(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙の少なくとも片面に、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる塗布液を、前記片面に付き０．１ｇ／ｍ２〜５０ｇ／ｍ２の量で塗布して乾燥させることにより塗布層を形成したことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙。
【請求項２】
セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、その片面に樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる塗布液を０．１ｇ／ｍ２〜５０ｇ／ｍ２の量で塗布する工程と、その後に乾燥する工程とを含むことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法。
【請求項３】
セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる含浸液に浸漬して、当該含浸液を前記基紙の両面に含浸させた後、乾燥することを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、羽毛粉末を塗布した撥水紙及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より撥水紙は知られており、その一般的な製造方法は、セルロースパルプを主体とした基紙の表面に、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス、ポリエチレンワックスやフィッシャーロプシュワックス等の合成系ワックス、モンタンワックスやセレシン等の鉱物系ワックス、又はシリコン樹脂、エポキシ樹脂、金属セッケン、シラン等のコート剤を塗布・乾燥して被覆層を形成する。このようにして製造された撥水紙は、撥水性には優れているが、被覆層はインクを受理しないため、表面に印刷できないという欠点があった。
又、撥水性を有する合成紙の製造方法は、合成樹脂及び充填材に添加剤を加えて混合し、押出機で溶融混練後にダイスリットから押し出して生膜化するが、これによると優れた撥水性や強度は有しているが、生分解性がなく、焼却時に異常な温度上昇が生じて焼却炉を損傷する等の欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消するためになされ、優れた撥水性を有すると共にインク受理性を有し、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷が可能であり、且つ生分解性を有し、焼却時に異常な温度上昇が生じず、焼却炉の損傷を未然に防止できるようにした撥水紙及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙の少なくとも片面に、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる塗布液を、前記片面に付き０．１ｇ／ｍ２〜５０ｇ／ｍ２の量で塗布して乾燥させることにより塗布層を形成したことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙を要旨とする。
又、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、その片面に樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる塗布液を０．１ｇ／ｍ２〜５０ｇ／ｍ２の量で塗布する工程と、その後に乾燥する工程とを含むことを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法を要旨とする。
更に、セルロースパルプを主成分として抄紙した基紙を送り出し、樹脂、顔料、溶剤を含む塗料に羽毛粉末を重量比で３％〜１５％を配合し、前記樹脂としてウレタン樹脂又はラテックス樹脂を用い、前記顔料としてゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタンの少なくとも１種類を用いてなる含浸液に浸漬して、当該含浸液を前記基紙の両面に含浸させた後、乾燥することを特徴とする羽毛粉末を塗布した撥水紙の製造方法を要旨とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。
図１は、本発明に係る撥水紙の断面を模式的に示すもので、１はベースとなる基紙であり、セルロースパルプを主成分とし、一般的な長網抄紙機、円網抄紙機、オントップ抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等を用いて製紙することが可能であり、通常の抄紙で用いられる染料、顔料、サイズ剤、定着剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤等を必要に応じて含有させる。
【０００６】
前記基紙１は地合、平滑性の優れた上質紙、ＰＰＣ用紙、クラフト紙であることが望ましい。又、セルロースパルプは、通常の木材パルプのみでなく、リンター、アバカ、ザイザル、バガス、ケナフ等の非木材パルプを使用することも可能である。但し、生分解性が必要でない用途では、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアクリルニトリン系の合成繊維、レーヨン、キュプラ、アセテート等の再生又は半合成繊維、ロックウール、ガラス繊維、炭素繊維等の無機質繊維等でも差し支えない。
【０００７】
２は基紙１の両面に塗布して乾燥させた塗布層であり、羽毛粉末３を配合してある。この塗布層２は樹脂、溶剤を主体とした塗料に、羽毛粉末３を０．０１％〜９０％（重量比）を配合した塗布液からなり、前記基紙１の片面に付き０．１ｇ／ｍ2 〜５０ｇ／ｍ2 の量で塗布して乾燥する。塗料の樹脂は耐水性、印刷適性を重視したもので、例えばウレタン樹脂、ラテックス樹脂が望ましい。
又、図２のように塗布層２中に、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、酸化チタン等の無機顔料４を適量含ませて白色度及び印刷適性の向上を図ることが可能である。
【０００８】
前記羽毛粉末３の配合量は、３％〜１５％程度が好ましい。これは羽毛粉末３の配合量が少ないと撥水機能、生分解機能、吸油機能が充分に得られず、多過ぎると均一に塗布することができなくなるからである。塗布量においては、少ないと充分な撥水機能、耐水機能が得られず、多いとコスト的に問題を生じる。
【０００９】
この羽毛粉末３は、羽毛をエチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、デカン等の飽和炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の脂肪族系有機薬品、アセトン、アニリン、フェノール等の芳香族系有機薬品、次亜鉛素酸ソーダ、塩素酸ソーダ、カセイソーダ等のソーダ工業薬品、過酸化水素水等の無機薬品のいずれかに浸漬し、石臼式回転磨砕及びボールミル粉砕を施した調整粉末であることを特徴とするもので、優れた撥水性とインク受理性とを有し、且つ微生物により自然に生分解させることが可能である。羽毛は通常７０％前後がケラチンタンパクで構成されており、このケラチンタンパクは、数多くの蛋白質のうちでも最も強度に富む繊維性蛋白質であり、髪、羊毛、獣毛、鳥類の羽、皮膚の表皮等を形成している。又、羽毛粉末３は、主成分である硬蛋白質ケラチンの中でも特に疏水性が高いアミノ酸組成を有し、更に羽毛繊維の特徴である内部中空構造により油を捕捉し易い。
従って、この羽毛粉末３の特性により、本発明の撥水紙は水は弾いて油は吸収する選択的な吸収性を持つに至り、優れた撥水性により紙層内部への水の吸収が阻止され水による強度劣化が起こり難く、且つ油性インクによるグラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷を可能にした。
【００１０】
前記塗布層２の塗布工程は、バーコーター、エアーナイフコーター、ブレードコーター、ビルブレードコーター、グラビアコーター、ゲートロールコーター、リバースコーター、キャストコーター等の公知の塗布設備で実施できる。塗布後の乾燥工程は、一般的なドラムドライヤー、トンネルドライヤー、エアースルードライヤー等の公知の設備を使用できる。
【００１１】
更に、乾燥後に平滑度を向上させるためにマシンカレンダー、スーパーカレンダー等の公知の設備を適用することも可能である。この場合、印刷適性向上のためベック平滑度は３０秒以上になるように仕上げることが好ましい。
【００１２】
図３は、本発明に係る撥水紙の製造方法を示すもので、ロール状に巻かれた基紙１１を送り出し、その片面に塗布ロール１２、１３を介して前記のように羽毛粉末を配合した塗布液１４を適量塗布し、ドライヤー１５で乾燥した後、カレンダー１６で表面平滑処理し、リールで巻き取って撥水紙１７を製造する。
この場合は片面処理であるが、この撥水紙１７の非処理面を同じ要領で加工することにより、つまり２度の処理工程によって両面処理した撥水紙を製造することができる。片面処理か両面処理かは撥水紙の用途別により決定される。
【００１３】
図４は、本発明に係る撥水紙の他の製造方法を示すもので、ロール状に巻かれた基紙２１を送り出し、バット２２に収容された含浸液２３（樹脂及び溶剤を主体とした塗料に羽毛粉末を０．０１％〜５０％配合）中に浸漬して基紙２１の両面に含浸液２３を含浸させ、ドクターロール２４、２５によって余分の含浸液を掻き取ってドライヤー２６に送り込み、乾燥した後カレンダー２７に掛けて表面処理し、リールで巻き取って撥水紙２８を製造する。この場合は、１工程で両面処理することができる。
【００１４】
本発明に係る撥水紙を実際に製造（実施例１、実施例２）し、従来品（比較例１、比較例２、比較例３）との性能を比較実験した結果を表１に示す。
［実施例１］
市販の上質紙６５ｇ／ｍ2 の両面に、ウレタン樹脂をイソプロピルアルコール、トルエンを主体とした溶剤で希釈した塗料に羽毛粉末を５％配合し、攪拌機で攪拌した塗布液を片面に付き１０ｇ／ｍ2 （固形分）の量でナイフコーターで塗布し、トンネルドライヤーを使用して乾燥温度１００℃で乾燥した。その後、上下メタル製のカレンダーを使用し、線圧８０ｋｇｆ／ｃｍ2 、ラインスピード５ｍ／ｍｉｎで表面平滑処理して撥水紙を製造した。
［実施例２］
市販の上質紙６５ｇ／ｍ2 の両面に、ウレタン樹脂をイソプロピルアルコール、トルエンを主体とした溶剤で希釈した塗料に羽毛粉末を１０％配合し、無機顔料として炭酸カルシウムを１０％配合して攪拌機で攪拌した含浸液を１５ｇ／ｍ2 （固形分）の量でロールコーターで含浸し、トンネルドライヤーを使用し乾燥温度１００℃で乾燥処理して撥水紙を製造した。
［比較例１］
市販の上質紙６５ｇ／ｍ2 。
［比較例２］
市販の上質紙６５ｇ／ｍ2 の両面に、パラフィンワックスエマルジョンの撥水剤をバーコーターで片面に付き１０ｇ／ｍ2 （固形分）の量で塗布し、回転ドライヤーを使用し乾燥温度１００℃で乾燥処理して撥水紙を製造した。
［比較例３］
合成樹脂及び充填材に添加剤を加えて混合し、押出機で溶融混練した後、ダイスリットから押し出して生膜化する方法により製造されたＡ社の合成紙８５ｇ／ｍ2 。
【表１】
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但し、試験方法は下記の通りである。
１．坪量はＪＩＳ−Ｐ８１２４（紙のメートル坪量測定方法）に準拠。
２．紙厚はＪＩＳ−Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の試験方法）に準拠。
３．引張強度（ＤＲＹ）はＪＩＳ−Ｐ８１１３（紙及び板紙の引張強さ試験方法）に準拠。
４．引張強度（ＷＥＴ）はＪＩＳ−Ｐ８１３５（紙及び板紙の湿潤引張強さ試験方法）に準拠。
５．吸油速度は各試料に軽油（１号軽油）を注射針（Ｈ５号）を通して１滴（約４ｍｇ）滴下し、各試料が軽油の吸収を完了して、反射による光沢が無くなるまでの時間（秒）を測定。
６．平滑度はＪＩＳ−Ｐ８１１９（紙及び板紙のベック試験器による平滑度試験方法）に準拠。
７．撥水度はＪＩＳ−Ｐ８１３７（紙及び板紙の撥水度試験方法）に準拠。
図５のように、試料を４５度傾いた試料取付面に平らに固定し、温度２０±１℃の蒸留水を入れたビュレットの先端を試料から垂直方向に１０ｍｍ離し、水滴が試料の上を流下する長さを約３００ｍｍに調節する。ビュレットから水滴を１滴滴下し、流下の跡を観察して表２により撥水度を決定する。
【表２】
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【００１５】
上記表１の結果から、実施例１、２の撥水紙は羽毛粉末を塗布することにより比較例１の基紙に優れた撥水性と耐水性を付与し、且つ印刷適性においても良好な結果を示すことが判明した。又、これらの撥水紙は、比較例２の撥水紙、比較例３の合成紙にはない生分解性を有することも判明した。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による撥水紙は、殆どが廃棄処分されている羽毛布団中の羽毛を微細粉末化し、塗布液中に適量配合して基紙の表面に塗布することで天然羽毛ケラチンの特性を活かし、優れた撥水性と耐水性を有すると共に、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の各種印刷適性を備えることができる。従って、情報用紙、ラベル、ポスター、カレンダー、宅配伝票、投票用紙、パッケージ、カード等広範な用途に有効に使用することができる。又、微生物による生分解が可能であり、焼却時に異常な温度上昇が生じず、焼却炉の損傷を未然に防止できる等の優れた効果を奏する。
更に、本発明に係る撥水紙は、既存の設備を用いて容易に低コストで製造することができ、羽毛粉末を活用するため廃材の有効利用と資源の省力化とを同時に図ることができ、上記の優れた特性と相俟って極めて高い実効性を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撥水紙の実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】本発明に係る撥水紙の他の実施形態を模式的に示す断面図。
【図３】本発明に係る撥水紙の製造工程を示す説明図。
【図４】本発明に係る撥水紙の他の製造工程を示す説明図。
【図５】撥水度試験方法を示す説明図。
【符号の説明】
１…基紙
２…塗膜層
３…羽毛粉末
４…無機顔料
１１…基紙
１２、１３…塗布ロール
１４…塗布液
１５…ドライヤー
１６…カレンダー
１７…撥水紙
２１…基紙
２２…バット
２３…含浸液
２４、２５…ドクターロール
２６…ドライヤー
２７…カレンダー
２８…撥水紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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