(57)【要約】【課題】基材紙と加工用塗工層とを基本構成とする塗工紙において、該塗工紙からの基材紙の回収が容易な、則ち使用インキや加工用層と基材紙との分離が容易な易回収性加工紙の提供。【解決手段】紙表面に水溶性ポリマーからなるプライマー層を設け、該層上に紙加工用層を設けたことを特徴とする易回収性加工紙を提供する。さらに本発明は紙加工用層が、バインダーと鉱物性ピグメントを主成分とする塗工層であることを特徴とする易回収性加工紙を提供する。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙表面に水溶性ポリマーからなるプライマー層を設け、該層上に紙加工用層を設けたことを特徴とする易回収性加工紙。
【請求項２】
紙加工用層が、バインダーと鉱物性ピグメントを主成分とする塗工層である請求項１記載の易回収性加工紙。
【請求項３】
水溶性ポリマーが、澱粉、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の易回収性加工紙。
【請求項４】
プライマー層が、塗工量０．５ｇ／ｍ２以上である請求項１記載の易回収性加工紙。
【請求項５】
紙加工用層が、該層上に活性エネルギー線硬化性インキからなる情報を記録したものである請求項１記載の易回収性加工紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗工紙の基材となる紙の回収が容易な易回収性加工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙の生産量が大幅に増加すると共に、廃棄物として排出される紙の量も非常に増加している。このため、環境上の問題、廃棄物処理の問題、木材資源の効率的な利用等の問題から、古紙の再利用に対する要求が強くなっている。新聞用紙や段ボールでは古紙の再生利用は比較的容易であり、再生利用率も相当に高く、世界的にみても高水準の再生利用が図られている。しかし、本文用紙、包装用紙、情報用紙等の分野では、使用するインキの種類、塗工層の種類も多く、脱墨の難易度、基材パルプからの塗工層の分離性も各々異なっており、古紙の再生利用を図る点で障害となっている。廃棄物処理や木材資源の効率的利用を図るためには、古紙の回収、再生利用が容易な紙の使用が望まれている。
【０００３】
また電子写真複写紙、感圧記録紙、感熱記録紙などは、紙の再生利用が難しく、特殊かつ複雑な技術を必要としている。これらの技術は、例えば特開昭５６−５０１４０９、特開昭５８−１９１５８８、特開昭５９−１３７５８６、特開昭６３−１３５５８５等で提案されている。しかしながら、これらの提案により実際に回収利用しようとすると、設備費、薬品コストが高く、実用的であるとはいえない。
【０００４】
加工紙は、一般的にいえば、紙表面に各種機能を有する層を設けたものを基本構成とするものである。例えば、バインダーと鉱物性ピグメントを主成分とする塗工層を設けた塗工紙が例示される。このような基本構成を有する紙についての再生利用を容易ならしめることは、新聞紙、段ボール以外の古紙の利用促進を図ることができ、古紙の回収利用率を更に向上させることができる。また古紙回収利用率の向上は、環境、資源等の観点から非常に強く望まれている。これらの紙の再生利用を図るためには、インキの種類、紙加工用層の種類に拘わらず、基材紙と塗工層との分離が容易な紙の提供が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基材紙と加工用塗工層とを基本構成とする塗工紙において、該塗工紙からの基材紙の回収が容易な、則ち使用インキや加工用層と基材紙との分離が容易な易回収性加工紙の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、紙表面に水溶性ポリマーからなるプライマー層を設け、該層上に紙加工用層を設けたことを特徴とする易回収性加工紙を提供する。さらに本発明は紙加工用層が、バインダーと鉱物性ピグメントを主成分とする塗工層であることを特徴とする易回収性加工紙を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、紙加工用層とは、紙に用途に応じた各種の機能、例えば電子写真複写紙、感圧記録紙、感熱記録紙等の情報用紙、アート紙、コート紙のような印刷用紙等に適した層を意味する。紙加工用層に使用されるバインダーは、水溶性、非水溶性のいずれであってもよく、用途に応じ適宜選択使用される。
【０００８】
紙加工用層を設けた紙からの紙回収、例えば脱墨パルプの製造方法としては、フローテーション法が主流である。この方法は脱墨剤、漂白剤を添加したアルカリ溶液中で古紙をパルパーにて離解し、パルプ繊維表面に付着したインキを離脱させ、フローテーションによってインキを泡と共に系外に排出する方法である。この際パルプ繊維からのインキの剥離分離が不十分であると、インキがパルプ繊維に残存し、十分高品質なパルプを得ることはできない。
【０００９】
本発明者らは、紙加工用層を設けた紙は、紙加工用層と基材パルプとの分離が難しく、あるいは脱墨性に劣るために基材パルプの再生利用が難しいことに着目し、紙加工用層と基材紙との間に水溶性ポリマーからなるプライマー層を設けることにより、上記の課題が解決できることを見出し本発明に到達した。本発明において紙表面上に設けられるプライマー層は、水特にアルカリ水溶液中で膨潤、溶解、分散、離解等が容易であり、紙加工用層と基材紙との分離が容易であり、品質の優れた基材パルプを容易に回収することができる。
【００１０】
水あるいはアルカリ水溶液に溶解容易な水溶性ポリマーとしては、澱粉、カルボキシ変性澱粉、リン酸エステル化澱粉、酸化澱粉、酸処理澱粉、酢酸エステル化澱粉、アルキルエーテル化澱粉、カチオンエーテル化澱粉、架橋エーテル化澱粉、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を例示することができる。これらはプライマー層上に設けられる紙加工用層との関係を考慮し、適宜の水溶性ポリマーを選択使用される。単独使用、併用のいずれでもよい。
【００１１】
水溶性ポリマーからなるプライマー層は、紙加工用層と基材紙との分離に十分な塗工量で設けられる。このプライマー層は紙表面に、片面当り、固形分として０．５〜２０ｇ／ｍ２、好ましくは２〜８ｇ／ｍ２さらに好ましくは３〜８ｇ／ｍ２の範囲で塗工される。プライマー層が上記範囲の下限未満であると、紙加工用層の分離効果が不十分であり、上限を超えると分離効果が特に向上するものではなく、経済的ではない。プライマー層の塗工量は紙加工用層の種類により適宜選択される。
【００１２】
本発明に使用されるプライマー層を設ける紙としては特に制限はなく、上質紙、中質紙、新聞用紙等紙加工用層を設けるための基材紙であればよい。
【００１３】
紙加工層を設けるための塗工方法は塗工量や塗工液の濃度及び方法によって適宜選択すればよく、抄紙機サイズプレス、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブレードコーター等各種の塗工機を適宜使用できる。
【００１４】
本発明に使用できる活性エネルギー線硬化性インキとは、例えば、エチレン性不飽和化合物を２０〜６０重量％、および活性エネルギー線に不活性な樹脂を１０〜３０重量％含み、更に、重合禁止剤、顔料、その他の添加剤を配合し、紫外線、電子線等の照射により硬化するようにしたものである。活性エネルギー線硬化性インキは、各種インキ中特に脱墨が困難なものであり、本発明の適用により特に有用な効果が発揮される種類のインキである。
【００１５】
エチレン性不飽和化合物のモノマーとしては、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレートの多数と多官能（メタ）アクリレートの中ではビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジペート、アリル化シクロヘキシルジアクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多価アルコールの（メタ）アクリレート、あるいは分子内に（メタ）アクリロイル基を有するウレタン変性多価アクリレートもしくはエポキシアクリレート等が例示される。
【００１６】
エチレン性不飽和化合物であるオリゴマーまたはプレポリマーとしては、多価アルコールと多塩基酸からなるポリエステルの（メタ）アクリレートであるポリエステル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型、ノボラック型あるいは脂環型のエポキシ樹脂の（メタ）アクリレートであるエポキシ（メタ）アクリレートあるいはイソシアネート化合物と例えば２ヒドロキシエチルアクリレート等のヒドロキシ基との反応物であるポリウレタン（メタ）アクリレート、アルキッド（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート等が例示される。
活性エネルギー線に不活性な樹脂としては、例えば、ジアリルフタレート系重合体樹脂又はアルキッド樹脂がある。これらの樹脂は、重量平均分子量が１０，０００〜１００，０００　の範囲のものが好ましく用いられる。
ジアリルフタレート系重合体樹脂は、ジアリルフタレート及びもしくはその誘導体を用いて常法に従い（共）重合して得られる。具体的には、無水フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸及びこれらの水素添加物、アルキル置換物、無水マレイン酸等の酸無水物及びこれらのアルキル置換物等のアリルアルコール、アリルクロライドとのエステル化物を空気や過酸化物等のラジカル反応触媒によりラジカル重合して得られる。
【００１７】
アルキッド樹脂はポリオールと一価カルボン酸とを１８０〜２６０℃で反応させ、次に多価カルボン酸で架橋反応させて得られる。ポリオールは２個以上の水酸基を有する化合物であり、例えばエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加体等がある。一価カルボン酸としては、酢酸、ギ酸、各種脂肪酸（ステアリン酸、オレイン酸等）、安息香酸、フェニル酢酸、ロジン等があり、多価カルボン酸としてはシュウ酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸又はそれらの無水物、フタル酸、ナフタリン酸、ロジンのダイマー酸等がある。
紫外線硬化性とするためには光重合開始剤を使用する。光重合開始剤としては、イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル型、ベンジル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のベンジルケタール型、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のアセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサン等のケトン系、これと光増感剤としての三級アミンとの併用系がある。
【００１８】
製造時あるいは貯蔵中の暗反応によるゲル化防止のために使用する重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ｐ−ベンゾキノン、フェノチアジン、ｔ−ブチルカテコール等が例示される。
【００１９】
【実施例】
以下実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。以下の各例において、％及び部は特に断りの無い限り重量％及び重量部を意味する。
【００２０】
実施例１
坪量６５．８ｇ／ｍ２の原紙にリン酸エステル化澱粉（日本食品加工社製、”ＭＳ４６００”）を、コーティングロッドＢ（＃１４）を用いて、澱粉濃度の変更により各種塗工量のプライマー層を設けた。プライマー層を設けた原紙に下記配合からなる顔料とバインダーからなる塗工層を紙加工用層として設けた。
【００２１】
カオリン：炭酸カルシウム＝８０：２０からなる顔料１００部とラテックス：澱粉（ＭＳ４６００）＝１２：６からなるバインダー１８部、ポリアクリル酸ナトリウム（分散剤）をカオリンに対して０．３％、メラミン系樹脂（耐水化剤）を澱粉に対して５％及び脂肪酸カルシウム（潤滑剤）を顔料に対して３％の配合からなる固形分濃度４９．１％の塗工液をコーティングロッドＢ（＃１４）を用いて、プライマー層上に塗工した。なお、カオリンはＵＬＴＲＡ　ＷＨＩＴＥ９０（Ｅｎｇｅｌ　Ｈａｒｄ社製）、炭酸カルシウムはＴＰ２２１−ＧＳ（奥多摩工業社製軽質炭酸カルシウム）、ラテックスはＪＳＲ２８０３Ｆ（ＪＳＲ社製ＳＢＲ）を使用した。
【００２２】
2004124298.tif 000002
紙加工用層を設けた加工紙を１辺５ｃｍの正方形に裁断し、アルカリ濃度を変えた水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、紙加工用層と基材紙との剥離状態を観察した。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2004124298.tif 000003
【００２４】
表１中の数値はそれぞれ次の意味を表わす。
１段目：アルカリ水溶液浸漬後、基材紙から加工用塗工層が剥離し始めるまでの時間を示す。例：３’３０”は３分３０秒を示す。
２段目：時間は完全に剥離した時間を示す。但し、％表示は１０分浸漬後にも完全剥離しない場合の１０分後の剥離した面積の割合を示す。
３段目：時間は完全に剥離した時間を示す。但し、％表示は３０分浸漬後にも完全剥離しない場合の３０分後の剥離した面積の割合を示す。
【００２５】
実施例２
澱粉塗工量を４．２５ｇ／ｍ２とした他は実施例１と同様に操作して、紙加工用塗工層を設けた加工紙を作成した。この加工紙にＦＤカルトンＰ藍（東洋インキ製造社製紫外線硬化性インキ）を明製作所製ＲＩ展色機を用いて塗布量２ｇ／ｍ２で印刷した。ついでランプ出力１２０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプ、コンベアスピード５０ｍ／ｍｉｎで紫外線照射を行い、印刷物を得た。
【００２６】
得られた印刷物４０ｇを０．０４％水酸化ナトリウム水溶液１０００ミリリットルに１０分間浸漬した後、脱墨剤（花王社製、ＤＩ−７６７）０．１２ｇを加え、２リットルＪＩＳ標準パルパーにて１０分間離解した。離解した試料を８０メッシュワイヤで篩分した後、パルプ濃度１％にて５分間フローテーションを行い、その後ＪＩＳ　Ｐ８２２２に従って抄紙し、再生紙を得た。得られた再生紙の夾雑物は６６０個／ｍ２、平均面積は０．００９ｍｍ２であった。夾雑物測定はＪＩＳ　Ｐ８１４５に準じた。
【００２７】
比較例１
澱粉のプライマー層を設けない他は実施例１と同様に操作して、紙加工用塗工層を設けた加工紙を作成した。この加工紙に実施例２と同条件で印刷物を作成した後、実施例２と同様に操作して古紙処理を行い、再生紙を作成した。得られた再生紙の夾雑物数は２４００個／ｍ２、平均面積は０．０１６ｍｍ２であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、基材紙と紙加工用層との間の分離が容易であるため、品質の優れた基材パルプを容易に回収することができ、従来回収再生に種々の難点のあった加工紙の利用に好都合である。また分離が容易であることから、高価な脱墨剤、漂白剤の使用量を減らすことも可能である。