JP5283409B2 - 段ボール用ライナーの製造方法 - Google Patents
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Description
〔請求項1記載の発明〕
抄紙速度500m/分以上で抄造する坪量が75〜290g/m2の段ボール用ライナーを製造することを特徴とする段ボール用ライナーの製造方法。
次記の(1)〜(6)の連続的な工程が順に組み込まれていること。
(1)少なくとも最下層がギャップフォーマー方式で抄紙され、上層が長網部を有するフォードリニア方式で抄紙され、これらの層を抄き合わせた、少なくとも2層から成る湿紙を形成する抄紙工程、
(2)前記湿紙を、シュープレスを含む脱水設備により脱水する脱水工程、
(3)脱水湿紙を、予備乾燥する予備乾燥工程、
(4)予備乾燥後の湿紙外面に少なくとも表面サイズ剤及び染料を含む外面用薬品を乾燥固形分で0.5g/m2以上6.0g/m2以下塗工し、裏面に少なくとも紙力増強剤を含む裏面用薬品を乾燥固形分で0.5g/m2以上6.0g/m2以下塗工する塗工工程、
(5)塗工後の塗工紙を乾燥する後乾燥工程、
(6)塗工紙の表面を平坦化設備にて、平坦化処理する平坦化工程。
(作用効果)
本発明は、生産効率を高めるために抄紙速度500m/分以上で段ボール用ライナーを抄造するものである。また、本発明によれば、機能薬品をサイズプレスなどにより塗工することにより、前述の機能薬品が白水へ混入し、設備の汚染を招き、排水処理設備の負荷増加(たとえばCOD値の増加)などの問題を解消できるものである。
抄紙速度500m/分以上の高速抄紙の場合、地合の悪下及び脱水性の低下を招く。地合の悪下については、特に、印刷適性が要求される段ボール用ライナーを製造する場合において解決すべき問題である。そして、機能薬品をサイズプレスなどにより塗工するためにも、地合が良好で、しかも急速脱水を完遂する必要がある。そこで、本発明に従って、少なくともギャップフォーマー方式で抄紙される層と、長網部を有するフォードリニア方式で抄紙される層を抄き合わせた、少なくとも2層から成る湿紙を形成すると、抄紙速度500m/分以上の高速抄紙でありながら、地合に優れた湿紙を得ることができるのである。
そして、湿紙をシュープレスを含む脱水設備により脱水するようにすると、急速脱水が可能であり、脱水予備乾燥後の湿紙に対して機能薬品をサイズプレスなどにより塗工する場合、湿紙の表面部分に均一の機能薬品を塗工できる。
段ボール用ライナーを製造する場合、従来の原料パルプにサイズ剤及び染料を添加する場合との対比で、本発明に従って、少なくともギャップフォーマー方式で抄紙される層と、長網部を有するフォードリニア方式で抄紙される層を抄き合わせた少なくとも2層から成る湿紙に、サイズプレスなどにより表面サイズ剤及び染料を湿紙の外面(最終的に段ボール製品の外面となる)に塗工し、表面部分に集中的に偏在させることが、目標の強度の達成及び着色のための薬品使用量が低減し、歩留まり向上のために望ましく、より好適には、最下層をギャップフォーマー方式で抄紙し、少なくとも上層が長網部を有するフォードリニア方式で形成することが、表面サイズ剤及び染料を湿紙の表裏面部分に集中的に偏在させるに好ましい。したがって、サイズプレスなどにより表面サイズ剤及び染料を湿紙の表面部分に均一に集中的に偏在させるためにも、本発明の地合の確保及び塗工前に十分脱水されていることが必要なのである。
前記抄紙工程が、上層及び下層を抄き合わせるに際して、又は上層及び下層を中層を介して抄き合わせるに際して、澱粉の分散液をスプレーする工程を含む請求項1記載の段ボール用ライナーの製造方法。
この発明の作用効果は後述する。なお、幾度となく繰り返されるリサイクル処理を経た段ボール古紙からなる古紙パルプを50重量%以上含有するとしても、地合の確保及びサイズ剤による外面の強度発現が達成されるため、ラーナー原紙として必要な特性を得ることができる。
塗工工程が、フィルムトランスファー方式又はポンド方式からなるサイズプレスにより塗工する請求項1または2記載の段ボール用ライナーの製造方法。
この態様によれば、良好な塗工を行うことができる。
脱水工程において、上流側から下流側にかけて第1プレス、第2プレス及び第3プレスを備えるトライニッププレスを使用し:
前記第1プレスは、1対のサクションロールと溝付ロールとで形成されるプレスニップにより2枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うダブルフェルトプレスであり、前記溝付ロールがゴム被覆ロールであって、そのゴム硬度が(JIS K6253)95°以上のゴム層で形成されている;
前記第2プレスは、サクションロールと表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスであり;
前記第3プレスは、表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとシュープレスとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスである;
請求項1または2記載の段ボール用ライナーの製造方法。
この態様によれば、急速かつ適切な脱水を行うことができる。
そして、抄紙速度500m/分以上の高速抄紙でありながら、必要な特性を示す段ボール用ライナーを製造できる。
本発明の段ボール用ライナーは、外面(最終的に段ボール製品の外面となる)を染料により着色したものをいう。また、裏面は基本的に原料パルプの色調のものをいう。ただし、本発明に係る塗工工程中又はその後に撥水剤などを塗工するだけで、基本的に外面を染料による着色を有する原紙は、本発明の段ボール用ライナーの概念に含まれる。
図面は製造設備例を示したもので、図面番号の順に上流から下流に流れるものである。また、当該製造設備により、段ボール用ライナーのほか中芯原紙をも抄紙できる抄紙機である。以下においては、段ボール用ライナーの製造を中心にして説明し、必要な限度で中芯原紙の製造方についても説明する。
実施の形態では、第1層と第2層との2層抄き合わせ段ボール用ライナーを製造するものである。
本発明では、予備乾燥後の湿紙外面に少なくともサイズ剤及び染料を含む外面用薬品を塗工し、裏面に少なくとも紙力増強剤を含む裏面用薬品を塗工する。
外面用薬品及び裏面用薬品としては、段ボール用ライナーとして目標に必要な機能を付与するために、各種の機能薬品が含まれる。外面用薬品としては、少なくともサイズ剤及び染料を含み、その他必要により、(表面)紙力増強剤、歩留まり向上剤、防滑剤及びインク受容剤などを使用することができる。裏面用薬品としては、紙力増強剤を含むが、その他必要により、サイズ剤や防滑剤などを使用することもできる。
古紙パルプを多量に含むライナーの染色方法として、原料パルプ調成工程における前段部で直接染料を添加し、抄紙機直前の種箱において塩基性染料を添加するライナーの染色方法が提案されている(特開2002−88686号公報参照)。本発明は、染料をも塗工しようとするものである。染料を塗工することで、従来の原料パルプ中に染料を添加する場合に比較して、少ない染料使用量であっても着色ムラがないものとなる。
R1:赤色アニオン直接染料、東亜化成株式会社製 登録商標名トーアレッド2BP
R2K:赤色カチオン直接染料、クラリアントジャパン株式会社製 「カルタゾールレッドK2BNリキッド」
Y1:黄色アニオン直接染料、東亜化成株式会社製「ミカドファーストイエロー21R」
Y2K:黄色カチオン直接染料、クラリアントジャパン株式会社製「カルタゾールイエローKGLリキッド」
B1:青色アニオン直接染料、日本化薬株式会社製 「ダイレクトスカイブルー5B200」
B2K:青色カチオン直接染料、クラリアントジャパン株式会社製「カルタゾールブルーKRLリキッド」
B3:青色塩基性染料、BASFジャパン株式会社製「バサゾールブルー16L」
本発明では、少なくとも裏面に紙力増強剤を塗工する。この紙力増強剤は、裏面層の表面に対パルプで0.2g/m2以上配合することが望ましい。紙力増強剤としては、表面紙力、乾燥紙力又は湿潤紙力の向上のために使用でき、たとえば澱粉類、ポリビニルアルコール系(PVA)、植物性ガム、セルロース誘導体(CMCなど)、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリルアミド(PAM)、ホルムアルデヒド樹脂等が任意に使用できる。紙力増強剤は外面に対しても塗工することができる。
本発明において使用する表面サイズ剤としては、スチレン・アクリル酸(メタクリル酸)共重合体、スチレン・アクリル酸エステル共重合体若しくはこれらと他のモノマーとの共重合体、スチレン・マレイン酸共重合体、オレフィン・マレイン酸共重合体、酢酸ビニル・マレイン酸共重合体、ポリアクリルアミド、ポリアミン、アルキルケテンダイマー等が挙げられる。アクリル酸(メタクリル酸)エステルとしては、アクリル酸(メタクリル酸)のメチル、エチル、プロピル、ブチルエステルが挙げられる。また、その他のモノマーとは、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。なかでも、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・マレイン酸共重合体、オレフィン・マレイン酸共重合体が好ましい。例えば荒川化学工業株式会社製「ポリマロン品番1329」や星光PMC株式会社製「BLS720」を挙げることができる。これらの表面サイズ剤による機能層を多層抄き板紙の表層表面及び裏層表面に設けることにより印刷時のインク吸収を押さえ、インクのにじみを押さえることにより、印刷適性を向上させることができる。
防滑剤を併用することができ、この防滑剤としてはスチレン系、スチレン・アクリル系、アクリル系及びコロイダルシリカから選ばれた1種または2種以上が好適に用いられる。例えば近代化学工業株式会社製「ケーコートUS200」や星光PMC株式会社製「ハマコートG280・315」を挙げることができる。これらの防滑剤による機能層を多層抄き板紙の表層表面及び裏層表面に設けることにより、この多層抄き板紙を段ボールケースに成形した際の段ボールの滑りを防止することができる。
(湿紙形成工程10)
上述の製造設備例におけるギャップフォーマー方式の第1ヘッドボックス11は、水平または下流側に傾斜した状態で上向き設置され、紙料吐出方向線が水平線となすと吐出角度θが、0度〜45度であるのが望ましい。幾度となく繰り返され疲弊が進んでいるパルプ繊維を多く含む下層の層構成においては、高速抄紙の下で高速脱水を行いながら、地合、Z軸強度、表裏差、繊維配向角などの点から、繊維重量の影響が小さくなる上向きヘッドボックスであることが望ましい。ギャップタイプのツインワイヤーフォーマにおいて、ヘッドボックスが鉛直などであると、高速抄紙の下で、脱水効果を高める付帯設備必要になり、段ボール用ライナーとして求める特性が得難い。
シュープレスを含む脱水設備として、上流側から下流側にかけて第1プレス、第2プレス及び第3プレスを備えるトライニッププレスを使用し:前記第1プレスは、1対のサクションロールと溝付ロールとで形成されるプレスニップにより2枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うダブルフェルトプレスであり、前記溝付ロールがゴム被覆ロールであって、そのゴム硬度(JIS K6253)が95°以上のゴム層で形成されている;前記第2プレスは、サクションロールと表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスであり;前記第3プレスは、表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとシュープレスとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスであるものが最適である。このトライニッププレスは、印刷用用紙用途においては使用されているが、段ボール用ライナーの製造設備として通常は使用されない。
プレドライヤーパートは、ノーオープンドロー形式のシングルデッキドライヤーで、上側が加熱ロール、下側が真空ロールの適宜本数のロール構成であるのが好適である。シングルデッキ方式のドライヤーは、本発明が対象とする500m/分以上の高速抄紙において、嵩を落とすことなく高効率に乾燥を行え、品質・操業面において優れている。
塗工工程は従来公知の塗工手段が用いられるが、段ボール用ライナーに用いられる各種機能薬品を板紙表裏面に設けるに置いては、表裏面の固形分濃度差異、塗工量差異を容易に付けることができるフィルムトランスファー方式又はポンド方式が好適に採用できる。
段ボール用ライナーにおいては、外面においては、少なくとも見栄えが優れ、印刷適性が良好であることが要求されるので、少なくとも原料パルプの色調のままとせず染料、並びに印刷適性を高めるためのサイズ剤を含む外面用薬品を塗工することが必要となる。これに対し、裏面側は見栄及び印刷適性の配慮は不要であり、中芯原紙との接着性を重視すればよく、紙力増強剤を含む裏面用薬品を塗工する。
アフタードライヤーはダブルデッキ式であり、上下2段に配置されたドライヤーロールに高張力を与えられたカンバスが順次巻き掛けられ、紙ウェブの表面をカンバスでドライヤーロールに押し当て拘束するようになっている。また、ボトム群のドライヤーロールに対向して乾燥装置が配置され、紙ウェブの裏面にカンバス越しに乾燥媒体を噴き付けて乾燥するようになっている。
板紙の表裏面に各種機能薬品を含む塗工液を塗工して得られた板紙には、さらに、マシンカレンダー、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー等のカレンダー設備で平坦化処理を施すことが好ましい。これらカレンダー設備の中でも、板紙の表裏面において、ベック平滑度差等を容易に付与することができる、実用性などの点から、マシンカレンダーを用いることが好ましい。
平坦化後は、巻取り機70により巻き取り、段ボール用ライナー製品とする。
外面用塗工液:サイズ剤;0.10〜1.00g/m2、染料;0.10〜1.00g/m2、紙力増強剤;0.30〜3.00g/m2。
裏面用塗工液:紙力増強剤;0.20〜3.00g/m2。
上記製造設備は、中芯原紙の製造に利用できる。たとえば、中芯原紙の製造時には、予備乾燥後の湿紙外面及び裏面にそれぞれ着色用染料を実質的に含まず紙力増強剤を含む塗工液を実質的に同一の塗工量をもって塗工することができる。
原料パルプとして、段ボール古紙からなる古紙パルプを50重量%以上含有するものを使用できる。本発明に従えば、かかる原料パルプを使用しても、抄紙速度500m/分以上で抄造して坪量が75〜290g/m2の必要な特性を有する段ボール用ライナーを製造できるのである。
本発明においては、予備乾燥後の湿紙外面に少なくともサイズ剤及び染料を含む外面用薬品を塗工する。この場合、たとえば、カレンダー61の出側に設ける既設のいわゆるBM計の近傍にカラーセンサ(たとえばハネウェル社製MxOpen型カラーセンサ又は2000ETカラーセンサ、マクベス社製定点測定用カラーセンサ)80を設けて、その色調に基づき、サイズプレスに与える染料の調整(イエロー、ブラック、マゼンタの配合及び添加量の調整)を行うのが好ましい。幸い、本発明は染料を内添するのではなく、サイズプレス部位でサイズ剤と共に染料を塗工するものであるから、製造工程での色調の変動を迅速にフィードバックして調整できる利点があるのである。
酸化澱粉:エースAT−110(王子コーンスターチ社製)
両性澱粉:Cato3210(日本NSC社製)
エステル変性澱粉:コーンポールCP−5(王子コーンスターチ社製)
生澱粉:コーンスターチ(王子コーンスターチ社製)
カチオン澱粉:EX−3 (日澱化学社製)
PVA:PVA110(クラレ製)
共重合PAM:ポリアクロンST−13(星光化学社製)
Claims (4)
- 抄紙速度500m/分以上で抄造する坪量が75〜290g/m2の段ボール用ライナーを製造することを特徴とする段ボール用ライナーの製造方法。
次記の(1)〜(6)の連続的な工程が順に組み込まれていること。
(1)少なくとも最下層がギャップフォーマー方式で抄紙され、上層が長網部を有するフォードリニア方式で抄紙され、これらの層を抄き合わせた、少なくとも2層から成る湿紙を形成する抄紙工程、
(2)前記湿紙を、シュープレスを含む脱水設備により脱水する脱水工程、
(3)脱水湿紙を、予備乾燥する予備乾燥工程、
(4)予備乾燥後の湿紙外面に少なくとも表面サイズ剤及び染料を含む外面用薬品を乾燥固形分で0.5g/m2以上6.0g/m2以下塗工し、裏面に少なくとも紙力増強剤を含む裏面用薬品を乾燥固形分で0.5g/m2以上6.0g/m2以下塗工する塗工工程、
(5)塗工後の塗工紙を乾燥する後乾燥工程、
(6)塗工紙の表面を平坦化設備にて、平坦化処理する平坦化工程。 - 前記抄紙工程が、上層及び下層を抄き合わせるに際して、又は上層及び下層を中層を介して抄き合わせるに際して、澱粉の分散液をスプレーする工程を含む請求項1記載の段ボール用ライナーの製造方法。
- 塗工工程が、フィルムトランスファー方式又はポンド方式からなるサイズプレスにより塗工する請求項1または2記載の段ボール用ライナーの製造方法。
- 脱水工程において、上流側から下流側にかけて第1プレス、第2プレス及び第3プレスを備えるトライニッププレスを使用し:
前記第1プレスは、1対のサクションロールと溝付ロールとで形成されるプレスニップにより2枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うダブルフェルトプレスであり、前記溝付ロールがゴム被覆ロールであって、そのゴム硬度(JIS K6253)が95°以上のゴム層で形成されている;
前記第2プレスは、サクションロールと表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスであり;
前記第3プレスは、表面セラミックコーティングしたロールまたは表面人工石カバーロールとシュープレスとで形成されるプレスニップにより1枚のフェルトを介して湿紙から搾水を行うシングルフェルトプレスである;
請求項1または2記載の段ボール用ライナーの製造方法。
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