JP2007191852A - 紙シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断刃が丸いものであっても、また切断刃を用いなくても、横方向に沿って綺麗に引き裂くことが可能な紙シートの製造方法を提供する。
【解決手段】軸心周りに回転駆動される円網２の外周面に紙料スラリーを供給し、円網２の回転に伴って紙料スラリーを移動させつつ、その水分を円網２内に排出させて脱水を進行させた後、この脱水により形成された紙料層をフェルト６に転移させるワイヤーパートを経て、紙シートを製造する方法において、紙料スラリーの移動過程で、紙料スラリーの供給位置側では円網２内から吸引を行い、フェルト６への転移位置側では吸引を行わずに自然脱水を行うようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロール状ペーパータオルのように、使用に際して横方向に沿って引き裂いて使用するロール状製品に好適な紙シートの製造方法に関するものである。

例えばロール状のペーパータオルは、壁面等に固定されたディスペンサー（ホルダーともいう）内に設置されて使用される。ディスペンサー内ではロールがその軸心周りに回転自由なように支持されており、使用に際しては、ロールから必要長さ巻き出し、ディスペンサーに備え付けられた切断刃（鋭利でないものも含む）に折り当て、横方向に沿って引き裂くことにより切り取る。
素材の厚さや坪量は異なるものの、使用方法の点ではトイレットロールもほぼ同様である。
しかしながら、従来の紙シートでは、横方向に沿って引き裂く際に、切り取った縁が過大にジグザグ状を呈する等、横方向に沿って直線状に綺麗に切り取るのが困難であった。特に、ロール状製品用のディスペンサーは安全性のために丸く鋭利でない切断刃が用いられることが多いため、容易に綺麗な切り取りができる製品が要望されていた。
特開２００２−３４５６７８号公報 特開平６−５４７７７号公報 特開２００２−２３８７９９号公報 特開２００２−３４５６７６号公報

そこで、本発明の主たる課題は、切断刃が丸いものであっても、また切断刃を用いなくても、横方向に沿って綺麗に引き裂くことが可能な紙シートの製造に好適な製造方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
軸心周りに回転駆動される円網の外周面に紙料スラリーを供給し、円網の回転に伴って紙料スラリーを移動させつつ、その水分を円網内に排出させて脱水を進行させた後、この脱水により形成された紙料層をフェルトに転移させるワイヤーパートを経て、紙シートを製造する方法において、
前記紙料スラリーの移動過程で、紙料スラリーの供給位置側では円網内から吸引を行い、フェルトへの転移位置側では吸引を行わずに自然脱水を行う、ことを特徴とする紙シートの製造方法。

（作用効果）
トイレットペーパーやタオルペーパー等の抄造においては、設置面積の小ささから、特開昭４９−１２６９０５号公報や特開昭５０−９４２１１号公報に示されるような、吸引脱水式の円網抄紙機、すなわち円網内から吸引を行い脱水促進を図る方式が用いられることが多い。
しかしながら、このような吸引脱水式の円網抄紙機では、厚手の紙（高坪量）になるほど（特に坪量２５ｇ／ｍ²以上で顕著）、乾燥引張強度の縦横比を小さくするのが困難である、つまり上述のような横方向に引裂き易い紙シートの製造が困難であるという問題点があった。
この問題点に対して、当初、ジェットワイヤー比により繊維の配向性を調整することを検討したが、その場合、乾燥引張強度の縦横比は２．１が限界であり、横方向の引裂きを容易にするためには不十分であった。
本項記載の発明は、このような問題を従来とは全く異なる発想で解決したものである。すなわち、本発明は、紙料スラリー（ストックともいう）の移動過程で、紙料スラリーの供給位置側では円網内から吸引を行い、フェルトへの転移位置側では吸引を行わずに自然脱水を行う。このようにすると、脱水がある程度まで進行した後は吸引力が作用しなくなるため、より緩やかに地合が形成される。この結果、脱水過程の全体で吸引を行う従来方法よりも、乾燥引張強度の縦横比を小さくすることができるようになる。

＜請求項２記載の発明＞
前記供給位置からフェルト転移位置側の所定範囲に、前記円網の外周面を所定の隙間をもって覆う上リップを延在させ、この上リップ先端から流出する紙料スラリー中の繊維が円網外周面に当たる位置までの上リップ先端からの周方向距離を２００〜４００ｍｍとして前記脱水を行う、請求項１記載の紙シートの製造方法。

（作用効果）
吸引脱水方式においては、その吸引作用を紙料スラリーに対してより効果的に作用させるために、紙料スラリーの供給位置からフェルト転移位置側の所定範囲にかけて、円網の外周面を所定の隙間をもって覆う上リップを延在させるのが好ましい。そして、このような上リップを装備する場合、上リップ先端から流出する紙料スラリー中の繊維が円網外周面に当たる位置までの上リップ先端からの周方向距離（水足ともいう）を２００〜４００ｍｍとすると、吸引脱水の割には繊維配向の進行が緩やかとなり、乾燥引張強度の縦横比を低下させることができるため好ましい。

＜請求項３記載の発明＞
前記ワイヤーパートにおけるジェットワイヤー比を０．９６〜１．３０とする、請求項１または２記載の紙シートの製造方法。

（作用効果）
本発明の製造方法においては、ジェットワイヤー比による繊維配向性の調整を補助的に用いることができ、その場合、ジェットワイヤー比を本項記載の範囲内とするのが好ましい。

＜請求項４記載の発明＞
製造される紙シートの坪量が３０〜６０ｇ／ｍ²であり、且つＪＩＳ Ｐ ８１１３に規定される乾燥引張強度の縦横比が２．０以下である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の紙シートの製造方法。

（作用効果）
本発明の製造方法は、本項記載のような高坪量の紙シートにおいて乾燥引張強度の縦横比を２．０以下とする場合に好適である。

＜請求項５記載の発明＞
前記紙シートをロール状に巻き、横方向に沿って引き裂いて使用するロール状ペーパータオルを製造する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙シートの製造方法。

（作用効果）
本発明は、このようなロール状ペーパータオルの製造に好適である。

以上のとおり本発明によれば、切断刃が丸いものであっても、また切断刃を用いなくても、横方向に沿って綺麗に引き裂くことが可能な紙シートを製造できるようになる。

以下では、先ず本発明の製造対象である紙シートの一実施形態について詳説し、しかる後に本発明の製造方法の一実施形態について詳説する。

＜紙シートの実施形態＞
紙シートは、パルプ繊維を紙料として製造することができる。パルプ繊維は、特に限定されないが、広葉樹パルプを６０〜１００重量％、特に好適には９０〜１００重量％用い、残量を針葉樹パルプとするのが好ましい。繊維の短い広葉樹パルプを高配合とすることで、繊維配向の影響が低減するとともに、より容易且つ緻密な引き裂きが可能になる。

製造される紙シートの坪量は１５〜６５ｇ／ｍ²程度とすることができるが、中でも坪量が３０〜６０ｇ／ｍ²の厚手のものが好ましく、特に坪量が３５〜５０ｇ／ｍ²のものが好ましい。

製造される紙シートは、ＪＩＳ Ｐ ８１１３に規定される乾燥引張強度の縦横比が２．０以下であるのが好ましく、１．０〜１．８であるのが特に好ましい。この縦横比は、ワイヤーパートにおけるジェットワイヤー比等、各種抄造条件の変更により調整できる他、特に吸引脱水式円網抄紙機を用いる場合には後述の本発明方法により達成できる。乾燥引張強度の縦横比（縦方向／横方向）を低く抑えることで、縦裂けの発生が低減し、より直線状に近い引き裂きが可能となる。

また、製造される紙シートは、ＪＩＳ Ｐ ８１１３に規定される引張破断伸び（縦方向）が１４％以下であるのが好ましく、１２％以下であるのが特に好ましい。引張破断伸びは、クレープ加工の程度（所謂クレープ率）により調整することができる。引張破断伸びを低く抑えることにより、紙に加わる引裂力の方向が紙の伸びにより不規則に変化するのを防止し、縦や斜め方向への裂けの発生を低減することができる。

より好ましい形態では、製造される紙シートは、ＪＩＳ Ｐ ８１１６に規定される横方向の引裂強度が６５ｇｆ以下とされる。また、引裂強度の縦横比は０．７５以上、特に０．８以上が好ましい。横方向の引裂強度は、パルプの配合、叩解度（フリーネス）、引張破断伸び等を変更することにより調整できる。横方向の引裂強度ならびに引裂強度の縦横比がこの範囲内にあると、引き裂きに要する力が適切となるだけでなく、不要な力が不要な方向に作用し難くなり、より綺麗に引裂くことができるようになる。

製造される紙シートは、図１に示すように、紙シートＳをロール状にしてなり、横方向に沿って引き裂いて使用するロール状製品Ｒ、特にロール状のペーパータオルに好適である。このような製品では複数枚の紙シートを重ねて１枚として使用する形態があるが、このような形態では乾燥・湿潤引張強度、引張破断伸び、引裂強度等の試験値は複数枚重ねた状態における値を意味するものである。

本発明は、ロール状ペーパータオルに限定されるものではないが、例えば３５〜５０ｇ／ｍ²程度のロール状ペーパータオルとする場合、湿潤引張強度（ＪＩＳ Ｐ ８１３５）は縦方向が１０００〜１４００ＣＮ、横方向が５００〜７００ＣＮであるのが好ましく、吸水速度（下記参照）は２０〜６０（秒／１滴）であるのが好ましく、吸水量（ＪＩＳ Ｐ ８１４０、接触時間６０秒、試験温度２５度）は１００〜１４０ｇ／ｍ²であるのが好ましく、乾燥引張強度（ＪＩＳ Ｐ ８１１３）は上記縦横比を満たす範囲内で、縦方向が２０００〜２６００ＣＮ、横方向が１３００〜１７００ＣＮであるのが好ましい。

なお、吸水速度とは次の方法で測定されるものである。すなわち、先ずサンプルシートをコップの口に載せ、サンプルの周縁部を輪ゴムでコップの口に固定する。次に、スポイトを用いて水を１滴（５０μリットル）サンプルの上に高さ８ｃｍの位置から落とし、水滴がサンプル中に完全に吸い込まれる（水滴部分を真上ではなく斜めから見たときに光が反射しなくなる）までの時間をストップウォッチで測定し、吸水速度（秒／１滴）とする。

＜製造方法の実施形態＞
他方、図２は、本発明に係る製造方法で用いる吸引脱水式円網抄紙機１を示している。符号２は、水平軸心周りに回転駆動される円網（シリンダーともいう）を示しており、周壁が網により形成された円筒体である。矢印は回転方向を示している。円網２の外周面における回転方向後側の側方には、紙料スラリーを供給する供給口（ストックインレットともいう）３が固設されており、供給口３の回転方向後側は下リップ４を介して円網２の外周面に接触されている。

さらに、円網２の外周面における回転方向前側の側部上面には、転移ロール５が圧接されるようになっており、この転移ロール５と円網２の外周面との間に回転方向に沿ってフェルト６が通されるようになっている。

一方、円網２内は、供給口３と対応する位置からフェルト６の圧接位置（転移位置）までの回転方向範囲が区画壁７によって複数の吸引室８Ａ〜８Ｃに区画されており、これらの吸引室８Ａ〜８Ｃはそれぞれ図示しないバルブを介して図示しない真空吸引ポンプに接続されており、各吸引室８Ａ〜８Ｃの吸引力はバルブの開度により独立的に調整できるようになっている。

また、本実施形態では、供給口３位置からフェルト６転移位置側の中途部分（図示例では回転方向のほぼ中央）まで、円網２の外周面を所定の隙間をもって覆う上リップ９が延在されている。

抄紙に際しては、円網２を回転駆動した状態で供給口３から紙料スラリーを供給する。円網２上に供給された紙料スラリーは、円網２の回転に伴って移動する過程で、その水分が円網２内に排出されて脱水が進行する。通常の方法では、吸引室８Ａ〜８Ｃの全てにおいて吸引を行うことにより脱水が促進される。また、この吸引力は、上リップ９の存在により効果的に紙料スラリーに作用する。円網２の回転に伴って脱水がある程度まで進行すると、円網２上には紙料層が形成され、この紙料層はフェルト６表面に転移される。

このように構成された装置において、本発明の製造方法を実施する場合、例えば、回転方向後側の２つの吸引室８Ａ，８Ｂを介して供給口３側Ａ２では吸引を行い、回転方向前側の１つの吸引室８Ｃについてはバルブを閉じる等により吸引を行わず、フェルト６への転移位置側Ａ３では自然脱水とすることができる。この自然脱水ゾーンＡ３の回転方向長さは適宜定めることができ、その長さ範囲に応じて、例えば回転方向前側の２つの吸引室８Ｂ，８Ｃにおける吸引を行わずに、回転方向後側の１つの吸引室８Ａのみで吸引を行うこともできる。

また、図示形態では備え付けの吸引室８Ａ〜８Ｃの一部で吸引を行わない構成としたが、フォーマーを新設・改造する場合には、吸引を行わない部分には吸引室を設けない構成とすることもできる。

さらに、本発明では、吸引を行う吸引室は少なくとも一つあれば良いが、本実施形態のように複数備えているのが好ましく、この場合には、回転方向前側のものほど吸引力を弱く作用させるのが好ましい。なお、吸引室８Ａ〜８Ｃ相互は図示形態のように区画壁７により完全に遮断する他、吸引は個別に行う限り区画壁７と円網２内面との間に離間スペースを設けることができる。ただし、吸引を行わない吸引室と吸引を行う吸引室とは、図示形態のように区画壁７により完全に遮断されているのが好ましい。

このように、紙料スラリーの移動過程で、紙料スラリーの供給位置側では円網２内から吸引を行い、フェルト６への転移位置側では吸引を行わずに自然脱水を行うようにすると、脱水がある程度まで進行した後は吸引力が作用しなくなるため、より緩やかに繊維配向が進行して地合が形成される。この結果、脱水過程の全体で吸引を行う従来方法よりも、乾燥引張強度の縦横比を小さくすることができるようになる。

また、本実施形態のように上リップ９を装備する場合、水足（上リップ９先端から流出する紙料スラリー中の繊維が円網２外周面に当たる位置までの上リップ９先端からの周方向距離）Ｌを２００〜４００ｍｍ、特に３００〜４００ｍｍとすると、吸引脱水の割には繊維配向の進行が緩やかとなり、乾燥引張強度の縦横比を低下させることができるため好ましい。水足Ｌは、上リップ９の開度（図示形態ではシリンダー１０の伸縮により変化可能となっている）や紙料スラリーの供給速度等を変化させることにより調整できる。

さらに、本発明の製造方法においては、ジェットワイヤー比による繊維配向性の調整を補助的に用いることができ、その場合、ジェットワイヤー比を０．９６〜１．３０とするのが好ましい。

このようにしてワイヤーパートを経て形成された紙料層は、通常の方法、つまりプレスパート（圧搾部）、ドライヤーパート（乾燥部）等を経て、紙シートとすることができる。

以下に、実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
（実験１）
図２に示すフォーマーを用い、ジェットワイヤー比を変化させながら、脱水過程の全体で吸引を行う従来方法により抄紙を行い、ジェットワイヤー比に対する乾燥引張強度の縦横比の変化を調べた。他の条件は共通とした。
図３は、坪量が２５．０ｇ／ｍ²の場合における変化を示しており、ジェットワイヤー比の調整により乾燥引張強度の縦横比を２．０以下まで低下できることが判る。一方、図４は、坪量が４０．０ｇ／ｍ²の場合における変化を示しており、高坪量ではジェットワイヤー比の調整だけで乾燥引張強度の縦横比を２．０以下まで低下できないことが判る。他方、図５は、回転方向後側の２つの吸引室８Ａ，８Ｂでは同様に吸引を行い、回転方向前側の１つの吸引室８Ｃでは本発明に従って吸引を行わなかった場合の変化を示している。この結果から、本発明の製造方法によって高坪量であっても乾燥引張強度の縦横比を２．０以下まで低下できることが判る。

（実験２）
次に、表１に示すように、各種の製造条件で各種試験性能を有するロール状タオルペーパーを製造し、丸い切断刃を有するディスペンサーに装着し、横方向に沿って引き裂いた。そして引き裂き特性を、◎…非常に良い、○…良い、×…悪い、の三段階で評価した。また引き裂いた縁を観察し、その形状を「直線」、「略直線」、「ジグザグ」の三段階で評価するとともに、縁の乱れ具合を「特に綺麗」、「綺麗」、「若干乱れる」、「乱れ大」の四段階で評価した。評価結果は表１に示されるとおりであり、例１〜７は、例８〜１０と比べて著しく綺麗に引き裂くことが可能であった。

本発明は、ロール状ペーパータオルやトイレットロール等のロール状製品に好適であるが、ロール状以外の製品にも適用できるものである。

ロール状製品の斜視図である。 吸引脱水式円網抄紙機の概略図である。 ジェットワイヤー比と乾燥引張強度の縦横比との関係を示すグラフである。 ジェットワイヤー比と乾燥引張強度の縦横比との関係を示すグラフである。 ジェットワイヤー比と乾燥引張強度の縦横比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…吸引脱水式円網抄紙機、２…円網、３…供給口、４…下リップ、５…転移ロール、６…フェルト、７…区画壁、８Ａ〜８Ｃ…吸引室、９…上リップ、１０…シリンダー。

Claims (5)

1. 軸心周りに回転駆動される円網の外周面に紙料スラリーを供給し、円網の回転に伴って紙料スラリーを移動させつつ、その水分を円網内に排出させて脱水を進行させた後、この脱水により形成された紙料層をフェルトに転移させるワイヤーパートを経て、紙シートを製造する方法において、
   前記紙料スラリーの移動過程で、紙料スラリーの供給位置側では円網内から吸引を行い、フェルトへの転移位置側では吸引を行わずに自然脱水を行う、ことを特徴とする紙シートの製造方法。
2. 前記供給位置からフェルト転移位置側の所定範囲に、前記円網の外周面を所定の隙間をもって覆う上リップを延在させ、この上リップ先端から流出する紙料スラリー中の繊維が円網外周面に当たる位置までの上リップ先端からの周方向距離を２００〜４００ｍｍとして前記脱水を行う、請求項１記載の紙シートの製造方法。
3. 前記ワイヤーパートにおけるジェットワイヤー比を０．９６〜１．３０とする、請求項１または２記載の紙シートの製造方法。
4. 製造される紙シートの坪量が３０〜６０ｇ／ｍ²であり、且つＪＩＳ Ｐ ８１１３に規定される乾燥引張強度の縦横比が２．０以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の紙シートの製造方法。
5. 前記紙シートをロール状に巻き、横方向に沿って引き裂いて使用するロール状ペーパータオルを製造する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙シートの製造方法。

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