JP4368111B2 - 長期保管能を有する紙製品 - Google Patents

Description

この明細書は、２００１年４月１１日に出願された仮出願明細書Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ.６０／２８３０５５、２００１年４月１２日に出願された仮出願明細書Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ.６０／２８３６７７、および２００１年４月１１日に出願された仮出願明細書Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ.６０／２８３０６６の利益を請求している。

発明の属する技術分野
本発明は製紙技術に関し、特に、事務環境向きに改善された特性および長期保管能を備えた、坪量が約８０ポンド／３０００平方フィート以上約３００ポンド／３０００平方フィート以下である紙製品、例えばファイルフォルダー、ノンコルゲート（ひだ無し）コンテナーおよびそれらの類似品の製造に関する。

発明の背景
重量のあるセルロース性の紙および厚紙から成る製品、例えばファイルフォルダーおよび厚紙製ファイルコンテナーは、日常の取り扱いや長期の保管中に、液体または湿度によりダメージを受けることが多い。さらに、このような製品は、湿度の高い環境で保管されると生物増殖を起こし、その結果、不快な臭気が生じる。またこのような製品では、水性液体によるダメージや汚染により、紙または厚紙製品の脱色が起こる。湿気または水性液体が紙または厚紙材料に吸収されると、材料は湿気を含んで反り返り、かつ／または脆弱になり、利用価値が低下すると共に、その紙や厚紙材料で製造されたコンテナー中に保管されている書類が、液体に接触して、ダメージを受ける可能性がある。

従って、セルロースをベースとする改良製品、特に、湿度、水および／または生物増殖に対して改善された抵抗性を有する、比較的重量の重い紙および紙製品が必要とされている。

本発明の要約
前記の課題ならびに別の課題および利点に関して、本発明は、セルロース紙または厚紙製品の長期保管能を向上させる方法を提供する。この方法には、坪量が約８０〜約３００ポンド／３０００平方フィートであり、セルロース系繊維から成る、紙または厚紙の提供が含まれる。紙または厚紙製品の少なくとも片面に抵抗材料（holdout material）を施し、紙または厚紙のサイジング処理ウェブを得る。サイジング処理ウェブを、次に、水性アクリルポリマー被覆材料、水性殺菌剤および水性アクリルポリマー被覆材料と水性殺菌剤との組み合わせから成る群より選択されるインキ受容性の材料で被覆して、インキ受容層を得る。その後、第１温度でウェブを乾燥させて被覆ウェブを得る。ウェブの巻きを減らすために、ウェブの未被覆側を水性液体で湿潤させ、第２温度でウェブを乾燥させて、長期保管能の延長した紙または厚紙製品を得る。

本発明の別の形態では、保管中の紙または厚紙製品の生物増殖を低下させる方法を提供する。この方法には、坪量が約８０〜約３００ポンド／３０００平方フィートであり、セルロース系繊維から成る、紙または厚紙製品の提供が含まれる。紙または厚紙の少なくとも片面を、デンプンサイジング剤約０.５〜約１.５質量％でサイジングして、紙または厚紙製品のサイジング処理ウェブを得る。サイジング処理ウェブを水性殺菌剤で被覆し、ウェブを乾燥させて、微生物の増殖傾向の低下した紙または厚紙製品を得る。

本発明の別の形態では、向上した長期保管能を有する紙または厚紙の複合製品を提供する。この紙または厚紙複合製品は、セルロース系繊維物質から製造されたベース層を含み、ベース層は第１表面、第２表面を有し、坪量は約８０〜約３００ポンド／３０００平方フィートである。ベース層の第１表面に隣接するように抵抗層を施す。抵抗層に隣接するようにインキ受容性の被覆材料を施し、インキ受容層を得る。インキ受容性被覆材料は、水性アクリルポリマー被覆材料、水性殺菌剤および水性アクリルポリマー被覆材料と水性殺菌剤との組み合わせから成る群より選択される。

本発明の利点は、比較的重量の重い紙および厚紙製品が、重大な質の変化または微生物による臭気の発生を起こすことなく、長期に保存できる点である。本発明の製品はまた、改良された長期耐久性を示し、水やその他の水性液体により引き起こされるダメージおよび汚染に耐性である。本発明の別の利点は、熱可塑性被覆ウェブと比べ、本発明の紙および厚紙ウェブの方が相互に滑り合いにくくなっていることであり、熱可塑性被覆ウェブでは、表面が滑らかであるために、積み重ねが困難である。

本発明の詳細な説明
図１〜４に関して、本発明は抵抗層１２と印刷受容層１４、１８または２０を有するウェブ１０を提供するものである。印刷受容層１４、１８または２０を以下により詳しく説明する。層１６は、有利に、印刷受容層１４、１８または２０に直接または隣接するように適用されている印書イメージ層であり、フレキソ印刷、平板捺染、グラビア印刷等から選択される印刷方法で適用されるのが好ましい。従って、印刷受容層１４、１８または２０は、親油性または疎水性の印刷受容層であることが好ましい。また、印書イメージを抵抗層１２へ直接適用し、後から印書イメージを印刷受容層１４、１８または２０で被覆してもよい。従って、形態の異なる印刷受容層１４、１８または２０は、抵抗層１２上に印刷されたイメージを補うように、印書イメージを受容できる付加的な層を提供する。

ウェブ１０は、有利に、一般的な製紙法で製造されたセルロース系繊維製の、約８０〜約３００ポンド／３０００平方フィート以上の坪量を有する、紙または厚紙ウェブである。従って、紙または厚紙は、より軽い坪量を示す紙と比べて比較的剛性が強い。特に好ましいウェブ１０は、ファイルフォルダー、マニラ紙製フォルダー、ブリストル厚紙等のフラップフォルダー、事務環境で使用される別の十分に剛性の強い厚紙ウェブ（前記フォルダー類用の厚紙コンテナーを含む、ただしこれらに限定しない）およびその類似物を製造するために使用される厚紙ウェブである。

ウェブ１０は、印刷受容層１４、１８または２０で含浸されるよりも被覆されるのが好ましい。さらに、ウェブの形成、カレンダリングおよび乾燥後、ウェブ１０の少なくとも片面に抵抗層１２が施されるのが好ましい。ウェブの両面が印刷受容層１４、１８または２０で被覆されるのであれば、ウェブ１０の両面に抵抗層１２が施こされるのが好ましい。有利な抵抗層１２は、デンプンサイジング剤等のサイジング剤により製造される。デンプンサイジング剤を抵抗層１２として使用する場合、サイジング剤は、約０.５〜１.５質量％のサイジング剤を使用して、ウォーターボックスからウェブ１０の表面に適用されるのが有利である。抵抗層１２およびウェブ１０への抵抗層１２の施工法は、本発明においてそれほど重要でなく、得られた抵抗層１２は、印刷受容層１４、１８または２０がウェブ１０へひどく浸透または吸収されるのを阻止するものでなければならない。

図１に関して、有利な印刷受容層１４は、生物活性を低下させるための薬剤を含有する水性アクリル被覆材料から製造された層を、ウェブ１０上に含有する。層１４のためのアクリル被覆材料は、水性キャリアー液体（carrier liquid）中のアクリルポリマーエマルジョンまたは分散液であることが好ましい。アクリルポリマー分散液またはエマルジョンは、有利に、アクリルポリマー固体を約３５〜約４０質量％含有し、水性液体の湿潤に対するウェブ１０の耐性を高める効果を有する、フィルム形成材料であることが好ましい。層１４にとって特に有利なアクリルポリマーエマルジョンは、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ，Ｉｎｃ．（Cincinnati, Ohio）製の登録商標ＭＩＣＲＹＬ４７４として購入できる。ＭＩＣＲＹＬ４７４被覆材料は、従来技術において、フレキシブルセメントバッグ用のペーパーコーティングとして使用されてきた。セメントバッグに使用される軽量被覆紙は、バッグへ成形する際に、プラスチックフィルムへ積層されていた。

層１４が殺菌剤を含有してもしなくても、アクリルポリマー被覆材料は、インキ受容層１４のインキ受容能を高めるための別の添加剤を含有してもよい。このような別の添加剤には、シリカ、クレー、ポリビニルアルコールまたは架橋アクリルが含まれるが、これに限定するものではない。層１４は、フレキソコーター、ロッドコーター、グラビアコーター、オフセットコーター、ナイフオーバーロールコーター、平板捺染コーター、ディップコーター、およびスプレーコーターを使用する方法（これに限定するものではない）を含む様々な適用法により抵抗層１２へ施される。抵抗層１２へ施されるコーティングの重量は、約１.５〜約３.０ポンド／３０００平方フィートであるのが好ましく、このようにしてインキ受容層１４が製造される。

本発明で製造されるウェブの重要な特性は、その水除け能または水性液体の湿潤に対する抵抗性である。水性液体の湿潤に対するウェブの抵抗性は、ＡＳＴＭＤ−３２８５（ＴＡＰＰＩ Ｔ−４４１）のコッブサイジング試験（Cobb Sizing Test）により測定される。ファイルフォルダーに使用する常用のサイジング処理されたウェブでは、５分間で、試験紙が約５０〜７０グラム／平方メートルの水吸収を示した。抵抗層１２と印刷受容層１４とを有するウェブ１０は、５分間で、約３０〜４０グラム／平方メートルの水吸収を示した。

コッブサイジング試験を実施するための装置は、中空金属シリンダーまたはリングを有する（内部面積１００、２５または１０ｃｍ^２）。取り付け具を備えた金属基板を使用して、試験紙サンプルとネオプレンマットにリングを押しつけて設置する。ネオプレンガスケットは、試験サンプルが凹凸である場合に、ウェブにシリンダーを締め付けるために使用される。試験装置としての重要な構造は、幅が約２０ｃｍで重さが約１０ｋｇの滑らかな表面を有するソリッドステンレススチールローラーである。また、１００ｍｌの目盛り付きシリンダー、０.０１グラム以上の感度を有する天秤、ブロッティングペーパーおよびタイマーまたはストップウォッチも試験に使用される。

試験される厚紙材料のサンプルを、１２.５×１２.５平方ｃｍの大きさに、被覆ウェブから切り出す。サンプルを坪量し、ネオプレンマット上に設置する。横木を定位置に固定し、２つのノブを締め付けることにより、シリンダーをサンプル上に締め付ける。サンプル材料が織物状である場合、ガスケットをサンプルとシリンダーとの間に設置し、それぞれの内端を注意深く揃える。試験液の量はシリンダー１００平方センチメートルあたり１００ｍｌであるのが好ましい。小さなシリンダーの場合は釣り合いを保って少な目の液体を使用する。液体を注入した後、タイマーを用いて５分間試験を実施する。より長時間または短時間の試験でもよい。予め決めておいた試験時間の終了１５秒前に、液体をシリンダーから速やかに取り出し、試験片の未処理（外側）部分に液体が浸漬しないように注意深く扱う。シリンダーをサンプルから外し、サンプルをブロッティングペーパーのシート上に、湿潤面が上になるように置く。

予め決めておいた試験時間の終了時に、２枚目のブロッティングペーパーをサンプル上に置いて、サンプルとブロッティングペーパーの上を一度前方にそして一度後方にハンドローラーを動かし、余分な液体を除く。ローラーの下方に向かって力をかけないように注意する。ブロッターシートの間から試験片を取り出した後、試験片を折り畳み、０.０１グラムまで再測した。サンプルの最終質量からウェブの最初の質量を引き、質量（グラム）の増加分に１００を掛けて（シリンダーが１００ｃｍ^２であるので）、平方メートルあたりの液体吸収量をグラムで表した。

被覆ウェブの汚染に対する抵抗性を、コーヒー、ソーダ、ジュース等の少量の水性液体を被覆ウェブへ注ぐことにより試験した。３０秒後に水性液体をふき取り、ウェブの汚染状態または撓み具合を視覚的に試験した。本発明のウェブは、従来のウェブと比べて、濃色液体による汚染が少なく、あまり撓まない。

層１４に含まれる生物活性を低下させるための薬剤は、ハロアルキニルカルバメートであることが好ましい。特に有利なハロアルキニルアルキルカルバメートは、ハロプロピニルカルバメートであり、特に有利にはラテックス分散液として入手可能な３−ヨード−２−プロピニルブチルカルバメートであり、ここで活性成分は、分散液の約１５〜約３０質量％の量で分散液中に存在している。特に有利な殺菌剤には、Ｂｕｃｋｍａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Memphis, Tennessee）から登録商標ＢＵＳＡＮ１４２０、ＢＵＳＡＮ１４４０およびＢＵＳＡＮ１１９２Ｄで購入できる水性分散液が含まれる。別の好ましい殺菌剤は、Ｔｒｏｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｃ（Washington, Delaware）から登録商標ＰＯＬＹＰＨＡＳＥ６４１およびＰＯＬＹＰＨＡＳＥＰ１００として購入できる。別の好ましい殺菌剤は、Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ（Shreveport, Louisiana）から登録商標ＶＪ２１８０Ｎとして購入できる。

殺菌剤は、アクリルポリマー被覆材料を被覆されたまたはされていないウェブの両面に施されてよい。図１に示される形態では、層１４として適用されたアクリルポリマー被覆材料の総量に対して約０.２５〜約４質量％の量で、殺菌剤がアクリルポリマー被覆材料に混合されている。

アクリルポリマー被覆材料でウェブ１０および層１２を被覆した後、ウェブを乾燥させ、印刷１６を受容できるインキ受容層１４を得る。ウェブは有利にオーブン中または乾燥ロールを使用して約１１０℃〜約２００℃の温度で乾燥され、約８５℃の温度を越えないウェブが得られる。被覆および乾燥の全行程は、約３００〜約８００フィート／分以上の速度で移動するウェブに対して実施されるのが好ましい。

ウェブ１０の片側のみが抵抗層１２とインキ受容層１４で被覆されている際に、ウェブの巻きを少なくするため、ウェブの未被覆面を水等の水性液体で湿潤させるのが特に好ましい。この際、ウェブの未被覆面を湿潤し得る最低量の水を使用する。水の最低量を、例えばゼロロッドを用いてウェブの未被覆面に適用する。

図２に示す形態において、ウェブ１０は抵抗層１２とインキ受容層１８とを含有する。インキ受容層１８は、有利に、抵抗層１２を前記のフィルム形成アクリルポリマー材料で被覆することにより製造され、アクリルポリマー材料中に殺菌剤は組み込まれていない。従って、図２の製造物は印刷層１６も受容し、前記の図１で示したウェブと同様に、湿潤に対して同程度の抵抗性を示す。

図３は本発明の１つの形態であり、前記の殺菌剤を含む水性分散液で抵抗層１２を被覆することにより、インキ受容層２０を得る。この場合、抵抗層１２は、フレキソコーター、ブレード−オーバー−ロールコーター、グラビアコーター、アプリケーターローラーコーターを用い、ラテックス被覆材料として提供される殺菌剤で被覆されるのが好ましい。有利なコーターは、線／インチで少なくとも約２５０個のセルを有するアニロックスシリンダーを装備したフレキソコーターであり、各セルは１平方インチあたり７０億立方ミクロンの体積を有する（ｂｃｍ）。コーターの伝送速度は約２００〜３００フィート／分以上であるのが好ましい。インキ受容層２０でウェブを被覆した後、ウェブを前記と同様にオーブン中または乾燥ロールを使用して、約１１０℃〜約２００℃の温度で乾燥させ、約８５℃の温度を越えないウェブを得る。ウェブを生物活性抑制剤のみで被覆する場合は、ウェブ１０の両面を被覆するのが特に好ましい。従って、抵抗層１２がウェブ１０の両面に施されているのが好ましい。

本発明のウェブの製法を図４に示す。本発明で使用するウェブは、常用の製紙法で製造される。従ってウェブは、完成紙料３２をヘッドボックスへ供給して、ウェブ３６を製造することにより、抄紙機で製造できる。製造されたウェブ３６は、カレンダーロール３８でカレンダリングされて、カレンダリング処理ウェブ４０が得られる。カレンダリング処理ウェブ４０をウェブドライヤー４２で乾燥させ、乾燥ウェブ４４を得る。乾燥ウェブ４４を次にサイジングロール４６でサイジングして、抵抗層１２を有するウェブ４８を得る。その後、ウェブ４８にコーター５０でインキ受容層１４、１８または２０を施し、被覆ウェブ５２を得る。被覆材料５４はコーター５０によりウェブ４８へ適用されるのが有利である。ウェブを被覆した後、被覆ウェブ５２をドライヤー５６で乾燥させ、前記と同様にインキ受容層を有するウェブ５８を得る。

前記するように、ウェブの片側のみがインキ受容層１４、１８または２０および抵抗層１２で被覆されているのであれば、水性液体でウェブの未被覆面を再湿潤させ、さらに再乾燥して、ウェブの巻きを少なくするのが好ましい。

以下の実施例では、番号３のロッドを用い、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ Ｉｎｃ．製のＭＩＣＲＹＬ４７４コーティングで未被覆紙を被覆し、約１７６℃の空気温度を通風することによりウェブを乾燥させ、被覆ウェブを得た。次に、ウェブの未被覆面を、ゼロロッドを用いて水で湿潤させた。その後、ウェブを約１２０℃で乾燥させ、ウェブの巻きを少なくした。被覆および湿潤工程は約４００フィート／分のライン上で実施された。被覆ウェブの水除け能を、前記した５分間のコッブサイジング試験により調査した。結果を以下の表に示す。

前記実施例で示されるように、ＭＩＣＲＹＬ４７４被覆材料で１.５ポンド／３０００平方フィート程度に被覆された紙は、常用の未被覆ウェブと比べて水の吸収が低下していた（常用の未被覆ウェブは、５分間のコッブサイジング試験で測定して、約５５〜約６０グラム／平方メートルの水吸収を示す）。

ここでは本発明の種々の態様および好ましい形態を記載したが、添付の請求項の精神および目的の範囲内で様々に改質、変化および置換してよいことを、当業者は認識しているものと考える。

本発明の更なる利点は、本発明の好ましい形態の詳細な記述と図面とを参照することにより、明確になると考える。以下の図面において、縮尺は無関係であり、同じ記号は同様または類似の要素を意味するものとする。

本発明の紙または厚紙製品の横断面を示す図であるが、縮尺は関係ない。 本発明の紙または厚紙製品の横断面を示す図であるが、縮尺は関係ない。 本発明の紙または厚紙製品の横断面を示す図であるが、縮尺は関係ない。 本発明の紙または厚紙製品を製造するための方法を示す作業系統図であるが、縮尺は関係ない。

符号の説明

１０ ウェブ
１２ 抵抗層
１４ 印刷受容層
１６ 印書イメージ層
１８ 印刷受容層
２０ 印刷受容層
３２ 完成紙料
３６ ウェブ
３８ カレンダーロール
４０ カレンダリング処理ウェブ
４２ ウェブドライヤー
４４ 乾燥ウェブ
４６ サイジングロール
５０ コーター
５２ 被覆ウェブ
５４ 被覆材料
５６ ドライヤー
５８ インキ受容層を有するウェブ

Claims (9)

1. １３０．４〜４８９ｇ／ｍ^２(８０〜３００ポンド／３０００平方フィート)の坪量を有するセルロース系繊維から成る紙または厚紙製品を製造し、紙または厚紙製品の少なくとも片面に、抵抗材料を施して紙または厚紙のサイジング処理ウェブを得、水性アクリルポリマー被覆材料、水性殺菌剤および水性アクリルポリマー被覆材料と水性殺菌剤との組み合わせから成る群より選択されるインキ受容材料でサイジング処理ウェブを被覆してインキ受容層を得、ウェブを、１５０℃〜２００℃の範囲の第１温度で乾燥させて約８５℃を超えないウェブ温度を提供して被覆ウェブを得、ウェブの未被覆面を水性液体で湿潤させてウェブの巻きを少なくし、ウェブを、第１温度を下回る第２温度で乾燥させて長期保管能の向上した紙または厚紙製品を製造する工程によって特徴付けられる、セルロース性の紙または厚紙製品の長期保管能を向上させる方法。
2. インキ受容層が、３０〜４５質量％の固形分含量を有する水性アクリルポリマー被覆材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 水性アクリルポリマー被覆材料が、フィルム形成水性アクリルポリマー被覆材料を含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. ウェブが、ハロアルキニルカルバメートラテックスエマルジョンを含む水性殺菌剤で被覆されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 水性殺菌剤が、活性殺菌成分を２０〜３０質量％含有するラテックスエマルジョンを含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. インキ受容材料が、２．４５〜４．８９ｇ／ｍ^２（１.５〜３.０ポンド／３０００平方フィート）の範囲の量でウェブへ適用されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. インキ受容材料が、フレキソコーター、ロッドコーター、グラビアコーター、オフセットグラビアコーター、ナイフオーバーロールコーター、平板捺染コーター、ディップコーターおよびスプレーコーターから成る群より選択される被覆方法によりウェブへ適用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. インキ受容材料がサイズプレスを用いてウェブへ適用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
9. ハロアルキニルカルバメートが、３−ヨード−２−プロピニルブチルカルバメートであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。

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