JPH09195195A

JPH09195195A - 製紙用ドライパルプ

Info

Publication number: JPH09195195A
Application number: JP1074196A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Ono; 直孝大野; Isao Odaka; 功小高
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】寸法安定性に優れた製紙用ドライパルプと、
該製紙用ドライパルプを配合した寸法安定性に優れた紙
又は紙基材を提供する。【解決手段】湿潤状態で平均カールファクター３から
４のパルプを、パルプシートのプレス工程以降において
シートに一軸または二軸の引張力を加え、引張力の方向
に０.５％以上の伸びの歪みを与え、かつ、前記パルプ
シートの仕上がり水分を４重量％以下まで低下させるこ
とを特徴とする製紙用ドライパルプを製造し、該製紙用
ドライパルプを配合抄紙する事により、寸法安定性に優
れた紙又は紙基材を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寸法安定性に優れ
た紙を製造するために利用する製紙用ドライパルプに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷機・複写機をはじめとするハ
ードウェアの技術革新はめざましく、処理速度の高速化
や機構の小型化・複雑化により、紙の使用される環境は
従来以上に過酷となっている。そのため用紙に求められ
る品質も多岐にわたり、厳しさも日々増している。一般
上質および中質紙や書籍用紙、微塗工紙をはじめとする
塗工紙などの印刷用紙、あるいはＯＣＲ用紙、フォーム
用紙、感熱紙原紙、熱転写用紙やインクジェット用紙、
ＰＰＣ用紙などのいわゆる情報用紙、または紙以外の樹
脂フィルムや金属箔などを貼り合わせたり、液状樹脂を
含浸および塗布して複合材料的な特殊用途に使用される
加工原紙、電気絶縁紙などの工業用雑種紙においても、
水分変化や熱変化に対する寸法安定性は非常に重要な特
性であり、品質向上の為に製造および原料面から各種の
提案がなされている。

【０００３】製造面では操業条件の調整により、紙層中
におけるパルプ繊維の配向の異方性(縦方向と横方向の
差)を低くし、環境湿度の変化に伴う水分変化に対する
紙の寸法変化の異方性をなくす方法、紙の主方向（製造
時の進行方向）に対するパルプ繊維の配向方向のズレを
小さくし、適性な範囲内に維持することにより紙の捻れ
をなくす方法、紙の乾燥にヤンキードライヤーを用いて
乾燥に伴う横方向の収縮を抑制する方法、でき上がった
紙に対しては、シーズニングマシンを用いて乾湿の水分
履歴を与えて、乾燥時に紙内部に蓄えられていた歪みを
除去する方法などの対策が行われてきた。

【０００４】また、原料面からの対策としては、原料パ
ルプに弾性率が高く、水分に対する応答性のないガラス
繊維を混合して紙の寸法安定性を高める方法、結合性の
低い無機あるいは有機の顔料・填料を添加し、個々のパ
ルプ繊維の寸法変化が伝播しないようにする方法、使用
するパルプ繊維の形態を叩解処理により直線的形状に矯
正する方法、寸法変化の小さいパルプ繊維という点から
市販の製紙用ドライパルプを配合する方法など、数多く
の手段が考案され、現在まで試みられてきた。さらに近
年、配合する製紙用ドライパルプの繊維形態がシートの
寸法安定性にとってどのような効果を示すかを考慮し、
製紙用ドライパルプ製造時に繊維の形態を調整すること
を目的として、乾燥時に加えるパルプ繊維の軸方向への
引張力や、乾燥後のパルプ繊維の仕上がり水分を考慮し
た寸法安定性の良い製紙用ドライパルプ(文献：特開平0
7-292589号)が見出されたが、十分な寸法安定性が確保
されず、より効果の高い製紙用ドライパルプが必要であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は寸法安定性改
善効果の優れた製紙用ドライパルプを提供しようとする
ものである。また、本発明は該ドライパルプを配合する
ことにより、寸法安定性の優れた紙又は紙基材を提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明の発明者らは、
繊維ネットワーク構造を有するシート材料における寸法
安定性におよぼすパルプ繊維特性の影響について検討し
てきた。その結果、湿潤状態で平均カールファクターが
３から４になるまでニーダーにより前処理したパルプ繊
維を用いて、パルプシートのプレス工程以降においてシ
ートに一軸または二軸の引張力を加え、引張力の方向に
０.５％以上の伸びの歪みを与え、かつ、前記パルプシ
ートの仕上がり水分を４重量％以下まで低下させる方法
を行ったところ、従来方法より寸法安定性改善効果の優
れた製紙用ドライパルプを得られることができた。

【０００７】即ち本発明は、１．湿潤状態で平均カールファクター３から４のパルプ
を、パルプシートのプレス工程以降においてシートに一
軸または二軸の引張力を加え、引張力の方向に０.５％
以上の伸びの歪みを与え、かつ、前記パルプシートの仕
上がり水分を４重量％以下まで低下させることを特徴と
する製紙用ドライパルプ２．上記製紙用ドライパルプを１０から１００重量％配
合した紙又は紙基材である。

【０００８】本発明の特徴は、湿潤状態のパルプ繊維に
ニーダーで平均カールファクターが３から４まで前処理
を施した後、公知技術を用いてパルプシートを作成しプ
レス工程以降においてシートに一軸または二軸の引張力
を加え、引張力の方向に０.５％以上の伸びの歪みを与
え、かつ、前記パルプシートの仕上がり水分を４重量％
以下まで低下させることにより、従来方法の製紙用ドラ
イパルプよりも水分変化に対する寸法安定性改善効果を
高くすることができることにある。また、このドライパ
ルプを配合して抄紙することによって、寸法安定性の優
れた紙又は紙基材を提供する事ができることにある。

【０００９】

【発明の実施の形態】製紙用ドライパルプ製造時にニー
ダーによる前処理を行う時のパルプ濃度は１０〜３５重
量％、好ましくは２０〜３０重量％の範囲で、パルプ繊
維の切断が最少となる適当な条件を選択する。

【００１０】パルプシートの形状および形成法について
も特に制限はなく、手すきシートのようなバッチ処理で
も、一般的なパルプマシンのような連続処理でも良い。
また、引張力のかけ方についても特に制限しない。しか
しパルプマシンを用いて製造する場合は、ドローを調整
してマシン方向への引張力をパルプシートに加えること
が最も効果的な製造方法である。引張力をパルプ繊維の
セグメントに最も効果的に作用させ、製紙用ドライパル
プの繊維セグメントの直線性を増加させるためには、パ
ルプシート内のパルプ繊維のマシン方向への配列がより
顕著になるようなパルプシートの製造方法を選択するこ
とが望ましい。そのため、最もパルプ繊維の配向を強く
することが可能な円網マシンを使用して、パルプシート
を形成することが望ましい。

【００１１】乾燥によるシートの収縮を抑制することだ
けで、パルプシートには大きな乾燥応力が作用し、シー
ト中のパルプ繊維は軸方向に引っ張られ、直線的形態を
示すが、より大きな効果を発現させるためには、プレス
工程以降でのトータルドローを０．５％以上、より好ま
しくは２％以上にすることが望ましい。また、１５％以
上のトータルドローではより大きな効果が得られるが、
シートの坪量が低い場合や繊維長が短い場合などはシー
トが切れる可能性もあり、作業性の低下が起こるので好
ましくない。もちろん、作業性が確保される場合は、１
５％以上のトータルドローが望ましい。

【００１２】製紙用ドライパルプの含有水分については
４重量％以下、好ましくは２重量％以下まで低下させる
ことが望ましい。パルプ繊維のニーダーによる前処理の
目安としては、前処理後のパルプ繊維のカールファクタ
ーを３〜４まで低下させることが効果的である。

【００１３】繊維長の短い微細繊維は、上記のような効
果が発現しにくく、さらに乾燥に要するエネルギーは同
様に消費するので、製造コストの上昇をまねくため、可
能な限りかかる微細繊維を除去することが望ましい。

【００１４】本発明による寸法安定性に優れた製紙用ド
ライパルプの製造は、未晒パルプ、晒パルプの制限はな
く、いずれのパルプにも適用でき、また、針葉樹、広葉
樹の樹種による制限もない。さらに麻パルプ、リンター
パルプなどの非木材パルプにも適用できる。

【００１５】本発明の製紙用ドライパルプを配合使用す
る場合、配合率は１０〜１００重量％にする必要があ
る。しかし、パルプ繊維を一度乾燥させる事によって、
多量に配合して抄紙するとシートの強度低下などの悪影
響が現れる場合があるため、用途に合わせて配合量を選
択することが好ましい。また、製紙用ドライパルプの配
合量が１０重量％以下の場合は、寸法安定効果が小さい
ため、１０重量％以上の配合が望ましい。

【００１６】

【実施例】以下の実施例に、ニーダーによる前処理によ
り柔軟性を向上した後、パルプ繊維に引張力を加え、セ
グメントを直線的形態に保持した状態で含有水分を４重
量％以下まで低下させた製紙用ドライパルプを配合する
ことにより、環境湿度変化に対する寸法安定性の優れた
紙が得られることを具体的に説明するが、もちろん本発
明はこれに限定されるものではない。

【００１７】測定法「含有水分」パルプの含有水分は、１５０℃、３時間の
乾燥条件で乾燥したときのパルプ重量を絶乾重量と定義
して算出した。「ドローおよび伸び」乾燥時のドローおよび伸びの
「％」は、以下のように算出した。「％」＝（乾燥後の寸法−プレス工程前の寸法）／プレ
ス工程前の寸法「水分伸縮率の測定」水分伸縮率は以下のように定義す
る。２０℃で相対湿度を８０％〜２０％に変化させた場
合のシート水分１重量％変化当たりの寸法変化率とす
る。測定は相対湿度６５％で幅３０mmのサンプルをつか
み間隔１００mmで固定し、５ｇの荷重下で６５％→２０
％→６５％→８０％→６５％の湿度変化を１サイクルと
し、３サイクル目の寸法変化と水分変化を測定した。寸
法変化は差動トランス変位計を用いて０．０１mmの精度
で、水分変化は電子天秤を用いて０．００１ｇの精度で
測定した。「カールファクターの測定」カールファクターは以下の
ような方法で測定して規定した数値であり、パルプ繊維
の形状を示す値である。この値が大きくなると、パルプ
繊維はより直線的形状となり、反対に１に近づくにした
がって屈曲した形状となる。パルプ繊維のサンプリング
は、シート表面から透明な粘着テープにより剥離した。
剥離したパルプ繊維はテープと共にスライドグラスの上
に接着し、実体顕微鏡下で２０〜３０倍程度に拡大して
繊維形態を観察する。カールファクターは、パルプ繊維
を囲む長方形の内で短辺が最小となる長方形の長辺／短
辺（縦／横）比とした。したがって、測定原理上カール
ファクターの最小値は１である。このとき明らかに繊維
形状をしていないもの、レイセル、ベッセル、柔組織な
ど0.5mm以下の非常に短い繊維については測定から除外
した。また、測定値の精度を上げるために、カールファ
クターの測定は３００本以上の繊維について行い、平均
値を算出した。この縦／横比の測定は、手作業で行うこ
とも可能であるが、市販の画像解析装置（例えば、
（株）ニレコ社製ルーゼックス（III）など）を用いる
ことも可能である。

【００１８】

【実施例１】未叩解の針葉樹晒クラフトパルプ(ＮＢＫ
Ｐ)を、パルプ濃度２０重量％に湿潤した状態で双腕式
ニーダー(４５ｒｐｍ)で５分間前処理した。処理したパ
ルプより絶乾坪量１５０ｇ／ｍ²のパルプマットを形成
後プレス脱水を行い、水分約６０重量％、縦250mm、横
１００mmのウェットシートを形成した。シートの乾燥
は、クランプのスパン調整が可能な一軸拘束の装置を用
いて、ウェットシートに２％の伸びの歪みを加えて固定
し、１５０℃、３時間のドライ処理を行った。作成した
製紙用ドライパルプは、常法に準じて絶乾坪量６０ｇ／
ｍ²、シート密度０.４ｇ／ｃｍ³の試験用手抄きシート
とした。試験用手抄きシートの乾燥は、ウェットシート
の両面にろ紙をあてた状態で常法に準じて行った。以降
実施例および比較例で作成した手抄きシートは、同様の
方法で乾燥した。

【００１９】

【実施例２】未叩解の広葉樹晒クラフトパルプ(ＬＢＫ
Ｐ)を用いて実施例１と同様にドライパルプを作成し、
試験用手抄きシートを作成した。

【００２０】

【比較例１】未叩解の針葉樹晒クラフトパルプ(ＮＢＫ
Ｐ)を用いて、ニーダーによる前処理を行わず、それ以
外は実施例１と同様にドライパルプを作成し、試験用手
抄きシートを作成した。

【００２１】

【比較例２】未叩解の広葉樹晒クラフトパルプ(ＬＢＫ
Ｐ)を用いて、ニーダーによる前処理を行わず、それ以
外は実施例１と同様にドライパルプを作成し、試験用手
抄きシートを作成した。

【００２２】実施例１、２と比較例１、２について乾燥
前カールファクターとシートの水分伸縮率を測定した。
測定結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、ニーダーによる
前処理を行った本発明のドライパルプは、比較例よりシ
ートの寸法安定性改善効果が優れている。

【００２５】

【実施例３】実施例１で作成したドライパルプにＮＢＫ
Ｐ未乾燥・未叩解パルプを５０重量％配合し、実施例１
同様に試験用手抄きシートを作成した。

【００２６】

【実施例４】実施例１で作成したドライパルプにＮＢＫ
Ｐ未乾燥・未叩解パルプを１０重量％配合し、実施例１
同様に試験用手抄きシートを作成した。

【００２７】

【比較例３】実施例１で作成したドライパルプにＮＢＫ
Ｐ未乾燥・未叩解パルプを３重量％配合し、実施例１同
様に試験用手抄きシートを作成した。ＮＢＫＰ未乾燥・
未叩解パルプのみで、実施例１同様に試験用手抄きシー
トを作成した。

【００２８】実施１、３、４と比較例３について水分伸
縮率を測定した。測定結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２より明らかなように、実施例１、３、
４が比較例３より優れている。

【００３１】

【発明の効果】本発明にかかる製紙用ドライパルプは、
水分変化に対する寸法安定性改善効果が良好であり、本
パルプを配合した紙又は紙基材は寸法安定性に優れ、実
用上きわめて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湿潤状態で平均カールファクター３から４
のパルプを、パルプシートのプレス工程以降においてシ
ートに一軸または二軸の引張力を加え、引張力の方向に
０.５％以上の伸びの歪みを与え、かつ、前記パルプシ
ートの仕上がり水分を４重量％以下まで低下させること
を特徴とする製紙用ドライパルプ。
【請求項２】請求項１記載の製紙用ドライパルプを１０
〜１００重量％配合した紙又は紙基材。