CN110785526A - 纸筒用原纸及纸筒 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种用于制造对环境的负荷小且耐水性优异的纸筒的纸筒用原纸。作为解决方式，本发明提供一种纸筒用原纸，其特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，整体的基重为250g/m2以上，所述纸层中的最内层与最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。

Description

纸筒用原纸及纸筒
技术领域
本发明涉及纸筒用原纸及由该纸筒用原纸构成的纸筒，尤其涉及耐水性优异的纸筒。
背景技术
塑料因为便宜且容易成形而被广泛用作各种制品的材料，一年中有3亿吨以上的塑料制品被生产。
虽然大部分的塑料制品得到了适当处置，然而其中一部分由于管理不足或非法投掷，作为垃圾流出至环境中，最终到达海洋。推测流出至海洋中的塑料垃圾的量一年达到800万吨以上。由于这些塑料垃圾的大部分为非生物降解性，因此其大都积累在海洋中，预测于2050年，海洋中的塑料总量将超越鱼类的总量(重量基准)。
为了防止由于塑料垃圾而造成的环境破坏的行动已开始，并追求以对环境负荷小的材料代替塑料制一次性制品。其中就塑料制的吸管而言，于美国1天消费5亿根，于全球1天消费10亿根以上，而且报告有海鸟或海龟因误食而造成的死亡例，环境保护团体等发起了呼吁拒绝使用塑料制吸管的运动。
作为塑料制吸管的对环境负荷小的代替材料，生物降解性塑料及纸受到瞩目。
例如，专利文献1、2中提案有纸制的吸管。其中，为了将耐水性差的纸制成吸管，专利文献1中，在纸材上涂布热可塑性树脂，专利文献2中，在纸基材的内外两面张贴聚乙烯薄膜或铝箔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平06-133840号公报
专利文献2：日本特开2009-233348号公报
发明内容
本发明的课题在于提供一种用于制造对环境的负荷小且耐水性优异的纸筒的纸筒用原纸。
用于解决本发明的课题的方法如下所示。
1.一种纸筒用原纸，其特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，
整体的基重为250g/m2以上，
所述纸层中的最内层与最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
2.一种纸筒用原纸，其特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，
整体的基重为200g/m2以上，
所述纸层中最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
3.根据1.或2.所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述纸层由水溶性或水分散性的粘接剂进行粘接。
4.根据1.～3.中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述粘接剂为聚乙烯醇类。
5.根据1.～3.中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述粘接剂为丙烯酸类。
6.根据3.～5.中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述纸层由生物降解性粘接剂进行粘接。
7.一种纸筒，其特征在于，由1.～6.中任一项所述的纸筒用原纸构成。
8.根据7.所述的纸筒，其特征在于，直径为3mm以上20mm以下。
以下，本说明书中，也将1.中的纸筒用原纸称作第一原纸，2.中的纸筒用原纸称作第二原纸，第一原纸与第二原纸也合称原纸或纸筒用原纸。
本发明的纸筒用原纸，以纸为主体，对环境的负荷小。此外，本发明的纸筒用原纸虽然以纸为主体然而耐水性优异，可适用于在与水接触的用途中使用的纸筒。若使用水溶性或水分散性的粘接剂，可使制造时对环境的负荷减小，此外也可适用于例如吸管这样与口接触的纸筒。进一步，通过使用生物降解性粘接剂，即便流出至环境中，由于整体可生物降解，因此可将对环境的不良影响降至极低。
具体实施方式
<纸筒用原纸>
以下，对本发明的详细内容进行说明。
·第一原纸
本发明的第一原纸的特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，整体的基重为250g/m2以上，纸层中的最内层与最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
本发明的第一原纸具有3层以上5层以下的纸层。纸层的数量越小耐水性越优异，然而却会变得难以卷成直径小的纸筒从而卷起加工性降低。因此，纸层的数量可根据耐水性与卷起加工性进行适当调整。
本发明的第一原纸整体的基重为250g/m2以上，该基重优选为450g/m2以下，更优选为280g/m2以上420g/m2以下，进一步优选为300g/m2以上400g/m2以下。若整体的基重小于250g/m2，则在浸水时会变得容易破损。此外，若整体的基重大于450g/m2，则会有变得难以卷成纸筒的情况，此外，有时卷成后端部变得容易剥离。
本发明的第一原纸，具有3层以上5层以下的纸层，该纸层的最内层与最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。通过将纸层的最内层与最外层的基重设置为25g/m2以上75g/m2以下，可以兼顾耐水性与卷起加工性。此外，通过将最外层的基重设置为上述范围，由螺旋卷形成纸筒时的重复部分的段差变小，从而能够形成更平滑的纸筒。若最内层与最外层的基重小于25g/m2，则在纸筒制造时会变得容易发生断纸，有卷起加工性差的情况。此外，尤其在浸水时会变得容易因冲击等而破损。另一方面，若最内层与最外层的基重大于75g/m2，则会变得难以卷成纸筒，尤其当直径小时有卷起加工性差的情况。此外，尤其在浸水时会变得容易由端部发生剥离。在此，本说明书中，所谓最内层、最外层分别指制成纸筒时位于最内侧的层及位于最外侧的层。各层的基重、厚度可以相同也可以不同。
·第二原纸
本发明的第二原纸的特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，整体的基重为200g/m2以上，纸层中的最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
本发明的第二原纸具有3层以上5层以下的纸层。纸层的数量越小耐水性越优异，然而却会变得难以卷成直径小的纸筒从而卷起加工性降低。因此，纸层的数量可根据耐水性与卷起加工性进行适当调整。
本发明的第二原纸整体的基重为200g/m2以上，该基重优选为450g/m2以下，更优选为220g/m2以上420g/m2以下，进一步优选为250g/m2以上400g/m2以下。若整体的基重小于200g/m2，则在浸水时会变得容易破损。此外，若整体的基重大于450g/m2，则会有变得难以卷成纸筒的情况，此外，有时卷成后端部变得容易剥离。
本发明的第二原纸具有3层以上5层以下的纸层，该纸层的最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。通过将纸层的最外层的基重设置为25g/m2以上75g/m2以下，可以兼顾耐水性与卷起加工性，此外，由螺旋卷形成纸筒时的重复部分的段差变小，从而能够形成更平滑的纸筒。若最外层的基重小于25g/m2，则在纸筒制造时会变得容易发生断纸，有卷起加工性差的情况。此外，尤其在浸水时会变得容易因冲击等而破损。另一方面，若最外层的基重大于75g/m2，则会变得难以卷成纸筒，有卷起加工性差的情况。此外，尤其在浸水时会变得容易从端部发生剥离。此外，本发明的第二原纸中，最内层的基重优选超过75g/m2，更优选为80g/m2以上。各层的基重、厚度可以相同也可以不同。
<纸层>
本发明中，纸层为由纸浆、填料、各种辅助剂等所构成的层。将本发明的纸筒用原纸作为吸管的原纸使用时，优选使用作为食品添加物获得认可，或者已经取得FDA认证等的符合食品安全性的物质。
作为纸浆可将以下公知的纸浆适当调配使用：针叶木的漂白牛皮纸浆(NBKP)、未漂白牛皮纸浆(NUKP)、阔叶木的漂白牛皮纸浆(LBKP)、未漂白牛皮纸浆(LUKP)、亚硫酸盐纸浆(SP)等木材的化学纸浆，磨木浆(GP)、精制磨木浆(RGP)、磨石磨木浆(SGP)、化学磨木浆(CGP)、半化学纸浆(SCP)、热磨机械浆(TMP)、化学热磨机械浆(CTMP)等木材的机械纸浆，由洋麻、蔗渣、竹、麻、秸秆等得到的非木材纸浆，以旧纸为原料通过脱墨工序去除旧纸中含有的墨水而得的旧纸纸浆等。
但是，将本发明的纸筒用原纸作为吸管的原纸使用时，优选不易混入异物的LBKP、NBKP等化学纸浆，此外，优选旧纸纸浆的调配量小。具体而言，优选化学纸浆的调配量为80％以上，特别优选化学纸浆的调配量为100％。
作为填料可使用以下公知的填料：滑石、高岭土、煅烧高岭土、粘土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、白炭黑、沸石、碳酸镁、碳酸钡、二氧化钛、氧化锌、氧化硅、无定形二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、硫酸钡、硫酸钙等无机填料，脲醛树脂、聚苯乙烯树脂、酚醛树脂、微小中空粒子等有机填料等。另外，本发明中，纸层也可不使用填料，且优选不使用填料。
作为各种辅助剂，可举例松香、烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)等施胶剂(sizing agent)、聚丙烯酰胺类高分子、聚乙烯醇类高分子、阳离子化淀粉、各种改性淀粉、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等干强剂、湿强剂、助留剂、助滤剂、凝结剂、硫酸铝、疏松剂(bulking agent)、染料、荧光增白剂、pH调整剂、消泡剂、抗紫外线剂、防褪色剂、树脂控制剂、腐浆控制剂(slime controling agent)等，可根据需要适当地选择使用。
本发明中，纸层优选含有湿强剂。湿强剂可使用聚酰胺聚胺表氯醇树脂(Polyamide polyamine epichlorohydrin resin)、聚胺表氯醇树脂、聚酰胺表氯醇树脂、聚乙烯胺树脂、聚乙烯亚胺树脂等。其中尤其优选聚酰胺聚胺表氯醇树脂。
在制造工序中，湿强剂相对于全纸浆优选在0.1质量％以上1.5质量％以下的范围内进行添加，更优选在0.5质量％以上1.0质量％以下的范围内进行添加。
湿强剂的量可根据基于凯氏定氮法、能量分散型X线分析等的元素分析进行定量。本发明中，纸层中所含的湿强剂的量是指，将使用凯氏定氮法进行定量的氮元素全部设为来源于聚酰胺聚胺表氯醇树脂的情况下的换算值。相对于纸浆总量，纸层优选含有0.05％质量以上0.70质量％以下的湿强剂。
<粘接剂>
粘接剂为使相邻的纸层彼此粘接的物质。粘接剂可以无特别限制地使用，然而水溶性或水分散性的粘接剂由于制造时的环境负荷小，且还可安心用于如吸管这样与口接触的纸筒故而优选。作为水溶性粘接剂、水分散性粘接剂，例如可列举聚乙烯醇类、聚氧化乙烯类、聚丙烯酰胺类、淀粉类、明胶、酪蛋白、醚类纤维素、酚醛树脂类、水玻璃等水溶性粘接剂，丙烯酸类、乙酸乙烯酯类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类、苯乙烯-丁二烯共聚物类、氨基甲酸乙酯类、α-烯烃类等水分散性粘接剂。本发明中，作为水溶性粘接剂优选聚乙烯醇类粘接剂。此外，作为水分散性粘接剂优选丙烯酸类粘接剂。
进一步，如果粘接剂为生物降解性，则从环境的角度出发而优选。具体而言，优选由淀粉类、聚乙烯醇(PVA)类、聚乳酸(PLA)类、乙酸纤维素类、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)类、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)类等具有生物降解性的树脂构成的水溶性或水分散性的粘接剂。
将本发明的纸筒用原纸作为吸管的原纸使用时，优选使用作为食品添加物获得认可，或者已经取得FDA认证等的符合食品安全性的粘接剂。
<抄纸、粘接方法>
纸层的制造(抄纸)方法、抄纸机的机型并无特别限定，可选择长网造纸机、双网造纸机、圆网造纸机、夹网成形机(gap former)、混合成形机(叠网成形机(on-top former))等公知的制造(抄纸)方法、抄纸机。
此外，抄纸时的pH为酸性区域(酸性抄纸)、伪中性区域(伪中性抄纸)、中性区域(中性抄纸)、碱性区域(碱性抄纸)中的任何一种皆可，也可于酸性区域进行抄纸后，在纸层的表面涂布碱性药剂。
纸层粘接的方法并无特别限定，可列举将抄纸、干燥后的纸层裁成特定幅面后进行粘接的方法、在湿润状态下对抄纸后的纸层进行粘接并在干燥后进行裁切的方法等。
<纸筒>
由本发明的纸筒用原纸，可制造纸筒。纸筒的制造方法并无特别限制，可以由螺旋卷、平卷等公知的方法进行制造，然而由于可连续生产而优选螺旋卷。
纸筒的直径并无特别限制，根据其用途可采用各种直径。例如，由于本发明的纸筒耐水性优异，因此可将直径3mm以上20mm以下的纸筒适用于纸制吸管，若为直径5mm以上15mm以下，则可更加适用。另外，所谓本发明的纸筒的直径是指纸筒的外径。
将本发明的纸筒作为纸制吸管使用时，优选由下述实施例中所述方法进行测定的耐水性为10分钟以上，更优选为15分钟以上，进一步优选为20分钟以上。
实施例
以下通过实施例对本发明进行说明，然而本发明并不仅限定于下述实施例。
[实施例1]
对5层的纸层(基重40/40/110/40/40，单位均为g/m2，以下相同。此外，各纸层含有湿强剂)用淀粉类粘接剂(日本食品化工业公司制，商品名Corn Starch Y，无耐水性)的10％水溶液以使各层间固体成分为3g/m2而进行涂布从而进行粘接，制造了整体的基重为282g/m2的原纸。
[实施例2]
除对4层的纸层(基重40/110/110/40，有湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为309g/m2的原纸。
[实施例3]
除了将淀粉类粘接剂的10％水溶液换成PVA类粘接剂(Kuraray公司制，商品名：EXCEVAL HR3010，有耐水性)的10％水溶液以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为282g/m2的原纸。
[实施例4]
除了将淀粉类粘接剂的10％水溶液换成PVA类粘接剂(Kuraray公司制，商品名：EXCEVAL HR3010，有耐水性)的10％水溶液以外，与实施例2同样地制造了整体的基重为309g/m2的原纸。
[实施例5]
除了将淀粉类粘接剂的10％水溶液换成水分散性丙烯酸类粘接剂(有耐水性)的10％水分散液以外，与实施例2同样地制造了整体的基重为309g/m2的原纸。
[实施例6]
对3层的纸层(基重110/110/40，有湿强剂)用淀粉类粘接剂(日本食品化工业公司制，商品名Corn Starch Y，无耐水性)的10％水溶液以使各层间固体成分为3g/m2而进行涂布从而进行粘接，制造了整体的基重为266g/m2的原纸。
[实施例7]
除了将淀粉类粘接剂的10％水溶液换成PVA类粘接剂(Kuraray公司制，商品名：EXCEVAL HR3010，有耐水性)的10％水溶液以外，与实施例6同样地制造了整体的基重为266g/m2的原纸。
[实施例8]
除对3层的纸层(基重90/90/40，有湿强剂)进行粘接以外，与实施例7同样地制造了整体的基重为226g/m2的原纸。
[对比例1]
除对2层基重为150g/m2的纸层(无湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为303g/m2的原纸。
[对比例2]
除对3层基重为110g/m2的纸层(有湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为336g/m2的原纸。
[对比例3]
除对3层基重为110g/m2的纸层(无湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为336g/m2的原纸。
[对比例4]
除对4层基重为60g/m2的纸层(无湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为249g/m2的原纸。
[对比例5]
除对7层基重为40g/m2的纸层(有湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为298g/m2的原纸。
[对比例6]
除对7层基重为40g/m2的纸层(无湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为298g/m2的原纸。
[对比例7]
除对10层基重为25g/m2的纸层(无湿强剂)进行粘接以外，与实施例1同样地制造了整体的基重为277g/m2的原纸。
由上述得到的各原纸以螺旋卷的方式制造直径8mm、长度180mm的纸筒，并进行了下述评估。结果示于表1。另外，所谓纸层的基重的最内层侧、最外层侧，是指卷成纸筒后的内侧、外侧。
<耐水性>
向直径100mm、高度110mm的玻璃烧瓶中，注入20℃的水600ml。在制成的纸筒的一端部装置300g的砝码，并将未装置砝码的一端部向下放入玻璃烧瓶从而使其浸入水中，测量直至纸筒因荷重而弯曲的时间。
<端部的剥离>
向直径100mm、高度110mm的玻璃烧瓶中，注入20℃的水600ml。将制成的纸筒的一端部向水中浸水30秒后取出，以目视评估剥离情况。
○：无剥离
×：有剥离
[表1]
Figure BDA0002318881150000091
通过对比例，确认了纸层的枚数增加时耐水性下降的倾向。此外，尤其在纸层的最外层的基重大时，浸水时端部变得容易剥离。
由本发明的实施例1～8的纸筒用原纸，得以制造不发生端部剥离，耐水性优异的纸筒。尤其，由使用了耐水性粘接剂的实施例3、4、5、7、8的纸筒用原纸得以制造耐水性达到23分钟～33分钟的非常优异的，可适用于纸质吸管的纸筒。

Claims (8)

1.一种纸筒用原纸，其特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，
整体的基重为250g/m2以上，
所述纸层中的最内层与最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
2.一种纸筒用原纸，其特征在于，具有3层以上5层以下的纸层，
整体的基重为200g/m2以上，
所述纸层中最外层的基重为25g/m2以上75g/m2以下。
3.根据权利要求1或2所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述纸层由水溶性或水分散性的粘接剂进行粘接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述粘接剂为聚乙烯醇类。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述粘接剂为丙烯酸类。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的纸筒用原纸，其特征在于，所述纸层由生物降解性粘接剂进行粘接。
7.一种纸筒，其特征在于，由权利要求1～6中任一项所述的纸筒用原纸构成。
8.根据权利要求7所述的纸筒，其特征在于，直径为3mm以上20mm以下。
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