JP2005179883A - 紙製品及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 水ベースのインクジェット印刷用途のためのカール特性及びコックル特性が改善された紙、並びにその紙を製造する方法を提供する。
【解決手段】 本発明の紙は、水溶性であり、塗布中に高濃縮可能であり、低い粘度及び低い吸湿性を有する物質を1トンあたり少なくとも50ポンド含有する。本発明の紙の最大コックル値は0.25である。また、特定の物質により耐水性が付与される。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明の紙は、水溶性であり、塗布中に高濃縮可能であり、低い粘度及び低い吸湿性を有する物質を1トンあたり少なくとも50ポンド含有する。本発明の紙の最大コックル値は0.25である。また、特定の物質により耐水性が付与される。
【選択図】 なし
Description
発明の分野
本発明は、コックルと水により誘発されるカールとを低減した紙及びこのような紙の製造方法を目的とする。
本発明は、コックルと水により誘発されるカールとを低減した紙及びこのような紙の製造方法を目的とする。
発明の背景
広葉樹材及び針葉樹材の木材パルプ繊維が、印刷用紙や新聞用紙の製造に用いられている。これら繊維は、化学パルプ化法(硫酸法又は亜硫酸法のいずれか)又は機械パルプ化法で製造される。機械法としては、サーモメカニカルと化学サーモメカニカルが挙げられる。印刷用紙又は新聞用紙を形成するために、これらの広葉樹材又は針葉樹材の木材パルプ繊維とウェットエンド薬品を、抄紙機のヘッドボックス内で水と混合し、繊維と薬品の懸濁液を形成する。ウェットエンド薬品は、炭酸カルシウムやクレーのような充填剤を含んでもよい。繊維と薬品の懸濁液は、ヘッドボックスからワイヤー上へ流される。重力と減圧の両方により繊維と薬品から水を除去して、パルプ繊維のウェットウェブを形成し、そのウェブにケミカルを取り込ませる。薬品はシートの全面にある。シートをプレスし、乾燥させて、水をさらに除去してもよい。
広葉樹材及び針葉樹材の木材パルプ繊維が、印刷用紙や新聞用紙の製造に用いられている。これら繊維は、化学パルプ化法(硫酸法又は亜硫酸法のいずれか)又は機械パルプ化法で製造される。機械法としては、サーモメカニカルと化学サーモメカニカルが挙げられる。印刷用紙又は新聞用紙を形成するために、これらの広葉樹材又は針葉樹材の木材パルプ繊維とウェットエンド薬品を、抄紙機のヘッドボックス内で水と混合し、繊維と薬品の懸濁液を形成する。ウェットエンド薬品は、炭酸カルシウムやクレーのような充填剤を含んでもよい。繊維と薬品の懸濁液は、ヘッドボックスからワイヤー上へ流される。重力と減圧の両方により繊維と薬品から水を除去して、パルプ繊維のウェットウェブを形成し、そのウェブにケミカルを取り込ませる。薬品はシートの全面にある。シートをプレスし、乾燥させて、水をさらに除去してもよい。
サイズプレスでの表面サイジング工程において、デンプン、蛍光増白剤及び表面サイズ剤はシート表面に置かれてもよい。プレスのニップ圧が十分大きい場合、物質のいくつかはウェブに入り込んでもよい。
その後、繊維、ウェットエンド薬品及び他の物質のウェブを熱で乾燥させ、圧延し、ロールに巻き取る。得られる生産品は、非塗工紙又は微塗工紙シート又はウェブという。
非塗工シートは、オフライン塗工操作でシート上に置かれる、1又はそれより多い塗工層をさらに塗布することにより塗工されていてもよい。非塗工シートは、塗工ステーションと第二の乾燥ステーションとを通過する。非塗工シートは、第二の圧延操作を通過してもよい。得られる生産品は、塗工紙シート又はウェブという。
非塗工シートは、オフライン塗工操作でシート上に置かれる、1又はそれより多い塗工層をさらに塗布することにより塗工されていてもよい。非塗工シートは、塗工ステーションと第二の乾燥ステーションとを通過する。非塗工シートは、第二の圧延操作を通過してもよい。得られる生産品は、塗工紙シート又はウェブという。
非塗工又は塗工印刷用紙の基本重量は、3300平方フィートあたり16〜180ポンドである。
印刷業界において、高速バリアブル印刷の用途が驚異的に成長しており、多くの用途について従来のオフセット印刷と置き換わりつつある。このようなプリンター用紙の最適な表面物理学と化学は従来のオフセットインクが必要とするものと極めて異なるため、巻取インクジェット印刷のようなデジタル印刷技術は、製紙業者にとって新たな別の課題を提供する。
印刷業界において、高速バリアブル印刷の用途が驚異的に成長しており、多くの用途について従来のオフセット印刷と置き換わりつつある。このようなプリンター用紙の最適な表面物理学と化学は従来のオフセットインクが必要とするものと極めて異なるため、巻取インクジェット印刷のようなデジタル印刷技術は、製紙業者にとって新たな別の課題を提供する。
高速インクジェット印刷は、水性インクを用いており、印刷プロセス中に大量の水が紙表面上に載せられることから、非常に難しい。このプロセスにおいて、これら水ベースのインクは、紙送り速度500〜1,000ft/分で、広い被覆範囲で塗布してもよい。紙がプリンターから離れる前に紙を完全に乾燥させることは困難である。非塗工紙が用いられる場合、インクからの水がシートに浸透し、紙繊維の間の結合を壊す。これにより紙表面が変形し、その結果、印刷した紙に許容できないカール、コックル又はしわが生じる。
標準的なデスクトップインクジェットプリンターが加速的に増加しているが、これらプリンターを用いて印刷する場合、紙の上に水が置かれることと、紙がプリンターから離れる前に紙を完全に乾燥させることが困難なことから、上記と同じ課題のうちいくつかが当てはまる。
ワイドプリンターは、紙の上に置かれるインクと水が大量であることから、同様の課題を有する。
これらの要因のため、印刷作業が高レベルのインク被覆範囲を必要とする場合、特別な紙が用いられる。これら特別な紙は、吸水性シリカ又は膨潤性ゲル物質、例えばポリビニルピロリドン又はこれら物質の組み合わせで塗工されている。典型的に、これら物質は、オフライン塗工操作により塗布される。これら物質とオフライン塗布の値段のために、これら塗布のための紙のコストは有意に上昇する。
これらの要因のため、印刷作業が高レベルのインク被覆範囲を必要とする場合、特別な紙が用いられる。これら特別な紙は、吸水性シリカ又は膨潤性ゲル物質、例えばポリビニルピロリドン又はこれら物質の組み合わせで塗工されている。典型的に、これら物質は、オフライン塗工操作により塗布される。これら物質とオフライン塗布の値段のために、これら塗布のための紙のコストは有意に上昇する。
また多くの印刷作業にとって、鮮やかで力強い色彩を得るために高レベルのインクが必要なため、印刷した画像の光学密度も主要な関心事である。これは、高い光学密度として知られている。非塗工紙は、カール及びコックル傾向を有するため、耐え得るインク量が限定されている。従って、高い光学密度が必要とされる場合には、一般的には、より費用のかかる塗工紙が必要である。
発明の要旨
本発明は、水成分を含むインクを用いることができ、最大コックル値が0.25の非塗工紙を目的とする。紙中のコックル又は水により誘発されたカールの量を測定するには、コックル値が用いられる。本発明の一態様は、紙の基本重量が3300平方フィートあたり16〜60ポンドであり、最大コックル値が0.25の非塗工紙である。
本発明は、水成分を含むインクを用いることができ、最大コックル値が0.25の非塗工紙を目的とする。紙中のコックル又は水により誘発されたカールの量を測定するには、コックル値が用いられる。本発明の一態様は、紙の基本重量が3300平方フィートあたり16〜60ポンドであり、最大コックル値が0.25の非塗工紙である。
本発明の一態様は、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの物質で処理してある紙であって、この物質は、加熱乾燥セクションの前に、サイズプレス、ブレードコーターに添加するか又はスプレーにより添加することができる。この物質は水溶性であり、塗布中に高濃縮され、低い粘度及び低い吸湿性を有する。水溶性とは、室温又は50℃未満の温度で、溶液の総重量の20〜50%の濃度まで溶解できる化合物を意味する。高濃縮とは、物質の重量又は濃度が、溶液の重量の20〜50%であることを意味する。低い粘度とは、物質の重量又は濃度が溶液の重量の20〜50%である場合、粘度が200センチポアズ(cps)以下であることを意味する。低い吸湿性とは、乾燥物質が、高湿度条件で少量の水しか吸収しないことを意味する。別の態様は、紙1トンあたり少なくとも75ポンドの上記物質で処理してある紙である。別の態様は、紙1トンあたり250ポンドまでの上記物質で処理してある印刷用紙である。別の態様は、紙1トンあたり300ポンドまでの上記物質で処理してある紙である。
本発明の一態様において、上記物質は二糖である。本発明の別の態様において、上記物質は単糖である。本発明の別の態様において、上記物質は尿素である。本発明の別の態様において、上記物質はクエン酸の単塩又はクエン酸の二塩である。
本発明の別の態様において、上記物質を、デンプン、ラテックス、ポリビニルアルコール、スチレンアクリル酸又はエステルと組み合わると、添加剤の低い粘度を維持することができる。
図面の簡単な説明
図1〜2は、LANDCOの低角度光を用いた未処理の市販の紙のデジタル画像である。
図3〜4は、LANDCOの低角度光を用いたスクロース処理紙のデジタル画像である。
図5〜10は、第二面コックル試験法からの、処理及び未処理紙のデジタル画像である。
図11は、処理及び未処理サンプルの変化係数を示すグラフである。
図12は、第二面コックル試験法を行うためのワークステーションの図である。
図13は、抄紙機の概略図である。
図1〜2は、LANDCOの低角度光を用いた未処理の市販の紙のデジタル画像である。
図3〜4は、LANDCOの低角度光を用いたスクロース処理紙のデジタル画像である。
図5〜10は、第二面コックル試験法からの、処理及び未処理紙のデジタル画像である。
図11は、処理及び未処理サンプルの変化係数を示すグラフである。
図12は、第二面コックル試験法を行うためのワークステーションの図である。
図13は、抄紙機の概略図である。
具体的な説明
本発明は、インクジェットプリンターでの印刷に用いることができ、このような印刷の後の最大コックル値が0.25である非塗工紙又は微塗工紙を目的とする。本発明はまた、最大コックル値が0.25の、インクジェットプリンターと共に用いられるワイド印刷用の非塗工又は微塗工紙を目的とする。
本発明は、インクジェットプリンターでの印刷に用いることができ、このような印刷の後の最大コックル値が0.25である非塗工紙又は微塗工紙を目的とする。本発明はまた、最大コックル値が0.25の、インクジェットプリンターと共に用いられるワイド印刷用の非塗工又は微塗工紙を目的とする。
定量試験を行って、紙のカール及びコックルを測定した。この試験を紙を目視する主観試験の代わりに用いて、カール及びコックルが存在するかどうかと、カール及びコックル量とを測定する。この主観試験はまた、紙のシートが十分な処理を施されたかどうかを判断するのに用いた。定量試験は、第二面コックル試験法である。
第二面コックル試験法を用いて、木版印刷により印刷した紙の非印刷面又は第二面で、インク塗布レベルが5.9g/m2のインクジェットプリントにより生じたコックル量を求める。本試験は、サイテックス社(Scitex)のテスト・コックル・フォーム・プリント(Test Cockle Form Print)を用いた。インクジェットプリントの非印刷面を、低角度光(15°)をもちいて照射する。デジタル画像は、非印刷面上のコックルを有する領域で形成され、サンプルの印刷面上の中間色調で印刷した3.5×3.5インチの正方形片と関連付けられた。次に、この画像を評価して、第二面コックル量を測定する。
第二面コックル試験法に用いられる装置を図12に示す。この装置は、試験プラットフォーム10、コダック(登録商標)メガプラス(megaplus)8−ビットデジタルカメラ12、及び、デドライト(登録商標)ライト14を含む。カメラ12は、試験プラットフォーム10の表面16上に、試験プラットフォーム10の表面16に対して90°で取り付けられている。カメラは、プラットフォームの表面16の中央に直接向けられている。デドライトライト14は、表面16に対して15°の角度でマウントされており、また、表面16の中央にも向けられている。マスワーク社(Mathworks, Inc.)のMatlab(登録商標)コンピューターソフトウェアを用いて、画像を解析する。
試験される紙サンプルの片面を、サイテックスのテスト・コックル・フォームで、インクジェットプリンターとインクジェットインクを用いて印刷する。以下の試験では、ヒューレット・パッカードのインクジェットプリンターHP560Cを用いた。用いたインクは、サイテックス製インク2002であり、インク塗布レベルは5.9g/m2であった。インクは、水ベースのインクであるものとする。折り目やしわはコックルとして解析される可能性があるので、紙に折り目やしわをつけないように紙を慎重に扱った。
カメラ12の設定は、ピクセル解像度を100ミクロン/ピクセル、f−ストップをF8に調節した。カメラコントロールは固定とし、画像センタリングは127であった。デドライトライト14は、均一な低角度光に調節した。全てのライティングは、デドライトライト14からであった。他の室内照明は消された。
紙サンプル18を、その非印刷面をカメラの方向に回し、表を上にして試験スタンド10の表面16に置いた。3.5×3.5インチのコックル領域をカメラの視野の中央にし、光をコックル領域中央に向けた。平均画像ピクセル値が127になるまでカメラの露出を調節した。画像を回収し、ディスクに保存した。
この方法を各サンプルで繰り返した。
マスワーク社のMatlab(登録商標)コンピューターソフトウェアを用いて画像を解析した。バージョン6のリリース13を用いた。画像をプログラムに読み込み、5×5の中間値フィルターで平滑化し、高周波数のノイズを除去する。各行と列について平均標準偏差と変化係数を計算した。行の変動係数の最大値と、列の変動係数の最大値のうち大きいほうをサンプルコックル値として用いる。上記プログラムにより画像の明るい領域と暗い領域との差が評価され、変動が測定される。
マスワーク社のMatlab(登録商標)コンピューターソフトウェアを用いて画像を解析した。バージョン6のリリース13を用いた。画像をプログラムに読み込み、5×5の中間値フィルターで平滑化し、高周波数のノイズを除去する。各行と列について平均標準偏差と変化係数を計算した。行の変動係数の最大値と、列の変動係数の最大値のうち大きいほうをサンプルコックル値として用いる。上記プログラムにより画像の明るい領域と暗い領域との差が評価され、変動が測定される。
コックル値とは、この試験で測定されるコックル値を意味する。
一の態様は、水溶性であり、塗布中に高濃縮される低い粘度及び低い吸湿性を有する、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの物質で処理した非塗工紙であり、高レベルのインクジェットインクで印刷した後のカール、コックル又は他の変形を非塗工紙に比べて減らすことができる。処理した印刷用紙の最大コックル値は0.25である。本発明において、トンは、2000ポンドと定義される。水溶性とは、室温又は50℃以下の温度で、溶液の総重量の20〜50%の濃度まで溶解する化合物を意味する。高濃縮とは、溶液の重量の濃度が20〜50%であることを意味する。低い粘度とは、溶液の重量の濃度が20〜50%で、粘度が200センチポアズ以下であることを意味する。低い吸湿性とは、乾燥物質が、高湿度条件で水を吸収しないことを意味する。
一の態様は、水溶性であり、塗布中に高濃縮される低い粘度及び低い吸湿性を有する、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの物質で処理した非塗工紙であり、高レベルのインクジェットインクで印刷した後のカール、コックル又は他の変形を非塗工紙に比べて減らすことができる。処理した印刷用紙の最大コックル値は0.25である。本発明において、トンは、2000ポンドと定義される。水溶性とは、室温又は50℃以下の温度で、溶液の総重量の20〜50%の濃度まで溶解する化合物を意味する。高濃縮とは、溶液の重量の濃度が20〜50%であることを意味する。低い粘度とは、溶液の重量の濃度が20〜50%で、粘度が200センチポアズ以下であることを意味する。低い吸湿性とは、乾燥物質が、高湿度条件で水を吸収しないことを意味する。
本発明の別の態様においては、紙1トンあたり少なくとも75ポンドの物質が用いられる。本発明の別の態様においては、紙1トンあたり300ポンドの量の物質を用いてもよい。別の態様においては、紙1トンあたり250ポンドの量の物質を用いてもよい。
上記物質は、サイズプレス又はブレードコーターで塗布される。上記物質は、パドル、ゲートロールもしくは計量式サイズプレス、又は、ナイフコーターもしくはブレードコーターを用いて塗布されてもよい。一の態様において、上記物質は、少なくとも20重量%の物質を含有する溶液で塗布されてもよい。別の態様において、上記物質は、20〜50重量%の物質を含有する溶液で塗布されてもよい。
本発明の一の態様においては、二糖を上記物質として用いてもよい。二糖としては、例えばスクロース及びマルトースを用いることができる。上述の特性を有するあらゆる二糖を用いることができる。多くの二糖は、溶液の重量の20〜50%の濃度で、200センチポアズ(cps)未満の粘度を有する。
本発明の別の態様においては、単糖を用いてもよい。単糖としては、例えばグルコース又はマンノースを用いることができる。多くの単糖は、溶液の重量の20〜50%の濃度で、200センチポアズ(cps)未満の粘度を有する。
また、コーンシロップのような物質を用いてもよい。
特定のポリオールの吸湿性と溶解性を表1に列挙する。この表から、マリトール(malitol)、ラシトール(lacitol)一水和物、及びエリトリトールが望ましい特性を有するものと考えられる。
特定のポリオールの吸湿性と溶解性を表1に列挙する。この表から、マリトール(malitol)、ラシトール(lacitol)一水和物、及びエリトリトールが望ましい特性を有するものと考えられる。
実施例1
スクロース、デンプン、及び表面サイズ剤を含む紙:
この実施例におけるパーセントは、重量パーセントである。
この実施例において各サンプルに60g/m2の無サイズ紙を用いた。
スクロース、デンプン、及び表面サイズ剤を含む紙:
この実施例におけるパーセントは、重量パーセントである。
この実施例において各サンプルに60g/m2の無サイズ紙を用いた。
実験用サイズプレスで、紙のコントロールサンプルに12%濃度のエチル化デンプンを塗工した。紙の両面を塗工し、スターチの塗工重量は、片面あたり、紙1トンあたり40ポンドとした。これをほとんどの非塗工紙グレードの典型とする(製造例I)。
実験用サイズプレスで、紙の一サンプルを、35%スクロース、5%エチル化スターチ、及び、1%表面サイズ剤(ハーキュレス(Hercules)IJP)を含有する溶液で処理した。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を、片面あたり、紙1トンあたり105ポンドとした(製造例II)。スクロースの量は、片面あたり、紙1トンあたり約90ポンドであった。
濃度が40%スクロース、5%エチル化デンプン、及び1%表面サイズ剤(ハーキュレスIJP)を含む溶液を用いて、第二のサンプルを製造した。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり112.5ポンドとした(製造例III)。スクロースの量は、片面あたり、紙1トンあたり約98ポンドであった。
次に各シートを乾燥させ、相対湿度を50%に調節した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いてシート一組を印刷した。画像を3インチ×3インチの正方形にし、60%密度で、コーレル・ドロー(バージョン10)を用いて印刷した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いてシート一組を印刷した。画像を3インチ×3インチの正方形にし、60%密度で、コーレル・ドロー(バージョン10)を用いて印刷した。
次に、印刷したシートを暗室に置き、表を下にして、LANDSCOのトリプルバルブの低角度光下で観察した。次に、カール及びコックルの度合いを目視で概算した。結果を表2に示す。100%は、スターチコントロールの基準例である。それ以外は、スターチコントロールに基づき判断した。
HPの560プリンターで、サイテックスの高速インクジェットインクを用いて印刷された2種の市販の紙製品A及びBを、ソニーのマビカデジタルカメラで、低角度光下でデジタル記録した。これらの写真を図1及び2に示す。実施例1の製造例II及び製造例IIIのシートも、ソニーのマビカデジタルカメラで、同じ低角度光下でデジタル記録した。これら写真を図3及び4に示す。図3は、実施例1の製造例IIのシートを示す;図4は、実施例1の製造例IIIのシートを示す。図1及び2を、図3及び4と比較すると、ハイレベルのスクロースを用いたカール及びコックルの減少が容易に観察される。
本発明の別の態様においては、物質として尿素を用いてもよい。この物質は、望ましい特性を有する。
実施例2
この実施例において、シート用の基本の紙として60g/m2の無サイズ紙を用いた。
この実施例において、パーセントは重量パーセントである。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
この実施例において、シート用の基本の紙として60g/m2の無サイズ紙を用いた。
この実施例において、パーセントは重量パーセントである。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
実験用サイズプレスで、紙サンプルを、40%尿素、5%エチル化スターチ、及び、1%表面サイズ剤(ハーキュレスIJP)を含む溶液で処理した。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり101.5ポンドとした(製造例IV)。尿素の量は、片面あたり、紙1トンあたり約88ポンドであった。
次に、シートを乾燥させ、相対湿度を50%に調節した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いて、シートを印刷した。次に、実施例1と同じ技術でシートのカール及びコックルを測定した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いて、シートを印刷した。次に、実施例1と同じ技術でシートのカール及びコックルを測定した。
結果を表3に示す。
本発明の別の態様では、クエン酸の塩を物質として用いる。
実施例3
この実施例において、60g/m2の無サイズ紙をシート用の基本の紙として用いた。
この実施例において、パーセントは重量パーセントである。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
この実施例において、60g/m2の無サイズ紙をシート用の基本の紙として用いた。
この実施例において、パーセントは重量パーセントである。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
紙サンプルを、実験用サイズプレスで、25%のクエン酸の一ナトリウム塩(クエン酸一ナトリウム)を含有する溶液で処理し、50℃に加熱した。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり37.5ポンドとした(製造例V)。
次に、シートを乾燥させ、相対湿度を50%に調節した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いて、シートを印刷した。次に、実施例1と同じ技術を用いてシートのカール及びコックルを評価した。また、シートを水に60秒間浸水させて、塩によりインク色素を完全に固定することによって、シートの耐水性も試験した。
HPの560プリンターとサイテックスの高速インクジェットインクを用いて、シートを印刷した。次に、実施例1と同じ技術を用いてシートのカール及びコックルを評価した。また、シートを水に60秒間浸水させて、塩によりインク色素を完全に固定することによって、シートの耐水性も試験した。
結果を表4に示す。
クエン酸一塩又は二塩のいずれでも耐水性が付与されると考えられる。
耐水性とは、水や湿度に曝露した際にインクが完全に保持される能力を意味する。耐水性インクはにじまない。水ベースのインクは、耐水性であるものとして取り扱わなければならない。
耐水性とは、水や湿度に曝露した際にインクが完全に保持される能力を意味する。耐水性インクはにじまない。水ベースのインクは、耐水性であるものとして取り扱わなければならない。
典型的には、耐水性は、陽イオンの性質を有する窒素含有有機化合物によって得られるが、このような化合物は、印刷後に水分に曝露した場合、インク中で色素を沈殿させるように機能し、それによって固定を可能にしている。しかしながら、これらのタイプの物質は、典型的には、サイズプレスで光沢紙に塗布される陰イオン性の蛍光増白剤と適合性が悪い。そのため、これらのタイプの添加剤は、全体的な紙の光沢を、しばしば顧客が許容できないレベルにまで減少させる。
クエン酸一ナトリウムは、耐水性を付与すると同時に紙の光沢を維持する。
実施例4
第二面コックル試験法でもサンプルを評価した。
パーセントは、重量パーセントを示す。
この実施例において、60g/m2の無サイズ紙をシート用のベースの紙として用いた。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
第二面コックル試験法でもサンプルを評価した。
パーセントは、重量パーセントを示す。
この実施例において、60g/m2の無サイズ紙をシート用のベースの紙として用いた。
この実施例において、実施例1の製造例Iコントロールサンプルも、コントロールサンプルとして用いた。
44%スクロース、5%エチル化デンプン、及び1%表面サイズ剤(ハーキュレスIJP)を含有する溶液で、第二のサンプルを調製した。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり105ポンドとした。スクロースの量は、片面あたり、紙1トンあたり92.4ポンドであった。
第三の紙サンプルを、実験用サイズプレスで、35%尿素、5%エチル化スターチ、及び、1%表面サイズ剤(ハーキュレスIJP)を含有する溶液で処理した。これらパーセントは重量パーセントである。紙の両面を塗工し、物質の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり101.5ポンドとした。尿素の量は、片面あたり、紙1トンあたり約87ポンドであった。
第四の紙サンプルを、実験用サイズプレスで、クエン酸の一ナトリウム塩を25%含有する溶液で処理し、50℃に加熱した。このパーセントは重量パーセントである。紙の両面を塗工し、物質の正味の塗工重量を片面あたり、紙1トンあたり37.5ポンドとした。クエン酸塩の量は、片面あたり、紙1トンあたり37.5ポンドであった。
2種の市販の紙を研究に加えた。
サンプルを、視覚的に測定し、さらに、第二面コックル試験法を用いて測定した。画像評価試験は、目視観察と高い相関関係を示した。結果を表5と図11に示す。
サンプルを、視覚的に測定し、さらに、第二面コックル試験法を用いて測定した。画像評価試験は、目視観察と高い相関関係を示した。結果を表5と図11に示す。
コックル値が0.25以下の紙シートが適格であると測定された。
図13は、抄紙機の概略図である。木材パルプ繊維完成紙料とウェットエンド薬品をヘッドボックス20内で水と混合し、スラリーを形成する。このスラリーは、ヘッドボックスからスライス22を通過してワイヤー24上に出る。スラリー中の水はワイヤーから排出させる。真空箱26も用いてスラリーから水を排出させ、ウェット紙ウェブを形成する。このウェブをプレスロール28とドライヤー30に通過させてさらに水を除去する。
図13は、抄紙機の概略図である。木材パルプ繊維完成紙料とウェットエンド薬品をヘッドボックス20内で水と混合し、スラリーを形成する。このスラリーは、ヘッドボックスからスライス22を通過してワイヤー24上に出る。スラリー中の水はワイヤーから排出させる。真空箱26も用いてスラリーから水を排出させ、ウェット紙ウェブを形成する。このウェブをプレスロール28とドライヤー30に通過させてさらに水を除去する。
追加のサイズプレス薬品又は物質を、サイズプレス32にてウェット紙ウェブ上に置く。サイズプレスは、水平に並べられたロールを備えた水平なタイプでもよいし、垂直に並べられたロールを備えた垂直なタイプでもよい。この物質は、ロール又はロール間のパドルからウェブ上に置いてもよい。場合によっては、このウェブに、スプレー装置34により物質を塗工してもよい。また、本出願の種々の態様で説明した物質は、サイズプレス32又はスプレー装置34で塗布してもよい。
次に、紙ウェブを、乾燥セクション36に通過させる。乾燥は通常、蒸気加熱ドライヤー缶でなされ、紙ウェブはそれを通過する。次に、紙を圧延ロール38で圧延し、巻き取り機40でペーパーロールに巻き取る。得られる生産品は非塗工紙として知られる。
これが本発明の生産品である。高価なオフマシーン塗工をさらに行う必要なく、最大コックル値が0.25の紙を得ることができる。
当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書中に説明した態様において様々な変更をなし得ることに留意すべきである。
当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書中に説明した態様において様々な変更をなし得ることに留意すべきである。
Claims (32)
- 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの物質を塗布し(前記物質は、水溶性であり、塗布中に高濃縮可能であり、高い濃度で低い粘度を有し、低い吸湿性を有する)、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 前記物質は、前記ウェブを熱で乾燥させる前に前記ウェブに塗布される、請求項1に記載の方法。
- 前記物質は二糖である、請求項1に記載の方法。
- 前記二糖は、前記二糖を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項3に記載の方法。
- 前記二糖はスクロースである、請求項3に記載の方法。
- 前記二糖はマルトースである、請求項3に記載の方法。
- 前記物質は単糖である、請求項1に記載の方法。
- 前記単糖は、前記単糖を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項1に記載の方法。
- 前記単糖はグルコースである、請求項8に記載の方法。
- 前記単糖はマンノースである、請求項8に記載の方法。
- 前記物質はコーンシロップである、請求項1に記載の方法。
- 前記物質は尿素である、請求項1に記載の方法。
- 前記尿素は、前記尿素を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項12に記載の方法。
- 前記物質はクエン酸の塩である、請求項1に記載の方法。
- 前記クエン酸の塩は、前記クエン酸の塩を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項14に記載の方法。
- 前記物質は、前記物質を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項1に記載の方法。
- 前記物質は、紙1トンあたり50〜300ポンドの量で塗布される、請求項1に記載の方法。
- 前記物質は、紙1トンあたり75〜250ポンドの量で塗布される、請求項17に記載の方法。
- 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの二糖を塗布し、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 前記物質は、前記ウェブを熱で乾燥させる前に前記ウェブに塗布される、請求項19に記載の方法。
- 前記二糖は、前記二糖を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項19に記載の方法。
- 前記二糖はスクロースである、請求項19に記載の方法。
- 前記二糖はマルトースである、請求項19に記載の方法。
- 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの単糖を塗布し、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 前記単糖は、前記ウェブを熱で乾燥させる前に前記ウェブに塗布される、請求項24に記載の方法。
- 前記単糖は、前記単糖を20〜50重量%含む溶液で前記ウェブに塗布される、請求項24に記載の方法。
- 前記単糖はグルコースである、請求項26に記載の方法。
- 前記単糖はマンノースである、請求項26に記載の方法。
- 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドのコーンシロップを塗布し、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドの尿素を塗布し、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドのクエン酸の塩を塗布し、
前記ウェブを乾燥して、最大コックル値が0.25の非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。 - 非塗工紙の製造方法であって、
セルロース系繊維のウェットウェブを形成し、
前記ウェブに、紙1トンあたり少なくとも50ポンドのクエン酸の塩を塗布し、
前記ウェブを乾燥して、耐水性を有する非塗工紙を提供すること、
を含む、前記製造方法。
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