(57)【要約】【課題】湿度変動幅が小さく、長期間に亘り強度を維持できる弱アルカリ性調湿紙を提供する。【解決手段】パルプ２０〜７０重量部と、ゼオライト３０〜８０重量部と、湿潤紙力増強剤０.５〜５重量部とを備えた調湿紙であって、弱アルカリ性ポリマー２〜５重量部が熱架橋されていることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ２０〜７０重量部と、ゼオライト３０〜８０重量部と、湿潤紙力増強剤０.５〜５重量部とを備えた調湿紙であって、弱アルカリ性ポリマー２〜５重量部が熱架橋されたことを特徴とする弱アルカリ性調湿紙。
【請求項２】
ｐＨ変化量（ΔｐＨ値）が０〜１．０に調整されていることを特徴とする請求項１記載の弱アルカリ性調湿紙。
【請求項３】
厚さが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の弱アルカリ性調湿紙。
【請求項４】
前記ゼオライトの平均粒子径が１〜１８μｍであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の弱アルカリ性調湿紙。
【請求項５】
前記弱アルカリ性ポリマーがスチレンアクリル系ポリマーであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の弱アルカリ性調湿紙。
【請求項６】
パルプ２０〜７０重量部、ゼオライト粉末３０〜８０重量部、及び湿潤紙力増強剤０．５〜５重量部を添加した原料から紙を抄紙し、次いで、弱アルカリ性ポリマー溶液２〜５重量部を塗布又は含浸し、その後、加熱乾燥処理したことを特徴とする弱アルカリ性調湿紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本棚や保存箱内に設置され、本や美術品などを急激な湿度変化から守る調湿紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
本や美術品等を良い状態で長期に保存するためには、弱アルカリ性の雰囲気下で湿度変化を少なくすることが知られている。最近では、紙に調湿機能を持たせ、湿度の急激な変化からものを保護し保存することが提唱されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、パルプを主成分とする原紙に対して、水溶性の架橋していないポリカルボン酸またはその塩を含浸した調湿紙が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４３３４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の調湿紙は、調湿変動幅が大きく、また、長期間使用すると、強度が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、湿度変動幅が小さく、長期間に亘り強度を維持できる弱アルカリ性調湿紙を容易に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、パルプ２０〜７０重量部と、ゼオライト３０〜８０重量部と、湿潤紙力増強剤０.５〜５重量部とを備えた調湿紙に弱アルカリ性ポリマー２〜５重量部を熱架橋させることにより、長期間に亘り調湿紙の強度を維持できることを見出した。すなわち、本発明は、パルプ２０〜７０重量部と、ゼオライト３０〜８０重量部と、湿潤紙力増強剤０.５〜５重量部とを備えた調湿紙であって、弱アルカリ性ポリマー２〜５重量部が熱架橋されていることを特徴とする調湿紙である。
【０００８】
また、本発明は、パルプ２０〜７０重量部、ゼオライト粉末３０〜８０重量部、及び湿潤紙力増強剤０.５〜５重量部を添加した原料から紙を抄紙し、次いで、弱アルカリ性ポリマー溶液２〜５重量部を塗布又は含浸し、その後、加熱乾燥処理したことを特徴とする調湿紙の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、湿度変動幅が小さく、長期間に亘り強度を維持できる弱アルカリ性調湿紙を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る調湿紙は、ｐＨ変化量（ΔｐＨ値）が０〜１．０の範囲に調整されていることが好ましく、０〜０．５の範囲に調整されていることが特に好ましい。このようにｐＨ変化量（ΔｐＨ値）を所望の範囲に調整することによって、古書などを酸化による劣化から防止できるが、本発明に係る調湿紙は、ｐＨ調整剤を用いずに弱アルカリ性に調整できる点が特徴である。なお、本発明に係る調湿紙のｐＨ変化量（ΔｐＨ値）は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１３３に準じて、２０〜２５℃の蒸留水７０ｍｌに、細かく引き裂いた調湿紙１ｇを浸漬し、１時間放置した後の蒸留水のｐＨをガラス電極ｐＨ計で測定し、下記式の通り、試料を入れていないブランク液(蒸留水)のｐＨとの差を算出した値であり、ｐＨ変化量(ΔｐＨ値)が正の場合、調湿紙はアルカリ性、負の場合、酸性であることを意味する。
【００１１】
【数１】
2015227516.tif 000002
【００１２】
本発明に係る調湿紙において、前記パルプとしては、種々のパルプを使用することができる。例えば、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の木材パルプと、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）や砕木パルプ（ＧＰ）等の高収率パルプのいずれかを単独又は複合して使用することができる。これらのうち、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）が特に好ましい。
【００１３】
また、木材パルプに限らず、麻、こうぞ等のじん皮繊維、竹、わら、バガス、ケナフ等の非木材パルプも利用および配合することもできる。さらに用途に応じて、有機合成、無機質繊維を混合しても良い。
【００１４】
前記パルプは、２０重量部未満だと紙の強度が低下し、紙の形状を保つことが困難となり、７０重量より多くなるとゼオライトの含有量が減り、調湿効果が低下するので、２０〜７０重量部含まれているが、３０〜５０重量部含まれていることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明に係る調湿紙において、前記ゼオライトとしては、天然クリノプチロライト、天然モルデナイト、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、Ｐｃ型ゼオライト等の吸湿性能に優れたものであれば天然及び合成品であっても特に制限するものではなく、これらの粉体を単独或いは数種類組み合わせて使用することができる。また、ゼオライトの他に吸湿性能を有するシリカゲル、アルミナゲル、シリカアルミナゲル、酸化カルシウム、活性アルミナ、活性白土、アロフェン等と併用しても良い。前記ゼオライトの平均粒子径は、１８μｍより大きいと充填率が低くなり、比表面積が少なくなるため、１８μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下がさらに好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。また、平均粒子径は１μｍより小さいと抄紙時に流出し易くなるため、１μｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
前記ゼオライトは、３０重量部未満だと調湿効果が低下し、８０重量部より多いと紙の強度が低下するので、３０〜８０重量部含まれているが、５０〜７０重量部含まれていることがさらに好ましい。
【００１７】
本発明に係る調湿紙において、湿潤紙力増強剤としては、パルプの水酸基と水素結合を形成したり、３次元化した網目構造でパルプを固定して強度等を増加させる性能を有する水溶性樹脂が好ましく、例えば、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂などを用いるのが好ましく、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂が特に好ましい。
【００１８】
前記湿潤紙力増強剤は、０．５重量部未満であるとパルプ繊維の結合力が低下するため、紙自体の強度が低下し、特に湿潤時の強度が低下してハンドリング性が問題となり、５重量部より多いと酸性度が強くなるので、０．５〜５重量部含まれているが、１〜３重量部含まれていることがさらに好ましい。
【００１９】
本発明に係る調湿紙において、前記弱アルカリ性ポリマーは、スチレンアクリル系ポリマーであることが好ましい。スチレンアクリル系ポリマーとしては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。共重合体の形態としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態でも用いることができる。スチレンアクリル系ポリマーとしては、スチレン−アクリル酸共重合体が特に好ましい。
【００２０】
スチレンアクリル系ポリマーの重量平均分子量は、１０００以上１００００以下であることが好ましく、１８００以上８０００以下であることがより好ましい。
【００２１】
前記スチレンアクリル系ポリマーは、２重量部未満であると十分な紙の強度が得られず、特に湿潤時の強度が低下してハンドリング性が問題となり、また、５重量部より多いと撥水性が強くなり過ぎるので、２〜５重量部含まれているが、３〜４重量部含まれていることがさらに好ましい。
【００２２】
次に、本発明に係る調湿紙の製造方法について説明する。先ず、パルプ２０〜７０重量部をビーターなどの叩解機によって叩解した後、その叩解したパルプと、ゼオライト粉末３０〜８０重量部とを混合し、さらに叩解する。その後に、湿潤紙力増強剤０．５〜５重量部を添加し、１ｍｍ以上の厚さの板紙に抄紙する。本発明に係る調湿紙の厚さは、１ｍｍ未満だと紙の強度が弱く、吸湿により紙が反る場合があるので、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００２３】
本発明において、抄紙を行う方法は、特に制限はなく、例えば、通常の抄紙機を用いる方法が挙げられる。さらに、例えば、抄紙する前に、水性スラリーの撹拌処理を行ったり、抄紙した後に、脱水処理、乾燥処理、加圧加熱処理などを行ったりしても良い。ここで、本発明において、水性スラリーは、水中に、上記した各種成分を混合分散させて得ることができ、また、水性スラリー中における全固形分濃度は、特に制限はないが、均一な分散状態や効率的に生産を確保するために、０．１〜１０質量％の範囲内とすることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る調湿紙の製造方法は、抄紙された紙基材に、スチレンアクリル系ポリマー溶液などの弱アルカリ性ポリマー溶液２〜５重量部を塗布又は含浸し、その後、加熱乾燥処理を施すことにより、弱アルカリ性ポリマーを熱架橋させる。架橋処理は、加熱温度と加熱時間に影響され、１００℃未満でも長時間熱処理することにより可能であるが、水分率を５％以下とする必要があるため、１００℃以上が好ましく、１３０℃を超えると劣化が始まるため、１００〜１３０℃で水分率が５％以下となる程度の時間処理することが好ましく、１００〜１２０℃で水分率が３％以下となる時間処理することがより好ましい。
【００２５】
以上のように、本発明に係る調湿紙は、湿度変動幅が小さく、弱アルカリ性であるため、保管品を吸排湿や酸化による劣化から防止できる。また、寸法安定性が高く、材料の離脱が少ない。主たる原料が天然物質であるため、廃棄が容易で環境に優しい。さらに、脱臭効果がある。また、少ない材料で容易に製造することができる。またさらに、本発明に係る調湿紙は、従来の調湿紙と同様に、亜硫酸ガスや硫化水素などの大気汚染ガスを強く吸着する機能も有するので、図書や文化財の保護などに用いることができる。
【実施例】
【００２６】
実施例１
次に、本発明に係る調湿紙の実施例について説明する。先ず、パルプ（ＮＢＫＰ）（アラバマリバー、米ジョージア・パシフィック・セルロース社製）を叩解した後、その叩解したパルプ４８重量部と、ゼオライト粉末（日東粉化工業(株)製＃７０、最大粒子径３８０μｍ、平均粒子径１３．２μｍ）５２重量部とを混合し、さらに叩解する。その後に、湿潤紙力増強剤としてポリアミドエピクロロヒドリン樹脂（ＷＳ４０３０、星光ＰＭＣ(株)製）を前記原料１００重量部あたり、２重量部を添加して調湿紙原料を得た。この調湿紙原料を、円網抄紙機を用いて板紙に抄紙した。
【００２７】
次に、抄紙された紙基材を、８．６重量％濃度に調整されたスチレンアクリル系ポリマー溶液（Ｔ−ＷＳ８５３、星光ＰＭＣ(株)製）に１分間含浸し、その後、定温乾燥機によって１０５℃の熱処理を６０分間施すことにより、調湿紙１００重量部あたり、そのスチレンアクリル系ポリマー４重量部を熱架橋させて、実施例１に係る調湿紙を得た。
【００２８】
実施例２
ゼオライト粉末として、最大粒子径が１１５μｍであり、平均粒子径が８．８μｍである日東粉化工業(株)製＃１００を用いた以外は、実施例１と同様に調湿紙を得た。
【００２９】
比較例１
スチレンアクリル系ポリマーを２０℃で自然乾燥させた以外は、実施例１と同様に調湿紙を得た。
【００３０】
比較例２
スチレンアクリル系ポリマーの代わりにポリアミドエピクロロヒドリン樹脂を用いた以外は、実施例１と同様に調湿紙を得た。
【００３１】
比較例３
実施例１で用いたスチレンアクリル系ポリマーを添加していない原紙を用意した。
【００３２】
比較例４
市販の調湿紙ＨＣボード（販売元：日本ファイリング（株））を用意した。
【００３３】
次に、実施例１、並びに比較例１乃至３に係る調湿紙について、湿度変動幅、ｐＨ変化量(ΔｐＨ値)、機械的強度及び長期間経過（加速度試験）後の強度を以下の方法によって測定し、実施例２、及び比較例４の調湿紙については、湿度変動幅、ｐＨ変化量(ΔｐＨ値)、機械的強度を測定した。それらの結果を表１及び２に示す。
【００３４】
湿度変動幅
各調湿紙を気密容器内に入れて、その蓋を開けた状態で、２５〜２７℃、５０〜５５％ＲＨの恒温恒湿器内に約１時間静置した後、各調湿紙を取り出し、質量を測定した。次に、気密容器を密閉した後に、恒温恒湿器内に入れて、恒温恒湿器内の温度を４時間毎に５℃→４０℃→２５℃と変化させ、それを２サイクル行った。そして、５℃の湿度と４０℃の湿度の平均値の差を湿度変動幅とした。
【００３５】
ｐＨ変化量(ΔｐＨ値)
ＪＩＳ Ｐ ８１３３に準じて、２０℃〜２５℃の蒸留水７０ｍｌに、細かく引き裂いた調湿紙１ｇを浸漬し、１時間放置した後の蒸留水のｐＨをガラス電極ｐＨ計（型式Ｄ−２１、(株)堀場製作所製）で測定し、試料を入れていないブランク液(蒸留水)のｐＨとの差を算出した。
【００３６】
【数２】
2015227516.tif 000003
【００３７】
機械的強度（ＭＰａ）
ＪＩＳ−Ｐ８１１２に準じて、破裂強度試験機（型式ミューレン低圧型、テスター産業(株)製）を用いて、乾紙及び湿紙について調湿紙１枚当たりの破裂強度を測定した。
【００３８】
長期間経過（加速度試験）後の強度
各調湿紙を、乾燥機（温度４５℃、湿度９５％）→冷蔵庫（温度０℃、湿度４０％）に１２時間ずつ入れるサイクルを４回行い、乾紙及び湿紙について上記機械的強度と同様に破裂強度を測定した。
【００３９】
【表１】
2015227516.tif 000004
【００４０】
【表２】
2015227516.tif 000005
【００４１】
表１に示すように、実施例１、実施例２、比較例４に係る調湿紙は、ｐＨ変化量(ΔｐＨ値)の結果から、何れもアルカリ性を示したが、湿度変動幅に関しては、市販されている比較例４の調湿紙に比べ、実施例１及び実施例２の調湿紙は、湿度変動幅が少なく、特に実施例２の調湿紙は、実施例１の調湿紙に比べゼオライト粉末の平均粒子径が小さく、単純計算でも比表面積が３．４倍大きいことから、さらに湿度変動幅が少ない結果であった。また、表２に示すように、実施例１の調湿紙は、長期間経過後であっても強度が低下せず、比較例１乃至３に比べ強い結果を示した。
【００４２】
比較例１に係る調湿紙は、スチレンアクリル系ポリマーが外添されているためアルカリ性を示しているが、スチレンアクリル系ポリマーが熱架橋されていないため、機械的強度が弱く、表２に示すように、長期間経過により強度が低下する結果であった。また、比較例２乃至３の調湿紙は、弱アルカリ性ポリマーが添加されていないため酸性を示し、機械的強度は、実施例１及び実施例２に比べ弱い結果を示した。