JP7198889B1 - クルパック紙及び紙加工品 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、耐落下衝撃性を有し、かつ柔軟性にも優れるクルパック紙及びクルパック紙を用いた紙加工品に関する。
<1>パルプを含有する紙基材を有するクルパック紙であって、
ISO2493-1:2010に準拠して測定される、該クルパック紙の縦方向のISO剛度が、0.70mNm以下であり、該クルパック紙の横方向のISO剛度が、0.45mNm以下であり、
JIS Z 1707:2019に準拠して測定される、該クルパック紙の突刺強度が、7.50N以上である、
ことを特徴とするクルパック紙。
<2>前記クルパック紙の前記縦方向のISO剛度が、0.10~0.20mNmであり、
前記クルパック紙の前記横方向のISO剛度が、0.10~0.20mNmである、
<1>に記載のクルパック紙。
<3>前記クルパック紙の突刺強度が、12.50N以上である、<1>又は<2>に記載のクルパック紙。
<4>前記クルパック紙を離解して得られた前記パルプに対しISO 16065-2:2007に準拠して測定される、前記パルプの長さ加重平均繊維長が、1.2mm~1.9mmである<1>~<3>のいずれか一項に記載のクルパック紙。
<5>前記紙基材の坪量が、30g/m2~120g/m2である<1>~<4>のいずれかに記載のクルパック紙。
<6>前記クルパック紙の比突刺強度が、0.13N/g以上である、<1>~<5>の
いずれかに記載のクルパック紙。
<7>前記クルパック紙が、前記紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を有する<1>~<6>のいずれかに記載のクルパック紙。
<8><1>~<7>のいずれかに記載のクルパック紙の成形体である紙加工品。
縦方向とは紙基材における抄紙方向(MD)であり、繊維が配向する方向と同じである。また、横方向とは抄紙方向に対して垂直方向(CD)である。
ISO剛度が上記上限を超えると、折り曲げにくくなり、柔軟性が低下する。
クルパック紙の横方向のISO剛度は、好ましくは0.05~0.35mNmであり、より好ましくは0.10~0.20mNmである。
突刺強度が上記下限未満であると、打痕や破れが生じやすくなり、耐落下衝撃性が低下する。
長さ加重平均繊維長が上記下限未満であると、強度が弱いため耐落下衝撃性が悪化するが、一方で柔軟性が増す。長さ加重平均繊維長が上記上限を超えると、強度が強いため耐落下衝撃性が向上するが、一方で柔軟性が悪化しやすくなる。すなわち、上記範囲であると、袋柔軟性と耐落下衝撃性を両立させることができる。パルプの長さ加重平均繊維長は、使用するパルプの種類などにより制御することができる。
なお、比突刺強度は突刺強度を坪量で除した値である。
紙基材を構成するパルプとしては、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)等の広葉樹クラフトパルプ;針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)等の針葉樹クラフトパルプ;砕木パルプ(GP)、加圧式砕木パルプ(PGW)、リファイナーメカニカルパルプ(RMP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ケミメカニカルパルプ(CMP)、ケミグランドパルプ(CGP)等の機械パルプ;古紙パルプ;ケナフ、バガス、竹、コットン等の非木材繊維パルプ;合成パルプ等が挙げられる。これらのパルプは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
紙基材を製造する方法としては、パルプを含有する紙料を抄紙し、抄紙の際にクルパック処理を行う方法が挙げられる。なお、紙料は、必要に応じて添加剤をさらに含有してもよい。添加剤としては、例えば前術した添加剤が挙げられる。紙料は、パルプスラリーに必要に応じて添加剤を添加することにより調製できる。パルプスラリーは、パルプを水の存在下で叩解することにより得られる。パルプの叩解方法、叩解装置はとくに限定されず、公知の叩解方法、叩解装置を採用しうる。
0質量%程度であり、より好ましくは1~5質量%程度である。また、紙料又は紙基材におけるパルプの含有量は、とくに限定されず、通常用いられている範囲であればよい。例えば、紙料(固形分)又は紙基材の総質量に対して、60質量%以上100質量%以下が好ましく、80質量%以上100質量%未満がより好ましい。
抄紙速度は特に制限されないが、例えば、好ましくは200~1000m/分、より好ましくは300~800m/分、さらに好ましくは400~700m/分の範囲で制御すればよい。クルパック処理の前後の速度差は、特に制限されず、坪量やパルプの材料に応じて、所望のISO剛度や突刺強度が得られるように制御すればよい。好ましくは-5~-60m/分、より好ましくは-10~-50m/分、より好ましくは-15~-40m/分である。ここでのマイナス「-」はクルパック処理後の速度が遅いことを示す。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネート等のポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブテン、ポリブタジエン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート;ポリウレタン;ポリアミド;ポリアクリロニトリル;ポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記の材料の他、樹脂として、バイオマス樹脂や生分解性樹脂を用いてもよい。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリエチレン(PE)は、大きくは直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)のように区分される。これらの中では、押し出しラミネート性および発泡性に優れることから、低密度ポリエチレン(LDPE)が好ましい。
<ISO剛度>
クルパック紙の縦方向及び横方向のISO剛度は、ISO2493-1:2010(紙及び板紙-曲げ抵抗試験方法-第1部:定速たわみ)に準拠して測定する。
具体的には、調温及び調湿処理として、23±5℃、50±10%の環境下に1日静置したクルパック紙を、幅38mm、長さ70mmに切り出したサンプルを準備する。こわさ試験機(L&W BENDING RESISTANCE TESTERコードNo.16-D、Lorentzen&Wattre社製)にて、曲げ長さを10mm、曲げ角度を15°に設定した上で、MD(縦方向)、CD(横方向)それぞれの曲げ抗力を測定した後、下記の式にてISO剛度を算出する。
クルパック紙の突刺強度は、JIS Z 1707:2019(食品包装用プラスチックフィルム通則)に準拠して測定する。
具体的には、調温及び調湿処理として、23±5℃、50±10%の環境下に1日静置
したクルパック紙を用いて、引張試験機(型式RTC-1210A、株式会社エーアンドディ製)にて、突刺用の治具(株式会社エーアンドディ製)を使用し、突刺速度50mm/minに設定した上で突刺強度を測定する。
また、突刺強度を坪量で除して、比突刺強度を算出する。
クルパック紙におけるパルプの長さ加重平均繊維長は、ISO 16065-2:2007に準拠して測定する。具体的には以下の通りである。
クルパック紙を40cm角に切り出し、それをイオン交換水に浸し、固形分濃度2質量%に調整した上で、24時間浸漬する。24時間浸漬した後、標準型離解機(熊谷理機工業株式会社製)を用いて、30分間離解処理を行い、パルプを繊維状に離解する。クルパック紙が樹脂層を有する場合には、樹脂層を除いた離解後のスラリー(パルプ繊維の分散液)を分取する。
得られたパルプ繊維のサンプルを用いて、繊維長測定機(型式FS-5 UHDベースユニット付、バルメット社製)を使用して、「長さ加重平均繊維長(ISO)」を測定する。なお、「長さ加重平均繊維長(ISO)」は0.2mm以上7.6mm以下の繊維を選択して計算した長さ加重平均繊維長である。
紙基材の坪量は、JIS P 8124:2011に準拠して測定する。
なお、クルパック紙が紙基材に加えて樹脂層を有する場合には、公知の方法及び下記の手順で樹脂層の材料、厚さ及び密度などを特定したうえで、紙基材の坪量を算出しうる。具体的には、所定の大きさにカットした、樹脂層を有するクルパック紙の重量(全重量)を測定し、その後、樹脂層を有するクルパック紙をセルラーゼなどの酵素水溶液に含浸させ、紙基材を完全に溶解させたことを確認の後、樹脂層のみの重量(樹脂層重量)を測定し、全重量から樹脂層重量を差し引くことで紙基材のみの重量を算出し、紙基材の坪量を測定する。
紙基材の厚さ(紙厚)は、JIS P 8118:2014に準拠して測定する。なお、クルパック紙が紙基材に加えて樹脂層を有する場合には、クルパック紙の断面の電子顕微鏡(SEM)の観察像から、紙基材層、および熱可塑性樹脂層のそれぞれについて、厚みを測定する。
紙基材の密度は、上述した測定方法により得られた厚さ及び坪量から算出する。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を55:45の比率(質量比)で使用し、叩解時のスラリー濃度2質量%にて、CSF(カナダ標準ろ水度)が600mLとなるまで叩解して、パルプを調製した。
上記パルプを使用し、固形分換算でパルプ100部に対し、合成サイズ剤(荒川化学工業株式会社製、SPS400)0.15部、硫酸バンド1.2部、歩留まり剤としてポリアクリルアミド樹脂(星光PMC株式会社製、DS4433)0.65部、及び高分子凝集剤(歩留まり剤)として非イオン性ポリアクリルアミド(アライドコロイド製、パーコール47)0.035部を添加し、紙料を調製した。
上記の紙料を用いて伸縮装置(クルパック製)を備えた湿式抄紙機(ベルフォームIII型、三菱重工業株式会社製)にて、抄紙速度600m/分、リール水分7.0%で、クルパック処理前後の速度差を-20m/分、クルパック処理時のニップロールとブランケット間のニップ圧15kN/mにて抄紙し、紙の表面にクレープが付与された坪量80g/m2の紙基材を得た。得られた紙基材を実施例1のクルパック紙とした。
クルパック処理前後の速度差を-28.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
クルパック処理前後の速度差を-30.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
クルパック処理前後の速度差を-37.0m/分に変え、パルプの吐出量を調整することで坪量100g/m2に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
叩解後のCSF(カナダ標準ろ水度)が380mLとなるまで叩解した以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を40:60の質量比率に変え、クルパック処理前後の速度差を-25.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を90:10の質量比率に変え、クルパック処理前後の速度差を-40.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
クルパック処理前後の速度差を-16.0m/分に変え、パルプの吐出量を調整することで坪量50g/m2に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を30:70の質量比率に変え、クルパック処理前後の速度差を-25.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を100:0の質量比率に変え、クルパック処理前後の速度差を-40.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件でクルパック紙を得た。
水性アクリル粘着剤(EA-G34、東洋モートン株式会社製)100質量部に対して、硬化剤(CAT-EP8、東洋モートン株式会社製)3質量部を混合した塗工液を作製した。得られた塗工液を、実施例8で得られたクルパック紙の片面に、熱乾燥後の塗工量が10g/m2となるように、リバースロールコーターを用いて塗工した後、105℃、10秒間の条件で乾燥した。粘着剤を塗工した面に、リニアローデンシティポリエチレンフィルム(フタムラ化学株式会社製、LL-XLTN 25μm)をラミネートして、ク
ルパック紙を得た。
実施例2で得られたクルパック紙を用いた以外は、実施例11と同様の条件でクルパック紙を得た。
実施例11で作製した塗工液を、実施例5で得られたクルパック紙の片面に、熱乾燥後の塗工量が10g/m2となるように、リバースロールコーターを用いて塗工した後、105℃、10秒間の条件で乾燥した。粘着剤を塗工した面に、ナイロンフィルム(三菱ケミカル株式会社製、スーパーニール 15μm)をラミネートした。さらに実施例11で
作製した塗工液を、ラミネートした面に、熱乾燥後の塗工量が10g/m2となるように、リバースロールコーターを用いて塗工した後、105℃、10秒間の条件で乾燥した。粘着剤を塗工した面に、リニアローデンシティポリエチレンフィルム(フタムラ化学株式会社製、LL-XLTN 25μm)をラミネートして、クルパック紙を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を45:55の質量比率に変え、クルパック処理を行わず、パルプの吐出量を調整することで坪量30g/m2に変えた以外は、実施例1と同様の条件で紙基材を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を45:55の質量比率に変え、クルパック処理を行わなかった以外は、実施例1と同様の条件で紙基材を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を45:55の質量比率に変え、クルパック処理を行わず、パルプの吐出量を調整することで坪量100g/m2に変えた以外は、実施例1と同様の条件で紙基材を得た。
木材をパルプ化(蒸解)したNUKP(針葉樹未晒クラフトパルプ)とLUKP(広葉樹未晒クラフトパルプ)を45:55の質量比率に変え、クルパック処理前後の速度差を-15.0m/分に変えた以外は、実施例1と同様の条件で紙基材を得た。
比較例1で得られたクルパック紙を用いた以外は、実施例11と同様の条件でクルパック紙を得た。
比較例2で得られたクルパック紙を用いた以外は、実施例11と同様の条件でクルパック紙を得た。
<袋柔軟性評価>
得られたクルパック紙又は紙基材を切り出して、縦方向(MD)が200mm、横方向(CD)が150mmとなるシート1を得た。シート1に、幅10mmの両面テープ2(型式:スコッチ超強力両面テープ プレミアゴールド スーパー多用途PPS-10、3M社製)を、図1に示すように貼り付け、縦方向(MD)の中央(端から100mmの位置)で半分に折り込み、隙間が生じないように固定し、袋3を得た。
上記袋3へ水を充填し、水が零れるまでの充填量を評価した。数値が大きいほど良好であることを示す。
4:水の充填量が150mL以上。
3:水の充填量が100mL以上150mL未満。
2:水の充填量が50mL以上100mL未満。
1:水の充填量が50mL未満。
得られたクルパック紙又は紙基材から、上記の<袋柔軟性評価>で作製した袋3と同様の袋を作製した。袋3へ重量50gの円盤型分銅(商品番号:201900401、株式会社村上衡器製作所製)を1つ充填し、<袋柔軟性評価>で使用した幅10mmの両面テープで密閉して、分銅を充填した袋を作製した。分銅を充填した袋は、調温及び調湿処理として、23±5℃、50±10%の環境下に1日静置した。
調温及び調湿処理後の袋を、袋の天面4(充填口)を上側にして、30cmの高さからSUS板の上に落下させた。さらに、落下させた袋を、今度は袋の底面5を上側にして同様に落下させた。上記の落下試験(落下回数は1つの袋につき2回)を、新たに作製した袋を使用して1水準につき合計5試験実施し、耐落下衝撃性を評価した。数値が大きいほど良好であることを示す。
4:5試験全てにおいて、袋に破れ、打痕は生じなかった。
3:5試験全てにおいて、袋に破れは生じなかったが、打痕は生じた。
2:1~4試験において、袋に破れが生じた。
1:5試験全てにおいて、袋に破れが生じた。
Claims (8)
- パルプを含有する紙基材を有するクルパック紙であって、
ISO2493-1:2010に準拠して測定される、該クルパック紙の縦方向のISO剛度が、0.70mNm以下であり、該クルパック紙の横方向のISO剛度が、0.45mNm以下であり、
JIS Z 1707:2019に準拠して測定される、該クルパック紙の突刺強度が、7.50N以上である、
ことを特徴とするクルパック紙。 - 前記クルパック紙の前記縦方向のISO剛度が、0.10~0.20mNmであり、
前記クルパック紙の前記横方向のISO剛度が、0.10~0.20mNmである、
請求項1に記載のクルパック紙。 - 前記クルパック紙の突刺強度が、12.50N以上である、請求項1又は2に記載のクルパック紙。
- 前記クルパック紙を離解して得られた前記パルプに対しISO 16065-2:2007に準拠して測定される、前記パルプの長さ加重平均繊維長が、1.2mm~1.9mmである請求項1~3のいずれか一項に記載のクルパック紙。
- 前記紙基材の坪量が、30g/m2~120g/m2である請求項1~4のいずれか一項に記載のクルパック紙。
- 前記クルパック紙の比突刺強度が、0.13N/g以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載のクルパック紙。
- 前記クルパック紙が、前記紙基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を有する請求項1~6のいずれか一項に記載のクルパック紙。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載のクルパック紙の成形体である紙加工品。
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