JP2015017336A - 抄紙機および抄紙方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、クラフト紙は、クラフト法により製造されたパルプを原料とした、強度が高く丈夫で破れにくい紙であり、主に重包装用途や段ボールの材料、封筒、粘着テープ等に使用されている。特に重包装用途の場合は袋に加工されて、例えばセメントや米、小麦粉などの各種製品を数十kg充填し、保管・輸送に使用される。このように、クラフト紙には破袋しない高い強度が必要であって、JIS−P3401:2000では用途などに応じて1種〜5種のクラフト紙が規定されており、それぞれ一定以上の引張強さおよび引裂強さ等の特性が規格化されている。
クラフト紙を抄紙する際にも、上記のクラフト紙としての本来の性質を充たすことができるように、例えば特許文献2、3に記載されているように、抄紙機において、上記新聞用紙とは明らかに異なるパルプ原料の調整、抄紙工程、プレス工程、乾燥工程、サイズプレス工程等の各工程における条件の設定を行い、この条件が設定されたクラフト紙製造専用抄紙機を用いている。
さらにクラフト紙にクルパック加工を行うことも特許文献4に記載されているように公知である。クルパック加工とは、紙を微細に収縮させることによって耐衝撃性を高めるもので、得られた加工済みのクラフト紙(クルパック紙)は、セメント、米、肥料、澱粉等の15〜50kg程度の内容物を収納し、これを移送させる際の取り扱い性を向上させるものである。
このため、新聞用紙とクラフト紙の製造量が十分に多く、新聞用紙製造専用抄紙機及びクラフト紙製造専用抄紙機の両方をフルに運転させることにより対応する場合には、それぞれの抄紙機を運転させればよい。
しかしながら、新聞用紙とクラフト紙を共に製造する工場において、それぞれの紙の生産量が抄紙機を十分に高い稼働率で稼働できない程度に少ないときには、新聞用紙製造専用抄紙機とクラフト紙製造専用抄紙機の両方を有し、それぞれの抄紙機にて新聞用紙とクラフト紙を別に製造すると、両抄紙機共に稼働率が低下することになる。
従来はこのような場合においても、工場内に新聞用紙製造専用抄紙機とクラフト紙製造専用抄紙機を設置して、いずれの抄紙機が共に稼働率が低下することを許容し、その代わりに他の手段により製造原価の上昇を抑制する努力をしていた。
この稼働率低下による生産性の低下と原価の上昇を従来の手段により防止しようとしても、十分に対応できず、そのため新聞用紙とクラフト紙を製造するときにより効率がよい生産方法を必要としていた。
1.ギャップフォーマ抄紙機であって、ワイヤーパートで形成された湿紙をプレスパートに導入して脱水した後、ドライパートとサイズプレスパートに順に通紙させる抄紙機において、クルパック装置を備えたクルパックパートを脱着自在に設けてなる抄紙機。
2.クルパックパートの脱着が、抄紙機中を通紙される紙に対してクルパックパートを相対的に接触及び離脱可能に設けることにより行う1に記載の抄紙機。
3.クルパックパートをドライパート中に設けてなる1又は2に記載の抄紙機。
4.新聞用紙とクラフト紙を切り替えて抄紙可能な1〜3のいずれかに記載の抄紙機。
5.ギャップフォーマ抄紙機のワイヤーパートで形成された湿紙をプレスパートに導入して脱水した後、ドライパートとサイズプレスパートに順に通紙させる抄紙方法において、クルパック装置を備えたクルパックパートを脱着自在に設けてなる抄紙方法。
6.クルパックパートの脱着が、抄紙機中を通紙される紙に対してクルパックパートを相対的に接触及び離脱可能に設けることにより行なわれる5に記載の抄紙方法。
7.クルパックパートをドライパート中に設けてなる5又は6に記載の抄紙方法。
8.新聞用紙とクラフト紙を切り替えて抄紙可能な5〜7のいずれかに記載の抄紙方法。
本発明の抄紙機は、公知のギャップフォーマ抄紙機等の抄紙機の構成と同じ構成を基礎とするものである。ギャップフォーマ抄紙機にて抄紙することにより、表裏差の小さい新聞用紙およびクラフト紙とすることができるとともに、伸び特性や強度特性にも優れたクラフト紙を得ることができる。その理由は次のように考えられる。水平型を除く垂直型及び、傾斜型のギャップフォーマ抄紙機においては、例えば,J/W比が押しの状態(原料ジェットの速度がワイヤーの速度より速い状態)の場合は、紙のごく表層(及びごく裏層)は、原料ジェットの速度が比較的速い状態、即ち原料ジェット速度に伴う繊維配向強度は高くなる。即ちジェットの流れ方向の強度が強くなるから縦方向の伸び特性に優れた紙を製造できる。
もちろん、その他にも新聞用紙及びクラフト紙抄紙用の公知のパートを設けることができる。
ストックインレットは公知の抄紙機にて使用されるスライス、ヘッドボックス、ディストリビューターを備えることができる。ただし、新聞用紙とクラフト用紙を製造するために必要なストックインレットの運転条件に応じて設定を切り替えることが可能であることが求められる。
ワイヤーパート、プレスパート、ドライパート、サイズプレス及びカレンダーパートも従来から使用されるものでよいが、ストックインレットと同様に新聞用紙とクラフト用紙を共に製造できるように、抄紙される紙に応じて、必要により各種運転条件を調整可能な構造を備えることが必要である。サイズプレスとしては、ポンド型サイズプレス、フィルム転写型サイズ等が挙げられるが、新聞抄紙機ではフィルム転写型のゲートロールサイズプレスが一般的であり好ましい。
ここで用いるクルパックパート自体は、従来から使用される構造のクラフト紙用クルパックパートでよく、例えば、少なくとも弾性ゴム製ブランケット(以下、クルパックブランケットという。)と加熱ドライヤシリンダ(以下、クルパックドライヤシリンダという。)のクルパック装置からなり、両者の間に湿紙を導入、加圧して、走行する湿紙を収縮加工する。クルパックパートの設置箇所に関しては、特に制限されるものではなく、クラフト紙製造用抄紙機にて通常設置される位置に設置し得る。
そして、本発明の抄紙機においては、クルパックパートを乾燥工程、すなわちドライパート中に設けることが好ましい。クルパック加工によりできた縮みがドライパートで高速で乾燥されるため、縮みを瞬時に固定することができると考えられる。特にドライパートの中間部に設けることが好ましい。
以下、クルパックパートの設置についての例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
この例においては、クラフト紙の抄紙時にはドライパート中にクルパックパートを設けることにより、クルパック加工を行う際の温度管理を柔軟かつ適切に行うと共に、新聞用紙等の抄紙時には、クルパックパートをドライパートから離脱させて、抄紙機自体がクルパックパートを有しないものとする。
本発明において、通紙される紙に対してクルパックパートを相対的に接触及び離脱可能とは、ドライパート内を通紙される紙に対して、クルパックパートを移動可能に設けることである。
第1の例に示される抄紙機により抄紙を行う場合には、特に新聞用紙等の抄紙時にはドライパートが従来通りに運転されるので、温度管理がより簡単である。
ドライパート内の上記のクルパックパート用空間にはドライパートに必要なドライ用ロールを設けて、新聞用紙の抄紙を行うことも可能である。しかしながら、このような構造とした場合にはクルパックパートをドライパート内に移動させる前に、クルパックパート用空間に設けた上記ドライ用ロールを別に移動させることが必要である。このため、ドライパート内のクルパックパート用空間にはドライ用ロールを設けておかないこともできる。
この第2の例によりクラフト紙を抄紙するときには、ドライパート内を通紙される紙の通紙経路を変更して、クルパックパートに通紙させることによって加工を行い、クルパックパートを通過した紙は再度ドライパートにて乾燥される処理が行われる。このように、クラフト紙を抄紙する時にはクルパックパート内を通紙させ、新聞用紙を抄紙する時には、クルパックパート内を通紙しないように通紙の経路を切り替える。その結果、クルパックパートを通紙される紙に対してのみ確実にクルパック加工を行う状態とする。この例によれば、クルパックパート自体を移動させる必要はなく、新聞用紙とクラフト用紙の切り替えがより速やかになされる。
また、クルパック加工を行う装置の拡大図を例えば図2の(c)に示す。クルパックブランケット1と湿紙3をニップバー5とクルパックドライヤシリンダ2にて加圧することでクルパックブランケットが紙に対して走行方向に伸びる力を付与し、それと同時に、クルパックドライヤシリンダ2出口側の紙の張力を減少することで、紙に縮みを与えるクルパック加工を行う。
クルパックブランケットとクルパックドライヤシリンダとのニップ圧は、低すぎるとニップ出口の収縮が小さくなるため、20kN/m以上が好ましい。クルパックドライヤシリンダの表面温度は、伸びが発現しやすいため、100〜120℃とすることが好ましく、ドライヤシリンダ入口蒸気圧を管理することで、温度を調整することができる。
また、クルパック装置では、クルパック装置入口側の抄速とクルパック装置出口側の抄速の比率と、ニップ圧とによって所望の品質になるように調整するが、本発明ではクルパック装置入口側の紙の速度に対して、出口側の紙の速度を−3%以下とすることが好ましく、これにより紙に対して皺や凹凸を形成する。
さらに、各パートの運転条件を変更する操作が必要になるが、新聞用紙抄紙専用抄紙機とクラフト紙抄紙専用抄紙機をそれぞれ有するよりも、工場内の抄紙機設置面積が小さくなり、かつ、新聞用紙抄紙専用抄紙機とクラフト紙抄紙専用抄紙機の稼働率が共に低下することを防止できる。
そして、本発明にて使用される紙料としては、新聞用紙及びクラフト紙を抄紙するために使用される通常の紙料でよく、使用するパルプ原料、各種添加剤等は新聞用紙及びクラフト紙に使用されるものをそれぞれ採用できる。
上記の抄紙機および抄紙方法により得られるクラフト紙について、坪量は特に制限はないが、40〜100g/m2程度である。通常、坪量が低いとクルパック加工が難しくなるが、本発明では低坪量なものでも生産性良く製造することができる。また、本発明のクラフト紙は、縦伸び率が5.9%以上であることが好ましい。
クラフト紙の原料パルプはクラフト法で蒸解し、未晒又は晒クラフトパルプを得た後、リファイニング(叩解)してパルプスラリーとすることが好ましい。叩解を行うことにより、パルプが長さ方向に沿って分枝化あるいは膨潤化したマイクロフィブリル状となり、紙の強度や伸びを高めることができる。
新聞用紙のパルプ原料としては、特に限定されるものではなく、グランドパルプ(GP) 、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、脱墨パルプ(DIP)、針葉樹クラフトパルプ(NKP)など、一般的に抄紙原料として使用されているものであればよい。中でも、省資源の観点から脱墨パルプの使用が好ましく、脱墨パルプを全パルプ固形分に対し50〜100質量%使用することが望ましい。
紙中填料の含有率は、用紙中に含有される灰分として10〜30質量%であり、好ましくは12〜25%、更に好ましくは14〜20%である。本発明で原紙に含有される填料としては、抄紙時に、用紙中に含有される灰分が上記の範囲となるように添加する。
用紙中の灰分を10〜30質量%とすることにより、坪量40g/m2以下の超低坪量においても印刷時の裏抜け防止効果が高く、高品質な新聞用紙を得ることができる。填料の種類は、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、イライト、酸化チタンなど一般的に製紙用内添填料として使用されているものであれば何れのものでも構わないが、白色度、不透明度を向上し、安価である炭酸カルシウムの使用が望ましい。炭酸カルシウムの含有量としては、紙絶乾重量当たり5〜30質量%が好ましい。
また、抄紙系は、炭酸カルシウムを比較的多く利用する観点から、中性紙であることが好ましい。具体的には、紙面pHが6.0〜9.0であることが好ましく、7.0〜8.0であることがより好ましい。
また、サイズプレスパートにおいてクリア塗工剤を塗工してもよい。クリア塗工剤は、澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル− 酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどから選ばれ、接着剤を含む水溶液、または水性ラテックスの状態で塗工される。また、スチレン・アクリル酸系共重合体、スチレン・マレイン酸酸系共重合体、オレフィン系化合物、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、アルキル(メタ)アクリレート系化合物等の表面サイズ剤を同時に塗工してもよい。なお、クラフト紙の製造においては、精細な印刷が必要でない場合コストの観点から、サイズプレスを分離してクリア塗工剤を塗布しない方が望ましい場合がある。
抄紙速度は特に制限されないが、クラフト紙は400〜800m/分程度である。新聞用紙は700m/分以上の高速抄紙、さらには1500m/分以上の高速抄紙にも適用可能である。なお、抄紙機は今後も高速化が進むと予想されるが、本発明の効果が得られる限り抄紙速度の上限は制限されない。
[実施例1]
(抄紙機の構成)
ドライパートプレドライヤの中間位置に、クルパックブランケットとクルパックシリンダとからなるクルパック装置とドライヤシリンダ37本を配し、サイズプレスパートにゲートロールコーターとを備えたギャップフォーマ型抄紙機とした。
DIP(濾水度180ml)80部、TMP(濾水度100ml)15部、及び針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP、濾水度600ml)5部を混合離解して調製したパルプスラリーに、填料として紙絶乾重量当たりの灰分が15%となるように軽質炭酸カルシウムを添加し、内添紙力増強剤として対パルプ固形分0.5%のカチオン変性澱粉、対パルプ固形分に対し有姿0.5%の液体硫酸バンドを添加して原料を調製した。
この原料を上記抄紙機の濃度調整型ヘッドボックスに送り、抄紙速度1200m/分にて坪量42g/m2となるように中性抄紙し、さらにクリア塗工剤として酸化澱粉を塗工量が両面合計で0.8g/m2となるように塗工した後、ロール温度100℃の高温ソフトニップカレンダーにて表面処理し新聞用紙を製造した。
次に、クルパック加工されたクラフト紙の生産へ切り替えるため、ワイヤーパートで脱水された白水を回収して、約3時間、ロール類、フェルト等の各所の掃除を行った。その後、原料として針葉樹未晒クラフトパルプ100%を配合し、上記抄紙機にて、抄速480m/分で坪量83g/m2となるように重袋用クラフト紙を製造した。クルパック加工の条件は、クルパック装置に入るクルパック紙の水分30%、ニップ圧25N/m、ドライヤシリンダ温度120℃、クルパック装置入口側とクルパック装置出口側のドライヤシリンダとの速度差は−4.5%であった。尚、得られたクラフト紙の縦伸び率は5.9%で、JISP3401に規定された縦伸び率と均しい値であった。
実施例1のクラフト紙を製造した後、新聞用紙の生産へ切り替えるに当たり、約6時間、フェルト、カンバス等の各所の掃除に加えて苛性ソーダによる原料配管系統および白水配管系統の白水サイロ、ファンポンプ、スクリーン、ヘッドボックス等洗浄を行った。その後、実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。
得られた製造計画に基づいて製造することにより、抄紙機の稼働率をより高く、かつこれらの新聞用紙とクラフト紙を製造する各々の専用機を設置・使用することがないため、新聞用紙とクラフト紙を製造するためのコストを大幅に削減することができる。
2・・・クルパックドライヤシリンダ
3・・・湿紙
4・・・ドライヤシリンダ
5・・・ニップバー
Claims (8)
- ギャップフォーマ抄紙機であって、ワイヤーパートで形成された湿紙をプレスパートに導入して脱水した後、ドライパートとサイズプレスパートに順に通紙させる抄紙機において、クルパック装置を備えたクルパックパートを脱着自在に設けてなる抄紙機。
- クルパックパートの脱着が、抄紙機中を通紙される紙に対してクルパックパートを相対的に接触及び離脱可能に設けることにより行う請求項1に記載の抄紙機。
- クルパックパートをドライパート中に設けてなる請求項1又は2に記載の抄紙機。
- 新聞用紙とクラフト紙を切り替えて抄紙可能な請求項1〜3のいずれかに記載の抄紙機。
- ギャップフォーマ抄紙機のワイヤーパートで形成された湿紙をプレスパートに導入して脱水した後、ドライパートとサイズプレスパートに順に通紙させる抄紙方法において、クルパック装置を備えたクルパックパートを脱着自在に設けてなる抄紙方法。
- クルパックパートの脱着が、抄紙機中を通紙される紙に対してクルパックパートを相対的に接触及び離脱可能に設けることにより行なわれる請求項5に記載の抄紙方法。
- クルパックパートをドライパート中に設けてなる請求項5又は6に記載の抄紙方法。
- 新聞用紙とクラフト紙を切り替えて抄紙可能な請求項5〜7のいずれかに記載の抄紙方法。
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