JP2011001684A - 繊維製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】底紙中への及び底紙を通したコーティングカラーの浸入が従来問題であった薄いコート紙グレードに好適な原紙を完成する。
【解決手段】本発明は、多層繊維製品の製造方法に関する。該方法によれば、少なくとも１つの繊維層からなる下部層の上に、充填材を含み表面層を形成する第２の繊維層を取り付ける。本発明によれば、多層ウェブ技術によって層を形成し、表面層の充填材はセルロース又はリグノセルロースのフィブリルを含み、該フィブリル上には総充填材重量の85％の最大割合で光散乱物質の粒子が堆積している。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、多層繊維製品の製造方法に関する。該方法によれば、少なくとも１つの繊維層からなる下部層の上に、充填材を含み表面層を形成する第２の繊維層を取り付ける。本発明によれば、多層ウェブ技術によって層を形成し、表面層の充填材はセルロース又はリグノセルロースのフィブリルを含み、該フィブリル上には総充填材重量の85％の最大割合で光散乱物質の粒子が堆積している。
【選択図】なし
Description
本発明は、請求項１のプリアンブルに従う多層化された繊維製品の製造方法に関するものである。
この種の方法に従って、少なくとも１つの繊維層からなる下部層の上面に、充填材を含み且つ前記繊維製品の表面層を形成する第２の繊維層を取り付ける。
コーティングにおいて、原紙の目的は、コーティング単位及び仕上げ段階に対して問題のない操作条件を作ること及び印刷中のコーティング用のベースを作ることである。
通常のＬＷＣ紙の坪量は、40〜80g/m2の間で変動し、１サイド当り6〜15g/m2の坪量のコーティング層を含む。より低い坪量に向かう場合、原紙の特性がより重要になる。薄葉紙グレードのものに対して、コーティング層自体は、原紙の特性を補償することができず、このため、特に粗さ及び孔径（気孔率）がコート紙の表面の平滑度に大きく影響し、従って、印刷結果にも大きく影響する。
少量のコーティングカラーでコートされた紙において粗さ又は孔径が増すと、粗さが増す。紙に微粉又は充填材を加えることで、紙の粗さを低減できるようになる。
多孔質の原紙を使用した場合、ドクターブレードコーティング又はフィルムコーティングにおいて、コーティングが原紙の構造の中に大きく浸透することが観察される。より密度の高い原紙は、改良された被膜をもたらす。劣悪な被膜は、印刷結果における質の悪化又は斑として直ちに明らかになり、或いは、コーティング材料の所要量を増加させることとなり得る。
ＬＷＣ原紙における充填材の量は、通常5〜15％である。典型的には、充填剤の約半分はコーティングされた廃棄物に由来し、半分は新たな供給材料を含む。紙の光学特定及び印刷特性を改善するために、同時に紙の強度特性が被害を受けるものの、充填材を使用する。このことは、抄紙機で作業性の問題をもたらし得る。更に、フィラー・顔料は、繊維よりも安価である。そのため、できるだけ充填材の量を高く維持することが有益である。
フィンランド国特許第９２７２９号で、多層ウェブ技術による多層ウェブの製造プロセスが公知となっている。該プロセスでは、多層ヘッドボックスを備えた抄紙機が存在し、少なくとも２つの別々の分配漏斗中で、同一の新しいパルプと同一のパルプ材料の堆積物とから種々のパルプを形成する。新しいパルプを材料の堆積物から供給して、幾つかの懸濁流に分割し、該懸濁流を多層ヘッドボックスに供給する。該懸濁流に、種々の品質の紙の”品質及び製造経費に見合った化学薬品及び／又は添加剤”を供給する。
また、フィンランド国特許第１０５ １１８号、欧州公開特許出願第８２４ １５７号及び欧州公開特許出願第１ １５２ ０８６号にも、多層ウェブ技術が記載されている。
パルプの層状化が紙の表面の平滑度を向上させることが観測されている。例えば、多量の微粉を含む機械パルプを表面層の上で層にすると、層構造体の平滑度が改善するものである。同時に、中間層中に嵩高い化学若しくは機械パルプを配置すると、紙のバルクを改善することも可能である。
更に、表面層上に充填材を積層することで、層が形成されていないシートの表面に比べて、シートの平滑度が向上することが観測されている。
公知技術では、一般に紙又は板紙の品質をプリコートで向上させる目的では、多層ウェブ技術を使用することが薦められている。これらは、例えば、筆記及び印刷用紙、ファイン紙（コーテッド及び非コーテッド）、ＬＷＣ原紙並びにＳＣ紙である。
従来技術に関連する幾つかの問題が取り除かれたが、依然として、多層製品の表面層は、平滑度に加えて良好な印刷適応性として現れる良好な地合を必要としている。従って、オフセット印刷のグレーの影で、斑状の印刷表面として、劣悪な地合を最もはっきりと確認することが可能である。通常の充填材の保持特性を改善するために、該充填材を保持剤と共に使用する。これらの保持剤は、フロッキングの原因となり、更に、地合を低下させる。
本発明の目的は、公知技術に関わる欠点を取り除き、多層紙及び板紙を製造するための全く新しい解法を提供することにある。より詳しくは、本発明の目的は、これらの多層製品の新規製造方法を提供することにあり、該多層製品は、表面が極めて平滑で、空気透過抵抗性が高く、良好な光学特性（高い不透明度、コーティングの容易性）と相まって地合が高い。
本発明は、多層ウェブ技術を用いて、繊維原料を含む新鮮なパルプから多層製品の種々の層を形成するアイデアを基にしている。この技術では、多層製品の１つ又は複数の表面層に使用されるパルプに充填材及び添加剤を加え、この後に複数のパルプを別々に供給し、即座にヘッドボックスのリップの前で混ぜ合わせ、次にそこでパルプスラッシュのジェットをワイヤー上に供給するようにして層を形成するために、抄紙機の多層ヘッドボックス中で完成紙料を準備する。本発明によれば、表面層に使用される充填材は、少なくとも部分的に複合充填材によって形成され、該複合充填材はセルロース又はリグノセルロールのフィブリルを含み、該フィブリル上には最大含有率が充填材の重量の85％となるようにして光散乱物質の粒子が堆積している。これらのタイプの充填材は、フィンランド国特許明細書第１００７２９号に開示されている。
本発明によれば、驚くべきことに、多層製品の表面層を上述の充填材で充填する場合、表面の不透明度が非常に増すので、表面層の坪量を著しく低減できることが分った。
更に、本発明では、上述した低コストの充填材に加えて、他の相当の充填材を使用することもでき、該充填材は、少なくとも部分的にセルロース又はリグノセルロールのフィブリルからなり、該フィブリル上には光散乱物質の粒子が堆積している。これらの粒子は、一般的には水相で沈殿する炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム又はシュウ酸カルシウム等の無機塩である。
多層製品における複合充填材の使用が、我々の先のフィンランド国特許出願第２００１０８４８号に開示されている。該出願には、多層ウェブ技術に関する言及はない。その代わりに、該出願は、バットライニングにより別々の層を組み合わせることを示唆している。本発明では、多層ウェブ技術により複数の層を同時に形成し、それらをワイヤー上で乾燥し、同時にそれらをヘッドボックスのリップからワイヤーに供給する。
米国特許出願第２００１／００４５２６５号は、多層ウェブの製造方法及び製造装置を開示しており、ウェブの製造に関連して少なくとも１つの繊維層上に炭酸カルシウムを沈殿させる。該引例では、炭酸カルシウムは、フィブリル上には沈殿しておらず、繊維材料上に沈殿している。
より具体的には、本発明に従う方法は、請求項１の特徴部分に記載された事項によって主として特徴付けられる。
本発明によって注目に値すべき利益が得られる。従って、本発明の助けを借りて、同等の品質と高い地合レベルを有する紙を良好な保持特性で製造することができる。加えて、循環水が著しくきれいになり、保持剤の必要性が低くなる。地合が向上することで、光沢が改善されたより平滑な紙が得られる。改善された平滑度は、以下の例で示されるように重要なファクターであり：予想されるよりも驚く程良好で、かなり大幅に向上している。紙がコーティングされる場合、コーティングの被覆率は、従前の鉱物系の充填材によるよりも良好である。このことにより、コーティングの使用量をより少なくすることが可能となる。更に、光沢の不均一性及び印刷結果の不均一性に関連する問題が低減される。
本製品は、筆記及び印刷用紙（コートファイン紙及び非コートファイン紙、ＬＷＣ紙及びＳＣ紙）及び種々の板紙で使用することができる。本発明によれば、多層製品の密度が高く、このことが、コーティングカラーの原紙内部への浸入及び原紙の通過が通常の問題であった薄いコート紙品質のもの（ＬＷＣ、ＳＣ）にとって本発明が特に有益である理由である。
密度及び良好な空気透過抵抗性によって、本発明に基づく製品タイプは、バリヤー性が重要である用途に対しても適用可能である。これらのタイプの例は、食品及び洗剤パッケージにおける包装紙、バリヤー紙及びバリヤー板紙である。
前記充填材が表面層の地合及び構造上の剛性を向上させることが観測される。フィンランド国特許明細書第１００７２９号に開示されている充填材（以下、該充填材に対して製品名である”スーパーフィル（ＳｕｐｅｒＦｉｌｌ）”も使用する）は良好な保持特性を有しており、それによって、保持剤の量を低減してもなお系が依然としてきれいであり得る。保持特性の向上が、他の紙製造用添加剤の最適化／投与量の減少を促す。清浄度が機械の作業性に有利に働き、一般に、停止回数が減少するので、機械の操業効率が向上する。
米国特許出願第２００１／００４５２６５号に記載の実施態様に比べて、本発明に従うスーパーフィル充填材（又は相応のもの）を使用することで、不透明度を著しく大幅に向上させることができる。米国公報の実施態様では、表面層が繊維の上に沈殿したＰＣＣを含み、それによって、有意のシーリング効果を得ることはできない。加えて、該公報には、紙がコーティングされるとの言及がない。
本発明の一好適実施態様に従って、約80g/m2の最大平方重量を有する薄い多層原紙が製造される。
以下に、詳細な説明及び多数の実施例の助けを借りて、本発明をより詳細に検証する。
＜充填材及びその製造＞
上述のように、本発明によれば、多層繊維製品の表面層に複合充填材を加え、該表面層はセルロースのフィブリルを含み、該フィブリル上には光散乱顔料が付着している。該フィブリルは、化学パルプ又は機械パルプ、或いはそれら２つの混合物を起源とすることができる。本文中においては、化学パルプとは、セルロース繊維を脱リグニンするための蒸解用化学薬品で処理されたパルプを意味する。本発明の一好適実施態様によれば、本発明で使用されるフィブリルは、硫酸塩法及び他のアルカリ法によって製造されたパルプを叩解することで得られたフィブリルである。化学パルプに加えて、本発明は、化学機械パルプ及び機械パルプから得られたフィブリルから製造された充填材にも好適である。
上述のように、本発明によれば、多層繊維製品の表面層に複合充填材を加え、該表面層はセルロースのフィブリルを含み、該フィブリル上には光散乱顔料が付着している。該フィブリルは、化学パルプ又は機械パルプ、或いはそれら２つの混合物を起源とすることができる。本文中においては、化学パルプとは、セルロース繊維を脱リグニンするための蒸解用化学薬品で処理されたパルプを意味する。本発明の一好適実施態様によれば、本発明で使用されるフィブリルは、硫酸塩法及び他のアルカリ法によって製造されたパルプを叩解することで得られたフィブリルである。化学パルプに加えて、本発明は、化学機械パルプ及び機械パルプから得られたフィブリルから製造された充填材にも好適である。
典型的には、セルロース又はリグノセルロースのフィブリルの平均厚さは、5μmよりも小さく、通常2μmよりも小さい。該フィブリルは、以下の基準の一方若しくは両方を特徴とする：
ａ．フィブリルが、100メッシュのスクリーンを通過する画分に相当する；
ｂ．フィブリルの平均厚さが0.01〜10μm（最も望ましくは最大5μm、特には最大1μm）で且つ平均長さが10〜1500μmである。
ａ．フィブリルが、100メッシュのスクリーンを通過する画分に相当する；
ｂ．フィブリルの平均厚さが0.01〜10μm（最も望ましくは最大5μm、特には最大1μm）で且つ平均長さが10〜1500μmである。
前記フィブリルの原料物質、即ち、セルロース又は他の繊維に基づく微粉は、パルプリファイナー中で叩解することによってフィブリル化される。必要ならば、スクリーンを用いて望ましい画分を分離してもよいが、微粉を篩にかけることは必ずしも必要ではない。望ましいフィブリルの画分は、ワイヤー製スクリーンのフラクションＰ５０−Ｐ４００を含む。好ましくは、溝付きブレードを有するリファイナーを用いる。
充填材中の光散乱物質の粒子は、それらの原料物質から水性溶媒中での沈殿反応によって形成できる無機又は有機の塩である。かかる化合物としては、炭酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム及びそれらの混合物等が挙げられる。前記物質の粒子は、フィブリル上に堆積している。フィブリルの量に対する無機塩化合物の量は、充填材の量から計算して、約0.0001〜95重量％で、好ましくは約0.1〜90重量％で、最も望ましくは約60〜80重量％であり、また、表面層の乾燥重量で約0.1〜80重量％、好ましくは約0.5〜50重量％である。
以下に、例としてフィンランド国特許明細書第１００７２９号による製品を用いて本発明を明確にするが、本発明においては、種々の光散乱顔料を含む上述の他の如何なる製品をも使用できることが明らかである。
セルロース繊維及び／又は機械パルプ繊維から調製した微細なフィブリルの表面上に鉱物顔料を堆積させることによって上記充填剤を製造する。例えば、フィブリルの水性スラッシュ中に、固体の水酸化カルシウムを含む可能性のある水酸化カルシウム混合水溶液及び炭酸イオンを含み少なくとも部分的に水に溶解する化合物を加えることで、炭酸カルシウムを沈殿させることができる。また、二酸化炭素ガスを水相に導入することもでき、該ガスは水酸化カルシウムの存在下で炭酸カルシウムを生成させる。フィブリル、即ち微細なストランドで結合された真珠の糸様の炭酸カルシウム結晶の凝集体が形成され、該凝集体の中では、炭酸カルシウムの粒子が微細なフィブリル上に堆積してそれらに付着している。炭酸カルシウムと一緒になった微細なフィブリルは、真珠の糸様のストランドを形成し、該ストランドは堆積中で主として真珠の糸に似ている。水（スラッシュ）中では、パルプに対する凝集体の有効体積の比は、充填材として用いる通常の炭酸カルシウムの対応する比よりも非常に高い。有効体積とは、顔料に必要な体積を意味する。
前記凝集体中の炭酸カルシウム粒子の直径は、約0.1〜5μmで、通常は約0.2〜3μmである。通常は、主に（少なくとも55％超が）ワイヤー製スクリーンのフラクションＰ５０−Ｐ４００に相当するフィブリルを使用する。
多層製品の表面層に、この特別な種類の充填剤を繊維の（乾燥重量の）1〜90重量％の範囲で加え、通常約5〜50重量％の範囲で加える。通常は、記載された充填剤が、ベースウェブの充填剤の少なくとも5重量％を形成し、最も望ましくは10〜100重量％を形成し、これに相応してベースウェブの繊維材料の10〜50重量％を形成する。原理的には、繊維材料が充填剤のフィブリルの全体に存在するベースウェブを作ることもでき、そのため、一般に、充填材は、ベースウェブの繊維材料の1〜100重量％を形成することができる。
表面ウェブの製造に使用する完成紙料において、充填剤の一部は、炭酸カルシウム等の従来の充填材からなることも可能である。しかしながら、好ましくは80％以上、特に好ましくは90％以上の沈殿した光散乱顔料粒子がフィブリルに付着している。
＜多層構造＞
図１ａ及び１ｂは、それぞれ２層及び４層を含む多層製品の構造を側面図で示している。
図１ａ及び１ｂは、それぞれ２層及び４層を含む多層製品の構造を側面図で示している。
本発明に従う製品は、ライナー、即ち、表面層（又はカバー層）１及び背面層２を含む２層製品（図１ａ参照）であってもよい。前記表面層は、背面層が表面層を通して見えないような方法で背面層を被覆する。
３層製品又は４層製品を製造することも可能である。原理的には、層状製品における層数に上限は無く；５，６又は７層までとすることさえも可能である。本発明にとって本質的なことは、表面層が該表面層の下の層を被覆し、経済的に実行可能な原料から製造できる方法で、より明確に上記された充填剤を表面層が含むことである。
言及できる多層製品は、試験ライナーとして知られるタイプの４層構造の製品を包含し、該４層構造の製品は、図１ｂに示すように、表面層３、表面層の下の層４、中間層５及び背面層６を有する。
特に有益な製品は、３層、即ち、２つの表面層及びそれらの間の中間層を備える。この種の原紙は、ＬＷＣ紙等の軽くコーティングされた印刷用紙として優れている。
対象とする用途に応じて、種々の原料を用いて繊維製品を製造することができる。未使用の繊維及びリサイクルされた繊維の両方を使用することができる。未使用の繊維は、針葉樹又は広葉樹（木材チップ）を起源とすることができ、或いは、おが屑を起源とすることもできる。特に好ましくは、未使用のパルプを表面層に用いる。これは、その名が示唆するように、硫酸塩蒸解が特に望ましい強度特性を有するパルプを生み出すので、最も望ましくは硫酸塩蒸解で製造される（クラフトパルプ）。リサイクルされた繊維は、例えば、使用済段ボール包装紙（ＯＣＣ）又は混合繊維を起源とすることができる。リサイクルされた繊維は、テストライナーの製造に特に使用される。表面層並びに１つ又は複数の背面層を同一の原料から或いは異なる原料物質の繊維から製造することができる。クラフトパルプ等の未使用の繊維を両方に使用する場合、次に背面層のパルプを高収率で蒸解でき、その後、それに対してマイルドな叩解を行う。より低いカッパーに蒸解され、また、背面層のパルプよりも多く叩解されたパルプを最上層に使用する。典型的には、背面層のパルプを蒸解して30〜70のカッパー値とし、最上層のパルプのカッパー値を25以下（未漂白パルプのカッパー価）とする。漂白は、例えば、それ自体公知のＥＣＦ漂白又はＴＣＦ漂白による方法で実施することができる。
保持剤を、例えば、繊維材料の総量の約0.5〜3％の範囲でスラッシュに加えることができる。しかしながら、本発明に関連して、ここに記載した充填材は、層中に保持剤が存在することを必ずしも必要としないか或いは該保持剤の量を著しく低減できるくらい非常に良好な保持特性をもたらすことが観測される。層状の製品を保管して或いは表面サイジングして耐湿性を向上させることができる。原料として質の低いリサイクル繊維を使用する場合、表面サイズプレスを用いて十分な強度を有する製品を製造することが好ましい。製品によって、１つ又は複数の中間層の総重量に対する表面層の総重量が変動し、そのため、約20/80〜80/20、通常約30/70〜70/30となる。一般に、該比は、約35：65〜65：35である。典型的には、表面層の坪量は、約5〜125g/m2である（下記参照）。本発明に従って作用する場合、表面層の坪量は、カバーの光学又は機械特性を悪化させること無く、10％以上程度低減することができ、20％以上程度低減することすら可能である。
＜製品＞
好ましくは約20〜100g/m2の坪量（未コートの原紙）、通常は約25〜60g/m2の坪量を有し、１つの表面層の坪量が約2〜50g/m2であり、好ましくは約5〜20g/m2である３層構造の繊維製品を製造することが特に好ましい。かかる製品では、表面層と背面層（１つの中間層／複数の中間層）の間の坪量分布は、特には約36/65〜65/35である。同じ分布を、２層又は４層構造の製品のそれぞれに形成することも可能である。
好ましくは約20〜100g/m2の坪量（未コートの原紙）、通常は約25〜60g/m2の坪量を有し、１つの表面層の坪量が約2〜50g/m2であり、好ましくは約5〜20g/m2である３層構造の繊維製品を製造することが特に好ましい。かかる製品では、表面層と背面層（１つの中間層／複数の中間層）の間の坪量分布は、特には約36/65〜65/35である。同じ分布を、２層又は４層構造の製品のそれぞれに形成することも可能である。
例えば、それぞれ下部層が化学セルロースパルプを含み、表面層がセルロース又は好ましくは機械パルプを含む製品を製造するのに、本発明を適用することができる。
本発明によって提供される製品の例として、薄葉紙グレードのもの（80g/m2未満、特に好ましくは60g/m2未満）について言及することができ；該製品においては、従来の原紙を通したコーティングカラーの浸入の問題が解決されている。ここでは、平滑度、コーティング容易性及び保持特性を改善することが可能であり、原紙中へのコーティングカラーの浸入を防止することができる。この方法では、表面の不均一性を補うために必要とされるコーティングカラーの量がより少なくなり、そして、コーティングカラーの塗布量が減少するにもかかわらず、被覆率が向上する。これが、スーパーフィル充填材の密度を高める効果が特に効果的に利用され得る理由であり；紙がより薄く且つより緻密になり、コーティングがより容易になる。
本発明によれば、充填材を表面により多く適用し、中間層により少なく適用する。中間層中に供給される充填材は、主に廃棄ウェブのスラッシュ化から得られるパルプである。
本発明の特に好適な実施態様は、ＬＷＣ紙の原紙を包含する。ここでは、下部層及び１つの表面層／複数の表面層の両方が化学セルロースパルプ及び機械パルプの混合物を含み、それによって、表面層を形成するために用いるパルプよりも粗い機械パルプを用いて下部層を形成する。
＜多層ウェブの形成＞
本発明では、多層製品を製造するために多層技術を適用する。このプロセスは、添加剤、充填材及び微細材料の層状化を可能とする。適用可能なパルプの供給配置が、例えば、フィンランド国特許明細書第１０５ １１８号及び欧州特許出願第８２４ １５７号に記載されている。
本発明では、多層製品を製造するために多層技術を適用する。このプロセスは、添加剤、充填材及び微細材料の層状化を可能とする。適用可能なパルプの供給配置が、例えば、フィンランド国特許明細書第１０５ １１８号及び欧州特許出願第８２４ １５７号に記載されている。
多層ヘッドボックスは、所謂”ギャップフォーマー”と組み合わせて用いられることが最も好ましい。この装置では、リップジェットを２つのワイヤー間に供給し、異なる２つの方向のワイヤーを経てパルプから水を除去する。ギャップフォーマーで、微細材料を層の表面上に集め、充填材分布が”スマイリング”形態をとる。多層ヘッドボックスをギャップフォーマーと組み合わせて用いる場合、上記のようにワイヤー間に層をなした紙又は板紙パルプを供給することで、簡単に所望の多層構造が得られる。この技術を用いて、通常の多層技術よりも薄い層を有する製品を製造することも可能である。
実際には、適用する方法は、欧州特許出願第８２４ １５７号に記載のものと同様でよく、それによって、複合充填材が表面層に向かう懸濁流の中に含まれるようにして、多層ヘッドボックス中でパルプを層にする。これらの懸濁流は、デンプン化合物及びひょっとしたら保持物質等の添加剤を含んでもよい。我々の同時係属中の出願に示したように、この新規複合充填材の保持特性は、非常に良好であるので、表面層の地合を改善する保持助剤が別途存在しなくても、良好な保持特性を達成することが可能である。プラスチックの分離板を用いた分離により懸濁流を互いに離れた方向に導き、例えば、ヘッドボックスのリップに向けて２，３又はより多くの流れにし、そこでそれらを一つの層状化されたパルプの流れに組み合わせる。ワイヤー部で、例えば、ギャップフォーマーにより形成されたギャップにリップからパルプを供給し、そこから、ワイヤーの脱水装置を通過して抄紙機のプレス部に導く。該プレス部からパルプを乾燥部中に供給し、該乾燥部でそれ自体公知の方法で乾燥する。
乾燥された紙又は板紙のウェブに、オンライン方式又はオフライン方式のコーターのいずれかで、例えば、炭酸カルシウム、石膏、ケイ酸アルミニウム、カオリン、水酸化アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、合成顔料又はそれらの混合物をコーティングすることができる。
以下の例で、本発明を更に説明する。実施例１及び実施例２においては、実験シートの助けを借りて、層が形成されていない紙と比較して、層状化の利点が明らかにされている。これらの例では、平滑度及び透気度の著しい改善が目を引く。実施例３においては、層が形成されていないシートにおいて、汎用ＰＣＣのものと比較したスーパーフィル充填材材料の透気度の効果が明らかにされている。測定結果は、以下の標準的な方法に基づいて測定した：
表面粗さ：ＳＣＡＮ−Ｐ７６：９５
空気透過抵抗性：ＳＣＡＮ−Ｍ８，Ｐ１９
表面粗さ：ＳＣＡＮ−Ｐ７６：９５
空気透過抵抗性：ＳＣＡＮ−Ｍ８，Ｐ１９
［実施例１］
＜多層モールド１による層状シートの製造＞
この一連の試験では、特別の多層シートモールドで実験シートを作製した。
＜多層モールド１による層状シートの製造＞
この一連の試験では、特別の多層シートモールドで実験シートを作製した。
多層モールドによって、種々のパルプ、充填材及び化学特性を有するパルプを層にして、３つの異なるパルプ層とすることができる。シートを製造した後、標準的な条件で、シートをウェットプレス及び乾燥する。
完成したシートの坪量は36〜37g/m2であり、シート中の充填材含有率は12〜15％であった。スーパーフィル中のＰＣＣ含有率は67.5％であり、スーパーフィル中の担体はＥＣＦ漂白された樺材パルプ
である。フィンランド国特許明細書第１００７２９号の実施例１に従って、スーパーフィル製品を作製した。
である。フィンランド国特許明細書第１００７２９号の実施例１に従って、スーパーフィル製品を作製した。
表１に層状にされた製品の試験ポイントの構造を示す。
以下のようにして試験ポイント５を製造する：
− 全パルプ中のセルロールの部分は40％であり、各層において等しい量で加え、
− 中間層には、ＴＭＰ拒絶パルプ（ＴＭＰ拒絶）を使用し、充填材又は化学物質を使用せず、
− 表面層には、市販のＰＣＣ充填材（ＰＣＣ）及び保持化学薬品（ｒｅｔ）と共に、ＴＭＰ受容パルプ（ＴＭＰ受容）を使用した。
− 全パルプ中のセルロールの部分は40％であり、各層において等しい量で加え、
− 中間層には、ＴＭＰ拒絶パルプ（ＴＭＰ拒絶）を使用し、充填材又は化学物質を使用せず、
− 表面層には、市販のＰＣＣ充填材（ＰＣＣ）及び保持化学薬品（ｒｅｔ）と共に、ＴＭＰ受容パルプ（ＴＭＰ受容）を使用した。
試験ポイント７は、試験ポイント５とは充填材の点でのみ異なり、ここでは、市販のＰＣＣ充填剤をスーパーフィル充填材（ＳＦ）で置き換えた。
試験ポイント８は、通常の１層のシートを説明しており、ここで使用した充填材は、スーパーフィルである。
使用した市販の保持物質は、化学パーコール（Percol）４７である。
これらの結果を図２及び３においてグラフ形式でも示す。
シート中の層状化された充填材の分布は、表面層が充填材の15〜20％を含み、中間層が充填材の約5％を含むことを示している。シートの目的とする充填材の含有率は10％であり、このことは、表面層への充填材の層状化がうまく成功したことを示している。
充填剤を表面層（約40％より平滑な面）中で層にする場合、表面の粗さ（粗さ）が低下する。このスーパーフィル充填剤を市販のＰＣＣで置き換えることによって、層が形成されていないスーパーフィルシートに対する利点がたった20％であるので、平滑度の利点が半分まで低下する。
表面層（50％以上より密度の高い構造体）中にスーパーフィル充填剤を層状化することによって、シートの空気透過抵抗性（透気度, 図３の透気度）が著しく増大する。このスーパーフィル充填剤を市販のＰＣＣで置き換えることによって、この密度の利点が実質完全に失われる。層が形成されていないスーパーフィルシートに対する利点は、たった10％である。
[実施例２]
＜多層モールド２による層状シートの作製＞
この一連の試験では、特別の多層シートモールドで実験シートを作製した。
＜多層モールド２による層状シートの作製＞
この一連の試験では、特別の多層シートモールドで実験シートを作製した。
多層モールドによって、種々のグレードのパルプ、充填材及び化学物質を有するパルプを層にして、３つの異なるパルプ層とすることができる。シートを製造した後、標準的な環境で、シートをウェットプレス及び乾燥する。
完成したシートの坪量は36〜37g/m2であり、シート中の充填材含有率は12〜15％であった。スーパーフィル中のＰＣＣ含有率は67.5％であり、スーパーフィル中の担体はＥＣＦ漂白された樺材パルプ（アアネコスキ）であった。フィンランド国特許明細書第１００７２９号の実施例１に従って、スーパーフィル製品を作製した。
表３に層にされた製品の試験ポイントの構造を示す。
以下のようにして試験ポイント１０を製造する：
− 全パルプ中のセルロール含有率は40％であり、各層に等しい量で加え、
− 中間層は、充填材又は化学物質を含まず、
− 表面層には、市販のＰＣＣ充填材（ＰＣＣ）及び保持化学薬品（ｒｅｔ）と共に、ＴＭＰ受容パルプ（ＴＭＰ受容）を使用した。
− 全パルプ中のセルロール含有率は40％であり、各層に等しい量で加え、
− 中間層は、充填材又は化学物質を含まず、
− 表面層には、市販のＰＣＣ充填材（ＰＣＣ）及び保持化学薬品（ｒｅｔ）と共に、ＴＭＰ受容パルプ（ＴＭＰ受容）を使用した。
試験ポイント１１は、試験ポイント１０とは、市販のＰＣＣ充填剤をスーパーフィル充填材（ＳＦ）で置き換える意味でのみ異なる。
試験ポイント８は、通常の１層のシートを説明しており、ここで使用した充填材は、スーパーフィルである。
使用した市販の保持物質は、化学パーコール４７である。
この一連の試験の間は、スクリーンのタイプをより多孔質なタイプに変更した。そのため、試験ポイント１０ａの助けを借りるだけで、試験ポイント１０ｂ及び１１（層が形成されたシート）を試験ポイント８（層が形成されていないシート）と比較することができる。同じスクリーンで試験ポイント８及び１０ａを製造した。
また、これらの結果を図４及び５にグラフで示す。
シート中の層状化された充填材の分布は、表面層が充填材の15〜20％を含み、中間層が充填材の約5％を含むことを示している。シートの目的とする充填材の含有率は10％であり、このことは、表面層への充填材の層状化が良好に達成されたことを示している。
市販のＰＣＣ充填剤を表面層（約70％より平滑な面）中で層にすることによって、表面の粗さ（粗さ）が低下する。このＰＣＣをスーパーフィル充填剤で置き換えることによって、平滑度が更に向上する（約25％より平滑な面）。
市販の充填剤を表面層（約35％より密度が高い構造体）中で層にする場合、シートの透気度又は密度（空気透過性, 図５の”空気透過性”）が著しく増大する。この市販のＰＣＣ品質のものをスーパーフィル充填剤で置き換えることによって、密度が約40％程度更に増大する。
［実施例３］
＜種々の充填材によるハンドシートの製造＞
一連の試験では、種々の充填材を用いて通常のシートモールドでハンドシートを作製した。シートの目的とする坪量は62g/m2であり、２つの異なる充填材含有率は、即ち、10及び20％である。充填材として、４種の異なるスーパーフィル充填材と共に市販のＰＣＣグレードのもの、即ち、アルバカー（Ａｌｂａｃａｒ）ＬＯを用いた。これらスーパーフィル充填材におけるＰＣＣ含有率は、56、67、78及び82％である。
＜種々の充填材によるハンドシートの製造＞
一連の試験では、種々の充填材を用いて通常のシートモールドでハンドシートを作製した。シートの目的とする坪量は62g/m2であり、２つの異なる充填材含有率は、即ち、10及び20％である。充填材として、４種の異なるスーパーフィル充填材と共に市販のＰＣＣグレードのもの、即ち、アルバカー（Ａｌｂａｃａｒ）ＬＯを用いた。これらスーパーフィル充填材におけるＰＣＣ含有率は、56、67、78及び82％である。
フィンランド国特許明細書第１００７２９号の実施例１に従って、スーパーフィル製品を製造した。
結果を図６に示す。
完成したスーパーフィルシートがＰＣＣシートよりも密度が高いことが分った。これに加えて、シート中のＰＣＣ含有率が上昇するに従い、スーパーフィルシートの密度が高くなる。
よりＰＣＣ含有率の低いスーパーフィル品質のものに変更する場合、密度の上昇効果が更に増す。
１ 表面層
２ 背面層
３ 表面層
４ 表面層の下の層
５ 中間層
６ 背面層
２ 背面層
３ 表面層
４ 表面層の下の層
５ 中間層
６ 背面層
Claims (13)
- 少なくとも１つの繊維層からなる下部層（２；４−６）の上面に、充填材を含有し且つ多層繊維製品の表面層（１；３）を形成する第２の繊維層を取り付ける工程を含む多層繊維製品の製造方法において、
前記層が多層技術を用いて形成されたものであって、
前記表面層（１；３）の充填材が少なくとも部分的にセルロース又はリグノセルロールのフィブリルからなり、該フィブリル上には光散乱物質の粒子が堆積しており、該光散乱物質の粒子の最大含有率が前記充填材の総重量の85％であることを特徴とする多層繊維製品の製造方法。 - 前記多層製品の１つ又は複数の表面層に使用されるパルプに充填材及び添加剤を加え、その後に複数のパルプを互いに別々にヘッドボックスに供給し、その後即座にヘッドボックスのリップの前で混ぜ合わせ、該ヘッドボックスでパルプスラッシュのジェットをワイヤーの方向に導くような方法で、抄紙機のヘッドボックス中でパルプのスラッシュを層にすることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 植物繊維のリファイニング及びスクリーニングによって製造されたセルロース又はリグノセルロースのフィブリルを含み且つ平均厚さが5μm未満である充填材を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
- 前記光散乱物質の粒子が、50メッシュのスクリーンを通過する画分に相当及び／又は平均厚さが0.1〜10μmで且つ平均長さが10〜1500μmであるフィブリル上に堆積していることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
- 前記光散乱物質の粒子が、水性の溶剤中で沈殿させることによってその原料物質から生成させることが可能な無機塩であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
- 前記光散乱物質の粒子が、炭酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム又はそれらの混合物であることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
- 前記充填材における前記無機塩の重量割合が75〜85重量％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
- 未被覆での坪量が約20〜100g/m2、好ましくは約25〜60g/m2であり、１つの表面層の坪量が約2〜50g/m2、好ましくは約5〜20g/m2である３層構造の繊維製品を製造することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
- 前記１つ又は複数の中間層の重量に対する前記複数の表面層の総重量の比率が、約20/80〜80/20、好ましくは約30/70〜70：30、特には35：65〜65：35であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法。
- 前記下部層が化学セルロースパルプを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
- 前記表面層が機械パルプを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。
- 最大坪量が約80g/m2である薄い多層原紙を製造することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の製造方法。
- ＬＷＣ紙の原紙を製造し、それによって、下部層及び１つ又は複数の表面層の両方が化学セルロースパルプと機械パルプとの混合物を含み、任意に前記表面層を形成するために用いられるものよりも粗い機械パルプを前記下部層を形成するために用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の製造方法。
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