(57)【要約】【課題】  軟質ロールの摩耗粉付着がなく、伸び特性がJIS P 8113に規定された引張り破断伸びが縦方向、横方向ともに２０％以上である伸張紙を製造する方法を提供する。【解決手段】  ロール周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔で設けた硬質ロール６とロール周面が平坦な軟質ロール７から構成された一対のプレスロール８を備え、加圧下で前記硬質ロール６の周速度に対して前記軟質ロール７の周速度を遅くして回転する収縮付与装置３に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後に乾燥する伸張紙の製造方法において、前記収縮付与装置３の軟質ロール７に摩耗粉除去装置１０を付設し、湿紙シートの収縮付与時に発生する軟質ロール７の摩耗粉を除去しながら湿紙シートに収縮付与する。【選択図】  図１
2005290589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔で設けた硬質ロールとロール周面が平坦な軟質ロールから構成された一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して前記軟質ロールの周速度を遅くして回転する収縮付与装置に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後に乾燥する伸張紙の製造方法において、
前記収縮付与装置の軟質ロールに摩耗粉除去装置を付設し、湿紙シートの収縮付与時に発生する軟質ロールの摩耗粉を除去しながら湿紙シートに収縮付与することを特徴とする伸張紙の製造方法。
【請求項２】
前記摩耗粉除去装置が軟質ロールに幅方向に摺接して回転し、摩耗粉を軟質ロール表面から除去するブラシロール、ブラシロールを洗浄するエアーノズル、及びブラシロールにより掻き落とされた摩耗粉を集める集塵ダクトから構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の伸張紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成型、圧空成型、真空成型などの方法による立体成型用途の成型用紙として使用される伸張紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品の包装材料や飲料水などの容器の紙製成型物に伸び特性を有する伸張紙が成型用紙として使用されている。この伸張紙は、クレープ処理やクルパック処理といった方法により、紙を収縮させて伸び特性を得ている。また近年、さらに高い伸び特性を有する伸張紙を製造する方法として、コルゲート処理形態の予備成型を施し、更に、表面にリブを有し速い速度で回転する硬いロールと、平滑な表面を有し遅い速度で回転する軟らかいロールからなる一組のロール間で紙を凝縮して、縦横同時に伸び特性を付与する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、コルゲート処理形態の予備成型が必要であり、製造方法が繁雑であり、また、伸び特性も縦２０％、横１６％程度と十分ではなく、大きな伸び特性が要求される成型には対応できない。このような状況に鑑み、本発明者らは先に、従来紙の概念を超えた高い伸び特性を簡単に縦横同時に収縮付与した伸張紙の製造方法を提案した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平１１−５０９２７６号公報
【特許文献２】特開平２００４−３０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２に開示された伸張紙の製造方法は、硬質ロールの周速度よりも軟質ロールの周速度を遅くして湿紙シートを加圧通紙することによって縦横同時に収縮処理するものであって、表面に溝が設けてある硬質ロールと軟質ロールの間に介在する湿紙シートは硬質ロールと軟質ロールの周速度差で生じる剪断力の作用を受けて、湿紙シートの縦方向は硬質ロールの谷溝部分に圧縮され縦収縮が付与され、一方、横方向も縦方向の圧縮に伴って谷溝部に引き寄せられ収縮が付与されるものであり、湿紙シートに充分な剪断力を作用させるためには、硬質ロール／湿紙／軟質ロールの各界面の摩擦力を維持することである。
【０００５】
前記摩擦力を発現維持して収縮付与効果を高めるには、硬質ロールの溝間隔、深さ、溝形状が湿紙との接触面積に影響するため重要な要素であるが、軟質ロールも加圧・周速度差によって生じた剪断力で変形し、湿紙紙層を圧縮変形させるので重要な要素となる。軟質ロールは応力による変形を効率よく湿紙シートの紙層に伝搬させることが重要で、その指標となる圧縮弾性率が大きく関与し、目的である伸張紙の収縮付与効果の観点からは、圧縮弾性率の範囲を特定することが必須要件である。然るに、基本的に材質が軟質のため湿紙との摩擦によって軟質ロールの表面は経時で摩耗が顕著になり、摩耗した軟質素材の摩耗粉が収縮付与された湿紙表面に付着してしまい伸張紙の利用価値を著しく損なってしまう。そのため、定期的に装置を止めて軟質ロール表面を清掃する必要があり、生産性が著しく低下してしまう。さらに、この摩耗粉は収縮付与によって生じる湿紙の皺、いわゆるマイクロクレープによって紙層内に取り込まれるため、例えば、特開平９−３１４０７２号公報で開示されている紙基材やフィルムなどに用いられる除塵装置を当該伸張紙の表面に摺接させる方法を採用したとしても完全に除去できないという問題があった。
【０００６】
本発明者らは、かかる問題点を解決すべく鋭意検討した結果、軟質ロールに発生した摩耗粉を湿紙シートに転写させずに効率よく除去する方法を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の目的は、軟質ロールの摩耗粉付着がなく、伸び特性がJIS P 8113に規定された引張り破断伸びが縦方向、横方向ともに２０％以上である伸張紙を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ロール周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔で設けた硬質ロールとロール周面が平坦な軟質ロールから構成された一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して前記軟質ロールの周速度を遅くして回転する収縮付与装置に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後に乾燥する伸張紙の製造方法において、
前記収縮付与装置の軟質ロールに摩耗粉除去装置を付設し、湿紙シートの収縮付与時に発生する軟質ロールの摩耗粉を除去しながら湿紙シートに収縮付与することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記摩耗粉除去装置が軟質ロールに幅方向に摺接して回転し、摩耗粉を軟質ロール表面から除去するブラシロール、ブラシロールを洗浄するエアーノズル、及びブラシロールにより除去された摩耗粉を集める集塵ダクトから構成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明に係る伸張紙の製造方法によれば、収縮付与装置の軟質ロールに摩耗粉除去装置を付設し、湿紙シートの収縮付与時に発生する軟質ロールの摩耗粉を前記摩耗粉除去装置で除去しながら湿紙シートに収縮付与するので、軟質ロールから発生する摩耗粉が処理する湿紙シートに転写する前に除去することが可能となり、軟質ロールが収縮処理における剪断力、摩擦力によって時間の経過とともに劣化しても、摩耗粉の付着していない縦横ともに伸びが２０％以上の伸張紙を安定して製造できる。
【００１０】
そして、前記摩耗粉除去装置が軟質ロールに幅方向に摺接して回転し、摩耗粉を軟質ロール表面から除去するブラシロール、ブラシロールを洗浄するエアーノズル、及びブラシロールにより掻き落とされた摩耗粉を集める集塵ダクトから構成されたものであると、軟質ロールから発生する摩耗粉をブラシロールにより軟質ロール表面から残すことなく掻き落とし、ブラシロールに付着した摩耗粉をエアーノズルで洗浄して集塵ダクトに回収することができるので、処理する湿紙シートに転写する前に軟質ロールから発生する摩耗粉をより確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る伸張紙の製造方法を実施する最良の形態を説明する。図１は本発明に係る伸張紙の製造方法を実施する抄紙機の実施の形態の一例を示す概略構成図、図２は本例の収縮付与装置の軟質ロールに付設した摩耗粉除去装置の概略構成断面図である。
【００１２】
本例では、抄紙機の前工程で作られた湿紙シート１Ａをシリンダードライヤーからなる乾燥装置２で予備乾燥して水分を調整し、該水分調整した湿紙シート１Ｂを収縮付与装置３で所望の収縮を与え、収縮付与された湿紙シート１Ｃをシリンダードライヤーからなる乾燥装置４で乾燥させ、カレンダー５で平滑化処理して伸張紙１Ｄを得る。
【００１３】
収縮付与装置３は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロール６と、ロール周面が平坦な軟質ロール７とからなる一対のプレスロール８を備え、加圧下で前記硬質ロール６の周速度に対して前記軟質ロール７の周速度を遅く回転するように調整する周速度調整装置（図示せず）、硬質ロール６と軟質ロール７との線圧を調整する圧力調整装置（図示せず）を備えた構造になっている。そして、軟質ロール７には、湿紙シート１Ｂの前記収縮付与時に発生する軟質ロール７の摩耗粉９を除去する摩耗粉除去装置１０が取り付けられている。
【００１４】
この摩耗粉除去装置１０は、軟質ロール７幅方向に摺接し、軟質ロール７の回転方向と逆に回転して摩耗粉９を軟質ロール７の表面から掻き取るようにして除去するブラシロール１１と、このブラシロール１１にエアを吹き付けてブラシロール１１に付着した軟質ロール７の摩耗粉９を落として洗浄するエアーノズル１２と、ブラシロール１１により除去されエアーノズル１２から噴出するエアにより吹き飛ばされた前記摩耗粉９を集め回収する集塵ダクト１３から構成されている。
【００１５】
本発明に係る伸張紙の製造は次のようにして行う。
【００１６】
本発明における湿紙シート１Ａにあっては、使用する原料パルプには、環境問題背景とした廃棄物処理や環境負荷の問題から、天然パルプ１００％組成からなることが好ましい。天然パルプとしては、針葉樹または広葉樹の木材繊維、三椏、楮などの靱皮繊維、バガス、ケナフなどの非木材繊維、木綿繊維、古紙など通常の製紙原料が使用できるが、汎用性などから針葉樹または広葉樹の木材繊維が好適である。
【００１７】
本発明における抄紙機は、通常の長網多筒抄紙機、ツインワイヤー型抄紙機、丸網多筒抄紙機などの一般的な抄紙機が使用できるが、本発明の収縮付与装置３が湿紙シート１Ａの紙中水分を２０〜５０％、好ましくは３０〜４０％の範囲に調整できる乾燥装置２と紙中水分３〜１０％程度まで乾燥できる乾燥装置４の間に設置することができれば、特に限定するものではない。
【００１８】
前記の収縮付与装置３は圧力調整装置により硬質ロール６と軟質ロール７との線圧が調整され、そして、周速度調整装置により硬質ロール６の周速度に対して軟質ロール７の周速度が遅くなるように調整された一対のプレスロール８であって、ここに紙中水分２０〜５０％に乾燥装置２で調整した湿紙シート１Ｂを通紙する。ここで、湿紙シート１Ｂは硬質ロール６と軟質ロール７との周速度差で生じた剪断力の作用を受ける。これによって、湿紙シート１Ｂの縦方向は周速度差に相当する分の紙層が圧縮され縦収縮が付与される。一方、横方向は、周速度差による圧縮に伴って硬質ロール６の溝に紙層が押し込まれて横収縮が付与される。その後、収縮付与された湿紙シート１Ｃは乾燥装置４で紙中水分が３〜１０％程度となるまで乾燥する。これにより、坪量１００〜４００ｇ／ｍ２で、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に規定された引張り破断伸びが縦方向、横方向ともに２０％以上の伸びを有する伸張紙１Ｄを得ることができる。
【００１９】
高い伸び特性を有する伸張紙１Ｄを容易に製造するには、収縮付与装置３に通紙する湿紙シート１Ｂの水分が前述のように湿紙シート１Ｂの可塑性に影響する要素であると共に、また、軟質ロール７の摩擦や摩耗にも影響する重要な要素であり、本発明では、湿紙シート１Ｂの紙中水分は２０〜５０％に調整するのが好ましい。紙中水分が５０％より高いと摩擦力が低下して十分な収縮付与がなされず、逆に２０％より低いと湿紙シート１Ｂの可塑性が劣り収縮付与効果が低下してしまう。また、紙中水分が低いと軟質ロール７と湿紙シート１Ｂの摩擦力が増大することになり、軟質ロール７の表面摩耗が進行しやすくなるため、紙中水分を２０〜５０％の範囲に調整することが重要である。
【００２０】
前記軟質ロール７あっては、湿紙シート１Ｂとの間に収縮を付与するのに十分な剪断力を生じさせる摩擦力が得られる材質であって、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ポリサルファイドゴム、エピクロルヒドリンゴム等が使用できるが、その耐摩耗性は０．５ｃｃ以下、圧縮変形量が５％以上の材質であることが好ましい。耐摩耗性が０．５ｃｃを超えると収縮付与処理において軟質ロール７の摩耗が著しくなり、本発明における摩耗粉除去装置１０よっても摩耗粉９を除去することが困難である。また、圧縮変形量が５％未満では湿紙シート１Ｂに収縮を付与するに十分な剪断力が得られない。本発明において前記耐摩耗性はＪＩＳ  Ｋ  ７２０４に規定された摩耗試験方法による摩耗減量（ｃｃ）を、また、前記圧縮変形量はＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に規定された圧縮試験による圧縮歪み率（％）を表したものである。
【００２１】
前記摩耗粉除去装置１０は、前記の通り、軟質ロール７幅方向に摺接したブラシロール１１と、このブラシロール１１により軟質ロール７の摩耗粉９を落として洗浄するエアーノズル１２と、ブラシロール１１により除去された前記摩耗粉９を集め回収する集塵ダクト１３から構成されている。
【００２２】
前記ブラシロール１１の径は特に制限するものではないが、外径１００〜２５０ｍｍの範囲が装置を設置する上で適当である。また、ブラシロール１１のブラシ毛１１ａは摩耗粉を軟質ロール７の表面から効率よく除去し、かつ、軟質ロール７を損傷させない材質、太さ、長さのブラシ毛１１ａを用いれば良く、汎用の合成樹脂製繊維を２０〜４０ｍｍの長さでブラシ軸ロールの外面全体に植毛したブラシロール１１が好適である。なお、ブラシロール１１は、軟質ロール７の回転とは逆方向に回転数１００〜５００ｒｐｍで回転させるのが、軟質ロール７の表面に付着した摩耗粉９を除去するのに最適である。また、除去した摩耗粉９が飛散しないようにするには回転数を５００ｒｐｍ以下で運転するのが好ましい。
【００２３】
また、前記収縮付与装置３の硬質ロール６と軟質ロール７の加圧力、加圧時の接触面積、周速度差および硬質ロール６に設けられた溝の形状等は、硬質ロール６と軟質ロール７の間で発生する剪断力により湿紙シート１Ｂに収縮を付与するに重要な要素であるとともに、軟質ロール７の摩耗性を左右する要素でもある。
【００２４】
本発明の収縮付与装置３において、硬質ロール６に設けられた溝は、ロール幅方向に１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の間隔で、溝幅０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、溝深さ０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲で形成された形状であることが好ましい。
【００２５】
さらに、硬質ロール６と軟質ロール７の間の加圧は、線圧１０ｋｇ／ｃｍ以上１００ｋｇ／ｃｍ以下の範囲が好ましく、さらに好ましくは１０ｋｇ／ｃｍ以上７０ｋｇ／ｃｍ以下である。また、硬質ロール６と軟質ロール７の周速度差は、硬質ロール６の周速度を１とすると、軟質ロール７の周速度は０．６０以上０．７５以下の範囲で回転させることが望ましい。前記加圧下で、前記周速度差をもって回転する硬質ロール６と軟質ロール７の間に湿紙シート１Ｂを通紙することによって、湿紙シート１Ｂに収縮を付与するに必要十分な剪断力を生じさせることができる。線圧７０ｋｇ／ｃｍを超えて加圧することや軟質ロール６の周速度を硬質ロール５の周速度に対して０．６０未満で回転させることは、軟質ロール６の摩耗を早めてしまうことになる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。以下の実施例、比較例による伸張紙の特性を表に示す。
【００２７】
［実施例１］
原料パルプにカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）３００ｍｌまで叩解した汎用の針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を使用し、通常の多筒ドライヤー式長網抄紙機でワイヤー上の設定坪量を１５０ｇ／ｍ２として湿紙シート１Ａを抄紙した。収縮付与装置３は前段の乾燥装置２と後段の乾燥装置４の間に設置した。収縮付与装置３には、溝間隔１．２５ｍｍ、溝幅０．９ｍｍ、溝深さ０．６５ｍｍのＶ字型形状で円周方向に沿った溝をロール幅方向に設けたステンレス綱からなる直径５００ｍｍの硬質ロール６と耐摩耗性が０．３ｃｃ、圧縮変形量が８％のニトリルブタジエンゴムを外層３０ｍｍ厚さに被覆した直径５６０ｍｍの軟質ロール７とからなるプレスロール８である。
【００２８】
当該軟質ロール７には幅方向に摺接する直径２００ｍｍのブラシロール１１とブラシロール１１から摩耗粉９を除去するエアーノズル１２、さらに、除去した摩耗粉９を集める集塵ダクト１３からなる摩耗粉除去装置１０が設置されている。当該ブラシロール１１は太さ０．４ｍｍのポリプロピレン製繊維がブラシ毛１１ａの長さ４０ｍｍになるようブラシ軸ロール表面全体に植毛されており、軟質ロール７と反対方向に回転数２００ｒｐｍで回転している。
【００２９】
上記プレスロール８を構成する硬質ロール６と軟質ロール７の間に前段の乾燥装置２で紙中水分を３５％に調整した湿紙シート１Ｂを通紙し、線圧３０ｋｇ／ｃｍで加圧するとともに、軟質ロール７周速度を硬質ロール６の周速度に対して７０％の速度にして収縮付与した湿紙シート１Ｃを得た。その後、後段の乾燥装置４にて紙中水分が６％となるまで乾燥し、線圧２０ｋｇ／ｃｍのカレンダー５でカレンダー処理を施して坪量２００ｇ／ｍ２の伸張紙１Ｄを得た。
【００３０】
なお、軟質ロール７の耐摩耗性、圧縮変形量及び伸張紙の物性評価は以下の方法にて行った。
【００３１】
＜耐摩耗性＞  ＪＩＳ  Ｋ  ７２０４に規定された摩耗試験方法に準じ、軟質ロール素材試験片の摩耗減容量（ｃｃ）を測定した。
【００３２】
＜圧縮変形量＞  ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に規定された圧縮試験方法に準じ、断面積３０００ｍｍ２、厚さ１０ｍｍの軟質ロール素材試験片を毎分１０ｍｍの速度で加圧し、圧縮力０．５ＭＰａの時の圧縮歪み率（％）をもって変形量とした。
【００３３】
＜破断伸び＞  ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準拠して測定した。
【００３４】
＜シートに付着した摩耗粉＞  目視にて評価した。
【００３５】
［比較例１］
収縮処理された湿紙シート１Ｃが乾燥装置４を通過した後に摩耗粉除去装置１０を設置した以外は、実施例と同様にして坪量２００ｇ／ｍ２の伸張紙１Ｄを得た。
【００３６】
［比較例２］
収縮付与装置３の軟質ロール７に実施例のそれより耐摩耗性が０．１ｃｃと優れ、圧縮変形量が５％のニトリルブタジエンゴムを外層２５ｍｍ厚さに被覆した外径５５０ｍｍの軟質ロールを用い、摩耗粉除去装置を設置しなかった以外は、実施例と同様にして伸張紙１Ｄを得た。
【表１】
2005290589.tif 000003
【００３７】
実施例および比較例にて得られた伸張紙１Ｄは、いずれも目的である縦横の伸び特性が２０％以上である。しかしながら、軟質ロール７の摩耗性を向上させた比較例２においても、処理時間の経過とともに摩耗粉９の発生は避けられず、製品の外観を著しく損なってしまった。また、伸張紙基材表面に付着した摩耗粉９は、前述したように収縮処理で発生するマイクロクレープにより摩耗粉９が紙層内に食い込んでいるため、比較例１のように伸張紙の基材表面からは完全に除去できなかった。一方、本発明による実施例によれば、発生する摩耗粉９が収縮処理する湿紙シート１Ｂに転写するする前に除去でき、摩耗粉９が付着しない伸張紙が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る伸張紙の製造方法を実施する抄紙機の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】本例の収縮付与装置の軟質ロールに設置した摩耗粉除去装置の概略構成断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１Ａ  湿紙シート
１Ｂ  水分調整した湿紙シート
１Ｃ  収縮処理した湿紙シート
１Ｄ  伸張紙
２    乾燥装置
３    収縮付与装置
４    乾燥装置
５    カレンダー
６    硬質ロール
７    軟質ロール
８    プレスロール
９    摩耗粉
１０    摩耗粉除去装置
１１    ブラシロール
１１ａ  ブラシ毛
１２  エアーノズル
１３  集塵ダクト
【図１】
2005290589.tif 000004
【図２】
2005290589.tif 000005