JP4394341B2 - 製紙方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、製紙方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙の中でも主に段ボール等の包装材料に使用される板紙は、高い圧縮強度が求められる。高い圧縮強度を実現する方法としては、バージンパルプを大量に使うことがあげられるが、バージンパルプを大量に使うとコストが上昇してしまうため、低価格に抑えられがちな包装材料用には採用され難い。これに対し、コストを安く抑える方法としては、安価な古紙を利用する方法があるが、最近の資源再利用の進展から、リサイクルの回数が増加している。このため、古紙に含まれるパルプ繊維内に亀裂が生じたり、繊維壁の剥離が生じたりして、繊維が劣化し繊維長も短くなっている。さらに、填料または塗工顔料に由来する鉱物質等の不純物（灰分）が増加する傾向にある。これらのため、この古紙を使った紙の圧縮強度は低下の傾向にある。
【０００３】
安価でかつ高い圧縮強度を有する板紙を得る方法として、古紙を大量に使用し、かつ、紙力増強剤を添加する方法や、使用する古紙のパルプの叩解を行う方法等が広く行われている。
【０００４】
しかし、上記の紙力増強剤を用いる方法は、紙力増強剤が高価であり、さらに、従来からの製紙工程のクローズド化の進展により、期待した圧縮強度が得られないことがある。また、上記のパルプの叩解を行うと、ある程度までは得られる紙の強度は向上するものの、叩解を行いすぎると、逆に圧縮強度を低下させる場合がある。さらに、ろ水性が悪化し、抄紙マシンの操業に影響を与える場合がある。
【０００５】
紙の強度を改善するため、パルプの叩解処理又は混練処理をした後、分級処理を施し、短繊維を除去する方法が知られている（特許文献１参照）。これにより、強度は向上している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９２２８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の短繊維を除去する方法では、強度の改善を目指しているが、必ずしも、圧縮強度に対して最適な微細繊維量であるとは限らない。すなわち、除去される微細繊維量によっては、圧縮強度が低下する場合がある。
【０００８】
そこで、この発明は、良好なろ水性を保持しながら、得られる紙の圧縮強度を最適とする製紙方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、パルプ繊維に含有される、繊維長が０．２ｍｍ未満の微細繊維の含有割合が下記の式（１）を満たすように調整した後のパルプ繊維を用いて製紙することにより、上記の課題を解決したのである。
０．０６ｘ≦ｙ≦０．０６ｘ＋２３ （１）
（なお、上記式（１）中、ｘは、調整前のパルプ繊維のろ水度（単位：ｍｌ）を示し、ｙは、調整後のパルプ繊維中の微細繊維の含有割合（単位：本数％）を示す。）
【００１０】
調整前のパルプ繊維のろ水度を測定し、上記式（１）に当てはめることによって得られる範囲内となるように、微細繊維の含有割合を調整することにより、良好なろ水性を保持した状態で、得られる紙の圧縮強度を最適とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかる製紙方法は、パルプ繊維に含有される、繊維長が０．２ｍｍ未満の微細繊維の含有割合が下記の式（１）を満たすように調整した後のパルプ繊維を用いて製紙する方法である。
０．０６ｘ≦ｙ≦０．０６ｘ＋２３ （１）
なお、上記式（１）中、ｘは、調整前のパルプ繊維のろ水度（単位：ｍｌ）を示し、ｙは、調整後のパルプ繊維中の微細繊維の含有割合（単位：本数％）を示す。
【００１２】
上記パルプ繊維とは、紙を構成するための構成繊維をいい、バージンパルプだけでなく、古紙から得られるパルプも含まれる。
上記パルプ繊維には、繊維長が０．２ｍｍ未満のパルプからなる微細繊維（以下、単に「微細繊維」と称する。）を含有する。この微細繊維が少なすぎると、ろ水性は良いけれど、圧縮強度が低下し、逆に、上記微細繊維が多すぎると、ろ水性が悪く、圧縮強度が低下する。この微細繊維の含有量を上記式（１）に示す範囲内に調整することにより、良好なろ水性を保持しながら、圧縮強度を最適にすることができる。
【００１３】
上記微細繊維は、繊維長が０．２ｍｍ未満のパルプ繊維である。０．２ｍｍより長い繊維長の繊維をこの微細繊維に含めると、繊維間の空隙を埋める能力が不足し、充分に繊維間結合を増加させることができず、強度が不十分となりやすいという問題点を有する。
【００１４】
上記式（１）は、調整前のパルプ繊維（以下、「調整前パルプ繊維」と称する。）のろ水度（単位：ｍｌ）と、調整後のパルプ繊維（以下、「調整後パルプ繊維」と称する。）中の微細繊維の良好な含有割合（単位：本数％）との関係を示した経験式である。
【００１５】
したがって、製紙に使用する調整前パルプ繊維のろ水度を測定し、このろ水度の値を上記式（１）に当てはめ、微細繊維の良好な含有割合の範囲を導き出す。そして、上記調整前パルプ繊維に微細繊維を添加する、又は、この調整前パルプ繊維を分級して微細繊維を除去することにより、微細繊維の含有割合が上記範囲内とした調整後パルプ繊維を得ることができる。
【００１６】
ｙが０．０６ｘより小さいと、ろ水性がよいが、圧縮強度は低い。一方、ｙが０．０６ｘ＋２３より大きいと、ろ水性が悪く、圧縮強度も低下する。
【００１７】
上記ろ水度は、ＪＩＳ Ｐ ８１２１（パルプのろ水度試験方法）に記載されたカナダ標準ろ水度試験方法にしたがって測定された値が採用される。
【００１８】
上記の微細繊維の含有割合（単位：本数％）は、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５２−２０００（パルプ及び紙−繊維長試験方法−光学的自動計測法）に記載された方法に準じて、メッツォオートメーション（株）製：カヤーニＦｉｂｅｒＬａｂ繊維長測定器を用いて、各繊維の数及び長さをそれぞれ測定し、数値平均繊維長分布を導き出し、これから、算出した値が採用される。
【００１９】
上記分級とは、ふるい等により微細繊維をその他の繊維から除去する方法をいう。その方法としては、ＪＩＳ Ｐ ８２０７（製紙用パルプのふるい分け試験方法）に記載のふるい分け試験機を用いる方法、ＴＡＰＰＩ Ｔ２６１ｐｍ−９（ウェットスクリーニングによる紙料の微細繊維分）に記載された単一スクリーン型ふるい分け試験機を用いて、大量の水で希釈しながら分離、除去する方法、製紙工場において、シックナー、スクリーン、クリーナー等を使用して分離、除去する方法、その他、一般的に紙・パルプ工場で使用されている、公知のＳＰフィルター、ウオッシャー、エキストラクター、フィルタープレス等により、大量の水を用いて希釈しながら分離、除去する方法等があげられる。
【００２０】
上記微細繊維の添加に使用される微細繊維は、前もって上記の方法で分級された微細繊維が用いられる。この添加用の微細繊維としては、上記の式（１）の条件に適合させるため、上記分級によって分離させた微細繊維を用いたり、添加用の微細繊維として、上記分級で予め分取しておいた微細繊維を用いたりすることができる。
【００２１】
上記の方法で微細繊維が添加され又は除去された調整後パルプ繊維のろ水度は、５００〜１０００ｍｌがよく、５００〜８００ｍｌが好ましい。５００ｍｌより小さいと、操業性が悪化する。なお、ろ水度の測定原理からみて、１０００ｍｌより大きいろ水度はあり得ないので、上限は１０００ｍｌとなる。このろ水度は、上記の方法で測定される。
【００２２】
上記の方法で得られる調整後パルプ繊維を用いて製紙することにより、紙が得られる。この紙の種類としては、洋紙、ライナや中芯等の段ボール板紙、白板紙、チップボール等の紙器用板紙、紙管原紙等があげられるが、特に限定されない。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例及び比較例をあげてこの発明をさらに具体的に説明する。まず、評価方法について示す。
【００２４】
［ろ水度］
ＪＩＳ Ｐ ８１２１（パルプのろ水度試験方法）に記載されたカナダ標準ろ水度試験方法にしたがって測定した。
【００２５】
［微細繊維の含有割合］
ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５２−２０００（パルプ及び紙−繊維長試験方法−光学的自動計測法）に記載された方法に準じて、メッツォオートメーション（株）製：カヤーニＦｉｂｅｒＬａｂ繊維長測定器を用いて、各繊維の数及び長さをそれぞれ測定し、数値平均繊維長分布を導き出し、繊維長が０．２ｍｍ未満の微細繊維含有割合を算出した（単位：本数％）。
【００２６】
［比圧縮強度］
ＪＩＳ Ｐ ８１２６に記載の方法にしたがって、圧縮強度を測定し、坪量の影響を減らすため、比圧縮強度を算出した。
【００２７】
（実施例１〜１３、比較例１〜９、参考例１〜３）
段ボール古紙を標準離解機で離解し、ビーターで叩解し、ろ水度が６１６ｍｌ、５１５ｍｌ、３８４ｍｌとなるようにそれぞれ調整した。
次に、ろ水度を所定値に調整した各パルプ繊維を、下記の方法で分級して、長繊維フラクションと短繊維フラクションとに分別した後、再配合を行い、これらのパルプ繊維中の微細繊維含有割合をそれぞれ調整した。得られた各調整後パルプ繊維のろ水度を測定すると共に、角型手抄きマシンにて、坪量が１００ｇ／ｍ²となるように抄紙した。湿紙は、吸水ろ紙３枚に挟み、圧力４１０ｋＰａで１回目は５分間、２回目は２分間プレスした。次いで、回転型乾燥機を用いて１１０℃で２分間、乾燥した。得られた紙の比圧縮強度を測定した。それらの結果を表１に示す。なお、参考例１〜３は、上記の微細繊維量の調整を行っていないものである。
【００２８】
［パルプ繊維の分級］
３６メッシュのふるいを用い、この上部に設置した撹拌機により、毎分８００回転で撹拌しつつ、ふるい上の原料を大量の水で希釈しながら、長繊維フラクションと短繊維フラクションに分級した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
この発明にかかる製紙方法に使用されるパルプ繊維は、微細繊維の含有割合を所定範囲内に調整するので、良好なろ水性を保持した状態で、得られる紙の圧縮強度を最適とすることができる。

Claims (4)

1. パルプ繊維に含有される、繊維長が０．２ｍｍ未満の微細繊維の含有割合が下記の式（１）を満たすように、前もって分級された微細繊維の添加、又は分級による微細繊維の除去を行った後のパルプ繊維を用いて製紙する製紙方法。
   ０．０６ｘ≦ｙ≦０．０６ｘ＋２３ （１）
   （なお、上記式（１）中、ｘは、上記の微細繊維の添加又は除去前のパルプ繊維のろ水度（単位：ｍｌ）を示し、ｙは、上記の微細繊維の添加又は除去後のパルプ繊維中の微細繊維の含有割合（単位：本数％）を示す。）
2. 上記の微細繊維の添加又は除去を行った後のパルプ繊維のろ水度が５００〜１０００ｍｌである請求項１に記載の製紙方法。
3. 上記パルプは、古紙から得られるパルプである請求項１又は２に記載の製紙方法。
4. 製紙の際に、製紙に使用する調整前パルプ繊維のろ水度ｘ（単位：ｍｌ）を測定し、このろ水度の値から式（１）に当てはめて導き出される、繊維長が０．２ｍｍ未満である微細繊維の良好な含有割合ｙ（単位：本数％）の条件を満たす範囲で、前もって分級された微細繊維の添加、又は分級による微細繊維の除去である調整を行う、製紙に用いるパルプ繊維の調整方法。
   ０．０６ｘ≦ｙ≦０．０６ｘ＋２３ （１）