JP2006508266A - 板紙製品とその製法 - Google Patents

Abstract

被覆板紙製品は、２以上の繊維プライを含み、その外側のプライは、漂白化学パルプ及びパルプ又は損紙の中間プライからなり、その生産は、プリカレンダとして機能する一以上の表面調整装置の使用を被覆前に伴い、固定された支持部材と、板紙ウェブが、ジャケットとカウンタロールの間を走行するように、固定支持部材まわりに設けられる柔軟性のあるジャケットと、柔軟性のあるジャケットが加熱可能なカウンタロールに向けて負荷部材により負荷され、且つ、ジャケットとカウンタロール間に存在する板紙ウェブがカレンダ処理されるように、支持部材に関連して設けられる負荷部材とを含み、被覆製品は、板紙の上面の表面特性として、０．５−２．０μｍのＰＰＳ−ｓ１０ ラフネス（ＩＳＯ ８７９１−４）、４０−８０％のＨｕｎｔｅｒ Ｇｌｏｓｓ（ＩＳＯ／ＤＩＳ８２５４）、５００−１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度（ＳＣＡＮ−Ｐ７：７５）を有する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、被覆板紙製品とその製法に関する。

本発明の目的は、板紙製品、特にＳＢＳ板紙の品質及びその生産の経済性を改善することである。

梱包板紙は、所望のグロス（艶）及び印刷品質を保証するためのある一定の表面品質、及び、梱包の機能性を確保するための剛性及び耐久性を有するように要求される。板紙は板紙ミルにおいて大量生産されるので、原料の効率的な使用も重要である。これらの要求は幾分背反である。板紙は、板紙をカレンダ処理し、しばしばある一定の態様で湿潤又は加熱されてニップにおいて加圧することにより、十分なグロスを付与することができる。板紙の表面繊維及び被覆は、好ましくは、板紙の中間プライ（層）を圧縮せずに、この加圧により円滑にプレスされる。中間プライの圧縮は、板紙剛性を下げ、耐久性を低減する。中間プライの圧縮は、しばしば嵩（バルク）の損失と称される。この場合、嵩は、密度の逆数として理解され、その損失は、従って、紙又は板紙の高密化の圧縮と等しい。

紙又は板紙の生産プロセスは非常に高い原料の集約型であるので、原料の僅かな節約でさえも競合者に対して大きなアドバンテージをもたらす。この点、１％の節約は、大きな競争力のある優勢とみなすことができ、投資の回収時間が短くなる。原料を節約することは、環境的な理由からも望ましい。重量が低減された構造のおかげで、本発明の板紙の多重的な効果が、製品の全寿命期間カバーし、より軽量の梱包をもたらす原材料の消費の低減により、究極的には輸送においても節約を生み、ごみを低減することになる。

梱包用板紙は、しばしば被覆され、多プライ構造を有する。食品の用途及び薬及びタバコの梱包用である、ＳＢＳ板紙（固体漂白亜硫酸塩：solid bleached sulphite/sulphate）は、パルプから作られる。それらは、表面特性を調整するために適切な物質が被覆された１以上の繊維プライを有する。板紙が幾つかのプライからなる場合、本体プライには化学ハウジング及び／又は自身の損紙を用いることが可能である。板紙の典型的な基本重量範囲は、１５０−４００ｇ／ｍ^２である。必要な基本重量は、必要とされる梱包の剛性に依存し、より軽量な板紙は小さなボックスには十分である。より板紙の高い剛性をもたらすための表面調整における板紙嵩の成功的な保全は、より軽量の基本重量の板紙の使用を可能とすることにより原料の節約及びエネルギの低減をもたらす。

本発明の目的は、従前よりも少ない材料量で板紙に平らな印刷表面、高いグロス及び剛性を提供することである。この目的は、請求項１に付与される梱包用板紙により達成される。本発明の被覆梱包板紙は、２以上の繊維プライを含み、この場合、外側のプライは、漂白化学パルプ、及び、考えられうるケミサーモメカニカルパルプ又は損紙の中間プライからなる。典型的な用途は、食品梱包及びタバコ梱包を含む。板紙は、良好な品質、軽さ、剛性を求められ、液体板紙の場合、板紙は耐水性のために更なる処理を受ける。

ＦＢＢ（折りたたみ板紙）及び他の板紙は、しばしば、良好な嵩及び剛性を可能とするヤンキーシリンダによる被覆前に平滑化され、表面特性は良好でもあり、エッジに沿った乾燥縮みは小さいが、ヤンキーシリンダの使用は、高速マシーンにおいて、速度の制約、装置に対する空間要求、ヤンキーシリンダの大きなサイズにより制限される。その他の典型的な処理方法は、湿潤スタック型カレンダを伴い、その欠点は、走行性及び水の塗布の制御に関する問題点を含み、加えて、余計なコストが、カレンダ処理前後にＳＢＳ板紙を乾燥させる必要性により生ずる。

マシーンカレンダは、しばしば他のカレンダと共に用いられ、弾性の無いロールを持つハードカレンダを指す。唯一の表面処理方法としてのマシーンカレンダの使用は、お勧めできない。ソフトニップカレンダとも称するソフトカレンダは、カレンダロールが弾性のある表面を持ち、当該表面は、木の表面硬さと同じオーダーの硬さを有しうるが、それでも弾性がある。

本発明によれば、板紙は、被覆プロセス前又はその最中に、ロングニップカレンダにより処理される。本発明の板紙を生成するのに適したロングニップカレンダは、例えば出願人による先の特許ＵＳ６１６４１９８に開示されている。

本発明の板紙の表面処理に適したカレンダは、管状のジャケットがまわりにある固定された支持部材を含む。加熱される対向（カウンタ）部材は、管状ジャケットの支持部材から他の側に配置され、ウェブが当該対向部材と管状ジャケットとの間を通るようにする。固定支持部材は、負荷部材を備え、加熱対向部材にジャケットを押し当て、これにより、ジャケットと対抗部材との間のカレンダ処理を可能とする。ジャケットの両端は、支持部材に対して回転可能に搭載される端部壁に固定され、端部壁の回転運動は、ジャケットの過熱を防止するために繊維ウェブの動きから独立している別の駆動モータによりもたらされる。

被覆された又はされていない厚紙の表面を表面調整装置により調整するための本発明の方法は、管状の柔軟なジャケットの形態であるロールと対向ロールとにより確立される延長されたニップを通して繊維ウェブを供給することを特徴とする。ジャケットは、ニップの長さにわたりたわみ、これにより長いストレッチにわたり対向ロールとの接触へと押しつける。本方法で処理される板紙は、現在入手可能な板紙よりも軽いが、剛性及び表面特性は、現在入手可能な板紙と同等である。

本解決策は、ヤンキーシリンダを備える板紙抄紙機で達成されるものよりも有意に高い走行スピードを可能とする。更に、走行性が良く、これにより、品質の改善に寄与し、無駄を低減する。

カレンダにおけるウェブスピードは、３５０ｍ／ｍｉｎより高く、好ましくは６００ｍ／ｍｉｎよりも高く、更に好ましくは１０００ｍ／ｍｉｎよりも高いが、４０００ｍ／ｍｉｎよりは低い。従って、カレンダは、板紙抄紙機のスピードを制約しない。上述の加熱ロールは、１５０−３５０℃であり、好ましくは１７０℃であり、最も好ましくは約２００−２５０℃を有する。ニップにおける線形的な圧力は、１００−５００ｋＮ／ｍの範囲であり、好ましくは４００より小さい。ニップの最大圧は、２−１５ＭＰａであり、好ましくは１３ＭＰａよりも小さい。

これより、本発明の板紙の表面処理に適したカレンダについて図面を参照して詳説する。

図１では、板紙８０は、延長され且つ加熱されたニップ１を通って走行する。ニップ１は、ウェブ８０下に存在する全閉形シューロール１０により確立される。ウェブ８０の上側には加熱可能な対向ロール２２がある。全閉形シューロールは、水が透過しない柔軟なジャケット１２を含む。ジャケットは、例えば繊維強化型のポリウレタンからなる。固定型の固定された支持部材１４は、少なくとも１つの負荷シュー１８を支持する。負荷シュー１８と支持部材との間には、油圧シリンダのようなアクチュエータがあり、凹面の負荷シュー１８を付勢し、これにより柔軟なジャケット１２を対向ロール２２に押圧する。従って、ジャケット１２は、全閉形シューロールの中心から離れる方向にその中立の無負荷位置１１から脱するように負荷される。ジャケット１２は、両端部で端部壁２４，２６に固定され、従ってシールされたコンパートメント（区画）１３（図２参照）を生成する。図１にも示すように、少なくとも１つの検出装置９９が、ウェブの破れを検出するためにウェブ８０と連携して搭載される。検出装置９９は、ウェブが破れているか否かに応じてカレンダ処理の動作を制御する制御装置９８に接続される。

図１に示すように、加熱可能な対向ロール２２は、油圧シリンダ組立体９４により回転可能で回転軸となるピボット点９６を備えるレバー９５を含む係合解除機構を伴う。係合解除機構は、ニップ１との係合へと対向ロール２２を押し、また、ニップ１からそれを非係合にさせる。

負荷シュー１８とジャケット１２との間には、加圧油が供給され、これにより、油圧がニップ全体で発展され、ジャケットがニップ１の全体にわたり対向ロール２２との係合へと押される。同時に、油は、ジャケットが塊（lumps）及び温度上昇からダメージを受けるのを防ぐ。

図２Ａでは、端部壁２４，２６が、支持部材１４のスタブシャフト１６，１７に回転可能に搭載されているのが示されている（端部壁は、好ましくは、一体ではなく、図２Ｂに示すように、静的な部分と回転部分とに分けられる。）。スタブシャフトの一端には、円筒形シャフト３２が、ベアリング３４を介して回転可能に配設される。支持コラム３６は、過度に負荷された時に支持部材１４の変形／曲がりを可能とするための球の動きを許容する自己調心ベアリング３８を介して、円筒形シャフトに配設される。端部２４の一端は、円筒形シャフトに固定される。図示した実施例でははめば歯車である動力伝達機構４０は、円筒形シャフトに端部壁の外側で固定される。はめば歯車は、伝動装置４２及び駆動装置４４に接続される。ドライブシャフト４８は、支持部材に取り付けられるベアリングハウジング５２内に配置されるベアリング７０により支持される。ドライブシャフトの各端部には、はめば歯車５４が配設される。好ましくは、これらのはめば歯車は、端部壁に取り付けられたかみ合いはめば歯車の軸方向の動きを許容するため、延長された歯の部分を有する。更なるはめば歯車５６は、ジャケット内の第２の端部壁２６に固定される。ジャケット内部の双方のはめば歯車は、ドライブシャフト上の対応するはめば歯車とかみ合う。第２の端部壁２６は、第２のスタブシャフト１７に回転可能に配設される。第２のスタブシャフトは、第２の支持コラム５８に固定される。

動作は次の通りである。通常動作中、被動加熱ロール２２は、負荷シュー１８による負荷される所望の圧力により、繊維ウェブ及び柔軟なジャケット１２と反応し、これにより、繊維ウェブと柔軟なジャケットの双方の摩擦力ベースの駆動が引き起こされる。従って、通常動作中、ニップに負荷される力は、全閉形シューロールの回転を付与する。

特別な場合だけ、例えばカレンダを起動するとき、全閉形シューロール１０の独立駆動を動作させることが通常的には望ましいだろう。カレンダが柔軟なジャケット１２を最初に加速することなく起動されると、逆に過熱に起因して柔軟なジャケットにダメージを与えるだろう。更に、起動の動きのときに繊維ウェブ内の指数関数的な張力を発展させるので、繊維ウェブを劣化させるだろう。従って、全閉形シューロールの独立駆動は、表面カレンダ処理の起動時に使用されることになる。起動時、ニップギャップは閉じていないが、ロール２２は、ニップ１と接触しない位置に移動されている。ニップ内に加熱対向ロール２２を移動させる前に、全閉形シューロール１０の駆動装置４４は、伝動装置を介して第１の端部壁２４を加速させるために作動される。端部壁の回転は、内側の第１のはめば歯車４６の回転を引き起こし、続いてドライブシャフト４８の回転を引き起こす。ドライブシャフトは、第２のはめば歯車５６を介して第２の端部壁２６に回転を伝達する。双方の端部壁は、このようにして、繊維ウェブの速度に通常的には等しい所望の周速度が得られるまで加速されて同一速度で回転する。ニップは、レバー９５を回転させるために油圧ピストン９４を作動させ、これにより対向ロール２２をニップ内に移動させることにより閉じられ、続いて負荷シュー１８は、そのアクチュエータ２０により加熱ロール２２へと付勢されて接触させられる。カレンダが所望の態様で機能すると、全閉形シューロールの駆動装置は非作動にすることができ、プレスロールはニップ１内の摩擦力により従来どおりの態様で駆動することができる。

図２Ｂでは、全閉形シューロール用の駆動機構の代替実施例が示されている。この実施例は、回転力の伝達に摩擦を用いる。

図２Ｂは、また、支持部材及び端部壁のより好ましい配置設計を示す。端部壁は、支持部材１４に回転不能に接続される内側部２４Ａ；２６Ａと、回転部２４Ｂ；２６Ｂと、その間にベアリング組立体２４Ｃ；２６Ｃとに分けられる。支持部材１４は、その端部に、支持部材１４の撓みを許容する自己調心ベアリング２３，２５が配置される。

図では、シャフト１９Ｂを有する駆動装置４４が示されている。シャフト１９Ｂには、その周縁１９Ａにゴム層を有するディスク１９が搭載される。柔軟なジャケット１２の他端は、交換可能な力伝達装置として機能する環状のリング１５と、各端部壁の周囲との間に固定される。リング１５は、端部壁に固定される。各端部壁の回転部２４Ｂ；２６Ｂの内側には、はめば歯車４６、５６が固定される。駆動装置４４，１９は、力伝達装置１５との接触状態又は非接触状態へと移動可能である。全閉形シューロール１０を加速させることが望まれるときは、駆動装置は、ゴム層１９Ａが力伝達装置１５との摩擦係合位置に来るように移動される。はめば歯車４６及びドライブシャフトは、同期装置としても機能するはめば歯車５４，５５，５６により他の端部壁２６に端部壁２４の回転を伝達する。従って、双方の端部壁２４，２６は、図２Ａを参照して上述したように動作される。図２Ｂは、負荷シュー１８の一の好ましい機能的な実施例を概略的に更に示す。概して、負荷シュー１８は、ドライブシャフトに対して直径方向に配置されておらず、図２Ａのように直角に配置されている。

試験は、上述のようなロングニップシューカレンダにより製造される試験バッチでは、板紙は、現在入手可能な種の板紙に比べて良好な嵩の比と平滑度を備えることができた。従って、測定値によると、本発明の目的は良好に満足されている。

シューカレンダは、非常に高速で駆動でき、更に、例えば約２５０℃のような高温の付加、及び、カレンダ領域における長い滞在時間を考慮することで、最終的な平滑性の仕上がりは、ヤンキーシリンダを用いたより遅い解決策で達成されるものと同等になるだろう。板紙の品質に直接的に寄与する局面に加えて、結果は、ミルの生産スペースの節約、ヤンキーシリンダの生産制約の削減、及び、より管理しやすく、より容易な制御システムの提供を含む。

本発明の板紙の製造の観点から、表面湿潤がカレンダ処理の前に付与されることは好ましい。しかし、発明を伴う板紙は、表面湿潤なしで製造することもできる。

実行された試験稼動では、発明を伴う板紙は、従来の板紙に比べて良好な嵩の保全性を示すとともに、従前の知られた通常的に製造される表面処理板紙に比べて、表面特性が改善されることが、示された。改善された板紙品質に加えて、プロセス性が改善され、これにより、通常的に品質が改善される。更に、ロングニップカレンダが速度の制約が無いので板紙抄紙機の能力を増強することができる。同等な剛性が、従前よりも相当に少ない基づいての使用で達成され、同一の板紙抄紙機で同一のパルプから作成される板紙からの差異について、次の表に示す。

同一のグレードの板紙に対して測定される方法

表中、ＶＩＢは、
［外１］

により製造された湿潤装置、シューは、本発明の板紙作成に適したロングニップシューカレンダ、ハードは、マシーンカレンダないしハードカレンダ、ウェット−スタックは、湿潤スタック型カレンダを表す。

試験された方法は、最終被覆（ファイナルコーティング）後に次の結果を与えた。サンプルは、測定前に１−２時間大気条件に付与される。

測定１−２は、従来の方法により製造される板紙グレードであり、論点は同一のマシーンにより製造される板紙からプリカレンダされ被覆されるサンプルであり、パイロット条件で製造されたサンプルについてである。従って、示された測定結果は、予備的な製品の発展結果である。

従って、湿潤スタックの使用に比べたときに大量の嵩が節約された。更に、表面はより平滑であり、特に測定７は、他よりも平滑であるが、嵩は、湿潤スタック型カレンダで達成可能な結果よりも明らかに良好である。得られた嵩の節約は、同一の基づいて消費でより良い剛性を意味し、従って、実際には、板紙生産者は、対応する量の材料を節約することができる。実際に、実験ベースでは、試験結果の解釈は、厚紙の品質及び生産の経済性に関して、大きなステップの前進を表す。一般的に、パイロット試験は、最終的な環境で得られる結果よりも劣る結果を提供するので、これらの予備試験を基礎としても、本方法によれば、従前出は製造可能でなかったグレードの板紙を製造することができると、結論付けられる。更に、本方法は、ヤンキーシリンダ及び湿潤スタックよりも相当に早い速度で適用可能である。

シューカレンダと対向ロールとの間にロングニップを備えた、ロングニップカレンダの断面図である。 図１の部分的な拡大図である。 ロール軸に沿って駆動機構を示す、図１に示す装置の部分断面図である。 長手方向の断面でプレスシューの動作を示す図である。

Claims (16)

1. 被覆板紙製品であって、
   一以上の繊維プライを有し、その外側のプライが漂白化学パルプ、及び、パルプ及び／又は損紙の中間プライからなり、板紙は、１５０−４００ｇ／ｍ^２の基本重量を有し、上面と裏面とを有し、当該製品の生産には、カレンダとして機能する表面調整装置の使用が伴い、
   当該表面調整装置は、
   固定された支持部材（１４）と、
   板紙ウェブ（８０）が、ジャケット（１２）とカウンタロール（２２）の間を走行するように、固定支持部材（１４）まわりに設けられる柔軟性のあるジャケット（１２）と、
   柔軟性のあるジャケット（１２）が加熱可能なカウンタロール（２２）に向けて負荷部材（１８，２２）により負荷され、且つ、ジャケット（１２）とカウンタロール（２２）間に存在する板紙ウェブ（８０）がカレンダ処理されるように、支持部材（１４）に関連して設けられる負荷部材（１８，２２）と、
   カレンダ装置の端部壁であって、前記柔軟性のあるジャケット（１２）が端部壁（２４，２６）に取り付けられ、且つ、ジャケット（１２）が駆動機構により端部壁（２４，２６）と共に回転されるように、ジャケット（１２）の端部にマウントされる少なくとも１つの端部壁と、を有し、
   当該製品の製造は、被覆処理前に、プリカレンダとして機能する一以上の表面調整装置の使用を伴い、
   当該被覆製品は、板紙の上面の表面特性として、
   ＰＰＳ−ｓ１０ ラフネス（ＩＳＯ ８７９１−４）が０．５−２．０μｍ
   Ｈｕｎｔｅｒ Ｇｌｏｓｓ（ＩＳＯ／ＤＩＳ８２５４）が４０−８０％であり、
   当該製品は、５００−１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度（ＳＣＡＮ−Ｐ７：７５）を有することを特徴とする、製品。
2. 上面は、一回以上被覆される、請求項１に記載の製品。
3. 裏面は、被覆されない、請求項１又は２に記載の製品。
4. 裏面は、少なくとも１回は被覆される、請求項１又は２に記載の製品。
5. 基本重量は、１８０‐３５０ｇ／ｍ^２の範囲内である、請求項１〜４の何れかに記載の製品。
6. 基本重量は、１８０−３００ｇ／ｍ^２の範囲内である、請求項１〜５の何れかに記載の製品。
7. 上面は、０−５０ｍｌ／ｍｉｎの範囲のＢｅｎｄｔｓｅｎ ラフネス（ＳＣＡＮ−Ｐ２１：６７）を有する、請求項１〜６の何れかに記載の製品。
8. 上面は、０−２０ｍｌ／ｍｉｎの範囲のＢｅｎｄｔｓｅｎ ラフネス（ＳＣＡＮ−Ｐ２１：６７）を有する、請求項１〜６の何れかに記載の製品。
9. 上面は、０．８−１．５μｍの範囲内のＰＰＳ−ｓ１０ ラフネス（ＩＳＯ ８７９１１−４）を有する、請求項１〜８の何れかに記載の製品。
10. 上面は、４５−６５％の範囲内のＨｕｎｔｅｒ Ｇｌｏｓｓ（ＩＳＯ／ＤＩＳ８２５４）を有する、請求項１〜９の何れかに記載の製品。
11. 当該製品は、７５０−１０００ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度（ＳＣＡＮ−Ｐ７：７５）を有する、請求項１〜１０の何れかに記載の製品。
12. 製品のカレンダ処理は、単一ニップ又は複数ニップのマシーン及び／又はソフトカレンダの使用を伴っている、請求項１〜１１の何れかに記載の製品。
13. 当該製品のプリカレンダ処理は、板紙表面湿潤の使用を伴っている、請求項１〜１２の何れかに記載の製品。
14. 当該製品のプリカレンダ処理は、板紙表面湿潤の使用を伴っていない、請求項１〜１２の何れかに記載の製品。
15. 被覆板紙製品作成方法であって、
    板紙製品は、２以上の繊維プライを有し、その外側のプライが漂白化学パルプ、及び、パルプ及び／又は損紙の中間プライからなり、板紙は、１５０−４００ｇ／ｍ^２の基本重量を有し、表面調整装置に、被覆されるべきウェブを案内することを伴う方法において、
    当該表面調整装置は、
    固定された支持部材（１４）と、
    板紙ウェブ（８０）が、ジャケット（１２）とカウンタロール（２２）の間を走行するように、固定支持部材（１４）まわりに設けられる柔軟性のあるジャケット（１２）と、
    柔軟性のあるジャケット（１２）が加熱可能なカウンタロール（２２）に向けて負荷部材（１８，２２）により負荷され、且つ、ジャケット（１２）とカウンタロール（２２）間に存在する板紙ウェブ（８０）がカレンダ処理されるように、支持部材（１４）に関連して設けられる負荷部材（１８，２２）と、
    カレンダ装置の端部壁であって、前記柔軟性のあるジャケット（１２）が端部壁（２４，２６）に取り付けられ、且つ、ジャケット（１２）が駆動機構により端部壁（２４，２６）と共に回転されるように、ジャケット（１２）の端部にマウントされる少なくとも１つの端部壁と、を有し、
    ウェブが該表面調整装置によりプリカレンダ処理されることを特徴とする、方法。
16. 前記プリカレンダ処理は、表面湿潤の使用を伴う、請求項１５の何れかに記載の方法。

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