(57)【要約】【課題】  クリース加工時に折り割れ、毛羽立ちが発生せず、クリースを入れて成型する紙容器や製函する紙函の材料に適した加工用紙を提供する。【解決手段】  炭素数3〜5の多価アルコール、好ましくはグリセリンを、木材パルプ系繊維を主体とする基紙に対して0.1重量％〜2重量％の範囲で含有させる。多価アルコールを添加する方法としては、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーター、カーテンコーター等の通常使用される塗工機を用いて塗布または含浸する方法が望ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材パルプ系繊維を含有する基紙に炭素数3〜5の多価アルコールを含有させた加工用紙であって、多価アルコールの含有率が基紙に対して0.1重量％以上2重量％以下であることを特徴とする加工用紙。
【請求項２】
基紙の広葉樹晒クラフトパルプの含有率が全繊維成分に対して70重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の加工用紙。
【請求項３】
多価アルコールがグリセリンである請求項１ないし２記載の加工用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリースを入れて成型する紙容器や製函する紙箱の材料に適した加工用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題、リサイクル、省資源の視点から紙を主体とした液体紙容器が一部使用されている。
【０００３】
これらの液体紙容器は、主として晒パルプ（漂白パルプ）を使用した紙に、ポリエチレンに代表される熱可塑性樹脂を貼り合わせたり、アルミニウム箔をラミネートさせたものを基材として用い、熱可塑性樹脂部分を熱シールして紙製液体容器を作成している。
【０００４】
これら液体容器に使用される紙は加工工程を経るため、いくつかの性能が要求されている。そのひとつにクリース適性が挙げられる。加工時にクリースを入れた線上で折り曲げ、液体紙容器を作成するが、その際に折り曲げる線上でパルプ繊維が破断し、毛羽立ち、折り割れが発生するという問題があった。液体紙容器の目的は、内容物の保護であるため、加工時に毛羽立ち、折り割れが発生しないことが条件となる。
【０００５】
各種の物品を包装する容器や箱として、紙容器や紙箱が多方面で数多く使用されている。これらの紙容器や紙箱は、ブランクを所定の箇所で折り曲げ、接着し或いは組み付けることにより作られており、前記ブランクを設計通り正確な位置で寸法通り折り曲げることができるように、前記ブランクには通常、折り曲げ箇所にクリースが圧刻されている（例えば特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−３９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記ブランクに圧刻されるクリースは、ブランクの折り曲げを正確に且つ容易に行うために、ある程度の深さが必要であるが、クリース加工後、成型する際に繊維等が破断し折り割れが発生するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的とするところは、クリース適性が良好で毛羽立ち、折り割れが発生しない、クリースを入れて成型する紙容器や製函する紙箱の材料に適した加工用紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、グリセリン等の炭素数3〜5の多価アルコールを木材パルプ系繊維を含有する基紙に対して0.1重量％以上2重量％以下の範囲で含有させることにより解決された。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、クリース適性が良好で毛羽立ち、折り割れが発生しない加工用紙を提供することが可能で、この加工用紙を用いて紙容器や紙箱を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の加工用紙において、炭素数3〜5の多価アルコールの含有率は基紙に対して0.1重量％以上2重量％以下の範囲であることが必要である。多価アルコールの含有率が0.1重量％未満であるとクリース適性の改善が不十分であり、2重量％を超えると紙力の低下が顕著となる。多価アルコールによってクリース適性が改善される理由は明白ではないが、パルプの繊維間に存在する多価アルコールが繊維間結合を若干低下させて繊維同士に滑りを与え、結果的にクリース適性が改善されると推察される。
【００１２】
炭素数3〜5の多価アルコールとしては、グリセリン、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、エリトリトール、キシリトールが好ましく、特にグリセリンが好ましい。
【００１３】
多価アルコールを紙基材に含有させる方法としては、塗布または含浸する方法が好ましい。具体的には、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーター、カーテンコーター等の通常使用される塗工機を用いればよい。また、寸法安定性を悪化させない範囲で、表面強度やサイズ性を付与する目的でグリセリン以外の表面処理剤を混合して塗布または含浸してもよい。表面処理剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、澱粉、加工澱粉等の水溶性高分子が例示される。また、スチレン・アクリル系樹脂、スチレン・マレイン酸系樹脂、スチレン・メタクリル酸系樹脂、オレフィン系樹脂、エステル系樹脂等の表面サイズ剤を混合して使用してもよい。
【００１４】
本発明で使用される基紙とは、木材パルプ系繊維を主体とするものである。具体的には、植物繊維または植物繊維とその他の繊維とを絡み合わせ膠着させて製造するもので、製紙分野で公知の方法により製造される。植物繊維としては針葉樹または広葉樹などの木材パルプ繊維、ミツマタ、コウゾなどの靭皮繊維、バガス、ケナフ、麻などの非木材繊維、木綿繊維、古紙等が挙げられる。植物繊維以外の繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維パルプ、ガラス繊維、ロックウール繊維等の無機質繊維、ステンレス繊維等の金属繊維等が挙げられる。地球環境問題を背景とした廃棄物処理や環境負荷の観点から、植物繊維100％の組成からなる紙が好ましい。
【００１５】
木材パルプ系繊維として、具体的には、針葉樹、広葉樹などを用いた化学パルプ；針葉樹の晒クラフトパルプ、未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒クラフトルプ、未晒クラフトパルプ等、機械パルプ；グラウンドウッドパルプ（ＧＰ)、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ)等、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等が挙げられ、これらを単独または任意の割合で混合して使用される。なお、脱墨パルプは再生パルプとも呼ばれる。本発明では、中でも、針葉樹の晒クラフトパルプ（以下ＮＢＫＰという）または広葉樹の晒クラフトパルプ（以下ＬＢＫＰという）は、含水率及び汎用性の面から好適である。また、通常ＬＢＫＰの含有率が全繊維成分に対して70重量％を超えるとクリース加工時に折り割れが発生し易くなるが、本発明ではＬＢＫＰの含有率が70重量％を超えても折り割れの発生を抑制できる。
【００１６】
紙の製造方法としては、一般的に、上記の木材パルプ系繊維、水、及び必要に応じて填料やその他薬品等を添加して調成した紙料を抄紙機のワイヤー上に噴射し、ワイヤーパートで脱水、プレスパートで搾水、ドライヤーパートで乾燥した後、また必要に応じて紙に強度や耐水性を付与するサイズプレスや、紙の表面の凹凸を整えるカレンダー処理を施して抄紙し、仕上がった紙を巻取り所定の巻取寸法に仕上げて完成される。また、紙に紙力や耐水性を付与するため、ポリビニルアルコール、澱粉、表面サイズ剤等の薬品を単独で、または適宜2種類以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本発明における紙の製造はこれに制限されるものではない。
【００１７】
本発明で用いられる基紙は、填料は無配合でも配合してもよく、発泡性へ影響するため無配合が望ましいが、不透明度を高める観点からは配合してもよい。填料としては製紙分野で一般に使用されている填料が使用でき、特に限定されるものではない。例えば、クレー、焼成カオリン、デラミネーティッドカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、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、水酸化亜鉛などの無機填料、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子等の有機填料を単独または適宜2種類以上を組み合わせて使用される。また、酸性抄紙では、前記中性抄紙で使用する填料から、酸溶解性のものを除いた填料が使用され、その単独または適宜2種類以上を組み合わせて使用される。
【００１８】
また、本発明で用いられる基紙は、サイズ剤を内添、あるいは外添することができる。サイズ剤は酸性抄きの場合、ロジン系サイズ剤、ロジンエマルジョン系サイズ剤、アルファカルボキシルメチル飽和脂肪酸等が使用できる。一方、中性抄きの場合には、中性抄紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、カチオンポリマー系サイズ剤が使用できる。
【００１９】
また、従来から使用されている各種のノニオン性、カチオン性あるいは両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力向上剤等の製紙用内添助剤が必要に応じて適宜選択して使用される。さらに、例えば、硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダや、塩基性塩化アルミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等の塩基性アルミニウム化合物や、水に易分解性のアルミナゾル等の水溶性アルミニウム化合物、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の多価金属化合物、シリカゾル等を内添してもよい。
【００２０】
その他、製紙用助剤として各種澱粉類、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、植物ガム、ポリビニルアルコール、ラテックス、ポリエチレンオキサイド、親水性架橋ポリマー粒子分散物及びこれらの誘導体あるいは変性物等の各種化合物を使用できる。
【００２１】
さらに、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等の抄紙用内添剤を用途に応じて適宜添加することもできる。
【００２２】
また、填料としてタルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタンを上記パルプに添加してもよい。これらの紙料に必要に応じて通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば、紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤などを添加し、基紙を抄造する。
【００２３】
本発明の基紙を抄造するための抄紙機の型式は特に限定は無く、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網式抄紙機、ギャップフォーマー、ハイブリッドフォーマー（オントップフォーマー）等の公知の抄紙機で抄紙することができる。プレス線圧は通常の操業範囲内で用いられる。また、平滑性を付与し印刷適性を向上させる目的などから、カレンダー処理を行ってもよい。カレンダーは通常の操業範囲内の線圧で用いられるが、本発明では水分の蒸発し易さの点から紙が嵩高である方がより望ましく、その場合には、紙の平滑性を維持できる範囲でなるべく低線圧またはバイパスが好ましい。また、通常のカレンダーよりもソフトカレンダーが好ましい。
【００２４】
また、前記基紙の坪量には別に制限はないが、本発明は、製函加工に通常用いられる坪量50〜500ｇ／ｍ２の紙に適用することで、その効果を発揮することができる。
【００２５】
また、この基紙は、サイズプレス、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを用い、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等により、表面サイズ処理を行ったものであってもよい。
【００２６】
また、基紙の少なくとも片面に、少なくとも顔料とバインダーから成る顔料塗工層を設けてもよい。顔料塗工層を設けることにより、印刷において美麗性、鮮明性を付与し、商品価値を高めることができる。
【００２７】
本発明において、顔料塗工層は、顔料／バインダーの固形分重量比が100／15以上100／30以下であることが好ましい。顔料／バインダーの固形分重量比が100／15未満であると、塗工層の強度が低いために、クリース加工時に塗工層に加わる圧縮応力に耐えられず、塗工層の割れが発生し易くなる。また、塗工層と原紙の接着力も低いために、原紙と塗工層の界面に剥離が発生し、塗工層の脱落による樹脂ラミネート層との剥離が発生し易くなる。一方、顔料／バインダーの固形分重量比が100／30より高いと、塗工層の強度は十分であるが、塗工層の柔軟性（クッション性）及び平滑性が失われるために、クリース適性及び印刷適性が低下することとなる。
【００２８】
顔料塗工層に使用するバインダーは合成樹脂が好ましい。具体的には、スチレン・ブタジエン系共重合体、スチレン・アクリロニトリル系共重合体、スチレン・アクリル系共重合体、アクリル酸エステル共重合体、アクリル系共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル系共重合体等の水系エマルジョンを単独またはそれらの中から2種類以上混合しての使用が可能である。
【００２９】
また、合成樹脂以外のバインダーとして、澱粉、ポリビニルアルコール、カゼインといった水溶性バインダーを少量使用しても良いが、塗工層の柔軟性（クッション性）及び平滑性が低下し、その結果クリース適性及びグラビア印刷適性が低下するので、多量に使用するのは好ましくない。
【００３０】
顔料塗工層に使用する顔料としては、従来から用いられている各種顔料、例えば、カオリン、デラミネーティッドカオリン、エンジニアードカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料、プラスチックピグメント、バインダーピグメント等の有機顔料を、単独または2種以上混合して使用することができる。
【００３１】
なお、顔料塗工層を設けるための塗工液中には必要に応じて分散剤、耐水化剤、潤滑剤、消泡剤、防腐剤、染料等を適宜添加しても良い。
【００３２】
顔料塗工層の塗工量は10ｇ／ｍ２以上30ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。塗工量が10ｇ／ｍ２未満であると原紙の被覆性が十分でないため、要求される印刷適性が得られない。塗工量が30ｇ／ｍ２を超えると、塗工層が厚くなるため、加工時に塗工層が内側になるようにカール処理を施すと、塗工層の厚さの分だけ内側のカールの半径が小さくなるため、塗工層に加わる圧縮応力が大きくなり、塗工層の座屈が起こりやすく、樹脂ラミネート層の剥離が発生し易くなる。
【００３３】
上記のように構成される顔料塗工層を設けた加工用紙の坪量は、その用途上紙力と剛度が必要であるので、150ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。一方、坪量が大きすぎると、トップカール加工時に塗工層が内側になるようにカール処理を施すと、基紙の厚さの分だけ内側のカールの半径が小さくなるため、塗工層に加わる圧縮応力が大きくなり、塗工層の座屈が起こりやすく、塗工層の脱落による紙粉が発生し易くなるため、400ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。
【００３４】
本発明においては、上記のようにして基紙に顔料塗工層を設けた後、顔料塗工層の表面を平滑化するため、カレンダー処理を行ってもよい。ただし、塗工層表面がカレンダー処理を行わなくても十分な平滑性を有し、良好なグラビア印刷適性が得られる場合には、カレンダー処理を行う必要はない。
【００３５】
本発明の加工用紙は、カップ原紙、紙皿原紙に好適に使用される他、他の食品用、産業用の包材、紙器への応用展開も可能である。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものでない。なお、実施例及び比較例の％は重量％を示す。また、得られた加工用紙のクリース適性については以下の方法で評価し、結果を表１、２に示した。
＜クリース適性＞
ＴＨＥ ＰＡＴＲＡ ＣＡＲＴＯＮ ＢＯＡＲＤ ＣＲＥＡＳＥＲ（ＨＥＡＤＬＡＮＤ ＷＯＲＫＳ ＬＴＤ）を用い、実施例及び比較例で得られた加工用紙を、幅2ｍｍの溝を有する雌型に載せ、雌型の溝と対応する位置に幅1.3ｍｍのクリース歯を有する雄型をこれに押し付けて、雄型のクリース歯を深さ100μｍまで押し込んで挟圧することによりクリース加工を行った後、クリース加工側が山になるように180度折り曲げ、目視にて繊維の毛羽立ち、折り割れ具合を評価した。
◎；折り曲げた線上の全面において繊維の毛羽立ち、折り割れが発生しない
○；毛羽立ちが一部でわずかに発生
△；折り曲げた線上の長さの半分以上で繊維の毛羽立ち、折り割れが発生
×；折り曲げた線上の全面において繊維の毛羽立ち、折り割れが発生
なお、上記評価で○以上であれば性能に問題はない。
【００３７】
［実施例１］
針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ；カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）600ｍｌ）10部と広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ；ＣＳＦ400ｍｌ）90部を混合し、混合後の濾水度がＣＳＦ420ｍｌのパルプ原料に、内添薬品として固形分で対パルプ絶乾重量当り、硫酸バンド1.25％、ロジンサイズ剤0.5％、紙力剤としてポリアクリルアミド0.2％を添加し、ｐＨが4.5である原料を、長網抄紙機にて抄速100ｍ／分で単層抄きし、坪量250ｇ／ｍ２の紙匹を作製した。
次いで、得られた紙匹を２ロールサイズプレスにて、酸化澱粉（固形分濃度2％）とグリセリン（固形分濃度3％）を含む塗工液を絶乾塗工量が5.0ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）となるように塗工し、赤外線ドライヤーにて乾燥し、線圧30ｋｇｆ／ｃｍでカレンダー処理を行って加工用紙を得た。
【００３８】
［実施例２］
グリセリンの固形分濃度を5重量％とし、絶乾塗工量を7.0ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量5.0ｇ／ｍ２）とした以外は、実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００３９】
［実施例３］
グリセリン濃度を1重量％とし、絶乾塗工量を0.75ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量0.5ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量0.25ｇ／ｍ２）とした以外は、実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４０】
［実施例４］
実施例１で用いた酸化澱粉に替えてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いた以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４１】
［実施例５］
ゲートロールコーター（ＧＲＣ）にて、酸化澱粉（固形分濃度2％）とグリセリン（固形分濃度3％）を5.0ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）となるように塗工した以外は実施例１と同様にしてサンプルを得た。
【００４２】
［実施例６］
カレンダーサイズにて、酸化澱粉（固形分濃度2％）とグリセリン（固形分濃度3％）を含む塗工液を絶乾塗工量が5.0ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）となるように塗工した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４３】
［実施例７］
ロッドメタリングサイズプレス（ＲＭＳＰ）にて、酸化澱粉（固形分濃度2％）とグリセリン（固形分濃度3％）を含む塗工液を絶乾塗工量が5.0ｇ／ｍ２（酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２、グリセリンの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）となるように塗工した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４４】
［実施例８］
針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ；カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）600ｍｌ）30部と広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ；ＣＳＦ400ｍｌ）70部とした以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４５】
［実施例９］
実施例１で用いた酸化澱粉を０とし、グリセリン（固形分濃度3％）のみを含む塗工液をグリセリンの絶乾塗工量が3.0ｇ／ｍ２となるように塗工した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４６】
［比較例１］
サイズプレス液のグリセリン添加量を０とし、酸化澱粉（固形分濃度2％）のみを含む塗工液を酸化澱粉の絶乾塗工量2.0ｇ／ｍ２となるように塗工した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４７】
［比較例２］
サイズプレス液のグリセリン添加量を０とし、ポリビニルアルコール（固形分濃度2％）のみを含む塗工液をポリビニルアルコールの絶乾塗工量を2.0ｇ／ｍ２とした以外は実施例４と同様にしてサンプルを得た。
【００４８】
［比較例３］
サイズプレス液を水とした以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００４９】
［比較例４］
サイズプレス液中のグリセリンをソルビトール（ソルビトールの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）に変更した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００５０】
［比較例５］
サイズプレス液中のグリセリンをポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールの絶乾塗工量3.0ｇ／ｍ２）に変更した以外は実施例１と同様にして加工用紙を得た。
【００５１】
【表１】
2009084745.tif 000002
【００５２】
【表２】
2009084745.tif 000003
表１に示されるように、グリセリンを基紙に対して0.1〜2％の範囲で含有させた実施例１〜９の加工用紙はクリース適性が良好であった。これに対して、表２に示されるように、ソルビトールを含有させた比較例４、ポリエチレングリコールを含有させた比較例５はクリース適性が劣っていた。