JP6361408B2 - 抄紙方法 - Google Patents

Description

本発明は、第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層と、第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層との２層に抄き合わせる抄紙方法に関する。

ティシュペーパーなどの薄葉紙のパルプ原料としては、主に針葉樹パルプおよび広葉樹パルプが共に用いられる。通常、針葉樹パルプは剛直であって高い引張り強度を得られる反面、柔軟性や手触りが劣るという特性を有する。これに対し、広葉樹パルプは細くしなやかで柔軟性および手触りが良好である反面、繊維長が短く、充分な引張り強度が得られないという特性を有する。このため、針葉樹パルプおよび広葉樹パルプの相互の欠点を補完すべく、これらの特性を考慮に入れて針葉樹パルプを主に含む抄紙原料と広葉樹パルプを主に含む抄紙原料とを用いて２層に抄き合わせることが一般的に行われている。このような抄紙技術は特許文献１および特許文献２などで知られている。

これに加え、良好な手触り感の薄葉紙が得られるように、ドライパートにおいてはヤンキードライヤーが用いられる。この場合、プレスパートからドライパートに導かれる湿紙の広葉樹パルプを主体とする紙層側をヤンキードライヤーの鏡面ロールに接するように移送することにより、広葉樹パルプを主体とする紙層の表面を滑らかにすることができる。このようにしてロール状に巻き取られた長尺の原紙を２本用意し、２本のロール状をなす原紙を引き出して針葉樹パルプを主体とする紙層側が相互に接するように重ね合わせることにより、表面側に広葉樹パルプを主体とする紙層を位置させて良好な手触り感が得られるようにしている。

また、この種の薄葉紙には充分な乾燥強度および湿潤強度が要求されるため、乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤を添加した抄紙原料が用いられる。同様に、薄葉紙、特にティシュペーパーの柔軟性を向上させるために柔軟剤を必要に応じてさらに添加した抄紙原料も用いられており、これらの技術は特許文献２および特許文献３などで知られている。

特許第３２１６５５７号公報 特許第４７６２８４６号公報 特許第３０１０９０４号公報

ティシュペーパーなどの薄葉紙を抄紙する場合、抄紙工程に供給される抄紙原料には柔軟剤が含まれているが、この柔軟剤は、ヤンキードライヤーロールに対し、その表面に巻き付けられる紙料の密着性を低下させてしまう成分を含んでいる。このため、紙がヤンキードライヤーロールの表面から剥離し易く、クレーピングドクターを用いて紙をクレーピング処理する際に、良好なクレープを形成させにくくしてしまう。

一方、乾燥紙力剤や湿潤紙力増強剤は、抄造により得られる紙の強度を増大させる効果はあるものの、抄造により得られる紙の柔軟性や平滑性を損なう特性を有しているため、特にティシュペーパーなどの薄葉紙においては風合いの低下をもたらす一因となっている。

本発明の目的は、従来のものと同程度の強度を有しつつ、風合いのより優れた薄葉紙、特にティシュペーパーの抄紙方法を提供することにある。

本発明による抄紙方法は、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加された第１の抄紙原料をワイヤーパートのワイヤーに供給する第１のステップと、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加されない第２の抄紙原料をワイヤーパートのワイヤーに供給する第２のステップと、前記第１のステップにて形成される前記第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層および前記第２のステップにて形成される前記第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層を相互に抄き合わせる第３のステップと、この第３のステップにて形成された湿紙の前記第２の紙層側がドライパートのヤンキードライヤーロール表面に接するように前記湿紙を給送するステップとを具えたことを特徴とする。

本発明においては、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加しされない第２の抄紙原料を主体とした第２の紙層の表面がヤンキードライヤーロールと接して平滑化し、抄造される紙の一方の面を画成する。

本発明による抄紙方法において、ドライパートにて乾燥させた紙にクレーピング処理を施すステップをさらに具えることができる。この場合、抄造される紙は、坪量が１０〜２０ｇ/ｍ²の範囲にある薄葉紙であることが好ましい。

第１の抄紙原料は、この第１の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、針葉樹パルプを２０〜１００質量％含み、第２の抄紙原料は、この第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、広葉樹パルプを９０〜１００質量％含むことが有効である。

第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、柔軟剤の割合が０.０１質量％未満の場合、柔軟剤を使用したことによる柔軟性の効果を紙に与えることができない。逆に、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、柔軟剤の割合が０.５質量％を越える場合、得られる紙の紙力が低下してしまい、抄造中や紙製品の製造中に断紙などの事故が発生してしまう。従って、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、柔軟剤を０.０１〜０.５質量％の範囲で添加することが有効である。

また、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、乾燥紙力剤の割合が０.０２質量％未満の場合、乾燥紙力剤を使用したことによる紙力向上の効果を紙に与えることができない。逆に、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、乾燥紙力剤の割合が０.５質量％を越えた場合、得られる紙の柔軟性および平滑性が大きく損なわれてしまう。従って、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、乾燥紙力剤を０.０２〜０.５質量％の範囲で添加することが有効である。

同様に、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、湿潤紙力増強剤の割合が０.０２質量％未満の場合、湿潤紙力増強剤を使用したことによる紙力向上の効果を紙に与えることができない。逆に、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、湿潤紙力増強剤の割合が０.２５質量％を越えた場合、得られる紙の柔軟性および平滑性が大きく損なわれてしまう。従って、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、湿潤紙力増強剤を０.０２〜０.２５質量％の範囲で添加することが有効である。

第１の抄紙原料には、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤を添加し、第２の抄紙原料には、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤を添加しなければよく、第１の抄紙原料および第２の抄紙原料のいずれか一方または双方に歩留向上剤や凝結剤等の他の薬剤を添加するようにしてもよい。

本発明の抄紙方法によると、乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加されない第２の紙層の表面がヤンキードライヤーロールの表面と接するようにしたので、その柔軟性および平滑性を従来のものよりも向上させることができる。

ドライパートにて乾燥させた紙にクレーピング処理を施す場合、第２の紙層が柔軟剤を含んでいないので、ヤンキードライヤーロールに対する密着性を従来のものよりも高めることができ、良好なクレープを形成することが可能となる。特に、坪量が１０〜２０ｇ/ｍ²の範囲にあるティシュペーパーなどの薄葉紙を抄造する場合に有効である。

第１の抄紙原料がこの第１の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対して針葉樹パルプを２０〜１００質量％含む場合、第１の紙層によって紙の強度を維持することかできる。また、第２の抄紙原料がこの第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対して広葉樹パルプを９０〜１００質量％含む場合、第２の紙層によって紙の柔軟性および平滑性をさらに向上させることができる。

第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対して柔軟剤を０.０１〜０.５質量％添加し、乾燥紙力剤は０.０２〜０.５質量％添加し、湿潤紙力増強剤を０.０２〜０.２５質量％添加した場合、必要とされる強度と、望ましい柔軟性および平滑性とを持つ紙を抄造することができる。

本発明による衛生用紙の抄紙設備の一実施形態を模式的に表す概念図である。 図１に示した実施形態におけるワイヤーパートの一部を抽出拡大した概念図である。

本発明による衛生用紙を２枚一組のティシュペーパーに応用した実施形態について、図１および図２を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、ティシュペーパー以外の薄葉紙などに応用することもできる。

２枚一組のティシュペーパーの原紙を製造するための抄紙設備を模式的に図１に示し、そのワイヤーパートの部分を抽出拡大して模式的に図２に示す。すなわち、この抄紙設備は、ワイヤーパートＰ_Wと、プレスパートＰ_Pと、ドライパートＰ_Dと、カレンダーパートＰ_Cと、リールパートＰ_Rとを具えている。

ワイヤーパートＰ_Wでは、水分を大量に含むあらかじめ成分が調製された抄紙原料を後述するフォーミングユニット１１に供給し、ティシュペーパーの原型となる２層抄き合わせの紙層Ｃ₁を形成する。抄紙原料に含まれる大量の水分がここで脱水され、湿紙Ｃ₂がフォーミングユニット１１の後述するワイヤー１２，１３にて形成され、ここで湿紙Ｃ₂の地合いが整えられる。

プレスパートＰ_Pでは、ワイヤーパートＰ_Wにて形成された２層抄き合わせの湿紙Ｃ₂に圧力を掛け、この湿紙Ｃ₂に含まれる水分が搾り取られる。ここでは、湿紙Ｃ₂の表面を平滑にすると同時に湿紙Ｃ₂の主要部を構成するパルプ成分の密度を高め、強固な湿紙Ｃ₂を形成する。

ドライパートＰ_Dでは、プレスパートＰ_Pを経て湿った状態にある湿紙Ｃ₂の余分な水分をヤンキードライヤー１４によって加熱することにより、強制的に蒸発させ、これによって湿紙Ｃ₂を乾燥させる。ヤンキードライヤー１４の鏡面ロール１５に巻き付けられて乾燥した紙Ｃ₃は、クレーピングドクター１６によってクレーピング処理されつつ鏡面ロール１５の表面から剥離され、カレンダーパートＰ_Cへと搬出される。

カレンダーパートＰ_Cでは、ほぼ完成された状態の紙Ｃ₃を一対のカレンダーロール１７の間を通すことにより、紙Ｃ₃の表面を平滑に仕上げてその密度および強度を高める。

リールパートＰ_Rでは、できあがった紙Ｃ₃、つまり一枚のティシュペーパーとなる原紙Ｃをロール状に巻き取る。この工程を経て得られたティシュペーパーの原紙ロールＣ_Rを２本用意し、別な工程にてこれらを重ね合わせて切断することにより、一般に見られるような２枚一組のティシュペーパーが得られる。

なお、このような抄紙設備の詳細に関しては特開２０１０−２７５６４６号公報などで周知である。

本実施形態におけるフォーミングユニット１１は、フォーミングロール１８と、無端の内側ワイヤー１２および外側ワイヤー１３と、ヘッドボックス１９と、駆動ロール２０と、複数の案内ロール２１と、テンションロール２２とを具えている。駆動ロール２０に与えられた駆動力は、図示しない動力伝達機構を介してフォーミングロール１８，案内ロール２１，テンションロール２２に伝達される。そして、これらが同期回転することにより、ワイヤー１２，１３を同速度にて走行させる。ワイヤー１２，１３は、フォーミングロール１８の外周の一部を取り囲むようにそれぞれ巻き掛けられている。これにより、内側ワイヤー１２と外側ワイヤー１３とで挟まれ、後述する紙層Ｃ₁の抄造およびその初期脱水のための湾曲した初期フォーミング領域Ｚが形成される。

湾曲した初期フォーミング領域Ｚに向けて２種類の抄紙原料を同時に供給する本実施形態におけるヘッドボックス１９は、２つの原料チャンバー２３ａ，２３ｂをその内部に有する。第１の原料チャンバー２３ａには図示しない調成設備にて得られた第１の抄紙原料が供給され、第２の原料チャンバー２３ｂには図示しない調成設備にて得られた第２の抄紙原料が供給される。ここで重要なのは、第２の抄紙原料に含まれるパルプの大部分が広葉樹パルプで占められていることである。また、第１の原料チャンバー２３ａに供給される第１の抄紙原料には柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤を添加するのに対し、第２の原料チャンバー２３ｂに供給される第２の抄紙原料にはこれらを添加しないことである。

第１の抄紙原料は、この第１の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、針葉樹パルプを２０〜１００質量％含むと共に柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加されている。

柔軟剤は紙の柔軟性を向上させるための薬剤であって、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、０.０１〜０.５質量％添加される。この柔軟剤として、アニオン系界面活性剤，非イオン性界面活性剤，カチオン性界面活性剤，両性イオン界面活性剤などの公知のものを単独または２種類以上を混合して採用することができる。

また、乾燥紙力剤は乾燥した状態での紙の強度を上げるための薬剤であり、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、０.０２〜０.５質量％添加される。この乾燥紙力剤として、カチオン化澱粉，ポリアクリルアミド，カルボキシメチルセルロース(ＣＭＣ)などの公知のものを単独または２種類以上混合して採用することができる。

一方、湿潤紙力増強剤は、紙が水に濡れたときに紙力の低下を抑えるための薬剤である。水に対してバラバラにほぐれやすいパルプ繊維に湿潤紙力増強剤が定着することで、水に濡れてもパルプ繊維間の結合を保持してほぐれにくくし、破れにくくするなど、ある程度の強度を高めるような効果が得られる。この湿潤紙力増強剤として、ポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂，尿素樹脂，メラミン樹脂，熱架橋性付与ポリアクリルアミド(ＰＡＭ)などの公知のものを単独または２種類以上混合して採用することができる。これは第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、０.０２〜０.２５質量％添加される。

一方、第２の抄紙原料は、この第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、広葉樹パルプを９０〜１００質量％含むけれども、柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤を含んでいない。

これにより、ヘッドボックス１９から２種類の抄紙原料が噴射されると、内側ワイヤー１２側には第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層Ｂが形成され、外側ワイヤー１３側には第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層Ａが形成される。そして、これらが一体となって２層抄き合わせ状態の紙層Ｃ₁が初期フォーミング領域Ｚから内側ワイヤー１２を介してプレスパートＰ_Pへと搬送されることとなる。本実施形態においては紙層Ｃ₁を画成する第２の紙層Ｂと第１の紙層Ａとがその境界部分で混ざり合い、これらのより強い結合をもたらすことが可能となる。従って、第２の紙層Ｂと第１の紙層Ａとの境界部分では、第１の紙層Ａに含まれる柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が第２の紙層Ｂ側に浸透する可能性がある。しかしながら、ワイヤー１２，１３にそれぞれ接する側においては混ざり合いの影響をほとんど受けことがなく、第１および第２の紙層Ａ，Ｂにそれぞれ含まれる針葉樹パルプおよび広葉樹パルプの割合がほぼ第１および第２の抄紙原料に含まれる針葉樹パルプおよび広葉樹パルプの割合のまま表れることとなる。特に、第２の紙層Ｂの表面には柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤がほとんど存在しない状態となる。

２つの紙料チャンバー２３ａ，２３ｂを仕切る仕切り壁２４は、初期フォーミング領域Ｚに向けて延在し、この仕切り壁２４の長さを長くするほど、第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層Ａと第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層Ｂとの混ざり合いを少なくすることができる。例えば、ヘッドボックス１９から仕切り壁２４を外側に突出させることにより、第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層Ａと第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層Ｂとの混ざり合いをほとんどなくすことも可能となる。なお、このような構造のワイヤーパートＰ_Wの詳細については、特公昭６２−３８４８０号公報などで周知である。

上述したフォーミングユニット１１は、内側ワイヤー１２の末端部がプレスパートＰ_P
に接続し、２層抄き合わせ状態となって形成された湿紙Ｃ₂がプレスパートＰ_Pへ向けて内側ワイヤー１２上を搬送される。プレスパートＰ_Pを経て湿った状態にある湿紙Ｃ₂は、第２の紙層Ｂ側がヤンキードライヤー１４の鏡面ロール１５の表面に当接するように巻き付けられる。このため、第２の紙層Ｂを肌触りが良好な広葉樹パルプを主体として形成したことと相まって、第２の紙層Ｂの表面側をより平滑にすることができ、その肌触りをさらに改善することが可能となる。

上述した実施形態では、１つのヘッドボックスから２種類の抄紙原料を同時にワイヤーパートＰ_Wに供給するようにしたが、２つのヘッドボックスから２種類の抄紙原料を別々にワイヤーパートＰ_Wに供給することも可能である。２つのヘッドボックスを用いる抄紙設備のより具体的な構成に関しては、特開２０１０−２７５６４６号公報などで周知である。

次に、本発明の効果を確認するため、図１，図２に示した抄紙設備を用い、抄紙条件を種々変更して薄葉紙を抄造した結果を以下の表１に示す。

この表１において、抄紙原料中のパルプの割合は、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総量に対する割合である。従って、例えばサンプル３における第１の抄紙原料は針葉樹パルプ（Ｎパルプ）を約２２質量％含み、サンプル５における第２の抄紙原料は広葉樹パルプ（Ｌパルプ）を約９０質量％含むことを意味する。

また、抄紙原料中の添加剤の割合は、第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総量に対する柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤の割合である。柔軟剤は星光ＰＭＣ株式会社のＦＳ８０１０を使用し、乾燥紙力剤は荒川化学工業株式会社のアラフィックス２５５を使用し、湿潤紙力増強剤は星光ＰＭＣ株式会社のＤＤ４２８２を使用した。

坪量はＪＩＳ Ｐ８１２４の規定に従ったものである。

乾燥引張強度はＪＩＳ Ｐ８１１３に準拠したものである。坪量が１０〜２０ｇ/ｍ²程度の薄葉紙を対象とした場合、縦方向では０.８Ｎ/１５mm以上、横方向では０.４Ｎ/１５mm以上であることが必要であり、この数値を下回ると、抄造中や紙製品の製造中に断紙などの事故が発生する。

湿潤引張強度はＪＩＳ Ｐ８１３５に準拠したものであり、坪量が１０〜２０ｇ/ｍ²程度の薄葉紙を対象とした場合、縦方向では０.４Ｎ/２５mm以上、横方向では０.２Ｎ/２５mm以上であることが必要であり、この数値を下回ると、抄造中や紙製品の製造中に断紙などの事故が発生する。

官能評価は、柔軟性および平滑性に関してそれぞれ５段階（５：良い，４：やや良い，３：普通，２：やや悪い，１：悪い）に分け、男女それぞれ２０名ずつの試験者の平均値であり、この平均値が３.５以下を不適格とした。

サンプル１〜６の紙料は、何れも必要とされる引張強度を有しつつ、柔軟性および平滑性共に良好であるという結果を示している。

これに対し、サンプル７においては第１の抄紙原料がＮパルプを約１８質量％しか含んでいないため、湿潤引張強度が不足しており、サンプル８においては第２の抄紙原料がＬパルプを約８２質量％しか含んでいないため、平滑性に問題が生じている。また、サンプル９は従来技術に対応したものであり、第２の抄紙原料にも柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加されているため、柔軟性および平滑性がサンプル１〜６よりも劣っていることを認めることができる。柔軟剤の添加量が少なすぎる場合と多すぎる場合とを示すサンプル１０，１１は、柔軟性および平滑性の低下と引張強度の低下とが生じている。乾燥紙力剤の添加量が少なすぎる場合と多すぎる場合とを示すサンプル１２，１３は、乾燥引張強度の低下と柔軟性および平滑性の低下とが生じている。同様に、湿潤紙力増強剤の添加量が少なすぎる場合と多すぎる場合とを示すサンプル１４，１５は、湿潤引張強度の低下と柔軟性および平滑性の低下とが生じている。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

Ｐ_W ワイヤーパート
Ｐ_P プレスパート
Ｐ_D ドライパート
Ｐ_C カレンダーパート
Ｐ_R リールパート
１１ フォーミングユニット
１２ 内側ワイヤー
１３ 外側ワイヤー
１４ ヤンキードライヤー
１５ 鏡面ロール
１６ クレーピングドクター
１７ カレンダーロール
１８ フォーミングロール
１９ ヘッドボックス
２０ 駆動ロール
２１ 案内ロール
２２ テンションロール
２３ａ，２３ｂ 紙料チャンバー
２４ 仕切り壁
Ａ 第２の紙層
Ｂ 第１の紙層
Ｃ₁ 紙層
Ｃ₂ 湿紙
Ｃ₃ 紙
Ｃ 原紙
Ｃ_R 原紙ロール
Ｚ 初期フォーミング領域

Claims (3)

1. 柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加された第１の抄紙原料をワイヤーパートのワイヤーに供給する第１のステップと、
   柔軟剤および乾燥紙力剤および湿潤紙力増強剤が添加されない第２の抄紙原料をワイヤーパートのワイヤーに供給する第２のステップと、
   前記第１のステップにて形成される前記第１の抄紙原料を主体とする第１の紙層および前記第２のステップにて形成される前記第２の抄紙原料を主体とする第２の紙層を相互に抄き合わせ、圧力をかけ脱水する第３のステップと、
   この第３のステップにて形成された湿紙の前記第２の紙層側がドライパートのヤンキードライヤーロール表面に接するように前記湿紙を給送するステップと
   を具え、
   前記第１の抄紙原料は、この第１の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、針葉樹パルプを２０〜１００質量％含み、前記第２の抄紙原料は、この第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、広葉樹パルプを９０〜１００質量％含み、
   前記第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、前記柔軟剤が０．０５〜０.５質量％添加され、
   前記第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、前記乾燥紙力剤が０.０２〜０.５質量％添加され、
   前記第１および第２の抄紙原料に含まれるパルプの総質量に対し、前記湿潤紙力増強剤が０.０２〜０.２５質量％添加されている
   ことを特徴とする抄紙方法。
2. 前記ドライパートにて乾燥させた紙にクレーピング処理を施すステップをさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の抄紙方法。
3. 抄造される紙は、坪量が１０〜２０ｇ/ｍ²の範囲にある薄葉紙であることを特徴とする請求項２に記載の抄紙方法。