JP2005145561A

JP2005145561A - 紙袋

Info

Publication number: JP2005145561A
Application number: JP2004286064A
Authority: JP
Inventors: Hisami Satake; 寿己佐竹; Yoshinori Sasaki; 美則佐々木
Original assignee: Nippon Seitai Corp
Current assignee: Nippon Seitai Corp
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】高い破袋強度を有し紙層の減層化を可能にした紙袋を提供する。
【解決手段】ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２以上である伸張紙を紙袋の基材とすることにより、高い破袋強度を有し紙層の減層化を可能にした紙袋を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙袋に関し、特に、例えば、窯業建材、化学製品、農水産物、食品等の部門で使用される産業用重袋として好適な紙袋に関する。

従来より紙袋の強度は、その袋に使用する紙の引張エネルギー吸収量が高い程強いことが知られている。引張エネルギー吸収量（ＴＥＡ）とは、ＪＩＳＰ８１１３に規定されているように、紙及び板紙を所定の条件で引張り、破断するのに要する試料の単位面積あたりの仕事量である。高い引張吸収エネルギーを持つ紙を紙袋に使用することで破袋強度が高くなり、それに伴い多層紙袋の減層化が可能になるという効果がある、
引張吸収エネルギーが高い紙袋に適した紙として、クルパック、クレープ紙等の多くの伸張紙が開発されてきており、現在ではＪＩＳＰ３４１２に規定されている、縦の伸びが５．９％以上、横の伸びが４．９％以上であるクラフト紙５種１号および、縦伸びが２．３〜２．８％以上、横伸びが６．３〜６．７％以上であるクラフト紙５種２号といったものが使用されている。

このような伸張紙の製法は多種あるが、中でもクルパック紙は、重袋用にクラフト紙に伸びを付与したもので、縦伸び、横伸びともに６〜８％のクルパック紙が現在もっとも多く使用されている。また、自由乾燥とクレープ処理またはクルパック処理を併用することで更に高い引張吸収エネルギーを持つ、紙袋に好適な伸張紙が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許２５１９８８１号公報

紙袋の中でも特に産業用に使用される重袋では、省資源化の為に紙層の減層化への期待が強まっており、これには、高い引張吸収エネルギーを有する伸張紙を使用すれば、減層化しても産業用紙袋として十分な破袋強度を得ることが期待され、紙層の減層化が可能となる。しかし、従来紙袋に使用されている伸張紙の多くは縦横ともに６〜８％の伸びのクルパック紙や、それ以上の伸びを有する、前記クルパック処理と自由乾燥の技術を組合せた特許文献１に開示されている、縦、横の伸びが約１１％の伸張紙であるが、これらの伸張紙にはこれ以上の高い引張吸収エネルギー付与は難しく、たとえ更に高い引張吸収エネルギーを付与したとしても逆に剛度の低下が大きく、袋への加工や、袋として使用する際の搬送性に問題となり、特に、産業用に使用される重袋のような破袋強度が要求される紙袋にあっては、紙層の減層化が難しいといった問題がある。

本発明の目的とするところは、高い破袋強度を有し紙層の減層化を可能にした紙袋を提供することにある。

本発明者等は、前記問題点を解決すべく研究を重ねた結果、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、さらに横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２であること伸張紙を紙袋に使用することにより、高い破袋強度を有する紙袋が得られることを見出し、本発明を完成するにいたった。

即ち、上記問題点を解決するために、請求項１に記載の紙袋は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２以上である伸張紙を基材としたことを特徴とする。

請求項２に記載の紙袋は、請求項１に記載の、前記伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で１７００Ｊ／ｍ^２以下であり、横方向の引張エネルギー吸収量が８００Ｊ／ｍ^２以下であることを特徴とする。

請求項３に記載の紙袋は、請求項１又は２に記載の、前記伸張紙がＪＩＳＰ８１１３に規定された板紙の衝撃あなあけ強さ試験方法による衝撃あなあけ強さが２０ｋｇ・ｃｍ以上であることを特徴とする。

請求項４に記載の紙袋は、請求項１，２又は３に記載の、前記伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールからなり、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうちの一方のロールの周速度に対して他方のロールの周速度を遅くして回転するようにして、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることにより得られる伸張紙であることを特徴とする。

請求項５に記載の紙袋は、請求項１，２，３又は４に記載の紙袋が、少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうち少なくとも１層が伸張紙であることを特徴とする。

請求項６に記載の紙袋は、請求項１，２，３，４又は５に記載の紙袋が、少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうちの最外層の基材が伸張紙であることを特徴とする。

請求項７に記載の紙袋は、請求項６に記載の、前記最外層の基材が伸張紙で、内層の基材がプラスチックからなることを特徴とする。

上記の請求項１に記載の紙袋によれば、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２以上である伸張紙を基材としたので、かかる伸張紙を基材として用いた紙袋は高い破袋強度を有し、紙層を減層化しても高い破袋強度を維持することができ、省資源化に寄与できる。

請求項２に記載の紙袋によれば、請求項１に記載の、前記伸張紙が、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で１７００Ｊ／ｍ^２以下であり、横方向の引張エネルギー吸収量が８００Ｊ／ｍ^２以下であるので、伸張紙の伸び過ぎによる剛度の低下が防止でき、高い破袋強度を有する紙袋を得ることができる。

請求項３に記載の紙袋によれば、請求項１又は２に記載の、前記伸張紙がＪＩＳＰ８１１３に規定された板紙の衝撃あなあけ強さ試験方法による衝撃あなあけ強さが２０ｋｇ・ｃｍ以上であるので、かかる伸張紙を基材として用いた紙袋は高い破袋強度を有し、紙層を減層化しても高い破袋強度を維持することができ、省資源化に寄与できる。

請求項４に記載の紙袋によれば、請求項請求項１，２又は３に記載の、前記伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールからなり、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうちの一方のロールの周速度に対して他方のロールの周速度を遅くして回転するようにして、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることにより得られる伸張紙であるので、この伸張紙は、前記硬質ロールに設けられた溝に紙シートが押し込まれ、硬質ロールの溝以外の部分によって潰されることによって、縦方向に筋が生じており、この筋の存在により剛度の低下が少なくなるので、高い破袋強度を有する紙袋を得ることができる。

請求項５に記載の紙袋によれば、請求項１，２，３又は４に記載の紙袋が、少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうち少なくとも１層が伸張紙であるので、より一層高い破袋強度を有する紙袋を得ることができる。

請求項６に記載の紙袋によれば、請求項１，２，３，４又は５に記載の紙袋が、少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうちの最外層の基材が伸張紙であるので、伸張紙の表面に現れる凹凸が摩擦抵抗となって滑り防止となり、積んだ紙袋の崩れが防止でき、また取り扱いが容易となる。

請求項７に記載の紙袋によれば、請求項６に記載の、前記最外層の基材が伸張紙で、内層の基材がプラスチックからなるので、より一層高い破袋強度を有する紙袋を得ることができる。

以下、本発明に係る紙袋を実施するための最良の形態の一例を説明する。
本発明の紙袋は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２以上である伸張紙を基材としてる。

前記伸張紙の縦方向の引張エネルギー吸収量が７００Ｊ／ｍ^２より小さい場合、本発明の目的である強い破袋強度を得ることができない。この縦方向の引張エネルギー吸収量の大きさは１７００Ｊ／ｍ^２より小さいことが望ましい。縦方向の引張エネルギー吸収量が１７００Ｊ／ｍ^２より大きいと、強い破袋強度を得ることが出来るものの、伸張紙の剛度の低下が著しくなる。本発明で使用される伸張紙は、縦方向の高い引張エネルギー吸収量を有することが特に効果があるが、十分な破袋強度を得るためには横方向の引張エネルギー吸収量も３００Ｊ／ｍ^２以上であることを必要とする。この横方向の引張エネルギー吸収量は８００Ｊ／ｍ^２以内であることが望ましい。横方向の引張りエネルギー吸収量が８００Ｊ／ｍ^２より高いと剛度の低下が大きい。

また、本例に使用される前記伸張紙は、ＪＩＳＰ８１３４で規定された板紙の衝撃あなあけ強さ試験方法による衝撃あなあけ強さが２０ｋｇ・ｃｍ以上であるのものとなっている。紙袋の破袋強度が引張エネルギー吸収量と相関があることは従来より知られているが、本発明者等はより紙袋の強度を管理する方法の一つとしてＪＩＳＰ８１３４で規定された衝撃あなあけ強さ試験方法を用いた。その結果、衝撃あなあけ強さが２０ｋｇ・ｃｍ以上の伸張紙を使用することで十分な破袋強度を得ることができた。

また、前記伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張強さが縦方向４．０ｋＮ／ｍ以上、横方向５．０ｋＮ／ｍ以上であることが望ましい。高い引張エネルギー吸収量を有することにより紙袋の破袋強度が向上したとしても、引張強さが低い場合には紙袋に内容物をつめた状態の形状の安定性が低下し、取扱いが難しくなる。

前記の伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールからなり、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうちの一方のロールの周速度に対して他方のロールの周速度を遅くして回転するようにした収縮付与装置を使用し、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることにより製造される。このような収縮付与装置の例としては、特表平１１−２０９２７６号公報、特開２００４−１２４２７２号公報、特開２００４−１１５９８９号公報等に記載された装置が挙げられるが、これらに限定されるものでない。

前記収縮付与装置を使用しての前記伸張紙の製造方法を詳細に説明すると、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールの一方のロールの周速度を他方のロールの周速度より遅くした状態で、水分２０％〜５０％の間に調整された湿紙シートを通し、乾燥することで伸張紙が得られる。通常周速度が遅いロールの周速度を、周速度が早いロールの周速度の０．９５〜０．５倍の速度とすることにより伸張紙を得ることができるが、本発明で使用可能な前記の引張エネルギー吸収量をもつ伸張紙は、この周速度の比が０．８５〜０．７０倍で処理することで得ることができる。

このような方法で製造された伸張紙の特徴は、クルパック紙に比べ容易に高い伸びが付与され、特に横方向へも高い伸びが付与されるという特徴がある。更に他の伸張紙で高い伸びが付与された伸張紙では、伸び過ぎによる剛度の低下が問題となるが、前記のようにして製造された本例で使用される前記伸張紙は、剛度の低下が少なく、紙袋の破袋強度の問題にはならない。これは、本例で使用される前記伸張紙は、前記硬質ロールに設けられた溝に紙シートが押し込まれ、硬質ロールの溝以外の部分によって潰されることによって、縦方向に筋が生じており、この筋の存在により剛度の低下が少なくなることによる。

また、本発明で使用する伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張り破断伸びが縦方向２５〜４０％、横方向が１０〜２５％であることが望ましい。引張り破断伸びが小さい場合には本発明の重要な要素である引張エネルギー吸収量が得られ難い。一般に伸張紙では引張り破断伸びが大きくなると引張強度が低下していく傾向がある。そのため破断伸びが大き過ぎる場合には、たとえ高い引張エネルギー吸収量を有していても引張強さの値が小さくなる。

このようにして得られた伸張紙を使用した紙袋としては、その形状や製造方法、層構成については特に制限されるものでなく、１層または複数層構成の紙袋であってもよい。複数層にすればより一層高い破袋強度を有する紙袋を得ることができる。

複数層からなる紙袋の場合には、全層に前記伸張紙を使用することはもちろん、複数層を構成する基材のうち少なくとも１層の基材に伸張紙を使用してもよい。例えば、クラフト紙またはクラフト伸張紙と組み合わせたり、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンのようなプラスチックフィルムや、ラミネート紙や撥水紙といった加工紙とも組合せても十分に本発明の効果を得ることが出来る。また、防湿性、耐水性等の機能を紙袋に付与する為に、伸張紙にラミネート加工したり、樹脂を含浸させることもできる。

また、複数層の場合は、最外層の基材を伸張紙とすることが好ましい。このように、紙袋の最上層を伸張紙とすることにより、伸張紙の表面に現れる凹凸が摩擦抵抗となって滑り防止となり、積んだ紙袋の崩れが防止でき、また取り扱いが容易となる。

本発明が適用される紙袋は産業用紙袋であるが、その形状についても制限がなく、例えばＪＩＳＺ１５３１で規定されているものが使用できる。紙袋の充填口はバルブ式、開口式いずれの方法も可能である、また、チューブの構造も直線切り、階段切りのどちらでも良く、上端部のノッチカットやひだの有無についてもどちらでもよい。本発明を適用することが可能な紙袋の形状の例を挙げると、ミシン縫袋としてベーツ式両縫いミシン袋、多弁式両縫ミシン袋、片縫いミシン袋、ひだなし片縫いミシン袋が挙げられる。底貼袋としては、両底貼袋、片底貼袋に適用することができる。これらの底貼部の形状は六角形のものだけでなく、四角形である角底貼袋も可能である。その他に折り貼袋である、片折貼袋、両折貼袋が例として挙げられる。

本発明は産業用の紙袋以外にも、商業包装などに用いられる小型紙袋にも適用可能ではあるが、本発明の高い破袋強度をもつ特徴を十分に生かすには産業用紙袋が一番適している。

次に、実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴について例証するが、本発明はこれによって限定されるものでない。

［実施例１］
先ず、次のようにして伸張紙を製造した。
ＣＳＦ３００ｍｌに叩解した針葉樹晒クラフトパルプを使用した。伸張紙の収縮処理は、周方向に沿って幅０．８ｍｍの溝を０．５ｍｍ間隔で設けた硬質ロールと、ゴムロールからなる収縮付与装置を用い、２本のロールの周速度を、遅いロールの周速度が早いロールの７０％になるように調整し、通常の多筒式長網抄紙機を用いて抄いた紙の乾燥工程の途中で収縮付与装置により伸びを付与し、水分７％まで乾燥したところで坪量１５０ｇ／ｍ^２となるように抄紙条件を調整した。この条件のもとで、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で４１％、横方向で１５％、引張強さが縦方向で５．７ｋＮ／ｍ、横方向で５．９ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で１１９３Ｊ／ｍ^２、横方向で４１５Ｊ／ｍ^２の伸張紙を作製した。引張破断伸び、引張強さ、引張エネルギー吸収量はＪＩＳＰ８１１３に従って測定した。この伸張紙を用い、図１に示すような両底を舟形に折った単層のりひだなしの両底貼袋１を作製し実施例１とした。

［実施例２］
実施例１と同様の抄紙条件のもとで、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で５２％、横方向で１８％、引張強さが縦方向で３．７ｋＮ／ｍ、横方向で４．８ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で１７３０Ｊ／ｍ^２、横方向で４２６Ｊ／ｍ^２の伸張紙を作製した。この伸張紙を用い、実施例１と同様の両底貼袋１を作製し実施例２とした。

［実施例３］
実施例１と同様に調整した収縮付与装置を用い、水分７％まで乾燥したところで坪量１００ｇ／ｍ^２となるように抄紙条件を調整した。この条件のもとで、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で３１％、横方向で１６％、引張強さが縦方向で４．２ｋＮ／ｍ、横方向で５．０ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で９６０Ｊ／ｍ^２、横方向で３２３Ｊ／ｍ^２の伸張紙を作製した。この伸張紙を用い、実施例１と同様の両底貼袋１を作製し実施例３とした。

［実施例４］
実施例１と同様に調整した収縮付与装置を用い、水分７％まで乾燥したところで坪量１００ｇ／ｍ^２となるように抄紙条件を調整した。この条件のもとで、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で２５％、横方向で１３％、引張強さが縦方向で５．２ｋＮ／ｍ、横方向で５．１ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で７５２Ｊ／ｍ^２、横方向で３０５Ｊ／ｍ^２の伸張紙を作製した。この伸張紙を用い、実施例１と同様の両底貼袋１を作製し実施例４とした。

［比較例１］
坪量１００ｇ／ｍ^２、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で７％、横方向で８％、引張強さが縦方向で６．９ｋＮ／ｍ、横方向で５．６ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で３０５Ｊ／ｍ^２、横方向で２８５Ｊ／ｍ^２の市販のクラフト伸張紙を用い、実施例１と同様の両底貼袋１を作製し比較例１とした。

［比較例２］
坪量１００ｇ／ｍ^２、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張破断伸びが縦方向で１１％、横方向で１１％、引張強さが縦方向で１０ｋＮ／ｍ、横方向で９．９ｋＮ／ｍ、引張エネルギー吸収量が縦方向で５７５Ｊ／ｍ^２、横方向で５２９Ｊ／ｍ^２の市販のクラフト伸張紙を用い、実施例１と同様の両底貼袋１を作製し比較例２とした。

上記のようにして作製された実施例１〜４及び比較例１、２について、衝撃あなあけ強さ試験、紙袋の落下テストを行い、その結果を表１に示す。
衝撃あなあけ強さ試験は、実施例１〜4及び比較例１、２で使用した伸張紙及びクラフト伸張紙を、ＪＩＳＰ８１３４に規定された方法に従い、衝撃あなあけ強さを測定した。
紙袋の落下テストは、実施例１〜４及び比較例１、２の紙袋をＪＩＳＺ０２１７で規定されたクラフト紙袋の落下試験法に従って落下試験を行った。紙袋には小麦粉を充填し、落下高さ１．２ｍで、水平落下を繰り返し行い、袋が破袋したときの落下回数を試験結果とした。

表１に表した落下テストからわかるように、本発明による紙袋の破袋強度は一般のクラフト伸張紙よりも高い。この高い破袋強度は、これら実施例に用いた伸張紙が高い引張吸収エネルギーを有することによるものであることは明らかではある。一方、実施例に使用した伸張紙の衝撃あなあけ強さはいずれも２０ｋｇ・ｃｍより高い。衝撃あなあけ強さも、伸張紙の引張吸収エネルギーと同様に破袋強度のパラメーターとして重要であり、その基準は２０ｋｇ・ｃｍ以上であることがこの結果からも分かる。

従来の伸張紙では引張吸収エネルギーを高めることで紙の剛度が低下することが問題になっていた。本発明による伸張紙は比較例に用いたクラフト伸張紙よりも引張強度の低下がみられたが、実際に紙袋へ加工する際の製袋加工適性や、実際に紙袋として使用したときの扱い易さへの影響は小さく、縦方向の引張吸収エネルギーが１７３０Ｊ／ｍ^２の伸張紙を使用した実施例２においてのみ、実際に内容物を詰めた後の搬送時の取扱い易さが若干低下したのみであった。このように本実施例で使用した伸張紙が一般のクラフト伸張紙より高い引張吸収エネルギー特性をもつにもかかわらず紙の引張強度や剛度の低下が少ないのは、実施例の伸張紙の製造法の特徴である溝のある硬質ロールを使用することで伸張紙表面に縦筋のエンボスが入ることによるものである。

本発明を実施した紙袋の一例を示す平面図。

符号の説明

１両底貼袋

Claims

ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、横方向の引張エネルギー吸収量が３００Ｊ／ｍ^２以上である伸張紙を基材としたことを特徴とする紙袋。
前記伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で１７００Ｊ／ｍ^２以下であり、横方向の引張エネルギー吸収量が８００Ｊ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１に記載の紙袋。
前記伸張紙がＪＩＳＰ８１１３に規定された板紙の衝撃あなあけ強さ試験方法による衝撃あなあけ強さが２０ｋｇ・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙袋。
前記伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールからなり、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうちの一方のロールの周速度に対して他方のロールの周速度を遅くして回転するようにして、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることにより得られる伸張紙であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の紙袋。
少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうち少なくとも１層が伸張紙であることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載の紙袋。
少なくとも２層以上の基材から構成され、そのうちの最外層の基材が伸張紙であることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載の紙袋。
前記最外層の基材が伸張紙で、内層の基材がプラスチックからなることを特徴とする請求項６に記載の紙袋。