JP2005264404A

JP2005264404A - 多層抄き板紙の製造方法

Info

Publication number: JP2005264404A
Application number: JP2004082107A
Authority: JP
Inventors: Kenya Kuyama; 賢也久山; Hiroshi Mizobuchi; 博士溝渕; Akikazu Ishikawa; 昭和石川
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】古紙パルプの配合量を低減することなく、罫線割れが少ない多層抄き板紙の製造方法を提供する。
【解決手段】多層抄き抄紙機を用いた多層抄き板紙の製造方法において、いずれか１の表層用原料のフリーネスが２５０〜６００ｍｌであって、前記表層用原料から抄造される表層の坪量が２０〜３５ｇ／ｍ²である多層抄き板紙の製造方法。表層用原料には、針葉樹パルプをパルプ固形分１００質量部あたり５質量％以上配合することが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、折り曲げ部の外側表面に割れが発生しにくい多層抄き板紙の製造方法に関する。

板紙は、紙器、包装、建材等に使用される厚手の紙で、その多くは段ボールケースや紙器に加工されて消費される。近年では、比較的容易にリサイクルできることから、省資源化の要請によりプラスチックや木材等の代替品として種々の分野で板紙が用いられるようになっている。

板紙を段ボールケース等の箱の形状に加工して使用する場合には、箱の辺に相当する部分で折り曲げる必要がある。板紙は、その厚さにより折り曲げ部の内側と外側とでは引張応力の大きさが異なるため、折り曲げ部の外側が破断し、折り曲げ部に沿って線状の割れ（罫線割れ）が生じる場合がある。罫線割れが生じると、外観が損なわれるだけでなく、箱自体の強度が低下する。

罫線割れを防止する従来技術としては、例えば、折り曲げ加工時の外気の湿度を調整して紙の水分率を高くする方法、紙力剤の添加量を低減して紙を柔らかくする方法、繊維が短く罫線割れを生じやすい古紙パルプの配合量を少なくする方法等が用いられている。しかしながら、外気の湿度を調整する方法や紙力剤の添加量を低減する方法では十分な効果を得ることができず、また古紙パルプの配合量を少なくする方法は、省資源化の観点から問題となっている。

特開２００１−２６２４９６号公報（特許文献１）には、所定の構造を有する両性界面活性剤を添加することにより罫線割れが防止できることが記載されている。しかしながら、この方法は、板紙の破裂強さを低下させたり、サイズ度を低下させる虞がある。
特開２００１−２６２４９６号公報（請求項１）

本発明の目的は、古紙パルプの配合量を低減することなく罫線割れが少ない多層抄き板紙の製造方法を提供することにある。

本発明者等は鋭意研究の結果、少なくとも１の表層に使用する原料のフリーネスを所定の範囲とするとともに、当該原料により形成される表層の坪量を所定範囲内とすることにより、罫線割れの少ない多層抄き板紙が製造できることを見出し本発明を完成するに到った。

上記課題を解決する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕多層抄き抄紙機を用いた多層抄き板紙の製造方法において、いずれか１の表層用原料のフリーネスが２５０〜６００ｍｌであって、前記表層用原料から抄造される表層の坪量が２０〜３５ｇ／ｍ²であることを特徴とする多層抄き板紙の製造方法。

〔２〕前記表層用原料が、パルプ固形分１００質量部あたり針葉樹パルプを５質量部以上含有するものである〔１〕に記載の多層抄き板紙の製造方法。

〔３〕前記表層用原料が、染料又は顔料を含有する〔１〕に記載の多層抄き板紙の製造方法。

本発明によれば、１の表層用原料のフリーネスと当該原料から抄造される表層の坪量を所定範囲とすることにより、罫線割れの少ない多層抄き板紙を容易に製造することができる。本発明により得られる板紙は、段ボールケース、紙器等として好適である。

本発明の多層抄き板紙は、以下の工程により、公知の多層抄き抄紙機を用いて製造できる。
（１）パルプを水に分散させて得たスラリーに必要により染料、顔料、紙力剤等の添加剤を添加して混合し、第１の表層、中層、第２の表層用の原料を製造する。
（２）それぞれの紙料をワイヤー上で抄紙し、抄き合わせる。
（３）加圧ロールによりプレスし、水分を除去する。
（４）ドライヤーシリンダーにて乾燥し、必要によりカレンダーにより薬剤を塗工する。
（５）リールに巻き取り、多層抄き板紙を得る。

本発明の多層抄き板紙の製造方法は、いずれか１の表層用原料のフリーネス（カナダ標準濾水度）を２５０〜６００ｍｌとするが、２５０〜４００ｍｌとすることが好ましい。フリーネスが２５０ｍｌ未満では繊維自体の強度が低くなり、罫線割れが発生しやすくなる。６００ｍｌを超えると、繊維同士の絡み合いが少なくなり、罫線割れが発生しやすくなる。フリーネスは、原料パルプの水切れの程度を示す指標であって、パルプ叩解の度合いを変えることにより上記範囲内に調整することができる。

フリーネスを上記範囲に調製した表層用原料（以下、単に表層用原料と称す）に針葉樹パルプ、中でも針葉樹クラフトパルプを配合した場合には、罫線割れを防止する作用をより高めることができる。表層用原料に染料を添加する場合においては、染料が針葉樹パルプに対し高い定着性を示すため、罫線割れ防止の作用に加えて染料定着効果を得ることができ好ましい。表層用原料における針葉樹パルプの配合量は、パルプ固形分１００質量部あたり５質量部以上とすることが好ましく、５〜７０質量部とすることがより好ましい。針葉樹パルプは古紙パルプ由来のものであってもよい。針葉樹パルプの含有量は、ＪＩＳＰ８１２０「紙の繊維組成試験方法」によって特定することができる。

表層用原料に使用するパルプとしては、段ボール古紙、地券古紙、新聞古紙、雑誌古紙、色上系古紙、ケント古紙、コート古紙、上質古紙等の古紙パルプや晒クラフトパルプ、未晒クラフトパルプ、機械パルプ等のバージンパルプを、板紙に要求される強度や見栄えなどに応じて用いることができる。

表層用原料には、染料又は顔料を添加することが好ましい。表層原料を着色することによって、表層の坪量が少ない条件でも、中層の色調が板紙の表面に出現するのを防止できるので、多層抄き板紙の見栄えを保ちながら、罫線割れを防止することができる。

本発明において用いることができる染料としては、特に制限はなく、塩基性染料、酸性染料、アニオン性直接染料、カチオン性直接染料等の公知の染料が使用できる。

顔料としては、無機顔料、有機顔料のいずれも使用することができる。例えば、赤色系顔料としては、ベンガラ（Fe₂O₃）、モリブデートオレンジ（PbCrO₄・nPbMoO₄・mPbSO₄）、パーマネントレッド（不溶性アゾ系）、カーミンＦＢ（不溶性アゾ系）、ウォッチングレッド（アゾキレート系）、ボンマルーンライト（アゾレーキ系）、ピグメントバイオレッド１９（キナクリドン系）、ピグメントレッド１１２（キナクリドン系）等；黄色系顔料としては、黄鉛（PbCrO₄・nPbSO₄）、オキサイドイエロー（FeO(OH)・nH₂O）、チタンイエロー（TiO₂・NiO₂・Sb₂O₃）、ハンザイエロー（アゾ系）、ベンジジンイエロー（ジスアゾ系）、グリーンゴールド（金属錯体系）、ピグメント・イエロー９５（縮合アゾ系）、フラバンスロンイエロー（スレン系）、アンスラピリミジンイエロー（スレン系）、ピグメント・イエロー１０９・１１０（イゾインドリノン系）等；緑色系顔料としては、酸化クロム（Cr₂O₃）、フタロシアニングリーン（フタロシアニン系）等；青色系顔料としては、紺青（Fe₄[Fe(CN)₆]・nH₂O）、群青（2(Na₂O・Al₂O₃・2SiO₂)Na₂S₃）、フタロシアニンブルー（フタロシアニン系）、インダンスレンブルー（スレン系）等；紫色系顔料としては、ジオキサジバイオレット（ジオキサジン系）等；白色顔料としては、酸化チタン（TiO₂）、亜鉛華（ZnO）、リトポン（ZnO+BaSO₄）、鉛白（2PbCO₃・Pb(OH)₂）、炭酸カルシウム（CaCO₃）、硫酸バリウム（BaSO₄）、クレー（Al₂O₃・2SiO₂・H₂O）、シリカ（SiO₂またはSiO₂・nH₂O）、タルク（3MgO・4SiO₂・H₂O）、水酸化アルミニウム（Al(OH)₃）等を挙げることができる。

上記の染料及び顔料は、それぞれ単独で使用しても良いし、２種以上の染料又は顔料を混合して使用しても良い。

染料及び顔料の含有量としては、表層原料中におけるパルプ固形分１００質量部に対して各０．０１〜２０質量部とすることが好ましく、０．０１〜１５質量部とすることがより好ましい。

本発明の製造方法により得られる多層抄き板紙は、少なくとも上記表層用原料から抄造される第１の表層（以下、単に表層と称す）と、第２の表層（以下、裏層と称す）とからなるが、必要により中層を設けてもよい。多層抄き板紙を構成する層は、表層と裏層の間に１の中層を有する３層であってもよいが、強度や厚さが要請される用途には中層を２〜７層設けた合計で４〜９層であることが好ましい。

本発明においては、表層の坪量を２０〜３５ｇ／ｍ²とするが、２０〜３０ｇ／ｍ²とすることが好ましく、２０〜２５ｇ／ｍ²とすることがより好ましい。表層の坪量が３５ｇ／ｍ²を超えると、板紙の折り曲げ部で表層に罫線割れが多く生じることとなり、２０ｇ／ｍ²未満では、表層の厚みが均一になりにくい。表層の坪量が少ないほど、罫線割れ防止効果が高いが、中層の色調が板紙の表面に出現するので、多層抄き板紙の見栄えが悪くなる。このような場合は、表層に接する中層を表層に近い色に着色し、地合を良好にすることができる。

表層の厚さとしては、２４〜４０μｍとすることが好ましい。

中層と裏層の１層当たりの坪量は特に制限されないが、３５〜１００ｇ／ｍ²とすることが好ましい。

板紙の坪量としては、１００〜４００ｇ／ｍ²とすることが好ましく、１００〜３４０ｇ／ｍ²とすることがより好ましい。

板紙の厚さとしては、１２０〜４８０μｍとすることが好ましく、１２０〜４１０μｍとすることがより好ましい。

本発明において使用する裏層用原料、中層用原料のフリーネスは特に制限されないが、３００〜６００ｍｌとすることが好ましく、３５０〜５５０ｍｌとすることがより好ましい。裏層用原料、中層用原料に使用するパルプの種類についても特に制限することなく、公知のものを用いることができる。

表層用原料、裏層用原料、中層用原料には、本発明の効果を損なわない範囲内で、紙力剤を配合してもよい。

紙力剤としては、例えば、アクリルアミド−ビニルモノマー共重合体、アクリルアミド−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体等のカチオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合体、マンニッヒ変成ポリアクリルアミド、ホフマン分解ポリアクリルアミド等の両性ポリアクリルアミド系紙力剤；ポリアミドエピクロロヒドリン系紙力剤；澱粉、酸化澱粉、カルボキシメチル化澱粉等の澱粉；植物ガム；ポリビニルアルコール；カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。

原料における紙力剤の含有量としては、原料のパルプ固形分１００質量部に対して０．１〜０．８質量部とすることが好ましい。紙力剤の含有量が０．１質量部未満では、十分な紙力増強効果が得られず、０．８質量部を超えると添加量に見合う効果が得られにくい。

表層用原料、裏層用原料、中層用原料には、紙力剤以外の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、例えばサイズ剤、顔料定着剤、消泡剤、剥離剤等を挙げることができる。

裏層用原料には染料、顔料を添加する必要はないが、板紙の用途によっては染料又は顔料を添加してもよい。裏層用原料に添加する染料、顔料の種類、添加量は上記の表層用原料の場合と同様である。

実施例１〜９、比較例１〜５
叩解した針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、上白古紙パルプ（針葉樹パルプの含有なし）を水中に分散させ、硫酸バンド３０ｋｇ／ｔ、酸性ロジンエマルジョンサイズ剤（固形分５０％）７ｋｇ／ｔを添加し、第１層用原料を調製した。上白古紙とコート古紙を質量比５０対５０で水中に分散させ、硫酸バンド４０ｋｇ／ｔ、酸性ロジンエマルジョンサイズ剤（固形分５０％）７ｋｇ／ｔを添加し、第２層用原料を調製した。地券古紙を水中に分散させ、硫酸バンド４０ｋｇ／ｔを添加し、第３〜５層用原料を調製した。これらの原料を円網多層抄き方式の抄紙機に供給し、抄紙速度を１５０ｍ／分として５層抄き板紙を抄紙した。抄紙した板紙をプレス、乾燥した後、リールに巻き取った。得られた板紙の第１層（表層）の坪量と原料におけるパルプの配合割合、第１層用原料のカナダ標準濾水度試験機により測定したフリーネスを表１、２に示す。板紙は、いずれも坪量２１０ｇ／ｍ²、厚さ２５４μｍであった。

板紙の罫線割れ、地合を下記の方法により評価した。結果を表１及び２に示す。

［罫線割れ評価試験］
１．試料調整
（１）１枚の全幅試料から、抄紙機幅方向に対して両端側と中央側の３箇所からサンプルを採取した。
（２）それぞれのサンプルを、抄紙機幅方向１０ｃｍ、抄紙機流れ方向に２５ｃｍの大きさに裁断して短冊状の試験片を得た。

２．試験機
図１に示す構成の試験機１を用いた。試験機１は、図１に示すように、天板３と底板５とを、両者の側縁１１において蝶番（図示せず）で接合してなる。天板３の上面には取っ手７が設けられ、天板の開閉動作を容易にしている。底板５の端縁１３には、分度器９が取り付けられており、天板３と底板５との角度を目測できるようにしてある。

試験機の材質、天板や底板のサイズ等は以下の通りである。
材質：ステンレス製、
天板：横２５ｃｍ、奥行き１５ｃｍ、厚み１ｃｍ、
天板重量３．０〜３．５ｋｇ（取っ手を含む）
底板：横２５ｃｍ、奥行き１５ｃｍ、厚み２ｃｍ

３．試験操作
（１）あらかじめ試験機１の天板３を開いた状態とし、底板５にクラフトテープが付着している場合は、エタノールを浸した脱脂綿等で除去した。巾５ｃｍのクラフトテープを長さ２０ｃｍ程度に切って準備した。
（２）試験片を１６０℃の熱風乾燥機に１０秒間入れ乾燥させた。
（３）試験片を熱風乾燥機から取り出した直後、試験片長辺の両端が試験機１の側縁１１に対し直角に且つ上に載るように、試験片の表層側を下にして載置した。
（４）試験機１の側縁１１から手前方向に１ｃｍ離して、側縁１１と平行になるように試験片を底板５上にクラフトテープで貼り付けた。
（５）天板３を横の分度器９を見ながら底板５に対して６０度までねかせ、そこから手を離し天板３を底板５上に落下させた。
（６）すぐに天板３を開いて試験片を剥がし、その折れ目に生じた割れの長さと数を測定し、割れの状態を下記の評価基準に従って判定した。

（評価基準）
◎：３ｍｍ未満の割れが１〜２個ある。
○：３ｍｍ以上５ｍｍ未満の割れが１〜２個ある。
△：３ｍｍ以上５ｍｍ未満の割れが３〜４個ある。
×：５ｍｍ以上の割れが多くある。

［地合］
板紙の表層側表面の地合を目視により判定し、下記の基準で評価した。

（評価基準）
◎：非常に良い。
○：良い。
△：ムラが目立つ。
×：ムラが非常に目立つ。

実施例の罫線割れ評価試験において使用した試験機の斜視図である。

符号の説明

１試験機
３天板
５底板
７取っ手
９分度器
１１側縁
１３端縁

Claims

多層抄き抄紙機を用いた多層抄き板紙の製造方法において、いずれか１の表層用原料のフリーネスが２５０〜６００ｍｌであって、前記表層用原料から抄造される表層の坪量が２０〜３５ｇ／ｍ²であることを特徴とする多層抄き板紙の製造方法。
前記表層用原料が、パルプ固形分１００質量部あたり針葉樹パルプを５質量部以上含有するものである請求項１に記載の多層抄き板紙の製造方法。
前記表層用原料が、染料又は顔料を含有する請求項１に記載の多層抄き板紙の製造方法。