JPH0525799A - 半透明化紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、アスベストに代わる材料を使用した
弾性ロールを使用し、生産性良く、しかも表裏差の無
い、均一な透明性を有する半透明化紙を連続的に安定し
て得る製造方法を提供することを目的とする。 【構成】スーパーカレンダーを構成する弾性ロールに、
アラミッド繊維が30〜50重量％配合されていて、且つシ
ョアーＤ硬度90°以上、JIS B 0651で定義される表面粗
さＲmax が下記式を満たす弾性ロールを使用することを
特徴とする半透明化紙の製造方法である。 Ｒmax ≦15＋0.1 Ｄ−0.02Ｔ 上記式中、各符号は下記の通り。 Ｒmax ：弾性ロールの馴らし運転後の表面粗さ（μｍ） Ｄ：弾性ロールのショアーＤ硬度（°） Ｔ：操業時の金属ロールの表面温度（℃） （温度範囲；150 〜350 ℃）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半透明化紙の製造方法に
関し、特にスーパーカレンダーでの表面仕上げにおい
て、生産性良く、しかも表裏差の無い高品質な半透明化
紙の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、グラシン紙のような半透明化紙
は、高度に叩解した化学パルプを抄紙しその後適度な水
分を付与し、高温、高圧の条件下で金属ロールと弾性ロ
ールとから成るスーパーカレンダー装置に通紙して製造
するのが一般的である。

【０００３】半透明化紙で、例えばグラシン紙の製造に
おいて使用するスーパーカレンダー装置は、一般に金属
ロールと弾性ロールを多段に配したものが使用される
が、加圧条件は２００〜３００kg/cm の範囲、温度条件
は１５０〜３００℃の範囲で操業するのが一般的であ
る。この為、半透明化紙を製造するスーパーカレンダー
装置を構成する弾性ロールに熱軟化性のロールを使用し
たのでは、かかる過酷な条件下では容易に変形してしま
い、高品質の半透明化紙を得ることが出来ない。

【０００４】例えば、従来から印刷用塗被紙の製造等で
用いられているスーパーカレンダー装置に組み込まれて
使用されている、コットン、フィルマットコットン、ホ
ワイトコットン、ウールンペーパーのような天然繊維を
主素材（70重量％以上配合）とする弾性ロールは耐熱性
に劣るため、これを半透明化紙の製造に用いても表面粗
さの劣化が速く、連続操業性にはとても適合し得るもの
ではない。

【０００５】また、例えば、エポキシ、ウレタン、ポリ
アミド、イソシアネート、シリコン、弗化ビニリデン等
の樹脂を単独或いは複数の材料を組み合わせて一層或い
は多層にして成型した合成樹脂よりなる弾性ロールや、
ナイロン、テトロン等の素材を主成分とする弾性ロール
（アラミッド繊維は混用されていない）は、天然繊維系
のものより耐熱性に優れてはいるが、とりわけ、半透明
化紙の製造の為に150℃以上の高温で使用した場合にロ
ールにクラックや破損が生じ、更には復元性不良を起こ
し、いずれも長時間の連続操業の使用には耐えられない
という難点がある。

【０００６】このようなことから、これまで高品質な半
透明化紙を製造するにつけ、弾性ロールの材料として
は、耐熱、耐圧性に優れていて熱変形の少ないアスベス
トが使用されてきた。しかしながら、最近アスベストが
肺ガンの誘発材料になると言う見解が出されたことか
ら、既設のものを除きその使用が禁止される方向にあ
り、これに代わる材質からなる弾性ロールの開発が待た
れているのが現状である。

【０００７】このため、本発明者等は半透明化紙を製造
するにつけ、アスベストに代わる弾性ロールの材質につ
いて鋭意研究を重ねた結果、その素材として、アラミッ
ド繊維を配合した弾性ロールが優れた適性を有すること
を発見した。

【０００８】因みに、これまでもアラミッド繊維が１０
０％から成る弾性ロールは知られている。しかしなが
ら、アラミッド繊維 100％からなる弾性ロールを、前記
したように温度が150 ℃以上、圧力が200 kg／cm² 以上
の条件下で連続操業した場合、該ロールはこれらの使用
条件に耐え得ることができずロール破損が生じる難点が
ある。従って表裏差の無い、均一な透明性を有する半透
明化紙を連続的に安定して得ることができない。

【０００９】そこで、本願発明者等は、アラミッド繊維
の混用量をある範囲で配合して弾性ロールに構成し、こ
れを半透明化紙の製造に使用するとアスベスト製ロール
を使用した場合と同等乃至それ以上の極めて優れた効果
が得られることが判り、本発明を完成するに至った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アスベスト
に代わる材料を使用した弾性ロールを使用し、生産性良
く、しかも表裏差の無い、均一な透明性を有する半透明
化紙を連続的に安定して得る製造方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、スーパーカレ
ンダー装置を構成する弾性ロールを、アラミッド繊維の
特定量を配合した材料で構成し、この弾性ロールのショ
アーＤ硬度と、表面粗さＲmax をその硬度と金属ロール
の表面温度との関係で特定することによって、高温、高
圧の条件下でも耐熱性に優れていて生産性が良く、高品
質の半透明化紙が得られることを見出し本発明を完成す
るに至った。

【００１２】即ち、本発明の構成は、高度に叩解したパ
ルプを抄紙し、これを高温・高圧の条件下でスーパーカ
レンダー掛け処理して半透明化紙を製造する方法におい
て、該スーパーカレンダーを構成する弾性ロールに、ア
ラミッド繊維が30〜50重量％配合されていて、且つショ
アーＤ硬度90°以上、JIS B0651 で定義される表面粗さ
Ｒmax が下記式を満たす弾性ロールを使用することを特
徴とする半透明化紙の製造方法である。 Ｒmax ≦15＋0.1 Ｄ− 0.02Ｔ 上記式中、各符号は下記の通り。 Ｒmax ：弾性ロールの馴らし運転後の表面粗さ (μm) Ｄ：弾性ロールのショアーＤ硬度（°） Ｔ：操業時の金属ロールの表面温度（℃） （温度範囲；150 〜350 ℃）

【００１３】

【作用】本発明は、高度に叩解したパルプを抄紙して得
た紙を高温・高圧の条件下で金属ロールと弾性ロールか
らなるスーパーカレンダー装置に掛け半透明化紙を製造
するものであるが、本発明は、特にスーパーカレンダー
を構成する弾性ロールとしてに、アラミッド繊維を30〜
50重量％配合した弾性ロールを使用することに重要な特
徴の一つがある。

【００１４】ここで、アラミッド繊維とは、分子骨格が
芳香族からなるポリアミド繊維であリ、アラミッドと
は、この芳香族ポリアミドに対して米国ＦＴＣ（Federa
l Trade Commission＝米連邦通商委員会）が与えた一般
名称である。アラミッド繊維はナイロンの様に強度、柔
軟性等に優れ、然も耐熱性はより大きい。アラミッド繊
維はその分子骨格より、全体に直線状のパラ結合系とジ
グザグ状のメタ結合系に大別される。パラ結合系の代表
としては、米国Du Pont 社のケブラー、帝人のテクノー
ラ等があり、メタ結合系としては、Du Pont 社のノーメ
ックス、帝人のコーネックス等があり、例えばメタフェ
ニレンジアミンとイソフタル酸クロライドを主原料とす
るポリメタフェニレンイソフタルアミドを主成分として
いる。また、アラミッド繊維によるシートの製造方法及
び弾性ロールの作り方は、従来から知られている方法
（例えば、特公昭38−13912 、55−45771 号等）で作る
ことができる。本発明においては、メタ結合系アラミッ
ド繊維が好ましく用いられる。

【００１５】従来アラミッド繊維ロールとしては、Du P
ont 社のアラミッド繊維“ Nomex "100％を抄紙機で抄
紙した Nomex Paperをロール化したものが用いられてお
り、アラミッド繊維が他のコットン、ウール等に比較し
て耐熱性に優れていることはよく知られている。

【００１６】本発明者等は、アラミッド繊維の特定量を
他の繊維と混用して弾性ロールを構成するが、この場合
のアラミッド繊維の混用量は30〜50重量％である。そし
て他の繊維としては、コットン、ウール、テトロン、ナ
イロン等が挙げられ、とりわけコットン、ウールが好ま
しい。

【００１７】因みに、コットン、ウール等は耐熱性に劣
り、その耐熱温度限界はスーパーカレンダーを構成する
金属ロールの表面温度で150 ℃以下とされているが、本
発明者等が鋭意実験を重ねた結果によれば、驚くこと
に、コットン、ウールにアラミッド繊維を30〜50重量
％、好ましくは30〜40重量％を混用したものは耐熱性が
驚異的に改善されることを見出した。

【００１８】因みに、アラミッド繊維の混用が30重量％
以下では、耐熱性に劣り、半透明化紙を得るために高温
状態にするとロール焼けが発生し連続操業性に劣ること
になる。一方、50重量％を越えると復元性が劣り、ロー
ル破損が発生し易くこの場合もやはり連続操業性に劣る
こととなる。

【００１９】本発明において、弾性ロールの硬度につい
ては、高温、高圧の条件下での耐久性や通紙下での粗面
化抵抗性を考慮すると、ショアーＤ硬度90°以上である
ことが望ましい。

【００２０】本発明において、弾性ロールの表面粗さＲ
max は、JIS B0651 で定義される方法で測定されるが、
下記の式を満たすものであることが必要である。Ｒmax
≦15＋0.1 Ｄ− 0.02Ｔ。好ましくは、Ｒmax ≦13＋0.1
Ｄ− 0.02Ｔ。上記式中、各符号は下記の通り。 Ｒmax ：弾性ロールの馴らし運転後の表面粗さ (μm) Ｄ：弾性ロールのショアーＤ硬度（°） Ｔ：操業時の金属ロールの表面温度（℃） （温度範囲；150 〜350 ℃）

【００２１】次いで、Ｒmax に関し、その測定は、ロー
ルの全幅について測定するが、半透明化紙の製造に使用
するスーパーカレンダーロールは、通常巾が1500〜7500
mm程度であるため、ロールの巾方向で測定値が相当にば
らつく。従って、例えばロール巾が2000mmの場合には、
測定器として例えば三豊製作所製のSurftest 201を使用
し測定長（Ｌ）を最大測定長８mmとして、弾性ロール全
巾にわたって少なくとも10回測定し（ロール巾が広い場
合にはさらに回数多く測定する）、得られた測定値の平
均値をもって表面粗さＲmax を規定する。

【００２２】なお、弾性ロールの作動時の加圧下での表
面粗さは測定出来ないため、本発明では弾性ロールの馴
らし運転後、停止時のロール表面粗さ（μm)を測定して
規定する。

【００２３】なお、上記の条件を満足するスーパーカレ
ンダー装置で紙を半透明化処理する際のロール温度に関
しては、金属ロールの表面温度が150 〜350 ℃の範囲で
調節されるのが好ましい。因みに、350 ℃以上になると
加圧下における弾性ロールの粗面化により半透明化紙の
表裏差が著しくなり、一方、150 ℃未満では良好な半透
明化紙を得ることができない。因みに、金属ロールの加
熱方式は、蒸気、電気等従来用いられてきた方式が適宜
用いられ、特に限定するものではないが、例えば誘導発
熱方式ジャケットローラー（電熱／No.41,２〜８頁，19
88年、紙パルプ技術タイムス／62年12月号41〜47頁）に
より温度の均一性が保たれ、局部的な加熱による部分的
粗面化が避けられるので特に好ましく用いられる。

【００２４】スーパーカレンダー装置に於けるロールの
加圧条件は、線圧で150 〜300 Kg／cm程度の範囲が好ま
しい。因みに、線圧が300 Kg／cm以上になると、紙の緊
度が高くなり過ぎて紙力の低下、紙のカールの発生など
紙質低下の原因となり、また弾性ロールの破壊原因とも
なる。一方、150 Kg／cm未満では、加圧不足で良好な半
透明化紙を得ることができない。

【００２５】このようなことから、弾性ロールが上記し
た条件を充足する場合は、長時間の連続操業においても
表裏差のない半透明化紙を安定して得ることができる。
本願発明において使用するスーパーカレンダー装置のニ
ップ数は、必ずしも特定するものでない。多段式スーパ
ーカレンダー装置の場合には、これに組み込む弾性ロー
ルの全てを上記の条件を満たす弾性ロールで構成するの
が最も好ましいが、殊に、半透明化紙の表裏差に大きな
影響を与えるのは、寧ろ後半の弾性ロールであることか
ら、特に後半の弾性ロールの内の１本或いは２本に本発
明の条件を満たす弾性ロールを使用し、他の弾性ロール
には、従来の弾性ロールを使用することも可能である。

【００２６】なお、本発明者等の実験によれば、本発明
で用いるアラミッド繊維ロールは、従来のスーパーカレ
ンダー装置等に常用されている天然繊維を主素材とする
コットンロール、ウールンペーパーロール、ウレタン、
エポキシ、ポリアミド等の樹脂成型ロールに比較して、
研磨精度が出難いので、弾性ロールの馴らし運転は通常
の条件より丁寧に実施するのが望ましい。ロールの馴ら
し運転条件を特に規定するものではないが、例えばロー
ル研磨後、紙を通さずに40℃、60℃、80℃と昇温させな
がら、各温度条件でそれぞれ２時間以上の馴らし運転を
するのが特に効果的である。

【００２７】スーパーカレンダーの通紙速度は紙の米
坪、紙品種等によって大きく左右されるが、一般に100
〜500 m ／分程度の範囲で適宜調整される。半透明化紙
の原紙としては、米坪40〜90g/m²程度の上質紙が一般に
用いられ、抄紙方法については特に限定されず、酸性抄
紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙いずれであってもよい。

【００２８】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、勿論その範囲に限定されるものではな
い。また例中の「部」及び「％」は特に断らない限り、
それぞれ「重量部」及び「重量％」を示す。

【００２９】実施例１ 市販の針葉樹晒クラフトパルプ（以下、「ＮＢＫＰ」と
いう）を、ダブルリファイナーにてパルプ濃度４％で、
ＣＳＦ２００ｍｌまで叩解し調成用叩解紙料とした。

【００３０】この紙料に、ロジン０．２５％（対パルプ
重量比、以下同様）、硫酸バンド３％を順次添加した
後、抄紙機を使用して速度２００ｍ／分で抄紙し、シリ
ンダードライヤー後のシートの含有水分率が１５％にな
るように乾燥を行い直ちにスーパーカレンダー装置に通
紙して半透明化紙を得た。このときの通紙条件は、金属
ロールの表面温度が180 ℃、線圧250Kg/cm、運転速度 2
50m/分で、弾性ロールとしてはアラミッド繊維40％とコ
ットン60％よりなるロールを最下段（最下段は金属ロー
ル）より２本目と４本目に２本使用し、他はコットンロ
ール（ショアーＤ硬度：92°)を用いた。弾性樹脂ロー
ルの硬度、馴らし運転後の表面粗さ、操業時の金属ロー
ルの表面温度及び連続操業により得られた半透明化紙の
品質評価結果を表１に示した。

【００３１】実施例２ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が180 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度250m/ 分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維30％とコットン70％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：92°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表
面粗さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業に
より得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示し
た。

【００３２】実施例３ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が250 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度250m/ 分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維30％とコットン70％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：92°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表
面粗さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業に
より得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示し
た。

【００３３】実施例４ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が100 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度 250m/分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維30％とコットン70％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：92°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表
面粗さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業に
より得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示し
た。

【００３４】実施例５ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が180 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度 250m/分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維50％とコットン50％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：91°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。アラミッド繊維含有の弾性樹脂ロールの硬
度、馴らし運転後の表面粗さ、操業時の金属ロールの表
面温度及び連続操業により得られた半透明化紙の品質評
価結果を表１に示した。

【００３５】比較例１ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が180 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度250m/ 分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維25％とコットン75％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：90°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表
面粗さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業に
より得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示し
た。 比較例２ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が180 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度250m/ 分で、弾性ロールとしてはア
ラミッド繊維55％とコットン45％よりなるロールを最下
段（最下段は金属ロール）より２本目と４本目に２本使
用し、他の弾性ロールはコットンロール（ショアーＤ硬
度：90°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明
化紙を得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表
面粗さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業に
より得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示し
た。 比較例３ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が150 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度250m/ 分で、弾性ロールとしてはウ
レタン系樹脂100 ％の弾性ロール（ショアーＤ硬度：85
°) を用いた以外は実施例１と同様にして半透明化紙を
得た。弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表面粗
さ、操業時の金属ロールの表面温度及び連続操業により
得られた半透明化紙の品質評価結果を表１に示した。

【００３６】比較例４ 通紙条件として、金属ロールの表面温度が100 ℃、線圧
250Kg/cm、運転速度 250m/分で、弾性ロールとしてはコ
ットン100 ％の弾性ロール（ショアーＤ硬度：84°) を
用いた以外は実施例１と同様にして半透明化紙を得た。
弾性樹脂ロールの硬度、馴らし運転後の表面粗さ、操業
時の金属ロールの表面温度及び連続操業により得られた
半透明化紙の品質評価結果を表１に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】なお、各評価項目の評価法は下記の通りで
ある。 〔表面粗さＲmax 〕三豊製作所製のSurftest 201で測定
長を８mmとして測定した。

【００３９】〔半透明化紙の透明性〕半透明化紙を目視
で観察し、透明化の均一性について判定した。 ◎；極めて良好。○；良好。 △；劣る。 ×；極めて劣る。

【００４０】〔連続操業性〕長時間操業における弾性ロ
ールの劣化状態を評価した。 ◎；殆んど劣化しない。 ○：僅かに劣化する。 ×；
かなり劣化する。

【００４１】

【発明の効果】表１の結果から明らかなように、本願発
明によれば、スーパーカレンダーを構成する弾性ロール
に、アラミッド繊維が特定量混用された弾性ロールを使
用するため耐熱性に優れ、長時間にわたる操業において
も劣化が少ない。従って連続操業が可能であるため生産
性がよく、しかも表裏差のない均一な透明性を有する高
品質の半透明化紙を製造することが出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】高度に叩解したパルプを抄紙し、これを高
   温・高圧の条件下でスーパーカレンダー掛け処理して半
   透明化紙を製造する方法において、該スーパーカレンダ
   ーを構成する弾性ロールに、アラミッド繊維が30〜50重
   量％配合されていて、且つショアーＤ硬度90°以上、JI
   S B0651 で定義される表面粗さＲmax が下記式を満たす
   弾性ロールを使用することを特徴とする半透明化紙の製
   造方法。 Ｒmax ≦15＋0.1 Ｄ− 0.02Ｔ 上記式中、各符号は下記の通り。 Ｒmax ：弾性ロールの馴らし運転後の表面粗さ (μm) Ｄ：弾性ロールのショアーＤ硬度（°） Ｔ：操業時の金属ロールの表面温度（℃） （温度範囲；150 〜350 ℃）