(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-18
(45)【発行日】2024-03-27
(54)【発明の名称】板紙
(51)【国際特許分類】
D21H 27/00 20060101AFI20240319BHJP
D21H 17/67 20060101ALI20240319BHJP
B65D 65/40 20060101ALI20240319BHJP
【FI】
D21H27/00 E
D21H17/67
B65D65/40 D
(21)【出願番号】P 2020068256
(22)【出願日】2020-04-06
【審査請求日】2022-06-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000122298
【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 瑞翔
【審査官】山本 晋也
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-200773(JP,A)
【文献】特開2007-297728(JP,A)
【文献】特開2011-208333(JP,A)
【文献】特開2011-206987(JP,A)
【文献】特開2005-133258(JP,A)
【文献】特開2015-030930(JP,A)
【文献】特開2019-163082(JP,A)
【文献】特開2015-172260(JP,A)
【文献】特開2016-000873(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0047273(US,A1)
【文献】特開2014-012908(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
D21B 1/00 - 1/38
D21C 1/00 - 11/14
D21D 1/00 - 99/00
D21F 1/00 - 13/12
D21G 1/00 - 9/00
D21H 11/00 - 27/42
D21J 1/00 - 7/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
3層以上の紙層を備える板紙であって、
ISO 1762:2001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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【請求項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、請求項1~6のいずれか1項に記載の板紙。
【請求項8】
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。
【請求項9】
3層以上の紙層を備える板紙の製造方法であって、
ISO 1762:2001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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、板紙に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2004-345696号公報
【文献】特開2010-260181号公報
【文献】特開平6-184983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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、ISO 1762:2001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/m2以上400g/m2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、ISO 1762:2001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。
【発明の効果】
【0007】
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。
【発明を実施するための形態】
【0008】
[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、ISO 1762:2001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。
【0009】
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。
【0010】
<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、ISO 1762:2001に準拠して測定される。
【0011】
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。
【0012】
(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、ISO 536:1995に準拠して測定される。
【0013】
<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。
【0014】
<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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
<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、ISO 1762:2001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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
<板紙の特性>
(坪量)
板紙の坪量(全層の坪量)は、好ましくは100g/m2以上、より好ましくは130g/m2以上、さらに好ましくは160g/m2以上であり、そして、好ましくは400g/m2以下、より好ましくは350g/m2以下、さらに好ましくは300g/m2以下、特に好ましくは200g/m2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/m2以上、より好ましくは200g/m2以上であり、そして、好ましくは600g/m2以下、より好ましくは400g/m2以下である。
板紙の坪量は、ISO 536:1995に準拠して測定される。
【0021】
(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。
【0022】
(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/TS 17958:2013に準拠して測定される。
【0023】
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。
【実施例】
【0024】
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。
【0025】
[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。
【0026】
(灰分含有率)
板紙を構成する紙層の灰分含有率(灰分)は、ISO 1762:2001に準拠して測定した。
【0027】
(坪量)
板紙を構成する紙層および板紙の坪量は、ISO 536:1995に準拠して測定した。
【0028】
(厚さ)
板紙の厚さは、ISO 534:2011に準拠して測定した。
【0029】
(密度)
板紙の密度は、板紙の坪量および厚さから求めた。
【0030】
(比破壊靭性)
板紙の比破壊靭性は、ISO/TS 17958:2013に準拠して測定した。
【0031】
(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。
【0032】
[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。
【0033】
[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。
【0034】
【0035】
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。
【産業上の利用可能性】
【0036】
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。