕色剤分散液36.0部、染料分散液9.2部、増感剤分散液12.0部、炭酸カルシウム(Brilliant−15白石工業製、平均粒子径0.20=50%分散液)12.0部からなる。この感熱記録層塗液を乾燥重量が5g/m2になるようにマイヤーバーを用いて、塗工し、乾燥(50℃)させて感熱記録層を形成した。この際に使用した顕色剤分散液、染料分散液、増感剤分散液はそれぞれ次のようにして調製した。
(1)顕色剤分散液:10%PVA水溶液18.8部、4−ヒドロキシ−4’−イソプロポキシジフェニルスルホン6.0部、水11.2部を分散させサンドグラインダーを用いて平均粒子径lμmに粉砕した。
(2)染料分散液:3−ジ−n−ブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン2.0部、10%PVA水溶液4.6部、水2.6部を分散させサンドグラインダーを用いて平均粒子径lμmに粉砕した。
(3)増感剤分散液:4−ビフェニルp−トリルエーテル4.0部、10%PVA水溶液5.0部、水3.0部を分散させサンドグラインダーを用いて平均粒子径lμmに粉砕した。
以上のようにして水分散性塗工紙(感熱記録紙)を得た。
この水分散性塗工紙の水分散時間、黄変度、印刷適性、紙面pHの測定結果を表3に示した。
水溶性重合体の添加率を表3に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量を表3に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量を表3に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
NBKPとマーセル化パルプの配合量及び水溶性重合体の添加率を表3に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
マーセル化パルプに替えて亜硫酸塩蒸解で得られた広葉樹溶解パルプ(αセルロース含有率92.0%、450mlCSFにおける保水度58%)を精製パルプとして配合し、水溶性重合体の添加率を表3に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
マーセル化パルプに替えて亜硫酸塩蒸解で得られた広葉樹溶解パルプ(αセルロース含有率89.0%、450mlCSFにおける保水度120%)を精製パルプとして配合し、水溶性重合体の添加率を表4に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
抄紙用原料に添加する水溶性高分子電解質塩の配合量を表4に示すとおりに変更した以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
カチオン性定着剤及び高分子電解質塩の配合量、水溶性重合体の添加率を表4に示すとおりに変えた以外は、実施例15と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
カチオン性定着剤及び高分子電解質塩の配合量、水溶性重合体の添加率を表4に示すとおりに変えた以外は、実施例15と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
感熱記録層を表4のインクジェット記録層に変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
感熱記録層を表4の一般印刷用の塗工層に変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
基材のアンダー層、感熱記録層側に目止め層を設けずに、基材の反対面(非感熱記録層面)の上に目止め層を塗設した以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
抄紙用原料に精製パルプを配合せず、NBKP(αセルロース含有率85.6%)のみに変更し、水溶性重合体の添加率を表4に示すとおりに変えた以外は、実施例13と同様にして水分散性塗工紙を作製した。
抄紙用原料に製紙用繊維を配合せず、針葉樹マーセル化パルプ(αセルロース含有率 97.5%、450mlCSFにおける保水度138%)のみを用いたこと以外は実施例13と同様にして水分散塗工紙を作製しようと試みたが、水溶性高分子を塗工の際、基材が千切れてしまい、水分散性塗工紙の基材を得ることができなかった。
NBKP40重量%と繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩のパルプ(置換度0.28)60重量%とを配合し、濾水度648mlCSFに混合叩解した抄紙用原料を用いたこと以外は、実施例13と同様にして水分散塗工紙を作製した。シートの紙面pHは6.9と中性であるが、フロック状水分散時間は300秒以上と長くて水分散性が悪く、水分散紙というレベルのものではなかった。
マーセル化パルプに替えて再生セルロース繊維(3.3dtex×5mm)を配合したこと以外は、実施例13と同様にして水分散塗工紙を作製した。紙面pHは、6.8と中性であり良好な水分散性を持つが、感熱印字適性を試験すると平滑性の不足により印字部分にかすれがあり、感熱印字用途に提供できるものではなかった。
濾水度600mlCSFのNBKP65重量%と繊維状カルボキシルメチルセルロースのパルプ(置換度0.43)35重量%とを配合した抄紙用原料を用いて坪量55g/m2の手抄き紙を作製した。この手抄き紙は、酸型の水不溶性繊維状カルボキシルメチルセルロースを含むため、水分散性を有さないものである。
得られた手抄き紙の片面に実施例13と同様にして目止め層、アンダー層、感熱記録層を塗工・乾燥させた後に、アルカリ化剤として18重量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液を乾燥重量が5.0g/m2となるように非感熱記録層面から手抄き紙に塗工し、水不溶性の手抄き紙を水溶性に変えて水分散性塗工紙を作製した。得られた水分散性塗工紙は、ミニスーパーカレンダー試験機(由利ロール機械株式会社製)を用い、線圧25kg/m、通紙速度5m/min.で塗工層をチルドロール(室温)側にして通紙し、王研式平滑度が100〜200秒となるように平滑化処理を行った。
シートの紙面pHは、酸型の繊維状カルボキシルメチルセルロースの中和当量の約2倍の炭酸ナトリウムを塗工したため紙面pH10.5とアルカリ性を示し、フロック状水分散時間は27秒で適度な水分散性を有するが、経時的な黄変が大きく、感熱印字用途に提供できるものではなかった。
Claims (11)
- 木材パルプ及び/又は非木材パルプからなる水分散紙であって、
αセルロース含有率88重量%以上の精製パルプが全パルプの15〜95重量%であることを特徴とする水分散紙。 - 木材パルプ及び/又は非木材パルプからなる水分散紙であって、
ヘミセルロース含有率12重量%未満の精製パルプが全パルプの15〜95重量%であることを特徴とする水分散紙。 - 再生セルロース繊維、繊維状カルボキシルメチルセルロース、繊維状カルボキシルメチルセルロースNa塩を含まないことを特徴とする請求項1又は2記載の水分散紙。
- 紙面pHが6〜8であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水分散紙。
- 3cm角の試験片を、ビーカー内の水中で、スターラーで650rpmに攪拌しながら、当該試験片が2つ以上に千切れるフロック状水分散時間が30秒以内であることを特徴とする請求項1又は2記載の水分散紙。
- 請求項1又は2記載の水分散紙を基材として、その表面に水系塗料を主とする塗工層を設けた水分散塗工紙。
- 塗工層が、感熱記録層、インクジェット記録層又は一般印刷層であることを特徴とする請求項6記載の水分散塗工紙。
- 基材と塗工層の間及び/又は基材の非塗工層面に水溶性の目止め層を設けることを特徴とする請求項6に記載の水分散塗工紙。
- 一面に塗工層が形成された基材の他面に水溶性又は水再分散性を有する粘着剤を用いて粘着剤層を設けたことを特徴とする請求項6に記載の水分散塗工紙。
- 機密文書用印刷用紙であることを特徴とする請求項6に記載の水分散塗工紙。
- 塗工層上に食材等の情報を表示したラベルであることを特徴とする請求項9に記載の水分散塗工紙。
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