(57)【要約】【課題】  抄紙工程で紙層間に非接触ＩＣタグインレットを抄き込む場合の、ＩＣタグインレットと紙層の接着性の改善手段である接着剤の塗布について、安定操業可能な塗布方法を提供する。【解決手段】  抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置する。また、湿紙Ａの表面にＩＣタグインレットを設置した後、設置されたＩＣタグインレット上に接着剤を噴霧してもよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置することを特徴とするＩＣタグ抄き込み紙の製造方法。
【請求項２】
抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面にＩＣタグインレットを設置した後、設置されたＩＣタグインレット上に接着剤を噴霧することを特徴とするＩＣタグ抄き込み紙の製造方法。
【請求項３】
抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置し、さらに設置されたＩＣタグインレット上に接着剤を噴霧することを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法。
【請求項４】
抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置し、さらに接着剤が噴霧された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法。
【請求項５】
抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に接着剤を噴霧した後に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａ上に接着剤を噴霧した後に行われる最初のサクションによる脱水処理が、湿紙Ａ上へのＩＣタグインレットの設置と同時または設置後に行われることを特徴とする請求項１、請求項３および請求項４に記載のＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触方式のＩＣタグインレットを紙層間に抄きこんでなるＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグインレットはプラスチックフィルムなどの基材上に少なくともＩＣチップおよびアンテナが設置されており、通常は電池を内蔵することなくリーダーまたはライターから発生する電波や磁界によって作動し、大量の情報を読み取りや書き込みを行うことができる。ＩＣチップのメモリー容量は最大で数十キロバイトと二次元バーコードよりも多く、また段ボールなどの箱の中に入っていても、また最大数メートル離れていてもデータの読取や書き込みを行うことができる。
【０００３】
ＩＣタグを活用することにより部品メーカー、製造、卸、小売の各段階でばらばらのバーコードで管理されていた情報を全体で最適化するシステムを構築することが出来るため更なる流通の効率化がもたらされると言われている。その他、医療、食品、教育などの分野でもＩＣタグを使った新しいサービスが生まれる手段となりつつある。ＩＣタグはラベルやタグあるいはカードに取り付けられて利用しており、今後も利用範囲は益々大きくなっていくと考えられている。
ＩＣタグインレットを紙に取り付ける方法としては、ＩＣタグインレットをタック紙の粘着面に取り付け、対象物品に貼着する方法（例えば文献１）が一般的である。この方法による基本的な構成は表面基材 / 接着剤（粘着剤） / ＩＣタグインレットの順になっており、ＩＣタグインレットと表面基材との間にはある程度厚みある接着層が設けられている。通常ＩＣタグインレットを紙シートに内包したラベルをつくる場合にはその構成は表面基材 / 接着剤 / ＩＣタグインレット / 接着剤 / 表面基材 / 粘着剤と層が非常に多くなる。
【０００４】
特許文献１では接着剤層の数を減らすためにＩＣタグインレットの基材に開口部を設け、タック紙の粘着剤がこの開口部を通じて対象物品に貼着することが提案されている。特許文献２では２枚の基材を接着性能のあるフィルムを介して熱圧着、あるいは湿紙の状態で積層することでＩＣチップとアンテナを内包する方法が提案されている。
【０００５】
接着層、粘着剤層あるいは圧着層を設けない構成で紙へＩＣタグインレットを内包する方法として少なくとも２つ以上の紙料供給装置を持った抄紙機を使用して、ＩＣタグインレットを取り付けた細巾にスリットした不織布やプラスチックフィルム（スレッドと呼ばれる）を抄きこむ方法（例えば特許文献３、特許文献４）が提案されている。この方法は上記の接着剤等や両面テープを使用する方法に比べると、紙中に内包する際に熱や圧力を加える必要がないため、ＩＣチップが損傷し難い条件で行うことができる。また個片のＩＣタグインレットを紙中に抄きこむ方法としてシリンダー２基を備えた円網抄紙機を使用し紙層の間にＩＣタグインレットを抄き込む方法が例示されている（特許文献５、６）。また、特許文献７では紙層の中にＩＣタグインレットを抄き込む方法が例示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開2002-342728号公報
【特許文献２】特開2001-134734号公報
【特許文献３】特開2004-139405号公報
【特許文献４】特開2005-171396号公報
【特許文献５】特開2002-298118号公報
【特許文献６】特開2004-102353号公報
【特許文献７】特開2005-350823号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
抄紙工程で紙層間に非接触ＩＣタグインレットを抄き込む場合、ＩＣタグインレットと紙層の接着が弱く紙を曲げると紙層が袋状に浮きあがる。そのため予めＩＣタグインレットに接着剤を塗布する方法が考えられるが、挿入時に接着剤を塗布するとＩＣタグインレットが挿入機へ貼りついたり、塗布工程でＩＣタグインレットの向きが歪み、安定した間隔、向きでの挿入が難しくなる。また予め粘着剤を塗布した場合には工程が増えたり、剥離紙が必要になるなど経済的な効果が劣ることになる。そこで本発明ではＩＣタグインレットと紙層の接着性の改善手段である接着剤の塗布について、安定操業可能な塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題について検討した結果、発明者らはＩＣタグインレットを抄きこむ際に湿紙側への接着剤塗布によりＩＣタグインレットを安定して抄き込みつつ接着効果を得ることができることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明は抄網ａ上に形成された湿紙Ａ表面に非接触型ＩＣタグインレットを設置した後に、別の抄網で形成された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法において、湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置することにより湿紙ＡとＩＣタグインレット間に接着することを特徴とする利用ＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法である。
【００１０】
また、湿紙Ａの表面にＩＣタグインレットを設置した後、設置されたＩＣタグインレットに接着剤を噴霧することにより湿紙ＢとＩＣタグインレット間を接着することができる。
これらの接着剤塗布手段はそれ単独ではＩＣタグインレットの片面のみ接着されることになるので、もう一方の面については予め粘着加工しておくなど別の手段と併用する必要があるが、より好ましいのはこれら手段を組合せた方法である。
【００１１】
すなわち湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置し、さらに設置されたＩＣタグインレット上に接着剤を噴霧するＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法である。
【００１２】
また湿紙ＢとＩＣタグインレット間についてもＩＣタグインレット側でなく湿紙側に接着剤を噴霧してもよい。すなわち湿紙Ａの表面に接着剤を噴霧した後にＩＣタグインレットを設置し、さらに接着剤が噴霧された湿紙Ｂと抄き合わせることを特徴とするＩＣタグインレット抄き込み紙の製造方法である。
【００１３】
また本発明は湿紙Ａ上表面に接着剤を塗布後に行われる最初のサクションによる脱水処理が、湿紙Ａ上へのＩＣタグインレットの設置と同時または設置後に行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の接着剤噴霧方法によれば、ＩＣタグインレット挿入時のトラブルがなく安定した抄き込みが可能で、さらに接着性が良好なために出来上がったＩＣタグインレット抄き込み紙の外観も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のＩＣタグ抄き込み紙の製造方法は２層以上の抄き合わせが可能な抄紙機において実施される。多層抄きの抄紙機の少なくとも１つの抄き合わせ部においてＩＣタグインレットを挿入装置等を用いて片側の湿紙上に設置し、もう一つの湿紙と抄き合わされることで紙層間にＩＣタグインレットが挿入された湿紙が形成される。この湿紙はさらに別の湿紙と抄き合わされてもよい。各層のワイヤーは円網、長網または傾斜ワイヤー等の中から１種類以上２機以上使用することができる。ＩＣタグインレットを抄き込む方法の一つの例を図１を用いて説明する。
【００１６】
挿入機ｃはＩＣタグインレットの個片を一枚ずつ連続的に搬送ベルトｄへ送りだす装置である。ＩＣタグインレットは予め個片にカットしておいてもいいが、ロール状のまま挿入機にセットし、挿入機内で個片にカットする方法でもよい。ＩＣタグ挿入機ｃから送り出された個片のＩＣタグインレットは搬送ベルトｄにより長網ワイヤーａの上にまで運ばれる。ここで長網ワイヤーａと搬送ベルトｄの先端は接しておらず、その間隔は使用するＩＣタグインレットの流れ方向の長さより狭いことが望ましい。搬送ベルトｄの先端より長網ワイヤー上で形成された湿紙Ａ上へＩＣタグインレットは設置され、さらに傾斜ワイヤーにより形成された湿紙Ｂと湿紙Ａが貼り合わされることによりＩＣタグインレットは２つの紙層間に抄き込まれる。このときＩＣタグインレットの挿入間隔は挿入機ｃから搬送ベルトｄへＩＣタグインレットを送り込む間隔により決まる。
【００１７】
このようにしてＩＣタグインレットが抄き込まれた湿紙はサクション、プレス等によりさらに脱水された後に乾燥させられる。ＩＣタグインレットが抄き込まれた部分の湿紙（紙層）ではＩＣタグインレットにより水および空気の移動が阻害される。そのためＩＣタグインレットが抄き込まれていない部分よりもサクションの効果が劣る。そのためＩＣタグインレット挿入部分の紙層は高水分でプレス処理されるため砕け易くなることからプレス処理は通常よりも低い線圧で処理回数を多めにすることが望ましい。乾燥工程では紙層より生じた水蒸気の移動がインレットにより阻害される。そのため常に片面のみシリンダーに接するヤンキードライヤーではＩＣタグインレットとシリンダードライヤーの間の紙層部分の水蒸気の移動が少ないため乾燥が遅くなる。そのため本発明では多筒式のシリンダードライヤーが望ましい。
【００１８】
ＩＣタグインレットはそのままの状態で挿入しても紙層との接着は弱く、ＩＣタグインレット挿入部は浮いたようになり外観がわるいばかりか紙層が破れるきっかけになりやすい。
【００１９】
そのため本発明では挿入するＩＣタグインレットと紙層を接着剤によって固定するが、その接着剤の噴霧方法としては、湿紙Ａ上又は湿紙Ａ上に設置されたＩＣタグ上へ、公知の噴霧装置（スプレー、スプレーガン等）を用いて接着剤を噴霧することによって実施される。図２を用いて本発明における接着剤の塗布方法について説明すると、搬送ベルトｄよりも上流に設置されたスプレーｅにより湿紙Ａに対し接着剤を噴霧する。搬送ベルトｄよりＩＣタグインレットを湿紙Ａ上の接着剤が塗布された部分に設置する。この方法により湿紙ＡとＩＣタグインレット間が接着されることになる。
【００２０】
もう一方の湿紙ＢとＩＣタグインレット間の接着方法については２通りの方法が考えられる。一つはＩＣタグインレット設置から抄き合わせまでの間に用意されたスプレーｆによって湿紙Ａ上に設置されたＩＣタグインレット上に接着剤を塗布する方法である（図２）。スプレーｅは搬送ベルトｄから湿紙ＡにＩＣタグインレットが設置される範囲にタイミングを合わせて噴霧する。接着剤の塗布面積は経済性を考えた場合にはＩＣタグインレットの巾と大きさにあわせて塗布されるのが望ましい。しかしながら本発明のプレス処理はＩＣタグインレット挿入による脱水不足に起因するプレスでの紙層砕け対策と、ＩＣチップの破損防止といった理由から低い線圧で処理することが多いことから紙層間の強度が弱くなる場合がある。このような問題解決のために、ＩＣタグインレットと紙層の接着だけでなく紙層全体を接着するためにスプレーｅまたはｆで塗布する接着剤を湿紙全面に噴霧することも可能である。
【００２１】
もう一つのＩＣタグインレットと湿紙Ｂの接着方法は、湿紙Ｂへの接着剤塗布する方法である（図３）。この場合ＩＣタグインレット設置範囲のみへの接着剤を塗布するように抄き合わせ後に湿紙ＢのＩＣタグインレットがあたる場所にタイミングを合わせて接着剤を塗布してもよいが、困難であることから、湿紙Ｂ全面への接着剤塗布の方が望ましい。
【００２２】
スプレーｅによる湿紙Ａへの接着剤の噴霧は湿紙Ａが水分95%以下、さらにのぞましくは87%以下まで脱水されたところで行われるのが望ましい。水分が95%より高いと湿紙表面で自由に動く水が多く、噴霧した接着剤が水で希釈され、広がることで接着強度が得られにくい。
【００２３】
湿紙Ａ上にスプレーｅにより接着剤を噴霧した後に行われる最初のサクションによる脱水処理は、ＩＣタグインレットを設置すると同時または後が望ましい。噴霧後の最初のサクション処理時はまだ湿紙の水分が高いため水と共に接着剤の移動も起こりやすい。サクション処理のときＩＣタグインレットが既に設置されていれば、ＩＣタグインレットにより水の移動が妨げられ、結果として接着剤が湿紙とＩＣタグインレットの界面に残り易いと考えられる。
【００２４】
本発明で用いるＩＣタグインレットは電池を内蔵していないタイプ（パッシブ型）であれば特に制限されることなく、またその方式についても制限されず電磁誘導方式、電磁結合方式、マイクロ波方式および光方式等どのようなものでもよいが、紙への抄き込みという目的から紙厚より極端に厚いものは好ましくない。
【００２５】
本発明で使用する接着剤は水溶性高分子または水系のエマルジョン樹脂などが好ましい。例をあげると水溶性高分子としてはポリビニルアルコール、コーンスターチ、タピオカ澱粉、酸化澱粉、カチオン化澱粉、リン酸エステル化澱粉などに代表される各種変性澱粉、水系のエマルジョンとしてはアクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレンブタジエンラテックスなどが使用できる。使用するＩＣタグインレットと紙層が接着するものを選択することでより安定した接着性を得ることができる。とくに好ましいのはＴｇが10℃以下のエマルジョン樹脂が好ましい。
【００２６】
一方、ＩＣタグインレットと紙層との接着性が弱い樹脂を使用した場合でも湿紙全面への接着剤噴霧で紙層間の強度を強めることができ、ＩＣタグインレットを安定に抄き込むことができる。またＩＣタグインレット挿入部分では乾燥工程で皺が発生することがあるが、詳細な理由は分からないが接着剤で紙層を固めることで皺が抑制される傾向がみられた。つまりＩＣタグインレットと紙層を接着することはできないが、紙層間強度の向上により、皺の発生を防止できる。その場合には必ずしもＩＣタグインレットと紙層の接着強度により樹脂を選択する必要はない。
【００２７】
抄き合せ紙に使用できるパルプの材質は特に限定されることなく、LBKP、NBKP、機械パルプ、古紙などが使用することができる。また、叩解条件も限定されることはない。
【００２８】
抄き合わせは、例えば、図２、３に示す方法で行うことができるが、各紙層に用いられるパルプは特に限定されるものではなく、同じ材質、濾水度であっても良いし、異なっていても良い。また３層以上の抄きあわせ紙であっても同様に、材質、濾水度は、それぞれの層で同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００２９】
さらに、本発明においては必要に応じて紙層の中に填料、サイズ剤を添加することができる。填料の種類は特に限定されないが、例えば炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン、カオリン、クレーなどを使用することができる。サイズ剤についても同様に特に限定されることはなく、例えばロジン系、変性ロジン系、アルキルケテンダイマー、スチレン系、スチレンーアクリル系、アルケニルコハク酸系、オレフィン系などがあげられる。また、添加剤として紙料中に蛍光染料、着色剤、PH調製剤、硫酸バンド、歩留まり向上剤などを適宜使用することができる
湿紙中にＩＣタグを挿入して、合わせた後、これらはニップロールで脱水されたのち、シリンダードライヤーやヤンキードライヤーなど通常の乾燥方法により１００〜１５０℃の熱をかけることで乾燥される。
【００３０】
また、通常サイズプレスを行うこともできる。サイズプレスに使われる薬品の種類は特に限定されるものではないが、一例として澱粉、酸化澱粉、カチオン化澱粉、燐酸化エステル澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどをあげることができる。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
（抄紙原料）
ろ水度600mlのNＢKP100重量部にアルキルケテンダイマーを0.1重量部、カチオン化澱粉を0.2重量部、ポリアミド・エピクロヒドリン0.2重量部添加した。
（抄紙機）
図1のように長網ワイヤーと傾斜ワイヤーを備えた抄紙機にＩＣタグ挿入機と搬送ベルトを設置した。
（ＩＣタグインレット挿入機）
特願2006-023090に記載の装置を用いた。ＩＣタグインレットは周波数13.56MHzで作動する電磁誘導方式のものでアンテナのサイズが43mm×43mmのものを使用した。
【００３２】
[実施例１]
図２のように搬送ベルトｄの前と搬送ベルト出口後にスプレーｅとｆを設置した。このスプレーによる液の広がりのパターンはフラットタイプで、噴出時間は塗布面積が設置するＩＣタグインレットの流れ方向の長さより10mm長くなるように調整した。接着剤として使用した樹脂はＴｇ＝10℃のアクリルエマルジョンを使用した。
【００３３】
[実施例２]
Ｔｇ＝6℃のスチレンブタジエンラテックスを使用した以外は実施例１と同様にして実施例２を得た。
【００３４】
[実施例３]
スプレーｆを湿紙Ｂ側に配置し（図3）、接着剤を湿紙Ｂに噴霧した。スプレーの液の広がりのパターンはフラットタイプで、接着剤はＩＣタグインレットの挿入のタイミングに関係なく常に噴霧し続けた。接着剤は実施例１と同じＴｇ＝10℃のアクリルエマルジョンを使用した。
【００３５】
[実施例４]
湿紙Ａへの接着剤塗布用のスプレーｅを実施例1の装置（図２）よりもヘッドボックスよりに配置した（図５）以外は実施例１と同様にして比較例２を作製した。
【００３６】
[実施例５]
Ｔｇ＝45℃のアクリルエマルジョンを使用した以外は実施例１と同様にして比較例１を得た。
【００３７】
[比較例１]
搬送ベルトｄの先端に同時にＩＣタグインレットの両面に接着剤を噴霧できるようにスプレーｅおよびｆを配置した装置（図４）を使用した以外は実施例1と同様にして比較例１を作製した。
このようにして得られたＩＣタグインレット挿入紙について以下の項目を調べた。
【００３８】
[外観]
ＩＣタグインレットを挿入した部分で紙層が膨れて浮きあがってないか目視で評価し、浮きがあるものを×、外観に問題ないものを○とした。
[強度]ＩＣタグインレットを挿入した部分の紙層を手で剥がし、その剥離強度とＩＣタグ表面へのパルプ繊維の残りかたから、よく接着しているものを○、接着してはいるが剥離するのに力がいらず、ＩＣタグ表面にパルプ繊維が残らないレベルのものを△、接着していないものを×とした。
[抄き込みの安定性]連続で挿入したＩＣタグインレットの向きが紙の抄紙の流れ方向に直線的に挿入されているか、どうかを評価した。
【００３９】
表１に示したように本発明による接着剤の噴霧方法を使用しＴｇ＝10℃以下の樹脂を塗布することで、ＩＣタグインレットと紙層の接着性が改善された。比較例１では接着剤の噴霧をＩＣタグインレットが挿入ベルトから離れたところで直接ＩＣタグインレットの両面に対して行った。結果、スプレーによりＩＣタグインレットの向きが変わり、紙の流れ方向に対し斜めの向きになって湿紙上に設置されたり、挿入している列から大きくずれてしまい、安定した抄き込みが出来なかった。また連続でテストを行っているうちに飛散した接着剤がベルトに付き、ＩＣタグインレットを搬送ベルトｄから湿紙Ａ上へうまく受け渡せないこともあった。実施例４では湿紙Ａに対し接着剤を噴霧する位置を実施例１および２よりもヘッドボックスよりにし、より水分が高い状態の湿紙に対して接着剤の噴霧を行った結果、外観、接着強度ともにやや悪化した。これは接着剤が水により希釈され広がったことが原因と考えられる。実施例５ではＴｇが高い接着剤をしようした結果、接着強度はそれほど強くなかったが、外観は問題なかった。
【００４０】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】長網・傾斜コンビネーション抄紙機における抄き合わせの概念図である。
【図２】スプレーにより湿紙ＡおよびＩＣタグインレット上面に接着剤を噴霧する方法の概略図である。
【図３】スプレーにより湿紙Ａおよび湿紙Ｂに接着剤を噴霧する方法の概略図である。
【図４】スプレーによりＩＣタグインレットに直接接着剤を噴霧する方法の概略図である。
【図５】図２と同様の接着剤塗布方法で、湿紙Ａに対して接着剤を噴霧する位置を変更した方法の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ:長網ワイヤーａで抄かれた湿紙
Ｂ:傾斜ワイヤーｂで抄かれた湿紙
Ｃ、Ｄ:ＩＣタグインレット
ａ：長網ワイヤー
ｂ：傾斜ワイヤー
ｃ：挿入機
ｄ：搬送ベルト
ｅ：接着剤スプレー１
ｆ：接着剤スプレー２
ｇ：サクションボックス
ｈ：フォイル
【図１】
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【図２】
2008077155.tif 000005
【図３】
2008077155.tif 000006
【図４】
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【図５】
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