JPH09189000A

JPH09189000A - 紙積層体

Info

Publication number: JPH09189000A
Application number: JP35344795A
Authority: JP
Inventors: Takashi Urata; 高史浦田; Takehito Tomita; 岳人富田; Kazumasa Kurozumi; 一正黒住
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-22
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3518120B2

Abstract

(57)【要約】【課題】含浸工程において原紙の破れや切断がなく、
かつ原紙への樹脂溶液の浸透速度が速く、定められた重
量の樹脂が原紙内に保持でき、樹脂の含浸むらが少ない
など、水性溶液の含浸加工に適したものであると同時
に、低サイズ層のサイズ度及び／または厚みによって含
浸させる樹脂溶液の含浸量を制御できる紙積層体を提供
する。【解決手段】両方の表面層がいずれも低サイズ層１、
１’であり、そして両表面層の間に挟まれた内層が高サ
イズ層２である紙積層体である。低サイズ層とはステキ
ヒトサイズ度で１秒以上２０秒未満であるサイズ度を有
する層をいい、高サイズ層とはステキヒトサイズ度で２
０秒以上６０秒以下であるサイズ度を有する層をいう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層体に関するもの
であり、更に詳しくは、食品、薬品、工業用品等の輸送
あるいは保管、保存用として使用される紙を主体にした
容器等の包装材の素材に用いられる積層体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】原紙の耐水性、紙力強度、紙層間強度等
の紙の性質を向上させるために樹脂、ワックス等を原紙
に含浸させることが通常行われているが、このような樹
脂等を含浸させる原紙に要求される特性としては、樹脂
の含浸工程における作業効率を改善するため、含浸時に
原紙の破れや切断がなく、かつ樹脂溶液の浸透速度が速
いこと、定められた重量の樹脂が原紙内に保持できるこ
と、樹脂の含浸むらが少ないことなどが要求される。

【０００３】このため、含浸用原紙には主として国内産
広葉樹材からの晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）が叩解処
理を受けないそのままの形で用いられるのが一般的であ
る。この未叩解パルプは、通常５５０〜６５０ｍｌＣ．
Ｆ．Ｓ．のフリーネス（カナダ標準フリーネス）を示す
が、含浸用原紙は、この原料パルプを用いて公知の抄紙
機で抄造され、その原紙の密度は０．４５〜０．５５ｇ
／ｃｍ³という低い水準のものである。

【０００４】この原紙に要求される特性のうち、紙力強
度を改善するため原紙の密度を上げ、繊維間結合を強く
することが考えられるが、原紙の密度を上げると紙力強
度は改善されるものの、空孔率が低下するため樹脂の含
浸性が悪くなるので採用できない。

【０００５】また、含浸性を改善するため原紙の密度を
下げ空孔率を上げることが考えられるが、原紙の密度を
下げると繊維間結合も下がるので原紙の紙力強度が低下
し、このような原紙を用いると含浸工程において紙切
れ、破れなどのトラブルを発生し、作業性を著しく損な
う恐れがある。したがって、原紙の密度を低下させるに
も許容限界があり、通常、含浸用原紙の密度は０．４８
〜０．５２ｇ／ｃｍ³の範囲で用いられることが多い。

【０００６】他に含浸性を改善する手段として、含浸用
原紙にリンターパルプ（綿繊維パルプ）を使用する方法
もある。リンターパルプは、微細繊維の含有量が少な
く、繊維自体も剛直なため、このパルプを原料とした含
浸用原紙には大きい孔径の空孔の含有率が高くなり、樹
脂液の含浸性が良好である。しかし、リンターパルプを
未叩解のままで用いると、原紙の紙力強度が弱く、含浸
工程において紙切れトラブルを発生する恐れがある。し
たがって、リンターパルプを用いる際は、通常フリーネ
ス値が４００ｍｌＣ．Ｆ．Ｓ．程度になるまで叩解され
る。この含浸原紙に熱硬化性樹脂を含浸し、加熱加圧成
形して得られる積層板は、そり、ねじれを生じ、寸法安
定性が悪く、積層板の加工工程で問題を発生する恐れが
ある。

【０００７】通常の積層板は、含浸用原紙にフェノール
樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸し、加熱
乾燥して半硬化性樹脂の状態にし（この状態のものをプ
リプレグと呼ぶ）、該プリプレグを２枚以上複数枚積層
し、金属箔とともに熱圧成形して製造されている。しか
しながら、近年、含浸用原紙を使用した積層板にも耐熱
性及び寸法安定性が要求されるようになり、含浸用の樹
脂に耐熱性を付与するために変性処理が施されたり、従
来から用いられているフェノール樹脂やエポキシ樹脂以
外にポリエステル樹脂が使用されるようになったため、
樹脂溶液の粘性が上昇する傾向にあり、原紙の含浸特性
は益々重要になってきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる諸問題を解決す
るために、色々な方法で樹脂の含浸工程における作業効
率を改善する方法が考案されているが、要求される性能
をすべて満たしているものは存在しない。まず第一に、
原紙自体の湿潤強度が低いために、含浸時に原紙の破れ
や切断が生じ、工程の操業に支障を与えてしまってい
る。第二に、樹脂の含浸が紙全層にわたって行われるた
めに、含浸後の乾燥工程での必要な熱量が莫大なものと
なっており、省エネルギーといった観点からも問題とな
っている。第三に、紙基材に機能を与えるために含浸さ
せる樹脂溶液の量の制御がほとんど不可能であることか
ら、無駄に樹脂溶液を使用してしまうことになる。

【０００９】本発明者らはかかる現状に鑑み、含浸工程
における担持体である紙積層体について鋭意研究した結
果、複数の紙層を抄き合わせた紙積層体において、少な
くとも一方の表面層をサイズ度がステキヒトサイズ度で
１〜２０秒である低サイズ層として含浸性を向上させ、
且つ該積層体が少なくとも１層の高サイズ層を有するこ
とで積層体の耐水性が顕著に向上することを見いだし、
本発明を為すに到った。

【００１０】したがって、本発明の技術的課題とすると
ころは、原紙を搬送移動しながら樹脂を含浸させる工程
において、原紙の破れや切断がなく、かつ原紙への樹脂
溶液の浸透速度が速く、定められた重量の樹脂が原紙内
に保持でき、樹脂の含浸むらが少ないなど、水性溶液の
含浸加工に適したものであると同時に、低サイズ層のサ
イズ度及び／または厚みによって含浸させる樹脂溶液の
含浸量を制御できる紙積層体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、複数の紙層を抄き合わせた紙積
層体であって、少なくとも一方の表面層においてサイズ
度がステキヒトサイズ度で１秒以上２０秒未満である少
なくとも１層の低サイズ層とし、且つ、少なくとも１層
の高サイズ層を有することを特徴とする紙積層体であ
る。

【００１２】また、請求項２の発明は、紙積層体の一方
の表面層が低サイズ層であり、他方の表面層が高サイズ
層であることを特徴とする請求項１記載の紙積層体であ
る。

【００１３】また、請求項３の発明は、紙積層体の両方
の表面層がいずれも低サイズ層であり、該両表面層に挟
まれた内層が高サイズ層であることを特徴とする請求項
１記載の紙積層体である。

【００１４】また、請求項４の発明は、高サイズ層のサ
イズ度がステキヒトサイズ度で２０秒以上６０秒以下で
あることを特徴とする請求項１、２または３記載の紙積
層体である。

【００１５】また、請求項５の発明は、請求項１、２、
３または４記載の紙積層体に、有機金属化合物を１種あ
るいは２種以上含有する水性溶液または該水性溶液を溶
媒に溶かして加水分解し部分縮合させたゾル溶液を含浸
させてなることを特徴とする紙積層体である。

【００１６】また、請求項６の発明は、有機金属化合物
が分子中に炭素数１〜４のアルコキシル基を少なくとも
２個有し、さらにＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｗ及び
Ｔａからなる群から選ばれる少なくとも１個の金属元素
を含むことを特徴とする請求項５記載の紙積層体であ
る。

【００１７】また、請求項７の発明は、請求項１、２、
３または４記載の紙積層体に、自己架橋型樹脂の水性溶
液を含浸させてなることを特徴とする紙積層体である。

【００１８】さらに、請求項８の発明は、自己架橋型樹
脂の水性溶液がアクリル系樹脂またはポリウレタン系樹
脂を主成分とすることを特徴とする請求項７記載の紙積
層体である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。

【００２０】図１は本発明の紙積層体の一構成例を示す
断面図、図２は本発明の積層体の他の構成例を示す断面
図である。

【００２１】本発明の紙積層体は、上記したように、複
数の紙層を抄き合わせた紙積層体であって、少なくとも
一方の表面層が、サイズ度がステキヒトサイズ度で１秒
以上２０秒未満である少なくとも１層の低サイズ層であ
って、且つ、該積層体が少なくとも１層の高サイズ層を
有することを特徴としている。

【００２２】本発明の紙積層体は少なくとも一方の表面
層が低サイズ層で構成されておればよく、好ましくは紙
積層体の両表面層が低サイズ層で構成されている。

【００２３】本発明の紙積層体の最も簡単な形態は、図
１に示すように、一方の表面層が１層の低サイズ層１で
あり、他方の表面層が１層の高サイズ層２である２層か
らなる紙積層体である。

【００２４】低サイズ層および高サイズ層はそれぞれが
図１に示すような１層からなる単一層に限定される必要
はなく、紙積層体の用途により２層以上の複数層からな
るものであっても差し支えない。

【００２５】本発明の好ましい形態の紙積層体において
は、図２に示すように、両方の表面層がいずれも低サイ
ズ層１、１’であり、そして両表面層の間に挟まれた内
層が高サイズ層２である３層からなる紙積層体である。
紙積層体の両表面層を構成する低サイズ層１、１’およ
び内層の高サイズ層２はそれぞれ１層でも２層以上でも
よい。低サイズ層１、１’および高サイズ層２の層数は
用いられる紙積層体の用途により任意に決められるもの
である。

【００２６】本発明の低サイズ層とはステキヒトサイズ
度で１秒以上２０秒未満であるサイズ度を有する層をい
い、高サイズ層とはステキヒトサイズ度で２０秒以上６
０秒以下であるサイズ度を有する層をいう。

【００２７】なお、ステキヒトサイズ度の測定はＪＩＳ
Ｐ８１２２の試験方法に従って行われる。

【００２８】本発明の紙積層体の原料としては、含浸性
を向上させた低サイズ層１、１’においては、未叩解の
広葉樹晒クラフトパルプを用い、内層である耐水性を向
上させた高サイズ層２においては、叩解した針葉樹クラ
フトパルプを用いることが好ましく、それぞれを離解機
で分散させてパルプスラリーとし、低サイズ層１、１’
についてはステキヒトサイズ度で１秒以上２０秒未満、
好ましくは５秒以上１５秒以下となるようにサイズ剤等
を添加し、高サイズ層２についてはサイズ度がステキヒ
トサイズ度で２０秒以上６０秒以下、好ましくは３０秒
以上５０秒以下になるようにサイズ剤等を添加し、通常
の湿式抄紙機において多層抄造したものを含浸用原紙、
すなわち本発明の紙積層体とした。

【００２９】上記のサイズ剤としては例えばロジンサイ
ズ剤等の通常のサイズ剤が用いられる。

【００３０】また、本発明の低サイズ層１、１’は、そ
のサイズ度および／または厚みによって含浸させる樹脂
溶液の含浸量を制御することができる。紙積層体に紙の
性質を向上させる機能を与えるために含浸させる樹脂溶
液の量の制御が可能であることにより樹脂溶液を有効に
利用することができる。低サイズ層１、１’のサイズ度
を変えるには例えば上述のサイズ剤等の添加量を変える
ことにより達成でき、また低サイズ層１、１’の厚みを
変えるには例えば層数を変えることによって達成でき
る。

【００３１】本発明の紙積層体に含浸される溶液として
は、有機金属化合物を１種あるいは２種以上含有する水
性溶液または該水性溶液を溶媒に溶かして加水分解し部
分縮合させたゾル溶液、もしくは自己架橋型樹脂の水性
溶液等が好ましい。

【００３２】上記有機金属化合物は、分子中に炭素数１
〜４のアルコキシル基を２個以上有し、さらにＳｉ、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａからなる群から選ばれる
少なくとも１個の金属元素を含む有機金属化合物である
ことが好ましい。

【００３３】本発明の紙積層体に含浸される有機金属化
合物としては具体的には、例えば、シリコンテトラメト
キシド、シリコンテトラプロポキシド、エポキシシクロ
プロピルエチルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００３４】有機金属化合物のゾル溶液としては、１種
又は２種以上の有機金属化合物を含有する溶液をエタノ
ール等のアルコールで代表される有機溶媒に溶かし、必
要に応じて塩酸、水を加えて加水分解し、部分縮合させ
たものが挙げられる。このゾル溶液は紙積層体に含浸塗
布され、熱処理を施すことによりガラス質被膜が形成さ
れる。

【００３５】また、本発明の紙積層体は、自己架橋型樹
脂溶液で含浸されたものが含まれる。

【００３６】本発明の自己架橋型樹脂溶液としては例え
ば、アクリル系樹脂及びポリウレタン系樹脂を主成分と
して含有する溶液が挙げられる。

【００３７】自己架橋型樹脂溶液には１液型と２液型が
存在するが、本発明における自己架橋型樹脂溶液にはそ
れらのどちらを用いても差し支えない。また、自己架橋
型樹脂溶液は、架橋剤を含有するもの及び含有しないも
のの両方があるが、この点についても本発明においては
どちらのものを用いても差し支えない。しかし、作業性
の点から考慮すれば、１液型で架橋剤を含有しないもの
が本発明においては好ましい。

【００３８】自己架橋型樹脂溶液に用いられる架橋剤と
しては、例えばジイソシアネート、ジエポキシ化合物、
メチロール化合物、アルコキシ化合物等が挙げられる。

【００３９】ところで、一般に、紙層上に樹脂被膜を設
けて紙の耐水性を向上させる方法としては、熱可塑性樹
脂を紙基材上に押出しコーディングする方法、樹脂溶液
を紙基材表面に塗布した後にＵＶを使用して樹脂を硬化
させ、樹脂被膜を形成させる方法が従来から提案されて
いる。

【００４０】しかし、これらの方法は、抄紙後に別の装
置を用いて加工する必要があり、作業性や効率が劣って
いる。

【００４１】本発明の紙積層体は、例えば上記の自己架
橋型樹脂溶液を抄造直後にオンラインで含浸塗布し、通
常の加熱をすることによって紙積層体の表面に樹脂被膜
を形成させることができる。

【００４２】なお、本発明において、湿潤引張強さの測
定は以下のようにして行った。

【００４３】湿潤引張強さ測定法本発明の紙積層体の紙力強度の測定はＪＩＳＰ８１
３５（紙及び板紙の湿潤引張強さ試験方法）に従い、温
度２０℃、相対湿度６５％の環境下で、少なくとも２４
時間調湿した原紙から、紙の縦方向及び横方法で幅１５
ｍｍ、長さ２５０ｍｍの試験片を少なくともそれぞれ１
０枚裁断し、２０℃の蒸留水中に１０分間浸漬した後に
水を切り、ＪＩＳＰ８１１３（紙及び板紙の引張強
さ試験方法）によって試験を行った。

【００４４】

【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、本発明は、もちろんこれらに限定されるも
のではない。

【００４５】実施例１〜実施例６低サイズ層を形成するために、広葉樹晒クラフトパルプ
（ＬＢＫＰ）を離解し、ステキヒトサイズ度で５秒、１
０秒、１５秒の低サイズとなるように薬剤を適宜添加し
て３種類のパルプスラリーを作製した。また、高サイズ
層を形成するために、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫ
Ｐ）を離解し、ステキヒトサイズ度で５０秒の高サイズ
になるように薬剤を適宜添加してパルプスラリーを作製
した。なお、薬剤としては、荒川化学（株）製のサイズ
パインＥ（商品名）を用いた（以下同じ）。

【００４６】これらのパルプスラリーを用いて、手抄き
シートマシーンで両表面層が１層の低サイズ層で、内層
に１層の高サイズ層が形成されるように抄き合せ抄紙を
行って坪量１８０ｇ／ｍ²で低サイズ層のステキヒトサ
イズ度が５秒、１０秒および１５秒の３種類の紙積層体
を抄造した。

【００４７】そして、この低サイズ層のステキヒトサイ
ズ度が５秒、１０秒および１５秒の３種類の紙積層体に
エポキシシクロプロピルエチルトリメトキシシランを有
機金属化合物として用いたゾル溶液を含浸塗布したもの
をそれぞれ実施例１、２および３とし、アクリル系樹脂
を主成分とする自己架橋型樹脂溶液を含浸塗布したもの
をそれぞれ実施例４、５および６とし、それぞれの紙積
層体の湿潤引張強さを前述の方法にて測定した。

【００４８】実施例７〜実施例１２低サイズ層を形成するために、広葉樹晒クラフトパルプ
（ＬＢＫＰ）を離解し、ステキヒトサイズ度で５秒の低
サイズとなるように薬剤を適宜添加してパルプスラリー
を作製した。また、高サイズ層を形成するために、針葉
樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を離解し、ステキヒト
サイズ度で５０秒の高サイズになるように薬剤を適宜添
加してパルプスラリーを作製した。

【００４９】これらのパルプスラリーを用いて、手抄き
シートマシーンで両表面層が１層の低サイズ層で、内層
に１層の高サイズ層が形成されるように抄き合せ抄紙を
行った。この際、低サイズ層の坪量が１層で２０、４０
および６０ｇ／ｍ²となるようにして３種類の紙積層体
を抄造した。

【００５０】そして、この低サイズ層の坪量が１層で２
０、４０および６０ｇ／ｍ²の３種類の紙積層体にエポ
キシシクロプロピルエチルトリメトキシシランを有機金
属化合物として用いたゾル溶液を含浸塗布したものをそ
れぞれ実施例７、８および９とし、アクリル系樹脂を主
成分とする自己架橋型樹脂溶液を含浸塗布したものをそ
れぞれ実施例１０、１１および１２とし、それぞれの紙
積層体の湿潤引張強さを前述の方法にて測定した。

【００５１】比較例１および比較例２上記実施例で用いた広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫ
Ｐ）を離解し、無サイズとなるようにパルプスラリーを
作製した。

【００５２】このパルプスラリーを用いて、手抄きシー
トマシーンで抄き合せ抄紙を行い坪量１８０ｇ／ｍ²の
含浸用原紙を抄造した。

【００５３】そして、原紙にエポキシシクロプロピルエ
チルトリメトキシシランを有機金属化合物として用いた
ゾル溶液を含浸塗布したものを比較例１、原紙にアクリ
ル系樹脂を主成分とする自己架橋型樹脂溶液を含浸塗布
したものを比較例２として、それぞれの湿潤引張強さを
前述の方法にて測定した。

【００５４】また、実施例１の含浸前の紙積層体自身を
参考例として、湿潤引張強さを前述の方法にて測定し
た。

【００５５】上記実施例及び比較例並びに参考例の湿潤
引張強さの測定結果をまとめて下記表１に示す。

【００５６】

【表１】表１から明らかなように、比較例１および２の無サイズ
紙においてはほとんど含浸工程には適さず、含浸工程が
可能であっても、作業性及び効率において劣っていた。
また、参考例に示したように、含浸前の本発明の紙積層
体自身は無サイズ紙のみのものよりはよい湿潤引張強さ
を示しており、含浸工程に十分適するものであった。さ
らに、本発明による紙積層体は、従来法に比較して効果
的に含浸性を向上させ、湿潤引張強さを大幅に向上させ
ることができ、且つ低サイズ層のサイズ度および／また
は厚みによってその湿潤引張強さを制御することができ
た。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の紙
積層体によれば、複数の紙層を抄き合わせた紙積層体で
あって、少なくとも一方の表面層をサイズ度がステキヒ
トサイズ度で１〜２０秒である低サイズ層として含浸性
を向上させ、且つ、少なくとも１層の高サイズ層を有す
ることで耐水性を持たせることにより、水性溶液の含浸
加工に適し、水性溶液の含浸加工が容易に可能となると
同時に、低サイズ層のサイズ度および／または厚みによ
って含浸させる樹脂溶液の含浸量を制御することが可能
となった。したがって、本発明の紙積層体は、水溶性溶
液の含浸性が著しく改善された紙積層体を可能にし、且
つ水溶性溶液の含浸量を制御することができるので、作
業性及び効率が向上するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙積層体の一構成例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の紙積層体の他の構成例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１低サイズ層１’低サイズ層２高サイズ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の紙層を抄き合わせた紙積層体であ
って、少なくとも一方の表面層においてサイズ度がステ
キヒトサイズ度で１秒以上２０秒未満である少なくとも
１層の低サイズ層とし、且つ、少なくとも１層の高サイ
ズ層を有することを特徴とする紙積層体。
【請求項２】紙積層体の一方の表面層が低サイズ層で
あり、他方の表面層が高サイズ層であることを特徴とす
る請求項１記載の紙積層体。
【請求項３】紙積層体の両方の表面層がいずれも低サ
イズ層であり、該両表面層に挟まれた内層が高サイズ層
であることを特徴とする請求項１記載の紙積層体。
【請求項４】高サイズ層のサイズ度がステキヒトサイ
ズ度で２０秒以上６０秒以下であることを特徴とする請
求項１、２または３記載の紙積層体。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の紙積層
体に、有機金属化合物を１種あるいは２種以上含有する
水性溶液または該水性溶液を溶媒に溶かして加水分解し
部分縮合させたゾル溶液を含浸させてなることを特徴と
する紙積層体。
【請求項６】有機金属化合物が分子中に炭素数１〜４
のアルコキシル基を少なくとも２個有し、さらにＳｉ、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｗ及びＴａからなる群から選ば
れる少なくとも１個の金属元素を含むことを特徴とする
請求項５記載の紙積層体。
【請求項７】請求項１、２、３または４記載の紙積層
体に、自己架橋型樹脂の水性溶液を含浸させてなること
を特徴とする紙積層体。
【請求項８】自己架橋型樹脂の水性溶液がアクリル系
樹脂またはポリウレタン系樹脂を主成分とすることを特
徴とする請求項７記載の紙積層体。