特許 6458614 生分解性工業用紙

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6458614

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】生分解性工業用紙

(51)【国際特許分類】

   D21H 13/24 20060101AFI20190121BHJP

   D21H 19/12 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   D21H13/24

   D21H19/12

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-81619(P2015-81619)

(22)【出願日】2015年4月13日

(65)【公開番号】特開2016-199827(P2016-199827A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2017年6月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】川浪 悠生

(72)【発明者】

【氏名】砂川 寛一

(72)【発明者】

【氏名】山田 英明

【審査官】 平井 裕彰

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５０８６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４２８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８７８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２８６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５２４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８２５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２３２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６３８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４２９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 DIC Technical Review,2004,No.10,p.1-9

【文献】 SENI GAKKAISHI(繊維と工業),1999,Vol.55,No.11,p.397-399

【文献】 白樫侃著,不織布,日刊工業新聞社,昭和４０年,ｐ.６６

【文献】 日本繊維機械学会不織布研究会編,不織布の基礎と応用,(社)日本繊維機械学会,平成５年,ｐ.９８

【文献】 水野淳著,不織布および合成皮革,(株)地人書館,昭和４９年三版,ｐ.２０〜２２

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ２１Ｂ１／００〜Ｄ２１Ｊ７／００

Ｄ０４Ｈ１／００〜１８／０４

Ｃ０８Ｋ３／００〜Ｃ０８Ｌ１０１／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルプ繊維とポリ乳酸系繊維とを含有する紙基材からなる生分解性工業用紙であって、
前記ポリ乳酸系繊維の含有割合が全繊維の３〜６０質量％であり、
前記ポリ乳酸系繊維の融点が１６０℃以上であり、
前記ポリ乳酸系繊維の繊維長が３〜１０ｍｍであり、
前記紙基材が湿式抄紙法によるものであることを特徴とする生分解性工業用紙。

【請求項2】

前記紙基材中で前記ポリ乳酸系繊維が熱変形していることを特徴とする請求項１に記載の生分解性工業用紙。

【請求項3】

前記紙基材の少なくとも一方の面に水溶性樹脂を含有する塗工層を有する請求項１または請求項２に記載の生分解性工業用紙。

【請求項4】

前記水溶性樹脂がポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、澱粉および澱粉誘導体のいずれか１種以上を含有する請求項３に記載の生分解性工業用紙。

【請求項5】

前記紙基材の全繊維１００質量部に対し、固形分換算で０．５〜３．０質量部の湿潤紙力剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の生分解性工業用紙。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種工業用途に使用し得る生分解性工業用紙に関するものである。

【背景技術】

【0002】

生分解性を有した紙基材は、廃棄時に土中に埋設することによって自然分解するため、環境に優しい材料として注目され、種々の工業分野で各種商品が開発されてきている。
例えば、農業分野では、従来から育苗用の容器や農業用被覆材に紙類が使用されてきた。育苗用の容器を作製する場合、強度を適度に保ちつつ、土中に埋めたときに適切な分解速度で分解していくように設計することが、商品開発上の大きなポイントの一つとなっている。

【0003】

このような要求に対応して、多くの検討がなされてきている。例えば、特許文献１には、セルラーゼに対する耐性を制御したクラフトパルプを使用した育苗移植鉢用原紙が開示されている。また、特許文献２には、カルボキシメチルセルロースを添加したセルロース繊維からなる育苗移植鉢用原紙が開示されている。また、特許文献３には、セルロース含有成分と１５０℃以下の低融点を有するポリ乳酸系複合短繊維を混抄した混抄体が開示され、ポリ乳酸系複合短繊維とセルロース含有成分とを接着させることによって、引裂強度の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０５７３１９号公報

【特許文献2】特開２００３−２３８７４号公報

【特許文献3】特開２００３−８２５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１および特許文献２に記載の原紙は、パルプ繊維のみからなる原紙であるため、生分解速度の制御には限界があり、湿潤紙力剤による湿潤引張強度の向上においても品質面および操業面から限界を有するものであった。特許文献３に記載の混抄体では、低融点のポリ乳酸系複合短繊維を用いているため、混抄体の製造工程において製造装置を汚したり、混抄体を巻いた巻取りロールにおいて、ブロッキングを引き起こす懸念を有するものであった。

【0006】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、製造工程における汚れやブロッキングの発生が少なく、適度の生分解性を有し、湿潤引張強度にも優れた生分解性工業用紙を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、ポリ乳酸系繊維の含有量と融点とを適切に設定することによって、工業用紙の製造工程における汚れやブロッキングの発生を抑制し、生分解速度を制御することが可能となり、湿潤引張強度の改善を図ることも可能となることを見出した。

【0008】

本発明は、このような知見を踏まえて、完成するに至ったものである。すなわち、本発明は以下のような構成を有するものである。

【0009】

（１）本発明の生分解性工業用紙は、パルプ繊維とポリ乳酸系繊維とを含有する紙基材からなる生分解性工業用紙であって、前記ポリ乳酸系繊維の含有割合が全繊維の３〜６０質量％であり、前記ポリ乳酸系繊維の融点が１６０℃以上であり、前記ポリ乳酸系繊維の繊維長が３〜１０ｍｍであり、前記紙基材が湿式抄紙法によるものである。

【0012】

（４）本発明の生分解性工業用紙において、前記紙基材中で前記ポリ乳酸系繊維が熱変形していることが好ましい。

【0013】

（５）本発明の生分解性工業用紙において、前記紙基材の少なくとも一方の面に水溶性樹脂を含有する塗工層を有することが好ましい。

【0014】

（６）本発明の生分解性工業用紙において、前記水溶性樹脂がポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、澱粉および澱粉誘導体のいずれか１種以上を含有することが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の生分解性工業用紙は、製造工程における汚れやブロッキングの発生が少なく、適度の生分解性を有し、湿潤引張強度にも優れている。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態について説明する。但し、本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されるものではない。

【0017】

本実施形態の生分解性工業用紙は、パルプ繊維及びポリ乳酸系繊維を含有する紙基材から構成される。以下、紙基材を構成するパルプ繊維とポリ乳酸系繊維について説明する。

【0018】

（パルプ繊維）
本実施形態のパルプ繊維は、セルロースパルプを主成分とする。紙基材に使用するパルプ繊維としては、下記の各種パルプを１種または２種以上混合して使用することができる。例えば、クラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）等の化学パルプ；セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグランドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ；砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）、リファイナーグランドウッドパルプ（ＲＧＰ）等の機械パルプ；楮、三椏、麻、ケナフ等を原料とする非木材繊維パルプ；古紙を原料とする脱墨パルプを挙げることができる。これらの他に、合成パルプ、レーヨン繊維などを含有させてもよい。パルプ繊維の原料となる木材は、針葉樹材でも広葉樹材でもよく、また混合して使用してもよい。原料パルプとして使用する際に、鉱物含有量が少ないパルプ繊維を選定することが好ましい。本実施形態で使用するパルプ繊維としては、供給量、品質の安定性、コスト等の面から、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）や広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）が好適である。

【0019】

本実施形態において使用するパルプ繊維は、ＪＩＳ Ｐ ８１２１−２０１２に準じて測定した濾水度（カナダ標準濾水度）が２００〜６００ｍｌのものが好ましく、３００〜５００ｍｌがより好ましい。パルプ繊維の濾水度は、使用する少なくとも１種のパルプを叩解して上記範囲に調整すればよい。２種類以上のパルプを使用する場合には、別々に叩解したパルプを混合して上記範囲にしてもよいし、予め混合したパルプを叩解して上記範囲に調整してもよい。パルプ繊維の濾水度を２００ｍｌ以上とすると、ワイヤーでの脱水性に優れたものとなる。一方、パルプ繊維の濾水度を６００ｍｌ以下とすると、紙力が高まり、湿潤強度が向上し、紙基材の毛羽立ちを抑えることができる。

【0020】

（ポリ乳酸系繊維）
ポリ乳酸は、乳酸中のカルボキシル基と水酸基とが縮重合することによって形成されたポリエステルであり、生分解性ポリマーである。乳酸には、Ｄ体とＬ体の二つの異性体が存在する。これらの異性体の共重合比率や配列によって、ポリ乳酸の融点を制御することができる。例えば、ポリ-Ｌ-乳酸の融点は１７０℃である。また、１６０〜１７０℃の融点を有するポリ乳酸や２００〜２３０℃の融点を有するポリ乳酸が存在する。さらに、他のモノマーと共重合させることによって、１６０℃未満の融点を有するポリ乳酸も存在する。尚、ポリ乳酸の融点は、ＤＳＣによる融点ピークの温度として測定される。本実施形態では、このようなポリ乳酸としての特徴を有し、共重合等により変性されたポリ乳酸も含めて、ポリ乳酸系樹脂と定義する。ポリ乳酸系樹脂を用いて製造された繊維をポリ乳酸系繊維とする。

【0021】

後記するように、紙基材を抄紙法で製造する場合、抄紙後に水分を除去するために乾燥工程を設けている。また塗工層を形成する場合にも、塗布後に塗工層を乾燥するための乾燥工程を設けている。乾燥工程においては、通常、１００℃以上、１２０〜１４０℃程度に加熱される。そのため、抄紙されたシート中に１２０〜１４０℃程度の温度で、溶融したり、大きく熱変形する繊維が含まれていると、ドライヤー等の製造装置に付着して、汚れを引き起こす懸念がある。また、製造装置と紙基材、または紙基材同士が接着して、ブロッキングを引き起こす懸念がある。そのため、本実施形態のポリ乳酸系繊維の融点は１６０℃以上とする。ポリ乳酸系繊維の融点の範囲は、好ましくは１６０〜２３０℃程度、より好ましくは１６０〜１９０℃程度、更に好ましくは１６５〜１９０℃程度である。

【0022】

本発明におけるポリ乳酸系繊維は、同一種類のポリマーからなる繊維が好ましい。これにより、生分解速度を効果的に制御することができる。例えば、芯鞘構造を有するポリ乳酸系繊維は、芯と鞘とでポリマーが異なり、生分解速度が異なるため、生分解速度の制御が困難となるおそれがある。

【0023】

ポリ乳酸系繊維の繊維長は、３〜１０ｍｍであることが好ましい。繊維長を３ｍｍ以上とすると、紙基材の紙力を高め、使用中に破損等が生じにくくなる。一方、繊維長を１０ｍｍ以下とすると、繊維の分散不良や繊維同士の絡まりが抑制されて、紙面上に異物が生じにくくなり、毛羽立ちの発生量も少なくなる。さらに、繊維の離解や分散等の調製工程時に、配管、パルプ貯蔵槽、抄紙機ストックインレット、脱水ワイヤー等において、ポリ乳酸系繊維同士あるいはポリ乳酸系繊維とパルプ繊維が絡まり合ってフロックを形成することが抑制される。その結果、地合の悪化や断紙が起こりにくくなり、抄紙適性を向上させることができる。より好ましい繊維長の範囲は、４〜７ｍｍである。なお、本実施形態における繊維長は、光学的繊維長測定装置であるＭＥＴＳＯ社製、ＦＩＢＥＲ ＬＡＢを用いて重量加重平均繊維長を測定した値である。

【0024】

ポリ乳酸系繊維の繊度は、０．１〜６．０ｄｔｅｘであることが好ましい。繊度を０．１ｄｔｅｘ以上とすると、紙基材の紙力を高め、断紙が起こりにくくなる。一方、繊度を６．０ｄｔｅｘ以下とすると、毛羽立ちの発生量を少なくできる。より好ましい繊度の範囲は、０．５〜５．０ｄｔｅｘであり、更に好ましくは１．０〜５．０ｄｔｅｘである。なお、１ｄｔｅｘは、１００００ｍ当りの質量（グラム数）である。

【0025】

（紙基材）
本実施形態の生分解性工業用紙は、ポリ乳酸系繊維の含有割合が少なくともパルプ繊維及びポリ乳酸系繊維からなる全繊維の固形分中３〜６０質量％である紙基材からなる。ポリ乳酸系繊維の含有割合は、４〜６０質量％が好ましく、５〜５０質量％がより好ましく、１０〜４０質量％が更に好ましい。ポリ乳酸系繊維の含有割合が前記範囲内にあると、紙基材全体の生分解を３か月以内に終わらせるよう制御することが可能となり、短期間で紙基材としての形態を崩壊させることができる。また、ポリ乳酸系繊維の含有割合が６０質量％を超えると、紙基材としての湿潤強度を与えられず、生分解に時間がかかり、製造時の乾燥工程等においてドライヤー汚れを引き起こす懸念がある。

【0026】

本実施形態において、紙基材は湿式抄紙法で製造される。抄紙法を用いることによって、複数の種類の繊維の混抄を容易に行うことができる。
抄紙法は、一般に、原料となる短繊維を混合した後にシート化する方法である。抄紙法には、大きく分けて乾式法と湿式法がある。乾式法は、具体的には、短繊維を乾式ブレンドした後に、気流を利用してネット上に集積して、シートを形成する方法である。シート形成に際して水流等を利用することもできる。一方、湿式法は、短繊維を液体媒体中で分散混合させた後に、ネット上に集積して、シートを形成する方法である。これらの中では、水を媒体として使用する湿式抄紙法が好ましく選択される。

【0027】

湿式抄紙法では、短繊維を含有する水性スラリーを、抄紙機に送液し、短繊維を分散させた後、脱水、搾水および乾燥して、シートとして巻き取る方法が一般的である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機などが利用される。

【0028】

抄紙法で紙基材を製造する際には、パルプ繊維が水分を含んでいるため、乾燥させる工程が必要となる。乾燥工程における乾燥は、通常、１００℃以上、１２０〜１４０℃程度の温度で行われる。乾燥工程では、多筒式ドライヤー、ヤンキードライヤー、アフタードライヤー、バンドドライヤー、赤外線ドライヤー等の乾燥機が使用される。

【0029】

紙基材には、生分解性に影響のない範囲で、湿潤紙力剤、サイズ剤、填料、歩留り向上剤、定着剤、乾燥紙力剤、染料、顔料等を内添薬品として使用することができる。

【0030】

湿潤紙力剤を添加する場合には、紙基材の全繊維１００質量部に対し、固形分換算で０．５〜３．０質量部の割合で含有させることが好ましい。湿潤紙力剤の含有割合は、０．７〜２．５質量部がより好ましく、０．８〜２．０質量部が更に好ましい。湿潤紙力剤の含有割合を０．５質量部以上とすると、湿潤強度を維持できる。一方、湿潤紙力剤の含有割合が３．０質量部を超えると、湿潤強度を維持する効果は頭打ちとなるため、３．０質量部以下とすることが好ましい。また、湿潤紙力剤の含有割合が３．０質量部以下であれば、コストを抑えるとともに、損紙の離解性を向上させる効果も得られる。

【0031】

湿潤紙力剤の具体例としては、例えば、ポリアミド−エピクロロヒドリン、ポリアミン−エピクロロヒドリン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。特に、ポリアミド−エピクロロヒドリン又はポリアミン−エピクロロヒドリンを使用することが好ましい。

【0032】

必要に応じて、紙基材にサイズ剤を使用することができる。サイズ剤は内添でも外添でも良い。使用するサイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、ロジン系エマルジョンサイズ剤、α−カルボキシメチル飽和脂肪酸、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、カチオンポリマー系サイズ剤等が挙げられる。これらの中でも、ロジン系サイズ剤が好ましい。サイズ剤の含有割合は、特に限定されないが、抄紙系内の汚れを減らす観点から、紙基材の全繊維１００質量部に対し、固形分換算で０．５質量部以下が好ましく、０．４質量部以下がより好ましく、０．３質量部以下が更に好ましい。ロジン系サイズ剤の定着剤としては、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）を用いることができる。

【0033】

必要に応じて、紙基材に歩留り向上剤を含有させてもよい。歩留り向上剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系化合物、ポリエチレングリコール系化合物、ポリビニルアミン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、カチオン性ポリアクリルアミド系化合物が特に好ましい。填料をカオリンとする場合には、全体の歩留りが低下しやすいことから、生産性を向上するために適宜歩留り剤を選択すればよい。歩留り向上剤の含有割合は、特に限定されないが、紙基材の全繊維１００質量部に対し、固形分換算で０．００１〜０．０３５質量部が好ましく、０．００５〜０．０３０質量部がより好ましく、０．００８〜０．０２０質量部が更に好ましい。

【0034】

（塗工層）
紙基材は、その少なくとも一方の面に水溶性樹脂を含む塗布液から形成された塗工層を有することが好ましい。本発明における塗工層とは、塗布液を紙基材に塗工または含浸することによって形成されたものである。これにより、ポリ乳酸系繊維によって生じるドライヤー汚れと毛羽立ちの発生を顕著に抑えることができる。また、本発明では、操業を止めて清掃を要するような実用上問題となるドライヤー汚れを抑えることができるが、更に塗工層を有することにより、わずかな繊維の脱落が蓄積してドライヤー汚れを引き起こすおそれもなく、連続的な安定操業が可能である。ここで、水溶性樹脂とは、水に樹脂が溶解している水溶性樹脂ばかりでなく、水に樹脂が微分散している水分散性樹脂も含むものである。

【0035】

水溶性樹脂としては、例えば、完全鹸化または部分鹸化ポリビニルアルコール及びその誘導体、エチレン変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、ジアセトン変性ポリビニルアルコール、カルボキシ変性ポリビニルアルコール及び珪素変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコール及びその誘導体、澱粉及びその誘導体、メトキシセルロース、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、メチルセルロース及びエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、アクリル酸アミド−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸アミド−アクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体塩、スチレン−アクリル酸共重合体塩、ポリアクリルアミド、アルギン酸ソーダ、ゼラチン、カゼイン等が挙げられる。塩としてはナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、あるいはこれらの塩の共存したものなども該当する。これらの中では、生分解性を有することから、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、澱粉および澱粉誘導体のいずれか１種以上を含有するものが好ましい。

【0036】

水分散性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタクリレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリル化ウレタン、アクリル−シリコン複合体、アクリル−シリコン−ウレタン複合体等の単独重合体または共重合体樹脂が挙げられる。これらは、エマルジョンあるいはラテックスの形態で用いればよい。

【0037】

塗工層の塗布量は、乾燥後において工業用紙に対して片面当り０．２〜５．０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。０．２ｇ／ｍ^２以上とすることにより、ポリ乳酸系繊維によるドライヤー汚れと毛羽立ちの発生を効果的に抑制することができる。一方、塗布量が５．０ｇ／ｍ^２以下とすることにより、乾燥工程等におけるドライヤー汚れを効果的に抑えることができる。塗工層の塗布量は、好ましくは、０．５〜３．５ｇ／ｍ^２程度である。

【0038】

塗工層を形成するための装置には、ロールコータ、バーコータ、ドクターコータ、ブレードコータ、カーテンコータ、フィルムトランスファーコータ、サイズプレス等の公知の塗工または含浸装置を用いることができる。塗工層を形成するためには、塗布液を塗布または含浸した後に、乾燥工程において乾燥させる。乾燥工程は、通常、１００℃以上、１２０〜１４０℃程度の温度で行われる。乾燥工程には、前記抄紙後の乾燥工程に使用された乾燥機と同様の乾燥機が使用される。

【0039】

（生分解性工業用紙）
生分解性工業用紙（以下、「工業用紙」と略記することがある。）の坪量は、３０〜１００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、４０〜７０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。坪量を３０ｇ／ｍ^２以上とすることにより、引張強度を高め、加工時に断紙が発生する頻度を減らすことができる。また、例えば土壌の法面に工業用紙を敷設すれば、下草が根を張るまでの間、土砂の崩落を防ぐことができる。一方、工業用紙の坪量を１００ｇ／ｍ^２以下とすると、工業用紙としての加工適性が向上し、生分解性にも優れる。本実施形態では、坪量を好ましい範囲に調節して本実施形態の効果を遺憾なく発揮させる観点から、シリンダードライヤーを使用して乾燥させることが好ましい。

【0040】

工業用紙の引張強度は、１．５０ｋＮ／ｍ以上とすることが好ましく、２．００ｋＮ／ｍ以上とすることがより好ましい。引張強度を１．５０ｋＮ／ｍ以上とすると、製造または加工時の巻取り時に断紙が発生し難くなるので、生産性を低下させる恐れがない。

【0041】

工業用紙の湿潤引張強度は、使用前の状態では０．５ｋＮ／ｍ以上であることが好ましく、１．５ｋＮ／ｍ以上であることがより好ましい。使用前の状態の湿潤引張強度を０．５ｋＮ／ｍ以上とすると、使用時に破損等が生じにくくなり、ハンドリング性が向上する。使用前の状態の湿潤引張強度は、例えば湿潤紙力剤の種類と量を調節すること、また、パルプ繊維の濾水度を調節することにより、調整すればよい。

【0042】

ポリ乳酸系繊維は、紙基材中で熱変形していることが好ましい。工業用紙としての引張強度や湿潤引張強度を付与するために、上記の手段だけでなく、紙基材中のポリ乳酸系繊維を適度に熱変形させる方法を取ることができる。ポリ乳酸系繊維の熱変形は、前記した抄紙法で紙基材を製造する際の乾燥工程や塗布液塗布後の乾燥工程において、加熱されることによって行われる。すなわち、当該乾燥工程において、ポリ乳酸系繊維の融点未満の温度であって、熱変形温度以上の温度に加熱されることによって、汚れやブロッキングを引き起こすことなく、ポリ乳酸系繊維は熱変形され、その結果、パルプ繊維との交絡がより緻密なものとなり、工業用紙の引張強度や湿潤引張強度の向上を図ることが可能となる。本発明における紙基材は、本発明の効果を損わない限り、更に加熱圧縮成形して使用することができる。これにより、用途にあった形状と強度を与えることができる。

【0043】

工業用紙は、生分解性に優れる一方、水分を含んだ土壌を被覆または収納する等の目的に供されるため、その用途に合わせた形状を所望の期間、一定の強度で保持し、その後は速やかに生分解されることが望ましい。生分解してほぼ崩壊するのに要する期間は、長くても１シーズン、換言すれば３か月間が望ましい。一方、工業用紙は、例えば、種子等が芽を出し苗木となるまでの期間、すなわち、少なくとも２週間の期間中、ハンドリングに堪えられる強度を保持していることが望ましい。そのため、例えば、３０℃の恒温条件下で土壌に２週間埋没処理を行った後では、湿潤引張強度が０．１５ｋＮ／ｍ以上であることが好ましく、０．３５ｋＮ／ｍ以上であることがより好ましい。湿潤引張強度が０．１５ｋＮ／ｍ以上であると、ハンドリングに堪えられ、被覆した土壌または収納した土壌を隔離または保持しておくことができる。この埋没処理後の湿潤引張強度を得るには、例えば湿潤紙力剤を調節すること、また、ポリ乳酸系繊維の含有割合を調節することにより、所望の期間に調整することができる。

【0044】

工業用紙の生分解性については、例えば、３０℃の恒温条件下で土壌に３か月間埋没処理を行った後では、工業用紙が形態を留めていたとしても、脆くて強度測定できない程度に劣化していることが好ましく、工業用紙がほぼ完全に分解して形態を留めていないことがより好ましい。このような生分解速度で生分解を進行させるためには、例えば湿潤紙力剤を調節すること、また、ポリ乳酸系繊維の含有割合を調節することにより、調整することができる。

【0045】

本実施形態の工業用紙は、農業、林業、漁業、鉱業、土木業、製造業、運輸業、サービス産業等の各種工業分野で使用することが可能である。
農林業分野では、苗床用の仕切りや箱、植林のための苗木の育成用や輸送用の仕切りや箱等として、土中に埋めた後は自然分解させる方法で用いることができる。
土木業分野では、河川の堤防等の法面に施工して、下草が根を張るまでの間、土砂の崩落を防ぐことができる。運輸業分野では、貨物運送時の筐体材料として使用し、使用後は土中に埋めて自然分解させるような使い方で用いることができる。

【0046】

本実施形態の工業用紙を上記の各種工業分野において、筐体等の形状に成形するときは、工業用紙を切断して、生分解性のポリビニルアルコール系の接着剤等を使用して接着する等の方法で行うことができる。また、本実施形態の工業用紙は、コンビネーション抄紙法等によって、含有比率の異なる工業用紙を一体化させて、複数の紙層からなる複合体とすることもできる。

【実施例】

【0047】

本実施形態を実施例により更に詳しく説明するが、本実施形態はこれらにより限定されるものではない。なお、特に断わらない限り、「部」及び「％」はそれぞれ「質量部」及び「質量％」を示す。

【0048】

実施例・比較例において、用いた塗布液は以下のとおりである。
（i）澱粉；酸化澱粉（商品名：王子エースＹ、王子コーンスターチ社製）の４％水溶液
（ii）ＰＶＡ；完全鹸化ポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ社製）の４％水溶液
（iii）ＳＢＲ；スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（商品名：Ａ６１６０、旭化成ケミカルズ社製、固形分濃度４８％）の４％水希釈液

【0049】

（実施例１）
＜紙基材の作製＞
繊維として広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、カナダ標準濾水度４００ｍｌ）５０部、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ、カナダ標準濾水度４００ｍｌ）２０部、及びポリ乳酸系繊維（商品名：テラマックＰＬ−０１、融点１７０℃、繊維太さ１５μｍ、繊維長５ｍｍ、ユニチカ社製）３０部を配合し、水中に撹拌して分散させ、濃度２．０％の繊維スラリーを得た。この繊維スラリーに、固形分換算で全繊維１００質量部に対し、硫酸バンド２．０質量部、及びロジン系サイズ剤（商品名：「サイズパインＮ７７５」、固形分濃度５０％、荒川化学工業社製）０．３部を添加し、更に、湿潤紙力剤としてポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂（商品名:「アラフィックス２５５」、固形分濃度２５％、荒川化学工業社製）１．５部を添加した。これらを添加して得られた混合物を使用し、長網抄紙機とシリンダードライヤーにより抄紙及び乾燥を行い、坪量６０ｇ／ｍ^２の紙基材を得た。

【0050】

＜塗工層の形成＞
上記で得られた紙基材の両面に、塗布液として上記の澱粉を用いて、サイズプレスにより片面当り乾燥後の塗布量が１．０ｇ／ｍ^２となるように含浸及び乾燥を行った。

【0051】

（実施例２〜６、比較例１〜３）
表１に従って、所望の含有割合となるようにポリ乳酸系繊維の種類と配合部数、用いた塗布液の種類を変更する以外は、実施例１と同様にして工業用紙を得た。

【0052】

得られた工業用紙（実施例５だけは塗工層を形成しない工業用紙）について、以下の評価を行った。その結果を、表２に示した。

【0053】

＜湿潤引張強度＞
工業用紙を３０℃の恒温条件下で土壌に２週間埋没させる処理を行い、当該埋没処理の前後で工業用紙の湿潤引張強度を測定した。湿潤引張強度は、ＪＩＳ Ｐ ８１３５に準拠して測定した。浸漬時間は１０分間とした。つかみ具の間隔を１８０ｍｍとし、紙の縦方向について測定した。埋没処理後の紙基材は、水洗いした後に、ＪＩＳ Ｐ ８１３５に準拠して、同様に湿潤引張強度を測定した。いずれもｋＮ／ｍ単位で数値化した。それぞれの評価は下記の基準に準じて行った。
初期（処理前）
◎：１．５ｋＮ／ｍ以上であり、問題がない。
○：０．５ｋＮ／ｍ以上、１．５ｋＮ／ｍ未満であり、実用上問題がない。
×：０．５ｋＮ／ｍ未満であり、問題がある。
埋没処理後
◎：０．３５ｋＮ／ｍ以上であり、問題がない。
○：０．１５ｋＮ／ｍ以上、０．３５ｋＮ／ｍ未満であり、実用上問題がない。
×：０．１５ｋＮ／ｍ未満であり、問題がある。

【0054】

＜生分解性＞
工業用紙を３０℃の恒温条件下で土壌に３か月間埋没させる処理を行った。処理後、外観を目視にて観察し、下記の基準で評価した。
◎：工業用紙が分解している。
○：工業用紙が一部残っているが、脆く強度測定できない。
×：工業用紙が分解せずに残っている。

【0055】

＜ドライヤー汚れ＞
抄紙及び乾燥工程におけるドライヤー汚れを目視にて観察し、下記の基準で評価した。
◎：繊維や樹脂等の転移がなく、ドライヤー汚れがない。
○：繊維や樹脂等の転移がほとんどなく、連続的な安定操業で問題となるドライヤー汚れがない。
△：繊維や樹脂等の転移が若干あるが、実用上問題となるドライヤー汚れがほとんどない。
×：繊維や樹脂等の転移が多くあり、ドライヤー汚れが著しい。

【0056】

＜ブロッキング＞
抄紙及び乾燥を行った後の紙基材の巻取について、紙基材を剥がして、その表裏の貼り付きの程度を下記の基準で評価した。
○：貼り付きが認められない。
×：かなり貼り付きが認められ、実用上問題となる。

【0057】

【表1】

【0058】

【表2】

【0059】

実施例１〜６の工業用紙は、土壌に２週間埋没させる処理前後で所定の湿潤引張強度を有し、土壌に３か月間埋没させる処理後には生分解され、ドライヤー汚れとブロッキングの発生もなかった。比較例１の工業用紙は、ポリ乳酸系繊維の融点が低いため、ドライヤー汚れとブロッキングを発生させるものであった。比較例２の工業用紙は、ポリ乳酸系繊維の含有量が少なく、土壌に２週間埋没させる処理後に急速に生分解が進み、湿潤引張強度に劣るものであった。比較例３の工業用紙は、ポリ乳酸系繊維の含有量が多いため、湿潤引張強度に劣り、土壌に３か月間埋没させる処理後の生分解性に劣り、ドライヤー汚れにも劣るものであった。