JP2003201694A - 透明紙及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一で高い透明性を有し、かつ寸法安定性が良
好でボコツキの生じにくい透明紙を提供する。 【解決手段】カナダ標準ろ水度が２００ｍｌ未満のセル
ロース繊維を主成分とした基紙に水溶性または水分散性
樹脂を含浸または塗工し、不透明度を２０％未満にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透明紙に関し、特に
均一で高い透明性を有し、寸法安定性が良好でボコツキ
が生じにくい透明紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】セルロース繊維を主成分とした所謂紙製
の透明紙は、近年の環境保護意識の高まりから各種包材
の分野において、従来の透明フィルムの代替として注目
されている。しかしながら、既存の紙製の透明紙は、依
然として透明性がフィルムに比べ劣るため、紙越しに文
字やバーコードの読み取りが必要とされるような用途に
おいては、より透明性に優れるものが要望されている。

【０００３】透明紙としては、特開平２−１６１４５号
公報、特開平４−７３２９８号公報、特開平８−１９９
４９９号公報、特開平８−１９９５００号公報、特開平
８−２０９５８６号公報に記載されているようにパルプ
を極度に叩解した原料を用いて抄紙した後、強スーパー
カレンダー処理して繊維間を密着させることで、パルプ
繊維内、シート内の空気を極力排除して抄造して得られ
るシートまたはそれを応用したものが挙げられる。しか
しながら、パルプの強度叩解による透明化は紙の引張強
度、破裂強度、透明度は向上するが、反面、引裂き強度
および寸法安定性が低下する問題がある。さらに、叩解
工程が煩雑になったり、抄紙時の脱水性が著しく悪化す
るなど、生産性においても不利な点が多く、この方法の
みで、さらに透明性を向上させるのは困難であった。

【０００４】濾水性や叩解動力の削減に注目した透明性
付与の方法では、特公昭４３−２８７６７号公報、特公
昭５２−３１４４５号公報、特開平６−１９２９９２号
公報、特開平８−１８８９８０号公報等に記載されてい
るように、パルプに高分子材料、微細繊維化パルプ等の
繊維間、繊維内空隙を埋めるための材料を混合して抄紙
した透明紙が開示されているが、得られる透明性には限
界があり、かつ透明性にムラが生じやすいという問題が
あった。

【０００５】一方、特開平２−２７７８９９号公報に記
載されているように透気度の低い原紙を選択したり，特
開平５−２４７８９６号公報（特許第３１１０８５１）
に記載されているように叩解をあまり進めないで基紙を
製造し、その後に透明化剤で処理したものが知られてい
る。この方法でも用いられる基紙は吸収性に優れ、基紙
に対する透明性の向上率は高いものの、得られる透明性
には限界があり、紙越しに文字やバーコードの読み取り
性を要求されるような用途には使用困難であった。

【０００６】一方、合成樹脂等を有機溶剤に溶解した透
明化剤は、水系の透明化剤に比べ、高濃度で低粘度の溶
解液を容易に得ることができ、基紙への浸透性も大き
く、高い透明性が得られる。しかしながら、環境保護を
背景としたフィルムからの代替において、水系の透明化
剤で優れた透明性を実現することが理想的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決し、紙越しに文字やバーコードの読み取りが可能
な、均一で高い透明性を有し、かつ寸法安定性が良好で
ボコツキが生じにくい透明紙を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、セルロース繊
維を主成分とした基紙に水溶性または水分散性樹脂を含
浸または塗工して得る透明紙で、基紙の原料にカナダ標
準ろ水度が２００ｍｌ未満のパルプを用い、かつ得られ
る透明紙の不透明度を２０％未満とすることによって、
均一で高い透明性を有し、かつ湿度変化によるボコツキ
が生じにくい実用性に優れた透明紙が得られることを見
出し、本発明を完成した。

【０００９】本発明は以下の発明を包含する。 （１）カナダ標準ろ水度が２００ｍｌ未満のセルロース
繊維を主成分とした基紙に水溶性または水分散性樹脂を
含浸または塗工し、不透明度が２０％未満であることを
特徴とする透明紙。

【００１０】（２）前記水溶性または水分散性樹脂が水
溶性のスチレン・アクリル系樹脂である（１）記載の透
明紙。

【００１１】（３） 前記基紙が多価アルコール、多糖
類、水溶性蛋白質から選ばれる少なくとも1種の化合物
を含有する（１）又は（２）記載の透明紙。

【００１２】（４）前記多価アルコールが グリセリ
ン、エリスリトール、キシリトールから選ばれる少なく
とも１種の化合物を含有する（３）記載の透明紙。

【００１３】（５） ２分間、水に浸漬したときの伸び
率が７％未満であることを特徴とした（１）〜（４）記
載の透明紙。

【００１４】（６） 前記基紙を湿潤状態とした後、水
溶性または水分散性樹脂を含浸または塗工することを特
徴とした請求項１記載の透明紙の製造方法。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる基紙としては
セルロース繊維を主体としたパルプを抄造したものであ
り、そのようなセルロース繊維の原料としては、クラフ
ト法、サルファイト法等で知られる針葉樹、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
ルプ等を使用できるが特に限定されるものではない。ま
た、それらを任意の種類、比率で混合使用してもよい。
さらにレーヨン、ビニロン、ナイロン、ポリエステル等
も適宜併用することもできる。

【００１６】本発明においては、より高い透明性を得る
ために、使用する基紙としては緻密なものが好ましい。
また、特に、本発明のように、湿潤状態の基紙に透明化
剤の塗工または含浸処理を行なう場合、紙切れが起きな
い程度の湿潤強度も必要とする。これらの理由により、
本発明においては、叩解によりカナダ標準ろ水度（ＣＳ
Ｆ）を２００ｍｌ未満未満に調整したパルプを用いる。
より好ましくは２０ｍｌ以上２００ｍｌ未満、さらに好
ましくは５０ｍｌ以上１００ｍｌ未満が用いられる。カ
ナダ標準ろ水度が２００ｍｌ以上では実用的な透明性が
得られない。また、カナダ標準ろ水度が２０ｍｌ未満で
は非常に透明性に優れる反面、湿度変化による寸法変化
が大きくなり、ボコツキが生じる問題がある。また、強
度叩解のパルプの使用においては叩解工程が煩雑になっ
たり、抄紙時の脱水性が著しく悪化するなど、生産性に
おいても不利な点が多い。

【００１７】一般の上質紙は体積中に５０％程度の空気
を含んでおり、空隙部分とセルロース部分との屈折率の
違いにより、紙は白く見え、不透明になる。そこで、紙
の透明性を上げるためには、この空隙をセルロースに近
い屈折率を有するもので充填すればよいと考えられてお
り、このような材料は、いわゆる透明化剤として一般的
に広く利用されている。多くの場合、基紙としては透明
化剤が含浸・充填されやすいように比較的ポーラスなも
のが選択されるが、そのような基紙により得られる透明
紙は、透明化剤の充填率すなわち基紙に対しての透明性
の向上率は大きいものの、最終的に得られる透明性には
限界があり、いわゆるフィルムの代替となるようなレベ
ルではない。そこで、本発明においては、ある程度透明
性が高い、すなわち空隙が少ない基紙を用いることが理
想的と考える。そのような基紙としては、パルプを強度
に叩解させた原料で抄紙し、強スーパーカレンダー処理
をすることによって得られるグラシン紙などが挙げられ
る。ただし、緻密な紙は浸透性が著しく悪いため、後述
のような透明化剤をいかに浸透させるかの工夫が必要と
なる。一方、透明化剤を使用せずにさらに極度の叩解を
行ない、叩解のみで目的の透明性を得ることも可能であ
るが、湿度変化によるボコツキが著しく実用上問題が生
じる。

【００１８】本発明に用いられる叩解機としてはディス
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、任意の叩解機を使用することができる。ま
た、紙料にはあらかじめ紙力剤、湿潤紙力剤、サイズ
剤、濾水性向上剤のような薬品を添加して抄紙してもよ
いが、その後の透明化剤の浸透性を阻害しないような配
合が好ましい。

【００１９】本発明に用いられる抄紙機としては公知の
長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、オントップ型ツイ
ンワイヤー抄紙機などが挙げられるが、特に限定される
ものではない。さらに必要によりサイズプレス処理をす
ることもできる。

【００２０】本発明に用いられる基紙の坪量は３０ｇ／
ｍ^２以上５０ｇ／ｍ^２未満が好ましい。３０ｇ／ｍ^２未
満であると湿度変化による寸法変化の影響が大きくなっ
てボコツキが生じやすく、５０ｇ／ｍ^２以上であると目
的とするような透明性が得られにくい。

【００２１】本発明に用いられる基紙の密度は０．８０
ｇ／ｃｍ^３以上が好ましく、抄紙後、カレンダー処理を
施したものを使用することができる。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使用できる。０．
８０ｇ／ｃｍ^３未満のポーラスな基紙であると前述の理
由で目的とするような透明性は得られにくい。

【００２２】本発明においては、緻密であるがゆえに浸
透性に乏しい基紙に、水溶性または水分散性の樹脂を透
明化剤として充填し、透明度を上げる必要がある。その
手段として、事前に基紙を湿潤状態としてから透明化剤
を含浸または塗工する方法が有効である。基紙の湿潤化
の方法は特に限定されず、公知の塗工，含浸，加湿によ
る方法が選択できる。湿潤状態の基紙に透明化剤を付与
することで透明性が大幅に向上する理由は明らかでない
が、なんらかの形で浸透性が向上し、通常の水分量の基
紙を使用した場合では、ほとんど表層の凹凸を埋める程
度の表面塗工処理となってしまうところを内部空隙まで
透明化剤が充填されるためと考えられる。

【００２３】また、本発明においては、基紙に多価アル
コール、多糖類、水溶性蛋白質から選ばれる少なくとも
1種の化合物を含有させることで、均一で高い透明性が
得られる。これは基紙が保湿効果を有する成分を含有す
ることで、透明化剤の浸透性がより促進された効果と考
えられる。また、基紙が前記化合物を含有することによ
り、得られた透明紙は湿度変化に起因するボコツキが生
じにくい。これは前記化合物の保湿効果により、透明紙
の水分変動が緩和されるためと考えられる。そのような
材料として、グリセリン、エリスリトール、キシリトー
ル、ポリグリセリンなどの多価アルコール、キトサン、
ヒアルロン酸などの多糖類、コラーゲンなどの水溶性蛋
白質などを好適に用いることができる。これらの材料を
基紙に含有させる方法は特に限定されず、原紙抄造時に
添加してもよいし、透明化剤の含浸または塗工前に基紙
を湿潤させる際に付与してもよい。

【００２４】本発明に用いられる水溶性樹脂または水分
散性樹脂、すなわち水系の透明化剤としては、特に限定
されず、公知の材料が使用できる。特に、本発明におい
ては、密度の高い、例えばグラシン紙のような基紙を用
いる場合に浸透性が悪いため好まれない水系の透明化剤
が前記手段により問題なく使用できる。そのような水系
の透明化剤としてはポリビニルアルコール、デンプン、
カゼイン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリ
ビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレン
オキサイドなどの水溶性高分子や、パラフィン、高級脂
肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸アルコールエステル等のワ
ックス類、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸
エステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、
ポリアミド、およびそれらの共重合体の水系溶液や水系
エマルジョンなどが挙げられる。特に透明性においてス
チレン・アクリル系の水溶性樹脂が好ましい。

【００２５】透明化剤を付与する方法としては、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、バーコーターなど公
知の塗工装置や含浸機を選択できる。ただし、本発明に
おいては、前述のとおり、透明化剤処理前に基紙を湿潤
化しておくのが好ましい。

【００２６】本発明の透明紙の不透明度は２０％未満で
ある。２０％未満であれば紙越しに文字、特にバーコー
ドのようなものの判別、読み取りが可能である。２０％
以上の場合、紙越しで内容物の詳細が不明瞭になり、中
に記載された文字の判別ができなくなるので好ましくな
い。またぼこつきや透明性の不均一はバーコード等の読
み取りに影響をあたえるため好ましくない。本発明の透
明紙は寸法安定性が良好である。包装用途や特に封筒の
窓に使用する場合、加工工程での糊付け時に寸法安定性
が悪いと延びてきちんとはれない、皺、たわみがでるな
ど加工性が悪いだけでなく、紙越しでの内容物の判別に
支障をきたすため好ましくない。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、もちろんこれらに限定されるものではな
い。また、例中の％は特に断らない限り、水を除いた固
形分であり、それぞれ質量％を示す。

【００２８】（基紙Ａ）カナダ標準ろ水度を５０ｍｌま
で叩解した針葉樹晒クラフトパルプを抄造し、水分２０
％、表面温度１３０℃でカレンダー処理し、坪量３５ｇ
／ｍ^２，密度１．００ｇ／ｃｍ^３の基紙Ａを作製した。 （基紙Ｂ）カナダ標準ろ水度を１００ｍｌまで叩解した
針葉樹晒クラフトパルプを抄造し、水分２０％、表面温
度１３０℃でカレンダー処理し、坪量２５ｇ／ｍ^２，密
度０．９５ｇ／ｃｍ^３の基紙Ｂを作製した。 （基紙Ｃ）カナダ標準ろ水度を１８ｍｌとした以外は基
紙Ａと同様にして基紙Ｃを作製した。 （基紙Ｄ）カナダ標準ろ水度を２５０ｍｌ，密度０．７
５ｇ／ｃｍ^３とした以外は基紙Ｂと同様にして基紙Ｄを
作製した。

【００２９】

【実施例１】基紙Ａにメイヤーバーにて水を塗工し、水
分３５％に調整した。次いでスチレン・アクリル系樹脂
を主成分とした水溶性樹脂（商品名：ポリマロン３５６
−２５，荒川化学工業社製）を２０％に調整したもの
を、塗工量２．０ｇ／ｍ^２となるようにメイヤーバーで
塗工し、１１０℃で乾燥した。裏面も同様に塗工・乾燥
し、本発明の透明紙を得た。

【００３０】

【実施例2】実施例１の基紙Ａを基紙Ｂに変更した以外
は同様にして本発明の透明紙を得た。

【００３１】

【実施例３】基紙Ａを基紙Ｃ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】

【実施例４】基紙の水分調整のために塗工する水をキシ
リトール（試薬、和光純薬工業社製）２０％水溶液に変
更した以外は実施例２と同様にして本発明の透明紙を得
た。

【００３３】

【実施例５】基紙抄紙時にグリセリン（試薬、和光純薬
工業社製）１０％水溶液を含有量２ｇ／ｍ^２となるよう
にサイズプレスした以外は実施例２と同様にして本発明
の透明紙を得た。

【００３４】

【実施例６】基紙Ａに水を含浸した後、マングルにて搾
水し、水分４５％に調整した。次いでヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース(商品名：メトローズ６０ＳＨ０
３，信越化学社製)を１５％水溶液に調整したものを含
浸した後、マングルにて含浸量４．５ｇ／ｍ^２となるよ
うに搾水し、１１０℃で乾燥して本発明の透明紙を得
た。

【００３５】

【実施例７】水溶性樹脂をポリビニルアルコール(商品
名：ＰＶＡ１０５，クラレ社製)７％溶液とし、含浸量
を３．０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例６と同様にして本
発明の透明紙を得た。

【００３６】

【比較例１】基紙Ｃに何も塗工しないで透明紙を得た。

【比較例２】基紙の水分調整を行なわない以外は実施例
１と同様にして透明紙を得た。

【比較例３】基紙Ａを基紙Ｄに変更した以外は実施例１
と同様にして透明紙を得た。

【００３７】［評価方法］実施例、比較例で得られた透
明紙の品質を以下に示す方法で評価した。 ［不透明度］ＪＩＳ−Ｐ８１３８にて測定した。 ［窓越し読み取り性］得られた透明紙の窓付き封筒での
使用を想定し、透明紙を介して内部の住所欄が充分に見
やすく、郵送業務に支障なく使用できるかどうかを下記
の基準で目視評価した。なお、この用途で問題なく使用
可能と思われる不透明度での目安は２０％未満である
が、透明均一性などにより左右される場合がある。 ○：内容物の文字が問題なく読み取れる。 △：内容物の文字がやや読みにくい。 ×：内容物の文字が読めない。 ［透明均一性］得られた透明紙の透明性の均一性を下記
の基準で目視評価した。 ◎：均一性に優れている。 ○：ほぼ均一、またはムラはあるが周期(パタン)が小さ
く、目立たない。 △：ムラはあるが、実用上問題ないと推定されるレベ
ル。 ×：ムラがあり、外観上・実用上問題がある。

【００３８】［ボコツキ］得られた透明紙のボコツキを
下記の基準で目視評価した。 ◎：ほとんどボコツキがみられない。 ○：若干ボコツキはあるが、問題ないと推定されるレベ
ル。 △：ボコツキはあるが、実用上耐えられると推定される
レベル。 ×：ボコツキがひどく、実用上問題があると推定される
レベル。

【００３９】［水浸漬による伸び率］湿度による寸法安
定性の指標として下記の方法で水に浸漬したときの伸び
率を測定した。得られた透明紙を２３℃５０％の環境下
で２４時間以上調湿し、サンプルの長さを正確に測定し
た。次いで、２分間水に浸漬したあと、再度長さを測定
し、長さ変化によって伸び率を求めた。 伸び率(％)＝(浸漬後の長さ−浸漬前の長さ)÷ 浸漬前
の長さ × １００

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなように、基紙の原料にカ
ナダ標準ろ水度が２００ｍｌ未満のパルプを使用し、得
られた透明紙の不透明度が２０％未満の実施例１〜７は
透明性に優れ、ボコツキが生じにくく、水浸漬による伸
び率も小さかった。特に基紙に多価アルコール、多糖
類、水溶性蛋白質から選ばれる少なくとも1種の化合物
を含有する実施例４．５は、より透明均一性に優れ、か
つボコツキが生じにくかった。また、強度に叩解した原
料を用いた実施例３は透明性は非常に優れるものの、ボ
コツキ、水浸漬による伸び率が大きめではあったが使用
することは可能であった。また、基紙に塗工する水溶性
または水分散性樹脂としてスチレン・アクリル系の水溶
性樹脂を使用した実施例１〜５は特に透明性が優れてい
た。一方、透明化剤を塗工しない比較例１はボコツキが
大きく、不透明度が２０％以上となった比較例２、およ
び軽度叩解の原料を用いた比較例３は不透明度が高く、
目的とするような透明性は得られなかった。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、透明紙に関し、特に均一で高
い透明性を有し、寸法安定性が良好でボコツキの生じに
くい透明紙が得られた。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カナダ標準ろ水度が２００ｍｌ未満のセル
   ロース繊維を主成分とした基紙に水溶性または水分散性
   樹脂を含浸または塗工し、不透明度が２０％未満である
   ことを特徴とする透明紙。
2. 【請求項２】前記水溶性または水分散性樹脂が水溶性の
   スチレン・アクリル系樹脂であることを特徴とする請求
   項１の透明紙。
3. 【請求項３】前記基紙が多価アルコール、多糖類、水溶
   性蛋白質から選ばれる少なくとも1種の化合物を含有す
   ることを特徴とする請求項１〜２記載の透明紙。
4. 【請求項４】２分間、水に浸漬したときの伸び率が７％
   未満であることを特徴とする請求項１〜３記載の透明
   紙。
5. 【請求項５】前記基紙を湿潤状態とした後、水溶性また
   は水分散性樹脂を含浸または塗工することを特徴とする
   請求項１記載の透明紙の製造方法。