(57)【要約】【課題】透明性が高く、湿度変化に対する寸法安定性に優れ、湿度が変化してもボコツキが生じにくい透明紙を提供する。【解決手段】本発明の透明紙は、ＪＩＳ  Ｐ８１３８で規定される不透明度が２０％以下である透明紙であって、下記の変則フリーネスが１００〜６００ｍｌのパルプと、平均粒子径が３０ｎｍ以下であるコロイダルシリカとを含み、前記コロイダルシリカの含有割合が１．０〜３０質量％である。変則フリーネス：ＪＩＳ  Ｐ８１２１に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ採取量を３ｇから０．３ｇに、ＪＩＳ規格スクリーンプレートから８０メッシュワイヤーに変更して測定したフリーネス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ  Ｐ８１３８で規定される不透明度が２０％以下である透明紙であって、
下記の変則フリーネスが１００〜６００ｍｌのパルプと、平均粒子径が３０ｎｍ以下であるコロイダルシリカとを含み、前記コロイダルシリカの含有割合が１．０〜３０質量％である、透明紙。
（変則フリーネス）
ＪＩＳ  Ｐ８１２１に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ採取量を３ｇから０．３ｇに、ＪＩＳ規格スクリーンプレートから８０メッシュワイヤーに変更して測定したフリーネス。
【請求項２】
前記コロイダルシリカは、窒素吸着で測定したＢＥＴ比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上である、請求項１に記載の透明紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製の透明フィルムの代替材料として、木材パルプを主成分とした透明紙が知られており、近年、環境保護意識の高まりから、化石燃料の使用量が少ない材料として注目されている。
透明紙としては、例えば、パルプ原料を高度に叩解した叩解パルプを抄紙した後、スーパーカレンダー処理して、パルプ繊維間の空気を排除し、繊維間を密着させて得たものが知られている（特許文献１）。
また、透明紙として、叩解を進めた緻密な基紙を湿潤状態にし、合成樹脂の透明化剤を塗布して得たものが知られている（特許文献２）。
また、紙基材に、乾式シリカを含む塗工層を設けた透明紙も知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９９４９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１６９４号公報
【特許文献３】特開２００８−１１５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の透明紙は、湿度変化に対する寸法安定性が不充分であり、湿度が変化すると、寸法変化が生じて、視認可能な大きな凹凸の形成（「ボコツキ」と称される不良現象）が生じることがあった。
特許文献２に記載の透明紙でも、湿度変化に対する寸法安定性は充分に改善されておらず、湿度が変化すると、ボコツキが生じることがあった。しかも、合成樹脂を使用するため、透明紙のリサイクル性が低かった。
透明紙にボコツキが生じると、透明性にムラが生じ、透明紙を通して文字やバーコードを読み取る用途への適用が困難になった。
特許文献３に記載の透明紙は透明性が不充分であった。
本発明は、透明性が高く、湿度変化に対する寸法安定性に優れ、湿度が変化してもボコツキが生じにくい透明紙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】
【０００５】
本発明の透明紙は、ＪＩＳ  Ｐ８１３８で規定される不透明度が２０％以下である透明紙であって、下記の変則フリーネスが１００〜６００ｍｌのパルプと、平均粒子径が３０ｎｍ以下であるコロイダルシリカとを含み、前記コロイダルシリカの含有割合が１．０〜３０質量％である。
（変則フリーネス）
ＪＩＳ  Ｐ８１２１に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ採取量を３ｇから０．３ｇに、ＪＩＳ規格スクリーンプレートから８０メッシュワイヤーに変更して測定したフリーネス。
本発明の透明紙においては、前記コロイダルシリカは、窒素吸着で測定したＢＥＴ比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の透明紙は、透明性が高く、湿度変化に対する寸法安定性に優れ、湿度が変化してもボコツキが生じにくい。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の透明紙は、パルプとコロイダルシルカとを含有し、ＪＩＳ  Ｐ８１３８で規定される不透明度が２０％以下の紙である。
透明紙の不透明度が２０％以上であると、透明性が低いため、透明紙を通して文字やバーコードを読み取ることが困難になる。
透明紙の坪量は、１０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましく、２０〜４５ｇ／ｍ２であることがより好ましい。透明紙の坪量が前記下限値以上であれば、寸法安定性がより高くなり、また、皺の発生を抑制でき、破断も防止できる。一方、透明紙の坪量が前記上限値以下であれば、充分に高い透明性を確保でき、しかも、可撓性及び加工時の作業性が高くなる。
【０００８】
透明紙を構成するパルプは、下記測定方法で測定する変則フリーネスが１００〜６００ｍｌのパルプである。ここで、変則フリーネスは、ＪＩＳ  Ｐ８１２１に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ採取量を３ｇから０．３ｇに、ＪＩＳ規格スクリーンプレートから８０メッシュワイヤーに変更して測定したフリーネス（ろ水度）である。
パルプの変則フリーネスが前記下限値未満であると、透明紙の寸法安定性が低くなり、ボコツキが生じやすくなり、前記上限値を超えると、透明紙の透明性が低くなることがある。
パルプの変則フリーネスは、１５０〜５００ｍｌであることが好ましく、２００〜４００ｍｌであることがより好ましい。
【０００９】
変則フリーネスが前記範囲のパルプは、通常の抄紙で使用するパルプを作製するときよりも細かく粉砕するようにパルプ原料を叩解することにより得られる。
パルプ原料としては、針葉樹漂白化学パルプ、広葉樹漂白化学パルプ、コットンリンター、古紙パルプ、機械パルプ等が挙げられ、これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記パルプ原料のなかでも、透明紙の透明性がより高くなることから、針葉樹漂白化学パルプ、広葉樹漂白化学パルプが好ましい。漂白化学パルプは、クラフト法、サルファイト法等の方法で木材を処理して得たパルプである。
叩解の際には、ディスクリファイナー、コニカルリファイナー、円筒型リファイナー等の各種叩解機を使用することができる。
【００１０】
透明紙においては、パルプが主成分であり、具体的には、透明紙におけるパルプの含有割合は７０．０〜９９．０質量％であることが好ましく、７５．０〜９８．５質量％であることがより好ましく、８０．０〜９８．５質量％であることがさらに好ましい。透明紙におけるパルプの含有割合が前記下限値以上であれば、容易に抄紙でき、前記上限値以下であれば、コロイダルシリカを充分に含有させることができ、透明紙の寸法安定性をより向上させることができる。
【００１１】
透明性に含まれるコロイダルシリカは、下記の方法により求めた平均粒子径が３０ｎｍ以下、好ましくは２５ｎｍ以下のシリカ粒子である。コロイダルシリカの平均粒子径が前記上限値を超えると、透明紙の寸法安定性が低くなることがあり、また、透明性が不均一になりやすい。
また、実用の観点では、コロイダルシリカの平均粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましい。
【００１２】
［平均粒子径を求める方法］
コロイダルシリカの平均粒子径は、窒素ガス吸着により測定したＢＥＴ比表面積と、コロイダルシリカの真密度とから求められる。具体的には、コロイダルシリカの平均粒子径Ｄ［ｎｍ］は、下記式（１）で求められる。
Ｄ＝６０００／（ρ×ＳＢＥＴ）    （１）
（ρ：コロイダルシリカの真密度［ｇ／ｃｍ３］、ＳＢＥＴ：ＢＥＴ比表面積［ｍ２／ｇ］）。
なお、式（１）は、粒子の体積Ｖを求める式：Ｖ＝（４／３）×π×（Ｄ／２）３、粒子の表面積Ｓを求める式：Ｓ＝４×π×（Ｄ／２）２、粒子１ｇあたりの体積［ｃｍ３］：１／ρ、１ｍ２＝１０４ｃｍ２、１ｃｍ＝１０７ｎｍより求められる。
具体的には、（粒子の体積Ｖを求める式／粒子の表面積Ｓを求める式）より、Ｖ／Ｓ＝Ｄ／６の式が得られる。この式のＶに１／ρ（単位質量あたりの体積）、ＳにＳＢＥＴを（単位質量あたりの表面積）を代入し、１ｍ２＝１０４ｃｍ２、１ｃｍ＝１０７ｎｍによってＤの単位をｎｍに換算し、Ｄを求める式を導出すると、式（１）となる。
式（１）より求めた平均粒子径は、体積基準の平均粒子径である。
【００１３】
コロイダルシリカは、窒素ガス吸着により測定したＢＥＴ比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、２００ｍ２／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ２／ｇ以上であることがさらに好ましい。コロイダルシリカのＢＥＴ比表面積が前記下限値以上であれば、コロイダルシリカへの水の吸着量が増加し、吸湿によるパルプの寸法変化をより抑制できるため、透明紙の寸法安定性を充分に高くできる。
また、実用の観点では、コロイダルシリカのＢＥＴ比表面積は８００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００１４】
コロイダルシリカは、水中での分散安定性を向上させるために、その表面にシラノール基（−ＳｉＯＨ）及び−ＯＨ−イオン等の親水基を有している。そのため、コロイダルシリカを水中に分散させた際には、コロイダルシリカは負に帯電し、さらにアルカリイオンが存在すると、電気二重層を形成する。これにより、粒子同士が反発するため、凝集が抑制され、分散安定性を確保できる。
【００１５】
上記コロイダルシリカの市販品としては、例えば、ＡＤＥＫＡ社製のアデライト−ＡＴ、ＡＺ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製の３０Ｒ９ＢＴ、３０Ｖ９、１４９８Ｖ−９、日産化学工業製のスノーテックス−Ｎ、スノーテックス−５０、スノーテックス−ＸＳ等が挙げられる。
【００１６】
透明紙におけるコロイダルシリカの含有割合は１．０〜３０質量％であり、１．５〜２０質量％であることが好ましく、２．０〜１０質量％であることがより好ましい。透明紙におけるコロイダルシリカの含有割合が前記下限値未満であると、透明紙の寸法安定性が低下し、ボコツキが起こりやすくなり、また、透明性の均一性も低くなることがあり、前記上限値を超えると、透明性が低下しやすくなる。
【００１７】
また、透明紙には、レーヨン、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等、パルプ以外の繊維が、本発明の効果を損なわない範囲で含まれてもよい。
さらに、透明紙には、コロイダルシリカの結合等を阻害しない範囲で、通常の抄紙に使用される添加剤、例えば、サイズ剤、サイズ定着剤、湿潤紙力剤、ろ水性向上剤が含まれても構わない。
【００１８】
本発明の透明紙は、例えば、下記（ａ）又は（ｂ）の製造方法で製造することができる。
（ａ）変則フリーネスが前記範囲のパルプを含むスラリーを抄紙して基紙を作製し、その基紙に、コロイダルシリカを含む塗工液を塗工、含浸させ、必要に応じてサイズプレスし、乾燥させた後、カレンダー処理する方法。
（ｂ）変則フリーネスが前記範囲のパルプ及びコロイダルシリカを含むスラリーを抄紙して基紙を作製し、必要に応じてサイズプレスし、乾燥させた後、カレンダー処理する方法。
【００１９】
上記（ａ）及び（ｂ）の製造方法において、抄紙の際に使用される抄紙機としては特に制限されず、例えば、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、オントップ型ツインワイヤー抄紙機等が挙げられる。
（ａ）の方法において、コロイダルシリカを含む塗工液を基紙に塗工する方法としては特に限定されず、グラビアコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、バーコーター等の各種塗工装置や含浸機を用いて塗工する方法を適用できる。前記塗工装置のなかでは、コロイダルシリカを含む塗工液を基紙に含浸させやすいことから、ロールコーターが好ましい。
また、コロイダルシリカを含む塗工液の塗工はサイズプレスと兼ねてもよい。
塗工液は、コロイダルシリカの固形分濃度が１〜４０質量％であることが好ましい。塗工液の乾燥塗工量は、０．５〜１０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
コロイダルシリカを含む塗工液としては、コロイダルシリカの水系分散液を使用できる。コロイダルシリカの水系分散液は、有機溶剤を含まないため、作業環境を改善できる。
（ｂ）の方法において、パルプ及びコロイダルシリカを含むスラリーには、通常の抄紙の際に使用される添加剤が添加されてもよい。
（ａ）及び（ｂ）の製造方法において、カレンダー処理の際に用いられるカレンダー設備としては、マシンカレンダー、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー等が挙げられる。
【００２０】
上記（ａ）及び（ｂ）の製造方法によれば、不透明度が２０％以下の透明紙を容易に得ることができる。
すなわち、上記特定範囲の変則フリーネスのパルプに上記特定平均粒子径のコロイダルシリカを含有させた場合には、カレンダー処理によってパプル繊維の空気を排除する通常の透明紙の製造工程により、透明紙の不透明度を容易に２０％以下にできる。
【００２１】
本発明の透明紙では、前記平均粒子径範囲のコロイダルシリカを含むことで、透明性を高めつつ、湿度変化に対する寸法安定性を向上させている。
すなわち、コロイダルシリカは、その平均粒子径が小さいほど、親水性が高いシラノール基（−ＳｉＯＨ）の量が増えるため、水分子が吸着しやすくなる。そのため、パルプの吸水を抑えて、パルプ吸湿による寸法変化を抑制できる。したがって、透明紙が前記平均粒子径範囲のコロイダルシリカを含むことで、湿度が変化してもボコツキを抑制できる。
また、透明紙に含まれるコロイダルシリカの平均粒子径が前記上限値以下であることにより、透明紙中の空隙を埋めることができ、透明紙の光の散乱性を低下させることができる。さらに、コロイダルシリカは、その屈折率（約１．４５）がセルロースの屈折率１．５３に近いため、コロイダルシリカの含有割合が多くなっても、透明紙の透明性を低下させにくい。したがって、前記平均粒子径のコロイダルシリカを含むことで、透明紙の透明性は高くなり、しかも、その透明性の均一性も高くなる。よって、本発明の透明紙は、プラスチック製透明フィルムの代替材料として充分に使用できる。
また、本発明では、コロイダルシリカを含んで透明紙の透明性を向上させるため、合成樹脂等の透明化剤を使用する必要はなく、リサイクル性を高くすることができる。
【００２２】
透明紙は窓付き封筒の窓として好適に使用される。
本発明の透明紙を窓に用いた場合、窓付き封筒を作製する際、窓の寸法が安定するため、封筒に設計通りに糊付けしやすくなり、また、糊付け後には、皺及びたわみの発生を防止できる。
また、本発明の透明紙を窓に用いた場合、窓の透明性が高く、均一であり、ボコツキが抑制されているため、封筒の封入物の、窓に重なる部分は、窓を通しても鮮明に見える。したがって、封筒の封入物の、窓に重なる部分に文字又はバーコードが印刷されている場合、窓を通して文字又はバーコードを容易に読み取ることができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、実施例と比較例を示して本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、下記実施例に限定されない。
【００２４】
（実施例１）
ダブルディスクリファイナーを用い、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）１００質量％を、変則フリーネスが２５０ｍｌになるように叩解して、叩解パルプを含むスラリーを得た。
そのスラリーに硫酸バンド及びろ水性向上剤を添加して、抄紙用パルプスラリーを調製した。その際、抄紙用パルプスラリーのパルプ濃度を、スラリーを１００質量％とした際の４．０質量％に、硫酸バンドを、スラリーを１００質量％とした際の１．０質量％に、ろ水性向上剤を、スラリーを１００質量％とした際の０．５質量％とした。
次いで、上記抄紙用パルプスラリーを、長網抄紙機を用いて抄紙して基紙を得た後、その基紙を、２ロールのサイズプレス機を用いてサイズプレスした。その際、サイズプレス液として、コロイダルシリカ（スノーテックス−ＸＳ、日産化学工業製、平均粒子径５ｎｍ、真密度２．２４ｇ／ｃｍ３）を含むものを使用した。また、サイズプレスでは、サイズプレス後の紙の全固形分を１００質量％とした際、コロイダルシリカ固形分の含有割合が５．０質量％となるように、且つ、紙の水分量が２０質量％となるように、サイズプレス液を塗工した。
その後、サイズプレスした紙を、スーパーカレンダー処理して、透明紙を得た。
【００２５】
（実施例２）
コロイダルシリカを、スノーテックス−Ｎ（日産化学工業製、平均粒子径１５ｎｍ、真密度１．７６ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００２６】
（実施例３）
コロイダルシリカを、スノーテックス−５０（日産化学工業製、平均粒子径２３ｎｍ、真密度２．１０ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００２７】
（実施例４）
コロイダルシリカ固形分の含有割合が２．５質量％となるようにサイズプレス液を塗工した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００２８】
（実施例５）
変則フリーネスを１５０ｍｌとなるようにＮＢＫＰを叩解した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００２９】
（実施例６）
変則フリーネスを４５０ｍｌとなるようにＮＢＫＰを叩解した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００３０】
（比較例１）
サイズプレス液を水に変更した以外は実施例１と同様にして透明紙を得た。
【００３１】
（比較例２）
コロイダルシリカを、スノーテックス−ＹＬ（日産化学工業製、平均粒子径６５ｎｍ、真密度２．０１ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にして、透明紙を得た。
【００３２】
（比較例３）
コロイダルシリカ固形分の含有割合を３５．０質量％に変更した以外は実施例３と同様にして、透明紙を得た。
【００３３】
（比較例４）
コロイダルシリカ固形分の含有割合を０．５質量％に変更した以外は実施例３と同様にして、透明紙を得た。
【００３４】
＜評価＞
得られた透明紙について、不透明度、透明性の均一性、透明紙を通しての文字の読み取りやすさ、寸法変化率、ボコツキを以下の方法で測定又は評価した。結果を表１に示す。
表１には、コロイダルシリカの平均粒子径とＢＥＴ比表面積も記載する。平均粒子径の測定方法、ＢＥＴ比表面積の測定方法についても、下記に示す。
【００３５】
［不透明度］
ＪＩＳ  Ｐ８１３８に規定の方法で不透明度を測定した。
【００３６】
［透明性の均一性］
透明紙を目視観察し、透明性の均一性を下記の基準で評価した。
◎：透明性の均一性に優れている。
○：透明性はほぼ均一、またはムラが小さく、目立たない。
△：透明性にムラはあるが、実用上問題ないと判断されるレベルである。
×：透明性にムラがあり、外観上及び実用上、問題がある。
【００３７】
［透明紙を通しての文字の読み取りやすさ］
透明紙に、文字が印刷された印刷物を重ね、透明紙を通して印刷物の文字を目視で見たときの、文字の読み取りやすさを下記の基準で評価した。
透明紙を通して文字が読み取りやすい程、透明紙を封筒の窓として用いたときに、宛先等を読み取りやすくなる。したがって、郵送用の窓付き封筒として適したものとなる。
○：印刷物の文字を問題なく読み取れる。
△：印刷物の文字を読み取ることがやや困難である。
×：印刷物の文字を読めない。
【００３８】
［寸法変化率］
得られた透明紙を、縦（抄紙時の流れ方向）が１．５ｃｍ、横（抄紙時の幅方向）が１０．０ｃｍとなるように裁断して試験片を作製した。その試験片を、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下に２４時間放置した後、試験片の寸法を計測した。次いで、試験片を、温度２３℃、相対湿度８０％の環境下に８時間放置した後、試験片の寸法を測定した。次いで、試験片を、温度２３℃、相対湿度２５％の環境下に８時間放置し、試験片の寸法を測定した。
そして、｛（ｔ２−ｔ３）／ｔ１｝×１００の式より、寸法変化率を求めた。
ｔ１：相対湿度５０％の環境下に放置した後、且つ、相対湿度８０％の環境下に放置する前の透明紙の横の長さ
ｔ２：相対湿度８０％で放置した間に透明紙の横方向の長さの変化量
ｔ３：相対湿度２５％で放置した間に透明紙の横方向の長さの変化量
上記の寸法変化率が１．８％を超えると、実用上、寸法安定性が不充分となる。
【００３９】
［ボコツキ］
透明紙を、温度２３℃、相対湿度８０％の環境下に３時間放置した。その後、透明紙を目視観察し、ボコツキを下記の基準で評価した。
◎：ボコツキがみられない。
○：若干ボコツキはあるが、問題ないと判断されるレベルである。
△：ボコツキはあるが、実用上耐えられると判断されるレベルである。
×：ボコツキがひどく、実用上問題があると判断されるレベルである。
【００４０】
［ＢＥＴ比表面積］
比表面積・細孔分布測定装置（ユアサアイオニクス社製 Ｍｏｎｏｓｏｒｂ ＭＳ−１６）を用い、真空脱気したコロイダルシリカ試料に窒素ガスを吸着させるガス吸着法によりＢＥＴ比表面積を測定した。
【００４１】
［平均粒子径］
ＢＥＴ比表面積とコロイダルシリカの真密度を、上記式（１）に代入して計算して、平均粒子径を求めた。
【００４２】
【表１】
2016060980.tif 000002
【００４３】
平均粒子径が３０ｎｍ以下のコロイダルシリカを１〜３０質量％の範囲で含む実施例１〜６の透明紙は、寸法変化率が小さく、ボコツキが生じにくかった。また、実施例１〜５の透明紙は、透明性の均一性、透明紙を通しての文字の読み取りやすさも良好であった。
これに対し、コロイダルシリカを含有しない比較例１の透明紙は、寸法変化率が大きく、ボコツキが起こりやすかった。また、比較例１の透明紙は、透明性が不均一であった。
平均粒子径が６５ｎｍのコロイダルシリカを含む比較例２の透明紙は、寸法変化率が大きく、ボコツキが起こりやすかった。
コロイダルシリカの含有割合が３５．０質量％の比較例３の透明紙は、透明性が低く、透明紙として使用困難なものであった。
コロイダルシリカの含有割合が０．５質量％の比較例４の透明紙は、寸法変化率が大きく、ボコツキが起こりやすかった。