JP7239364B2

JP7239364B2 - 紙

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Publication number: JP7239364B2
Application number: JP2019055836A
Authority: JP
Inventors: 久輝神山; 優至石原
Original assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Current assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: CN110344280A; JP2019183367A

Description

本発明は、ザラザラとした粗い触感と柔らかさを併せ持つ紙に関する。

模様紙、包装用紙、化粧紙、印刷用紙、貼箱用紙、美粧段ボール用紙、各種加工用紙のような装飾を施した紙は、高級感を出す目的や他の紙とは違った印象を与えるために触感にも特徴を付与することが多い。紙に独特の触感を付与するためには、紙の表面に凹凸を設けることが一般的であり、その手段としてエンボス加工を施す方法や原料となる天然繊維以外の物質を紙に添加する方法が知られている。一方で、前記のような用途においては、折り曲げ、包装、ラミネート、製函、その他加工時において紙の適度な柔らかさが要求される。

紙の触感を付与する方法として、例えば、エンボス加工を施す方法として、特許文献１には、一定の記載事項を表面に表示する書面の用紙にエンボス加工を施し、書面発行者のサービスマーク、トレードマーク又はハウスマークのいずれか一種若しくは複数種を組み合わせて、表面に凹凸模様を複数個表示する手法が開示されている。また、原料となる天然繊維以外の物質を紙に添加する方法として、特許文献２には、紙の表面に、大きくて丸い形状の粒子を塗布する発明が提案されている。特に、特許文献２のように紙の原料繊維以外の物質を付与することで、ザラザラとした粗い触感が得られやすいことが知られている。

特開平６－１７４００号公報特表２００５－５１１９１２号公報

紙にザラザラとした粗い触感を付与する目的で特許文献２のように粒子を使用する態様では、エンボス加工とは異なる独特の触感が得られるが、紙表面からの脱落の問題が潜在的にあり、さらに紙質が硬くなるという問題があった。また、本発明者らの検討では、粒子の代わりに、脱落の問題が少ない化学繊維を用いた場合、ザラザラとした粗い触感が得られず、紙質も硬くなる問題も確認された。紙質が硬くなると、用途にもよるが、折り曲げ、包装、印刷、貼号、貼箱、各種加工の場面で適さない。

そこで本発明の課題は、ザラザラとした粗い触感を有する紙でありながら、紙質が柔らかいという性質を併せ持つ紙を提供することである。

本発明は、天然繊維、繊維径５．０μｍ以上の非オレフィン系化学繊維、及び、オレフィン系合成繊維を含有し、該非オレフィン系化学繊維の繊維構造が変曲点を２点以上有する紙である。

前記非オレフィン系化学繊維が、紙の表面２５ｍｍ^２あたり１５本以上存在することが好ましい。

紙に含まれている繊維全体に対して、前記非オレフィン系化学繊維が１０～４０質量％の割合で含まれているか、または、前記オレフィン系合成繊維が１０～４０質量％の割合で含まれていることが好ましい。

本発明の紙は、変曲点を２点以上有する非オレフィン系化学繊維を使用することで紙に粗い触感を付与することが可能となり、さらに、オレフィン系合成繊維を含有させることで紙質を柔らかくする効果が得られる。これにより、例えば、模様紙、包装用紙、化粧紙、印刷用紙、貼箱用紙、美粧段ボール用紙、各種加工用紙のような装飾を施した紙の用途に好適に使用可能となる。

図１は、本発明の紙の一部分について、表面に含まれる非オレフィン系化学繊維を着色したうえで実態顕微鏡にて倍率５０倍で拡大した写真である。

本発明の紙は、天然繊維を含有する。天然繊維として、主に、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の木材漂白化学パルプを用い、必要に応じて、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミカルサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ；麻、竹、藁、ケナフ、三椏、楮、木綿等の非木材パルプ；古紙パルプを用いる。本発明では、これらの天然繊維の１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明で用いる天然繊維のＪＩＳＰ８１２１に規定するカナダ標準ろ水度（カナディアンスタンダードフリーネス）は、好ましくは１００～７００ｍＬ、さらに好ましくは１５０～６５０ｍＬ、より好ましくは２００～６００ｍＬである。フリーネスは、パルプの叩解（水の存在下でパルプを機械的に叩き、磨砕する処理）の度合いを示す値で叩解度ともいい、通常、フリーネスの値が小さいほど、叩解の度合いが強く、叩解による繊維の損傷が大きくてフィブリル化が進行している。天然繊維のフリーネスが前記範囲にあると、包装用紙の低坪量化、液透過性の向上等の諸特性のバランスが良好になる。フリーネスの調整、即ちパルプの叩解度合いの調整は、叩解装置の種類や処理条件（パルプ濃度、温度、圧力、回転数、刃の形状、処理回数等）を適宜調整することで行うことができる。叩解装置としては、公知の物を使用することができ、例えば、ビーター、ＰＦＩミル、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー等の叩解機の他、顔料等の分散や粉砕に使用するボールミル、ダイノミル等の分散機を用いることもできる。

天然繊維は紙を構成する繊維全体の質量（重量）あたり、３０～９０質量％であることが好ましく、４０～８０質量％であることがより好ましい。天然繊維の含有比率が低いと紙の強度が低下するおそれがあり、含有比率が高くなると、後述する非オレフィン系化学繊維やオレフィン系合成繊維の効果が発揮しにくくなるおそれがある。

本発明では、繊維径が５．０μｍ以上の非オレフィン系化学繊維を用いる。繊維径が大きいほど、手で触れたときの質感が得られるのに対し、５．０μｍ未満の場合はごつごつした粗い触感が得られない。前記非オレフィン系化学繊維の繊維径は５．５μｍ以上が好ましく、６．０μｍ以上がさらに好ましく、７．０μｍ以上がさらにより好ましく、１０μｍ以上が特に好ましい。また、前記非オレフィン系化学繊維の繊維径は６０μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がさらに好ましく、４０μｍ以下がさらにより好ましい。

非オレフィン系化学繊維は、有機系繊維と無機系繊維とに大別され、いずれも用いることができる。有機系繊維には、再生繊維、半合成繊維、合成繊維がある。再生繊維としては、例えばレーヨン、キュプラ、ポリノジック等の繊維状物を例示することができる。半合成繊維として、アセテート、トリアセテート、プロミックス等の繊維状物を例示することができる。また、合成繊維として、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の繊維状物を例示できる。さらに、合成繊維は、ナイロン、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維、アクリル繊維、ビニロン、高機能繊維（バラ系ポリアミド繊維、ポリアセタール繊維等）などがあり、これらの紡糸、紡績糸が例示できる。無機系繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ステンレス繊維等の金属繊維が例示できる。非オレフィン系化学繊維はオレフィン系合成繊維とは異なる。

本発明では、特に、前記非オレフィン系化学繊維は、その繊維構造が変曲点を２点以上有するものを用いる。変曲点が２点以上あることで、紙に粗い触感を与えることができる。ここで「変曲点」とは、繊維構造を二次元の曲線とみなした際に、二階微分（二次導関数ともいう）の符号（正または負）が変化する点を指す。よって、繊維構造が直線状のものや二次関数の曲線をとるようなものは該当しない。例えば、図１に示す紙１の非オレフィン系化学繊維２において、代表的な変曲点３を示す。このような化学繊維は、２次元的に曲がっていてもよく、３次元的に曲がっていてもよい。

紙に存在する非オレフィン系化学繊維やその繊維径を観察する方法は特に限定されないが、例えば、当該化学繊維を特に着色する鑑別用染料にて紙を染色後に、実態顕微鏡を用いて倍率５０倍程度で観察することができる。鑑別用染料は、例えば日本化薬製の「ＫａｙａｓｔａｉｎＱ」、ボーケン品質評価機構製「ＢＯＫＥＮＳＴＡＩＮ」などの市販品が好適に使用できる。繊維径は、染色した繊維が直線状の箇所を測定する。

前記のような変曲点を２点以上有する非オレフィン系化学繊維を得る方法は特に限定はないが、例えば、非オレフィン系化学繊維を叩解することで変曲させることができる。叩解は、天然繊維と混合して行ってもよく、非オレフィン系化学繊維単独で行ってもよい。あるいは、予め変局点を有する繊維を使用してもよい。例えば、バルキー加工を施したアクリル繊維等を使用することができる。

本発明では前記非オレフィン系化学繊維が、紙２５ｍｍ^２あたり１５本以上紙の表面に存在することが好ましく、２５本以上がより好ましく、３５本以上が更により好ましい。前記非オレフィン系化学繊維が一定以上の割合で存在することにより、粗い触感を得られやすくなる。また、前記非オレフィン系化学繊維の存在割合は、紙２５ｍｍ^２あたり１５０本以下が好ましく、１２０本以下が更に好ましい。１５０本を超えると紙質が柔らかくなりにくくなり、また表面強度が低下するおそれがある。

本発明の紙はオレフィン系合成繊維を含む。オレフィン系合成繊維を付与することで紙質を柔らかくすることができ、前記非オレフィン系化学繊維による紙の硬化を緩和できる効果が得られる。オレフィン系合成繊維を構成するオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。オレフィン系合成繊維は、実用上十分な紙力の確保等の観点から、天然繊維と同様に、フィブリル化したものが好ましい。オレフィン系合成繊維のフィブリル化は、天然繊維のフィブリル化と同様の方法で行うことができる。本発明で用いるオレフィン系合成繊維の叩解度は特に限定はないが、好ましくは１００～７００ｍＬ、さらに好ましくは３００～６００ｍＬにするとよい。また、オレフィン系合成繊維の繊維長は、好ましくは０．１～２．０ｍｍ、さらに好ましくは０．５～１．５ｍｍである。オレフィン系合成繊維の繊維長が斯かる範囲内にあると、包装用紙を湿式抄紙法によって製造する際の抄紙工程におけるワイヤーパートにおいて水切れが向上し、透かし部を形成しやすくなる

本発明で好ましく用いられる市販のオレフィン系合成繊維として、三井化学株式会社製のＳＷＰ（登録商標）が挙げられる。このＳＷＰは、フィブリル化したオレフィン系合成繊維である。

本発明の紙には、必要に応じ、天然繊維、非オレフィン系化学繊維及びオレフィン系合成繊維以外の他の成分、例えば、羊毛、絹、獣毛等の蛋白質系繊維、澱粉、ポリアクリルアミド、ポリアミンポリアミドエピクロルヒドリン等の紙力増強剤又は定着剤、サイズ剤、填料、濾水歩留り向上剤、耐水化剤、定着剤、消泡剤、スライムコントロール剤等の、湿式抄紙法において通常用いられる添加剤の１種又は２種以上が含有されていても良い。

本発明において、前記の非オレフィン系化学繊維およびオレフィン系合成繊維の配合比率は適宜調整すればよく、例えば、紙に含まれている繊維全体の質量（重量）に対して、非オレフィン系化学繊維の配合割合が１０～４０質量％またはオレフィン系合成繊維の配合割合が１０～４０質量％であることが好ましい。前記非オレフィン系化学繊維またはオレフィン系合成繊維の配合量が４０質量％を超えると紙の表面強度等の強度が弱くなるおそれがある。また、非オレフィン系化学繊維の配合量が１０質量％未満になるとザラザラとした触感が得られないおそれがあり、また、オレフィン系合成繊維の配合量が１０質量％未満になると紙質が硬くなるおそれがある。

本発明の紙に含まれる各繊維の叩解は、それぞれを単独または混合して分散させた紙料（スラリー）に対して、ビーター、ディスクリファイナー等の公知の叩解機を用いて常法に従って実施することができる。

本発明の紙は、本発明の所定の性能を損なわない範囲で、前記繊維以外の他の繊維を含有してもよい。また、本発明の紙は、本発明の所定の性能を損なわない範囲で、繊維以外の他の成分を含有してもよく、例えば、接着剤、防黴剤、各種の製紙用填料、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、サイズ剤、着色剤、定着剤、歩留まり向上剤、スライムコントロール剤、消泡剤等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせ用いることができる。

本発明の紙は、公知の抄紙法により製造することができる。抄紙による製造途中、あるいは製造後に、カレンダー処理、スーパーカレンダー処理、ソフトニップカレンダー処理、エンボス等の加工処理を実施してもよい。

本発明の紙の坪量は特に制限はなく、用途や場面に応じて適宜調整すればよい。ただし、紙質の柔らかさと強度面を考慮すれば、１０～２００ｇ／ｍ^２が好ましく、２０～１８０ｇ／ｍ^２がさらに好ましく、３０～１５０ｇ／ｍ^２がより好ましい。また、紙の厚さも同様に特に制限はなく、０．０３０～０．２００ｍｍであることが好ましく、０．０４０～０．１８０ｍｍがより好ましく、０．０５０～０．１６０ｍｍが更により好ましい。

本発明の紙は、任意の色に着色することができる。また、本発明の紙は単層構造でもよく、複数の層が積層された多層構造でもよい。多層構造の場合、各層は抄き合わせによって一体化されていることが好ましい。

本発明の紙は、紙質の柔らかさを具備する。この柔らかさの指標として、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．４０に準拠したガーレー剛度が５．８ｍＮ以下であることが好ましく、５．５ｍＮ以下であることが更に好ましく、５．２ｍＮ以下であることがより好ましく、５．０ｍＮ以下であることが更により好ましい。ガーレー剛度が一定以上の値になると紙質が硬く、用途にもよるが、折り曲げ、包装、印刷、貼号、貼箱、各種加工の場面で不具合が生じるおそれがある。

以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例によって制限されるものではない。

［実施例１］
針葉樹晒クラフトパルプ、カット長５．０ｍｍ繊維径１８．０μｍのアクリル繊維（日本エクスラン製Ｋ７０１－３．３ＴＳ５０）、オレフィン系合成繊維（三井化学株式会社製ＳＷＰＥＳＴ２）をそれぞれ質量比で６０：２０：２０の割合で配合し、これをダブルディスクリファイナーで濾水度４１０ｍＬになるように叩解した。これに紙力剤（荒川化学製ポリストロン１１７)を原料に対して６．０質量％、サイズ剤（星光ＰＭＣ製ＡＤ１６０２)を原料に対して１．０質量％、硫酸バンドを原料に対して５．０質量％を添加して得たスラリーを用い、長網式抄紙機により紙を得た。

［実施例２～４及び比較例１～３］
下記表１に示す配合割合（質量％）で各繊維を使用する以外は実施例１と同様にして紙を得た。

［性能評価］
各実施例及び比較例の紙について、下記方法により評価した。その結果を表１に示す。

＜モニター試験による紙表面の質感の評価＞
モニター２０名に、Ａ４の大きさにした紙の表面を全体的に指で触った感覚を以下の基準で評価した。合計４８点以上を〇、合計２０～４７点を△、１９点以下を×とし、△以上を合格とした。
優（３点）＝ザラザラとした質感が十分に強く感じられる
良（１点）＝ザラザラとした質感が僅かに分かる
不可（０点）＝表面の質感を感じることができない

＜紙質の柔らかさの評価＞
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．４０に準拠したガーレー剛度を測定した。測定機は熊谷理機工業製ガーレーステイフネステスターを用いた。ガーレー剛度が５．５ｍＮ以下を合格とした。

＜非オレフィン系化学繊維の観察方法＞
非オレフィン系化学繊維の鑑別用染料として、日本化薬製の「ＫａｙａｓｔａｉｎＱ」で紙の表面を染色後に、実態顕微鏡（倍率５０倍）で５ｍｍ四方の中で変曲点を２点以上有する非オレフィン系化学繊維の数とその繊維幅を観察した。

表１より、実施例の紙はザラザラとした質感と柔らかさとを具備することが分かった。特に、非オレフィン系化学繊維を添加すると紙質が硬くなる傾向にあるが、これにオレフィン系合成繊維を加えることで紙質が柔らかくなった。比較例１のようにオレフィン系合成繊維を添加しない場合、紙質が硬くなった。また、比較例２や３のように、非オレフィン系化学繊維を添加しない系では、所望の触感が得られなかった。

１紙
２非オレフィン系化学繊維
３変曲点

Claims

天然繊維、繊維径５．０μｍ以上の非オレフィン系化学繊維、及び、オレフィン系合成繊維を含有し、該非オレフィン系化学繊維の繊維構造が変曲点を２点以上有し、紙に含まれている繊維全体に対して該天然繊維が３０～９０質量％である、紙。
前記非オレフィン系化学繊維が、紙の表面２５ｍｍ^２あたり１５本以上存在する、請求項１に記載の紙。
紙に含まれている繊維全体に対して、前記非オレフィン系化学繊維が１０～４０質量％の割合で含まれている、請求項１または２に記載の紙。
紙に含まれている繊維全体に対して、前記オレフィン系合成繊維が１０～４０質量％の割合で含まれている、請求項１または２に記載の紙。