JP6592173B1 - 紙筒、及び紙筒用原紙 - Google Patents
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Abstract
Description
プラスチック製品の多くは、適切に処分されているが、その一部は、管理不十分や不法投棄により、環境中にごみとして流出してしまい、最終的に海に到達する。海洋中に流出するプラスチックごみの量は、年間800万トン以上にのぼると推測され、これらのプラスチックごみの多くは非生分解性であるため、そのほとんどが海洋中に蓄積される。
例えば、特許文献1、2には、紙製のストローが提案されている。ただし、紙製のストローは、プラスチック製ストローと比較すると剛性に劣り、折れ曲がりやすいという問題がある。
1.2層以上5層以下の紙層を有し、
前記紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上であり、
3点曲げ試験により測定した弾性率が、2.0GPa以上であることを特徴とする紙筒。
2.JIS―P8251に記載の525℃燃焼法で測定した灰分が、1.5質量%以下であることを特徴とする1.に記載の紙筒。
3.前記最外層の密度が、0.90g/cm3以上であることを特徴とする1.または2.に記載の紙筒。
4.外径が3mm以上20mm以下であることを特徴とする1.〜3.のいずれかに記載の紙筒。
5.2層以上5層以下の紙層を有し、
前記紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上であることを特徴とする紙筒用原紙。
最外層に密度が高い紙層を有する紙筒は、より高弾性率で剛性に優れている。密度の高い紙は、水が浸透しにくいため、最外層を高密度の紙とすることにより、耐水性に優れた紙筒を得ることができる。さらに、この紙筒は、咥えた際に唇や舌への吸着感が小さいため、違和感を感じることなくストローとして使用することができる。
また、灰分量の少ない紙筒は、強固な繊維間結合を有するため、弾性率を高くすることができることに加え、酸性、アルカリ性の液体に浸けても、無機成分が溶出しにくく、食器用紙筒に好適である。
本発明の紙筒は、2層以上5層以下の紙層を有し、この紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上であり、3点曲げ試験により測定した弾性率が、2.0GPa以上であることを特徴とする。
弾性率:E=(L3/48I)×(P/y) 式(1)
L :測定スパン(3点曲げの支持点間の距離)
I :断面2次モーメント
P/y:応力−ひずみ曲線の弾性変形領域の傾き
本発明の紙筒の製造方法は特に制限されず、スパイラル巻き、平巻き等の公知の方法で製造することができるが、連続生産が可能なためスパイラル巻きが好ましい。
本発明の紙筒を製造するための紙筒用原紙は、2層以上5層以下の紙層を有し、この紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上である。この紙筒用原紙を用いることにより、剛性に優れた紙筒を製造することができる。
紙は、パルプ、各種助剤等からなる。
本発明の紙筒用原紙を、食器用紙筒の原紙として使用する場合、紙の材料として、食品添加物として認可を受けている、またはFDA認証取得済み等、食品安全性に適合したものを使用することが好ましい。
ただし、本発明の紙筒を、食器用紙筒として使用する場合、異物混入が発生し難いLBKP、NBKP等の化学パルプが好ましく、また、古紙パルプの配合量が少ないことが好ましい。具体的には、化学パルプの配合量が80%以上であることが好ましく、化学パルプの配合量が100%であることが特に好ましい。
湿潤紙力増強剤の量は、ケルダール法、エネルギー分散型X線分析等による元素分析により定量することが可能である。本発明において、紙層に含まれる湿潤紙力増強剤の量は、ケルダール法を用いて定量した窒素元素が全てポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂由来とした場合の換算値をいう。紙は、パルプ全量に対して、湿潤紙力増強剤を、0.05質量%以上0.70質量%以下含有することが好ましい。
接着剤は、紙を貼り合わせて紙層とするものである。
接着剤としては、公知のものを特に制限することなく使用することができるが、紙筒を食器用紙筒として使用する場合は、安全性の高い水溶性接着剤、または、水分散性接着剤を使用することが好ましい。さらに、固形分濃度を高くすることで接着剤を塗工してから水が揮発して接着強度が発現するまでの時間を短くすることができるため、水分散性接着剤がより好ましい。接着強度が発現するまでの時間が短い水分散性接着剤を使用することにより、製造直後の紙層間の剥がれを効果的に防止することができる。また、紙を貼り合わせた後の養生処理を短く、さらには不要とすることができる。
紙の製造(抄紙)方法、抄紙機の型式は特に限定されるものではなく、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、ギャップフォーマー、ハイブリッドフォーマー(オントップフォーマー)等の公知の製造(抄紙)方法、抄紙機が選択可能である。
また、抄紙時のpHは酸性領域(酸性抄紙)、疑似中性領域(疑似中性抄紙)、中性領域(中性抄紙)、アルカリ性領域(アルカリ性抄紙)のいずれでもよく、酸性領域で抄紙した後、紙層の表面にアルカリ性薬剤を塗布してもよい。
下記表1に、使用した紙の密度と紙厚を示す。なお、使用した紙は、いずれも填料を含まない。
直径6mmのマンドレルに最内層側からA/B/Cの積層順となるように、水分散性接着剤(アクリル系)を各層間あたり固形分で20g/m2となるように塗工して、紙層をスパイラル巻きして接着し、総厚さが318μmである紙筒用原紙からなる円筒状の紙筒を得た。
最内層側からA/B/B/Aの積層順となるようにした以外は実施例と同様にして、総厚さが360μmである紙筒用原紙からなる紙筒を得た。
「実施例3」
最内層側からA/C/C/Aの積層順となるようにした以外は実施例と同様にして、総厚さが381μmである紙筒用原紙からなる紙筒を得た。
最内層側からB/B/Bの積層順となるようにした以外は実施例と同様にして、総厚さが399μmである紙筒用原紙からなる紙筒を得た。
「比較例2」
最内層側からC/C/Cの積層順となるようにした以外は実施例と同様にして、総厚さが430μmである紙筒用原紙からなる紙筒を得た。
<弾性率>
紙筒を作成後、1週間常温で乾燥・シーズニング(養生処理)を実施し、その後JIS P8111:1998に規定される方法で調湿した。調湿後、紙筒を長さ100mmに断裁して試験用サンプルを作成し、下記方法により3点曲げ法により曲げ試験を実施し、弾性率を算出した。
2.圧子の押込み量と応力の関係を示したグラフ(応力−ひずみ曲線)を記録し、弾性変形領域(応力とひずみの関係が直線となる領域)の傾きを確認する。
3.上記式(1)に従い、弾性率を算出する。なお、本実施例で製造した紙筒は円筒であるため、断面二次モーメントとして下記式(2)を使用する。
D:円筒の外径(マンドレルの直径+紙筒用原紙の総厚さ×2)
d:円筒の内径(マンドレルの直径)
JIS P8251:2003に規定される灰分試験方法(525℃燃焼法)に準拠し、測定した。
それに対し、紙層の最外層、最内層の両方の密度が、0.90g/cm3未満である比較例は、弾性率が2.0GPa未満であり、剛性に劣っていた。
Claims (5)
- 2層以上5層以下の紙層を有し、
前記紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上であり、
3点曲げ試験により測定した弾性率が、2.0GPa以上10.0GPa以下であることを特徴とする紙筒。 - JIS―P8251に記載の525℃燃焼法で測定した灰分が、1.5質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の紙筒。
- 前記最外層の密度が、0.90g/cm3以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の紙筒。
- 外径が3mm以上20mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の紙筒。
- 2層以上5層以下の紙層を有し、
前記紙層の最外層、最内層のいずれか、または両方の密度が、0.90g/cm3以上であり、
紙筒とした際の3点曲げ試験により測定した弾性率が、2.0GPa以上10.0GPa以下であることを特徴とする紙筒用原紙。
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