JP4499516B2 - 軽包装紙及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は軽包装紙及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、表面に印刷が施されるショッピングバッグ等に主として用いられる軽包装紙及びその製造方法に関する。

近年、印刷物の視覚化及び多色化が進んでおり、また印刷物の高級化及び高速化に伴い印刷用紙に対する要求も多様化している。この要求を受けて、印刷用紙は、その品質面において多様化が見られ、これがグレードの細分化をもたらしているが、前記品質に対する要求は年々厳しくなるという状況にある。例えば特許文献１には、高光沢度でありかつ低坪量であるという品質要求を満たすために、弾性ロールと金属ロールとからなるソフトカレンダーにおける当該弾性ロールの硬度及び塗工原紙の水分量を所定範囲に調整することが記載されている。また、特許文献２には、軽量であり、高不透明度であり、かつ高剛度であるという品質要求を満たすために、下塗り塗被紙に、塗被液を片面当たり２〜９ｇ／ｍ^２上塗り塗被したのちに蒸気加湿し、ついで金属ロール温度が１００〜１５０℃の範囲内でソフトカレンダー処理することが記載されている。

ところで、この印刷用紙に関連して、例えば小売店やデパート等で使用されているショッピングバッグ等を作製するのに用いられる包装紙においても、単に品物を収納する機能だけではなく、その美匠化が要求されている。そのため、高精細な印刷が可能な用紙が要求されており、最近では塗工層を有する包装紙が一般に用いられている。

特開平５−４４１９２号公報 特開平１１−１８９９９３号公報

しかしながら、包装紙としての一定の紙質強度を維持しながら、高精細な印刷を可能ならしめるためには、製袋適性と印刷適性の両方を満足できる品質が必要であり、従来より使用されてきた一般的な印刷用紙を包装紙に転用しただけでは、要求されている品質を得ることができなかった。特に製袋適性における剛度及び耐折度を得るための原料パルプ構成と、印刷適性における表面強度及び表面平滑性を得るための原料パルプ構成とは全く異なるものである。製袋適性における紙質としては、強度が大きく、剛度が高いことが要求されるが、剛直なパルプ繊維を使用すると、表面の平滑性が得られないため高精細の印刷を行うには不適当である。これに対し、カレンダー等による物理的な平坦化処理を行うと、紙の緊度が高くなり、剛度が低下するという問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の有する問題を解決するためになされたものであり、高精細な印刷が可能な塗工層を有しながらも、必要な紙質強度を備えた、印刷適性及び製袋適性の両方を満足し得る包装紙を提供することを目的としている。

本発明の軽包装紙は、針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含み、表面及び裏面の光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した繊維配向角の差の絶対値が５度以下、繊維配向比が１．５〜２．０の範囲になるように抄紙された原紙と、この原紙の少なくとも一方の表層面に設けられた、１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層とを有し、かつ坪量が４０〜８０ｇ／ｍ^２である軽包装紙であって、熱カレンダー装置による平坦化処理がなされていることを特徴としている。

本発明の軽包装紙は、特定のパルプ配合（針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含む）、繊維配向角（光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した表面及び裏面の値の差の絶対値が５度以下）、繊維配向比（１．５〜２．０）、坪量（４０〜８０ｇ／ｍ^２）及び塗工量（１〜１０ｇ／ｍ^２）にしているので、軽包装紙としての強度を確保しながら必要な剛度も保有している。また、塗工量を、１〜１０ｇ／ｍ^２と従来の塗工量に比べて微塗工にしているので、高精細な印刷を可能にするとともに、塗工層の割れや剥がれを防止することができる。

前記熱カレンダー装置が、金属ロールと弾性ロールとからなる、少なくとも２ニップを有する多段ロールを備えており、いずれかの金属ロール表面の処理温度が、少なくとも１００℃に設定されているのが好ましい。より好ましくは１３０℃以上であり、１３０℃以上の処理温度の金属ロールを用いて平坦化処理することにより、紙の嵩高性を維持しつつ表面だけを平滑にすることができる。ただし、この表面温度が高すぎると、紙の黄変化が生じ易くなるため、通常は過度に温度が上昇することを防ぐ方法として、クーリングロール等の補助冷却設備が設けられる。

また、前記金属ロールが、ロール幅方向に分割された、電磁誘導による温度調節手段にて処理温度が調整されるのが好ましい。かかる温度調節手段を用いることにより、ロールの軸方向における温度に所望の差を与えることができ、ロール自体の変形を防ぎ、軽包装紙のロール軸方向における平滑性を一定に保つことができる。

本発明の軽包装紙の製造方法は、針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含む原料より、表面及び裏面の光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した繊維配向角の差の絶対値が５度以下、繊維配向比が１．５〜２．０の範囲になるように原紙を抄紙し、この原紙の少なくとも一方の表層面に１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層を設けて坪量を４０〜８０ｇ／ｍ^２とし、ついで熱カレンダー装置による平坦化処理をすることを特徴としている。

本発明の軽包装紙の製造方法では、特定のパルプ配合（針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含む）、繊維配向角（光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した表面及び裏面の値の差の絶対値が５度以下）、繊維配向比（１．５〜２．０）、坪量（４０〜８０ｇ／ｍ^２）及び塗工量（１〜１０ｇ／ｍ^２）を選定しているので、軽包装紙としての強度を確保しながら必要な剛度も保有する軽包装紙を得ることができる。また、塗工量を、１〜１０ｇ／ｍ^２と従来の塗工量に比べて微塗工にしているので、高精細な印刷を可能にするとともに、塗工層の割れや剥がれを防止することができる。

前記熱カレンダー装置が、金属ロールと弾性ロールとからなる、少なくとも２ニップを有する多段ロールを備えており、いずれかの金属ロール表面の処理温度が、少なくとも１００℃に設定されているのが好ましい。より好ましくは１３０℃以上であり、１３０℃以上の処理温度の金属ロールを用いて平坦化処理することにより、紙の嵩高性を維持しつつ表面だけを平滑にすることができる。

また、前記金属ロールが、ロール幅方向に分割された、電磁誘導による温度調節手段にて処理温度が調整されるのが好ましい。かかる温度調節手段を用いることにより、ロールの軸方向における温度に所望の差を与えることができ、ロール自体の変形を防ぎ、軽包装紙のロール軸方向における平滑性を一定に保つことができる。

本発明の軽包装紙は、特定のパルプ配合（針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含む）、繊維配向角（光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した表面及び裏面の値の差の
絶対値が５度以下）、繊維配向比（１．５〜２．０）、坪量（４０〜８０ｇ／ｍ^２）及び塗工量（１〜１０ｇ／ｍ^２）にしているので、軽包装紙としての強度を確保しながら必要な剛度も保有している。また、塗工量を、１〜１０ｇ／ｍ^２と従来の塗工量に比べて微塗工にすることで、高精細な印刷を可能にするとともに、塗工層の割れや剥がれを防止することができる。

つぎに本発明の軽包装紙及びその製造方法の実施の形態について詳細に説明をする。
本発明の軽包装紙を製造するのに用いることができる原料セルロースパルプとしては、ミズナラ、シナノキ、イタヤカエデ等の国内産、若しくはオーク、ユーカリ、アカシア等の国外産の広葉樹を原料とする広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）又は広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）や、赤松、杉、米松等の針葉樹を原料とする針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）又は針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）や、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等をあげることができるが、本発明は、これらの種々のパルプのうち針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含むことを特徴の一つとしている。針葉樹クラフトパルプは、長繊維であるので強度の高い紙が得られるという性質を有しており、このパルプの割合が３５重量％未満であると、本質的に強度不足となり、製袋適性を満たすことができないという問題がある。

このパルプのスラリーに紙力増強剤、填料、顔料、着色染料、歩留向上剤、硫酸バンド、消泡剤等の抄紙用補助薬品が必要に応じて適宜添加され、ツインワイヤー、オントップ抄紙機等の通常の抄紙機により原紙が抄紙される。

本発明における繊維配向角とは、基準方向と繊維とのなす角度のことをいい、具体的に
は、ＭＤ方向（抄紙機上での紙の進行方向）からの角度で示される値である。この繊維配
向角は、例えば、株式会社東洋精機製作所製の光学式配向性試験機（ＦＯＴ）によって測
定することができる。具体的には、波長が６８５ｎｍのレーザー光を紙表面に対して一定
の角度で照射し、反射光の強さの変化から繊維配向角を測定する。

本発明における軽包装紙の繊維配向角は、包装紙としての一定の紙質強度を維持しながら、高精細な印刷を可能ならしめるために、軽包装紙の表面と裏面の繊維配向角の差の絶対値が５度以下になるようにしている。この表面と裏面の繊維配向角の差の絶対値が５度より大きくなると、軽包装紙としての強度と印刷適性の両面の両立を十分に満足させることができなくなる。繊維配向角の調整は、特開平７−９０７９３号公報や特開２００１−１４０１８２号公報にも記載されているように、ヘッドボックスにおける流量や希釈度合いを調整したり、スライスリップ開度等を繊維配向角の検出結果をフィードバックして調整することにより行うことができる。
本発明における繊維配向比とは、パルプ繊維の並び方を数値化したものである。この繊
維配向比は、前記繊維配向角と同様に株式会社東洋精機製作所製の光学式配向性試験機（
ＦＯＴ）等によって測定することができる。具体的には、軽包装紙の各面に対して方向を１度ごとに変えて反射強度を測定し、得られた反射強度の最大値と最小値の比率が繊維配向比となる。

繊維配向比の調整は、軽包装紙の製造工程において、原料噴出速度（ジェットスピード）とワイヤー速度の比（Ｊ／Ｗ値）を変更すること、及びリップ開度を変更することにより制御することができる。
本発明の軽包装紙の繊維配向比は、１．５〜２．０になるようにされている。繊維配向比を１．５〜２．０の範囲に調整することで、印刷用紙としての地合と、包装紙としての紙質強度及び剛度とをいずれも適切な状態に保つことができる。また、繊維配向比を１．７以下にすることにより、本発明の軽包装紙の強度、平滑性、地合等を向上させることができ、かつ、製袋加工時の製袋加工不良の発生を防止することができる。

抄紙された原紙は所定の乾燥工程を経た後に、その少なくとも一方の表層面に１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層が設けられる。具体的には、乾燥工程を経た原紙の表層面に、ブレードコータ、バーコータ、ロールコータ、エアナイフコータ等の塗被装置を用いて塗被液を一層又は二層以上塗被し、乾燥させることで塗工層を形成することができる。特に二層以上塗工する場合、塗工液の下塗り塗工には、ゲートロールコータ、ブレード又はロッドメタリングサイズプレスコータ等のフィルムトランスファー方式を採用し、引き続く上塗り塗工にはファウンテン又はロールアプリケーション等によるブレード方式を採用するのが好ましい。用いられる塗被液は、本発明において特に限定されるものではなく、一般的に使用されている無機又は有機顔料及び接着剤、更には分散剤、増粘剤、保水剤等の各種助剤を含む塗被液を用いることができる。

塗工量が１ｇ／ｍ^２未満であると、針葉樹クラフトパルプを主体とする、強度を有する長い繊維長のパルプが塗工層から表出するという問題があり、印刷適性を満たすことができなくなる。また逆に塗工量が１０ｇ／ｍ^２を超えると、製袋工程において、塗工層が割れたり、原紙から塗工層が剥がれるという問題がある。包装紙表面の平滑性、包装紙の不透明度の向上、隠蔽性、及び塗工層の柔軟性といった点を考慮すると、より好ましい塗工量の範囲は５〜８ｇ／ｍ^２である。

塗工層が設けられた原紙は熱カレンダー装置により平坦化処理がなされる。この熱カレンダー装置としては、例えばマシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー、マルチニップカレンダーを用いることができるが、金属ロールと弾性ロールとからなる熱ソフトカレンダーやマルチニップカレンダーを用いるのが好ましい。この熱ソフトカレンダーは、通常、金属ロールを１００℃以上に加温して用紙表面を加圧し、用紙の表面を平滑にするのに用いられるが、この熱ソフトカレンダーを用いれば、従来のスーパーカレンダーと比較して少ないニップ数（従来のスーパーカレンダーのニップ数１０〜１４に対し２〜４程度のニップ数）で高い表面平滑性及び印刷光沢を得ることができ、さらに製品の剛度も相対的に高い値に維持できるという利点を有している。特にマルチニップカレンダーは、１５００ｍ／分以上の高速抄紙機において、熱ソフトカレンダーと同等の効果を得ることが可能になり、今後の抄紙機の高速化に十分対応できる平滑化処理設備である。
ソフトカレンダーにおける平滑化処理は、加熱された金属ロールと弾性ロールとで形成されるニップを通過する間に、用紙表面を高温下の金属ロールと弾性ロールとに面接触させることにより、極表面だけを瞬時に平坦化できるため、少ないニップ数で内部の原紙層を比較的嵩高に保持することができる。

前記熱ソフトカレンダーのニップ数は、高い表面平滑性及び印刷光沢を得る少なくとも２ニップであるのが好ましいが、ソフトカレンダーの金属ロールと弾性ロールの組み合わせからなるスタック数が多くなりすぎると、設備スペースが必要になり、紙に対する温度負荷も大きくなりすぎ、黄変化が生じ易くなるとともに、過剰設備ともなるので、通常は２〜４スタックで設定され、高速化に対応するためには、マルチニップカレンダーの採用が検討される。

前記金属ロールの加熱は、例えば金属ロール内部に温水や油を循環させることにより行うこともできるが、ロールの幅方向の表面温度の制御を高精度に行うことができるので、電磁誘導作用を利用した、ロール幅方向に温度制御可能な内部加熱装置にて行うのが好ましい。かかる内部加熱装置を用いることにより、ロールの軸方向における温度に所望の差を与えることができ、ロール自体の変形を防ぎ、軽包装紙のロール軸方向における平滑性を一定に保つことができる。このような内部加熱装置を備えた金属ロールの例としては、トクデン株式会社製のジャケットロール（登録商標）をあげることができる。前記金属ロールの表面温度は、紙の嵩高性を維持しつつ表面だけを平滑にするために１００℃以上、より好ましくは１３０℃以上に設定し、この状態で平坦化処理をするのが好ましい。ただし、この表面温度が高すぎると、紙の黄変化が生じ易くなるため、通常は過度に温度が上昇することを防ぐ方法として、クーリングロール等の補助冷却設備が設けられる。

前記金属ロールとしては、例えばチルドロール、合金チルドロール、鋼鉄ロール、更にはロール表面に硬質クロムをメッキした金属ロール等を用いることができ、また弾性ロールとしては、例えば天然ゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化エチレンゴム、ブチルゴム、多硫化ゴム，シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴムや、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート等の合成樹脂等からなるロールを用いることができる。

本発明の軽包装紙は、坪量が４０〜８０ｇ／ｍ^２になるように調整される。坪量が４０ｇ／ｍ^２未満であると、包装紙として必要な強度を得るのが難しく、製袋適性も極めて悪くなる。一方、８０ｇ／ｍ^２を超えると、製袋適性に必要となる紙質強度や剛度は得られるものの、買い物袋や個包装として使用される用途において取り扱いが悪く、原紙から製袋まで一連となっているオンマシン印刷製袋機における操業性が悪化するという問題が生じる。

次に本発明の軽包装紙の製造方法の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例にのみ限定されるものではない。
［実施例１］
針葉樹クラフトパルプ３５重量％、雑誌古紙パルプ４５重量％及びＰＷＧ２０重量％からなる原料パルプを用いてスラリーパルプを調製した。
得られたスラリーパルプをツインワイヤー抄紙機を用いて抄紙した。原紙の繊維配向角が４になるようにスライスリップの開度を幅方向に調整するとともに、繊維配向比が１．７になるように、抄紙機のジェット／ワイヤー比を調整した。乾燥工程を経た原紙の一方の表層面に塗被液をブレードコータを用いて塗被し、６ｇ／ｍ^２の塗工層を形成した。ついで金属ロールと弾性ロールとからなる熱ソフトカレンダー装置（ニップ数＝２）を用いて、平坦化処理を行った。金属ロールの表面の処理温度は１３０℃に設定した。
得られた軽包装紙について、密度及びベック平滑度（ＪＩＳ Ｐ ８１１９準拠）を測定した。結果を表１に示す。

［実施例２〜１０及び比較例１〜８］
針葉樹クラフトパルプの配合量、原紙の繊維配向角、繊維配向比、塗工量、ロール表面処理温度及び坪量を表１に示す値に変えた以外は実施例１と同様にして軽包装紙を作製した。得られた軽包装紙について実施例１と同様に密度及びベック平滑度（ＪＩＳ Ｐ ８１１９準拠）を測定した。結果を表１に示す。なお、原紙の配向比は、抄紙機のジェット／ワイヤー比を調整することで変化させた。

また、得られた軽包装紙について以下のような評価を行った。
＜評価＞
（手触り）
男性１０人、女性１０人に本実施例及び比較例に基づく軽包装紙（Ｂ４サイズ）を手渡し、封筒加工における作業性、手触り感を感応試験した。
◎：非常に良い、○：良い、△：普通、×：悪い
（印刷適性）
明製作所製ＲＩ印刷適性試験機にて、タック６のオフセットインクを用い、マクベス印字濃度で１．３になるようにベタ印刷を施し、印刷面のインク着肉ムラ、インク着肉ローローラへの塗工層の取られを目視にて評価した。
インク着肉ローラへの塗工層の取られ、インク着肉ムラが生じているものを：×、僅かに着肉ムラのみが見られるものを：○、着肉ムラが見られないものを：◎とした。
（製袋適性）
本実施例及び比較例に基づく微塗工包装紙を用い、オフセット印刷にて黒一色の印刷を施した後、製袋加工所にて、底辺が幅１１５ｍｍ、長さ３２０ｍｍで、高さが４５０ｍｍの角底袋（手提げ袋）を加工し、加工状況、折部の印刷の割れを目視にて評価した。
加工装置における紙折と貼合における不良の発生、印刷部の割れ（白いひび割れ）の発現が生じたものを：×、殆ど問題が生じなかったものを：○、全く問題が生じなかったものを：◎とした。

Claims (6)

1. 針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含み、表面及び裏面の光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した繊維配向角の差の絶対値が５度以下、繊維配向比が１．５〜２．０の範囲になるように抄紙された原紙と、この原紙の少なくとも一方の表層面に設けられた、１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層とを有し、かつ坪量が４０〜８０ｇ／ｍ^２である軽包装紙であって、熱カレンダー装置による平坦化処理がなされていることを特徴とする軽包装紙。
2. 前記熱カレンダー装置が、金属ロールと弾性ロールとからなる、少なくとも２ニップを有する多段ロールを備えており、いずれかの金属ロール表面の処理温度が、少なくとも１００℃に設定されている請求項１に記載の軽包装紙。
3. 前記金属ロールが、ロール幅方向に分割された、電磁誘導による温度調節手段にて処理温度が調整される請求項２に記載の軽包装紙。
4. 針葉樹クラフトパルプを少なくとも３５重量％含む原料より、表面及び裏面の光学式配向性試験機（ＦＯＴ）で測定した繊維配向角の差の絶対値が５度以下、繊維配向比が１．５〜２．０の範囲になるように原紙を抄紙し、この原紙の少なくとも一方の表層面に１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層を設けて坪量を４０〜８０ｇ／ｍ^２とし、ついで熱カレンダー装置による平坦化処理をすることを特徴とする軽包装紙の製造方法。
5. 前記熱カレンダー装置が、金属ロールと弾性ロールとからなる、少なくとも２ニップを有する多段ロールを備えており、いずれかの金属ロール表面の処理温度が、少なくとも１００℃に設定されている請求項４に記載の軽包装紙の製造方法。
6. 前記金属ロールが、ロール幅方向に分割された、電磁誘導による温度調節手段にて処理温度が調整される請求項５に記載の軽包装紙の製造方法。