(57)【要約】紙若しくは板紙の表面サイズされるウェブを製造する方法が開示され、本方法は、少なくともウェブの一の面に水溶性のサイズの完成紙料を塗布するステップを含む。本発明では、塗布されるサイズの完成紙料の固体含有率が少なくとも１５％であり、サイズ完成紙料は、ウェブに塗布される水溶性のサイズ完成紙料として、最大５ｇ／ｍ２よりも大きくない量だけウェブの一の面に塗布される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともウェブの一の表面に、固体含有率が少なくとも１５％である水溶性のサイズの完成紙料を塗布するステップを含む、紙若しくは板紙の表面サイズされるウェブを製造する方法であって、
前記サイズ完成紙料が、ウェブに塗布される水溶性のサイズ完成紙料として、５ｇ／ｍ２よりも大きくない量だけウェブの一の表面に塗布されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記サイズ完成紙料の固体含有率が１５から４０％であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記サイズ完成紙料がフィルム転写プレスにより少なくともウェブの一の表面に塗布されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記サイズ完成紙料がフィルム転写プレスによりウェブの両面に塗布され、これにより、ウェブに塗布されるサイズ完成紙料の全体量が１０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記サイズ完成紙料がスプレイアプリケータ若しくはＭＩＫＲＯＪＥＴアプリケータによりウェブに塗布されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項６】
前記ウェブが、サイズ浸透を保証すべく、サイズ塗布部の下流のニップでプレス処理を受けることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ウェブへのサイズ浸透が、プレスニップからのアプリケータ装置のマシン方向の距離を調整することによって制御されることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ウェブに付着されるサイズ完成紙料の重量プロファイルが、ウェブのクロス方向で少なくとも計測され、アプリケータ装置が前記計測結果に基づいて調整されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
塗布される前記サイズ完成紙料が蒸煮スターチを含むことを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、サイズ処理される紙若しくは板紙を製造するための請求項1の冒頭部による方法に関する。この種の製品において、目標は、ウェブを表面サイズすることによってウェブ強度を改善することである。一般的に、サイズの主要分はスターチ（澱粉）であり、サイジングは、サイズ処理されたウェブの表面強度のような品質を実質的に改善することができ、そのダスチング性を減少させ、曲げ剛性を増加させる。
【０００２】
上質紙グレード、波形板紙の直線ウェブ及び溝切品の処理におけるサイジングは、最終製品の強度特性を実質的にコントロールするこれらの製品の製造における重要なステップを形成する。一般的に、サイズは、ウェブ表面に塗布され、多層製品の製造への関心の増加により、製品のコア内の中間層にも塗布される。上質印刷紙では、サイズの機能は、製品により高い表面強度を付与することによって紙ウェブ表面の印刷品質を改善し、例えば、印刷処理の応力下での良好な耐久性を実現し、複写機で使用された際のダスチング性を低減させる。一般的には、異なる種のスターチが、多様な添加剤が付与された状態で、サイズとして使用される。しかし、本発明は如何なる特定のサイズ成分に制限されることは無いので、サイズは、処理されるベースウェブ内に少なくとも部分的に吸収可能で、ベースウェブの強度を改善するために役立つあらゆる成分を称するものとして本明細書中では理解されるべきである。
【０００３】
広義の表面サイジングは、紙及び板紙ウェブの強度を改善させるのに役立つ処理を意味する。ウェブ処理剤は、従来的には、水溶性の完成紙料内に懸濁されるスターチであり、蒸煮処理により粘着性が得られる。ある程度、本分野では、蒸煮や種々のラテックスを必要としない特殊グレードのスターチが使用される。サイズの機能は、処理されている表面に浸透して、ウェブ表面の繊維をより強いマトリックス状に結合させることである。しかし、処理されているウェブの表面は、粘着性を呈さない場合があり、また、表面サイジングは、相互に多層化されたウェブの複数層を接着結合させることを目的としては使用されない。紙グレードにおける表面サイジングの最も重要な用途は、サイズが紙片上の毛細管作用によるインクの広がりを防止することで、印刷の品質を改善することであり、また、紙片の表面荒れ性を低減することである。更に、紙ウェブの強度特性が改善される。板紙グレードでは、表面サイジングの最も重要な目的は、ウェブ強度を改善することである。それ故に、強度特性を最大化するために高強度板紙グレードで最大限の大量のサイズを使用することが慣行になっている。
【０００４】
しかし、処理される表面上に別の層を作成することは、表面サイジングの目的でなく、むしろ、サイズは、ベースウェブに浸透して表面層繊維を均一な層に結合させるべきものである。それ故に、サイズの固体含有率は、一般的に低く保たれる。高い固体含有率のサイズ完成紙料の使用を制限するその他の要因は、固体含有率が増大された場合のスターチサイズの困難な扱い及びその貧弱な流動性による。明白であるが、表面サイジングは、ウェブ表面上に別個の層を形成することを目的とするコーティング及び他の処理から区別される技術である。表面サイジングは、被覆顔料の使用に関連しないので、顔料を含む完成紙料の塗布は、コーティング及び組み合せ処理の技術として称されるべきである。
【０００５】
従来的には、サイズは、非常に低い固体含有率の水溶性完成紙料としてウェブに塗布される。上質紙や板紙を作成するために使用されるマシンの効率改善における主要な複雑性は、サイズ完成紙料と共にウェブに移送される水の限られた脱水性であると思われる。実際には、生産ラインにおける紙若しくは板紙製品を作成するために使用される繊維完成紙料の乾燥は、ペーパーミルの全体エネルギ予算の主要部を構成する。限られた量の水しか単一のドライヤにより移動ウェブから取り除くことができないので、連続したドライヤユニットの数を、増大するウェブ速度に比例して増加させなければならない。例えばドライヤシリンダのような、より大きな数の乾燥装置は、紙作成装置の長さ、特にその価格を激的に増加させ、これにより、板紙若しくは上質紙グレードを作成するための新しい高速ラインが上昇して、投資決定が阻害される。一方、既存の機械のウェブ速度は、最大走行速度及びそれに伴う潜在的生産能力を制限する利用可能な乾燥能力によって制限される。
【０００６】
本発明の目的は、サイズ処理される紙若しくは板紙の製造に必要される乾燥能力を減少させることができ、従って、投資コストを低減する可能性を提供し、同時に、紙作成ラインの長さを低減することができる方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の目標は、最終製品に良好な強度特性を付与するような態様で、高固体サイズ完成紙料を使用すること及び／又は少量のサイズを塗布することで達成される。
【０００８】
より具体的には、本発明による方法は、請求項1の特徴部により特徴付けられる。
【０００９】
本発明は、相当な効果を奏する。
【００１０】
本発明は、紙及び板紙を作成するために使用される新しい機械構成の全長を有意に低減することを可能とする。かかるマシン長及びマシン構成部品の数の低減は、投資コストの大幅な低減をもたらす。従来のサイズ完成紙料で使用されるものよりも高い固体含有率を有するサイズ完成紙料を用いてサイジングを実行することによって、プレス部後のウェブに移される水の量が少なくなり、従って、後乾燥の必要性が、サイジングがプレス部の後流側でのみ行われるサイズ塗布方法に比して大幅に低減され、また、市場での最終製品の競争力が増大する。
【００１１】
サイズは、フィルム転写プレス、若しくは、代替的に、ウェブ表面への直接的な塗布を用いて塗布されてよく、また、追加的に、必要な場合、ロール、拡張ニッププレスロール若しくはベルトプレスによりウェブ内へのサイズの十分な浸透を保証する。この種の構成は、完全サイズフィム転写プレスよりも相当に複雑さが低減される。一方、フィルム転写プレスは、本分野で長年使用されており、従って、異なる走行条件の下で良好な制御性及び実績のある機能性を有する。更に、フィルム転写プレスは、ウェブの両面を同時に処理することが可能であり、このことは、両面サイジングにおいて、フィルム転写プレスのコストが、プレスニップを備える２つのサイズアプリケータの組み合せによる全体コストと略等しいことを意味する。本発明の実現に必要とされる装置は、簡易で、既存の設備に適合されるときにも少ない面積しか占有しないので、最小の投資コストで動作設備の生産能力を改善するための新規なアプローチが提供される。ウェブの湿潤がより少ないので、抄紙機及び板紙抄紙機の走行性が、ウェブのより大きな強度により改善される。
【００１２】
本発明は、ドライヤの下流地点でのウェブの片面若しくは両面サイジングで使用されてよい。しかし、最も効果的には、本方法は、サイズの全体量の一部が、例えばヘッドボックス内のストックに、サイズ完成紙料を添加することによってウェブに塗布され、及び／又は、プレス部で濡れたウェブに塗布される表面サイズとして塗布されるサイジング技術と組み合せで使用される。
【００１３】
次に、本発明は、模範的な実施例を用いてより詳細に説明される。
【００１４】
従来的には、紙及び板紙の表面サイジングは、非常に低い固体含有率のサイズ完成紙料を用いて実行され、非常に大量の完成紙料がウェブに塗布される。完成紙料の固体含有率は、一般的に略１０％より小さく、フィルム転写塗布でのサイズの塗布量は、１０から２０ｇ／ｍ２であり、ポンド塗布では８０ｇ／ｍ２ほど高くなりうる。この要領の主要な成分は水であるので、表面サイジングは、高いドライヤ能力を必要としうる。本発明によれば、ウェブに塗布されるサイズ完成紙料は、少なくとも１５％の固体含有率を有し、効果的には１５から４０％の固体含有率を有する。より高い固体含有率も、本分野で現在使用されているサイズ調合装置がかかる高い固体含有率を作成するのに必ずしも適しておらず、更に全ての塗布装置がかかる完成紙料を扱うのに適合できるわけでないという制約があるが、考えられ得る。
【００１５】
ウェブ表面に塗布されるサイズの固体含有率が所与の値付近に留まることが望まれる場合、塗布されるサイズ完成紙料の量、即ちフィルム転写アプリケータにより転写されるフィルム厚さは、減少されなければならない。効果的には、ウェブに塗布されるサイズの量は、５ｇ／ｍ２より大きくあるべきでなく、これにより、また、サイズによりウェブに移される過剰な水の量が単位平方メートル当たり数グラムだけとなる。かかる少量の水は、ウェブから容易に取り除くことができる。知られているように、フィルム転写アプリケータは、非常に薄い層を付与するのために採用できる。従って、この装置は、本発明を実行するのに最も適切である。サイズ完成紙料のより高い固体がウェブ内へのサイズ浸透を低減させうるので、フィルム転写アプリケータのニップ圧が、ウェブ内への十分な深さのサイズ浸透を保証すべく、利用されることができる。ニップ圧は、必要に応じて調整されてよい。
【００１６】
フィルム転写プレスの代わりに、他の幾つかの塗布方法及びサイジング技術が使用されてもよく、これにより、サイジングは、ロールニッププレス、拡張ニッププレス若しくはベルトプレスでのプレスが後続される。ここで、本発明での使用に好適なアプリケータ装置は、スプレイアプリケータ及びＭＩＫＲＯＪＥＴアプリケータであり、双方とも円滑で低重量の層を塗布することができる。ＭＩＫＲＯＪＥＴアプリケータの構造は、特許公報ＷＯ０１／０２０９８に記載され、多数の小さな穴を備えるプレートを含み、当該穴を介して塗布されるべき完成紙料が送り出される。この装置は、クロス方向で均一な塗布を実現し、非常に少量のサイズ若しくは他のウェブ処理剤の制御された塗布のために使用されてもよい。ウェブの直近に搭載される装置の支持部材は、小さな断面のみしか有さないビームであるので、ＭＩＫＲＯＪＥＴアプリケータは、紙作成装置上の所望位置に容易に適合されうる。ウェブ内へのサイズ浸透を制御する更なる一技術は、プレスニップからのアプリケータ装置のマシン方向の距離を調整することである。
【００１７】
本発明は、非常に少量の塗布される完成紙料を用いたサイジングを利用するので、塗布量の変動が許容されないことが極めて重要である。フィルム転写アプリケータでは、サイズプロファイル及び塗布されるサイズの量は、転写ロールの表面上に形成されるフィルムを平滑化及び計量化するドクター部材によって制御される。サイズの計量された量は、ドクター装置の荷重に基づいて制御され、一方、クロス方向プロファイルは、ドクター部材に作用する負荷スクリューにより設定される。かかる制御システムを実現するため、ウェブに付着する実際のサイズの量に関する情報が必要とされる。水成分を備えるサイズ完成紙料は、ウェブに吸収されるので、サイズ重量は、例えば従来の被覆重量測定装置を用いて直接的には検出できない。しかし、サイズプロファイルは、ウェブの水分含有率を測定することによって測定されてよい。このため、ウェブの水分含有率は、サイズ塗布前に計測されなければならず、その後、これにより、追加された水の量が、これらの計測結果の差から推定でき、一方、ウェブに付着したサイズ固体は、サイズ完成紙料の固体含有率から計算されることができる。塗布されたサイズの量を計測する代替技術は、ロール表面上に計量供給されるサイズフィルム内の放射線の減衰を同時に検出する赤外線照射にアプリケータロールを晒すことである。これらの測定結果の補助により、ドクターバー若しくはブレードの荷重を制御することが可能である。明らかであるが、プロファイル制御システムは、他種のアプリケータがフィルム転写プレスに代わって使用される場合、使用されるアプリケータ装置と互換性があるように構成されなければならない。しかしながら、採用される計測及び制御構成は、上述と同様である。同一の測定結果は、クロス方向及びマシン方向の双方のプロファイル制御のために使用されてよく、これにより、統合されたサイズ重量制御が得られる。
【００１８】
高固体サイズ完成紙料の使用及びそれに伴う塗布サイズの量の低減から得られる最大の利点は、サイズが乾燥ウェブに塗布されるときに達成され、この意味するところは、抄紙機及び板紙抄紙機において、表面サイジングがドライヤ部の下流側に構成されることである。この際、サイジング後の後乾燥は、最小限の乾燥能力しか必要とせず、ポストドライヤユニットは、短くされることができ、低コストで実現されることができる。
【国際公開パンフレット】
2004533563.tif 000002
2004533563.tif 000003
2004533563.tif 000004
2004533563.tif 000005
2004533563.tif 000006
2004533563.tif 000007
2004533563.tif 000008
2004533563.tif 000009
2004533563.tif 000010
2004533563.tif 000011
2004533563.tif 000012
2004533563.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月18日(2003.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともウェブの一の表面に、固体含有率が少なくとも１５％である水溶性のサイズの完成紙料を、ウェブに塗布される水溶性のサイズ完成紙料として、５ｇ／ｍ２よりも大きくない量だけ塗布するステップを含む、紙若しくは板紙の表面サイズされるウェブを製造する方法であって、
前記サイズ完成紙料が前記ウェブの表面内にプレスされることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記サイズ完成紙料の固体含有率が１５から４０％であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記サイズ完成紙料がフィルム転写プレスにより少なくともウェブの一の表面に塗布されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記サイズ完成紙料がフィルム転写プレスによりウェブの両面に塗布され、これにより、ウェブに塗布されるサイズ完成紙料の全体量が１０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記サイズ完成紙料がスプレイアプリケータ若しくはＭＩＫＲＯＪＥＴアプリケータによりウェブに塗布されることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項６】
前記ウェブが、サイズ浸透を保証すべく、サイズ塗布部の下流のニップでプレス処理を受けることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ウェブへのサイズ浸透が、プレスニップからのアプリケータ装置のマシン方向の距離を調整することによって制御されることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ウェブに付着されるサイズ完成紙料の重量プロファイルが、ウェブのクロス方向で少なくとも計測され、アプリケータ装置が前記計測結果に基づいて調整されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
塗布される前記サイズ完成紙料が蒸煮スターチを含むことを特徴とする、請求項１乃至８の何れかに記載の方法。
【国際調査報告】
2004533563.tif 000014
2004533563.tif 000015
2004533563.tif 000016