JP7384556B2 - 撥水性ライナーおよび段ボールシート - Google Patents
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- Paper (AREA)
Description
撥水性ライナーは、ライナー原紙と、当該ライナー原紙の表側表面に形成された撥水層とを備えている。以下、本実施形態を構成する各部材について説明する。
ライナー原紙は、セルロースパルプを主成分とする。ここで、主成分とは、ライナー原紙を構成する成分のうち50質量%以上を占める成分をいう。
セルロースパルプとしては、強度の観点から化学パルプを用いることが好ましい。代表的な化学パルプとして、広葉樹クラフトパルプ(LKP)と針葉樹クラフトパルプ(NKP)とがある。NKPは繊維が長いために、抄紙された紙の引張強度を大きくすることができる。しかし、NKPの配合量を増やすと、紙の表面の凹凸が大きくなり、印刷品質を低下させるおそれがある。
ライナー原紙を抄紙する際に配合する填料は、製紙分野で一般に使用されている填料が使用可能であり、特に限定されない。填料の例としては、クレー、焼成カオリン、デラミネートカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム-シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの無機填料、尿素-ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子などの有機填料が挙げられる。これらの填料は単独または2種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。
ライナー原紙中に内添サイズ剤を添加することによって、撥水剤の塗工ムラを改善することができる。これは、ライナー原紙に対する撥水剤の内部への浸透が抑制され、ライナー原紙表層部への撥水剤の固着が均一になるためと推定される。ライナー原紙中の全固形分に対する内添サイズ剤の含有割合は、0.20~3.00質量%が好ましく、0.20~2.00質量%がより好ましく、0.20~0.50質量%がさらに好ましい。内添サイズ剤としては、例えばロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー(AKD)、アルケニル無水コハク酸(ASA)、アクリル系サイズ剤、高級脂肪酸系サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤等の公知の内添サイズ剤を用いることができる。これらの中でもロジン系サイズ剤が好ましい。
ライナー原紙を抄紙する際に、サイズ剤以外の各種内添助剤を必要に応じて適宜選択して使用することができる。内添助剤の例としては、歩留まり向上剤、ろ水度向上剤、紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、澱粉、カチオン化澱粉等の澱粉類、硫酸バンド、多価金属化合物、シリカゾル、消泡剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、pH調整剤、スライムコントロール剤等が挙げられる。
段ボールシートに撥水性を付与するためには、通常、段ボールシートを構成するライナーの表側表面に撥水剤を塗工する。しかし、ライナー原紙の表面に撥水剤を塗工する際に、撥水剤の塗工が不均一となり、撥水剤の塗工ムラが生じることがある。
プレスパート以外のライナー原紙の抄紙方法および抄紙機の種類は、特に限定されるものではない。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)等の公知の抄紙方法および抄紙機を適宜選択して用いることができる。
撥水層は、ライナー原紙の表側表面に設けられる。ライナー原紙の表面に撥水剤塗工液を塗工して、撥水層を設けることによって、撥水性ライナーが形成される。
撥水層は、撥水剤を含有している。撥水剤は、特に限定されないが、例えば、ワックス、合成樹脂などが挙げられる。ワックスの具体例としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、マレイン化石油樹脂などの変性ワックスなどが挙げられる。合成樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。合成樹脂系の撥水剤は、これらの合成樹脂の溶液、分散液、乳化液として用いられる。撥水剤として、これらを単独あるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
ライナー原紙上に撥水層を形成する方法については特に制限されず、公知の塗工装置が用いられる。塗工装置としては、例えば、カレンダーサイズプレス、ツーロールサイズプレス、ブレードコーター、ロッドコーター等が挙げられる。これらの中では、ブレードコーターとロッドコーターが好ましい。ブレードコーターまたはロッドコーターを用いて塗工することにより、撥水剤の塗工量やライナー原紙への浸透厚さをより均一に制御することが可能となる。
撥水性ライナーを用いて、撥水層を外側に置いて、中芯とともに段ボールシートを構成することによって、撥水性を有する段ボールシートを得ることができる。
(1)パルプの離解フリーネス(csf):基材をJIS P8220:2012に準じて離解することで得られたパルプスラリーについて、JIS P8121:2012に準じて測定した。
(2)坪量:JIS P8124:2011に準じて測定した。
(3)厚さ:JIS P8118:2014に準じて測定した。
(4)密度:JIS P8118:1998に準じて測定した。
(ライナー原紙の作製)
NUKP(フリーネス580ml)とDIP(フリーネス280ml)からなるパルプスラリーに、さらに、紙力増強剤(PAM系紙力増強剤)、ロジン系サイズ剤をそれぞれ添加し、紙料スラリーを得た。この紙料スラリーを一層抄きの長網抄紙機で抄紙し、トータル線圧1100kg/cmでプレスすることでライナー原紙を得た。
なお、ライナー原紙における各材料の含有割合は、表1に示すとおりであった。
固形分換算でポリオレフィン樹脂系撥水剤:ポリビニルアルコール系高分子=85部:15部となるように混合し、固形分濃度が5%の撥水剤塗工液を調製した。
次いで、得られたライナー原紙の表側表面に、ブレードコーターにより撥水剤塗工液を乾燥重量で0.42g/m2となるように塗工し、乾燥して、撥水性ライナーを得た。
実施例1のライナー原紙の作製において、DIPのフリーネスを280mlに代えて235mlとし、撥水性ライナーの作製において、撥水剤塗工液の乾燥重量を0.42g/m2に代えて0.35g/m2とし、ライナー原紙と撥水性ライナーを得た。
なお、ライナー原紙における各材料の含有割合は、表1に示すとおりであった。
実施例1のライナー原紙の作製において、NUKPのフリーネスを580mlに代えて480mlとし、DIPのフリーネスを280mlに代えて235mlとし、撥水性ライナーの作製において、撥水剤塗工液の乾燥重量を0.42g/m2に代えて0.35g/m2とし、ライナー原紙と撥水性ライナーを得た。
なお、ライナー原紙における各材料の含有割合は、表1に示すとおりであった。
実施例1のライナー原紙の作製において、DIPのフリーネスを280mlに代えて235mlとし、サイズ剤の含有割合が表1に示すとおりとなる量とし、トータル線圧を1100kg/cmに代えて1400kg/cmとし、ライナー原紙と撥水性ライナーを得た。
なお、ライナー原紙における各材料の含有割合は、表1に示すとおりであった。
(ライナー原紙)
実施例1のライナー原紙の作製において、NUKPのフリーネスを580mlに代えて620mlとし、サイズ剤の含有割合が表1に示すとおりとなる量とし、ライナー原紙と撥水性ライナーを得た。
なお、ライナー原紙における各材料の含有割合は、表1に示すとおりであった。
以上のようにして得られたライナー原紙および撥水性ライナーについて以下の評価を行った。評価結果は、表1に示すとおりであった。
<評価手順>
(1)ライナー原紙試料の形状を、撮影手段である下記のマイクロスコープを用いて、ワンショット3D撮影する。この際の画像サイズは50mm×50mmとした。
(2)前記3D画像において、任意の基準面を高さ=0μmとし、対象物の凹凸の高さを数値化する。
(3)前記取得した凹凸情報を高速フーリエ変換して、パワースペクトルを取得する。
(4)前記パワースペクトルから強度(パターンの周期性の高さ)が22以上の輝点を抽出する。このとき、1.0~2.0mmのピッチのパターンに相当する輝点のみを抽出する。
(5)前記抽出した輝点の周波数を逆高速フーリエ変換して、対応するパターンの凹凸情報を取得する。
(6)(a)輝点の有無、(b)輝点の座標(中心からの距離=パターンの周波数、中心角=パターンの方向)、(c)パターンの標準偏差(パターンの凹凸の深さ)の3項目を各試料で比較する。
マイクロスコープ:KEYENCE社製 ワンショット3D形状測定機 VR-3000
画像解析アプリケーション:KEYENCE社製 VR-H2A
画像解析ソフトウェア:株式会社アイ・スペック製 汎用画像処理/解析ソフトウェアパッケージ IOMate
撥水性ライナーの撥水剤塗工面にフレキソインキをハンドプルーファで塗工し、自然乾燥後、インクの印刷濃淡ムラを目視評価した。さらに、得られた撥水性ライナーをコルゲーターで中芯(商品名:S120、王子板紙社製)と裏ライナー(商品名:SF210、王子板紙社製)を使用して貼合し、Aフルート形態で段ボールシートを作成した。その後、製函工程を経て段ボールケースを作成し、印刷コスレ汚れを官能評価した。
(印刷濃淡ムラ)
◎:印刷の濃淡ムラがない。
○:一部にムラが認められるが、印刷の濃淡がほとんどなく、実用上問題ないレベルである。
△:部分的に印刷の濃淡ムラが認められ、実用上問題があるレベルである。
×:全体的に印刷の濃淡ムラが認められる。
○:ライナー表面に印刷コスレによる汚れが全く見られない。
△:ライナー表面に印刷コスレによる汚れがわずかに見られる。
×:ライナー表面に印刷コスレによる汚れが著しく見られる。
撥水性ライナーを任意の染料に10秒間含浸し、水道水で表面を洗浄後、染料の付着ムラから塗工された撥水剤の均一性を下記の評価基準で目視評価した。なお、◎、○を合格、△、×を不合格と判定した。
◎:染料の付着ムラがなく、塗工された撥水剤の均一性に優れる。
○:一部に淡い付着ムラが認められるが、ほぼ均一に撥水剤が塗工されている。
△:部分的に染料の濃い付着ムラが認められ、撥水剤の塗工がやや不均一である。
×:全体的に染料の付着ムラが著しく、撥水剤の塗工不良で均一性が劣る。
尚、実施例2のライナー原紙では、1.27mm、1.42mm、1.72mmの3つのピッチで繰り返される凹凸の溝が共存していた。
比較例1の撥水性ライナーは、NKPの含有割合が50質量%を超え、内添サイズ剤の含有量が少なく、プレス時のトータル線圧がやや高いことにより、各性能において劣っていた。また、比較例2の撥水性ライナーは、NKPの含有割合が50質量%を超え、内添サイズ剤の含有量が少なく、離解フリーネスがやや高いことにより、各性能において劣っていた。
Claims (4)
- ライナー原紙の表側表面に撥水層を備えた撥水性ライナーであって、
前記ライナー原紙のパルプ中の針葉樹クラフトパルプの含有割合が50質量%以下であり、
前記ライナー原紙のパルプの離解フリーネスが450~550mlであり、
前記ライナー原紙中の内添サイズ剤の含有割合が0.20~3.00質量%であり、
前記ライナー原紙の表側表面における、1.0~2.0mmのピッチで存在する凹凸の深さの標準偏差が0.15μm以下である
ことを特徴とする撥水性ライナー。 - 前記撥水層の形成量が0.3~0.5g/m2である請求項1に記載の撥水性ライナー。
- 前記ライナー原紙の坪量が160~340g/m2であり、前記ライナー原紙の密度が0.70~0.90g/cm3である請求項1または請求項2に記載の撥水性ライナー。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の撥水性ライナーを有する段ボールシート。
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