放在箱子中的薄纸制品 本发明涉及放在例如纸板制的纸箱等中销售的薄纸制品,更详细地说,涉及对收放在箱子中的规定张数的薄纸、降低用于收放的箱子的高度从而使其紧凑化的薄纸制品。
将多张薄纸折叠放置在大致长方体的箱内而成的薄纸制品大量销售的是按照JIS S 3104标准化的制品,该制品通常一箱装400张薄纸,即,两张一组,装200组。收放这种薄纸的箱子最初通常使用箱的外形尺寸为250mm(长)×120mm(宽)×110mm(高)左右的箱子,其后,通过紧凑化,现在,主要使用的是箱高65mm左右地纸箱。
这种紧凑化的尝试,其技术方案公开于特开平9-140624号公报及特开平10-179441号公报等中。前者公开了:将放在现有的盒子中的薄纸压扁,将压缩为一半高度(厚度)的压缩重叠物放在高度为前述盒子的一半的箱子中的制品;及有关其压缩装置的技术。
但是,在该公报中的技术,仅是将现有的薄纸沓在抄纸后压扁而使其厚度变薄,故可以预见,薄纸要求的吸水性、柔软度、触感及薄纸的取出容易度等重要品质会受到损害。
另外,特开平10-179441号公报公开了不损害薄纸要求的品质而实现装入箱子的薄纸的紧凑化的技术,但是,该公报中的技术主要是通过提高薄纸的密度而实现紧凑化的,实施例中具体公开的是内装400张、箱高65mm的装箱薄纸。
但是,虽然可以进一步提高薄纸的密度而实现紧凑化,但,密度过高,会产生品质问题和制造技术上的问题,这种问题会限制紧凑化。因此,为了在维持品质的同时,实现进一步的紧凑化,必须开发进一步的技术。
本发明的目的在于,提供一种放在箱子中的薄纸制品,可进一步降低收放规定张数的薄纸的箱子的高度,实现进一步紧凑化,从而,提高消费者运输和流通业者的方便性。且,即使在实现紧凑化而使薄纸和纸沓的厚度变薄的情况下,也可将薄纸迄今所要求的强度、吸水性、柔软度、触感、薄纸取出的容易度等品质维持在规定的范围内,在该状态下实现紧凑化。
本发明的另一目的在于,将目前通常销售的内装400张、装在高度为65mm左右的箱子中的紧凑薄纸制品进一步紧凑化。
本发明的第一方面提供一种放在箱子中的薄纸制品,将多张薄纸以两张为一组,折叠一次,以所谓上托方式折叠(折叠一次,使上下薄纸重叠,取出一组薄纸后,其后的薄纸即到达取出口,从而可连续取出薄纸的折叠方式),然后,放入大致长方体的箱子中,
箱子的高度尺寸(箱的内侧尺寸)相对于收放的薄纸的张数的比为40/400~60/400mm/张(即0.10~0.15mm/张),每一张该薄纸的JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)规定的厚度为0.03~0.043mm。
该第一发明中,箱的高度(严格地讲是箱子的内侧的高度)相对于收放的薄纸的张数之比与现有制品比变小,放在箱子中的薄纸制品紧凑了。当收放的薄纸的张数和与此相对的箱子的高度(严格地讲是箱子的内侧的高度)之比决定,进而决定了薄纸的厚度时,就决定了整个薄纸沓的厚度,自然地,箱内保持的剩余空间的高度(箱子的内侧高度尺寸减去装箱后3分钟内在1.18×104Pa加压状态下测定的整个薄纸沓的厚度尺寸所得的尺寸)与其比例、即箱子的上下方向的尺寸余量也会决定,高度方向的尺寸关系大致全部决定,故这些尺寸都是规定的。本发明使薄纸的厚度变薄,从而使纸沓的厚度变薄,同时,箱子上部的剩余空间的高度也减小,从而使箱子的高度降低。
另外,第一发明规定的是箱子的高度尺寸相对于收放的薄纸张数之比,当然不是限定薄纸的张数和箱子的高度尺寸本身。箱子的内侧高度尺寸,在箱子是纸制的情况下,可通过由测定为了弯折箱子的高度部分而设置的规线之间(在弯折位置分别设置两条的情况下为其中心线之间)所得的尺寸(规线尺寸)减去一张形成箱子的纸的厚度尺寸求得。通过由该第一发明规定的这种尺寸关系也可维持以下说明的品质条件。
本发明的第二方面在第一发明所述放在箱子中的薄纸制品中,每两张薄纸重叠而成的一组薄纸的JIS S 3104规定的抗拉强度,在干燥、横向的条件下为0.6~2.0N/25mm,而且,JIS S 3104规定的吸水性为8秒以下。
为了使收放箱紧凑而提高薄纸的密度或降低坪量从而使薄纸的厚度变薄时,薄纸要求的抗拉强度、吸水性等对薄纸来说极其重要的品质往往会降低,故该第二发明使得可以将这些极其重要的品质条件维持在薄纸迄今所要求的规定范围内,因此,规定了其代表性的品质条件。
进一步,在其下位的发明中,同时公开了其解决方案,并且,规定了薄纸沓的高度和箱子的高度的关系以及薄纸的密度、坪量和品质范围等。
本发明的第三方面,在本发明第一或第二方面所述的放在箱子中的薄纸制品中,每一张该薄纸的由JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)规定的厚度为0.03~0.040mm,每一张该薄纸的由JIS S 3104规定的坪量为10.0~13.0g/m2,该薄纸的由JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)规定的密度为0.29~0.37g/cm3。
该第三发明将薄纸的厚度规定在比第一发明规定的薄纸的厚度更理想的厚度范围内,规定了实现该厚度同时用于将品质维持在规定范围的坪量和密度值。为了减薄薄纸的厚度,提高了薄纸本身的密度,同时坪量也减小了,并且,将抗拉强度和吸水性等对薄纸极其重要的品质条件维持在不差于现有品质的规定值。
在第一至第三发明中,当降低薄纸的坪量减少厚度时,抗拉强度降低,故为了不使强度降低,通过在纸料调制工序提高打浆度或适当选定作为纸浆原料的木材的种类等,可保持规定的强度。
另外,虽然吸水性也受纸浆原料等的左右,但可主要通过不过分提高密度而将品质条件维持在规定的范围。
本发明中薄纸的高密度化如果不仅利用目前实施的压光等方法,同时也采用原料的适当选定、调节皱纹率等方法,则不会损害触感。
本发明的第四方面,在本发明的第一至第三方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,在所述箱子的上面,沿矩形的长边配设的取出口长边方向的长度以其占箱子上面的长边长度之比表示,为72~96%。
本发明第五方面,在本发明的第一至第四方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,取出口短边方向的最大长度以其占所述取出口的长边方向长度之比表示,为17~24%。
由于在箱子上部的剩余空间的高度减小,箱子的高度降低的情况下,要取出薄纸时,难于取出,会产生薄纸被撕裂等问题,故第四、第五方面的发明为了解决这些问题,将取出口长边方向的长度设计得比现有制品长,而且,取出口短边方向(宽度方向)的长度也适当设定。
本发明第六方面,在本发明的第一至第五方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,配置在所述箱子上面的取出口的面积以其与上面总面积之比表示时,为23~32%。
该第六方面的发明也与第四、第五方面的发明同样,是对因箱子上部的剩余空间高度小而难于取出薄纸的情况采取的对策。
本发明第七方面,在本发明的第一至第六方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,粘贴覆盖设在上述箱子上面内侧的取出口并具有薄纸取出用缝隙的薄膜,而且,形成于该取出口中央部的沿箱子的长边方向配置的缝隙长度以其与箱子上面的长边长度之比表示时,为66~96%。
如上所述,由于减小箱子上部的剩余空间而降低箱子的高度的情况下,要取出薄纸时,就难于取出,故为了解决这种问题,本发明也谋求通过增长取出口缝隙长度而解决所述问题。
本发明第八方面,在本发明的第一至第七方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,以箱子容积为基准的充填密度(薄纸的质量/箱内容积)为0.13~0.17g/cm3。
该第八发明中,收放薄纸的箱子不仅是箱子的上下方向,而且箱子的长边方向等也具有尺寸余量,故考虑所有这些余量率而规定以箱子容积为基准的充填密度。当充填密度比所述范围小时,难于实现紧凑化,相反超过所述范围而增大时,就难于维持薄纸的触感、吸水性等品质,难于自收放箱中取出。
本发明第九方面,在本发明的第一至第八方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,在将所述放在箱子中的整个薄纸沓放在箱子中后取出,在放在箱子中后3分钟内以1.18×104Pa的压力加压测定时的高度以其与箱的高度之比表示时为62~76%。
该第九发明规定了有关箱子的上下方向的尺寸余量的数值,以100%减去上述沓的高度之比求比例,则得到沓的高度(剩余空间)的比率。当该数值过小时,开始使用薄纸时,就难于取出薄纸,容易引起薄纸不是一组一组而是多张一下子出来等问题。另外,该发明规定的数值当所述第一、第三发明规定的薄纸的坪量、密度及薄纸张数和箱内高度及其比率决定时,是根据这些数值而定的数值。
本发明第十方面,在本发明的第一至第九方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,所述放在箱子中的薄纸的绉线由抄纸机的烘缸部(ドラィヤ-パ-ト)的圆周速度和卷纸部的圆周速度之差得到,由下式规定的皱纹率为18~25%。
皱纹率=100×(烘缸圆周速度-卷纸部圆周速度)/卷纸部圆周速度
该第十发明将由皱纹率左右的薄纸的绉的量设定在较低的规定范围内,从而实现减薄薄纸的厚度等目的。
通常,当皱纹率下降时,纸的延伸率会下降,抄纸机在卷纸部和层合机(做成两张重叠的薄纸的机器)的操作性会有问题,但在本发明中,通过利用原料纸浆的配合等使纸柔软,从而增大纸的延伸率来解决这一问题。本发明中,最好将薄纸输送方向(纵向)的拉断延伸率(JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%))设定为10.0%以上。
本发明第十一方面,在本发明的第一至第十方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,制造所述放在箱子中的薄纸用的原料纸浆的平均粗细度为7~14mg/100m的范围。
这里,原料纸浆的粗细度利用TAPPI T234bm-84规定的方法进行测定。在薄纸为通过多层抄纸等由多种原料纸浆构成的情况下,原料纸浆的平均粗细度由下式算出。
即,在薄纸由纸浆A、纸浆B、…纸浆N的原料制造的情况下,当设纸浆A的粗细度为Xa(mg/100m)、其配合比例为Wa质量%,纸浆B的粗细度为Xb(mg/100m)、其配合比例为Wb质量%,…纸浆N的粗细度为Xn(mg/100m)、其配合比例为Wn质量%时,平均粗细度X(mg/100m)可由下式求出。
100/X=Wa/Xa+Wb/Xb+…+Wn/Xn,其中,100=Wa+Wb+…+Wn
原料纸浆的粗细度为每100m构成原料纸浆的各纤维的质量,低粗细度的纤维一般较柔软,如果坪量相同,则低粗细度的纤维根数多,故可得到表面的质地好、触感好且不透明感高的薄纸。
该第十一方面的发明,通过较多地使用粗细度低的原料纸浆,将原料纸浆中的纤维的平均粗细度设定为低于现有值的值,从而可防止坪量减少及密度上升引起的品质下降。
本发明第十二方面,在本发明的第一至第十一方面中的任一项所述的放在箱子中的薄纸制品中,制造所述薄纸用的原料纸浆中的干纸浆和湿纸浆的比率在以干纸浆对原料纸浆总量的比率表示的情况下,以质量%计为40以上。
当提高薄纸的密度使其变薄时,薄纸会变硬而丧失其柔软度,且触感也会恶化,故该第十二发明为了维持这些品质条件,规定了有利于提高柔软度和触感的干纸浆的比率。
所谓干纸浆不是将经蒸解、洗净、漂白工序而制造的纸浆直接供给薄纸的抄纸机,而是由纸浆机抄取并将纸浆干燥后的纸浆。使纸浆干燥时,会破坏构成纤维的细胞,进一步干燥时,细胞壁变薄,形成所谓枯朽状态,所以,当将干纸浆作为薄纸的原料使用时,可制造柔软度和触感优良的薄纸。
本发明的放在箱子中的薄纸制品,将多张薄纸以两张为一组,折叠放在大致长方体的箱子中,箱子的高度尺寸(箱的内侧尺寸)相对于薄纸的张数的比为40/400~60/400mm/张。即0.10~0.15mm/张。通过做成60/400mm/张以下,使得比现有的薄纸紧凑,改善了消费者的运输及流通业者的保管、物流的方便性。就紧凑化而言,该数值越小越好,但当低于40/400mm/张时,则难于维持薄纸要求的抗拉强度、吸水性、薄纸的取出容易度等品质,故将下限值设定为40/400mm/张。
另外,该比率最好为43/400~54/400mm/张,当为43/400mm/张以上时,更容易维持薄纸要求的品质,也更容易制造。设定在54/400mm/张以下,则更紧凑,当然是理想的。
本发明的放在箱子中的薄纸制品的每一张薄纸的JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)规定的厚度最好为0.03~0.043mm,当设定在0.043mm以下时,可将抗拉强度、吸水性、薄纸的取出容易度等品质维持在规定值,同时,可将箱子的高度尺寸(箱的内侧尺寸)相对于所述薄纸的张数的比限制在所述规定值,但是,若比0.030mm更薄,则吸水性、薄纸的柔软度(触感等)、制造技术上的问题及抗拉强度等方面就不理想。
以收放箱的高度尺寸(内侧尺寸)为50mm的箱子对薄纸的取出容易度进行试验的结果示于后述表1,如后述表1所示,薄纸的厚度为0.040mm以下最好,故上述厚度尺寸更理想的为0.03~0.040mm。
本发明的每两张薄纸重叠而成的一组薄纸的JIS S 3104规定的抗拉强度,在干燥、横向的条件下为0.6~2.0N/25mm,下限值0.6N/25mm是薄纸通常使用时要求的强度的下限,上限值是预想通常使用时不必超过的值。而且,JIS S 3104规定的吸水性为8秒以下。该数值也是通常薄纸要求的品质。也就是说,本发明的薄纸即使为了紧凑化而通过高密度化及低坪量化使其变薄,这些品质也会被维持。另外,若抗拉强度在干燥、横向的条件下为0.78~2.0N/25mm,则强度方面更理想,与吸水性的数值一起考虑也符合JIS S3104的薄纸的品质标准规定的数值范围,故更理想。
本发明的放在箱子中的薄纸制品中,每一张薄纸的由JIS S 3104规定的坪量最好为10.0~13.0g/m2,通过设定在该范围,可将抗拉强度、吸水性、薄纸的取出容易度等品质维持在规定值,同时,可将箱子的高度尺寸(箱的内侧尺寸)相对于所述薄纸的张数的比限制在所述规定值内,另外,当减小坪量时,可使纸厚变薄,对于紧凑化更理想,但是,若使坪量过小,则难于将品质限制在规定值,进一步抄造时,会产生纸变得易断等制造技术上的问题,故坪量的下限也自然应有限制,最好其下限值为10g/m2。
本发明的放在箱子中的薄纸制品中,薄纸的由JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)规定的密度最好为0.29~0.37g/cm3,通过设定为0.29g/cm3以上,可将抗拉强度、吸水性等品质维持在规定值,同时,可将箱子的高度尺寸(葙的内侧尺寸)相对于所述薄纸的张数的比限制在所述规定值内。而当高于0.37g/cm3时,特别是对吸水性、薄纸的柔软度(触感等)不好。
附图的简要说明如下:
图1是表示收放本发明的薄纸的纸箱的一例的立体图,是将其局部切开而显示的图;
图2是示意性显示在所述箱内通过折板加工机以上托方式收放的薄纸的侧面图;
图3是薄纸收放箱的上面图。
下面,具体说明本发明的薄纸收放箱的实施例。图1是表示本发明的放在箱子中的薄纸的收放箱的一例的立体图,在长方体的纸箱1的上面形成有细长取出口2。图2是其剖面图,示意性显示以上托方式收放的薄纸。图3是表示收放箱的上面的图,在取出口2的内侧配置的薄膜3上设有缝隙4,该缝隙4在取出薄纸后还用于保持其后的薄纸。
在本发明中,在降低了箱子的高度的情况下,箱子上部的剩余空间变小,在取出薄纸时就难于取出,故为了解决这一问题,理想的是对取出口的形状下功夫。
本发明的配置在收放箱1的上面的薄纸5的取出口2的形状,沿矩形的长边配设的取出口长边方向的最大长度以其与箱子上面的长边长度之比表示时,为72~96%,且取出口短边方向的最大长度以其与所述取出口的长边方向的最大长度之比表示时,为17~24%。
配置在所述箱子上面的取出口的面积以其与上面总面积之比表示时,为23~32%。
当所述取出口的长边方向的最大长度的与箱子上面长边长度之比不足72%或取出口面积与上面总面积之比不足24%时,则在取出最初的薄纸时,容易产生薄纸的撕裂,并且,容易多张一起取出,相反,当所述取出口的长边方向的最大长度与箱子上面长边长度之比大于96%或取出口面积与上面总面积之比超过32%时,则在剩余薄纸变少时,则位于(上托于)上方的薄纸容易自取出口落入箱中,容易产生故障。并且,即使在箱子(纸板)的冲切加工和薄膜的粘贴加工中发生小的加工偏差时,也不能吸收该偏差,使加工难度增大。
同样,所述取出口短边方向的最大长度之比17~24%也是对应于取出最初的薄纸时的薄纸的不易撕裂度和薄纸剩余量变少时位于上方的薄纸自取出口的落下难度的范围。
在本发明中,在收放箱上面内侧粘贴覆盖取出口并具有薄纸取出用缝隙的薄膜,而且,形成于该取出口中央部的沿箱子的长边方向配置的缝隙长度以其与箱子上面的长边长度之比表示时,最好为66~96%。若该比率小于66%,则取出最初的薄纸时,易于发生薄纸的撕裂,若超过96%,则在薄纸的剩余量变少时,位于上方的薄纸易于自取出口落入箱中,易于产生故障,同时,难于在薄膜上加工缝隙和在箱子(纸板)上粘贴薄膜。
另外,下限值66%以上若设定为68%以上,则容易取出,更理想。
在目前使用的放在箱子中的薄纸制品中,以我公司为例,箱子上面形成的、取出口长边方向的最大长度与上面长边长度之比约为69%,取出口短边方向的最大长度与取出口长边方向最大长度之比约为25%,取出口的面积与箱子上面的总面积之比约为22%,薄膜的缝隙长度与箱子上面长边长度之比约为64%。
下面,就本发明的放在箱子中的薄纸制品的制造方法进行说明。本发明的制造方法大致可使用本申请人在特开平10-179441号公报中公开的方法,但是,在本发明中,尤其是在原料的选定、配合方法及薄纸密度的调节方法等方面具有进一步的特征,并且,为了将品质(强度)限制在规定值,纸料调节工序中的打浆度的调节等也具有特征,所以,附加这些方面,说明本发明制品的制造方法。
本发明使用的木质纤维素很好地使用了通过碱蒸解药液蒸解针叶树或阔叶树而得到的化学纸浆。旧纸纸浆由于打浆好,故易于提高强度,但是,在柔软度和触感方面不理想。但是只要是能够维持本发明的薄纸特性(品质)的范围,也可以配合,其他的TMP、GP等的纸浆也可以在可维持本发明特性的范围内进行配合。
另外,作为压缩薄纸的抄纸机可利用商业上极普通的杨基抄纸机,是将杨基干燥机组装在圆网、长网、双网等抄纸机上而成的。当然,通气干燥法等生产膨松纸的抄纸机或抄纸方法的采用是不理想的。最适于本发明的抄纸机是2层抄造的杨基抄纸机,但当然也可通过1层抄造进行抄纸。
在该杨基抄纸机中,在2层抄造的情况下,最好,在薄纸纸匹(ゥェブ)的厚度方向,在杨基干燥机侧形成柔软而触感好的未打浆的阔叶树主体的纸浆层,在干燥机的相反侧形成按薄纸所需充分打浆的富有强度的针叶树主体的纸浆层。
通常在进行了干法起皱的杨基干燥机的出口,在薄纸纸匹的厚度方向,在干燥机侧触感好,在干燥机相反侧绉线的波头部分附有磨料,触感不好,故在层合机形成两张重叠的薄纸时,在两张薄纸的内侧使针叶树主体的层相对,外侧配以阔叶树主体的层,从而得到作为两层薄纸具有一定强度且触感良好的制品。这是触感良好的压缩薄纸的制造上重要的因素。以下,将该两层薄纸(两张重叠)压缩薄纸单称作压缩薄纸。
在本发明中,为了不使薄纸的高密度化损害触感等品质,最好在两张重叠的尤其是外侧的层配合干纸浆。湿纸浆和干纸浆的配合率若对于形成外侧的层和内侧的层的原料纸浆总量干纸浆的比率为40%以上,则可得到柔软度和触感理想的结果。
另外,在本发明中,为了防止伴随紧凑化的薄纸的高密度化和低坪量化引起的品质降低,最好使用构成纤维的粗细度低于现状的原料纸浆,原料纸浆的平均粗细度的理想的范围为7~14mg/100mm。低于14mg/100mm的低粗细度的纤维通常较柔软,如果坪量相同,则低粗细度时,纤维根数多,故表面的质地好,触感好,同时,不透明感提高,可防止高密度化引起的触感降低及低坪量化引起的不透明感降低。另外,7mg/100mm的值是可由通常可得到的木材碎片制造的原料纸浆的下限值。
另外,薄纸的低坪量化会引起强度(抗拉强度等)降低的倾向,故为了防止强度降低,在纸料调制工序中,可提高原料纸浆的打浆度或采用适当选定作为纸浆原料的木材的种类的方法。
在本发明中,杨基干燥机出口的薄纸的水分最好较高。该水分至少需要5重量%以上,最好为6.5重量%以上、9重量%以下。超过9重量%时,会出现水分横幅方向分布曲线的恶化,与薄纸纸匹常态的平衡水分之差会变大,故不仅压光处理时的厚度控制困难,而且,会产生尺寸变化等问题。水分小于5重量%时,即使由折板式加工机施加规定的压力压缩加工薄纸沓,薄纸沓在制品纸箱内部也容易因时效引起的压缩恢复力恢复膨松,而形成将纸箱顶面顶起的状态。在该状态下,在消费者自纸箱顶面的取出口取出薄纸时,由于要取出的薄纸被纸箱顶面和下部的薄纸沓夹紧,故不能顺畅地取出,尤其是在取出最初的几组时,容易发生薄纸撕裂的情况。
众所周知,放在箱子中的薄纸为了能一组一组连续自箱子中取出,是交互折叠的。这种折叠方式称作上托方式,作为由机械进行的方法有交叉折叠方式和折板方式,在交叉折叠方式中,薄纸以与机械方向正交的方向为轴线约折叠一半,在折板方式中,薄纸以机械方向为轴线约折叠一半,当薄纸的水分过低时,该折痕的压缩加工就会不充分,取出制品薄纸时,就会产生问题。
在本发明中,将压缩薄纸制品的密度设定为0.29~0.37g/cm3(其中,纸厚以可测尺寸的两张测定)。若密度不足0.29g/cm3,则需要由折板式加工机施加大的压力,不仅薄纸沓易散,容易对操作带来障碍,而且,由于薄纸沓的压缩弹性引起的膨松恢复如前所述容易形成制品纸箱内的薄纸将纸箱顶面顶起的状态,不利于紧凑化。而当密度超过0.37g/cm3时,薄纸变为纸相似(ペ-パ-ライク),不仅丧失作为薄纸的柔软度和品位,且吸水性也恶化。
用通常的杨基抄纸机和层合机的组合控制薄纸纸匹的方法有:用杨基干燥机的出口控制给予薄纸纸匹的绉线的方法和通过压光处理控制纸厚的方法。
为了将放在箱子中的薄纸紧凑化,以往使用了通过压光处理使纸厚变薄(=使密度提高)的方法,但是,在本发明中,为了实现进一步的紧凑化,发现在现有压光处理方法的基础上再并用控制薄纸纸匹的绉线的方法来控制密度是理想的。仅用现有的压光处理方法,高密度化存在品质性限制,当密度超过规定值时,薄纸就会变得过硬,故这种情况下最好采用降低皱纹率以使纸厚变薄(提高密度)的方法。
薄纸的绉线通常由抄纸机的烘缸部的圆周速度和卷纸部的圆周速度之差给予。也就是说,由刮刀片自杨基烘缸表面刮取薄纸时的圆周速度之差产生的挠变在薄纸上产生皱纹。在本发明中,发现由前述公式规定的皱纹率最好为18~25%。当皱纹率超过该范围而变大时,在提高密度使纸厚变薄的情况下,容易产生薄纸变硬等缺陷。当使皱纹率降低而低于该范围时,薄纸整体的柔软度会丧失,故不理想。
由抄纸机的烘缸部的圆周速度和卷纸部的圆周速度之差给予的皱纹率的具体的一个例子如下,例如设烘缸的圆周速度为1600m/分,卷纸部的圆周速度为1314m/分,则由下式得到的薄纸的皱纹率为约22%。
皱纹率=100×(烘缸圆周速度-卷纸部圆周速度)/卷纸部圆周速度
但是,由压光处理控制纸厚的方法,在薄纸的情况下,在层合机对两张重叠的薄纸纸匹使用一组或两组由一对上下各一根被充分研磨过的冷铸辊、金属辊构成的压光机,使薄纸表面平滑性良好,同时使纸厚变薄,通过该方法,在层合机的宽度方向、输送方向控制纸厚的方法是通常的方法。但是,当为了用该压光机使纸厚变薄而使线压过高时,由于金属辊相互的实际压区宽度窄,故对于薄纸纸匹的压光作用有过分强烈的倾向,不仅容易因纸层破坏导致纸变得硬直,而且,宽度方向的厚度控制也非常困难,卷纸时褶皱会变多,不能得到令人满意的结果。
在本发明中,在层合机之后,使用折板式加工机时,在卷纸的整个宽度将其控制为最佳纸厚,而且使薄纸保持优良的特性,作为其方法,最好选择多级软式压光处理。所谓软式压光机通常由一根金属辊和另一根弹性辊构成。
作为金属辊可适当选择使用例如冷铸辊、合金冷铸辊、钢铁辊、进一步在辊表面镀以硬质铬的金属辊等,弹性辊可适当选择使用下述材料构成的弹性辊,这些材料例如为:天然橡胶、苯乙烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶、氯磺化乙烯橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶,芳香族聚酰胺树脂、聚(酰)亚胺树脂、聚醚树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂等各种塑料树脂,棉、纸、呢绒、涤纶、尼龙或它们的混合物等。
该弹性辊的硬度以肖氏D硬度(ASTM标准D-2240)计为80~95度,最好使用由具有85~92度的硬度的弹性辊构成的压光机尤其理想。其中,使用聚氨酯橡胶,芳香族聚酰胺树脂的弹性辊更容易操作,辊的寿命也长,且对于得到本发明所需效果最为理想。
压光处理的层数如前所述,在面纸的情况下,通常由层合机进行1层或2层的冷铸压光处理,但本发明中在前述的软式压光处理中至少需要2层处理,综合考虑制品的纸厚和薄纸品质,则理想的是进行3~4层处理。
最适于本发明的薄纸制造的压光处理方法为将1层机内软式压光处理和2层在层合机的软式压光处理组合而进行3层软式压光处理,线压最好分别为4~10kgf/cm。不仅对在层合机储藏了一定期间的薄纸纸匹进行压光,在杨基干燥机出口接收起绉处理后也要马上进行压光,从而,可进行更有效的压光处理。
在杨基干燥机中,薄纸被烘缸内部的中压蒸汽显热和来自烘缸气罩的热风将水分自约50%干燥至约5%,故烘缸出口的薄纸纸匹温度为100℃,薄纸纸匹在运行数米输送至机内压光机装置期间虽会被一定程度冷却,但由于纸匹的温度仍接近70℃,故机内的压光处理为热压光处理,和在层合机的压光处理比,同一线压下,薄纸纸匹的纸厚进一步减小,薄纸的触感也进一步改善。
在本发明的薄纸的制造中,理想的是使用浮动辊施加4~10kgf/cm的线压的方法。众所周知,浮动辊是为调节辊周(クラゥン)而在造纸工业上广泛使用的压光装置。该辊具有旋转金属轴套和固定轴,在轴套和轴间施加油压使辊弯曲,从而调节辊周。
进行过1层机内软式压光处理的薄纸纸匹通过在层合机的2层软式压光处理进一步调节纸厚,形成缝隙为约不足完成制品的两倍宽的小卷纸,装在折板式加工机上。众所周知,在加工机上,将对应于最终制品的规定组数的规定数量的小卷纸,装在退卷机上,沿长边方向拉出薄纸并使其通过折板,薄纸一边折叠一边重叠,最终,在退卷机架形成规定组数的长带状的薄纸沓。用刀将该薄纸沓切断为放入箱子中的长度,用装箱机(カ-トナ-)装入规定大小的纸箱。
在压缩薄纸的加工工序中,装箱后纸沓的膨松控制最重要。将装箱后的纸沓拉出,在纸沓上面施加0.12kgf/cm2(1.18×104Pa)左右的压力的状态下,最好薄纸沓的高度为纸箱高度的62~76%。
薄纸沓的膨松的最终调节,众所周知,在架部形成薄纸沓时,由根据薄纸沓的组数设置适当台数的牵引装置进行。牵引装置是由传动带上下夹住薄纸沓,对薄纸沓同时进行牵引和压缩的装置,最好根据所述薄纸沓的高度测定结果,调整传动带的加压程度。之所以向薄纸施加1.18×104Pa左右的压力来测定膨松,是因为若无负荷,则膨松测定值的误差大,难于进行正确的测定,而若压力过大,则就几乎没有膨松的变化。
当薄纸沓的加压高度超过纸箱高度的76%时,由于薄纸沓的压缩弹性,约10日后,就会形成薄纸沓将纸箱顶面顶起的状态,产生如前所述取出薄纸时容易撕裂的问题。另一方面,若不足64%,则即使考虑到时效带来的薄纸沓的膨松恢复,薄纸沓上面和纸箱顶面之间也会产生过大的间隙,其结果,因制品输送时的振动,薄纸沓在纸箱内部产生波浪状变形,在消费者取出薄纸使用时,容易产生纸撕裂的问题。
根据本发明制造的压缩薄纸的销售预定制品每箱的薄纸张数相同,相对于65mm,纸箱的高度可降低23%左右。可得到如下的结果,即,薄纸的密度约增加10%,坪量约减小5%,厚度减小15%,而抗拉强度(横向)、吸水性、触感等品质通过分析试验数据等,发现其与现有品没有差别。另外,薄纸沓的高度相对于箱子的高度的比率也增加了约7%,但通过变更取出口形状等,取出薄纸时的取出容易度没有变化。
以下根据实施例更具体地说明本发明,当然本发明不限于这些实施例。另外,实施例及比较例中的分、%除特别说明外,表示质量分、质量%。实施例及比较例评价中的测定单位及测定方法如下。
1、坪量:单位g/m2,根据JIS S 3104测定。
2、厚度:单位mm,根据JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)测定。薄纸制品的厚度由两张测定,故要除以2。
3、密度:单位g/cm3,根据JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)测定。
4、抗拉强度(横向):单位N,根据JIS S 3104测定,试验片是两张重叠,向纸的横向拉,纸宽为25±0.1mm,抓握间距为100±2mm。
(其中,之所以选择横向条件,是由于在取出箱内薄纸的情况下,如图1所示,要向横向(与抄纸方向垂直的方向)拉而取出该薄纸,故规定了该制品的与使用状态一致的抗拉强度。)
5、吸水性:单位秒,根据JIS S 3104的滴下法吸水性测定。
6、触感:官能评价法:根据5名男子、15名女子的官能评价,由以下基准进行显示。
非常好:◎,好:○,一般:△,差:×
7、薄纸沓的膨松:单位mm,在装箱机械的出口采取制品,在采取后3分钟内(装箱后3分钟内)加压1.18×104Pa的情况下,用JIS金属尺测定薄纸沓的膨松(高度)。
8、制品薄纸的取出容易度:官能评价法:在装箱机的出口采取制品,对5包薄膜包装和硬纸箱包装进行测试。然后,在第10~11天,对往返卡车运输约700km后的制品,根据5名男子、15名女子的官能评价,由以下基准进行显示。
非常好:◎,好:○,一般:△,差:×
9、粗细度:单位mg/100m,根据TAPPI T234hm-84进行测定。平均粗细度由上述公式算出。例如在实施例1的情况下,当设干燥机侧和干燥机相反侧的纸浆粗细度分别为Xa、Xb,平均粗细度为X时,则由下述公式算出:
100/X=60/Xa+40/Xb。
10、拉断延伸率(纵、横):%,根据JIS P 8118(试验条件为温度20±2℃、湿度65±2%)测定。纵向为抄纸方向,横向为表示与抄纸方向垂直的方向。均是在制品的干燥状态下测定的。试验片两张重叠,向纸的纵向或横向拉,纸宽为25±0.1mm,抓握间距为100±2mm。
薄纸纸质的测定如上所述,基本上按照薄纸的JIS标准即JIS S 3104进行,未按此规定的纸质由JIS P 8118及JIS P 8113进行测定。试验条件(用于调湿及试验的标准状态),在JIS S 3104的情况下,为室温20±5℃、湿度65±5%,其他条件由JIS P 8111规定。与此相对,JIS P 8118及JIS P 8113规定的试验条件适用JIS P 8111,因此,2000年3月31日前使用了温度20±2℃、湿度65±2%,而其后则变更为了温度23±1℃、湿度50±2%。
因此,为了避开这种标准的变更引起的混乱,对试验条件,在JIS S 3104的情况下,按标准设定为室温20±5℃、湿度65±5%,在JIS P 8118及JIS P8113的情况下,使用了现有的条件即温度20±2℃、湿度65±2%。
实施例1
作为原料纸浆,使用了向未打浆阔叶树硫酸盐浆(LBKP)及打浆的针叶树硫酸盐浆(NGKP)相对于纸浆添加0.12%的湿润纸力增强剂AF255(荒船化学制)的纸浆,利用夹网型两层抄造杨基抄纸机,使LBKP在薄纸纸匹的厚度方向位于干燥机侧,使NBKP位于干燥机相反侧,进行抄纸,使得重量比例为,干燥机侧∶干燥机相反侧=60∶40。抄纸水分调节为6.8%。机内压光及层合机的压光全部用软式压光机处理,一对辊上侧为涂覆聚氨酯橡胶的弹性辊,其肖氏硬度为92度,下侧的辊为金属辊,使用浮动辊。线压在机内压光及层合机压光时均在7kgf/cm(68.7N/cm)附近调节压力,使得薄纸的密度为0.32g/cm3。
原料纸浆中干纸浆的比例为70%,原料纸浆中纤维的评价粗细度为11.6mg/100m,薄纸的坪量为12.0g/m2,皱纹率为22%。
在层合机中,将干燥机相反侧置于薄纸纸匹的内侧对面,两张重叠,进行压光处理,之后,形成199mm宽的缝隙。在折板式加工机(PCMC公司制)中,由交叉折叠机折叠并形成200组(400张)薄纸沓。在牵引装置中,调节施加的压力,使得实施例1~11加工后薄纸沓的膨松高度为29~39mm左右。用剪刀将薄纸沓裁剪成232mm的长度,用装箱机(カ-トナ-)装入图1、图3所示的收放箱中。收放箱为如下的纸制收放箱,其中,上面的短边尺寸(L2)=116mm,长边尺寸(L1)=242mm,箱子高度(内部尺寸,H)=50mm。该收放箱的薄纸取出口尺寸为:长边方向的最大长度B=192mm,宽度A=41.5mm,缝隙长度I=170mm。也就是说,B/L1=79%,A/B=22%,I/L1=70%。取出口面积与上面总面积之比为25%,形成箱的纸的厚度为0.5mm。
实施例2除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量11g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.29g/cm3。
另外,通过变更上述条件,薄纸的厚度、薄纸沓的高度自然变化。以下的例子中也同样。
实施例3除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量13g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.33g/cm3。
实施例4除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量12g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.37g/cm3。
实施例5除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量11g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.37g/cm3。
收放箱的高度设定为43mm(箱子内侧尺寸)。
下面就进入本发明范围内的不太理想的实施例进行叙述。
实施例6除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
改变原料纸浆的种类和配比,将原料纸浆的平均粗细度设定为15mg/100m。
实施例7除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量12g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.38g/cm3。
实施例8除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量14g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.34g/cm3。
实施例9除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
坪量10g/m2
变更压光条件,使得薄纸的密度为0.29g/cm3。
实施例10除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
皱纹率26%
稍微变更压光条件,使得薄纸的密度为0.29g/cm3。
实施例11除下述条件变更外,其他与实施例1相同。
将纸料调节工序的打浆机(双圆盘磨浆机)的盘间距调节得比实施例1时宽,降低负载功率。也就是说,降低打浆度。
下面对比较例进行叙述。
比较例1~4表示目前流通的盒式薄纸的值。
对上述实施例与比较例,根据上述测定条件,测定薄纸的抗拉强度(横向)、厚度、坪量、密度、吸水性等,将其结果示于表1。
表1箱子高度(内部尺寸)(mm)箱子高度/薄纸张数(mm/张)薄纸沓的高度/箱子高度(mm/mm) 薄纸制品的纸质及制造条件制品薄纸的取出容易度以箱子窖为基准的充填密度(g/cm3)特殊事项坪量(g/m2)密度(g/cm3)厚度(mm)干纸浆的比率(%)粗细度(mg/100m)皱纹率(%)抗拉强度(N/m)吸水性(秒)触感实施例1 50 50/400 36/50 12.0 0.32 0.038 70 11.6 22 1.2 5.5 ◎ ○ 0.156实施例2 50 50/400 36/50 11.0 0.29 0.038 70 11.6 22 1.2 5 ◎ ○ 0.143实施例3 50 50/400 37/50 13.0 0.33 0.039 70 11.6 22 1.2 5 ◎ ○ 0.169实施例4 50 50/400 31/50 12.0 0.37 0.032 70 11.6 22 1.2 7 ○ ○ 0.156实施例5 43 43/400 29/42 11.0 0.37 0.030 70 11.6 22 1.2 7.5 ○ ○ 0.166实施例6 50 50/400 36/50 12.0 0.32 0.038 70 15 22 1.2 4 △ ○ 0.156实施例7 50 50/400 31/50 12.0 0.38 0.032 70 11.6 22 1.2 10 △ ○ 0.156实施例8 50 50/400 39/50 14.0 0.34 0.041 70 11.6 22 1.2 8 ◎ × 0.182最初取出薄纸时易于多组一起取出实施例9 50 50/400 33/50 10.0 0.29 0.034 70 11.6 22 1.2 5 ◎ ○ 0.13抄纸机生产不稳度实施例10 50 50/400 39/50 12.0 0.29 0.041 70 11.6 26 1.2 3.5 ◎ × 0.156最初取出薄纸时易于多组一起取出实施例11 50 50/400 36/50 12.0 0.32 0.038 70 11.6 22 0.5 4 ◎ × 0.156取出薄纸时易撕裂比较例1 65 65/400 46/65 13.6 0.29 0.047 20 26 1.2 3.5 ○ ○ 0.136比较例2 65 65/400 44/65 13.0 0.28 0.046 60 1.1 3.5 ◎ ○ 0.13比较例3 65 65/400 - 12.7 0.3 0.043 - 1.2 4.4 ◎ ○ 0.127比较例4 65 65/400 - 12.6 0.31 0.041 - 1.2 5.4 ○ ○ 0.126对上述实施例1与比较例1将拉断延伸率的测定结果示于表2。
表2 拉断延伸率 纵向 (%) 横向 (%) 实施例1 13.5 7.3 比较例1 13.3 8.3
下面对表1记载的实施例及比较例的意义进行具体说明。实施例1为最典型的制造例。实施例2为显示密度下限值的例子,即使在这种情况下,通过降低坪量等也可使每一张薄纸的厚度变薄,也可使薄纸的取出容易度良好,也可使吸水性及抗拉强度维持在规定值。实施例3是显示坪量上限值的例子,即使在这种情况下,也可通过调节密度等,使薄纸的取出容易。实施例4是在密度为上限值时也可将吸水性、触感维持在规定值的例子。
实施例5表示当坪量及密度接近界限值时即使将箱子高度降低到43mm也可维持制品薄纸的取出容易度的例子。实施例6表示即使将坪量、密度保持在规定的范围内时,当提高粗细度的值时触感也会恶化的例子。
实施例7为密度过高的情况,表示触感恶化、吸水性的值也变高的例子。实施例8为坪量过高的情况,表示即使提高密度薄纸沓的高度也会变高、薄纸的取出性恶化的例子。实施例9为将坪量降低到界限的例子,容易在抄纸机产生断纸故障等,为稳定生产的界限,需要特别注意维持吸水性和强度。实施例10是表示如下的例子,即,当将皱纹率设定得较高时,即使压光条件相同,薄纸的厚度也会变厚(薄纸沓的高度变高),薄纸的取出出现障碍。
实施例11表示下述例子,即,坪量、密度在本发明第三方面的范围内,但打浆度低,故抗拉强度低(本发明第二方面的范围外),薄纸取出时易撕裂,取出性恶化。
比较例1~4是目前流通的紧凑型盒式薄纸的实例。与本发明制品比,薄纸的厚度较厚,薄纸沓的高度占收放箱的高度的比率也设定得较小,故收放箱的高度需要较高尺寸为65mm。
下面对表2所示的拉断延伸率进行说明。如第八发明所述,当皱纹率降低时,纸的延伸率降低,在抄纸机的卷纸部和层合机中,纸的牵引段变动等操作性能出现问题,但是,实施例1的薄纸与现有制品的比较例相比,由于纵向(纸的输送方向)的拉断延伸率维持同等的值,故不易发生上述问题。
根据本发明,对于放在箱子中的薄纸制品,由于相对于规定的收放张数可降低收放的箱子的高度,可使所述制品紧凑,故可提高消费者的运输及保管的方便性。
另外,为了实现紧凑化,需要使薄纸的厚度变薄,故往往使品质降低,但根据本发明,可在将迄今薄纸所要求的强度、吸水性、柔软度、触感、薄纸的取出容易度等品质维持在规定范围的状态下,实现紧凑化。
也就是说,本发明作为使箱子高度与收放的规定张数的薄纸的比低于现有制品的方法,特别是,在提高密度的同时,将坪量减小到所需最低限,并且使箱子上部剩余空间的高度也减小,然后,为了补偿坪量的降低,使用了提高打浆度或适当选定作为纸浆原料的木材的种类等方法,故可维持规定的强度。通过不将密度提高得过高等方法,吸水性也可维持在规定值。
根据本发明第四、五、六方面,通过使箱上部的取出口的长度和安装在取出口的薄膜的缝隙长度较现有制品长等方式,可补偿箱上部剩余空间的减少,改善薄纸的取出容易度。
本发明第八方面规定了用于实现紧凑化和维持品质的适当的充填密度。本发明第九方面通过规定有关箱上部的剩余空间的数值,使得薄纸容易取出。
根据本发明第十方面,通过将薄纸的皱纹率设定为较低的规定值,可使厚度变薄而实现紧凑化。作为控制密度的方法,若仅采用目前所用的压光处理方法,则在高密度化方面存在品质界限,当密度超过规定值时,薄纸变得过硬,故如本发明所述,在压光处理方法的基础上,并用皱纹率的调节,通过使皱纹率降低,提高密度,使纸厚变薄,可制造维持柔软度和触感的薄纸。
根据本发明的第十一方面,通过将用于制造薄纸的原料纸浆的平均粗细度设定为较低的规定值,可防止薄纸密度上升带来的触感恶化,防止坪量减少引起的不透明感降低等。
根据本发明第十二方面,由于将干纸浆的比率规定在规定值以上,故改善了薄纸的触感和柔软度。