JP7456247B2

JP7456247B2 - 板紙

Info

Publication number: JP7456247B2
Application number: JP2020068256A
Authority: JP
Inventors: 瑞翔鎌田
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2040-04-06
Also published as: JP2021165444A

Description

本発明は、板紙に関する。

板紙は、木材パルプ、古紙などを原料として製造した厚い紙の総称であり、段ボール原紙、白板紙などがあり、包装材料として使用される。板紙がたとえば箱状の包装材料として使用される場合、板紙を折り曲げるために罫線が形成される。罫線が形成された板紙を折り曲げたとき、板紙の表側は伸びの力を受け、亀裂が入ることがある。このように亀裂が入った状態を罫割れといい、罫割れにより美粧性が低下するだけではなく、包装材料の強度不足につながるという課題がある。

上記課題を解決するために、特許文献１には、少なくとも表面層及び裏面層の２層以上の層を具備し、少なくとも前記表面層が、保湿剤を含有することを特徴とするライナー紙が開示され、ライナー紙が水分を放出することを効果的に抑制し、その結果罫線割れの発生を防止すると記載されている。
また、特許文献２には、ライナと波状の中芯とを貼り合せた段ボールにおいて、前記ライナに、罫割れ防止剤として、水に保湿剤を１０～３０重量％、界面活性剤を含有する浸透剤を０．２～３．０重量％配合したものを塗布したことを特徴とする罫割れ防止段ボールが開示され、罫割れ防止剤に浸透剤を配合したので、保湿剤がライナに速やかに浸透し、フォルダグルア等による製箱速度に対応して、罫割れ防止効果を確実に得ることができると記載されている。
さらに、特許文献３には、古紙パルプを含有するパルプスラリーに、水溶性のリグニン系物質および、特定のジアリルアミン系モノマーを構成モノマーとする共重合体を添加することにより、乾燥強度が高く、かつ段割れ（罫割れ）を発生しにくいなど、優れた品質の紙が製造できると記載されている。

特開２００４－３４５６９６号公報特開２０１０－２６０１８１号公報特開平６－１８４９８３号公報

上記のように様々な罫割れ防止方法が提案されているが、いまだ十分に罫割れを防止できていなかった。本発明は、効果的に罫割れを防止できる板紙を提供することを目的とする。

本発明者は、２層以上の紙層を備える板紙の表面に位置する第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも所定値以上低いことにより、効果的に罫割れを防止し、生産性に優れる板紙を提供できることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の＜１＞～＜９＞に関する。
＜１＞２層以上の紙層を備える板紙であって、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低いことを特徴とする、板紙。
＜２＞前記第１紙層の灰分が、８．０質量％以上である、＜１＞に記載の板紙。
＜３＞前記第１紙層の坪量が、他の紙層と比べて最も少ない、＜１＞または＜２＞に記載の板紙。
＜４＞坪量が、１００ｇ／ｍ^２以上４００ｇ／ｍ^２以下である、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の板紙。
＜５＞３層以上の紙層を備え、前記第１紙層の坪量が、全層の坪量に対して、１５％以上３０％以下であり、裏面に位置する紙層の坪量が、全層の坪量に対して、３５％以上６０％以下である、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の板紙。
＜６＞比破壊靭性が、６．５ｍＪ・ｍ／ｇ以上である、＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の板紙。
＜７＞前記第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも１．５質量％以上低い、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の板紙。
＜８＞前記板紙がライナー原紙である、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の板紙。
＜９＞２層以上の紙層を備える板紙の製造方法であって、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低くすることを特徴とする、板紙の製造方法。

本発明によれば、効果的に罫割れを防止できる板紙を提供できる。

［板紙］
本発明の板紙（以下、単に「板紙」ともいう）は、２層以上の紙層を備える板紙であって、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低いことを特徴とする。

本発明の板紙は、２層以上の紙層を備える。本発明の板紙は、表面に位置する紙層である第１紙層（表層）と、該第１紙層の裏面に形成され、かつ、板紙の裏面に位置する紙層である第２紙層（裏層）とから構成される２層の紙層を備えていてもよいし、表面に位置する第１紙層（表層）と、該第１紙層の裏面に形成される第２紙層と、該第２紙層の裏面に形成され、かつ、板紙の裏面に位置する紙層である第３紙層（裏層）とから構成される３層の紙層を備えていてもよいし、表面に位置する第１紙層（表層）と、該第１紙層の裏面に形成される第２紙層と、該第２紙層の裏面に形成される第３紙層と、該第３紙層の裏面に形成され、かつ、板紙の裏面に位置する紙層である第４紙層（裏層）とから構成される４層の紙層を備えていてもよい。

＜第１紙層＞
（灰分含有率）
第１紙層の灰分含有率（灰分）は、罫割れ防止および生産性の観点から、好ましくは８．０質量％以上、より好ましくは９．０質量％以上、さらに好ましくは１０．０質量％以上であり、そして、好ましくは１５．０質量％以下、より好ましくは１４．０質量％以下である。
板紙を構成する紙層の灰分は、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される。

罫割れを防止する観点から、第１紙層の灰分含有率は、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低く、全層の灰分含有率の平均値よりも１．０質量％以上低いことが好ましく、全層の灰分含有率の平均値よりも１．５質量％以上低いことがより好ましい。

（坪量）
第１紙層の坪量は、罫割れ防止等の観点から、他の紙層と比べて最も少ないことが好ましい。
板紙が３層以上の紙層を備える場合、第１紙層の坪量は、全層の坪量に対して、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上であり、そして、好ましくは３０％以下、より好ましくは３０％未満、さらに好ましくは２５％以下である。
板紙を構成する紙層の坪量は、ＩＳＯ５３６：１９９５に準拠して測定される。

＜裏面に位置する紙層（裏層）＞
板紙が３層以上の紙層を備える場合、板紙の裏面に位置する紙層（裏層）の坪量は、全層の坪量に対して、好ましくは３５％以上、より好ましくは４０％以上であり、そして、好ましくは６０％以下、より好ましくは５５％以下である。

＜原料パルプ＞
板紙の原料パルプとしては、たとえば木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえば広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、晒しクラフトパルプ（ＢＫＰ）、未晒しクラフトパルプ（ＵＫＰ）、酸素漂白クラフトパルプ（ＯＫＰ）等の化学パルプ、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグラウンドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえばコットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、竹、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、特に限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。原料パルプは、上記の１種を単独でも２種以上混合して用いてもよい。なお、原料パルプに、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機合成繊維、ポリノジック繊維等の再生繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維を混用してもよい。

原料パルプは、入手のしやすさという観点から、木材パルプおよび脱墨パルプが好ましい。また、脱墨パルプの中では、古紙を原料とするものが好ましい。

原料パルプには、必要に応じて、たとえば、アニオン性、カチオン性もしくは両性の歩留剤、濾水性向上剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、サイズ剤、填料等の内添助剤、耐水化剤、染料、蛍光増白剤等の任意成分を添加してもよい。
乾燥紙力増強剤としては、カチオン化澱粉、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
湿潤紙力増強剤としては、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
填料としては、タルク、カオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、シリカ、ホワイトカーボン、ベントナイト、ゼオライト、セリサイト、スメクタイト等の無機填料、アクリル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等の有機填料が挙げられる。

＜板紙の製造方法＞
本発明の板紙の製造方法は、２層以上の紙層を備える板紙の製造方法であって、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低くすることを特徴とする。

板紙の製造方法は、表面に位置する第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低くすることができる方法であれば、特に限定されないが、原料パルプを含有するパルプスラリーを抄紙し、乾燥する工程を含む。抄紙方法についても、特に限定されず、たとえばｐＨが４．５付近で抄紙を行う酸性抄紙法、ｐＨが約６～約９で抄紙を行う中性抄紙法等が挙げられる。抄紙機についても、特に限定されず、たとえば長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、またはこれらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。なお、抄紙機に、灰分測定装置としてＢＭ計等を設置してもよい。また、乾燥方法についても、特に限定されず、公知の乾燥装置を用いることができる。

第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低くする方法としては、たとえば、第１紙層を形成する際に添加する填料の量を、他の紙層を形成する際に添加する填料の量よりも少なくすること、第１紙層を形成する際、抄紙前に希釈水として使用される白水の量を、他の紙層を形成する際に使用される白水の量よりも少なくすることなどが挙げられる。

＜板紙の特性＞
（坪量）
板紙の坪量（全層の坪量）は、好ましくは１００ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは１３０ｇ／ｍ^２以上、さらに好ましくは１６０ｇ／ｍ^２以上であり、そして、好ましくは４００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは３５０ｇ／ｍ^２以下、さらに好ましくは３００ｇ／ｍ^２以下、特に好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下である。板紙の坪量が上記範囲内であると、板紙をライナー原紙として好適に用いることができる。一方、紙器用板紙として好適な坪量は、特に限定されないが、好ましくは１００ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは２００ｇ／ｍ^２以上であり、そして、好ましくは６００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは４００ｇ／ｍ^２以下である。
板紙の坪量は、ＩＳＯ５３６：１９９５に準拠して測定される。

（厚さ）
板紙の厚さは、好ましくは０．１０ｍｍ以上、より好ましくは０．１５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは０．４０ｍｍ以下、より好ましくは０．３５ｍｍ以下である。板紙の厚さが上記範囲内であると、板紙をライナー原紙として好適に用いることができる。
板紙の厚さは、実施例に記載の方法により測定される。

（比破壊靭性）
板紙の比破壊靭性は、より効果的に罫割れを防止する観点から、好ましくは６．５ｍＪ・ｍ／ｇ以上、より好ましくは７．０ｍＪ・ｍ／ｇ以上である。
板紙の比破壊靭性は、ＩＳＯ／ＴＳ１７９５８：２０１３に準拠して測定される。

本発明の板紙は、第１紙層（表層）の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも所定値以上低くすることにより、同質量あたりの繊維の割合が増え、比破壊靭性を向上させることができ、罫割れを効果的に防止することができると考えられる。
また、本発明の板紙の製造工程において、上述したように、たとえば、第１紙層を形成する際、抄紙前に希釈水として使用される白水の量を、他の紙層を形成する際に使用される白水の量よりも少なくすること等により、第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも所定値以上低くなるように、簡便に調整できるため、生産性に優れる。

以下に実施例と比較例とを挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「％」は、特に断らない限り、それぞれ「質量部」および「質量％」を示す。

［分析および評価］
板紙を構成する紙層および板紙について、以下の測定および評価を行った。

（灰分含有率）
板紙を構成する紙層の灰分含有率（灰分）は、ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定した。

（坪量）
板紙を構成する紙層および板紙の坪量は、ＩＳＯ５３６：１９９５に準拠して測定した。

（厚さ）
板紙の厚さは、ＩＳＯ５３４：２０１１に準拠して測定した。

（密度）
板紙の密度は、板紙の坪量および厚さから求めた。

（比破壊靭性）
板紙の比破壊靭性は、ＩＳＯ／ＴＳ１７９５８：２０１３に準拠して測定した。

（罫割れの評価）
板紙の罫割れの評価は、以下のように行った。罫線を入れた下敷き用板紙に、実施例または比較例の板紙の裏面に位置する紙層（裏層）が、下敷き用板紙との固定面となるように、板紙を重ね合わせて固定して試験サンプルとし、水分率が３．０％となるように調湿した。その後、実施例または比較例の板紙側を折り目の山としてローラで折った。折った試験サンプルの全長に対して、試験サンプルが割れている長さを算出し、罫割れ長さ率とした。罫割れ長さ率が低いほど罫割れをより防止できることを示す。

［実施例１］
第１紙層（表層）には針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）とケント古紙を含む原料パルプを使用し、第２紙層には板紙古紙を含む原料パルプを使用し、第３紙層（裏層）には段ボール古紙を含む原料パルプを使用した。各紙層の灰分は、各原料パルプをパルプ洗浄機（商品名：ＤＮＴウォッシャー、相川鉄工株式会社製）に通すことによって調整した。これらの原料パルプを用いて、３層に抄き合わせ、表１に示す坪量を有する紙層と、これらの紙層からなる板紙を得た。第１紙層（表層）には固形分で、原料パルプ１００部に対して、サイズ剤（商品名：サイズパインＮ－８３０、荒川化学工業株式会社製）０．５部、硫酸バンド２．０部、紙力増強剤としてポリアクリルアミド（商品名：ポリストロン、荒川化学工業株式会社製）０．２部を添加した。第２紙層には固形分で、原料パルプ１００部に対して、硫酸バンド２．０部、紙力増強剤としてポリアクリルアミド（商品名：ポリストロン、荒川化学工業株式会社製）０．２部を添加した。第３紙層（裏層）には固形分で、原料パルプ１００部に対して、サイズ剤（商品名：サイズパインＮ－８３０、荒川化学工業株式会社製）０．５部、硫酸バンド２．０部、紙力増強剤としてポリアクリルアミド（商品名：ポリストロン、荒川化学工業株式会社製）０．２部を添加した。紙層および板紙の測定および評価結果を表１に示す。

［実施例２］
灰分と坪量を表１に示すように調整した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製した。紙層および板紙の測定および評価結果を表１に示す。
［比較例］
灰分と坪量を表１に示すように調整した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製した。紙層および板紙の測定および評価結果を表１に示す。

表１から分かるように、本実施例によれば、効果的に罫割れを防止できる板紙が提供される。

本発明の板紙は、効果的に罫割れを防止できるので、たとえば、ライナー原紙として好適に用いることができる。

Claims

３層以上の紙層を備える板紙であって、
ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低く、
板紙の全層の坪量に対する裏層の坪量が４０％以上５５％以下であることを特徴とする、板紙。
前記第１紙層の灰分が、８．０質量％以上である、請求項１に記載の板紙。
前記第１紙層の坪量が、他の紙層と比べて最も少ない、請求項１または２に記載の板紙。
坪量が、１００ｇ／ｍ^２以上４００ｇ／ｍ^２以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の板紙。
坪量が、１００ｇ／ｍ ^２以上２００ｇ／ｍ ^２以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の板紙。
比破壊靭性が、６．５ｍＪ・ｍ／ｇ以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の板紙。
前記第１紙層の灰分含有率が、全層の灰分含有率の平均値よりも１．５質量％以上低い、請求項１～６のいずれか１項に記載の板紙。
前記板紙がライナー原紙である、請求項１～７のいずれか１項に記載の板紙。
３層以上の紙層を備える板紙の製造方法であって、
ＩＳＯ１７６２：２００１に準拠して測定される、表面に位置する第１紙層の灰分含有率を、全層の灰分含有率の平均値よりも０．５質量％以上低くし、
板紙の全層の坪量に対する裏層の坪量が４０％以上５５％以下とすることを特徴とする、板紙の製造方法。