JP2005336657A

JP2005336657A - 発泡紙及びその製造方法

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Publication number: JP2005336657A
Application number: JP2004157523A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kurokawa; 覚黒川; Hiroshi Mizobuchi; 博士溝渕; Tadashi Yamamoto; 正山本
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】原料パルプに古紙パルプを使用した場合であっても、紙層間で剥離しない発泡紙を提供する。
【解決手段】３層以上の紙層からなる多層抄き板紙１の中層５が、パルプ固形分１００質量部あたり３０質量部以上の針葉樹クラフトパルプ１１と、パルプ固形分１００質量部に対して１〜３０質量部の熱発泡性粒子９とを含有する発泡紙。熱発泡性粒子としては、熱可塑性合成樹脂からなる外殻に低沸点溶剤を封入した熱膨張性のマイクロカプセルを使用することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層抄き板紙の中層に熱発泡性粒子を配合した発泡紙及びその製造方法に関する。

多層抄き板紙の中層に熱発泡性粒子を配合した発泡紙は、断熱性に優れることから、保温を必要とする物品を搬送、保管するための段ボールケース等に用いられている。

発泡紙に十分な断熱性を付与するためには、パルプ固形分１００質量部に対し熱発泡性粒子を１〜３０質量部程度配合する必要がある。板紙の表面付近に熱発泡性粒子が多く存在すると、熱発泡性粒子が脱落したり、製造時の乾燥工程で温度によっては熱発泡性粒子が溶解し、プレス、ローラー等に樹脂が付着して汚染する等の問題が生じる。この問題を防止すべく、発泡紙を３層以上の多層構造とし、中層に熱発泡性粒子を配合すると共に、熱発泡性粒子を含まない紙層を表層とすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−４９４００号公報（段落番号（００１７））

中層に熱発泡性粒子を配合した発泡紙は、熱発泡性粒子を配合した紙層と、その紙層に隣接する紙層との間で、パルプ繊維同士の水素結合による接着力が低下するため層間強度が弱くなる。このため、段ボールケース等に加工して使用した場合には紙層間で剥離を生じることがある。

板紙の層間強度を高めるため、従来、層間スプレーを使用して紙層同士を接着したり、紙層にポリアクリルアミドや澱粉を配合する方法等が用いられているが、いずれも発泡紙の層間強度を高める効果が十分に得られるものではない。

更に、近年では省資源化の社会的要請により、紙材の原料に古紙パルプが多く使用されているが、古紙パルプを使用した発泡紙は層間強度が低く、紙層間の剥離を生じやすい。従って、本発明の目的は、原料に古紙パルプを使用する場合であっても層間強度が高く、紙層間で剥離しにくい発泡紙を得ることにある。

本発明者等は鋭意研究の結果、熱発泡性粒子を含有する中層に針葉樹クラフトパルプを所定量配合することにより、熱発泡性粒子を含有する紙層とその隣の紙層の間の層間強度を高めることができ、古紙パルプを使用した場合であっても紙層間剥離を生じにくい発泡紙が得られることを見出した。

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〕３層以上の紙層からなる多層抄き板紙の少なくとも１の中層が、パルプ固形分１００質量部あたり３０質量部以上の針葉樹クラフトパルプと、パルプ固形分１００質量部に対して１〜３０質量部の熱発泡性粒子とを含有することを特徴とする発泡紙。

〔２〕熱発泡性粒子を含有する中層に隣接する少なくとも１の紙層が、パルプ固形分１００質量部あたり１０質量部以上の針葉樹クラフトパルプを含有する〔１〕に記載の発泡紙。

〔３〕熱発泡性粒子を含有する中層、及び熱発泡性粒子を含有する中層に隣接する紙層のうち、少なくとも１層が叩解機器を使用して叩解したパルプである〔１〕又は〔２〕に記載の発泡紙。

〔４〕ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に規定する層間強度が６５ｍＪ以上である〔１〕乃至〔３〕のいずれかに記載の発泡紙。

〔５〕少なくとも１の中層用紙料に針葉樹クラフトパルプと熱発泡性粒子とを配合し、表層用紙料及び裏層用紙料とともに多層抄き抄紙機により抄紙した後、ドライヤーにより熱発泡性粒子を加熱して発泡させることを特徴とする〔１〕に記載の発泡紙の製造方法。

本発明によれば、原料パルプとして古紙パルプを使用した場合であっても、層間強度が高い発泡紙を得ることができる。本発明の発泡紙は、保温を必要とする物品の包装用紙、紙器等として好適である。

本発明の発泡紙の一例を図１に示す。

本発明の発泡紙１は、少なくとも３層からなる多層抄き板紙であって、表層３と裏層７との間に、１又は複数の中層５を設ける。発泡紙１を構成する紙層は、図１に示すように、表層３と裏層７との間に１の中層５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。

中層５は、熱発泡性粒子９と、針葉樹クラフトパルプ１１を必須成分として含有する。

熱発泡性粒子９は、熱発泡性マイクロカプセルを加熱により発泡させた平均粒径２０〜１５０μｍ程度の粒子が好ましい。

熱発泡性マイクロカプセルとは、熱可塑性合成樹脂の微細粒子外殻、すなわちマイクロカプセルの内部に低沸点溶剤を封入して成る熱膨張性のマイクロカプセルである。本発明においては、加熱により体積が５０〜１３０倍に膨張する平均粒径が５〜３０μｍの熱発泡性マイクロカプセルを使用することが好ましい。外殻を構成する熱可塑性合成樹脂としては、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の共重合体等を挙げることができる。内部に封入する低沸点溶剤としては、例えば、イソブタン、低沸点ハロゲン化炭化水素、メチルシラン等が使用できる。

前記熱発泡性マイクロカプセルは、加熱により外殻を構成する熱可塑性合成樹脂が軟化点以上になると、内部に封入したイソブタン等の低沸点溶剤の蒸気圧により外殻が膨張して独立気泡を形成する。

このような熱発泡性マイクロカプセルとしては、例えば松本油脂製薬株式会社製マツモトクロスフェアーＦ−３０Ｄ、同Ｆ−３０ＧＳ、同Ｆ−２０Ｄ、同Ｆ−５０Ｄ、同Ｆ−８０Ｄ、あるいは日本フェライト株式会社製エクスパンセルＷＵ、同ＤＵ等が知られているが、これに限るものではない。

中層５における熱発泡性粒子９の配合量は、中層５を形成するパルプ固形分１００質量部に対して１〜３０質量部とするが、３〜２０質量部とすることが好ましい。熱発泡性粒子の配合量が１質量部未満では、発泡紙に十分な厚みと断熱性を付与することができず、３０質量部を超えると層間強度が著しく低下する。

針葉樹クラフトパルプ１１の配合量は、中層５を形成するパルプ固形分１００質量部あたり３０質量部以上とすることが好ましく、３０〜５０質量部とすることがより好ましい。針葉樹クラフトパルプとしては、古紙に由来するものであってもよい。

中層５を形成するパルプとしては、針葉樹クラフトパルプの他、例えば広葉樹クラフトパルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を制限なく用いることができるが、古紙パルプを使用することが資源の再利用の点で好ましく、針葉樹クラフトパルプを含有する古紙パルプを使用することがより好ましい。古紙パルプの含有量としては、中層５を形成するパルプ固形分１００質量部あたり５０〜７０質量部とすることが好ましい。

表層３及び裏層７を形成するパルプは特に制限されず、通常板紙に使用するパルプを制限することなく用いることができる。かかるパルプとしては、例えば、広葉樹クラフトパルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を挙げることができ、本発明においてはこれらのパルプを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。

本発明の発泡紙は、熱発泡性粒子を含有する中層５に加えて、中層５に隣接する２の紙層（図１においては表層３及び裏層７）のうち少なくとも１層が針葉樹クラフトパルプを含有することが好ましい。針葉樹クラフトパルプの含有量としては、紙層を形成するパルプ固形分１００質量部あたり１０質量部以上含有することが好ましい。中層５に隣接する少なくとも１の紙層に針葉樹クラフトパルプを配合することにより、中層５と当該紙層との間の層間強度をより高めることができる。

なお、紙層を形成するパルプの種類、配合量については、ＪＩＳＰ８１２０「紙、板紙及びパルプ繊維組成試験方法」により特定することができる。

更に、中層５及び中層５に隣接する紙層（表層３、裏層７）のうち、少なくとも１層は、ダブルディスクリファイナー（ＤＤＲ）、シングルディスクリファイナー（ＳＤＲ）等の叩解機器を使用して叩解したパルプを使用することが好ましい。これらの叩解機器を使用したパルプは繊維がフィブリル化しているため、紙層間で繊維同士の水素結合が形成されやすく、発泡紙の層間強度をより高めることが可能となる。

本発明の発泡紙には、本発明の効果を損なわない範囲内で通常用いられる紙力剤や他の添加剤を内添してもよい。紙力剤としては、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類；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。他の添加剤としては、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。

本発明の発泡紙のＪＩＳＰ−８１２４に基づく坪量としては、１００〜３５０ｇ／ｍ²とすることが好ましく、１５０〜２５０ｇ／ｍ²とすることがより好ましい。発泡紙の厚さとしては特に制限はないが、２００〜７００μｍとすることが好ましく、３００〜４５０μｍとすることがより好ましい。

本発明の発泡紙は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に規定する層間強度を６５ｍＪ以上とすることが好ましい。層間強度の値は高いほど好ましいが、製造できる発泡紙の層間強度の上限値は、通常１１０ｍＪ程度である。発泡紙の層間強度は、針葉樹クラフトパルプの含有量を上記範囲内で調整することにより６５ｍＪ以上とすることができる。

本発明の発泡紙は、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）針葉樹クラフトパルプと熱発泡性粒子を配合した少なくとも１の中層用紙料と、表層用紙料、裏層用紙料を調製する。
（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するとともに熱発泡性粒子を発泡させ、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、発泡紙を得る。

実施例１〜１１、比較例１〜４
下記に示す組成の第１〜第５層用ベース紙料を調製し、これらのベース紙料に表１〜３に示すように針葉樹クラフトパルプを配合して第１〜第５層用の紙料とした。各紙料は、叩解機器を使用して叩解した後、又は叩解することなくそのまま使用した。第２層用の紙料に熱発泡性粒子（松本油脂製薬株式会社製、マツモトクロスフェアーＦ−３０Ｄ）を添加し、第１〜第５層用紙料を円網多層抄き方式の抄紙機に供給して５層抄き発泡紙を抄紙した。乾燥工程においてはドライヤーにより温度９０〜１２０℃で発泡紙を乾燥するとともに第２層に配合した熱発泡性粒子を発泡させた。なお、抄紙機で抄紙する際の抄紙速度は１７０ｍ／分とした。得られた発泡紙は、いずれも坪量１７０ｇ／ｍ²、厚さ３５０μｍであった。

得られた発泡紙の各層におけるパルプ固形分１００質量部あたりの針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）の含有量、紙料の叩解の有無又は叩解に使用した叩解機器の種類、第２層におけるパルプ固形分１００質量部に対する熱発泡性粒子の含有量と、下記の方法により測定した発泡紙の層間強度を表１〜３に示す。

（第１層用ベース紙料）
上白古紙パルプ５０質量部、コート古紙パルプ５０質量部
（第２層用ベース紙料）
広葉樹クラフトパルプ５０質量部、上白古紙パルプ５０質量部
（第３〜５層用ベース紙料）
段ボール古紙パルプ１００質量部

〈層間強度〉
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に規定するインターナルボンドテスタ法により測定した。この方法は、最も層間強度が低い箇所で紙層を剥離させ、剥離した紙層間の層間強度を測定するものである。実施例１〜１１及び比較例１〜４においては、いずれも第２層と第３層の間で紙層が剥離した。

本発明の発泡紙の一例を示す断面図である。

符号の説明

１発泡紙
３表層
５中層
７裏層
９熱発泡性粒子
１１針葉樹クラフトパルプ

Claims

３層以上の紙層からなる多層抄き板紙の少なくとも１の中層が、パルプ固形分１００質量部あたり３０質量部以上の針葉樹クラフトパルプと、パルプ固形分１００質量部に対して１〜３０質量部の熱発泡性粒子とを含有することを特徴とする発泡紙。
熱発泡性粒子を含有する中層に隣接する少なくとも１の紙層が、パルプ固形分１００質量部あたり１０質量部以上の針葉樹クラフトパルプを含有する請求項１に記載の発泡紙。
熱発泡性粒子を含有する中層、及び熱発泡性粒子を含有する中層に隣接する紙層のうち、少なくとも１層が叩解機器を使用して叩解したパルプである請求項１又は２に記載の発泡紙。
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−２に規定する層間強度が６５ｍＪ以上である請求項１乃至３のいずれかに記載の発泡紙。
少なくとも１の中層用紙料に針葉樹クラフトパルプと熱発泡性粒子とを配合し、表層用紙料及び裏層用紙料とともに多層抄き抄紙機により抄紙した後、ドライヤーにより熱発泡性粒子を加熱して発泡させることを特徴とする請求項１に記載の発泡紙の製造方法。