JPS5812399B2 - ワラカラコウキヨウド ノ ホウソウシ オ ツクル ホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙、特に高エネルギー吸収性と引き裂きに対
する高抵抗とを有する藁紙の製造に関する。

藁紙は数世紀にわたって周知であり、各種の商業的用途
に用いられている。

藁紙は普通二種類正犬別される。

その一つは草の藁で作られる紙である。

他の種類は小麦、米、およびライ麦の如き穀類の藁で作
られる紙である。

以下の記載は穀類の藁に限定されるがここに述べる方法
は製紙に採用される他の型の藁にも適用できる。

小麦および米の如き穀類の藁から作られる紙は中しん原
紙、卵ケース原料、装飾包装材を作るのに採用され、ま
た漂白すれば、ボンド紙、帳簿用紙および印刷用紙の如
き白紙に使用される。

しかし、藁から作られる紙は高い引裂強度が要件となる
如き用途には不適当であるから袋紙に適するものと考え
られない。

ゆえに、低強度の装飾包装紙が藁紙から作られているが
、成分として相当な藁繊維を有する高級包装紙および袋
紙は従来作られていない。

靭性と引裂抵抗とを呈する藁繊維紙は望ましい製品であ
ると考えられる。

本発明はかかる製品を記述しまたその製造法を開示する
。

なお、本発明は藁成分の高連量藁紙の製造を可能ならし
めるが従来はその低速排水特性のために重量藁紙の製造
は困難であった。

本発明は高引裂強度および高エネルギー吸収性を有する
新規な藁繊維紙の製造に関する。

この新規な紙は従来藁紙を使用できなかった商業上の用
途に特に適している。

本発明の紙は特に引裂抵抗と靭性とが要件となる包装に
利用できる。

この新製品は、藁繊維を蒸解し、蒸解した藁を洗浄し、
少なくとも４０％の藁繊維を有する完全に混合した完成
紙料の形になるよう針葉樹パルプの如き他のパルプを添
加し、完成試料を規定濃度でウオーミングワイヤーに通
し、吸引の助けによりワイヤー上のウエブを固化し、ウ
エブを更に固化かつ一部乾燥し、次いでウエブが規定の
含水量を有する間に繊維を互いに集合させかつ藁繊維お
よび他の繊維を絡合させることによりウエブを更に固化
すべくウエブの繊維をすべてほぼウエブの平面内でアツ
プセットし、次いでウエブの乾燥を継続することを含む
工程により作られる。

本発明ではウエブ繊維のアップセットは相互に交差する
方向に作用する力の影響下に同時にまたは順次行なわれ
る。

本発明の製品は繊維の特定の絡合により、製品総量の約
４０％以上の成分として藁を存在させることにより、ま
た針葉樹繊維の如き他の繊維の存在により、およびテス
ト条件下において、同様の構成であるも本発明の教示に
より作られない典型的な藁紙よりも良好な引裂強度およ
びエネルギー吸収特性により実験的に確認される。

ここに述べる方法のアップセット工程は各種の態様で行
ないうるが、後述の如く好ましくはアップセットはウエ
ブが約５０％以下の湿潤状態のときに緊張延伸状に圧カ
ニツプに供給することにより行なわれる。

本発明の目的は改良された藁紙を提供することである。

他の目的は包装用に適した藁紙の製造法を提供すること
である。

他の目的は重連量藁紙を提供することである。

他の目的は高速量藁紙の製造法を提供することである。

他の目的は高い引裂抵抗および靭性を呈する高連量藁紙
を提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的を達成するために、本発
明は後述され特に特許請求の範囲に記載された特長を有
するもので、本発明の実施例について記述される。

これらの実施例は本発明の原理を採用しうる幾つかの方
法を示すために記述される。

本発明をより完全に理解するには図を参照すべきで、図
には本発明の方法を実施し、本発明の製品を作るのに適
した装置が示される。

本発明は本発明の製品を作るのに使用できる特定の装置
について記述される。

以下に述べる各種の原理は他の装置にも適用できること
は理解されよう。

処理紙について言及するときはこれはここに述ベる方法
により作られた紙を指す。

以下の記載は新しい藁紙を作るのに用いられる各種の装
置素子を示す図面に関して行なわれる。

工程を開始するには、新製品の製造に用いられる藁を適
正な長さに先ず切断せねばならない。

藁は大部分の片が長さ約１ないし３インチの範囲にある
ように切断するのが望ましい。

好ましくは片は処理を容易ならしめるべくかなり均等な
長さに切断すべきである。

切断した藁は典型的には多くの小さいルーズ繊維および
ダスト粒子ならびに種子およびごみを有する。

初期洗浄は切断した片をサイクロン分離器に通し、これ
によりダストおよびルーズ繊維を除去することにより行
ない得る。

この操作の次に機械的圧延または加圧を行なって藁を砕
きかつ繊維を一部分離する。

圧延および加圧は後工程での蒸解液の浸透を助ける。

図面に関し、切断、洗浄済みの藁はコンベヤー１１によ
って蒸解釜１０へ通される。

藁は計量装置１２を通じて蒸解釜へ計量して送られる。

過剰の藁は第二のコンベヤー１３で運び去られる。

蒸解釜へ送スされる藁は約１７重量％にすべきでかつこ
の水分においてかなり均等にすべきである。

均等な含水量を与えるために湿潤洗浄を用いうる。

上記は切断、洗浄および水分制御を別々の段階として記
述した。

これら三つの段階は周知手段によりハルパー内で同時に
行ないうる。

ここで洗浄し、均等に湿潤した切断済みの藁にはミキサ
ー含浸器１４にて一定量の蒸解液が典型的には噴霧され
る。

ミキサー含浸器１４内で蒸解薬品が藁と完全に混合され
る。

通常、蒸解液は水酸化ナトリウムおよび硫化ソーダを含
有する。

前者を使用する場合、蒸解はソーダ法と称され、また後
者を用いる場合は蒸解は硫酸塩法と称される。

そのどちらを用いるかは一般に薬品の利用性により決ま
る。

蒸解液の処方は周知である。パルプを漂白するのでなけ
れば硫酸塩が多分好ましい。

しかし、高強度の用途では高い白度は通常要求されない
。

薬品は完全に混合され、藁が緊結器１５へ圧送され、次
いでスクリューフイードにより加圧蒸解管１６．１７へ
送られる。

蒸解管内で藁と薬品との混合物は生蒸気で蒸解される。

かかる管は説明の目的で二個だけ図示しているが通常一
連の管が設けられる。

蒸解器の水平管において混合物の濃度は藁約１０ないし
１２％である。

最後の蒸解管の出口において藁一蒸解液混合物はタンク
２０へ急激に押し込まれ、その結果藁が「繊維化」する
。

タンクへの藁のこの急激通過はブローイングと称され、
藁片を砕いて繊維にするのに役立つ。

好ましくは、繊維長は約０．７０ないし４００ミリメー
トルの範囲である。

しかしてブローイングは蒸解釜内で開始される作業を推
進する。

このとき藁は完全に除去されるべき蒸解薬品の存在以外
はリファイニングおよび混合の態勢にある。

約３．５％の濃度を作るために藁と薬品との混合物に相
当な量の清水を添加することにより薬品の除去を洗浄器
内で行なうことができる。

この濃度において、薬品は典型的には多段真空フィルタ
ーおよび遠心クリーナーにより藁パルプから洗浄される
。

洗浄が行なわれると、水を絞り出してパルプの濃度を約
１２％にする。

次いでパルプをリファインし、針葉樹パルプとミキサー
２１内で混合する。

紙の最終製品用途が必要とする場合にはロジンサイズ剤
の如き添加剤を含ましめうる。

混合後、天然セルロースパルプを形成すべく遊離したセ
ルロース繊維から主としてなる完成紙料中に各種成分を
完全に分散させる。

完成紙料の濃度は約０．２ないし１．４％の範囲にあり
、この濃度において完成紙料がヘッドボックス２３へ入
り、次いで運動中の製紙ワイヤー２４へ送られる。

図面は吸引ボックス２５、テーブルローラー２６、クー
チロール２７、テークアツプロール２８および四個のア
イドラーロール２９を示す。

これらの素子はヘッドボックスおよび長網と共に装置の
ウエブ端またはウエブ形成部分を形成する。

ワイヤー上の完成紙料は水が除去されると湿潤マットを
形成する。

マットは装置２５を介して吸引力を受け、装置２５はフ
ットがワイヤー上で移動するときにマットから水を引き
出す。

マットから引き出される水の表面張力、繊維の本来の接
着力、および添加剤による接着力が製造のこの点におい
て組み合わさって繊維構造体の固化による紙ウエブの真
の形成を開始する。

製紙機のプレス区分３０によりウエブが更に固化せしめ
られる。

プレス区分はウエブＷを載置して通す複数個の乾燥ドラ
ム３１からなる。

乾燥ドラムには上方フエルト３２および下方フエルト３
３が関連せしめられ、各フエルトまたは布の各種の張力
、案内ロールが設けられる。

ドラムはウエブの乾燥を助けるために通常加熱される。

やや過度な微細繊維（ｆｉｎｅｓ）および藁ウエブ中の
繊維破片の故に、フエルトは有孔度の大きいオープン型
にすべきである。

またフエルトが目詰まりしてウエブの脱水を妨げること
がないようにするために連続的に掃除する手段を設けね
ばならない。

またウエブから水を絞り、製紙機のプレス区分における
固化を助けるのに役立つプレスロールを使用することも
できる。

ウエブがワイヤーを去るときのウエブの水対繊維の比は
約４：１である。

この水分はウエブ固化における次の主段階が生起する前
に減少させねばならない。

この次の段階はウエブ繊維のアップセットであって、ウ
エブの含水量が約３０ないし５０重量％の範囲で行なわ
ねばならない。

最良の湿り度は約３７％であると考えられる。

繊維のアップセットによる固化はウエブ面に対してほぼ
平行な力を付与する一方ウエブ面に対して垂直な力を同
時に付与することにより行なわれる。

この結果、個々の繊維が集合し、クリンプしそしてウエ
ブ面に対して平行な方向にかつ専らウエブ面間で撓曲す
る。

この段階は個々のウコブ繊維のアップセットを行なうの
に用いられる装置を参照すれば理解できる。

一般に好適な装置は硬い滑らかな面に押圧される柔軟な
面を有ずるローラーまたはブランケットを含む。

柔軟な面は硬い面に押圧されている間に反発する。

藁繊維ウエブが二つの面により形成されたニツプに入れ
られると、この反発により各種のウエブ繊維がウエブ面
間の空間内で一般にランダムに動かされる。

更に詳細にはこの装置は三個のアイドラーローラー４１
．４２．４３に担持された厚いエラストマー状ベルト４
０を含ム。

アイドラーローラーはベルトまたはブランケットを大型
ドラム４４の周の一部に押圧する。

バー４５はブランケットをドラム面に押圧してドラム面
を軸方向に横切る局部的圧力ニツプを形成する。

ドラムのまわりのブランケットの巻付け量はニツプバー
圧力と同様に調節可能である。

各種の調節手段は図示しないが技術上周知である。

ベルト４０がニツプバー４５を横切るときにその彎曲の
反転部を通ると、ドラムに向かう厚いベルトの面が短く
なりしかしてドラム面よりも低速で移動する。

この表面速度の差によりウエブ繊維が圧縮され、また同
時にニツプバーは全体としてウエブの座屈を阻止するの
に十分な圧力を生せしめる。

ベルトまたはブランケットはそれ自体の支持ローラーに
より独立して駆動されずして、図示しない手段により駆
動されるドラムとの係合により駆動される。

故にベルトの接触弧はブランケットの駆動に十分なもの
でなければならない。

繊維のアップセットの量は重要なパラメーターの一つで
あるブランケットの接触または巻付けに依存するから弧
は所望の効果を得るのに十分なものでなければならない
。

これに代わる他の手段は協働ローラーを含むもので、そ
の一つはエラストマー状面、また他の一つは硬質面とす
る。

硬質面ローラーは駆動され、エラストマー状面ローラー
は制動される。

この構成により硬質面を横切る所要のエラストマー反発
が生じ、また二個のロールを押圧して係合させる圧力は
ウエブの座屈を阻止するのに役立つ。

この装置あるいは前述の装置のいずれにおいてもウェブ
は緊張した状態でプレス区分から圧力ニップヘ送入する
のが好ましい。

ウエブのアップセットまたは機械的緊結により促進され
る繊維相互間の接着を針葉樹等の繊維が助けることがで
きるようにするために、藁繊維パルプおよび他の型のパ
ルプは十分に混合すべきことは想起されよう。

重量紙（連量９０ポンド毎３０００平方フィートおよび
それ以上）を作りたい場合、本発明による処理は同様容
量の製紙機で作りうるよりも重い紙を作ることができる
。

その理由はアップセット用ニツプにおけるウエブの固化
により機械のドライエンドにおける紙の重量が約１０％
増すからである。

これにより湿潤完成紙料の低固形分重量を機械のドライ
エンドにおける同重量の紙に対してワイヤーにて処理で
きる。

例えば、１１０ポンド毎３０００平方フィートの紙を作
るには、ワイヤーにて１００ポンド毎３０００平方フィ
ートで処理すればよい。

即ち、本発明は藁繊維の低速排水特性に対処することに
より製紙機の容量を増すのに役立つ。

紙は緊結ニツプから最後に乾燥スタックへ送られここで
ウエブの乾燥と平滑が行なわれる。

硬い面または光沢面が所望されるならば滑らかな面を有
する乾燥ローラーまたはカレンダーローラーを利用する
ことが望ましい場合もある。

説明例として、本発明によりシートを作り次いで比較し
た。

未漂白藁パルプを長繊維未漂白硫酸塩木材パルプと共に
用いた。

藁パルプの沢水度は７４秒（ウィリアムス）、また木材
パルプの沢水度は２９秒（ウィリアムス）であった。

ワイヤー速度は２５フィート毎分であり、またウエット
エンドは水銀柱１０インチの真空を利用した。

ヘッドボックス濃度は０．６４１％、またワイヤーにお
ける連量は約５５ポンド毎３０００平方フィートであっ
た。

シートは湿り度３７％にて機械式緊結器へ導入し、シー
ト長を約１２％減少するようにアツプセットした。

シートは藁パルプ対ウッドパルプの比を種々変えて移行
させ、またＴ．Ｅ．Ａ． （引張エネルギー吸収）、縁
端引裂き、引張強度等を測定した。

これらの処理紙をサルフェートパイン１００％の標準未
処理高級多層袋紙と比較した。

試験の結果、８０％もの藁を有する処理ウェブはより大
きい縁端引裂、より大きいＴ．Ｅ．Ａ．および伸率を示
すことが判明した。

しかし藁紙の極限引張強度はやや減少した。

１００％の藁から作った紙は処理後、標準多層シートよ
りも高いＴ．Ｅ．Ａ．を示し、また引裂および伸率の点
でも十分匹敵した。

すべての数字は比較の目的で１００グラム毎平方メート
ル連量に調節した。

本発明を特定の装置および特定の方法段階について述べ
た。

しかし、そのいずれも広範囲に変化しうる。

例えば、本発明の特長を独立的に利用し、各種方法段階
に代えてその均等段階を用いうるがこれらすべては本発
明の範囲内で行ないうる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置の実施例を示す。 １０は蒸解釜、１１はコンベヤー、１２は計量装置、１
３はコンベヤー、１４はミキサー含浸器、１５は緊結器
、１６．１７は加圧蒸解管、２０はタンク、２１はミキ
サー、２３はヘッドボックス、２５は吸引ボックス、３
０はプレス区分、４４は大型ドラム、４５はバーである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 紙の藁繊維の大部分が長さ０．７ ０ 〜４．０
   ０ｍｍの範囲にあり、藁繊維が無秩序で全体として均一
   に針葉樹パルプ繊維と混合されている高強度包装紙とし
   て使用するためおよび高強度紙袋を作るために適した藁
   紙において、上記紙が少なくとも４０重量係の藁繊維お
   よび残余針葉樹繊維を含み、５５ポンド以上の連量を有
   し、かつ、繊維の実質的に全てが局部的にクリンプし絡
   合し、かくして紙が大きな永久伸長性を示すようになし
   、更に上記藁紙が同重量の１００％硫酸塩松パルプから
   作られた包装紙よりも大きい縁端引裂強度およびほぼ同
   等もしくはより大なる引張りエネルギー吸収性を有する
   ことを特徴とする藁紙。