JP2023051145A - 模様紙及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＶＡ系樹脂を使用しない模様紙及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る模様紙は、パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない。中空扁平レーヨン繊維は、パルプ繊維と、また、中空扁平レーヨン繊維同士で水素結合することができるため、ＰＶＡ等のバインダーを用いなくとも中空扁平レーヨン繊維を定着させることができる。また、中空扁平レーヨン繊維の繊維長を選択することにより、雲龍紙が有するような雲龍柄を形成することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、模様紙及びその製造方法に関する。

手漉き和紙の一種として、楮等の長繊維を漉き入れた雲龍紙と呼ばれる模様紙が知られている。工業的には、この手漉きの雲龍紙に風合いを似せた機械漉きの「レーヨン紙」が製造されている。レーヨン紙は、晒クラフトパルプとレーヨン繊維との混合繊維にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のバインダーを添加した原料を抄紙したものである。

例えば、特許文献１には、レーヨン繊維、カチオン性スチレン系樹脂及びアニオン性ポリアクリルアミド系樹脂を含有するレーヨンフロックのスラリーと、ＮＢＫＰ、レーヨン繊維及びＰＶＡバインダー繊維を含有するセルロース系原料スラリーとを混合した原料を抄紙してなる雲龍紙が記載されている。

また、特許文献２には、蓄光性を有する模様紙として、中空扁平状レーヨン繊維、蓄光性経口粉末体、繊維状ビニロンバインダーを含有する原料を抄紙してなる模様紙が記載されている。

特許第４６６２２５２号公報 特許第４７８７８１０号公報

近年、海外において日本産の食品の包材や日本食を模した食品用の包材として、上記レーヨン紙のような和紙調の模様紙が望まれている。ただし、国によっては、ＰＶＡの使用が法規で規制されている場合があるため、輸出や海外での使用を念頭に、ＰＶＡを使用しない模様紙が求められている。また、日本国内でも上記と同様の規制になることが予測され、要求品質の一つに挙がっている。

それ故に、本発明は、ＰＶＡ系樹脂を使用しない模様紙及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る模様紙は、パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しないものである。

また、本発明に係る第一の模様紙の製造方法は、パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない原料を抄紙する工程を含む。

また、本発明に係る第二の模様紙の製造方法は、パルプ繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第１原料を抄紙する工程と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第２原料を抄紙する工程と、第１原料を抄紙した層と、第２原料を抄紙した層とを積層する工程とを含む。

本発明によれば、ＰＶＡ系樹脂を使用しない模様紙及びその製造方法を提供できる。

実施形態に係る模様紙は、パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、バインダーとしてＰＶＡ系樹脂を含有しないものである。本明細書において、ＰＶＡ系樹脂とは、酢酸ビニル由来の構成単位：－ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）－を有するポリマー及びコポリマーを指し、ＰＶＡ、及び、ビニロン等のＰＶＡ由来の合成樹脂やＰＶＡ系樹脂繊維及びビニロン繊維を含む。本実施形態に係る模様紙は、単層の混抄紙であっても良いし、２層以上の層を積層した積層体であっても良い。

（パルプ繊維）
パルプ繊維としては、例えば、クラフトパルプ、非木材パルプ、古紙パルプ、マーセル化パルプ、これらのパルプを組み合わせたもの等を使用することができる。

クラフトパルプとしては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹半晒クラフトパルプ（ＬＳＢＫＰ）、針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ；ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＴＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプ（ＭＰ）を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。

非木材パルプとしては、例えば、麻パルプ、ケナフパルプ、アバカパルプ、コットンリンターパルプ、ワラパルプ、タケパルプ等を使用することができる。

再生パルプとしては、リヨセル繊維等も使用することができる。

古紙パルプとしては、例えば、茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、段ボール古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、地券古紙等から製造される離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）、離解・脱墨・漂白古紙パルプ等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。

パルプ繊維のフリーネスは、特に限定されないが、３００～６５０ｍｌであることが好ましい。フリーネスは、ＪＩＳ Ｐ ８１２１（２０１２）に準拠した値である。パルプ繊維のフリーネスが上記数値範囲であることで、印刷適性が向上する効果を奏する。

（中空扁平レーヨン繊維）
中空扁平レーヨン繊維は、表面に細かい凹凸を有し、この表面凹凸がフィブリルのように機能する。また、中空扁平レーヨン繊維は、レーヨン繊維同士で、また、パルプ繊維（セルロース繊維）と水素結合することができる。中空扁平形状を有さないレーヨン繊維の場合、バインダーを用いなければパルプ繊維に定着することができず、抄紙後にレーヨン繊維が脱落してしまうが、中空扁平レーヨンは、レーヨン繊維及びセルロース繊維との水素結合により、抄紙後もパルプ繊維に定着する。レーヨン繊維として中空扁平レーヨン繊維を用いることで、ＰＶＡやビニロン等のバインダーを用いることなく、雲龍紙に似た風合いの模様紙を抄紙することができる。ここで、中空扁平レーヨン繊維は、例えば、ダイワボウレーヨン株式会社製のコロナＳＢＨ、ＳＢＲなどを用いることができる。

模様柄層を形成するための中空扁平レーヨン繊維の繊維長は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。中空扁平レーヨン繊維の繊維長が１０ｍｍ未満の場合、竜柄模様が小さくなりすぎ、雲龍紙の風合いが得られなくなるため好ましくない。また、中空扁平レーヨン繊維の繊維長が２０ｍｍを超える場合、中空扁平レーヨン繊維が竜柄模様を形成せず、中空扁平レーヨン繊維同士が結束して塊状となり、雲龍紙の風合いが得られなくなるため好ましくない。

（繊維の配合比）
パルプ繊維及び中空扁平レーヨン繊維の合計のうち、パルプ繊維の含有量は３０.０質量％以上９９.５質量％以下であり、中空扁平レーヨン繊維の含有量は０.５質量％以上７０.０質量％以下である。パルプ繊維及び中空扁平レーヨン繊維をこの配合量の範囲で使用することにより、雲龍紙に似た竜柄を有する模様紙を抄紙することができる。中空扁平レーヨン繊維の含有量が０．５質量％未満の場合、中空扁平レーヨン繊維が少なすぎるために、竜柄模様が少なくなり、雲龍紙の風合いが得られなくなるため好ましくない。中空扁平レーヨン繊維の含有量が多くなると表面の平滑性が向上するため、印刷適性の面で好ましいが、中空扁平レーヨン繊維の含有量が７０．０質量％を超える場合、結束繊維が目立ち模様柄が阻害されるため好ましくない。

（内添剤）
また、抄紙原料には、例えば顔料、界面活性剤、ワックス、サイズ剤、填料、防錆剤、導電剤、消泡剤、分散剤、粘性調整剤、凝集剤、凝結剤、紙力向上成分、湿潤紙力向上剤、歩留まり向上剤、紙粉脱落防止剤、嵩高剤等の内添剤を内添させることができる。

湿潤紙力増強剤としては、ポリアミド－エピクロルヒドリン樹脂等のエピクロルヒドリン系樹脂、ポリアミン樹脂、尿素樹脂、酸コロイド－メラミン樹脂、熱架橋性付与ポリアクリルアミド（熱架橋性付与ＰＡＭ）等を使用することができる。なお、特に注釈がない限り、本願では薬剤の配合量は固形分換算の値を指す。

湿潤紙力剤を配合する場合、湿潤紙力増強剤の添加量は、パルプ繊維及び中空扁平レーヨン繊維の合計の０.０５質量％以上２.０質量％以下であることが好ましく、０．１０質量％以上０．５０質量％以下が特に好ましい。上述したように、中空扁平レーヨン繊維は、パルプ繊維と、または、中空扁平レーヨン繊維同士で水素結合することにより定着しているが、バインダーを含まないことで水に濡れると水素結合が切れることにより、中空扁平レーヨン繊維の自己定着性が低下する。湿潤紙力増強剤を上記の範囲で添加すると、水濡れ時の中空扁平レーヨン繊維の自己定着性の低下を補うことができ、また中空扁平レーヨン繊維は耐水性に弱いため、耐水性を付与できるため好ましい。

（表面ＰＰＳ平滑度）
本実施形態に係る模様紙の模様部分の表面ＰＰＳ平滑度は、２.０～４.０μｍであることが好ましい。模様部分の表面ＰＰＳ平滑度は、模様柄を横断するように測定部位を選定して測定した値である。表面ＰＰＳ平滑度が上記数値範囲であることで、印刷適性が向上する効果を奏する。また、繊維間の結合が維持し、中空扁平レーヨン繊維の脱落を防止する。

表面ＰＰＳ平滑度は、ＪＩＳ－Ｐ８１５１（２００４）の付属書Ａに準じて測定されるパーカープリントサーフ平滑度（μｍ）である。パーカープリントサーフ平滑度は、空気の流通量から平滑性を求める装置であるが、測定ヘッドに圧力をかけて測定することにより、押圧下の平滑度を測定することができる。パーカープリントサーフ平滑度は、ソフトタイプのバッキングを用い、クランプ圧１．０Ｍｐａにて測定される値で、ミクロ的な表面平滑性を評価することができる。

（ベック平滑度）
本実施形態に係る模様紙の一方面のベック平滑度が、２０秒以上であることが好ましい。ベック平滑度は、「紙及び板紙－ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」ＪＩＳ Ｐ ８１１９（１９９８）に準拠して測定した値である。模様紙の一方面のベック平滑度が２０秒以上であれば、当該一方面の印刷適性に優れるため好ましい。測定箇所は、模様柄を選定せず、白紙部分を測定した。

（坪量）
本実施形態に係る模様紙の坪量（米坪）は、特に限定されないが、８．０～６０.０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。坪量は、「紙及び板紙－坪量の測定方法」ＪＩＳ Ｐ８１２４（２０１１）に準拠して測定した値である。坪量が、８．０ｇ／ｍ^２未満の場合、模様紙の強度が小さくなり、包材としての用途に適さない可能性がある。また、坪量が６０．０ｇ／ｍ^２を超える場合、剛度が高くなりすぎ、包材としての用途に適さない可能性がある。尚、坪量は、模様紙が単層であるか積層体であるかにかかわらず、模様紙の全体の値である。

（厚み）
本実施形態に係る模様紙の厚みは、特に限定されないが、１５～８０μｍであることが好ましい。尚、密度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１８（２０１４）に準拠して測定した値である。

（密度）
本実施形態に係る模様紙の密度は、特に限定されないが、０．２０～１．００ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。尚、密度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１８（２０１４）に準拠して測定した値である。

（引張強度）
本実施形態に係る模様紙の縦方向における引張強度は、特に限定されないが、０．２０ｋＮ／ｍ以上であることが好ましい。尚、引張強度は、「紙及び板紙－引張特性の試験方法」ＪＩＳ Ｐ ８１１３（２００６）に基づいて測定した値である。

（製造方法）
本実施形態に係る模様紙を単層の混抄紙として製造する場合、パルプ繊維及び中空扁平レーヨン繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない原料を湿式抄紙し、得られた湿紙を乾燥させることにより模様紙を製造することができる。

また、模様紙を２層以上の積層体として構成する場合、パルプ繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第１原料を湿式抄紙すると共に、中空扁平レーヨン繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第２原料を湿式抄紙し、第１原料を抄紙した層と第２原料を抄紙した層とを重ねてプレスし、乾燥させることにより、模様紙を製造することができる。第１原料は、パルプ繊維に加えて繊維長が１０ｍｍ未満の中空扁平レーヨン繊維を含有しても良い。また、第２原料は、中空扁平レーヨン繊維に加えてパルプ繊維を含有しても良い。

抄紙した紙の乾燥は、ヤンキードライヤーを用いて行うことが好ましい。ヤンキードライヤーで乾燥させた場合、得られる模様紙の片面が艶面となり、平滑度が高くなることにより印刷適性が向上する。

乾燥工程の後に、カレンダー処理を行うことにより、模様紙の平滑度を高くし、印刷適性を向上させることもできる。ただし、カレンダー処理は必ずしも必要ではなく、省略しても良い。

カレンダー工程は、例えば、ハードニップカレンダー、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー等のカレンダー設備を用いて行うことができる。金属ロールと弾性ロールを組み合わせたカレンダー設備で乾燥工程を行っても良い。金属ロールとは、鋳鋼製であり、加熱されるカレンダーロールのことである。弾性ロールとは、コットン、エポキシ樹脂、特殊ポリエステル、アラミド等の材質からなり、非加熱側のカレンダーロールのことである。弾性ロールのショア硬さは、Ｄ６０以上Ｄ９５以下が好ましい。

カレンダー工程の線圧は、３０ｋｇ／ｃｍ以上３５０ｋｇ／ｃｍ以下であることが好ましい。ラミネート用包装紙の厚さの均一性を向上させる観点から、カレンダー工程の線圧は８０ｋｇ／ｃｍ以上１８０ｋｇ／ｃｍ以下がより好ましい。

カレンダー工程の金属ロールの表面温度（加熱温度）は、７０℃以上２００℃以下であることが好ましい。ラミネート用包装紙の引張強度の低下を抑える観点から、カレンダー工程の金属ロールの表面温度は、８０℃以上１８０℃以下であることがより好ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る模様紙は、パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ樹脂、ＰＶＡ由来の繊維やビニロン繊維等のバインダーを含有しないが、パルプ繊維と、あるいは、中空扁平レーヨン繊維同士の水素結合により、中空扁平レーヨン繊維を模様紙に定着させることができる。また、中空扁平レーヨン繊維の繊維長を１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることにより、竜柄模様を形成することができ、雲龍紙に似た風合いの模様紙を得ることができる。

以下、本発明に係る模様紙を具体的に実施した実施例を説明する。但し、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、実施例において示す質量部、質量％及び％は、乾燥固形分あるいは実質成分の値を示す。

表１に示す配合の繊維を含む原料スラリーに各内添薬剤を添加し（湿潤紙力増強剤については、０．２質量％）、次に円網抄紙機に供給して湿式抄紙し、湿式抄紙した紙をヤンキードライヤーにて乾燥させて、実施例１～１２及び比較例１～６に係る紙を作製した。

得られた紙の坪量、厚み、密度、引張強度（縦・横）、表面ＰＰＳ平滑度及びベック平滑度を測定した。測定方法は次の通りである。
坪量は、ＪＩＳ Ｐ８１２４（２０１１）「紙及び板紙－坪量の測定方法」に準拠して測定した。
厚み及び密度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１８（２０１４）「紙及び板紙－厚さ，密度及び比容積の試験方法」に準拠して測定した。
引張強度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１３（２００６）「紙及び板紙－引張特性の試験方法」に基づいて測定した。
表面ＰＰＳ平滑度は、ＪＩＳ－Ｐ８１５１（２００４）「紙及び板紙－表面粗さ及び平滑度試験方法（エア・リーク法）－プリント・サーフ試験機法」の付属書Ａに基づいて測定した。
ベック平滑度は、「紙及び板紙－ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」ＪＩＳ Ｐ ８１１９（１９９８）に準拠して測定した。

また、得られた紙の表面を目視にて観察し、雲龍紙様の竜柄模様の形成状態を目視にて以下の基準により評価した。
○：竜柄模様が形成されており、雲龍紙として優れた風合いがある。
△：竜柄模様がやや小さいが、雲龍紙に似た風合いがある。
×：竜柄模様が形成されておらず、雲龍紙とは風合いが異なる。

表２に、上記の各測定値及び包装適性の評価値を示す。

表２に示すように、実施例１～１２に係る紙は、パルプ繊維、中空扁平レーヨン繊維を含有し、中空扁平レーヨン繊維以外のレーヨン繊維やビニロン繊維を含有しない原料で抄紙したものであり、いずれも雲龍紙に似た竜柄模様を有していた。また、実施例１～１２に係る紙は、バインダーを含有していないが、中空扁平レーヨン繊維の自己定着性により、脱落も生じなかった。

これに対して、比較例１及び２に係る紙は、中空扁平構造を有さないレーヨン繊維を用いたため、中空扁平構造を有さないレーヨン繊維を定着させるために、バインダーとしてのビニロン繊維の添加が不可欠であった。

比較例３に係る紙は、中空扁平レーヨン繊維を用いたものであるが、中空扁平レーヨン繊維の繊維長が長すぎることにより、中空扁平レーヨン繊維が結束して竜柄模様を形成しなかった。

比較例４に係る紙は、中空扁平レーヨン繊維及び中空扁平構造を有さないレーヨン繊維で抄紙したものであるため、中空扁平構造を有さないレーヨン繊維を定着させるために、バインダーとしてのビニロン繊維の添加が不可欠であった。

比較例５に係る紙は、中空扁平レーヨン繊維のみで抄紙したものであるが、竜柄模様が形成されなかった。

比較例６に係る紙は、中空扁平レーヨン繊維に加えて、中空扁平構造を有さないレーヨン繊維を配合したものであるため、中空扁平構造を有さないレーヨン繊維を定着させるために、バインダーとしてのビニロン繊維の添加が不可欠であった。

本発明は、雲龍紙に似た風合いを有する模様紙及びその製造方法として利用できる。

Claims (6)

1. パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない、模様紙。
2. 前記模様紙の模様部分の表面ＰＰＳ平滑度が２.０～４.０μｍである、請求項１に記載の模様紙。
3. 前記パルプ繊維の含有量が３０.０質量％以上９９.５質量％以下であり、前記中空扁平レーヨン繊維の含有量が０.５質量％以上７０.０質量％以下である、請求項１又は２に記載の模様紙。
4. 湿潤紙力剤を０.０５質量％以上２.０質量％以下含有する、請求項１～３のいずれかに記載の模様紙。
5. パルプ繊維と、繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維とを含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない原料を抄紙する工程を含む、模様紙の製造方法。
6. パルプ繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第１原料を抄紙する工程と、
   繊維長が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の中空扁平レーヨン繊維を含有し、ＰＶＡ系樹脂を含有しない第２原料を抄紙する工程と、
   前記第１原料を抄紙した層と、前記第２原料を抄紙した層とを積層する工程とを含む、模様紙の製造方法。