(57)【要約】【課題】従来の茶色の板紙と差別化できる色付の板紙を、コストを抑え、かつ、より容易に製造する方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、２層以上の多層構造を有する、色付板紙の製造方法であって、古紙を原料として古紙パルプスラリーを調成する原料調成工程と、種箱から抄紙機８に古紙パルプスラリーを移送する移送工程と、抄紙機８に移送された古紙パルプスラリーを抄紙する抄紙工程と、種箱から抄紙機８に移送される間の古紙パルプスラリーに、染料を添加する染料添加工程と、を備え、染料は、カチオン性染料を選択し、古紙パルプスラリーを基準色に整えるために必要な第１添加量を決定し、化粧着色のために必要な第２添加量を決定し、染料添加工程における染料の添加量を、第１添加量および第２添加量を合わせた量とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上の多層構造を有する色付板紙の製造方法であって、
古紙を原料として古紙パルプスラリーを調成する原料調成工程と、
種箱から抄紙機に前記古紙パルプスラリーを移送する移送工程と、
前記抄紙機に移送された前記古紙パルプスラリーを抄紙する抄紙工程と、
前記種箱から前記抄紙機に移送される間の前記古紙パルプスラリーに、染料を添加する染料添加工程と、
を備え、
前記染料は、カチオン性染料を選択し、
前記古紙パルプスラリーを基準色に整えるために必要な第１添加量を決定し、
化粧着色のために必要な第２添加量を決定し、
前記染料添加工程における前記染料の添加量を、前記第１添加量および前記第２添加量を合わせた量とする色付板紙の製造方法。
【請求項２】
前記第２添加量は、パルプ１００質量部に対して０．３質量部以上７．５質量部以下とする請求項１に記載の色付板紙の製造方法。
【請求項３】
前記第１添加量は、パルプ１００質量部に対して０．１質量部以上０．３質量部以下とする請求項１または請求項２に記載の色付板紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、古紙を原料として用いた色付板紙の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板紙は、抄紙機上で複数の紙層が多層に重ねられたものである。環境面およびコストダウンの観点から、板紙の原料には古紙が多く用いられている。板紙は、段ボール箱等の包装用資材の原紙として使用されている。
【０００３】
近年、板紙は美粧性を持ち合わせていることが望まれている。板紙の美粧性を高める方法として、染色・印刷・塗工などが採用されている。染色・印刷等で着色する場合、通常は、白い古紙パルプもしくは漂白された古紙パルプが用いられる。
【０００４】
特許文献１では、表層を着色し、古紙パルプを主成分としながらも美粧性の高い板紙を製造する方法を開示している。特許文献１では、上白色古紙、色上質古紙由来の古紙パルプを表層の原料として用いている。特許文献１では、表層原料となる古紙パルプを、着色タンクで染色した後、種箱に移送し、抄紙機へ供給して抄造する。染色には、硫化染料と、直接染料および／または顔料を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１２８３号公報（請求項１、段落００１６および段落００２２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、段ボール箱に使用される段ボール原紙には、茶色のものだけが提供されている。差別化するためには、脱墨または漂白した白い古紙パルプの使用や、印刷等が必要となる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１で用いられているような白い古紙（上白色古紙および色上質古紙）は、他の脱墨や漂白が必要な古紙と比較して高価である。脱墨が必要な古紙を用いて見栄えの良い板紙を製造するには、脱墨または漂白が必要であるため、その分コストが嵩む。
【０００８】
古紙パルプ等の着色をタンクで行う場合は、タンク容量に応じた板紙のロット数が必要となり、必要なロット数に満たない場合は、板紙の価格が割高となる。
【０００９】
特許文献１で使用されている硫化染料は、耐水性が高く、古紙パルプを主原料とした場合でも染色後の染料の溶出を抑えられる。しかしながら、硫化染料は、直接染料および塩基性染料と比較して、高価である。
【００１０】
特許文献１には板紙を容易に製造できると記載されているが、硫化染料を用いた染色では、着色層の熱水抽出ｐＨを４．０から６．５にしなければならず、直接染料および塩基性染料と比較すると、まだ染色に手間がかかる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、従来の茶色の板紙と差別化できる色付の板紙を、コストを抑え、かつ、より容易に製造する方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の色付板紙の製造方法は以下の手段を採用する。
本発明の２層以上の多層構造を有する色付板紙の製造方法であって、古紙を原料として古紙パルプスラリーを調成する原料調成工程と、種箱から抄紙機に前記古紙パルプスラリーを移送する移送工程と、前記抄紙機に移送された前記古紙パルプスラリーを抄紙する抄紙工程と、前記種箱から前記抄紙機に移送される間の前記古紙パルプスラリーに、染料を添加する染料添加工程と、を備え、前記染料は、カチオン性染料を選択し、前記古紙パルプスラリーを基準色に整えるために必要な第１添加量を決定し、化粧着色のために必要な第２添加量を決定し、前記染料添加工程における前記染料の添加量を、前記第１添加量および前記第２添加量を合わせた量とする色付板紙の製造方法を提供する。
【００１３】
上記発明では、種箱から抄紙機へ移送される古紙パルプスラリーに染料を添加して着色を行う。カチオン性染料は、自己定着性があり、定着時間が短いため、タンクで撹拌せずにパルプ繊維を着色できる。
【００１４】
原料として古紙を用いた場合、古紙のロットに由来して古紙パルプの色に差が生じる。第１添加量の染料は、この差を補い、古紙パルプスラリーを基準色に整える。これによりベースとなる色を安定的に再現できる。基準色は、原料のロット差に由来して変化するだろう色調の上限に近い色である。
【００１５】
従来、種箱から抄紙機へ移送される工程では、色の微調節しか実施されていなかった。すなわち、第２添加量に相当する染料は添加されていなかった。特許文献１からわかるように、従来の主な着色は、種箱に送られる前の調成の工程で実施されるため、種箱から抄紙機へ移送される工程で多量に染料を添加する必要がない。上記発明では、種箱から抄紙機へ移送される古紙パルプスラリーに、従来よりも多量の染料を添加するという方法を採用した。種箱から抄紙機へ移送される際、第１添加量に加え、第２添加量の染料を古紙パルプスラリーに添加して化粧着色することで、美粧性の高い、独特の風合いをもった板紙を得ることができる。上記発明では、染料の添加量に変化を付けるだけで、従来の製造工程を大きく変える必要はないため、より安価に、且つ容易に色付板紙を製造できる。これにより、コスト増により板紙の使用に制限がかかることも防止できる。
【００１６】
上記発明の一態様によれば、前記第２添加量は、パルプ１００質量部に対して０．３質量部以上７．５質量部以下、好ましくは０．４質量部以上５質量部以下とするとよい。
【００１７】
０．３質量部未満である場合、従来の段ボール原紙との色の違いの区分が難しい。５質量部より多いと排水中への染料の流出が多くなり、不経済であるとともに水濡れ等により溶出する可能性が高くなる。
【００１８】
上記発明の一態様によれば、前記第１添加量は、パルプ１００質量部に対して０．１質量部以上０．３質量部以下が好ましい。
【００１９】
上記範囲内の染料を添加することで、原料のロットにより生じる色調の差を補い、古紙パルプスラリーを基準色に整えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、色付板紙を、特許文献１よりもコストを抑え、かつ、より容易に製造できる。本発明の方法で製造された色付板紙は、独特の風合いを備えた、美粧性の高いものとなり、従来の茶色の板紙と差別化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様に係る色付板紙の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る色付板紙の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。色付板紙は、２層以上の紙層が抄き合わされた多層構造を有する。本明細書では、最外層を表層および裏層と称する。表層と裏層との間にある紙層を中層と称する。中層の層数は限定されるものではなく、１層または２層以上あってもよい。
【００２３】
本実施形態では、表層、裏層、２つの中層を備えた４層構造を有する段ボール原紙（板紙）の製造方法について例示する。表層は、着色される層である。
【００２４】
各紙層（表層、裏層および中層）の主原料には、古紙を用いる。ここでいう古紙は、段ボール古紙、地券古紙、新聞紙古紙、クラフト古紙、雑誌古紙等である。表層の原料には、段ボール古紙、新聞紙、クラフト古紙等が好適である。
【００２５】
原料中の古紙の割合は、環境保護と資源の有効活用の観点から６０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは１００質量％とする。
【００２６】
本実施形態に係る板紙の製造方法は、原料調成工程、移送工程、染料添加工程および抄紙工程を備えている。図１を用いて各工程について説明する。
【００２７】
（原料調成工程）
図１では、表層用の原料の調成と、中層および裏層用の原料の調成は別系統で実施される。
【００２８】
まず、表層用の原料の調成について説明する。
表層用の第１原料（段ボール古紙および新聞紙古紙、クラフト古紙）および水を第１パルパー１に投入し、古紙を繊維状に溶解した分散液（第１古紙パルプスラリー）を調製する。
【００２９】
次いで、古紙パルプスラリーに含まれる未離解繊維や塵を取り除く。図１では、まず、第１古紙パルプスラリーを第１粗選部２へ送り、そこで、混入している異物を粗除去する。第１粗選部２は、比重の大きな異物を除去できる装置（例えばサイクロン等）である。次に、粗除去後の第１古紙パルプスラリーを第１精選部３へ送り、そこで、混入している細かな異物を除去する。第１精選部３は、第１粗選部２で取りきれなかった細かな異物を除去できる装置（例えばスクリーン等）である。
【００３０】
次いで、異物が除かれた第１古紙パルプスラリーを第１濃縮部４に送り、脱水濃縮する。第１濃縮部４は、古紙パルプスラリーを濃縮できる装置（例えばエキストラクター、シックナー等）である。
【００３１】
濃縮した第１古紙パルプスラリーに、定着剤を添加して撹拌する。定着剤は、後述するサイズ剤を古紙パルプの繊維に定着させる薬品である。定着剤は、硫酸アルミニウム系化合物（例えば、硫酸バンド）がある。
【００３２】
定着剤が添加された第１古紙パルプスラリーを叩解機５に送り、そこで、繊維の長さを整える。叩解機では、繊維のフィブリル化、切断が行われる。
【００３３】
次いで、叩解機５を出た第１古紙パルプスラリーに、サイズ剤を添加して撹拌する。サイズ剤は、吸水性を調整し、にじみを抑制する薬品である。サイズ剤は、例えば、酸性ロジンサイズ剤、中性ロジンサイズ剤、アルキルケテンダイマー等である。
【００３４】
サイズ剤の添加量は、求められるサイズ度に応じて設定する。定着剤の添加量は、パルプスラリーのｐＨ等に応じて設定する。
例えば、古紙パルプの乾燥質量に対して酸性ロジンサイズ剤（星光ＰＭＣ株式会社製ＡＬ１３０９）を固形分で０．２％程度添加した場合、硫酸バンドは、古紙パルプの乾燥質量に対して固形分で０．３から０．５％と添加するとよい。
【００３５】
サイズ剤が添加された第１古紙パルプスラリーをポンプ（不図示）により第１種箱６に移送する。第１種箱６は、配管７により抄紙機８と接続され、第１古紙パルプスラリーを一定量、抄紙機８に移送する機能を備えた箱である。
【００３６】
次に、中層および裏層用の原料の調成について説明する。
本実施形態では、中層および裏層用の第２原料は、同じものを用いる。第２原料（段ボール古紙、新聞紙、雑誌、他の印刷物および白板等の古紙）および水を第２パルパー１１に投入し、古紙を繊維状に溶解した分散液（第２古紙パルプスラリー）を調製する。
【００３７】
表層と同様に、第２古紙パルプスラリーを第２粗選部１２、第２精選部１３へと順に移送し、異物を除去した後、第２濃縮部１４で脱水濃縮する。
【００３８】
濃縮された第２古紙パルプスラリーは、叩解せずに、第２種箱（１５，１６，１７）に移送する。ここで第２種箱１５は裏層用、第２種箱（１６，１７）は中間層用の種箱である。
【００３９】
本実施形態の原料調成工程において、第１古紙パルプスラリーおよび第２古紙パルプスラリーの脱墨および漂白および染色（染料の添加）は実施しない。
【００４０】
（移送工程）
第１種箱６に移送された第１古紙パルプスラリーおよび第２種箱（１５，１６，１７）に移送された第２古紙パルプスラリーをそれぞれ抄紙機８に一定量移送する。
【００４１】
（染料添加工程）
第１種箱６と抄紙機８とをつなぐ配管７の途中、すなわち、第１種箱６から抄紙機８に移送される第１古紙パルプスラリーに染料を添加する。
【００４２】
図１では、配管７に水を供給するための水供給ライン９が接続されている。水供給ライン９内を所定の流速で流れる水に染料原液を供給し、所定濃度に希釈された染料を配管７に添加する。染料の添加は連続的に実施するとよい。
【００４３】
染料は、イエロー、レッド、ブルーおよびブラックを単色または複数の組み合せで使用する。各色の添加量を増減させることで、様々な色に染色できる。
【００４４】
染料は、カチオン性染料を選択する。カチオン性染料はプラスの電荷を有するため、マイナスの電荷を有するパルプ繊維に自己定着する。
【００４５】
カチオン性染料は、例えば、カルタゾールレッドＫ３ＢＮ  ｌｉｑ（Ａｒｃｈｒｏｍａ  Ｊａｐａｎ株式会社）、カルタゾールイエローＭ−ＲＪ  ｌｉｑ（Ａｒｃｈｒｏｍａ  Ｊａｐａｎ株式会社）、カルタゾールターキスＫ−ＲＬ  ｌｉｑ（Ａｒｃｈｒｏｍａ  Ｊａｐａｎ株式会社）、またはカルタゾールブラックＭ−Ｇ  ｌｉｑ（Ａｒｃｈｒｏｍａ  Ｊａｐａｎ株式会社）を使用できる。
【００４６】
染料の添加量は、第１添加量および第２添加量を合わせた量とする。第１添加量は、古紙パルプスラリーを基準色に整えるために必要な染料の量である。第１添加量は、原料のロット差に由来した色調変化に応じて、適宜決定する。
【００４７】
第１添加量は、パルプ１００質量部に対して０．１質量部以上０．３質量部以下が好ましい。
【００４８】
第２添加量は、化粧着色のために必要な染料の量である。第２添加量は、目的とする製品に応じて、適宜決定する。第２添加量は、パルプ１００質量部に対して０．３質量部以上７．５質量部以下、好ましくは０．４質量部以上５質量部以下とするとよい。
【００４９】
（抄紙工程）
第２古紙パルプスラリーおよび着色された第１古紙パルプスラリーは、抄紙機８で抄き合され、多層構造を有する色付板紙となる。抄紙機８は、特に限定されるものでなく、例えば長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、円網短網コンビネーション抄紙機、傾斜ワイヤー抄紙機等の当分野における公知の種々な抄紙機を適宜使用することができる。
【００５０】
（実施例）
上記実施形態では、表層のみを着色しているが、これに限定されず、裏層、または表層および裏層の両層を着色してもよい。
【００５１】
上記実施形態によれば、自己定着性があり定着時間が短いカチオン性染料を使用し、種箱から抄紙機に古紙パルプスラリーが移送される間に染料を添加することで、一般的な茶色い段ボール原紙の製造工程で安易に色付きの段ボール原紙を製造できる。
【００５２】
従来法では、古紙パルプスラリーの漂白、定着剤の添加や染料撹拌のための着色タンクが必要であったが、上記実施形態によれば、カチオン性染料を用いることで、染料の定着剤の添加や長時間の撹拌混合が不要となる。
【００５３】
また、染料の添加量の切替えだけで、着色するため、ロット数の少ない製品の製造にも容易に対応できる。
【００５４】
さらに、上記実施形態によれば、漂白・脱墨なしでも、従来の段ボール原紙と差別化できる色を付与でき、独特の風合いを備えた、美粧性の高い板紙を安価に製造できる。
【符号の説明】
【００５５】
１  第１パルパー
２  第１粗選部
３  第１精選部
４  第１濃縮部
５  叩解機
６  第１種箱
７  配管
８  抄紙機
９  水供給ライン
１１  第２パルパー
１２  第２粗選部
１３  第２精選部
１４  第２濃縮部
１５，１６，１７  第２種箱
【図１】
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