JPH0360960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はかさ高い紙の製法に関する。さらに詳
しくは製紙結合形成状態にある繊維、すなわち通
常の様式で水和されたリグノセルロース繊維のご
とく繊維間結合形成能力を有する繊維と、ウエブ
が形成される直前に導入され繊維が離解された
（defibered）状態にある乾燥繊維（いわゆるフラ
ツフ（fluff））とを用いることを特徴とするかさ
高い紙の製法および装置に関する。 現在かさ高い紙（high bulk paper）は10年以
上前に発展した通気（through−air）乾燥法を用
いて商業的に製造されている。かかる主題につい
ての最初の特許の１つはサンフオード
（Sanford）らのもの（1967年１月31日に発行さ
れプロクター アンド ギヤンブル社に譲渡され
た米国特許第3301746号明細書）であり、つづい
てシヨー（Shaw）のもの（1974年６月28日に発
行されスコツト ペーパー社に譲渡された米国特
許第3821068号明細書）を含む数件の特許が出願
された。 前記通気乾燥では抄紙ワイヤ上または圧搾部に
おいて形成したペーパーウエブに該紙が本質的に
乾燥する時間まで圧搾力を適用することを回避す
ることによつてリグノセルロース繊維のかさ高い
ウエブを製造することができるが、そのときえら
れた枚葉紙の移動および圧搾に用いられる前記圧
搾力はかさ高さを実質的に損失することなく適用
しうるものである。ついでウエブは従来のヤンキ
ー乾燥機上でさらに乾燥され、クレープされる。 一般に通気乾燥では比較的低強度の枚葉紙がえ
られ、多くの商業的製法は製品を強化するために
用いられる方法において主として異なつている。
強化のためには天然の繊維間結合力に頼ることを
主張する人々と選択的濃度または粘着性の結合系
を使用する人々とがいる。 さらに通気乾燥によらないかさ高い紙の他の製
法もまた提案され用いられている。そのような製
法例を以下にあげる。 ガトワード（Gatward）らは米国特許第
3716449号明細書（1973年２月13日発行されウイ
ギンズテイープ リサーチ アンド デイベロツ
プメント（Wiggins Teape Research and
Development）に譲渡された）にチキソトロピ
ツクな形状からのペーパーウエブの形成を記載し
ており、取り込まれた空気が繊維間の接触を制限
することによりかさ高さを増大させると記載して
いる。 リーザス（Lesas）は米国特許第4204054号明
細書（ベギン セイ（Beghin−Say）に譲渡）
に、化学的に交叉結合された繊維および交叉結合
していない繊維の混合物を含有する支給材料から
かさ高い紙を製造する方法を記載している。交叉
結合せしめることにより繊維間結合の形成が妨害
され、通気乾燥機をもたない製紙機械でかさ高い
紙を製造することができる。かかる交叉結合を達
成するための処理はリーザスの米国特許第
4113936号明細書に記載されている。 バナーデイン（Bernardin）の米国特許第
3455778号明細書（キムバリイ クラーク コー
ポレーシヨン（Kimberly−Clark Corp.）に譲
渡）においてもまた化学的に交叉結合された木材
繊維と通常の製紙用繊維との混合物が用いられて
いる。 シヨーの米国特許第3819470号明細書（スコツ
ト ペーパー社に譲渡）には繊維がかさ高い紙を
生産しうるように通常の繊維−繊維結合力を減少
せしめるために適用される他の化学的方法が記載
されている。 バツク（Back）らのカナダ特許第1048324号明
細書（クラウン ゼラバツク コーポレーシヨン
（Crown Zellerbach Corp.）に譲渡）では実質的
に従来の方法で巻込むことのできる繊維を製造す
るためのパルプの特別な機械的前処理に関して記
載されている。えられた繊維はかさ高い紙を製造
する間従来の製紙システムに用いられうる。 ナツトール（Nuttall）の米国特許第4344818号
明細書（キムバリー クラーク コーポレーシヨ
ンに譲渡）には湿潤した繊維の２つの外層が好ま
しくは乾燥した繊維の中心層によつて分離されて
いるかさ高いテイシユーを製造する多層方法が記
載されている。二者択一的に中心層のための繊維
はヘツドボツクスから出る少し前に水系媒体と混
合されることにより水中に懸濁されてもよい。 上記方法の主目的は全て生理用品などの生産に
用いられる柔らかく、かさ高い、高吸収性の紙を
製造することである。 それとは逆に、与えられた基準重量に対してか
さ高いテイシユーのほとんどが通常のテイシユー
よりも単位引張強度が低い。それにもかかわら
ず、かさ高いこと、柔らかいことおよび吸収性の
よいことなどの重要な特徴が付加されていること
で消費者には好評である。さらに、枚葉紙がかさ
高い（低密度である）ため、テイシユーの与えら
れた区域（およびテイシユーの与えられた容積ま
たはロールの半径）がより少ないトン数の原材料
（繊維）から作製されうるので生産経済性がよい。 通気乾燥を使用するかさ高い紙の製造に現在商
業的に用いられている方法の重大な欠点は、従来
の水の圧搾除去に比べて熱風乾燥による水の除去
達成に過大量のエネルギーが必要なことである。 通気乾燥機はまた多大の資本の投資を必要と
し、かつペーパーウエブの移動速度に限界を付与
する。 化学的脱結合剤、繊維の化学的前処理または機
械的前処理を使用する好ましい製法においてはあ
る状態下で、ペーパーウエブが大部分の水を除去
するために圧搾されたときであつてもかさ高いテ
イシユーを製造することができ、したがつてかか
る製法は通気乾燥機を必要としない。しかしなが
らかかる製法が広く採用されているという事実は
ない。その理由はたぶん化学品および装置への資
本の投入、環境保全および健康への留意によるも
のまたは通気乾燥によつてえられる結果と比較し
うるような結果がえられないためである。 本発明者は叙上の実情に鑑み、通気乾燥および
繊維の特別な化学的または機械的前処理のいずれ
をも行なうことなしに、従来法によつてえられる
かさ高い紙と比べて遜色のない低密度および高度
の柔軟性など所望の特性を有するかさ高い紙を製
造する方法を開発することを目的として鋭意研究
を重ねた結果、ヘツドボツクスを有する製紙機に
よつて、本質的にリグノセルロース繊維よりなる
製紙原料繊維が実質的に湿潤している水系スラリ
ーを多数の孔を有する表面に接触させてウエブを
形成させ、ついで該ウエブを圧搾、乾燥そしてク
レープ処理してかさ高い紙または多層紙のかさ高
い紙層を製造する方法において、完全に湿潤する
と繊維間に結合を形成する能力を有するタイプの
リグノセルロース繊維より本質的になる乾燥繊維
をウエブの形成前に前記原料スラリー中に導入す
る工程を含み、該乾燥繊維の導入位置を、導入工
程で原料スラリーに加えられた乾燥繊維が製紙機
の操作速度を少なくとも700ｍ／分としたばあい
水との接触時間が45分間未満であるがゆえに不完
全にしか湿潤されていない状態でウエブに取り込
まれるように設定することを特徴とするかさ高い
紙または多層紙のかさ高い紙層の製法が、ウエブ
から湿気を除去するための大量のエネルギー費用
をかけることなく、かさ高く、柔らかで吸収性に
優れた紙製品を製造しうることを見出し、本発明
を完成するにいたつた。本発明の方法においては
主な水の除去に従来の圧搾が用いられる。 本発明の方法はリグノセルロース繊維の基本的
性質または挙動を利用している。リグノセルロー
ス繊維は、乾燥状態または実質的に乾燥した状態
（固形分70〜100％）および全く反対に完全に湿潤
した水和状態（固形分35〜45％）において硬く、
伸縮性および弾力性がある。製紙用繊維を水和す
ることは繊維の細胞壁を湿潤せしめて繊維を柔ら
かくし、繊維間に製紙水素結合を生じるように適
合せしめる従来の製紙法において最も基本となる
操作である。一般にパルプ化（pulping）工程お
よび湿式精砕工程は繊維を水和する工程段階であ
り、それによつて繊維は繊維間結合を形成しやす
くなる。ついで圧搾工程において圧搾力がペーパ
ーウエブから水を除去するために製紙用繊維上に
働き、繊維同士を互いに接近せしめる。ついで繊
維は隣接繊維との間の水層のメニスカスがへこ
む、いわゆるキヤンベル（Campbell）力によつ
て製紙水素結合が形成されるときまでその位置に
残る。本明細書中において「乾燥繊維」という用
語は固形分を70％を超えて有する繊維を記述する
ために用いられ、「水和した」という用語は製紙
結合形成状態にある繊維となるのに充分湿潤した
リグノセルロース繊維に用いられる。上記固形分
含有量を示す数字は繊維壁の固形分含有量を指
し、繊維の乾燥の程度（数値が大きくなれば乾燥
していることになる）を表わす指標とされてい
る。なお、固形分含有量は当業者が周知の方法で
測定される。 既述したごとく、乾燥状態または実質的に乾燥
した状態ではリグノセルロース繊維は硬く、伸縮
性および弾力性があり、圧搾されると一部分だけ
互いに順応する。圧力が除去されるとそれらは直
ちに部分的に原型を回復し、近くの繊維との近接
関係がなくなる。かかる状態では製紙結合は前記
キヤンベル力によつて効果的に形成されず、した
がつてこれらの繊維は比較的低い結合形成能力を
有することとなる。 本発明において用いられる乾燥繊維は繊維が離
解された状態にあり、たとえば乾式繊維離解法に
よつて乾燥パルプから作製されるが、かかる方法
は製紙に普通用いられる湿式繊維離解法とは対照
的である。乾燥繊維はたとえば化学的に修正され
ていないリグノセルロース繊維のように完全に湿
潤すると繊維間に結合力を有するタイプのもので
あるが、水との接触時間が短いためにウエブを圧
搾し乾燥する間に完全には湿潤しないで残るよう
な最初乾燥していた繊維が該ウエブに部分的に取
込まれる。そのようにしてウエブは、通常の適正
な結合形成状態にある繊維部分とより乾燥して比
較的低い結合形式能力を有し伸縮性および弾力性
のある状態にある繊維部分とを含む。本発明では
繊維の水との接触時間が短いために繊維のいかな
る特別な化学的または機械的前処理をも必要とし
ない。水分が従来通りの圧搾で除去され、ついで
ヤンキー乾燥機上で従来通りに乾燥されクレープ
される。圧搾および乾燥中、ただ繊維部分におい
てのみ繊維間製紙結合が生じやすくなるので、生
成した紙は柔らかく吸収性のよい密度の低いもの
となる。 えられる紙の密度は6.45cm²の鉄床区域において
42.2ｇ／cm²の圧力下、カリパーゲージ（caliper
gauge）による測定で0.06〜0.20ｇ／cm³である。
したがつてかかる方法でえられる紙としては0.06
〜0.20ｇ／cm³の密度を有するかさ高い紙であつ
て、紙に形成される前に完全に湿潤され、湿潤し
ている間に圧搾された繊維に特徴的な潰れた状態
にある繊維（前記のごとく完全に湿潤した繊維は
圧搾されるとキヤンベル力により回復困難な結合
が繊維間に生じ、いわゆる潰れた状態になる）が
存在すること、および化学的に修飾されておらず
比較的潰れていない繊維（湿潤が進んでいない乾
燥繊維のばあい圧搾力が解除されると原型を回復
でき、前記の潰れた状態となる部分が比較的少な
い）が前記潰れた繊維間に散在して存在し、紙の
かさを高めるのに寄与していることを特徴とする
かさ高い紙である。 ウエブが形成する直前に支給材料中に乾燥繊維
を導入することで、乾燥がほとんど有効でなく乾
燥速度の遅い、いわゆる減率乾燥領域にある全て
の繊維を乾燥するという必要性がなくなる。 本発明の製法を実施するための装置としては、
製紙結合形成状態にある繊維のスラリーを小孔を
有する表面上に、該表面が移動するウエブを形成
するために移動するあいだに沈着せしめうるヘツ
ドボツクス、ウエブから水を除去するためにウエ
ブを圧搾する手段、乾燥繊維を製造するために乾
燥パルプの繊維を離解する手段およびえられた乾
燥繊維を化学的な修正なしに前記結合形成状態の
繊維と共に散在せしめるためにウエブが形成する
直前にスラリー中に導入する手段を有し、前記繊
維を離解する手段によつて製造された繊維がその
水との接触時間が短いためウエブが形成され圧搾
される間も完全には湿潤しないで残つた状態で前
記ウエブ中に取込まれるのに充分な速度で作動す
るかさ高い紙を製造する装置が用いられる。 前記装置は従来のシリンダー、フオルドリニア
マシンまたはツインワイヤマシンにただフラツフ
（乾燥繊維）製造ユニツトおよび乾燥繊維送出し
流量調節ユニツトを追加するだけで本発明の製法
を実施するために修正することができる。かかる
抄紙機は単チヤンネルヘツドボツクスまたは多層
紙を製造するように設計された多チヤンネルヘツ
ドボツクスを有してもよい。２チヤンネルマシン
のばあい、フラツフ製造ユニツトはただそのうち
のどちらか一方のチヤンネルと連結されて多重テ
イシユー製品（２重、３重またはそれ以上）の外
側にくる紙の柔らかさおよび吸収性を改良するた
めに使用されてよい。３チヤンネルヘツドボツク
スのばあい、シートの表面層を製造する２つのチ
ヤンネルがフラツフを受取るチヤンネルであつて
よい。したがつて本発明はかさ高い紙を製造する
ためにもまたは多層紙を製造するためにも等しく
適用されうる。乾燥繊維を送出すシステムはヘツ
ドボツクス近くの抄紙機上を適正な場所において
繊維を送出す。好ましい場所としてはフアンポン
プの吸込入口である。二者択一的に乾燥繊維は水
でスラリーとされ、ただちにフアンポンプの吸込
入口に流量調節されて送込まれてもよい。 乾燥繊維またはいわゆるフラツフは、たとえば
おしめ、生理用ナプキンおよびアンダーパツドの
ようなリグノセルロースのフラツフが吸収媒体と
して用いられている製品のためのフラツフを製造
するのに用いられる公知の乾式繊維離解法によつ
て製造される。フラツフはまた乾燥した形の紙お
よび不織布にも用いられる。一般に最高の品質の
フラツフは低密度の軟木パルプであつてロール状
をしたものからえられる。低密度であると塊とな
らずに低エネルギーで繊維の離解が行なえ、軟木
からは良い長さの繊維がえられ、ロール状である
と繊維離解装置へのパルプの流量調節が一定とな
る。 前記繊維離解装置は星形車輪粉砕機であつてよ
く、ついでダブルデイスク精砕機またはハンマー
ミルがそれに続く。パルプ上を走行する目のつん
ださばきロールを用いてもまた良品質のフラツフ
を生産しうる。フラツフは湿潤パルプの溶媒交換
乾燥またはフリーズドライによつてもまた作製さ
れうる。フラツフの製造は当業者にとつてよく知
られた周知の技術である。 本発明の方法に用いられうるフラツフの品質基
準としては、パルプが重大な繊維長の損失なしに
本質的に完全に繊維が離解されているべきことで
ある。 軟木クラフト繊維は乾燥繊維として最適である
が硬木クラフト繊維、サルフアイト硬木繊維、サ
ルフアイト軟木繊維または機械的パルプもまた好
ましく本発明に使用される。さらに綿、シサル
麻、あし、竹、サトウキビの茎および表わらなど
あらゆる植物からのあらゆるリグノセルロース繊
維の製紙材料もまた本発明に好適に用いられう
る。レイヨンのような製紙結合能力を有する合成
繊維もまた本発明に用いられうる。 フラツフはかなり一定の速度で送込まれるべき
であり、送込まれる乾燥繊維の量は全繊維の10〜
80％（重量％、以下同様）、典型的にかつ好適に
は全繊維の25〜50％近傍である。多層紙のばあい
は、１つ１つの層に関して上記割合が適合され
る。２チヤンネルマシンのばあいは、本発明によ
ればヘツドボツクスの１チヤンネルに乾燥繊維が
10％を供給する、すなわち全繊維の５％が乾燥し
て送込まれるとき、好ましい結果がえられる。 従来の水循環装置がワイヤからフアンポンプの
入口へ白水を循環せしめるために従来通りに使用
される。前記白水は通常の結合形成繊維以外にワ
イヤを通り抜けた最初乾燥していた繊維を含有し
ている。最初乾燥していた繊維のいく分かが、枚
葉紙に取込まれる前にワイヤを通り抜け、白水と
共に数回循環する間にその弾力性および伸縮性を
失なう。たとえば、送込まれるべき乾燥繊維の量
が最初全繊維の35％であるとすると、枚葉紙に完
全には湿潤しないで残つて取込まれる最初乾燥し
ていた繊維の比率は35％よりかなり少なくなる。
本明細書にいう「全繊維」とは循環する白水中の
繊維をも含有するものである。乾燥繊維の原料単
独または水とともに新しくスラリーとなつたもの
がシステム中へ導入されるべき点は必らずしもフ
アンポンプの入口である必要はなく、多少工程中
早くともよく、かかる導入点の基準としては最初
乾燥しており（固形分が少なくとも70％）、かつ
ウエブを形成、圧搾する間、たとえば少なくとも
50％の固形分を有しており完全には湿潤しないで
残る繊維をウエブが取込むことができるべきこと
である。なお、前記のごとく固形分含有量につい
ては繊維壁と関連し、この意味において「完全に
は湿潤しない」との用語を理解すべきである。ま
た乾燥繊維の導入点としては、繊維の水との接触
時間が短いためにウエブが形成し圧搾される間
も、結合形成繊維の固形分含有量よりも少なくと
も25％を超えて大きい固形分含有量を保持し、完
全には湿潤しないで残つている繊維をウエブが取
込むようなところでもよい。たとえば結合形成繊
維が、固形分含有量40％の水和した繊維であるな
らば、ウエブは少なくとも50％の固形分含有量を
有する最初乾燥していた繊維を取込む。湿潤工程
は時間だけでなく、水温、撹拌の激しさおよび繊
維の種類にもまた依存する。しかしながらその他
の条件が等しければ、時間が短い程結果は良くな
る。典型的には38℃、穏和な撹拌条件下で繊維と
水との最大接触時間は0.5時間であるが、通常も
つと短くたとえば10分あるいはそれ以下である。
かかる時間の間およびそれ以後の時間において、
ウエブのかさ高さが急激に減少する。 以下本発明の好ましい実施態様を図面に基づい
て説明する。 第１図は本発明のかさ高い紙を製造するための
フオルドリニア型の製紙機の概略系統図である。 第１図にその系統を示した本発明の製紙機は従
来のフオルドリニア型またはツインワイヤー形成
型のテイシユー製造機と同様の主要構成部を有す
る。かかる主要構成部としては、コンベアー２か
らパルプを受取るリパルパー１、リパルパー１と
ダンプチエスト６との間に連結されている精砕機
４、ダンプチエスト６から混合物を受取り、該混
合物の成分の比率を適正化し、希釈するためのミ
キシングチエスト８およびミキシングチエスト８
からヘツドボツクス１２へ混合され希釈されたパ
ルプを移動せしめるためのフアンポンプ１０など
がある。ヘツドボツクス１２からワイヤ１４上へ
パルプ混合物が供給され、ワイヤ１４からは部分
的に形成されたウエブがフエルト１６へ移され、
ついでウエブはプレスロール１７の間を通つてヤ
ンキー乾燥機１８上に送られたのちクレープされ
る。クレープされた紙はカレンダーロール１９の
間を通過してリール（１９ａ）上に巻取られる。
本発明の装置では水循環装置と同様に従来の損紙
回収装置が用いられるが、それらは簡略化のため
第１図には示していない。 前記の主要構成部を有する従来の抄紙機を用い
ると、最初のパルプの湿潤とヤンキー乾燥機１８
上での紙の乾燥との間に２時間の遅れがある。そ
の間、ずつとリグノセルロース繊維は水中で処理
されるかまたは少なくとも水と接触するので、水
が繊維の壁を浸透し、繊維は可塑性および互いに
結合するための順応性を与えられる。 従来のテイシユー製造機が高速度で作動するた
めに、かかる実施態様においてフアンポンプ１０
とヤンキー乾燥機１８との間で経過する時間はわ
ずか秒単位のものである。たとえば、機械速度が
914ｍ／分であつて、紙料分配システムの長さが
18.3ｍ、ワイヤ１４部の長さが18.3ｍ、圧搾部の
長さが18.3ｍおよびヤンキー乾燥機１８の円筒の
直径が6.1ｍであるばあい、フアンポンプ１０か
らドクターブレードへの全時間は4.8秒間である。
さらに機械が高速で作動するかまたは各部がより
短かければ、前記時間はそれに比例して短くな
る。したがつてもし乾燥繊維をフアンポンプ１０
の吸込入口付近で機械に導入すると、水とわずか
５秒前後しか接触していない最初乾燥していた繊
維がウエブに取込まれることになる。かかる接触
時間はリグノセルロース繊維の湿潤を切詰めるの
に充分短い時間である。本発明の製法は高速製紙
法、すなわち通常の抄紙機を少なくとも700ｍ／
分の速度で操作する方法に本質的に好適であると
理解される。その速度では、機械に導入された乾
燥繊維の湿潤は効果的に遮られる。 本発明の好ましい実施態様においては、乾燥繊
維と水とからスラリーを作製し、パルプスラリー
からなる工程の流れの中にフアンポンプ１０を経
由してヘツドボツクス１２の付近で前記スラリー
を導入することにより、水和したリグノセルロー
ス繊維と完全には湿潤していないリグノセルロー
ス繊維との混合物から枚葉紙を製造する。 全ての他の操作、すなわち紙料の分散、送出し
およびワイヤ部と圧搾部とにおける水の除去など
は従来通りである。 第１図には乾燥繊維（フラツフ）をフアンポン
プ１０の吸込入口を経由してヘツドボツクス１２
に送出すのに好適なシステムもまた図示されてい
る。かかるシステムは乾燥パルプの円筒形ロール
を巻戻すための巻戻し部２０、粉砕機２２、デイ
スク型精砕機２３、乾燥繊維が水とともにスラリ
ーとなるミキシングチエスト２４、スラリーから
塊やニツト（nits）を除去するための高圧スクリ
ーン２５、流量計２６および主スラリー導管内で
フアンポンプ１０の直前に設置されたインライン
ミキサー２７を含有する。 一度繊維の混合物がヘツドボツクス１２を通過
し、ワイヤ１４上に移ると、全ての他の工程、す
なわち排水、シートの移送、およびプレスロール
１７による圧搾は従来通りである。 かかるシステムではかさ高いテイシユーを形成
するのに通常用いられるいかなる通気乾燥機をも
必要としない。必要ならば通気乾燥機を用いても
よいが該通気乾燥機は水を一部除去するだけであ
り、通常大部分の水は圧搾によつて除去される。
最終的な乾燥およびクレーピングは従来のヤンキ
ー乾燥機の上で行なわれるが、かかる乾燥および
クレーピングの能率はクレーピング補助剤が用い
られないばあいは比較的劣ることがわかつた。ア
コストレングス（Accostrength）85、同86（以上
いずれも商標）、エルバノール（Elvanol）70−
30（登録商標）、クレプトロール（Creptrol）272
（登録商標）、ホグトン（Houghton）560（登録商
標）、動物の膠、デンプン、および湿潤に強い樹
脂などが繊維をはじめとする支給材料および水系
システムの環境に依存して、原料としてすべて好
適に用いられる。 低密度でかさ高いリグノセルロース製枚葉紙は
予想されるごとく、繊維結合の強さが低いためそ
の強度は小さい。商業的に製造するにあたつて
は、強化剤を紙料システムに湿式添加するか、ま
たはヤンキー乾燥する前にすでに形成されたウエ
ブまたはヤンキー乾燥機の表面にスプレー、充
填、飽和含浸、コーテイングまたはプリントする
ことによつて用いられる。 以下本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。 実施例 １ スーパーソフト（Supersoft、登録商標、漂白
された軟木クラフトパルプ）を周知の技術によつ
てハンマーミル上で繊維離解しフラツフを製造し
た。えられたフラツフを計量してロール状に巻取
つた。 最高級品質のテイシユーを製造するシリンダー
抄紙機をパイロツトプラントの試験に用いた。前
記機械は濡れフエルト上で70ｍ／分、リール上で
49ｍ／分およびヤンキー乾燥機上で58ｍ／分の速
度で作動した。機械の幅は3.2ｍであつた。 湿潤した紙料の組成は80％の軟木漂白クラフト
および20％の硬木漂白クラフトであつた。紙料は
まだ精砕されていないものを用い、2.3Kg／tonの
トリポリリン酸ナトリウムを該紙料に添加した。 前記繊維離解された乾燥フラツフを、ミキシン
グチエスト８上の操作架台上に位置する特別に設
計された水−繊維スラリー作製希釈装置を経由し
て該ミキシングチエスト８（濃度0.3％）に添加
した。繊維を希釈のために136／分の白水が３
つのノズルを通つて流込んでいる前記スラリー作
製希釈装置中に1.52Kg／分の速度で手動で供給し
た。前記スラリー作製希釈装置には乾燥繊維と水
とのスラリーがミキシングチエスト８に落込むこ
とができるための水吐きを含有していた。ミキシ
ングチエスト８は乾燥繊維と水とのスラリーが紙
料と混ざるところに近接してプロペラ高速ミキサ
ーを含有していた。該ミキサーは不適正に分離し
た乾燥繊維のニツトおよび塊を繊維離解するのに
用いられた。 試験中、乾燥繊維の量は製品中で30％であつ
た。50分の生産を行なつた間、平均乾燥繊維含有
量は支給材料の25％であつたが、試験の最初の数
分間はほとんど０％に近く、試験の終了時には40
％であつた。スラリー生産希釈装置、ミキシング
チエスト、ヘツドボツクスおよびフアンポンプの
流れの中で乾燥繊維の平均滞留時間は24分間であ
つた。その比較的長い滞留時間であるにもかかわ
らずかさ高さ、吸収性および柔軟性に優れた製品
がえられた。 試験に先だつて、乾燥繊維を含有しない対照テ
イシユーを作製し（対照例１）、物性検査のため
にリール上で５分毎に試料を採取した。 試験開始後約13分、前記２つの対照テイシユー
の試料を採取したのち、乾燥繊維を上記方法によ
つて1.52Kg／分の速度でミキシングチエストに供
給し、えられた紙の試料をその品質検査のため一
定の間隔で採取した。乾燥繊維添加終了時（試験
開始後59分）、もう１度対照テイシユーを作製し
（対照例２）検査を行なつた。かかる試験開始後
42〜59分の間に採取された試料は結合形成の適正
な混合物であり、かつ完全には濡れていない繊維
を含有していた。 採取された試料を従来法によつて基準重量、厚
さ、縦方向および横方向の引張強度、伸縮性、吸
収性および吸収容量について測定した。ただし厚
さの測定はアメス（Ames）厚さ試験器を用い、
6.45cm²の鉄床区域において42.2ｇ／cm²の圧力下で
行なつた（以下同様）。結果を第２図、第３図、
第４図および第１表に示す。 機械の作動能力の観点からいえば一般に乾燥繊
維と湿潤繊維との混合物はヤンキー乾燥機のシリ
ンダー上で通気乾燥されたテイシユーまたは米国
特許第4204054号明細書に従つて製造されたテイ
シユーと同様の挙動が見られた。乾燥した際に付
着すること、クレーピングにある程度の困難性が
あることおよび完成した枚葉紙にニツトまたは塊
がいくらか含有されることが観測されたが、それ
らの問題は装置の性能に関するものであつた。そ
れゆえニツト除去のための高圧スクリーンおよび
乾燥付着を防ぐためのクレーピング補助剤を用い
るのが好ましいことがわかつた。 第２図は試験の時間経過に対する製品の基準重
量当たりの厚さの変化を示すグラフである。明ら
かに、繊維の単位重量当たりの厚さは試験中顕著
に増加した。 第３図は試験の時間経過に対する製品の基準重
量当たりの縦方向の引張強度の変化を示すグラフ
である。顕著な引張強度の減少が起こつたことが
わかる。かかる結果はかさ高いテイシユーの特徴
である。引張強度を調節するために添加剤を使用
するとよい。 第４図は試験の時間経過に対する製品の基準重
量当たりの吸収力の変化を示すグラフである。明
らかに、保水能力が増加して吸収性が有用に変化
している。 かかる試験によつてえられたテイシユーの特性
は、たとえ水との接触時間が24分間に及んでも乾
燥繊維を添加することによりめざましく変化する
ことが確認された。えられたテイシユーの特性は
従来の通気乾燥または米国特許第4204054号明細
書に記載の方法によつて製造されたかさ高いテイ
シユーの特性と同じであつた。

【表】

【表】 実施例 ２ セラーテ（Cellate、登録商標、漂白された軟
木クラフトパルプ）をタツプ水（tap water）に
４時間浸漬し、ブリテイツシユ（British、商標）
粉砕機で1.5％濃度に15分間粉砕したのち0.3％濃
度に希釈して手払紙を作製した。 漂白した南方系のマツのクラフトから作られた
市販のフラツフを手払紙の型に導入する直前にウ
エアリングブレンダー（Waring Blendor、登録
商標）を用い、タツプ水と10秒間0.3％濃度のス
ラリーとした。かくしてセラーテ100％、セラー
テ80％＋フラツフ20％、セラーテ75％＋フラツフ
25％およびセラーテ50％＋フラツフ50％の手払紙
をそれぞれ作製した。従来法によつて手払紙を製
造する間、２回圧搾を行なつた。１つは５分間、
ついで２分間の圧搾であつた。手払紙を第２表に
示すごとく上記種々のセラーテとフラツフとの組
合わせについて(1)無圧搾、(2)２分間の圧搾のみま
たは(3)２回の圧搾によつてそれぞれ作製した。手
払紙は60ｇ／m²の基準重量で厚さおよび伸張強度
測定のためのものと20ｇ／m²の基準重量で柔軟性
測定のためのものとの２種類を作製した。厚さお
よび裂断長測定は多くの枚葉紙について行なつ
た。結果を第２表に示す。第２表に示したごとく
圧搾をしないで作製された手払紙について100％
完全に湿潤した繊維を用いたときに比べて50％乾
燥繊維を使用したときかさ高さは33％の増加およ
び裂断長は57.5％の減少がみられた。また20％乾
燥繊維を添加したもののかさ高さの増加は18％お
よび裂断長の減少は30.2％であつた。さらに25％
乾燥繊維を添加すると、かさ高さの増加は17.8％
および裂断長の減少は46.8％であつた。 圧搾を行なつて作製された手払紙では、50％の
乾燥繊維の添加で18.8〜19.8％かさ高さを改良す
ることができ、58.7〜62.5％裂断長が減少した。
乾燥繊維を添加して作製された軽量手払紙の柔軟
性は100％完全に湿潤した繊維を用いて作製され
たものの柔軟性よりも少なくとも２倍程度良い結
果であつた。

【表】 実施例 ３ 前記２つの実施例では工業的スケールおよび実
験室スケールのどちらにおいても、かさ高さ、柔
軟性および吸収性に関して乾燥繊維の有用な添加
効果が証明された。とくに前記実験室スケールの
試験では手払紙製造における乾燥繊維の添加率
（20〜50％）および圧搾条件（無圧搾〜完全圧搾）
の効果について取扱つた。 今回の実施例ではかさ高さと引張強度との関係
に対する２つの異なつた状態の市販のパルプの使
用効果および４種の浸漬時間の効果について取扱
う。乾燥繊維の含有率および圧搾条件は一定にし
て行なつた。乾燥繊維は２つの異なつた紙料、す
なわち未精砕のものと精砕されたものとに添加さ
れた。 原料は(1)ダブルデイスク精砕機で作製された完
全に漂白された南方系のマツのクラフトパルプの
フラツフであるスーパーソフト（Supersoft、登
録商標）、(2)ハンマーミルで作製されたフラツフ
であるガテイニユー（Gatineau）SCMP（商標）、
(3)叩解されていない完全に漂白された北方系マツ
のクラフトパルプであるセラーテおよびPFIミル
でろ水度のカナダ基準である520に1000回転で叩
解されたものを用いた。乾燥繊維（(1)および(2)）
の添加率を30％、および浸漬時間を０、５、15お
よび30分間とした。手払紙の製造における混合操
作は約8.4分間続くため、たとえ上記０分の浸漬
時間であつても8.4分間水と接触した繊維がえら
れる。第３表にその結果を示す。 ガデイニユーSCMPのフラツフの添加はスーパ
ーソフトのパルプフラツフの添加よりもかさ高さ
の増加が優れていた。いずれのフラツフにおいて
も精砕されたパルプを用いるより未精砕のパルプ
を用いる方がかかる変化は少なかつた。０〜30分
の範囲の浸漬時間の変化はかさ高さおよび強度に
対してめだつた効果を及ぼさなかつた。典型的
に、未精砕セラーテのばあい、スーパーソフトの
フラツフを30％添加するとかさ高さが15.1％まで
増加し、ガテイニユーSCMPのフラツフを30％添
加するとかさ高さが25.4％まで増加した。それに
相応して裂断長がそれぞれ21.3％および22.8％ま
で減少した。精砕されたセラーテを用いたばあ
い、スーパーソフトのフラツフ添加ではかさ高さ
が21.7％まで増加し、ガテイニユーSCMPのフラ
ツフ添加ではかさ高さが34％まで増加した。それ
に相応して裂断長がそれぞれ32.2％および35.5％
まで減少した。柔軟性および吸収性の測定は行な
わなかつたが、作製された手払紙の主観的な感覚
では乾燥繊維の添加によつて枚葉紙の柔軟性が優
れることがわかつた。

【表】 実施例 ４ 約4.37ｍの整頓されていない幅のテイシユーを
製造するペリホーマー（Periformer）LW（登録
商標）ツインワイヤー成形機の具備した工業的ス
ケールのテイシユー製造機を用いて試験を行なつ
た。該機械は762ｍ／分のまたはそれ以上の速度
で作動させた。なお、機械の速度は乾燥フラツフ
用の離解手段（下記）の能力によつて制限され
る。 50％の漂白された軟木クラフトパルプおよび50
％の漂白された硬木クラフトパルプからなる通常
の支給材料を約15〜30％の損紙と混合した。クレ
ーピング補助／強化剤（アコストレングス711、
商標）を機械のチエストに繊維１トンあたり７Kg
の割合で添加した。 ロール形状にある市販の軟木乾燥パルプを３つ
のハンマーミルで繊維離解した。混合され繊維離
解されたフラツフは、ほこりだつのを最小に抑え
るようにいくらかの水と共に2000米国ガロンの容
量を有するスラリーチエストに供給され、そこで
プロペラミキサーを用いて、白水を供給すること
によりスラリーを作製した。３つのハンマーミル
を合わせた容量は1100ポンド／時間（500Kg／時
間）であつた。えられたフラツフのスラリーをス
ラリーチエストから導管にポンプで送つた。該導
管は、最大容量750米国ガロン／分（2800／分）
のポンプを用いてフアンポンプ入口まで前記通常
の支給材料を運ぶ。乾燥繊維と水とのフラツフチ
エスト、フアンポンプ、ヘツドボツクスおよびか
かる装置間に介在するパイプ内での接触時間は約
95秒間であつた。 通常の支給材料内に混合される最初乾燥してい
た繊維の比率を、フラツフのスラリーがかなり均
一な速度で流れている間に機械の作動速度を最初
の1204ｍ／分から762ｍ／分に徐々に減速するこ
とによつて変化せしめた。かかる意味でフアンポ
ンプを経由してヘツドボツクスに入る最初乾燥し
ていた繊維の全繊維に対する比率は、紙料チエス
トから来る水和した繊維およびハンマーミルおよ
びスラリーチエストを経由して乾燥パルプから来
る比較的乾燥した繊維を考慮して、約14％から30
％まで変化した。前記「全繊維」には、白水と共
にスラリーチエストに入つた循環している繊維を
含まない。そのような循環している繊維は比較的
長い時間水と接触しているものであるためかかる
繊維を用いると完全には湿潤していない繊維の比
率は前記全繊維に対する乾燥繊維の比率よりも低
くなり、したがつて最終的に紙織物に取込まれる
完全には湿潤していない繊維の比率もまたいくら
か低くなる。 かくして乾燥繊維を全繊維に対して約30％用い
た条件下で作製された本発明のテイシユーを標準
サイズの２層トイレツトペーパーロールに転換
し、その基準重量（オーブン乾燥したもの）、厚
さ、密度、引張強度、伸縮性および吸収性の測定
を行なつた。えられた結果を第１の通気乾燥法に
よつて作製された市販のかさ高い２層のトイレツ
トペーパー（商品１、２および３）および第２に
かさ高くない市販の普通の２層のトイレツトペー
パー（商品４、５、６および７）と比較した。か
かる結果を第４表に示す。 本発明のテイシユーは商品３と密度において似
ており、商品１および２と基準重量において接近
していた。しかし商品４、５、６および７に比べ
ると密度ははるかに低いものであつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の好ましい実施態様とし
てのかさ高い紙を製造するためのフオルドリニア
型の製紙機の概略系統図、第２図は実施例１にお
いて試験の時間経過に対する製品の基準重量当た
りの厚さの変化を示すグラフ、第３図は実施例１
において試験の時間経過に対する製品の基準重量
当たりの縦方向の引張強度の変化を示すグラフお
よび第４図は実施例１において試験の時間経過に
対する製品の基準重量当たりの吸収力の変化を示
すグラフである。 （図面の符号）、１：リパルパー、２：コンベ
ア、４：精砕機、６：ダンプチエスト、８：ミキ
シングチエスト、１０：フアンポンプ、１２：ヘ
ツドボツクス、１４：ワイヤ、１６：フエルト、
１７：プレスロール、１８：ヤンキー乾燥機、１
９：カレンダーロール、１９ａ：リール、２０：
巻戻し部、２２：粉砕機、２３：デイスク型精砕
機、２４：ミキシングチエスト、２５：高圧スク
リーン、２６：流量計、２７：インラインミキサ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘツドボツクスを有する製紙機によつて、本
   質的にリグノセルロース繊維よりなる製紙原料繊
   維が実質的に湿潤している水系スラリーを多数の
   孔を有する表面に接触させてウエブを形成させ、
   ついで該ウエブを圧搾、乾燥そしてクレープ処理
   してかさ高い紙または多層紙のかさ高い紙層を製
   造する方法において、完全に湿潤すると繊維間に
   結合を形成する能力を有するタイプのリグノセル
   ロース繊維より本質的になる乾燥繊維をウエブの
   形成前に前記原料スラリー中に導入する工程を含
   み、該乾燥繊維の導入位置を、該導入工程で原料
   スラリーに加えられた乾燥繊維が製紙機の操作速
   度を少なくとも700ｍ／分としたばあい水との接
   触時間が45分間未満であるがゆえに不完全にしか
   湿潤されていない状態でウエブに取り込まれるよ
   うに設定することを特徴とするかさ高い紙または
   多層紙のかさ高い紙層の製法。 ２ スラリーに導入する前にハンマーミルによつ
   て乾式解繊処理を乾燥繊維に施こす工程を含む特
   許請求の範囲第１項記載の製法。 ３ スラリーに導入する少し前に乾燥繊維が水と
   混合される特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の製法。 ４ 乾燥繊維と水との接触時間が30分間未満であ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の製
   法。 ５ 乾燥繊維と水との接触時間が10分間未満であ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の製
   法。 ６ 乾燥繊維がヘツドボツクスの近くでスラリー
   に導入される特許請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項、第４項または第５項記載の製法。 ７ 導入される乾燥繊維の量がウエブを形成する
   のに用いられる総繊維の10〜80％である特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項
   または第６項記載の製法。 ８ 導入される乾燥繊維の量がウエブを形成する
   のに用いられる総繊維の25〜50％である特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項
   または第６項記載の製法。 ９ 最初乾燥しておりかつウエブの形成および圧
   搾の間を通して少なくとも50重量％の固形分含有
   量を保持している乾燥繊維をウエブが取り込んで
   いる特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項、第５項、第６項、第７項または第８項記載
   の製法。 １０ 最初乾燥しておりかつウエブの形成および
   圧搾の間を通して少なくとも70重量％の固形分含
   有量を保持している乾燥繊維をウエブが取り込ん
   でいる特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、
   第４項、第５項、第６項、第７項または第８項記
   載の製法。 １１ 最初乾燥しておりかつウエブ形成および圧
   搾の間を通して原料スラリーからの繊維よりも少
   なくとも25重量％大きい固形分含有量を保持して
   いる乾燥繊維をウエブが取り込んでいる特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
   項、第６項、第７項または第８項記載の製法。 １２ ウエブが形成されたのち、大部分の水が圧
   搾によつて除去される特許請求の範囲第１項、第
   ２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７
   項、第８項、第９項、第１０項または第１１項記
   載の製法。 １３ クレープされたかさ高い紙の密度が0.06〜
   0.20ｇ／cm³である特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、
   第８項、第９項、第１０項または第１１項記載の
   製法。 １４ ツインワイヤフオーマーで行なう特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
   項、第６項、第７項、第８項、第９項、第１０
   項、第１１項、第１２項または第１３項記載の製
   法。 １５ クレープ処理されたかさ高い紙がテイツシ
   ユペーパーである特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、
   第８項、第９項、第１０項、第１１項、第１２
   項、第１３項または第１４項記載の製法。