JP2005206957A - 耐水板紙及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撥水効果が持続し、寸法安定性、印刷適性に優れるとともに、リサイクル可能な耐水板紙及びその製造方法を提供する。
【解決手段】表層と裏層の間に中層を有する板紙において、表層及び／又は裏層に撥水剤をパルプ固形分に対して０．５〜１．８質量％内添させてなる耐水板紙。中層は湿潤紙力剤を含有することが好ましい。ワックスの含有量を１．５質量％以下とする場合には板紙のリサイクルが容易となる。本発明の耐水板紙は、表層用紙料及び／又は裏層用紙料に撥水剤を添加し、中層用紙料と抄き合わせることにより製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、水に濡れた後も撥水効果が持続し、寸法安定性、印刷適性に優れた耐水板紙及びその製造方法に関する。

板紙は、紙器、包装、建材等に使用される厚手の紙で、その多くは段ボール原紙として消費される。近年では、板紙が比較的容易にリサイクルできることから、省資源化の要請によりプラスチックや木材等の代替品として種々の分野で板紙が用いられるようになっている。

紙は原料であるセルロース繊維の水に対する高い親和性により水に弱いという紙特有の性質を示すが、板紙も例外ではなく、例えば吸湿性が高い、あるいは撥水性が低い等の性質を有している。板紙をプラスチック等の代替品として使用する際にはこの性質が原因となって以下のような問題が生じている。

板紙は複数の紙料を抄き合わせることにより紙層を積層して製造するが、各紙層、特に表層と裏層で吸湿の度合いが異なる場合には、紙層により膨張の度合いが異なるため板紙に反りが生じることとなる。

吸湿による紙の寸法変化を防止すべく、従来ホルマリン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリアミド−エピクロロヒドリン系樹脂等の樹脂が使用されている。しかしながら、これらの樹脂を配合しただけでは板紙の反りを完全に防止することはできない。

一方、板紙の用途によっては高い撥水性が要求される。板紙に撥水性を付与する方法としては、表面にワックスを塗工する方法、あるいはワックスを含浸させる方法が知られている。しかしながら、十分な撥水効果を得ることができる量のワックスを使用すると、ワックスの量が多すぎて板紙がリサイクルできないという問題がある。

特開２０００−２８１０５６号公報には、表裏両面と断面に撥水剤を塗工した段ボールシートが提案されている（特許文献１）。この段ボールシートは、ワックスの使用量が少ないためリサイクルが可能で、表裏両面に加えて断面からの湿気の浸入を防ぐことができるため撥水性に優れることが記載されている。しかしながら、この段ボールシートは一旦水に濡れてしまうとライナーの内側面やボール紙に水が浸透して段ボールシートの撥水性が低下するため、プラスチック等の代替品として満足できるものではない。
特開２０００−２８１０５６号公報（段落番号（００１４）、（００１５））

本発明の目的は、撥水効果が持続し、寸法安定性、印刷適性に優れるとともに、リサイクル可能な耐水板紙及びその製造方法を提供することにある。

本発明者等は鋭意研究の結果、表層と裏層の少なくともいずれかに所定量の撥水剤を内添した板紙は、撥水効果の持続性、寸法安定性、印刷適性に優れることを見出した。更に、この板紙は、リサイクルの際に問題となるワックス等の使用量を少量とすることができるため、容易にリサイクルできることを見出し本発明を完成するに到った。

上記課題を解決する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕 表層と裏層の間に中層を有する板紙において、表層及び／又は裏層に撥水剤をパルプ固形分に対して０．５〜１．８質量％内添させてなる耐水板紙。

〔２〕 少なくとも片面の水中に５分間浸漬した後の撥水度がＲ６以上である〔１〕に記載の耐水板紙。

〔３〕 表層及び／又は裏層の外表面に撥水剤を塗布した〔１〕又は〔２〕に記載の耐水板紙。

〔４〕 抄紙方向に対して垂直方向（横目方向）の水中伸度が２％以下である〔１〕乃至〔３〕のいずれかに記載の耐水板紙。

〔５〕 ワックス含有量が１．５質量％以下である〔１〕乃至〔４〕のいずれかに記載の耐水板紙。

〔６〕 表層用紙料及び／又は裏層用紙料に撥水剤を添加して抄紙することを特徴とする〔１〕乃至〔５〕のいずれかに記載の耐水板紙の製造方法。

本発明の板紙は、撥水効果の持続性、印刷適性に優れ、生鮮品等の段ボールケースとして好適である。例えば本発明の板紙を用いて苗用の段ボールケースを製造し苗を入れ使用した場合、水の散布を繰り返した場合でも撥水効果が持続し、ケースが壊れない。また、水中伸度が低く、寸法安定性に優れることから吸湿による反りが発生しないため、掲示板等に好適である。更に、本発明の板紙は、ワックスの使用量を所定の範囲とすることによりリサイクルが可能となる。従って、本発明の板紙は、プラスチック製品、ベニヤ板等の木材の代替品として有用である。

本発明の耐水板紙は、少なくとも３層からなり、第１の表層（以下、単に「表層」という）と第２の表層（以下、単に「裏層」という）の間に中層を設ける。耐水板紙を構成する層は、表層と裏層の間に１の中層を有する３層であってもよいが、強度や厚さが要請される用途には中層を２〜７層設けた合計で４〜９層であることが好ましい。

本発明の耐水板紙を構成する原料パルプには、段ボール古紙、地券古紙、新聞古紙、雑誌古紙、色上系古紙、ケント古紙、コート古紙、上質古紙等の古紙パルプや晒クラフトパルプ、未晒クラフトパルプ、機械パルプ等のバージンパルプを、板紙に要求される強度や見栄えなどに応じて用いることができる。

本発明の耐水板紙は、表層、裏層のいずれかに撥水剤を内添させたものであればよい。用途により耐水板紙を１枚のみで使用する場合には、表層と裏層のいずれも撥水剤を含有するものであることが好ましい。

撥水剤としては、パラフィン系ワックス、天然ワックス等のワックスをエマルジョン化したワックスエマルジョン；ポリアミド系樹脂、ポリアミン系樹脂等の合成樹脂；ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリメチル水素シロキサン、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン樹脂を挙げることができる。

表層又は裏層に内添する撥水剤の含有量は、表層又は裏層のパルプ固形分に対して０．５〜１．８質量％とするが、０．７〜１．５質量％とすることがより好ましい。撥水剤の含有量が０．５質量％未満では板紙の撥水性が不充分となり、１．８質量％を超えると板紙の印刷適性が低下する。

本発明の耐水板紙は、上述したように、撥水剤としてワックスを使用することも可能であるが、リサイクルの観点から板紙におけるワックスの含有量は極力少なくすることが好ましい。撥水剤としてワックスを使用する場合には、板紙におけるワックスの含有量を乾燥質量基準で１．５質量％以下とすることが好ましい。

本発明の耐水板紙の表層又は裏層の外表面には撥水剤を塗工（外添）してもよい。板紙の表面に撥水剤を塗工することにより、板紙の撥水性をより高めることができる。板紙の表面に塗布する撥水剤は、表層又は裏層に内添する撥水剤と同様のものが使用できる。撥水剤の塗工量（固形分）としては、０．１〜１ｇ／ｍ²とすることが好ましい。

本発明の耐水板紙は、湿潤時の強度を保つため、湿潤紙力剤を含有することが好ましい。湿潤紙力剤としては、両性ポリアクリルアミド系紙力剤、ポリアミドエピクロロヒドリン系紙力剤等を挙げることができる。

両性ポリアクリルアミドはポリアクリルアミドにカチオン性の基を導入したポリマーであって、例えばアクリルアミド−ビニルモノマー共重合体、アクリルアミド−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体等のカチオン性モノマーとアクリルアミドとの共重合体や、マンニッヒ変成ポリアクリルアミド、ホフマン分解ポリアクリルアミド等を挙げることができる。

ポリアミドエピクロロヒドリン系紙力剤としては、例えばポリアミドアミン・エピクロロヒドリンを挙げることができる。

本発明の耐水板紙における湿潤紙力剤の含有量としては、紙力剤を含有するそれぞれの紙層のパルプ固形分に対して０．１〜０．８質量％とすることが好ましい。湿潤紙力剤の含有量が０．１質量％未満では、十分な紙力増強効果が得られず、０．８質量％を超えると添加量に見合う効果が得られにくい。

本発明の耐水板紙は、湿潤紙力剤が表層、中層、裏層のいずれの層に含まれていてもよいが、少なくとも中層のいずれか１層に含まれていることが好ましく、全ての中層に含まれていることがより好ましい。

上記紙力剤とともにグリオキザールを添加した場合には、本発明の板紙の湿潤紙力をより高めることができる。グリオキザールの含有量としては、パルプ固形分に対して０．２〜１質量％することが好ましい。

本発明の耐水板紙は、湿潤紙力剤以外の紙力剤や他の添加剤が含まれていてもよい。他の紙力剤としては、例えば、澱粉、酸化澱粉、カルボキシメチル化澱粉等の澱粉；植物ガム；ポリビニルアルコール；カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。添加剤としては、例えばサイズ剤、顔料、定着剤、消泡剤、剥離剤等を挙げることができる。

本発明の耐水板紙の米坪としては、乾燥質量基準で１５０〜４５０ｇ／ｍ²とすることが好ましく、２００〜４００ｇ／ｍ²とすることがより好ましい。

耐水板紙の厚さとしては特に制限はないが、１７０〜６５０μｍとすることが好ましく、２５０〜６００μｍとすることがより好ましい。

本発明の耐水板紙は、少なくとも片面について、水中に５分間浸漬した後のＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．６８による撥水度をＲ６以上とすることが好ましい。上記撥水度は、表層又は裏層に含有させる撥水剤の量を調整することによりかかる範囲とすることができる。

更に、本発明の耐水板紙は、抄紙方向に対して垂直方向（横目方向）のＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．２７の規定による水中伸度を２％以下とすること好ましい。水中伸度は、表層又は裏層の撥水剤の含有量を調整することにより上記範囲とすることが可能である。

本発明の耐水板紙は、以下の工程により、公知の多層抄き抄紙機を用いて製造できる。
（１） パルプを水に分散させて得たスラリーに必要により撥水剤や他の成分を添加して混合し、表層、中層、裏層用の紙料を製造する。
（２） それぞれの紙料をワイヤー上で抄紙し、抄き合わせる。
（３） 加圧ロールによりプレスし、水分を除去する。
（４） ドライヤーシリンダーにて乾燥し、必要によりカレンダーにより撥水剤を塗工する。
（５） リールに巻き取り、耐水板紙を得る。

実施例１〜６、比較例１〜５
針葉樹晒クラフトパルプ２０質量％（フリーネス５００ｍｌＣＳＦ）及び広葉樹晒クラフトパルプ８０質量％（フリーネス４００ｍｌＣＳＦ）を含有する紙料を第１層用に調整した。更に、段ボール古紙を離解処理して第２〜５層用の紙料を調整した。第１層又は第５層用の紙料には必要に応じて撥水剤（大和化学社製、コートサイザーＭＮ−２Ｌ）を添加し、第２〜４層用の紙料には湿潤紙力剤（ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂：星光ＰＭＣ社製、ＷＳ５４７）を添加した。これらの紙料を円網多層抄き方式の抄紙機に供給し、抄紙速度を１３０ｍ／分として５層抄き板紙を抄紙した。

抄紙した板紙をプレス、乾燥した後、水に溶解した撥水剤（星光ＰＭＣ社製、パラッテクスＮＳ−６）をカレンダーにより第１層側の表面にのみ塗布し、リールに巻き取った。得られた板紙の各層における撥水剤、湿潤紙力剤の含有量と、撥水剤の表面塗工量を表１、２に示す。板紙はいずれも米坪２２０ｇ／ｍ²（各層の米坪４４ｇ／ｍ²）、厚さ２６５μｍであった。

板紙の撥水度、水中伸度、層間強度、印刷適性を下記の方法により評価した。結果を表１及び２に示す。

〈撥水度〉
板紙の第１層側表面の撥水度をＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．６８の規定により測定した。

〈水中に浸漬後の撥水度〉
試験片を２３℃の水中に５分間浸漬した後、第１層側表面の撥水度をＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．６８の規定により測定した。

〈水中伸度〉
ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．２７の規定により抄紙方向に対して垂直方向の板紙の伸度を測定した。

〈層間強度〉
ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．１８−２の規定により測定した。

〈印刷適性〉
１１０線のアニロックスロールを用いて、板紙の第１層側表面にフレキソインク（サカタインクス製、ＦＫ−９９）をベタ印刷し、インクの滲み、弾きの有無を下記の評価基準で評価した。
評価基準
○：インクの滲み、弾きがない。
×：インクの滲み、弾きがある。

※１）ワックス固形分あたりの塗工量
※２）各層におけるパルプ固形分に対する含有量

Claims (6)

1. 表層と裏層の間に中層を有する板紙において、表層及び／又は裏層に撥水剤をパルプ固形分に対して０．５〜１．８質量％内添させてなる耐水板紙。
2. 少なくとも片面の水中に５分間浸漬した後の撥水度がＲ６以上である請求項１に記載の耐水板紙。
3. 表層及び／又は裏層の外表面に撥水剤を塗布した請求項１又は２に記載の耐水板紙。
4. 抄紙方向に対して垂直方向（横目方向）の水中伸度が２％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の耐水板紙。
5. ワックス含有量が１．５質量％以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の耐水板紙。
6. 表層用紙料及び／又は裏層用紙料に撥水剤を添加して抄紙することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の耐水板紙の製造方法。