JP2018048426A - グラシン紙及び該グラシン紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明性及び生産性に優れたグラシン紙、及び、該グラシン紙の製造方法を提供すること。【解決手段】フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ２の基紙の両面に、両面の合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ２となるポリビニルアルコール系樹脂を含有するグラシン紙。不透明度が２０．０％以下であり、剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下であることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、グラシン紙及び該グラシン紙の製造方法に関する発明であり、とりわけ食品の包装、薬包用、窓付き封筒、ラミネート加工紙等に使用されるグラシン紙及び該グラシン紙の製造方法に関する。

グラシン紙は、一般の紙より薄く透明性を有していることが大きな特徴であり、このグラシン紙は、化学パルプを粘状になるまで高度に叩解した原料を、水分を持たせた紙にスーパーカレンダー等の熱圧処理装置を用いて押圧し、仕上げることによって製造される薄葉紙である。

グラシン紙は、セロファンなどのフィルム類に比べて安価であるものの、透明性が劣っているため、特に近年は、透明性を向上させることが求められている。グラシン紙は、パルプ繊維間の空隙が一般の紙に比べて少なく、紙内部での光の乱反射が抑えられるので、高い透明性を発現することができる。従って、グラシン紙の透明性を向上させる方法としては、叩解度を上げたパルプ繊維を用いる方法が使用されている。

従来、グラシン紙の透明性を向上させる他の方法としては、両性化デンプンを基紙のパルプ繊維間に含有させる方法（特許文献１）や、水性樹脂のスチレン・（メタ）アクリル酸共重合体を使用した透明紙（特許文献２）が提案されている。

特開２０１４−１９６５７１号公報 特開２０１６−６０９８１号公報

上記特許文献１に開示されたグラシン紙は、両性化デンプンを原料パルプに混合してから抄造を行うので、所望の透明度を得ることができないだけでなく、抄紙前に両性化デンプンがパルプ繊維間に詰められるので、ワイヤーパートにおける脱水能の低下による抄造難、地合不良、引裂強さの低下などの問題が発生するため、生産性に劣るという欠点があった。

前記特許文献２に開示された透明紙は、水性樹脂として、スチレン・（メタ）アクリル酸共重合体を含む透明紙であるが、前記水性樹脂は、例えば抄紙工程内のサイズプレスや乾燥ドライヤーにおいて樹脂由来の汚れが発生しやすいため、生産性が低下する等の欠点があった。

従って本発明の第一の目的は、透明性及び生産性に優れたグラシンを提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、透明性に優れると共に、生産性にも優れたグラシン紙の製造方法を提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討したところ、フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなり、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面に、ポリビニルアルコール系樹脂を１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２含有させてなる、不透明度が２０．０％以下で、剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下であるグラシン紙が、透明性が高く、生産性にも優れていることを見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は、フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面に、両面の合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２となる量のポリビニルアルコール系樹脂を含有するグラシン紙であって、不透明度が２０．０％以下であり、剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下であることを特徴とするグラシン紙、及び、フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面に、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる塗工液を、グラシン紙となった乾燥後の塗工量が両面の合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２となるように含浸させた後、水分が１０．０%未満になるまで乾燥させて巻取紙とする工程（１）、前記巻取紙に水分を付与して水分が１４．０〜３０．０％になるように調整する工程（２）、及び、前記工程によって得られた湿紙の塗工面に、温度が５０℃〜１４０℃、トータル線圧が２００〜６，０００ｋｇ／ｃｍの熱圧処理を、多段のスーパーカレンダーを用いて行なうことによって平滑化する工程（３）を含むことを特徴とする、グラシン紙の製造方法である。

また、本発明で使用するポリビニルアルコール系樹脂は、エチレン単位の含有量が２〜１９モル％で、粘度平均重合度が２００〜２，０００、及び、けん化度が８０〜９９．９９モル％である、エチレン変性ポリビニルアルコール系樹脂であることが好ましい。

本発明においては、更に、湿潤紙力剤、耐水化剤、滑剤、樹脂ビース、表面サイズ剤から選ばれる助剤の少なくとも１種の助剤を使用することが好ましく、該助剤の使用量は、前記ポリビニルアルコール系樹脂１００質量部に対して３．０〜７．０質量部であることが好ましい。

本発明のグラシン紙は、十分な透明性を有するにも拘らず、製造時において良好な剥離性を有するので、製造工程において、サイズプレス・ドライヤー等の汚れが生じにくく、生産性にも優れるという効果を奏する。

本発明に係るグラシン紙は、フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面にポリビニルアルコール系樹脂（以下「ＰＶＡ」という）を１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２含有するグラシン紙であって、不透明度が２０．０％以下で剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下であるグラシン紙である。

前記、フリーネスが５０ｍｌ未満の場合には、叩解パルプのろ水性が低下し、抄紙工程における脱水性が低下するので、乾燥工程における乾燥性が低下して生産性が悪化する。フリーネスが４００ｍｌを超えると、得られたグラシン紙の不透明度が高くなり、透明性が低下する。
尚、本発明におけるフリーネスとは、ＪＩＳ Ｐ８１２１−２：２０１２に規定されるカナダ標準ろ水度法において、パルプ採取量を前記ＪＩＳで規定された３ｇから０．３ｇに、ワイヤーを前記ＪＩＳで規定されたＪＩＳ規格スクリーンプレートから８０メッシュワイヤーに、それぞれ変更して測定したフリーネスのことをいう。

前記フリーネスによる生産性および経済性の関係から、グラシン紙の基紙（原紙）の坪量は２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２であることが必要である。坪量が２０．０ｇ／ｍ^２未満では、グラシン紙としての強度が足らず、坪量が５０．０ｇ／ｍ^２を超えると、抄紙工程におけるろ水性が低下して生産性が悪化する。
尚、坪量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に基づいて測定したものである。

本発明のグラシン紙の基紙は、公知の長網、ツインワイヤー、円網、傾斜短網、円短混合抄紙機、ヤンキー抄紙機、乾式を含む全ての抄紙機での生産が可能である。また、主に１層抄きで抄造されるが、２層以上の多層抄きで抄造することもできる。また基紙の抄造時に、通常の紙と同様に、ロジン系サイズ剤、ロジン系エマルジョンサイズ剤等のサイズ剤やポリアミドエピクロロヒドリン等の湿潤紙力剤、ポリアクリルアミド等の乾燥紙力剤等の、公知の添加剤を使用することができる。その場合、添加方法はパルプスラリーへの内添であってもよいし、塗工による外添であってもよい。

前記ＰＶＡを基紙の片面に塗工しただけでは透明性が得られないものの、基紙の両面から塗工することにより、高い透明性、及び、適度に弱い剥離強さを有するグラシン紙とすることができる。前記ＰＶＡの含有量は、基紙の両面合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２とする。含有量が１．０ｇ／ｍ^２未満では、グラシン紙として十分な透明性が得られない。また、１０．０ｇ／ｍ^２を超えると、例えばサイズプレス等の塗工工程及びドライヤー等の乾燥工程において樹脂由来の汚れが頻発して生産性が低下する。
尚、ＰＶＡの含有量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に基づいて測定した基紙とグラシン紙との坪量の差である。

上記のようにすることにより、本発明のグラシン紙の不透明度を２０．０％以下とすると共に、剥離強さを１００ｇｆ／３ｃｍ以下とすることができる。十分な透明度とするためには、グラシン紙の不透明度が２０．０％以下であることが必要である。また、剥離強さを１００ｇｆ／３ｃｍ以下とすることにより、製造工程における塗工層同士の剥離性が良好となる。本発明においては、剥離強さは１０〜９８ｇｆ／３ｃｍであることが好ましく、５〜７０ｇｆ／３ｃｍであることが、更に好ましい。
尚、本発明における不透明度とは、ＪＩＳ Ｐ８１４９：２０００に基づいて測定した数値である。

本発明のグラシン紙における剥離強さとは、以下の方法により測定されたものである。
１．幅４ｃｍ（横方向）×長さ６ｃｍ（縦方向）に切り出したグラシン紙のサンプル２枚を、２０℃の水に５秒間浸漬した後、一方の面同士を貼りあわせ、５０ｋｇ／ｍ^２の圧力でロールに通す。
２．張り合わされたサンプルを、ＪＩＳ Ｐ８１１１：１９９８の環境（２３℃、５０％ＲＨ）で２０分間調湿し、サンプル全体の水分を１５％程度に調整する。
３．サンプルの幅を３ｃｍにカットして、試験片とする。
４．上記試験片を、テンシロン引張り試験機で、前記貼りあわせサンプルの２端を掴み、縦方向に引張り速度３０ｍｍ／分の条件で剥離させ、剥離強さを測定する。

上記測定方法によって得られた剥離強さを、前記した範囲とすることにより、水分を付与した巻取紙を熱圧処理する際、又は、梅雨時などの高湿度の条件下で保管されていた巻取紙を、熱圧処理するために巻出す際における、塗工層間の剥離性が良好となる。これにより、巻取紙を巻き出す際のブロッキングの発生が防止される。

上記のブロッキング性については、作業員５名が、目視で剥離時の巻取紙の表面を観察して総合評価を行ない、前記した測定方法によって定義される剥離強さとの関係が、下記表の通りとなることが確認された。

上述した効果を得るという観点から、本発明のグラシン紙におけるＰＶＡの含有量は、前記剥離強さ、不透明度、生産性の観点から、１．０〜１０．０ｇ／ｍ²であることが必要であり、特に、１．０〜４．０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

本発明で使用するＰＶＡとしては、エチレン単位の含有量が２〜１９モル％、粘度平均重合度が２００〜２，０００、及びけん化度が８０〜９９．９９モル％であるエチレン変性ＰＶＡが好ましい。この変性ＰＶＡの例としては、特許第４７７２１７５号に記載されたＰＶＡを挙げることができる。
このように、エチレン基を含有するＰＶＡを使用することにより、耐水性を向上させることができ、これにより、剥離性が向上する。またＰＶＡは、スチレンアクリル樹脂等の他の樹脂と比較して、サイズプレスやドライヤーにおける汚れが生じにくいので、生産性の観点からもＰＶＡを使用することが最も好ましい。
また、前記変性ＰＶＡはエチレン基を含有しないＰＶＡより耐水性が高く、前記助剤を含有しなくても本発明のグラシン紙を得ることが容易である。

また、本発明においては、更に透明性・生産性を向上させるために、ＰＶＡに湿潤紙力剤、耐水化剤、滑剤、樹脂ビース、表面サイズ剤から選ばれる少なくとも１種の助剤を、ＰＶＡ１００質量部に対して固形分で３．０〜７．０質量部含有させることが好ましい。これらの助剤を加えることにより、グラシン紙表面の耐水性と被膜性が向上するため、剥離性や透明性が向上し、生産性が更に向上する。
尚、前記ＰＶＡと助剤の含有量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に基づいて測定した基紙とグラシン紙との坪量の差である。

前記湿潤紙力剤としては、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂やポリアミンエピクロロヒドリン樹脂、耐水化剤としては印刷適性向上剤、滑剤としてはポリエチレンワックス、脂肪酸エステルおよびアクリル系樹脂、樹脂ビーズ、表面サイズ剤としてはアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）やスチレンアクリル系のものを使用することができる。
また、エチレン基を含有しないＰＶＡを使用する場合でも、前記した助剤を使用することによって、前述した透明性等を向上させることができる。

本発明のグラシン紙は、前記ＰＶＡ含有溶液を、基紙の両面から基紙に含浸させた後、水分が１０．０%未満になるまで乾燥させて、一旦巻き取って巻取紙とする。次いで、水分を付与して紙の水分が１４．０〜３０．０％になるように調整した後、多段のスーパーカレンダー等によって熱圧処理を行なうことにより得られる。このとき、前記した処方が満たされていないと、熱圧処理前の水分を含んだ巻取紙をスーパーカレンダーに通す際に、巻取紙中の基紙の両面の塗工層同士が貼り付いて、ブロッキングが生じ、剥離し難くなる。また、カレンダーロール等に樹脂由来の汚れが付着する等、グラシン紙を安定に生産することが困難となる。従って、透明性を付与しながら汚れが生じにくく、同時に剥離性を付与するＰＶＡを使用することが重要となる。上記製造方法により、巻取紙中の水分が均一となり、剥離性、透明性及び生産性に優れたグラシン紙が得られる。

グラシン紙の生産性は、抄紙工程のなかの、例えばサイズプレス塗工機における汚れ方、サイズプレスタンクでの溶解のしやすさ、抄紙機内におけるドライヤーの汚れ方によって左右される。これらの観点から、本発明においてはＰＶＡ溶液を処方するが、所望の効果を阻害しない範囲で、アクリル系、スチレンアクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ニトロセルロース系樹脂の少なくとも１種の樹脂を、ＰＶＡに加えて使用することも可能である。

本発明においては、グラシン紙の剥離性、透明性及び生産性を向上させるために、前述したように、前記ＰＶＡに、湿潤紙力剤、耐水化剤、滑剤、樹脂ビース、表面サイズ剤から選ばれる少なくとも１種の助剤を使用することが好ましく、該助剤の使用量は、前記ポリビニルアルコール系樹脂１００質量部に対して３．０〜７．０質量部となるように混合して塗工することが特に好ましい。

塗工液の粘度は、オンマシン型サイズプレス装置等の塗工設備における操作性や生産性を向上させるという観点から、２〜７０ｍＰａ・ｓになるように希釈して塗工液とすることが好ましい。前記した塗工液の粘度は、Ｂ型粘度計（東京計器製）を用いて、３５℃、６０ｒｐｍの条件下で測定した値である。

塗工液を塗布する装置としては、ゲートロールコーター、２ロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、バーブレードコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなどを例示することができる。これらの中でも、オンマシン塗工をすることができる上、塗工量を高くすることができるという観点から、本発明においては、２ロールサイズプレスやシムサイザーを使用することが好ましい。

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
［実施例及び比較例］

ＤＤＲにてフリーネス４０ｍｌとなるように叩解したクラフトパルプを原料とし、長網抄紙機で坪量３０．０ｇ／ｍ^２の基紙を抄造し、オンマシン２ロールサイズプレスを使用して、主要樹脂及び助剤を下記の各表の含有量となるようにし、ドライヤー乾燥を行って水分８．０％の基紙を得た。その後、この基紙に水分を付与して水分１５．０％の湿紙とし、温度１３０℃、線圧２５０ｋｇ／ｃｍの条件でスーパーカレンダー処理し、グラシン紙を得た。
得られたグラシン紙について、前述した方法によって、透明性及び剥離強さを測定した。生産性の評価は下記に示す。

グラシン紙（基紙）の生産性を、マシン運転員５名が、目視によって下記の４段階評価を行うことによって総合評価した。
◎：サイズプレス・ドライヤーが汚れない、生産性良好
○：サイズプレス・ドライヤーがやや汚れるが、生産性に影響なし
△：サイズプレス・ドライヤーが汚れ、洗浄に時間がかかる
×：短時間でサイズプレス・ドライヤーが汚れ、生産が困難
上記の４段階評価においては、〇及び◎が、生産可能であることを示す。

各実施例、比較例の組成及び試験結果を表２〜表６に示す。

表２〜６から明らかなように、本発明である実施例１〜実施例３８のグラシン紙は、何れも剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下、且つ、不透明度が２０．０％以下となり、剥離性及び透明性が共に良好である上、生産性総合評価は◎〜○であり、生産性に優れていることが確認された。

しかしながら、比較例１及び２のように、ＰＶＡの含有量が限界量を超える場合は、助剤と組み合わせても、生産性総合評価が△となり、生産性が低下することが確認された。
比較例３〜８から明らかなように、ＰＶＡを使用した場合は、スチレンアクリル樹脂を使用した場合より優れていることが確認された。

本発明のグラシン紙は、十分な透明性を有し、製造工程における汚れが軽減され、生産性が高いので、食品包装、薬包用、窓付き封筒、ラミネート加工紙などに広く利用することができ、産業上極めて有用である。

Claims (8)

1. フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面に、両面の合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２となる量のポリビニルアルコール系樹脂を含有するグラシン紙であって、不透明度が２０．０％以下であり、剥離強さが１００ｇｆ／３ｃｍ以下であることを特徴とするグラシン紙。
2. 前記ポリビニルアルコール系樹脂が、エチレン基単位の含有量が２〜１９モル％、粘度平均重合度が２００〜２０００、及びけん化度が８０〜９９．９９モル％であるエチレン変性ポリビニルアルコール系樹脂である、請求項１に記載されたグラシン紙。
3. 前記ポリビニルアルコール系樹脂が、更に、湿潤紙力剤、耐水化剤、滑剤、樹脂ビース、表面サイズ剤から選ばれる少なくとも１種の助剤を含有する、請求項１又は２に記載されたグラシン紙。
4. 前記助剤を、前記ポリビニルアルコール系樹脂１００質量部に対して３．０〜７．０質量部含有する、請求項３に記載されたグラシン紙。
5. フリーネスが５０〜４００ｍｌに叩解されたパルプからなる、坪量が２０．０〜５０．０ｇ／ｍ^２の基紙の両面に、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる塗工液を、グラシン紙となった乾燥後の塗工量が両面の合計で１．０〜１０．０ｇ／ｍ^２となるように含浸させた後、水分が１０．０%未満になるまで乾燥させて巻取紙とする工程（１）、前記巻取紙に水分を付与して水分が１４．０〜３０．０％になるように調整する工程（２）、及び、前記工程によって得られた湿紙の塗工面に、温度が５０℃〜１４０℃、トータル線圧が２００〜６，０００ｋｇ／ｃｍの熱圧処理を、多段のスーパーカレンダーを用いて行なうことによって平滑化する工程（３）を含むことを特徴とする、グラシン紙の製造方法。
6. 前記ポリビニルアルコール系樹脂が、エチレン基単位の含有量が２〜１９モル％、粘度平均重合度が２００〜２０００、及びけん化度が８０〜９９．９９モル％であるエチレン変性ポリビニルアルコール系樹脂である、請求項５に記載されたグラシン紙の製造方法。
7. 前記塗工液が、更に、湿潤紙力剤、耐水化剤、滑剤、樹脂ビース、表面サイズ剤から選ばれる助剤の少なくとも１種の助剤を含有する、請求項５又は６に記載されたグラシン紙の製造方法。
8. 前記助剤の含有量が、前記ポリビニルアルコール系樹脂１００質量部に対して３．０〜７．０質量部である、請求項７に記載されたグラシン紙の製造方法。