JP3860836B2 - 加工製品用の被覆板紙 - Google Patents

Description

本発明は、加工製品用の被覆板紙、例えば液体包装板紙またはホワイトトップライナー（white top liner）、それらの製造方法、製造ライン、および被覆板紙の折目における亀裂形成のされ易さを減少させる方法に関するものである。
発明の背景
資源を節約し、経済性を改善するには、特定種類の製品の製造に必要な原料の量を低減することが有利である。液体包装用の板紙を年間２０００００トン生産している工場では、１リットルパッケージに必要な原料の量を１％減少させることにより、使用する原料の量を増加させることなく、例えば７千万リットルのミルク製品を包装することができる。スウェーデンでは、このことは、イェーテボリの大きさの市におけるミルクの年間消費量に匹敵する。
しかし、原料の節約は、製品の品質に関する必要条件を犠牲にすることなく達成するのが望ましい。
加工製品用の被覆板紙の重要な特性は、屈曲力として測定される十分な剛性、折目における亀裂形成のされ易さが低いことを含む良好な形成特性、印刷に好適な表面、および好適な表面光沢である。これらの必要な特性のすべてが、被覆板紙から製造すべき特定種類の加工製品毎に異なる。
剛性が高い板紙を製造する従来の方法では、３層またはそれより多い層を含み、その中間層が嵩を与えて、２個の外側層が高度の弾性率または高度の引張剛性を有する、繊維マトリックスを使用している。しかし、２個の繊維層だけから形成された高い剛性を有する被覆板紙もある。
被覆板紙の製造では、被覆と共に行なうカレンダー掛け加工が良好な印刷表面に貢献することが分かっている。しかし、同時に剛性がある程度減少する。好適な印刷用表面を達成するために、カレンダー掛け加工を行なって表面の粗さを少なくしてから、板紙に被覆作業を行なっている。製造すべき最終製品に応じて、時には表面をさらに改良し、光沢を必要とされる水準に高めるために、被覆作業の後にカレンダー掛け加工を行なうこともある。
今日の製紙工場では、主として２種類の加熱または非加熱型のカレンダー機、すなわち鋼製ロールを有する硬質ニップカレンダー機、および鋼製ロールを有して、対向ロールが軟質のカバーを有する軟質ニップカレンダー機、が使用されている。軟質ニップカレンダー機におけるニップの長さは、典型的には約１cmである。
新しい型のカレンダー機が、Pulp & Paper International(PPI)、１９９４年５月、３６頁に開示されている。被覆していない板紙グレードの表面特性が、剛性(bulk)をほとんど失わずに改良されることが報告されている。この新しいカレンダー機は、従来の軟質カレンダー機における被覆ロールの代わりに、滑走体またはロールに支持された比較的柔らかい弾性可動ベルトを有する様に構築されている。軟質弾性ベルトと組み合わせた細長いニップ輪郭により、均一な比圧力および典型的には４〜６センチメートルであるニップ長が得られると報告されている。この新型のカレンダー機は、前記記事ではスーパーソフトカレンダー機と呼ばれ、前記カレンダー機は、軟質の長いニップを有する加熱型カレンダー機を必要とする本発明で使用することができる。
加工製品用の板紙の製造では、カレンダー掛け加工はこれまで被覆作業の前または前後に行なわれている。
発明の説明
驚くべきことに、加工製品用の被覆板紙の製造で、従来、被覆作業の前に行なわれているカレンダー掛け加工を行なわず、カレンダー掛け加工を被覆作業の後にのみ、高温で運転され、軟質の長いニップを有するカレンダー機で行なうことにより、折目における亀裂形成のされ易さを低下し、好適な、または改良された印刷用表面を有し、特定種類の加工製品に好適な、または改良された表面光沢を有し、同時に剛性がはるかに増加した被覆板紙が得られることが分かった。この様にして増加する剛性を特定種類の製品に予め決められた値に下げることにより、必要な原料のグラム数を、したがってその量を、大幅に減少させることができる。
原料の節約は、使用する繊維マトリックスの量および／または使用する被覆の量で行なうことができる。
したがって、本発明は、その一態様で、１層、２層または３層以上の繊維マトリックスおよび被覆からなり、印刷に好適な表面および特定の種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有する、液体包装板紙およびホワイトトップライナーを含む、加工製品用の被覆板紙を提供するものである。前記板紙の特徴は、被覆の後に、軟質の長いニップを有する加熱型カレンダー機でカレンダー掛け加工されてあり、特定の屈曲力値において、被覆の前または前後に、硬質または軟質のニップを有する加熱型または非加熱型カレンダー機でカレンダー掛け加工された対応する被覆板紙と比較して密度およびグラム数が減少したことである。
用語「長いニップ」は、３〜１０cm、例えば４〜８cm、例えば６〜７cm、のニップ長を含むことを意味する。
本発明で使用する繊維マトリックスは、好ましくはサルフェートパルプ、および／またはメカニカルパルプ、および／または再生パルプからなり、未漂白であるか、または漂白してある。板紙の被覆は、結合剤および通常は印刷性を強化するための顔料からなる。この分野で般的な結合剤の例はラテックスおよびデンプンであり、一般的な顔料の例はクレーおよび炭酸カルシウムである。
屈曲力の値は、製造すべき加工製品の特定種類に依存する。小型の加工製品または包装物は、大型の製品程高い屈曲力を必要としない。例えば、２５０mlの様な小型の包装物を製造する液体用被覆板紙には、屈曲力の値は、５０〜１００mNの範囲でよく、より大きな、例えば１リットル包装物を製造する液体用被覆板紙には、屈曲力の値は、２００〜３００mNの範囲でよい。
したがって、本発明の一実施態様では、前記特定の屈曲力値が２０〜３００mNの範囲内にあり、前記密度減少が１〜５０％の範囲内にあり、前記グラム数減少が１〜２０％の範囲内にある、加工製品用の被覆板紙を提供する。
本発明の別の実施態様では、前記屈曲力値が６０〜２７０mNの範囲内にあり、前記密度減少が１〜３５％の範囲内にあり、前記グラム数減少が１〜１５％の範囲内にある、加工製品用の被覆板紙を提供する。
ある特定の屈曲力値における、被覆板紙の密度の減少百分率およびグラム数の減少百分率は、被覆の前または前後に、硬質または軟質のニップを有する、加熱型、または非加熱型のカレンダー機でカレンダー掛け加工された、同じ種類の加工製品用の対応する被覆板紙に対して計算する。
好ましい実施態様では、本発明の被覆板紙の繊維マトリックスは、２層からなる。
本発明の被覆板紙の別の好ましい実施態様では、繊維マトリックスは、下層における未漂白サルフェートパルプおよび上層における漂白サルフェートパルプからなり、被覆は結合剤および顔料を含んでなる。
本発明の別の態様では、１層、２層または３層以上の繊維マトリックスおよび被覆からなり、印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有する、被覆板紙を製造するための製造ラインを提供する。この新規な製造ラインの特徴は、被覆装置の後にのみ、軟質の長いニップを有する加熱型カレンダー機が配置されていることである。
軟質の長いニップを有する加熱可能なカレンダー機によるカレンダー掛け加工は、１層、２層、または３層以上の繊維マトリックスおよび被覆からなり、印刷に好適な表面および特定の種類の加工製品に好適な表面光沢を有する、加工製品用の被覆板紙を製造するために被覆作業の後にのみ必要とされるが、本発明は、被覆装置の前にカレンダー機がさらに配置された製造ラインも含む。表面特性に著しく高い要求がなされる場合の様に、その様な予備カレンダー掛け加工が好ましい特殊な状況があり得る。予備カレンダー掛け加工を行なう場合、原料の節約は少なくなる。被覆作業前の予備カレンダー掛け加工は、どの様な種類のカレンダー機でも行なうことができる。
本発明のさらに別の態様では、印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有し、繊維マトリックスが１、２または３以上の層からなる、加工製品用の被覆板紙の製造方法を提供する。本方法の特徴は、カレンダー掛け加工が、高温で運転され、軟質の長いニップを有するカレンダー機を用いて被覆作業の後でのみ行なわれることである。
原則的に、温度が高い程、被覆板紙の表面特性が良くなる。一般的に、カレンダー機の温度は、１４０〜２５０℃であるが、より高い温度も可能である。
本発明は、前記被覆作業の前にカレンダー掛け加工をさらに行なう、加工製品用の被覆板紙の製造方法も含む。
本発明のさらに別の態様では、印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有し、繊維マトリックスが１、２または３以上の層からなる被覆板紙の折り目における亀裂形成のされ易さを減少させる方法を提供する。本方法の特徴は、前記被覆板紙が、高温で運転され、軟質の長いニップを有するカレンダー機を用いて被覆作業の後でのみカレンダー掛け加工が行なわれる製造ラインで製造されることである。
本発明は、前記被覆作業の前にカレンダー掛け加工をさらに行なう、その様な方法も含む。
下記の実施例は、本発明の様々な態様を例示するものである。
これらの実施例では、未漂白サルフェートパルプの下層および漂白パルプの上層の２層からなる繊維マトリックス、および顔料と結合剤とからなる被覆を使用した。
１０００kPaにおけるプリント−表面粗さは、ＩＳＯ ８７９１−４：１９９２（Ｅ）により測定した。
光沢は、Ｔａｐｐｉ，Ｔ４８０により測定した。
密度は、ＳＣＡＮ Ｐ７：７５により測定した。
屈曲力は、ＳＣＡＮ Ｐ２９：８４により測定した。
均一性自由度は、画像解析装置“Kontron IBAS”システムを使用して評価した。
グラム数は、ＳＣＡＮ Ｐ６：７５により測定した。
例１
パイロット試作で、被覆後のカレンダー掛け加工を、従来の軟質ニップと比較して、軟質の長いニップを用いて行なった場合に、被覆表面の均一性が優れていることが示された。この場合、板紙は被覆前にもカレンダー掛け加工した。従来の軟質カレンダー機と比較して、軟質の長いニップを使用した場合に、密度が低くなることも分かった。

被覆の均一性は、画像解析装置で波長領域２．０〜８．０mmで測定した。
例２
別のパイロット試作で、密度低下の利点を利用し、被覆後に軟質の長いニップを有するカレンダー機を使用することにより、剛性を増加できることが分かった。
この効果は、カレンダー掛けを被覆前に、まったく行なわないときがもっとも優れており、そして、被覆重量は減少した。

例３
工場試作で、軟質の長いニップを有するカレンダー機を使用し、被覆の前にのみカレンダー掛け加工した基準品質と同じ表面を製造した。長いニップを有するカレンダー機を使用した場合、カレンダー掛け加工は被覆の後にのみ行なった。

屈曲力として測定した剛性増加は、パイロット試作におけるものよりも大きかった。
この剛性増加は、他の事項を同じ水準、または改良された水準に維持しながら、グラム数を２５５g/m²から２４５g/m²に減少できることを意味する。この改良により、グラム数をさらに減少させることができる。
工場試作から得た板紙を、被覆板紙の折り目における亀裂形成のされ易さも試験した。
亀裂形成の傾向は、この目的用に開発された標準化方法による制御方法で板紙を適度に折り曲げ、亀裂傾向を下記の１〜５の尺度で評価することにより測定した。０＝完壁
１＝良
２＝亀裂傾向
３＝小さな亀裂
４＝亀裂
５＝大きな亀裂

工場試作から得た板紙を印刷し、印刷結果を評価した。全体的な印刷結果および印刷の均一性は、試験品質の方が優れていた。

Claims (6)

1. １層、２層または３層以上の繊維マトリックスおよび被覆からなり、印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有する被覆板紙を製造するための製造ラインであって、
   被覆装置の後に、軟質の長いニップを有する加熱型カレンダー機が配置されてなる、製造ライン。
2. 被覆装置の前に、カレンダー機がさらに配置されている、請求項１に記載の被覆板紙を製造するための製造ライン。
3. 印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有し、板紙の繊維マトリックスが１層、２層または３層以上の層からなる、加工製品用の被覆板紙の製造方法であって、
   被覆作業の後に、カレンダー掛け加工が、高温で運転され、軟質の長いニップを有するカレンダー機を用いて行われる、製造方法。
4. 前記被覆作業の前に、カレンダー掛け加工がさらに行われる、請求項３に記載の被覆板紙の製造方法。
5. 印刷に好適な表面および特定種類の加工製品毎に好適な表面光沢を有し、板紙の繊維マトリックスが１層、２層または３層以上の層からなる被覆板紙の折り目における亀裂形成のされ易さを減少させる方法であって、
   前記被覆板紙が、被覆作業の後に、高温で運転され、軟質の長いニップを有するカレンダー機を用いてカレンダー掛け加工が行なわれる製造ラインで製造される、方法。
6. 前記被覆作業の前に、カレンダー掛け加工がさらに行なわれる、請求項５に記載の被覆板紙の折り目における亀裂形成のされ易さを減少させる方法。