JP2007197845A

JP2007197845A - 板紙

Info

Publication number: JP2007197845A
Application number: JP2006014540A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hagiwara; 浩一萩原; Akiko Mitsushiba; 晶子三柴
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】冬場の乾燥期のような低温、低湿条件下においても、優れた罫線割れ防止適性を有する板紙を簡便に提供することを可能とする。
【解決手段】１０℃、３０％RH条件で７２時間調湿後の平衡水分率が１０％以上である吸湿剤を０．１〜５．０g/m^２含有することを特徴とする板紙。吸湿剤が乳酸ナトリウムであることを特徴とする前項記載の板紙。吸湿剤を含有する水性塗工液を、板紙の表面層に塗布、乾燥させて得たことを特徴とする前項記載の板紙。

Description

本発明は、優れた罫線割れ防止適性を有する板紙に関する。

板紙は、抄紙機上で複数の紙層が重ねられたもので、段ボール原紙や表層に顔料塗工した白板紙などに分類され、主として包装用資材として使用されている。

たとえば段ボールの場合、コルゲーター（貼合機）でライナと言われる板紙の上に波状に加工された中芯と言われる板紙を糊付けし、更にその上に別のライナを糊付けした３層からなる構造体である。この３層構造体（以下「段ボールシート」と略）は更に製函機で印刷、箱形状に切り抜き、折り曲げるための罫線を通常シートの４個所に付け、製函機の折り曲げ部で糊付けと４個の罫線の内２個所が折り曲げられ段ボールケース（箱）となる。

この製函折り曲げ時に、またケースを箱に組み立てる際、段ボールシートの表側は相当に伸ばされるため表側の板は破断する場合がある。この破断を「罫線割れ」と言い、軽度のものは板の表層がひび割れ状となるが、ひどいものは板の全層が割れてしまう。

この罫線割れは、板紙の含有水分率が６％以下になると発生し易い。これは、冬場の乾燥期に発生しやすく、また、段ボールシートの場合はコルゲーターでの過酷な乾燥条件にさらされた場合に発生しやすい。
この罫線割れは、罫線部折り曲げ時に表層にかかる力に対して表層が耐えられなくて発生するものであり、表層強度により左右される。そこで、このような罫線割れを防止するために、種々の提案がなされている。

例えば、下記特許文献１、特許文献２、及び特許文献３には、箱の構造を特定の構造とすることにより、罫線割れの発生を抑制することが提案されている。
また、特許文献４には、段ボールの製造工程中において、板紙の表面に水分を供給することにより、罫線割れの発生を抑制することが提案されている。
また、特許文献５には、板紙の坪量や密度を特定の範囲内とすることにより罫線割れの発生を抑制することが提案されている。

また、特許文献６には、板紙の表面に水及び水性組成物を塗工した後、更にソフトカレンダー処理を行って、罫線割れの発生を抑制することが提案されており、特許文献７には、板紙の少なくとも最外層表面に模様形成体を抄き込むことにより、罫線割れの発生を抑制することが提案されており、特許文献８には、両性界面活性剤を付与することにより罫線割れの発生を抑制することが提案されており、特許文献９には、カチオン性界面活性剤を添加することにより罫線割れの発生を抑制することが提案されている。また、特許文献１０には、抄造する際に紙力増強剤を添加して、罫線割れの発生を抑制することが提案されている。特許文献１１には、板紙の表面層の形成原料に保湿剤を含有させることにより罫線割れの発生を抑制することが提案されている。また、板紙の表面層の形成原料として柔軟剤を用いることや、該表面層の形成材料にバージンパルプを増配することも提案されている。

特開平５−１６２７３５号公報特開平７−１８７１７５号公報特開平１１−１０７５４号公報特開平７−２９０６１４号公報特開２００１−１４０１９４号公報特開２０００−３０３３８４号公報特開２０００−３３６５９７号公報特開２００１−２６２４９６号公報特開平１１−２００２７９号公報特開平６−１８４９８３号公報特開２００４−３４５６９６号公報

しかし、上述の従来の提案では、未だ要求されているほどに十分に罫線割れの発生を抑制することができていない。
例えば、板紙の表面層の形成原料に保湿剤を含有させる方法では、罫線割れが多く発生する冬場の乾燥期のような低温低湿下では、著しく保湿効果が低下して板紙本来の水分率（保湿剤を含有しない場合の板紙）からの向上は見られなくなり、罫線割れの発生を抑制する効果がなくなることが判明した。

本発明者らは、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、罫線割れは板紙の水分率が低下して脆くなることが主たる原因であり、罫線割れが多く発生する冬場の乾燥期のような低温低湿下において板紙の水分率を向上させればよいことを知見し、更に検討した結果、本発明を完成するに至った。

上記課題を解決するため本発明は以下の構成を採用する。
即ち本発明の第１は、１０℃、３０％RH条件で７２時間調湿後の平衡水分率が１０％以上である吸湿剤を０．１〜５．０g/m^２含有することを特徴とする板紙である。

本発明の第２は、吸湿剤が乳酸ナトリウムである本発明の第１に記載の板紙である。

本発明の第３は、吸湿剤を含有する水性塗工液を、板紙の表面層に塗布、乾燥させて得た本発明の第1〜２のいずれかに記載の板紙である。

本発明により、冬場の乾燥期のような低温低湿条件下においても、優れた罫線割れ防止適性を有する板紙を簡便に提供することが可能になった。

以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の板紙は、吸湿剤を０．１〜５．０g/m^２含有することを特徴とする。

吸湿剤の含有量は、０．３〜２g/m^２とするのが更に好ましい。前記吸湿剤の含有量が０．１g/m^２未満では板紙の水分率向上が低く、罫線割れ防止効果が期待できない、また、５g/m^２より多い場合は、効果が頭打ちになる。また、水分率が多くなりすぎて剛度が下がる等の恐れがあり、また、コストが掛かることから好ましくない。

本発明の対象となる板紙は、包装用に使用できる板紙であれば特に制限はなく、中でも段ボール用板原紙、白板紙、貼合紙などが代表的な例である。また、それらに使用されるパルプも特に制限はない。

従来より、紙に対しては、グリセリン、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ソルビット等の多価アルコール類などのいわゆる保湿剤が用いられているが、本発明は吸湿剤を用いることに特徴がある。
本発明における吸湿剤とは、空気中の水分を多く吸収する物質であって、板紙に塗工した際に、乾燥条件下でいったん水分率が減少した板紙であっても、水分率を復元もしくは向上させる効果が保湿剤以上に高いものを意味する。
本発明において吸湿剤とは、予め１１０℃で６時間乾燥させた後、更に１０℃、３０％RH条件で７２時間調湿後の平衡水分率が、１０％以上の物質を示すものと定義する。
また、上記吸湿剤は、板紙の表面に塗布含浸させることが容易であることから水溶性であるものがさらに望ましい。
水溶性の吸湿剤には、塩化カルシウム等の無機系吸湿剤、また乳酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等の有機系吸湿剤が存在するが、一般に有機系吸湿剤は、無機系吸湿剤よりも冬場の乾燥期のような低湿条件における吸湿効果が高いのでより好適に用いられる。また有機系吸湿剤は抄紙・塗工工程の設備のサビの原因になりにくいという利点がある。
本発明において、吸湿剤としては、具体的には、乳酸ナトリウムが特に好適に用いられる。
なお、乳酸ナトリウムには、その誘導体も範疇に含まれるものとする。

また、前記吸湿剤は、水分保持効果のあるグリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ブチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビット等保湿剤と適宜併用することが可能である。

本発明においては、上記吸湿剤を板紙へ付与する方法に特に制限はなく、例えば、板紙の片面、もしくは両面に塗布する塗布法、パルプスラリーへ内添する内添法等が必要に応じて任意に用いられるが、吸湿剤の歩留まりや作業性の面からは、吸湿剤を含有する水性塗工液を板紙の表面に塗布、乾燥させて付与する塗布法が特に好適である。なお、塗布する場合には、両面に塗布しても良いが、片面のみの場合は、曲げ応力が大きくかかる表面層にのみ塗布すればよい。
また、内添法の場合、板紙は一般に多層抄きであるが、この全層のパルプスラリーに吸湿剤を添加してもよく、また、折り曲げ時に曲げ応力が最も大きくかかる表層となるパルプスラリーにのみ添加する等の選択的な添加を行ってもよい。
塗布法の場合、塗布設備は、通常採用される任意の設備で良く、例えば、バーコーター、ロッドメタリングコーター、ブレードコーター、グラビアコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、マシンカレンダーに付けられた水ドクター等が用いられる。

本発明において、内添薬品は必要に応じて任意に使用可能である。
内添薬品としては、例えば、硫酸バンド、ロジン等のサイズ剤、ポリアクリルアミド、澱粉等の紙力増強剤、ポリアマイド等の濾水歩留り向上剤、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等の耐水化剤、消泡剤、タルク等の填料、染料、スライムコントロール剤、抗菌剤等がある。

また、塗布薬品も必要に応じて任意に使用可能である。
塗布薬品としては、例えば、マレイン化石油樹脂変性アルキッド樹脂、スチレンとアクリルモノマーまたは無水マレイン酸共重合体等の表面サイズ剤、ポリビニルアルコール、澱粉、ポリアクリルアミド等の表面紙力向上剤、染料、着色顔料、抗菌剤、防錆剤、難燃剤、導電剤等がある。

板紙の抄造に当っては、一般には多層の抄合せであるが、単層抄きでも良い。
また、原料となるパルプには特段の制約はなく、例えばＮＵＫＰ、ＬＵＫＰ、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ等の化学パルプ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＧＰ、ＳＣＰ等の機械パルプ、新聞、雑誌、オフィス用紙、情報用紙、段ボ−ル、紙器箱等の古紙パルプ等がある。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例、比較例中の％は、特に断らない限り質量％を示す。

＜実施例1＞
表面層として、未晒針葉樹クラフトパルプと段ボール古紙パルプ（５０：５０）からなるウエットシート（乾燥後、更に２３℃、５０％RH条件で調湿したときに５０g/m^２に相当）、中層として、段ボール古紙パルプからなるウエットシート（乾燥後、更に２３℃、５０％RH条件で調湿したときに１００g/m^２に相当）、裏面層として、同じく段ボール古紙パルプからなるウエットシート（乾燥後、更に２３℃、５０％RH条件で調湿したときに１００g/m^２に相当）を作製し、該表面層、中層、裏面層を、各々ウェット状態で貼合、乾燥させて、２５０g/m^２の板紙を得た。
次に、上記板紙の表面層側に、乳酸ナトリウム（乳酸ナトリウム／昭和化工社製）１０質量％水溶液を、手塗りバーを用いて乳酸ナトリウム有効成分が０．７g/m^２になるように塗布し、乾燥させた後、２３℃、５０％RHで調湿して板紙を得た。

＜実施例２＞
乳酸ナトリウム３０質量％水溶液を用い、塗布量を２．５g/m^２とした以外は、実施例1と同様にして板紙を得た。

＜比較例１＞
吸湿剤を塗布しなかった以外は実施例１と同様にして板紙を得た。

＜比較例２＞
乳酸ナトリウム１質量％水溶液を用い、塗布量を０．０８g/m^２とした以外は、実施例1と同様にして板紙を得た。

＜比較例３＞
吸湿剤に換えて、保湿剤であるポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００／第一工業製薬社製）を２．５g/m^２塗布した以外は、実施例２と同様にして板紙を得た。

吸湿剤、保湿剤の水分率、および、上記実施例、比較例を以下に述べる方法により測定、評価し、その結果を表1に示す。

〔吸湿剤、保湿剤の１０℃、３０％RH、７２時間調湿後の平衡水分率〕
吸湿剤あるいは保湿剤を、１０℃、３０％湿度で７２時間調湿後、次式により平衡水分率を算出した。
平衡水分率（％）＝（（Ａ−Ｂ）×１００）/Ａ
ここで、Ａ：１０℃、３０％湿度で７２時間調湿後の質量（ｇ）
Ｂ：１１０℃、６時間乾燥時の質量（ｇ）
とする。

〔５０g/m^２低温低湿下水分率〕
各実施例、比較例において、表面層に相当する５０g/m^２のシートを板紙と別に作製し、各実施例、比較例で塗工したものと同じ吸湿剤、保湿剤を各同量塗布し、熱風乾燥器で乾燥後、２３℃、５０％湿度で２４時間調湿し、さらに、１０℃、３０％湿度で４８時間調湿した後、ＪＩＳ−Ｐ−８１２７に準じて水分率を測定した。

〔罫線割れ長さ率〕
実施例、比較例で得た板紙の罫線割れ防止効果を、下記の方法により得た罫線割れ長さ率により評価した。
表層面を外側にして半分に折り畳み、１０℃、３０％湿度で４８時間調湿したシートを０．６ｍｍのクリアランスに設定したラボミニキャレンダーを通過させ、折り目部分に発生した割れ長さを測定し、下の式から割れ長さ率を求めた。
割れ長さ率（％）＝｛割れた長さ（mm）÷シート全体の長さ（mm）｝×１００

Claims

１０℃、３０％RH条件で７２時間調湿後の平衡水分率が１０％以上である吸湿剤を０．１〜５．０g/m^２含有することを特徴とする板紙。
吸湿剤が乳酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載の板紙。
吸湿剤を含有する水性塗工液を、板紙の表面層に塗布、乾燥させて得たことを特徴とする請求項1〜２のいずれかに記載の板紙。