JPH0351396A

JPH0351396A - 機能紙

Info

Publication number: JPH0351396A
Application number: JP2104623A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yokoo; 明彦横尾; Tetsuro Ogawa; 哲朗小川
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1991-03-05
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JP2613488B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「利用分野」本発明は、様々な分野で使用しうる機能紙に関する。

「従来技術及びその問題点」通常の白色紙の抄紙に当たって、紙の不透明性、平滑性
、筆記性、インキ受理性などを改善するため、製紙用填
料が用いられ、その代表的なものとして、クレー、タル
ク、チタン白、炭酸カルシウムなどが知られている。

また、バルブ、骨材及び定着剤から製紙技術を利用して
、いわゆるセラミックスペーパーを製造することも知ら
れている。しかしながら、従来、紙のような柔軟性に富
んだセラミックスペーパーは製造できなかった。

さらに、特定の機能を有する紙として、特開昭５９−９
５９３１号公報には、特定の方法で製造された微細粒状
結晶性オルソリン酸アルミニウムを含む悪臭成分吸着性
を有する紙が提案されている。しかし、この紙は、アン
モニアのような悪臭成分を吸着するだけで、他の成分を
吸着することはできない。

「発明の目的」本発明は、筆記、印刷、包装などを目的とする一般紙ば
かりでな（、多様な吸着作用を有する機能紙を提供する
ことを目的とする。

「発明の構成」本発明による機能紙は、填料としてＣａ／Ｐ比＝０．８
〜ＺＯのリン酸カルシウム系化合物を１０〜８０重量％
含有することを特徴とする。

本発明に用いるリン酸カルシウム系化合物としては、Ｃ
ａ／Ｐ比＝０．８〜２．０、好ましくは１．０〜２，０
、より好ましくは１．５〜１．６７のリン酸カルシウム
系化合物、例えば、ハイドロキシアパタイト、フッ素ア
パタイト等の各種のアパタイト、リン酸三カルシウム、
リン酸四カルシウムなどが挙げられ、これらは単独で又
は混合物として使用することができる。

本発明においては、上記のようなリン酸カルシウム系化
合物を平均粒径０．１〜３０μｍの二次粒子から成る粉
末として用いるのが好ましい。平均粒径が０．１μｍよ
り小さいと、抄紙の際に抄紙機の網から水と共に落下し
てしまい、３０μｍを超えると、重すぎて、均一に分散
することが困難となる。このような二次粒子は、粒径１
００人〜１００００人の一次粒子が凝集又は焼結するこ
とによって形成される。

本発明に用いるリン酸カルシウム系化合物は、合成後、
乾燥したものをそのまま用いるか、又は５００〜１３０
０℃で焼成して用いることができる。

さらに、リン酸カルシウム系化合物の粒子は、多孔質で
あってもよい。リン酸カルシウム系化合物の多孔質粒子
は、公知の方法で湿式合成したリン酸カルシウム系化合
物の結晶粒子を原料として様々な方法で製造することが
できる。例えば、この原料粒子を懸濁したスラリーを直
接噴霧乾燥などにより二次粒子に造粒するか、あるいは
このスラリーに粘度調整剤、熱焼失性有機化合物粒子又
は繊維等の添加物を加えて噴霧乾燥などにより二次粒子
に造粒する。この二次粒子を再びスラリー状に懸濁して
湿式成形するか又は加圧による乾式成形等によりブロッ
ク体に成形する。その際、焼成により焼失して気孔を形
成する有機化合物を添加してもよい。無添加でも、焼成
温度など、他の条件の調節により気孔径を制御すること
もできる。

得られたブロック体を５００℃〜１３００℃の温度範囲
で焼成する。５００℃未満では、有機化合物の熱焼失や
ブロック体の焼結が充分に行われない。また、焼成を１
３００°Ｃを超える高温で行うと、焼結体が緻密化しす
ぎたり、リン酸カルシウムが分解を起こすおそれがある
。

このように焼成したブロック体を粉砕後、分級して必要
な粒径の粒子を得ることができる。

多孔質粒子を用いる場合には、気孔径は目的とする用途
に応じて変動するが、特にウィルスなどの微生物の分離
を目的とする場合には、気孔径は０．０１μｍ以上であ
ることが必要である。

また、多孔質粒子の気孔率は１０〜７５％であるのが好
ましく、１０％未満であると、充分な表面積が得られず
、７５％を超えると、多孔質粒子として使用に耐える強
度が得られなくなる。

本発明の機能紙を細胞、微生物などの分離に用いる場合
には、使用するリン酸カルシウム系粒子の表面に、例え
ば生体由来のヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、キチ
ン誘導体、フィブロネクチン、オステオネクチンなどの
多糖類、ムコ多糖類及び蛋白質並びにそれらの誘導体の
うちの１種以上を部分吸着させ、粒子表面の物理化学的
性質あるいは免疫学的性質を変調させ、吸着活性を巧妙
に変化させることもできる。

本発明の機能紙は、上記のようなリン酸カルシウム系化
合物を１０〜８０重量％含むことを必要とする。１０重
量％未満であると、機能紙が目的とする機能が充分に発
揮されず、８０重量％を超えると、紙として抄紙するこ
とが困難となる。

リン酸カルシウム系化合物は、ウィルス、細菌などの各
種の動植物細胞をはじめ、生体高分子物質、悪臭成分、
たばこタールなど、様々な物質に対して吸着作用を有す
る。そのため、本発明による機能紙は、填料として添加
したリン酸カルシウム系化合物の特性に基づいて吸着作
用を有する。

したがって、目的とする用途に応じて、上記の範囲内で
リン酸カルシウム系化合物の適切な使用量を適宜選択す
ることができる。

原料パルプとしては、パルプスラリーのカナダ標準ろ水
産が２００〜７００ｃｃとなるように叩解したものを用
いるのが好ましい。

また、本発明の機能紙を脱臭紙やフィルターとして用い
る場合には、気体又は液体に対する透過性を改善するた
め、ニードルパンチなどを用いて穿孔することができる
。本発明においては、高い吸着作用を有するリン酸カル
シウム系化合物が紙中に分散されているので、紙に穿孔
しても、孔をあまり太き（しない限り、吸着すべき物質
が通過することはない。

さらに、リン酸カルシウム系化合物と共に、従来用いら
れている填料、例えばクレー、タルク、チタン白、炭酸
カルシウムなどを併用することもできる。

填料の添加方式としては、内添方式と塗工方式とが知ら
れている。本発明の機能紙を製造する場合にも、両方の
方法を採用することもできるが、リン酸カルシウム系化
合物の吸着作用を発揮させるだめには、該化合物が完全
には被覆されていないことが必要である。さらに、填料
として用いる粒子は表面積が大きいことが望ましい。前
記のように、１００〜１００００人の一次粒子を凝集又
は焼結させることによって微細な気孔を有する多孔質粒
子とすることができる。気孔径をコントロールすること
により比表面積は１ｒｒ？／ｇ〜１５０ｒｄ／ｇの範囲
で調節できる。また、塗工方式を採用する場合には、三
次元網状構造を形成する接着剤と組み合わせて原紙上に
塗布しなければならない。

また、内添方式の場合には、多量の水中に分散したバル
ブスラリーに填料を添加する。この際、必要に応じて、
填料の流失を抑制するために、定着剤を添加することが
できる。定着剤としては、ポリエチレンイミン変性物、
ポリアクリルアミド変性物、アルギン酸ナトリウム、ア
ラビアゴム、陽性デンプン、硫酸アルミニウム、カリ明
パンなどが挙げられる。定着剤の使用量は、その種類や
リン酸カルシウム系化合物の使用量によって適宜選択す
ることができる。

本発明において、さらに、抄紙工程において一般に用い
られているサイズ剤、染料、紙力増強剤などを使用する
ことができる。

本発明の機能紙は、バルブスラリーにリン酸カルシウム
系化合物粉末及び他の添加剤を添加し、充分混合した後
、通常の抄紙機を用いて製造することができる。抄紙に
当たって、リン酸カルシウム系化合物を水中に良好に分
散させるため、スラリーに表面活性剤を添加することが
できる。表面活性剤としては、アニオン系、カチオン系
あるいはノニオン系の表面活性剤から、他の添加物など
を考慮して適宜選択して使用することができる。

本発明の機能紙は、最終的に２０　ｇ／ｒｄ以上の坪量
を有するものが好ましい。

本発明の機能紙は、填料として含有するリン酸カルシウ
ム系化合物の特性に基づいて高い吸着作用を有し、主と
して次のような用途に利用することができる。

（ａ）　　脱臭紙低温から高温までの広い温度範囲で脱臭効果を示し、冷
蔵庫、トイレット、台所の生ごみ容器をはじめ、衛生用
品、例えばオムツ、生理用品、床ずれ部のパッド、さら
に靴の中敷などに脱臭紙あるいは脱臭芳香紙として有効
である。

さらに、本発明による機能紙は、−酸化炭素や炭化水素
ガスなどの有害ガスを吸着するため、エアコンの送風口
に設置すると、始動時の悪臭を解消することができ、ま
た、自動車の排気ガス排出口に設置して燃料オイル臭や
排気ガスの臭気を解消することができる。本発明の脱臭
紙は、上記のような家庭用ばかりでな（、各種の工場に
おいて悪臭成分を発生する所や排気口などに設置するこ
とができる。

山ン　フィルター本発明の機能紙は、リン酸カルシウム系粒子が気体ある
いは液体中の生体高分子物質、細菌、ウィルス、動植物
細胞、有害ガス、悪臭成分、ダスト、ミストなどに対し
て吸着作用を有するため、様々な製品にフィルターとし
て使用することができる。例えば、空気清浄器、浄水器
、脱臭装置、細菌及びウィルスの口過器、細胞分離器、
血清フィルター、その他、蛋白質の除去フィルター、タ
バコフィルター、マスクなどにフィルターとして使用す
ることができる。

本発明の機能紙は、シート状であるから、使用により吸
着能力が低下したら、これを容易に交換することができ
、簡便である。例えば、マスクに使用する場合、本発明
のフィルターを市販のガーゼマスクのガーゼの間に挟ん
だり、ガーゼのポケットを付け、この中に入れることに
より容易に装着することができ、また、そのフィルター
の交換も容易に行うことができる。マスクに使用した場
合には、本発明のフィルターに細菌やウィルスが吸着さ
れ、これらが人体に侵入するのを防ぐことができるので
、インフルエンザの流行時などに著しい効果が期待でき
る。

（Ｃ）　　吸着剤生体親和性を有し、生体高分子物質を吸着するため、電
気泳動用口紙、蛋白質濃縮用口紙、クロマトグラフィー
基材、例えばペーパークロマトグラフィー用口紙に利用
できる。

（ｄ）　　生体材料骨折テープ、人工皮膚、人工血管、人工気管、薬物徐放
材などに利用できる。

（ｅ）　　食品包装紙げ）バイオインダストリー用材料細胞の培養基材、酵素や微生物の固定化担体、水耕栽培
基材、バイオリアクターなどとして利用することができ
る。

（（至）医療関係臨床検査紙、絆創膏、経皮吸収製剤の基材など利用する
ことができる。

「発明の実施例」次に、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１針葉樹バルブと広葉樹バルブを７：３の重量比で混合し
、カナダ標準ろ水度が３６０ｃｃとなるように叩解した
。このバルブを水に分散させ、濃度０．３重量％のバル
ブスラリーを調製し、湿式法で合成したＣａ／Ｐ比１．
６７、比表面積４５ｍ／ｇ、平均粒径２μｍのリン酸カ
ルシウム（ハイドロキシアパタイト）を０．７重量％添
加し、ＪＩＳ−Ｐ８２０９に準拠して抄紙した。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、７０重量
％、坪量は８５ｇ／ｒｒ？であった。

実施例２実施例１と同じバルブを用い、濃度０．５重量％のバル
ブスラリーを調製し、実施例１と同じリン酸カルシウム
を０．５重量％添加し、実施例１と同様にして抄紙した
。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、５０重量
％、坪量は９３ｇ／ｒｒｆであった。

実施例３実施例１と同じバルブを用い、濃度０．７重量％のバル
ブスラリーを調製し、実施例１と同じリン酸カルシウム
を０．３重量％添加し、実施例１と同様にして抄紙した
。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、３０重量
％、坪量は１０１ｇ／ｒｒｒであった。

実施例４針葉樹バルブのみをカナダ標準ろ水度が６５０ＣＣとな
るように叩解した。このバルブを用いて実施例２と同様
にして抄紙した。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、５０重量
％、坪量は１０３　ｇ／ｒｒｆであった。

実施例５実施例４と同じバルブスラリーを調製し、湿式法で合成
したＣａ／Ｐ比１．５、比表面積１０５イ／ｇ１平均粒
径１μｍのリン酸カルシウム（リン酸三カルシウム）を
０．５重量％添加し、実施例１と同様に抄紙した。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、５０重量
％、坪量は１０５　ｇ／ｒｄであった。

実施例６実施例４と同じバルブスラリーを調製し、湿式法で合成
した後、８００℃で焼成したＣａ／Ｐ比１．６７、比表
面積１０ｒｄ／ｇ、平均粒径８μｍのリン酸カルシウム
（ハイドロキシアパタイト）を０．５重量％添加し、実
施例１と同様に抄紙した。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、５０重量
％、坪量は９８　ｇ／ｒｄであった。

実施例７実施例４と同じバルブを用い、濃度０．３重量％のバル
ブスラリーを調製し、実施例１と同じリン酸カルシウム
を０．３重量％添加し、実施例１と同様に抄紙した。

得られた製品紙のリン酸カルシウム含有率は、５０重量
％、坪量は４８　ｇ／ｒｄであった。

試験例１この例は、実施例１〜７で作製した機能紙をウィルス吸
着材として用いた試験を示すものである。

なお、この試験例においては、インフルエンザウィルス
ＰＲ８を生理食塩水中に浮遊させて用いた。また、力価
の測定は、下記の方法で行った。

力価の測定方法：インフルエンザウィルスが赤血球に付着すると、この赤
血球同士が凝集を起こす。この反応を利用して、ウィル
ス浮遊液を生理食塩水（０，９％塩化ナトリウム水溶液
）で２倍、４倍、８倍、１６倍、・・・と２倍段階希釈
した液と、同量の０．４％ニワトリ赤血球浮遊液とを混
合して何倍希釈液まで凝集反応を起こすかによって原液
（希釈前の液）の力価（ｔｉｔｅｒ）を評価する。

操作：実施例１〜７で作製した機能紙を直径５ｃｎ＋の円形に
切り取り、これをロートに装着し、インフルエンザウィ
ルスＰＲ８の浮遊液を各３ｍＩ！流し、ロートから流出
したウィルス浮遊液の力価を上記の方法で測定した。結
果を第１表に示す。

（以下余白）第１表力価は、各流出液のウィルスの濃度に比例しており、上
記の結果から明らかなとおり、紙を通過する前のウィル
ス濃度に比べて、本発明の機能紙を通過した液のウィル
ス濃度は、最高、１／１６に減少し、最低でも１／２に
減少していた。

試験例２この例は、実施例１で作製した製品紙を脱臭紙として用
いた試験を示すものである。

実施例１で作製した製品紙を２５ａｎＸ２５ａｎの大き
さに裁断し、針で無数の穴をあけて脱臭紙とした。第１
図に示すように、この脱臭紙１を四角の箱２に、それぞ
れ３辺で接着し、上下に４層に重ねて貼った。上下の脱
臭紙１の箱２への非接着部分３は、交互に箱２の両端部
に位置させ、ジグザグ状の空気流路を形成した。これを
悪臭のする空調機の排出口にフィルターとして取りつけ
、このフィルターを取りつける前後における臭いの比較
を６名の人によって行い、下記の判定基準により評価し
、結果を第２表に示す。

なお、第１図において、矢印は空気の流れを示す。

臭いの判定基準Ａ：臭わな（なった〜殆ど臭わなくなった。

Ｂ：臭いが軽減された。

Ｃ：変わらない。

Ｄ：臭いが強くなった。

第２表実施例８実施例４と同じパルプを水に分散させ、濃度０．５重量
％のバルブスラリーを調製し、平均粒径６．２μｍ、気
孔率６３％、Ｃａ／Ｐ比１．５の平均気孔径０．１μｍ
の多孔質リン酸三カルシウムを０．５重量％添加し、実
験用の抄紙機で手抄き法で製紙した。得られた製品紙の
リン酸三カルシウム含有率は５０重量％、坪量は９９ｇ
／ｒｒｒであった。

試験例３実施例８で作製した製品紙をフィルターとして用いて試
験を行った。製品紙を直径４５叩の円形に切り、フィル
ターホルダーに装着した後、第２図に示す装置を構成し
た。第２図は上記のフィルターを組み込んだ脱臭装置の
系統図を示し、図示した装置は、テトラバック４、フィ
ルター５ａを装着したフィルターホルダー５、ポンプ６
、流量計７及びテトラバック８を順次チューブによって
接続したものである。

原臭としてアンモニアガスの入ったテトラバック４から
フィルターホルダー５の後段に接続されたポンプ６及び
流量計７で流量を制御しつつアンモニアガスを吸引し、
フィルター５ａを通過させた後、流量計７の後段のテト
ラバック８にガスを捕集した。このとき、フィルター５
ａを通過させるガスの量は１０４７とした。また、フィ
ルター通過前後のガスの濃度は、原臭及び吸引したガス
の入ったそれぞれのテトラバック中のガスの濃度を検知
管法により測定して求めた。その結果を第３表に示す。

第３表第３表中の除去率は、原臭のうち何％のアンモニアガス
がフィルターに吸着されたかを表している。第３表から
明らかなとおり、９１％以上のガスを吸着しており、本
発明の機能紙は、フィルターとして用いたときに非常に
優れた悪臭除去効果を有している。

「発明の効果」本発明による機能紙は、普通の紙と同様に柔軟性を有す
るので、取り扱いが容易である。また、本発明による機
能紙は、筆記、印刷を行いうろことは勿論、填料として
添加したリン酸カルシウム系化合物の特性に基づいて高
い吸着作用を有し、活性炭では吸着されない油に溶けや
すい物質やアンモニアのような悪臭成分ばかりでなく、
リン酸カルシウム系化合物の生体親和性に基づいて各種
の動植物細胞、ウィルス、細胞組織断片、生体高分子物
質などに対しても高い吸着作用を有する。

また、リン酸カルシウム系化合物の含有率を高くして、
不燃性の機能紙とすることもできる。

本発明の機能紙は、その多様な吸着作用に基づいて、脱
臭紙、フィルター、吸着剤、生体材料、食品放送紙、バ
イオインダストリー用材料、医療用具などとして広範な
用途を有する。

本発明による機能紙は、脱臭紙として用いた場合に、低
温から高温まで広い温度範囲で脱臭効果を示し、広範な
用途に利用することができる。

さらに、本発明の機能紙は、主成分であるリン酸カルシ
ウムが白色であるため、審美的にも好ましく、白色紙、
あるいは着色紙、模様紙など製品価値の高いものとする
ことができる。

また、本発明の機能紙をフィルターとして用いる場合、
安価で、簡単な構造を有し、製造も、取り扱い、も容易
であって、固体物質の口側だけでなく、気体物質、細菌
、ウィルス、動植物細胞なども同時に捕捉することがで
きる。さらに、本発明の機能紙は、シート状であるから
、その着脱が容易であり、使用により吸着能力が低下し
たら随時、容易に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例４で作製した機能紙を使用したフィルタ
ーの略示断面図、第２図は実施例８で作製した機能紙を
フィルターとして組み込んだ脱臭装置の系統図である。符号の説明１・・・脱臭紙、２・・・箱、４及び８・・・テトラバ
ック、５・・・フィルターホルダー５ａ　・・フィルター・流量計

Claims

【特許請求の範囲】

（１）填料としてＣａ／Ｐ比＝０．８〜２．０のリン酸
カルシウム系化合物を１０〜８０重量％含有することを
特徴とする機能紙。
（２）リン酸カルシウム系化合物が平均粒径０．１〜３
０μｍの二次粒子である請求項１記載の機能紙。
（３）リン酸カルシウム系化合物がアパタイト、リン酸
三カルシウム、リン酸四カルシウム又はこれらの混合物
である請求項１又は２記載の機能紙。
（４）リン酸カルシウム系化合物が合成後に乾燥したも
の又は５００〜１３００℃で焼成したものである請求項
１記載の機能紙。