JP2006219775A

JP2006219775A - 液体容器用原紙

Info

Publication number: JP2006219775A
Application number: JP2005033525A
Authority: JP
Inventors: Hisatsugu Hamabe; 久嗣浜辺; Yoshiaki Shimizu; 義明清水
Original assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Current assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】耐酸性と好適な層間剥離強度を有する多層抄き液体容器用原紙の提供。
【解決手段】この課題は、多層抄き板紙の全層に対して、対絶乾パルプ0.1〜1.0重量%の硫酸アルミニウム、0.2〜1.0重量％のポリアクリルアミド系乾燥紙力剤、0.5〜2.0重量％の炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムおよび0.1〜0.5重量％のポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を配合することを特徴とする、耐酸性を有する液体容器用原紙によって解決される。

Description

本発明は耐酸性を有する液体容器用原紙に関するものである。

代表的な紙の液体容器は、基材となる紙の表裏にポリエチレンのラミネート加工を行い、表面への印刷を行った後、必要な形状に打抜かれ、シーラーによりポリエチレンを熱溶融させて貼り合わせることで完成する。このとき紙の表面部はポリエチレンラミネートによって耐酸性が付与されているが、貼り合わせた紙の断面部は液体に直接曝されているため、内溶液の浸透により、容器の漏れ、破損を引き起こす場合がある。

これを解決する手段として、原紙を折り返す方法、テープを貼る方法等により原紙断面部と液体が接触することを防止する構造の液体容器も存在する。しかしながら、加工工程が煩雑になりコストアップとなる欠点がある。

そのため、原紙自体を薬品添加により、耐酸性を付与する方法が一般的である。例えば特許文献１では特定の内添サイズ剤を用いて、原紙断面部からの液体の浸透を防止するとともに、単層抄きとすることにより容器成型加工時の層間剥離を防止する方法が提案されている。しかし、単層抄きの場合、多層抄きに比べ紙層構造が緻密になり難く、原紙断面部の液の浸透には不利である。

一方、多層抄きの場合、単層抄きに比べ比較的叩解度の高いパルプを使用できるため、緻密な紙層構造を作り易い。そのため、原紙断面部の液の浸透には有利である反面、成型加工時の層間剥離防止が課題となっている。特に耐酸性を有する原紙の場合、耐酸性を付与するための内添サイズ剤添加により、層間強度の低下がみられる。

板紙の層間強度対策については、特定のパルプ、もしくは特定の層間接着剤を使用することにより板紙の層間剥離強度を向上させる方法が一般的である。例えば特許文献２では、多層抄きの板紙の少なくとも一層中にバクテリアセルロースを含有させることによって層間剥離強度を向上させる方法が提案されている。しかし、特定のパルプを使用することは、作業性の面で効率が悪く、コストアップとなる欠点がある。また、特許文献３では層間接着剤として熱硬化性水溶性樹脂を塗布する方法、特許文献４ではアニオン性基、カチオン性基を含む2種以上の澱粉を含有する層間接着剤を使用する方法を提案している。しかし、これらの薬品を使用することはコストアップとなる上、耐酸性を有する原紙の場合、耐酸性を付与するための内添サイズ剤添加により、層間接着剤とパルプ繊維の結合性が悪く、期待通りの向上効果が得られない。
特開2003−155700号公報特開平9−137400号公報特開平6−101200号公報特開平5−230792号公報

前記の如く従来の方法では、多層抄き板紙において好適な耐酸性と優れた層間剥離強度を有する液体容器用原紙の実現は難しい。また、単層抄き板紙は多層抄き板紙に比べ耐酸性の面で不利である。本発明は、従来の問題点を解決することを課題とし、鋭意研究の結果、創案したものであり、その目的とするところは、好適な耐酸性と好適な層間剥離強度を有する多層抄き液体容器用原紙を、一元的な製法により提供することである。

本発明者らは、板紙の全層に対して、対絶乾パルプ0.1〜1.0重量%の硫酸アルミニウム、0.2〜1.0重量％のポリアクリルアミド系乾燥紙力剤、0.5〜2.0重量％の炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムおよび0.1〜0.5重量％のポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を配合することにより、液体容器用原紙で懸念される多層抄きの場合の層間剥離の問題を解決でき、同時に耐酸性も向上させることを見出した。

この様な構成をとる本発明では、多層抄きであるにも係わらず、良好な耐酸性、層間剥離強度を有する液体容器用原紙を得ることができる。加えて、多層抄きであるため、単層抄きに比べ比較的叩解度の高いパルプを用いて紙層断面を緻密にできる。

以下に、本発明の詳細について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定して解釈されるものではない。

本発明における耐酸性を有する多層抄き板紙とは、各種の抄造装置によって低坪量のシートを調製し、これを数段重ねてプレスし乾燥する方式であり、各単層の調製には長網抄造、円網抄造、各種のフォーマによる抄造を1つあるいは2つ以上を組み合わせて用いたものである。

板紙の全層に対して配合する硫酸アルミニウムの配合率は、対絶乾パルプ0.1〜1.0重量%の範囲としているが、より好ましくは対絶乾パルプ0.2〜0.6重量%の範囲とすることが望ましい。対絶乾パルプ0.1重量%より低いと層間剥離強度に対する硫酸アルミニウムの効果が弱く、対絶乾パルプ1重量%を超えるとサイズ性への影響が懸念される。

板紙の全層に対して配合する乾燥紙力剤はポリアクリルアミド系紙力剤を用いる。ポリアクリルアミド系の例としては、アニオン性、カチオン性、および部分カチオン性変性による両性化したものなどが挙げられる。その他乾燥紙力剤としては澱粉系があるが、層間剥離強度改善の効果が少なく、併用する硫酸アルミニウムとの相乗効果も期待できない。板紙の全層に対して配合するポリアクリルアミド系乾燥紙力剤の配合率は、対絶乾パルプ0.2〜1.0重量%の範囲としているが、より好ましくは対絶乾パルプ0.3〜0.7重量%の範囲とすることが望ましい。対絶乾パルプ0.2重量%より低いと層間剥離強度に対するポリアクリルアミド系乾燥紙力剤の効果が弱く、対絶乾パルプ1.0重量%を超えると過剰添加となりコストアップとなる。

本発明における耐酸性の付与方法は、紙製品のサイズに広く利用されているアルキルケテンダイマーとポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を用いた既知の方法によるが、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂は環境への配慮から低分子量有機塩素化合物含有量を極力低減させたものを使用することが望ましい。湿潤紙力剤は、湿潤強度を上げて液体容器用原紙断面部の浸透を防止するだけでなく、アルキルケテンダイマーのパルプへの定着を向上させる効果もあり、更には課題となっている層間剥離強度を向上させる働きを持つ。配合するポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤は対絶乾パルプ0.1〜0.5重量%の範囲としているが、より好ましくは対絶乾パルプ0.2〜0.4重量%とすることが望ましい。対絶乾パルプ0.1重量%より低いと十分な紙力、層間強度、耐酸性が得られず、対絶乾パルプ0.5重量%より高いと過剰添加となりコストアップとなる。

炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウム（重曹）はpＨ、アルカリ度を調整し、強いては耐酸性を向上させる目的で配合される。アルキルケテンダイマーのサイズ発現には抄紙pＨ、アルカリ度が重要であり、液体容器用原紙断面部の浸透を防止するためには適正なpＨ、アルカリ度を維持する必要がある。配合する炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムは対絶乾パルプ0.5〜2.0重量%の範囲としているが、より好ましくは対絶乾パルプ0.8〜1.2重量%とすることが望ましい。対絶乾パルプ0.5%より低いと十分なサイズ効果は得られずかつ耐酸性も悪く、対絶乾パルプ2.0重量%より高いと高pＨによる黄変を招く懸念がある。

本発明で使用する層間接着剤は、特に限定されるものではないが、澱粉やポリアクリルアミドなどが使用される。表面サイズ剤の塗布方法としては特に限定されるものではないが、サイズプレス塗工、ゲートロール塗工等がある。本発明の表面サイズ剤は、特に限定されるものではないが、ラミネートするポリエチレンとの接着性を向上させる目的でエチレンイミン誘導品や酸化澱粉などが使用される。本発明で使用する原料パルプは針葉樹漂白クラフトパルプ、広葉樹漂白クラフトパルプ等の化学パルプ、砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ等の機械パルプを適宜配合することが可能である。

実施例:
以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。なお、例中の部数および%は特に断らない限り、それぞれ重量部、重量%を示す。

本発明の耐酸性の程度を測る尺度は小口吸水度と呼び、以下の測定方法により、測定される。液体容器用原紙の表裏に厚さ85μmのポリプロピレン粘着シートを貼り、5cm×12.5cmに裁断し、試験片とする。この試験片を20%濃度の乳酸水溶液（23℃、pＨ2.0〜3.0）中に1時間浸漬した前後の試験片の重量を測定し、その増加率を算出する。小口吸水度は次式により算出する。
小口吸水度（g/1000mm²）＝（浸漬後の試験片重量−試験前の試験片重量）×1000／試験片の断面部総面積、
※小口吸水度の目標値：0.35 g/1000mm²以下であれば、実用上問題がない。

本発明の層間剥離強度については、J.TAPPI No.19-2(2000年改正)板紙−すき合わせ層の剥離強さ試験法−第２部：平均荷重測定法によって測定した。
※層間剥離強度の目標値：700 mN/10mm以上であれば、実用上問題がない。

広葉樹漂白クラフトパルプ（LBKP）、針葉樹漂白クラフトパルプ（NBKP）をそれぞれCSF350ml、CSF450mlまで叩解し、広葉樹漂白クラフトパルプ（LBKP）80 %、針葉樹漂白クラフトパルプ（NBKP）20 %の割合で混合し原料パルプとした。原料パルプに硫酸アルミニウムを対絶乾パルプ0.3 %、アルキルケテンダイマー（商品名：SPK−931、製造元：荒川化学工業（株））を対絶乾パルプ0.2 %、ポリアクリルアミド系乾燥紙力剤（商品名：DS−410、製造元：星光PMC（株））を対絶乾パルプ0.4 %、ポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤（商品名：WS−570、製造元：星光PMC（株））を対絶乾パルプ0.3 %、軽質炭酸カルシウム（商品名：TP−121、製造元：奥多摩工業（株））を対絶乾パルプ1.0 %添加した後、長網抄紙機にて3層抄き抄紙を実施した。湿紙は中層の両面に層間接着剤（商品名：ハイスタードPSS−４、製造元：三和澱粉工業（株））を片面あたり乾燥重量で1.0g/m²ずつスプレーにて塗布し、プレスにて貼り合わせた。表面サイズは、酸化澱粉（商品名：エースA、製造元：王子コーンスターチ（株））100部、エチレンイミン誘導品（商品名：エポミンSP−003、製造元：（株）日本触媒）15部の重量比で配合し、サイズプレス機にて乾燥重量で両面2.4g/m²塗布し、坪量250g/m²の液体容器用原紙を得た。評価した結果を表に示す。

実施例1において原料パルプに硫酸アルミニウムを対絶乾パルプ0.6 %添加とした以外は実施例1と同様にして坪量250g/ｍ²の液体容器用原紙を得た。

比較例１

実施例1において原料パルプに硫酸アルミニウムを無添加とした以外は実施例1と同様にして坪量250g/ｍ²の液体容器用原紙を得た。

比較例２

実施例1において原料パルプにポリアクリルアミド系乾燥紙力剤（商品名：DS−410、製造元：星光PMC（株））を無添加とした以外は実施例1と同様にして坪量250g/ｍ²の液体容器用原紙を得た。

比較例３

実施例1において原料パルプにポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤（商品名：WS−570、製造元：星光PMC（株））を無添加とした以外は実施例1と同様にして坪量250g/ｍ²の液体容器用原紙を得た。

比較例４

実施例1において原料パルプに軽質炭酸カルシウム（商品名：TP−121、製造元：奥多摩工業（株））を無添加とした以外は実施例1と同様にして坪量250g/ｍ²の液体容器用原紙を得た。

実施例および比較例の測定結果は、表1の通りとなった。

実施例１および実施例２より明らかなように、板紙の全層に対して、硫酸アルミニウムを対絶乾パルプ0.1〜1.0%、ポリアクリルアミド系乾燥紙力剤を対絶乾パルプ0.2〜1.0%、炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムを対絶乾パルプ0.5〜2.0%、ポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を対絶乾パルプ0.1〜0.5%配合することにより、良好な層間剥離強度、耐酸性を有する液体容器用原紙が得られる。

一方、比較例１、比較例２、比較例３、比較例４より明らかなように、板紙に、硫酸アルミニウムを添加しなかった場合には層間剥離強度が不十分であり（比較例１）、ポリアクリルアミド系乾燥紙力剤を添加しない場合には層間剥離強度も小口吸水度も非常に悪く（比較例２）、ポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を添加しない場合にも層間剥離強度も小口吸水度も非常に悪く（比較例３）、そして炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムを添加しない場合には層間剥離強度が良いが小口吸水度が不十分であった（比較例４）。

Claims

多層抄き板紙の全層に対して、対絶乾パルプ0.1〜1.0重量%の硫酸アルミニウム、0.2〜1.0重量％のポリアクリルアミド系乾燥紙力剤、0.5〜2.0重量％の炭酸カルシウムもしくは炭酸水素ナトリウムおよび0.1〜0.5重量％のポリアミドエピクロロヒドリン系湿潤紙力剤を配合することを特徴とする、耐酸性を有する液体容器用原紙。