(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂液を含浸させて用いるための加工用原紙であって、表面ロールと裏面ロールにワックス水分散液が噴霧されており、ワックス水分散液が噴霧塗布されたロールから、紙支持体の両面に固形分で片面当り０．００１〜０．０２ｇ／ｍ２の塗布量でロール転写されている加工用原紙であって、ＴＡＰＰＩ  Ｔ５５８ｐｍ−９７に準じて測定した前記加工用原紙の水滴下０．５秒後の動的接触角が８０°〜９０°の範囲であることを特徴とする加工用原紙の製造方法。
【請求項２】
前記ワックス水分散液のワックス成分が、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛、酸化ポリエチレン系ワックスから選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の加工用原紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂液含浸において、生産性が良好な加工用原紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙箱、紙トレイといった紙製包装容器や、紙製化粧板、紙製成形体などに成形加工される加工用原紙は、強度および成形性向上のために樹脂液を含浸させる場合がある。例えば、食料品、飲料品、小型家電製品の外装紙箱などの包装資材に使用される原紙を機能性樹脂液に含浸させ、強度を付与する手法（特許文献１）や、原紙を熱可塑性樹脂水性分散液と熱硬化性樹脂との混合液に含浸させ、化粧紙に伸びと強度を付与する手法（特許文献２）や、天然糊を含む水溶液に含浸して軟化させた板紙原紙に対し、エンボス加工を施し、乾燥した後、プレス成形して加工性を向上させる手法（特許文献３）などが提案されている。
【０００３】
前記のように原紙に樹脂液を含浸させる場合、原紙の樹脂液含浸性いわゆるサイズ性が生産性に大きな影響を与え、樹脂液の含浸性が低過ぎる、あるいは高サイズであると、所定量を含浸させるのに時間がかかって生産性が低下するといった問題が生じる。また、逆に樹脂液の含浸性が高過ぎる、あるいは低サイズであると含浸量が過剰となり、含浸時の湿紙強度が低下して紙切れが発生する、あるいは含浸後の乾燥に時間がかかって生産性が低下するといった問題が生じる。
【０００４】
こうしたことから、良好な生産性を得るために、原紙の樹脂液含浸性またはサイズ性の調節が必要となるが、特許文献１では、含浸樹脂の種類、含浸量、含浸方法について詳細が具体的に記載されているが、含浸用原紙については具体的な特性が記載されていない。特許文献２では、密度、透気度、吸水度がある特定範囲にある含浸用原紙が記載されているが、これらの物性を原紙に付与する具体的な方法については記載されていない。特許文献３では、含浸方法およびその装置について述べたものであり、含浸用の板紙原紙については具体的な特性が記載されていない。
【０００５】
また、板紙原紙において、段ボール用中芯原紙には、段ロールにおける段付けの際に段割れや段切れ、破断が生じないように、ワックス等の滑剤を塗布することが行われている。塗布する方法として、ドライヤー内を走行する段ボール用中芯原紙の表裏面に対向する位置に配置したノズルからワックス水分散液を噴霧塗布する手法（特許文献４）や、紙に接するロールにワックス分散液を散布し、間接的にワックスを均一に中芯原紙に転移させる手法（特許文献５）が提案されている。
【０００６】
前記のように板紙原紙の段ボール用中芯原紙表面にワックス等の滑剤を塗布する目的は、滑り性のコントロールを目的とするだけであったが、本発明の加工用原紙に必要な樹脂液含浸性、またはサイズ性の調節については具体的な特性が記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０２９９５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６４９８６号公報
【特許文献４】特開平１１−１１７１８８号公報
【特許文献５】特開２００３−１１３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
樹脂液の浸透時間、またはサイズ性が調節された加工用原紙において、樹脂液含浸性に優れ、良好な生産性を有する加工用原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】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ワックス水分散液をロールに噴霧し、ロールから、紙支持体へ特定量表面転写することで前記課題が解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の各発明を包含する。
【００１０】
（１）ワックス水分散液を表面ロールと裏面ロールのそれぞれに噴霧し、ワックス水分散液が噴霧塗布されたロールから、紙支持体の両面に固形分で片面当り０．００１〜０．０２ｇ／ｍ２の塗布量でロール転写した加工用原紙であって、ＴＡＰＰＩ  Ｔ５５８ｐｍ−９７に準じて測定した前記加工用原紙の水滴下０．５秒後の動的接触角が８０°〜９０°の範囲である加工用原紙。
【００１１】
（２）前記ワックス水分散液のワックス成分が、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛、酸化ポリエチレン系ワックスから選択された少なくとも１種である（１）に記載の加工用原紙。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂含浸性が適正に調節されているので、良好な生産性を有する加工用原紙を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係るワックス水分散液を噴霧塗布する表面ロールおよび裏面ロールの概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る樹脂浸透性を測定する際、加工用原紙をＳＢＲ水分散液に浸漬した状態を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明に係る樹脂浸透性を測定する際、加工用原紙をＳＢＲ水分散液に浸漬した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、ワックス系水分散液をロールに噴霧塗布し、ロールから紙支持体の両面に転写した加工用原紙であって、特定量のワックス系水分散液を表面転写したことを特徴とする。
【００１５】
＜塗布量＞
本発明では、ワックス系水分散液をロールに噴霧塗布し、ロールから紙支持体の両面に表面転写するが、片面当りの固形分塗布量は、０．００１〜０．０２ｇ／ｍ２の範囲が好ましく、より好ましくは０．００２〜０．０１ｇ／ｍ２の範囲である。塗布量が０．００１ｇ／ｍ２未満であると、原紙を樹脂液に含浸させる際に、樹脂液含浸量が過剰となって、湿紙強度が低下し、紙切れが発生しやすくなる。塗布量が０．０２ｇ／ｍ２を超えると、含浸性が低下して所定量の樹脂液を含浸させるのに時間がかかり、生産性が低下してしまう。
【００１６】
＜ワックス水分散液＞
本発明において使用されるワックス系水分散液は、ワックス系成分を分散質とする水性エマルジョンであり、分散質となるワックス系成分は、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛、酸化ポリエチレン系ワックスなどを単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。また、ワックス系成分はロジン系樹脂あるいは不飽和高級アルコール等を含有しても差し支えない。なお、本発明において例示するポリエチレンワックスは重量平均分子量として１０００〜１００００、単独でフィルム状に成型できないものである。
【００１７】
本発明において、ワックス系水分散液に用いる分散剤には特に制限はなく、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤や両性界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、高級カルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート塩、ビニルスルホサクシネート等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等のポリオキシエチレン構造を有する化合物や、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどのソルビタン誘導体等が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アシルアミノエチルジエチルアンモニウム塩、アシルアミノエチルジエチルアミン塩、アルキルアミドプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルピリジニウム硫酸塩、ステアラミドメチルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、脂肪酸ポリエチレンポリアミド、アシルアミノエチルピリジニウム塩、アシルコラミノホルミルメチルピリジニウム塩等の第４級アンモニウム塩、ステアロオキシメチルピリジニウム塩、脂肪酸トリエタノールアミン、脂肪酸トリエタノールアミンギ酸塩、トリオキシエチレン脂肪酸トリエタノールアミン、セチルオキシメチルピリジニウム塩、ｐ−イソオクチルフェノキシエトキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩等のエステル結合アミンやエーテル結合第４級アンモニウム塩、アルキルイミダゾリン、１−ヒドロキシエチル−２−アルキルイミダゾリン、１−アセチルアミノエチル−２−アルキルイミダゾリン、２−アルキル−４−メチル−４−ヒドロキシメチルオキサゾリン等の複素還アミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、Ｎ−アルキルプロピレンジアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリアミンジメチル硫酸塩、アルキルビグアニド、長鎖アミンオキシドなどのアミン誘導体等が挙げられる。両性界面活性剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。
【００１８】
また、分散剤として保護コロイド作用を有する化合物、高酸価の酸変性化合物、水溶性高分子も使用可能である。該化合物としては、例えばポリビニルアルコール、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリビニル２−ピロリドン、ポリアクリル酸およびその塩、アクリル酸−無水マレイン酸共重合体およびその塩、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸交互共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体等の不飽和カルボン酸単位の含有量が２６質量％以上のカルボキシル基含有ポリマーおよびその塩、ポリイタコン酸およびその塩、アミノ基を有する水溶性アクリル系共重合体、ゼラチン、アラビアゴム、カゼイン等、一般に微粒子の分散安定剤として用いられている化合物等が挙げられる。
【００１９】
次に、本発明において使用するワックス系水分散液の製造方法について説明する。本発明において使用するワックス系水分散液を得るための製造方法は特に限定されないが、例えば、可溶化式による乳化分散、機械力式による乳化分散などを挙げることができる。可溶化式による乳化分散では、溶融したワックス系成分と界面活性剤とを混合して加温水を少しずつ注加していく。このとき、油系のＷ／Ｏ乳化状態から可溶化状態を経て水系のＯ／Ｗ乳化状態へと移り、ワックス系成分の微細粒子を析出する。可溶化式による乳化分散は水の注加以外に、非イオン性界面活性剤を用いて温度を上下することによっても行うことができる。機械力式による乳化分散では、ワックス系成分、界面活性剤および水を全量容器に入れて温度８０〜９０℃に加熱しながらホモミキサーで撹拌し、十分均一になった後ホモジナイザーで分散させる。
【００２０】
＜塗布方法＞
ワックス水分散液を紙支持体に塗布する方法としては、２ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、フィルムメタリングサイズプレス、ブレード塗工、カレンダー塗工、バー塗工、ロール塗工、グラビア塗工、エアーナイフ塗工、ダイ塗工、カーテン塗工、スプレー塗工等が挙られるが、本発明においては、塗布量が少ない場合にも適用可能な塗布方法として、噴霧ノズルを介して塗布するスプレー塗工方式を採用する。しかし、紙支持体に直接塗布するスプレー塗工は、噴霧ノズルから液ダレを起こし、塗布ムラが発生する問題があった。そこで、本発明ではワックス水分散液をロールに噴霧し、ロール上で瞬時にレベリングさせることによりロールから紙支持体へ均一に転写させることができ、液ダレがなく、少量の塗布量でも正確にコントロールが可能であるという特徴を有する。スプレーノズルとしては、エアスプレー、エアレススプレーが挙げられるが、本発明においては、どちらも使用することができる。ロールにスプレー塗布して、紙支持体へ転写する塗工はオンマシン、オフマシンどちらでも可能で、本発明では、加工用原紙の表裏に対してワックス水分散液をロールへ噴霧塗布し、ロールから転写する。ワックス水分散液濃度は、通常１質量％〜４０質量％の範囲である。
【００２１】
＜紙支持体＞
本発明において使用できる紙支持体としては、ライナー、ボール紙などの板紙や、上質紙、中質紙、クラフト紙等が挙げられる。
【００２２】
＜パルプ＞
前記紙支持体に使用されるパルプとしては、例えば、一般に使用されている広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）等の漂白化学パルプや、砕木パルプ（ＧＰ）、加圧式砕木パルプ（ＰＧ）、リファイナー砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプや、亜硫酸パルプや、古紙パルプなどが適宜混合使用される。古紙パルプとしては、段ボール古紙、雑誌古紙などが挙げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じてケナフ等の非木材繊維原料から得られるパルプ繊維、合成パルプ、無機繊維等を混合することができる。
【００２３】
＜内添填料＞
紙支持体に内添される填料としては、例えば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、石膏、タルク、カオリン、焼成カオリン、ホワイトカーボン、非晶質シリカ、珪藻土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、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、水酸化亜鉛等の無機顔料や、尿素・ホルマリン樹脂微粒子、微小中空粒子等の有機顔料等が例示できる。填料は２種類以上の混合使用も可能である。
【００２４】
＜その他内添薬品＞
紙支持体にはパルプと填料の他に、内添サイズ剤、アニオン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて添加することができる。内添サイズ剤の具体例としては、例えば、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、スチレン−アクリル系、高級脂肪酸系、石油樹脂系サイズ剤、ロジン系サイズ剤等が挙げられる。また、歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤の具体例としては、例えば、アルミニウム等の多価金属化合物（具体的には、硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、塩基性アルミニウム化合物等）、各種澱粉類、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、ポリアミド−ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が例示できる。さらに、染料、ｐＨ調整剤、スライムコントロール剤、消泡剤、粘剤等の抄紙用添加助剤も用途に応じて適宜使用できる。
【００２５】
＜抄紙方法＞
紙支持体の抄紙条件については特に制限はなく、例えば、長網式抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機、傾斜式抄紙機、各種コンビネーション抄紙機等の商業規模の抄紙機が、目的に応じて適宜選択して使用できる。また、本発明で上記抄紙工程から得られる紙支持体は単層のみならず、２層以上の抄き合せ紙でもよい。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、もちろん、本発明はそれらに限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ質量部、および質量％を示す。また、使用した薬剤の添加量は固形分換算の質量部を示す。実施例および比較例で得た加工用原紙を以下の方法で評価し、その結果を表１に示した。
【００２７】
（動的接触角測定）
作成した加工用原紙についてＴＡＰＰＩ  Ｔ５５８ｐｍ−９７に準じて水滴下０．５秒後の動的接触角を商品名：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｂｓｏｒｄ  Ｔｅｓｔｅｒ、ＦＩＢＲＯ社製／マツボーＣｏｒｐ）を用いて測定し、その結果を表１に示した。
【００２８】
（浸透性測定）
液温２０℃、濃度５０％のＳＢＲ水分散液５（スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス  商品名：ＯＪ３０００Ｈ、ＪＳＲ社製）をトレー６に溜め、そこへ加工用原紙７の四辺を、ＰＥＴテープ８で透明プラスッチクフィルム９に貼った試料を加工原紙側がＳＢＲ水分散液と接触するようにＳＢＲ水分散液に浮かべ、目視により、加工用原紙の全面にＳＢＲ水分散液が完全に浸み込むまでの時間をストップウォッチにて計測した。
【００２９】
（強度残存率）
作成した加工用原紙を、液温２０℃、濃度５０％のＳＢＲ水分散液（商品名：ＯＪ３０００Ｈ、ＪＳＲ社製）に５秒間含浸させた後、厚ろ紙で余分なＳＢＲ水分散液を除去したサンプルを作成した。前記サンプルと未含浸サンプルの引張強度をＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準拠して測定し、下記式より強度残存率を算出した。
強度残存率（％）＝（含浸後の強度／含浸前の強度）×１００
【００３０】
＜実施例１＞
ポリエチレンワックス乳化液（商品名：メイカテックスＨＰ−５９８Ａ、明成化学工業社製）を濃度３０質量％に調整した希釈液を、抄速６４０ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ポリエチレンワックス乳化液が噴霧塗布されたロールから、板紙原紙（ＯＮＤ１１５ｇ／ｍ２、王子板紙製）に片面当りの塗布量が固形分０．００３ｇ／ｍ２となるように両面ロール転写して加工用原紙を抄紙機にて作成した。
【００３１】
＜実施例２＞
ポリエチレンワックス乳化液を濃度１５質量％に調整した希釈液を、抄速６７０ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ポリエチレンワックス乳化液が噴霧塗布されたロールから、原紙表面に片面当り固形分０．００１ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は実施例１と同様にして本発明の加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３２】
＜実施例３＞
ポリエチレンワックス乳化液を濃度３０質量％に調整した希釈液を、抄速１５０ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ポリエチレンワックス乳化液が噴霧塗布されたロールから、原紙表面に片面当り固形分０．０２ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は実施例１と同様にして本発明の加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３３】
＜実施例４＞
パラフィンワックス系エマルジョン（商品名：ＷＲ３９３６、星光ＰＭＣ社製）を濃度３０質量％に調整した希釈液を、抄速５７０ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、パラフィンワックス系エマルジョンが噴霧塗布されたロールから、原紙表面に固形分０．００３ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は実施例１と同様にして本発明の加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３４】
＜実施例５＞
ステアリン酸亜鉛乳化液（商品名：ハイドリンＺ―７―３０、中京油脂社製）を濃度３５質量％に調整した希釈液を、抄速２００ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ステアリン酸亜鉛乳化液が噴霧塗布されたロールから、原紙表面に片面当り固形分０．０２ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は実施例１と同様にして本発明の加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３５】
＜比較例１＞
ポリエチレンワックス乳化液を濃度５質量％に調整した希釈液を、抄速６７０ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ポリエチレンワックス乳化液が噴霧塗布されたロールから、原紙表面に片面当り固形分０．０００５ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は実施例１と同様にして本発明の加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３６】
＜比較例２＞
ポリエチレンワックス乳化液を濃度３５質量％に調整した希釈液を、抄速１００ｍ／ｍｉｎで走行するドライヤー内の表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ポリエチレンワックス乳化液が噴霧塗布されたロールから、原紙表面に片面当り固形分０．０３ｇ／ｍ２を両面ロール転写した以外は、実施例１と同様にして加工用原紙を抄紙機にて得た。
【００３７】
【表１】
0005910329.tif 000002
【００３８】
表１から明らかなように、実施例１〜５は特定なサイズ性であるため、良好な樹脂液浸透性と強度残存率を示している。一方、比較例１または比較例２はワックス水分散液の塗布量が本発明の特定する範囲外であるため、低サイズで強度残存率が低い、あるいは、高サイズで樹脂液浸透時間が長く、生産性が低い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
ワックス水分散液を、表面ロールと裏面ロールそれぞれに噴霧し、ワックス水分散液が噴霧塗布されたロールから、固形分で片面当り０．００１〜０．０２ｇ／ｍ２の塗布量で両面ロール転写した加工用原紙は、優れたサイズ性が発現し、樹脂液の浸透性と浸透後の強度残存率が良好で、かつ生産性に優れている。
【符号の説明】
【００４０】
１      紙支持体
２      表面ロール
３      噴霧機
４      裏面ロール
５      ＳＢＲ水分散液
６      トレー
７      加工用原紙
８      ＰＥＴテープ
９      透明プラスチックフィルム
【図１】
0005910329.tif 000003
【図２】
0005910329.tif 000004
【図３】
0005910329.tif 000005