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技術 新聞用巻取紙

出願人 大王製紙株式会社
発明者 横井和久
出願日 2009年10月7日 (10年0ヶ月経過) 出願番号 2009-232915
公開日 2011年4月21日 (8年6ヶ月経過) 公開番号 2011-080164
状態 特許登録済
技術分野 紙(4)
主要キーワード 反応薬品 保持乾燥 無機構成成分 pH計 カチオン性有機高分子 高磁性体 脱落防止効果 レールフレーム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年4月21日)のものです。
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課題

本発明は、新聞用巻取紙に関し、詳細にはオフセット印刷等による印刷の際に粘着物ピッチ)により繊維が剥離するトラブルが格段に低減され、かつ高い印刷不透明度を備えたオフセットインキ輪転印刷、特にスチールベルト方式のコールドオフセット輪転印刷に好適に用いられる新聞用巻取紙の提供を目的とする。

解決手段

古紙パルプ主原料とするコールドオフセット印刷用の新聞用巻取紙であって、前記新聞用巻取紙の灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記新聞用巻取紙には少なくともホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子タルクを含み、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法電気式GT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面について、巻取紙巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されたことを特徴とする。

概要

背景

近年、資源の有効利用、森林資源保全等の環境問題に配慮し、古紙の利用が促進されており、新聞用紙原料にも古紙からインクを除去して生成された脱墨古紙パルプDIP)が用いられ、その配合率は平均で50%以上にまで達するようになってきている。かかる新聞用紙に用いられる一般的なDIPの原料には、新聞用紙以外にも、雑紙、書籍等が用いられているので、製造されたDIPにはホットメルトシールに用いられる粘着剤などの粘着物質ピッチ)が混入されている。

一方、今日では、新聞印刷オフセット輪転機が使用されており、給紙部にセットされたロールから繰り出された新聞用紙が、印刷部に供給され、印刷部で印刷され、レールフレーム部を経由して折り部に供給され、折り部において読者配達される状態に加工される。この印刷部において、新聞用紙に加わるテンションが一定でなければ安定した印刷を行うことができないため、給紙部には給紙テンションを調整するためのブレーキ装置が設けられている。このブレーキ装置として、軸端ブレーキ方式スチールベルト方式等があるが、スチールベルト方式の輪転機で、DIPを原料に含む新聞用紙を印刷すると、スチールベルトへの粘着物質の付着や、また粘着部分の繊維が剥離する現象が生じ、さらには断紙が発生する問題がある。

そこで、かかる粘着トラブルを防止する方法として、(a)DIPを製造する段階において、所定のポリマー界面活性剤を添加する方法(特開昭58−13795号公報等参照)や、(b)タルククレイ等のピッチ吸着剤を添加し、ピッチ粒子吸着してピッチの粘着性付着性を低下させ、さらにこれを無機物填料として紙に抄き込む方法(特開昭59−105842号公報等参照)などが開発されている。

しかし、上記従来の方法(a)によれば、界面活性剤等によってピッチを分散することができるが、界面活性剤がイオン性の異なる物質凝集して効果が失われる傾向があり、コストアップや製紙工程で使用する水のクローズド化阻害する要因になる。また、上記従来の方法(b)によれば、タルク等のピッチ吸着剤は安価であるが、ピッチの吸着性が必ずしも十分でなく、ピッチの凝集及び巨大化が効果的に抑制されておらず、ピッチの凝集を抑制すべくピッチ吸着剤を比較的多く投入すると、紙の強度低下を招き、また、タルク等は印刷不透明度向上効果が低いため、ピッチトラブルを抑制しつつ、高い印刷不透明度を得ることができないなどの不具合がある。

概要

本発明は、新聞用巻取紙に関し、詳細にはオフセット印刷等による印刷の際に粘着物(ピッチ)により繊維が剥離するトラブルが格段に低減され、かつ高い印刷不透明度を備えたオフセットインキ輪転印刷、特にスチールベルト方式のコールドオフセット輪転印刷に好適に用いられる新聞用巻取紙の提供を目的とする。古紙パルプ主原料とするコールドオフセット印刷用の新聞用巻取紙であって、前記新聞用巻取紙の灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記新聞用巻取紙には少なくともホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子とタルクを含み、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法電気式GT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面について、巻取紙巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されたことを特徴とする。なし

目的

本発明は、新聞用巻取紙に関し、詳細にはオフセット印刷等による印刷の際に粘着物(ピッチ)により繊維が剥離するトラブルが格段に低減され、かつ高い印刷不透明度を備えたオフセットインキ輪転印刷に好適に用いられる新聞用巻取紙の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

古紙パルプ主原料とするコールドオフセット印刷用新聞用巻取紙であって、前記新聞用巻取紙の灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記新聞用巻取紙には少なくともホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子タルクを含み、JISP8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法電気式GT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面について、巻取紙巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されたことを特徴とする、新聞用巻取紙。

請求項2

前記シリカ含有粒子が製紙スラッジを主原料とする再生粒子シリカとからなる複合粒子であることを特徴とする、請求項1に記載の新聞用巻取紙。

請求項3

前記タルクが、その表面をカチオン化剤により表面処理したカチオン処理タルクであることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の新聞用巻取紙。

請求項4

前記新聞用巻取紙の少なくとも表面に澱粉スチレン系ポリマーからなる表面サイズ剤が塗工され、前記表面サイズ剤の固形分塗工量が、片面あたり0.1g/m2以上〜1.0g/m2以下であることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の新聞用巻取紙。

技術分野

0001

本発明は、新聞用巻取紙に関し、詳細にはオフセット印刷等による印刷の際に粘着物ピッチ)により繊維が剥離するトラブルが格段に低減され、かつ高い印刷不透明度を備えたオフセットインキ輪転印刷に好適に用いられる新聞用巻取紙に関する。特にスチールベルト方式のコールドオフセット輪転印刷機における剥離トラブルを低減した新聞用巻取紙に関する。

背景技術

0002

近年、資源の有効利用、森林資源保全等の環境問題に配慮し、古紙の利用が促進されており、新聞用紙原料にも古紙からインクを除去して生成された脱墨古紙パルプDIP)が用いられ、その配合率は平均で50%以上にまで達するようになってきている。かかる新聞用紙に用いられる一般的なDIPの原料には、新聞用紙以外にも、雑紙、書籍等が用いられているので、製造されたDIPにはホットメルトシールに用いられる粘着剤などの粘着物質(ピッチ)が混入されている。

0003

一方、今日では、新聞の印刷にオフセット輪転機が使用されており、給紙部にセットされたロールから繰り出された新聞用紙が、印刷部に供給され、印刷部で印刷され、レールフレーム部を経由して折り部に供給され、折り部において読者配達される状態に加工される。この印刷部において、新聞用紙に加わるテンションが一定でなければ安定した印刷を行うことができないため、給紙部には給紙テンションを調整するためのブレーキ装置が設けられている。このブレーキ装置として、軸端ブレーキ方式、スチールベルト方式等があるが、スチールベルト方式の輪転機で、DIPを原料に含む新聞用紙を印刷すると、スチールベルトへの粘着物質の付着や、また粘着部分の繊維が剥離する現象が生じ、さらには断紙が発生する問題がある。

0004

そこで、かかる粘着トラブルを防止する方法として、(a)DIPを製造する段階において、所定のポリマー界面活性剤を添加する方法(特開昭58−13795号公報等参照)や、(b)タルククレイ等のピッチ吸着剤を添加し、ピッチ粒子吸着してピッチの粘着性付着性を低下させ、さらにこれを無機物填料として紙に抄き込む方法(特開昭59−105842号公報等参照)などが開発されている。

0005

しかし、上記従来の方法(a)によれば、界面活性剤等によってピッチを分散することができるが、界面活性剤がイオン性の異なる物質凝集して効果が失われる傾向があり、コストアップや製紙工程で使用する水のクローズド化阻害する要因になる。また、上記従来の方法(b)によれば、タルク等のピッチ吸着剤は安価であるが、ピッチの吸着性が必ずしも十分でなく、ピッチの凝集及び巨大化が効果的に抑制されておらず、ピッチの凝集を抑制すべくピッチ吸着剤を比較的多く投入すると、紙の強度低下を招き、また、タルク等は印刷不透明度の向上効果が低いため、ピッチトラブルを抑制しつつ、高い印刷不透明度を得ることができないなどの不具合がある。

先行技術

0006

特開昭58−13795号公報
特開昭59−105842号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、新聞用巻取紙に関し、詳細にはオフセット印刷等による印刷の際に粘着物(ピッチ)により繊維が剥離するトラブルが格段に低減され、かつ高い印刷不透明度を備えたオフセットインキ輪転印刷に好適に用いられる新聞用巻取紙の提供を目的とする。特にスチールベルト方式のコールドオフセット輪転印刷機における剥離トラブル、特に断紙を格段に低減した新聞用巻取紙の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明者は、製紙工程において、配合するピッチ吸着剤の種類、粒径、配合量、配合比等に関する検討だけでなく、スチールベルトを装着した輪転機での剥離トラブルの低減にはスチールベルトと新聞巻取紙接触面のパルプ繊維の剥がれやすさも影響していると推測し検討した。ホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子とタルクを含み、スチールベルトと新聞巻取紙との接触面において、摩擦によって接触面にある繊維の端部がスチールベルトで引き起こされて接触面から剥離し難いように紙の厚さ方向の繊維配向を調整することで、高い印刷不透明度を有しながらも、粘着物(ピッチ)を分散小径化し、ピッチの凝集による巨大化を効果的に抑制できる効果に加え、スチールベルトが粘着物と接触しても摩擦によって繊維が引き起こされにくくなり繊維が剥離するトラブルが減少することを見出した。

0009

本発明は、古紙パルプ主原料とするコールドオフセット印刷用の新聞用巻取紙であって、前記新聞用巻取紙の灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記新聞用巻取紙には少なくともホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子とタルクを含み、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法電気式GT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面について、巻取紙巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されたことを特徴とする、新聞用巻取紙である。

0010

当該新聞用巻取紙は、古紙パルプを主原料とし、灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記灰分率となるようにホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子とタルクを填料として含有し、このホワイトカーボンとシリカ含有粒子とタルクを含む填料が粘着物と効果的に吸着し、ピッチの分散小径化と過剰な凝集によるピッチの巨大化の抑制が同時に行なえる。また、吸油性の高いシリカ含有粒子、ホワイトカーボンを備えていることで極めて高いインクの吸油性と高い印刷不透明度を得ることができる。

0011

当該新聞用巻取紙は、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面を巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験し、紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されているため、スチールベルトを装着した輪転機で新聞巻取紙として印刷した場合にスチールベルトとの接触面において摩擦によって接触面にある繊維の端部がスチールベルトで引き起こされて接触面から剥離し難いように、紙の厚さ方向に見た繊維が新聞用巻取の巻き始め方向から巻き尻に向かって埋没するように配列させている。従って、新聞巻取紙としてスチールベルトを装着した輪転機で印刷した場合に、スチールベルトと粘着物が接触しても粘着物周囲の繊維は取られにくく、剥離トラブル、断紙等が発生しがたくなる。ここで、巻取紙の「巻き始め方向」とは、巻取中心部の紙管に固定されている方向、「巻き尻方向」とは巻き終り外周端のことをいう。また、巻取紙の表面とは、巻取胴面で外から見える面のことをいう。

0012

前記シリカ含有粒子が、脱墨フロス製紙スラッジを主原料とする再生粒子の表面にシリカ複合したシリカ複合再生粒子であるとよい。シリカ複合再生粒子は表面が多孔質形状を有し、また再生粒子がカチオン性を有するため、ピッチコントロール効果を有するとともに当該新聞用巻取紙は、極めて高い吸油機能を発揮することができ、加えて、高い光散乱性から不透明度を更に高めることができる。また、シリカ含有粒子が、脱墨フロスや製紙スラッジを主原料とする再生粒子を核として使用することで、製造コストを削減することができる。

0013

前記タルクとして、その表面がカチオン化剤により表面処理されたカチオン処理タルクを用いるとよい。このように、カチオン化剤により表面処理されたカチオン処理タルクを用いることで、製紙工程において、原料に混在するピッチ表面へのタルクの吸着性がさらに向上し、ホワイトカーボンやシリカ含有粒子と相まって、ピッチを分散小径化し、ピッチの凝集による巨大化を抑制することができ、その結果、印刷工程においてピッチトラブルをより防止することができる。

0014

新聞用巻取紙の少なくとも表面に澱粉スチレン系ポリマーからなる表面サイズ剤を塗工するとよく、この表面サイズ剤の固形分塗工量としては、片面あたり0.1g/m2以上〜1.0g/m2以下が好ましい。このように、表面に澱粉とスチレン系ポリマーからなる表面サイズ剤を上記塗工量範囲で塗工することで、当該新聞用巻取紙の表面平滑性が向上し、かつ表面の摩擦係数が低減され、その結果、上記ピッチの分散小径化と相まって、オフセット印刷装置のスチールベルト等への引っ掛かりが防止され、ピッチによる剥離トラブルをさらに低減することができる。

0015

ここで、「灰分率」は、JIS P 8251に記載の「紙、板紙及びパルプ灰分試験方法−525℃燃焼法」に準拠した測定値である。
また、「紙破れ速度」とは、JIS P 8129に記載の「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」に準拠し、タックバリュー18の標準インキを用いて試験して印刷した新聞用紙の破れが始まった時の印刷速度である。
填料の「粒子径」は、レーザー解析式粒度分布装置「SALD−2200型」(島津製作所製)により測定した体積平均粒子径である。

発明の効果

0016

以上説明したように、本発明の新聞用巻取紙は、高い印刷不透明度を有しながら、製紙工程においてピッチを分散小径化し、ピッチの凝集による巨大化を効果的に抑制でき、しかも、オフセット印刷装置のスチールベルトとの接触面において摩擦によって接触面にある繊維の端部がスチールベルトで引き起こされて接触面から剥離し難いように繊維配向を調整しているため、新聞のオフセット印刷工程におけるピッチ取られ、特にスチールベルトによる繊維の剥がれトラブルが抑制でき、特に断紙を格段に低減することができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明で好適に用いる、再生粒子または再生粒子凝集体製造設備概要図である。
第2燃焼炉の概要図で、(a)は縦断面図、(b)は内面展開図である。

実施例

0018

本発明の新聞用巻取紙は、コールドオフセット印刷用のものであり、古紙パルプを主成分とする原料パルプと填料とを含有し、その他の任意成分を含んでいる。

0019

(原料パルプ)
当該新聞用巻取紙の原料パルプは、主成分の古紙パルプと、任意成分のバージンパルプとを含んでいる。

0020

古紙パルプとしては、例えば古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙新聞古紙チラシ古紙、オフィス古紙段ボール古紙、上白古紙ケント古紙、模造古紙、地券古紙等から製造される離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ(DIP)又は離解・脱墨漂白古紙パルプが挙げられる。

0021

これらの古紙パルプの中でも、新聞古紙由来新聞古紙パルプ、雑誌古紙由来雑誌古紙パルプ等が好ましく、新聞古紙パルプ及び雑誌古紙パルプを混合して用いることが特に好ましい。かかる新聞古紙パルプ及び雑誌古紙パルプは、古紙の回収率が高く、各製紙メーカーで新聞用紙、雑誌用紙を構成する原料パルプ種や填料類が近似していることから、原料構成の変動を抑えることができる点で好適である。特に新聞古紙パルプは、新聞用紙には一般的に古紙パルプが既に50%以上配合され、バージン機械パルプクラフトパルプ含有量が少ないため、またバージンの各種パルプが用いられていても、一度抄紙され、古紙処理により古紙パルプ化されているため、その性状均質化し、ほぼ一定の性状を有している点で特に好ましい。

0022

バージンパルプとしては、例えば
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ
ストーングランドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプPGW)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、サーモグランドパルプ(TGP)、ケミグランドパルプCGP)、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)などの機械パルプ;
ケナフ、葦等の非木材繊維から化学的又は機械的に製造されたパルプ等の公知の種々のパルプを使用することができる。
これらのバージンパルプの中でも、新聞用紙の製造において、古紙パルプを用いることによる嵩の低下を補完する効果を有す機械パルプ(MP)が好ましく、古紙から得る古紙パルプの調整に好適なサーモメカニカルパルプ(TMP)が好ましい。

0023

原料パルプにおける古紙パルプの含有量としては、50質量%以上が好ましく、70質量%以上が特に好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。原料パルプ中の古紙パルプの含有量を上記範囲とすることで、資源の有効利用等の環境性が向上し、さらにインキ着肉性等のオフセット印刷適性も向上する。逆に、原料パルプにおけるバージンパルプの含有量としては、20質量%以上が好ましい。バージンパルプの含有量が上記範囲未満では、古紙から得る古紙パルプの調整が困難で、また嵩が出ずのない新聞用紙になり、搬送性や作業性が低下するおそれがある。

0024

(填料)
当該新聞用巻取紙は、灰分率が所定範囲になるように填料を含有している。このように、填料を含有することで調整する当該新聞用巻取紙全体のJIS P 8251に準拠した灰分率としては、5質量%以上15質量%以下とされており、6質量%以上13質量%以下が特に好ましい。填料の含有量が小さく当該新聞用巻取紙全体の灰分率が上記範囲より小さいと、ピッチの凝集による巨大化を抑制する効果が小さく、また充分な不透明度が得られ難く、裏抜けの原因となるおそれがある。逆に、填料の含有量が大きく当該新聞用巻取紙全体の灰分率が上記範囲を超えると、ピッチの凝集及び巨大化を抑制する効果は大きいが、パルプ繊維の絡みを阻害し、当該新聞用巻取紙の強度が小さくなるおそれがある。

0025

なお、当該新聞用紙は、古紙パルプを主原料としているため、必然的に古紙由来の灰分を含んでいる。古紙由来の灰分は、元来古紙から古紙パルプを再生する工程において殆どが系外に排出されるものの、繊維に物理的又は化学的に固着した微細な灰分成分が古紙パルプ中に残留し、再び抄紙原料として用いられることにより得られるものであり、バージンの填料と比べ、原料パルプとの密着性が高いために、オフセット印刷を行った際にインクの定着性を向上する相乗効果をもたらす。

0026

当該新聞用巻取紙は、填料としてホワイトカーボン、このホワイトカーボンの平均粒子径より小さい平均粒子径を有するホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子、およびタルクを含有している。

0027

本発明に用いられるホワイトカーボンとしては、高吸油性填料として製紙用に一般に使用される、例えば湿式シリカケイ酸カルシウムケイ酸アルミニウム等があげられる。

0028

ホワイトカーボンは、形成されたポーラス凝集構造によって不透明度を向上させるものであるが、中でも特に、見かけ比重が0.10〜0.25g/ml、BET比表面積が100〜250m2/gであり、JIS−K5101−13−1に準拠した吸油量が190〜230ml/100gであることが好ましい。

0029

ホワイトカーボンの平均粒子径は、15μm以上25μm以下、好ましくは18μm以上22μm以下である。なお、ホワイトカーボンの一次粒子径は上記平均粒子径よりも小さい(例えば0.01μm以上0.05μm以下程度)ものであるが、通常高次に凝集して二次粒子を形成している。本発明におけるホワイトカーボンの平均粒子径も、この凝集した二次粒子の平均粒子径を指す。

0030

ホワイトカーボンの平均粒子径が上記下限より小さいと、パルプ繊維同士が相互に作り出す網目構造の目のサイズと比して小さくなるため、この部分を通過する粒子の割合が増え、固着率が低下する。逆に、ホワイトカーボンの平均粒子径が上記上限を超えると、パルプ繊維同士が相互に作り出す網目構造の目のサイズと比して大きくなるため、この部分に入り込んで固着することが困難となる。

0031

本発明に用いられるホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子の平均粒子径は、1.7μm以上12.5μm以下、好ましくは6.4μm以上11.0μm以下である。シリカ含有粒子がホワイトカーボンの平均粒子径より小さい上記範囲の平均粒子径を有することで、パルプ繊維やホワイトカーボン粒子が作る空隙に入り込み、固着することができる。従って、当該新聞用紙によれば、高い不透明度を備えることができる。シリカ含有粒子の平均粒子径が上記上限を超えると、この空隙に対して粒子径が大きすぎるために、空隙の中に入り込むことができず、固着性が低下し、ひいては不透明度の向上に寄与しない。また、ピッチに吸着した後に紙中に抄き込まれ、当該新聞用紙の表面平滑性が低下し、その結果、オフセット印刷の際のピッチトラブル、特に断紙等を招来し、また乾燥工程等の際に当該新聞用紙から脱落して装置に蓄積する等のおそれがある。逆に、シリカ含有粒子の平均粒子径が上記下限より小さいと、この空隙に対して粒子径が小さすぎるために、空隙を通り抜けやすくなり、固着性が低下し、紙中に抄き込まれず、白水中循環し、抄紙系内に残存し系内汚れの要因となる。また、このように粒子径が小さいと、固着しても光散乱作用が小さいため、不透明度の向上への寄与は小さい。更には、固着しても強度が弱く落ちやすいため、製造工程において脱落する割合が高まり、製造工程におけるマシン系内の汚れを発生させ、このことによりマシン操業性を低下させることとなる。

0032

タルクの平均粒子径は、2μm以上12μm以下、好ましくは3μm以上10μm以下であり、さらに好ましくは4μm以上8μm以下である。タルクの平均粒子径が上記下限より小さいと、小さいピッチを吸着したタルクが紙中に抄き込まれず、白水中を循環し、抄紙系内に残存し系内汚れの要因になる。一方、タルクの平均粒子径が上記上限を超えると、ピッチに吸着した後の粒子径が大きくなって紙中に抄き込まれ、当該新聞用巻取紙の表面平滑性が低下し、その結果、オフセット印刷の際のピッチによる剥離トラブル、特に断紙等を招来し、また乾燥工程等の際に当該新聞用紙から脱落して装置に蓄積する等のおそれがある。

0033

ホワイトカーボンの添加量の下限としては、原料パルプに対して0.5質量%が好ましく、1.0質量%が特に好ましい。一方、ホワイトカーボンの添加量の上限としては、3.0量%が好ましく、2.0質量%が特に好ましい。ホワイトカーボンの添加量が上記下限より小さいと、発生する空隙が大きすぎ、かつ多すぎるため、シリカ含有粒子によってもその空隙を埋めきることができず、不透明度の向上機能が低い。逆に、ホワイトカーボンの添加量が上記上限を超えると、パルプ繊維同士で形成される空隙のサイズに対して、ホワイトカーボンの量が多すぎるために、空隙間に確実に埋め込まれることができず、製造及び使用中に脱落する填料が多くなるおそれがある。また、ホワイトカーボンの添加量が多すぎることによって、パルプ繊維間強度が低下し、紙力強度が低下することとなる。

0034

シリカ含有粒子の添加量の下限としては、原料パルプに対して、0.5質量%が好ましく、1.5質量%が特に好ましく、2質量%がさらに好ましい。また、シリカ含有粒子の添加量の上限としては、5質量%が好ましく、4質量%が特に好ましく、3質量%がさらに好ましい。シリカ含有粒子の添加量が上記下限より小さいと、生じる空隙を埋めきることができず、不透明度の向上機能が充分に発揮されない。逆に、シリカ含有粒子の添加量が上記上限を超えると、生じる空隙の容積に対して、添加量が多すぎるため、強固な固着ができず、填料の脱落が生じてしまう。更には、填料の増大によりパルプ繊維間の密着性を弱め、その結果、当該新聞用紙の強度が低下することとなる。

0035

タルクの添加量の下限としては、原料パルプに対して、0.5質量%が好ましく、0.8質量%がさらに好ましい。また、タルクの添加量の上限としては、3.8質量%が好ましく、2.4質量%がさらに好ましい。タルクの添加量が上記下限より小さいと、ピッチの凝集効果不足し、逆に、タルクの添加量が上記上限を超えると、ピッチ凝集効果は増大するものの、填料の増大によりパルプ繊維間の密着性を弱め、その結果、当該新聞用紙の強度が低下することとなる。また、滑りがよくなる傾向になるが、滑り効果が過剰になり、印刷中の紙の走行性を安定させることが困難になり、紙が蛇行し、印刷トラブルを発生しやすくなる。

0036

タルクとシリカ含有粒子とホワイトカーボンの添加量を上記範囲とすることで、高い不透明度を有しながら、ピッチの周囲に効果的に付着し、ピッチの凝集及び巨大化を効果的に抑制することができる。

0037

(再生粒子)
次に、シリカ含有粒子として好適に用いられる不透明度に優れたシリカとシリカ以外の無機粒子とからなる複合粒子について説明する。シリカ以外の無機粒子としては再生粒子または再生粒子凝集体を使用すると、より不透明度に優れた新聞用紙が得られるため好ましい。シリカと再生粒子または再生粒子凝集体とからなる複合粒子は、従来一般に使用される炭酸カルシウムやタルク、クレーとは、その構成成分や形状が異なり不透明性に優れるため、新聞用紙の不透明性を高め、不透明度を維持しながら填料の使用量を低減できる。さらに、シリカ含有粒子は表面が多孔質形状を有するため、極めて高い吸油性能を有することができ、ピッチコントロール効果も有する。

0038

(再生粒子および再生粒子凝集体の製造工程)
再生粒子は、古紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスや、製紙工場の排水から分離された製紙スラッジを主原料として、前記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られる。製造方法は、例えば特許第3869455号公報の記載の製法を用いることができる。内添填料として用いる場合は、公知の粉砕方法により粒子径を1.0〜10.0μmにまで粉砕して粒子径を調整することが好ましい。粒子径が1.0μmよりも小さいと歩留りが悪く抄紙機系内において異物化しやすいため好ましくなく、10.0μmよりも大きいと地合が悪化したり、強度(引張強度引裂強度)が低下する可能性があるため好ましくない。
ここで再生粒子の粒子径は、レーザー解析式粒度分布測定装置「SALD−2200型」島津製作所社製により測定した体積平均粒子径である。

0039

上記方法で製造した再生粒子は、個々の粒子が幾つか集まって凝集した再生粒子凝集体を形成しており、ランチュウの肉瘤状のような、不定形な形をしている。この不定形性により、新聞用紙に含有させた場合は紙厚が出やすく、また、高不透明度の粒子であるため新聞用紙の印刷不透明度を高めることができる。

0040

これら再生粒子は、カルシウム、シリカ及びアルミニウム酸化物換算で30〜82:5〜40:13〜30の質量割合で含むことが好ましく、より好ましくは、40〜60:25〜40:18〜25の質量割合である。カルシウム、シリカ及びアルミニウムを酸化物換算で30〜82:5〜40:13〜30の質量割合で含ませることで、比重が軽く、過度水溶液吸収が抑えられるため、脱水工程における脱水性が良好である。

0041

焼成工程において、再生粒子または再生粒子凝集体のカルシウム、シリカ及びアルミニウムの酸化物換算割合を調整するための方法としては、脱墨フロスにおける原料構成を調整することが本筋ではあるが、乾燥・分級工程、焼成工程において、出所が明確な塗工フロスや調整工程フロスをスプレー等で工程内に含有させる手段や、焼却炉スクラバー石灰を含有させる手段にて調整することも可能である。

0042

例えば、再生粒子や無機粒子凝集体中のカルシウムの調整には、中性紙系排水スラッジや、塗工紙製造工程の排水スラッジを用い、ケイ素の調整には、不透明度向上剤としてホワイトカーボンなどが多量に添加されている新聞用紙製造系の排水スラッジを、アルミニウムの調整には酸性抄紙系等の硫酸バンドの使用がある抄紙系の排水スラッジや、タルク使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを適宜用いることができる。

0043

付帯工程〕
製造設備において、より品質の安定化を求めるには、再生粒子や再生粒子凝集体の粒度を、各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大や微小粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。

0044

また、乾燥工程の前段階において、脱水処理を行った脱墨フロスを造粒することが好ましく、更には、造粒物の粒度を均一に揃えるための分級を行うことがより好ましく、粗大や微小造粒粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。造粒においては、公知の造粒設備を使用でき、回転式攪拌式、押し出し式等の設備が好適である。

0045

製造設備においては、再生粒子や再生粒子凝集体以外の異物を除去することが好ましく、例えば古紙パルプ製造工程の脱墨工程に至る前段階のパルパースクリーンクリーナー等で砂、プラスチック異物、金属等を除去することが、除去効率の面で好ましい。特に鉄分の混入は、鉄分が酸化により微粒子白色度低下の起因物質になるため、鉄分の混入を避け、選択的に取り除くことが推奨され、各工程を鉄以外の素材で設計又はライニングし、磨滅等により鉄分が系内に混入することを防止するとともに、更に、乾燥・分級設備内等に磁石等の高磁性体を設置し選択的に鉄分を除去することが好ましい。

0046

〔シリカ複合再生粒子、シリカ複合再生粒子凝集体
本発明においては、一般に製紙用途で使用する填料、すなわち、炭酸カルシウム(重質および軽質)、クレー、タルクなどをシリカで複合したシリカ複合無機粒子を用いる。好ましくは、上述の再生粒子または再生粒子凝集体の表面をシリカで複合したシリカ複合再生粒子またはシリカ複合再生粒子凝集体を用いると、より嵩高で不透明度が高い粒子となるため、高い不透明性を有する新聞用紙を得ることができる。

0047

再生粒子または再生粒子凝集体にシリカを析出させる好適な方策としては、特許第3907688号公報や、特許第3935496号公報に記載の方法で行うことが出来る。但し、次のとおり行うことで、より不透明性に優れたシリカ複合再生粒子またはシリカ複合再生粒子凝集体が得られるため好ましい。

0048

シリカ複合粒子
次に本発明のシリカ複合粒子について、シリカ複合再生粒子を例に取り、製造方法も示しながらさらに詳説する。

0049

(シリカ複合処理工程)
上述のようにして製紙スラッジや脱墨フロスを主原料とする再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散しスラリーとするとともに、撹拌しながら50℃〜100℃の温度範囲で、鉱酸を添加する。より望ましくは少なくとも2段階に分けて添加し、シリカ複合の反応を行う。

0050

本形態の再生粒子の填料用途等への好適な粒子径は、粒子径1.0μm〜10.0μmである。粉砕工程後における再生粒子の粒子径は、レーザー解析式粒度分布測定装置「SALD−2200型」島津製作所社製により測定した体積平均粒子径である。

0051

再生粒子の粒子径が1.0μmより過度に小さいと、シリカ複合時に十分な粒度が得られないおそれがあるほか、シリカを複合させる際にガラス状に目詰まりさせるおそれがある。本発明の範囲内であると、シリカ複合反応を十分に促進できる。他方、過度に大きい粒子径では過大なシリカ複合再生粒子が生じやすく、不透明性が低下する恐れがある。

0052

シリカ複合は、再生粒子表面に粒子径10〜20nm(走査型電子顕微鏡による実測の粒子径)のシリカゾル粒子を生成させる反応操作である。シリカゾル粒子の粒子径は、反応時の撹拌条件、鉱酸の添加条件などによりコントロール可能である。

0053

本発明者等は、従来は内添する微細粒子の全細孔による細孔容積が吸油量や不透明度の指標とされていた知見を越えて、実質の吸油性は無機微粒子の細孔容積だけでなく、無機微粒子の粒子間に油を保持する能力の寄与が高いことを知見し、鋭意検討を重ね、本発明にて好適に用いることができるシリカ複合再生粒子においては、細孔半径が10,000オングストローム以下の細孔が前記の実質の吸油性に大きく寄与していることを見出している。

0054

本発明において得られるシリカ複合再生粒子の細孔容積は、水銀圧入式ポロシメーター(テルモ社製「PASCAL140/240」)を用いた測定値で、10,000Å以下の領域の細孔容積が0.5〜1.5cc/gであり、好適には0.68〜1.45cc/g、より好ましくは0.70〜1.35cc/gである。

0055

10,000Å以下の領域の細孔の細孔容積が0.5cc/g未満では、十分な吸油量の発現がえられず、1.5cc/gを超えると吸油量の向上が見られるものの、不透明度の低下が生じやすい。

0056

本発明における好適な態様においては、得られるシリカ複合再生粒子の粒子径を1.7〜12.5μmの範囲とすること、さらにはシリカ複合再生粒子に含まれる酸化物換算でのシリカの比率を10.0〜50.0質量%とすることで、高い吸油量と不透明度向上効果を得ることができる。また、ピッチと吸着して効果的に紙中に分散できる。

0057

珪酸アルカリ水溶液に関しては特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液(3号水ガラス)が入手に容易である点で望ましい。珪酸アルカリ溶液の濃度は水溶液中の珪酸分(SiO2換算)で3〜10質量%が好適である。10質量%を超えると形成される再生粒子とシリカが被覆された複合体は無機微粒子・シリカ複合凝集体ではなく、再生粒子がホワイトカーボンで被覆されてしまい、芯部の再生粒子の多孔性光学的特性が発揮されなくなってしまう危険性がある。また、3質量%未満では複合粒子中シリカ成分が低下するため、シリカが被覆された再生粒子が形成しにくくなってしまう。

0058

再生粒子または再生粒子凝集体を珪酸アルカリ水溶液に添加、分散しスラリーを調製する場合におけるスラリー濃度は、8〜14質量%が望ましい。スラリー濃度を調整することにより、形成される再生粒子のシリカ複合再生粒子の粒径がコントロールされると同時に再生粒子とシリカの組成比率が調整される。本発明で使用される鉱酸としては希硫酸希塩酸希硝酸などの鉱酸の希釈液等が挙げられるが、価格、ハンドリングの点で希硫酸が最も望ましい。さらに、希硫酸を使用する場合の添加時の濃度は、生産効率と複合シリカの均質性の面から4〜10N程度の濃度で鉱酸を添加することが好ましい。4N未満では反応が遅く、10Nを超えると局部的な反応が生じ、不定形や偏在するシリカ複合粒子が発生しやすい問題が生じる場合がある。また、鉱酸添加量が多いほど短時間内にシリカが析出するので、それらの条件に合わせて添加速度を調整することが望ましい。5分以内の添加は、均一な反応系の構成が不十分になる。

0059

本発明で好適に用いる再生粒子または再生粒子凝集体は、カルシウム、アルミニウム、シリカを構成元素として含有しているために、過度の濃度の鉱酸添加は、再生粒子の変質を生じる恐れがある。

0060

前述のように、本発明は、再生粒子または再生粒子凝集体に対して珪酸アルカリ水溶液を固形分比で、100:5から100:20の割合で添加・分散しスラリーとするとともに、撹拌しながら50〜100℃の温度範囲で、鉱酸を少なくとも2段階に分けて添加し、シリカ複合の反応を行うものである。

0061

再生粒子または再生粒子凝集体に対する珪酸アルカリ水溶液の割合が、固形分比で100:5より少ないと、得られるシリカ複合再生粒子のシリカ複合効果が低く不透明性の向上効果がえられにくく、100:20を超える割合では、吸油量が増加し、インクの吸収性が高いためインクの沈みこみ、いわゆる発色性が劣る問題が生じる場合がある。

0062

再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加する段階において、珪酸アルカリ水溶液の温度を50℃以上の温度に加温することもできるし、その後に加熱することもできる。予め、珪酸アルカリ水溶液の温度を50℃以上の温度に加温した状態で、多孔性の再生粒子を添加すると、加熱による流動性が向上するため、スラリーを均質化させることが容易になり、より均質珪酸アルカリおよび再生粒子の混合スラリーを得ることができる。

0063

他方で、均質化した珪酸アルカリと再生粒子のスラリーを調製した後に、加熱撹拌することもできる。この場合の熱源としては、公知の熱源が利用できるが、例えば工場内の生蒸気(例として13kg/m2、120℃)を吹き込むことにより、昇温時間の短縮が図れるとともに、再生粒子スラリーを添加した際の温度低下を防ぎ、迅速に昇温と反応を進めることが可能になり、生産効率向上が図れる。

0064

本発明でのシリカ複合再生粒子の製造時の反応温度に関しては、50〜100℃のスラリー温度範囲、特に50〜98℃のスラリー温度範囲が望ましい。本発明者らの鋭意検討の結果から、本発明に使用する再生粒子との反応温度はシリカの生成、結晶成長速度および形成されたシリカ複合再生粒子の力学的強度に影響を及ぼす。反応温度が50℃未満ではシリカの生成・成長速度が生じないかまたは遅く、シリカ複合再生粒子のシリカ複合性に劣り、充分に複合しにくく、填料内添紙の抄造時にかかる剪断力で複合が壊れやすい。100℃を超えると、水系反応であるためオートクレーブを使用しなければならないため反応工程が複雑になってしまう。しかも、過度に反応が進み、緻密なシリカ複合再生粒子形態となり、得られるシリカ複合再生粒子の不透明度が低下し目的のものが行われにくい。

0065

本発明では、鉱酸の少なくとも2段の添加と、その際の温度管理を行うのが望ましい。すなわち、第1段階目の鉱酸添加時のスラリー温度が50〜75℃であり、第2段階目以降の鉱酸添加時のスラリー温度が少なくとも第1段階目よりも10℃以上昇温することが望ましい。具体的に望ましい温度条件としては、第1段階の液温を50〜75℃、第2段階を70以上〜100℃と鉱酸の添加段数に併せて昇温させること、反応の最終段階で90℃以上で98℃以下の温度状態にすることであり、これらの温度条件によって、より均質なシリカ複合再生粒子をえることができる。

0066

最終反応液のpHは8.0〜11.0が好ましく、8.3〜10.0がより好ましく、8.5〜9.0が最も好ましい。

0067

従来の珪酸アルカリと鉱酸を反応させて得られるホワイトカーボンの製造においては、珪酸アルカリと鉱酸の反応を完了させるため、pH5.5〜7.0になるまで珪酸アルカリ中に鉱酸を添加する方法が採用されているが、pHが7.0以下と酸性領域になるまで鉱酸を添加すると、再生粒子に含まれるカルシウム成分水酸化カルシウムに変化しやすくなり、得られるシリカ複合再生粒子の粒子径が過度に低下したり、形状が不均質になり、紙への歩留り低下や紙粉の発生、十分な不透明性が得られにくくなるため好ましくない。pHが11.0を超えると、珪酸アルカリと鉱酸の反応が鈍り、再生粒子表面にシリカが複合しにくくなるため、十分な不透明性が得られにくい問題が生じやすい。

0068

鉱酸の添加を1段階で行う場合、鉱酸の添加時間を、pHが1低下するのに40分以上添加時間がかかるように添加量を設定することが好ましい。

0069

本発明において前述のように鉱酸は2段階以上で添加するのが望ましい。この場合、各段階における鉱酸の添加量を均等に添加することが均質なシリカ複合を得るうえで好ましい。また、1段階の添加(珪酸アルカリ水溶液に対して鉱酸が20〜50%の中和率となるまでの添加)後に、5分〜20分程度の保留時間を作ることで、シリカ複合反応に保留状態を設け、再生粒子表面に均質にシリカを複合させ、第2段階目の鉱酸添加により、さらにシリカの積層複合化を促進させることが可能になり、再生粒子の表面に、より均一にシリカを複合することができる。

0070

1段階の鉱酸添加時間は、10分〜45分の時間がかかるように添加量を設定することが、再生粒子表面にシリカを均等に複合させるにおいて好ましい。2段階以上で鉱酸を添加する場合も、鉱酸の添加時間をpHの変動においてpHが1低下するのに10〜120分程度の時間がかかるように添加量を設定することが、均質なシリカ複合に好ましい。

0071

本反応工程における撹拌は、例えば未反応ゾーンを作らないため、撹拌羽根逆転させるなどして乱流を生じさせ、あるいは邪魔板撹拌槽内に設けるなどの撹拌手段を採用することが好ましい。

0072

得られるシリカ複合再生粒子の粒子径は1.7〜12.5μm、より好適には6.4〜11.0μmである。シリカ複合再生粒子の粒子径が1.7μm未満では、シリカ複合の効果が十分に発現できず、吸油量及び不透明度の向上効果が得にくい。シリカ複合再生粒子の粒子径が12.5μmを超えると、本発明では、ホワイトカーボンの平均粒子径に近くなり、ホワイトカーボンやパルプ繊維が作る空隙に入り込むことができず、固着性が低下し、ひいては不透明度が向上しにくくなる。

0073

シリカ複合再生粒子は、好ましくは、カルシウム、シリカおよびアルミニウムを、酸化物換算で30〜80:10〜50:7〜20の質量%割合とする。この成分分析は、堀場製作所製のX線マイクロアナライザーを用い、加速電圧(15KV)にて元素分析を行い、構成成分より酸化物換算した値である。

0074

好適にはシリカ成分の割合を41.0〜49.0質量%、さらに好適には42.0〜48.0質量%とすることが好ましい。シリカ成分の比率が10.0質量%未満では、十分にシリカ複合が行なえていないため、吸油量、不透明度の向上が得られず、シリカ成分の比率が50.0質量%を超えると微細なシリカ粒子充填が過度となり吸油量、不透明度の低下をまねく問題が生じる場合がある。

0075

シリカ複合による付随効果として、シリカ複合により、白色度が向上する。白色度向上により白紙不透明度は低下する傾向が生じるものの、高い吸油量を有するシリカ複合再生粒子を用いることで、新聞印刷用の吸収乾燥型印刷インクを用紙表面保持乾燥できるため、軽量な新聞用紙の印刷不透明度をさらに向上させることができる。

0076

シリカを再生粒子に複合させることで、再生粒子のもつカチオン性とシリカのアニオン性により繊維間結合を適度に阻害し、嵩高性を発揮する。

0077

(用途または適用)
本発明のシリカ複合再生粒子は、元来ポーラスな再生粒子の表面をシリカで複合したものであることから比表面積が大きく、これを内添用の填料として使用すると、白色度と不透明度が高い紙を得ることもできる。

0078

さらに、シリカ複合再生粒子の吸油量は、50〜180ml/100gの範囲が好ましい。これは、この範囲のシリカ複合再生粒子を内添填料として使用する場合、紙層中において、シリカ複合再生粒子が紙層中に含浸されるインクのビヒクル分や有機溶剤等を吸収し、用紙の印刷不透明度が低下するのを抑制し、また、インクのビヒクル分や有機溶剤等を吸収することで、インク乾燥性やニジミの防止効果が顕著になるためである。一方、吸油量が50ml/100g未満の場合には上記の効果が十分でなく、シリカ複合再生粒子がインクの吸収・乾燥性を阻害する傾向が生じる場合がある。また吸油量が180ml/100gを超えると、インクの吸収性が高いためインクの沈みこみ、いわゆる発色性が劣る問題が生じる場合がある。

0079

シリカ複合粒子の吸油量は、シリカ複合反応工程における反応温度、添加時間、保留時間、pH、粘度調整や、用いる再生粒子の燃焼手段、粒子径などにより調整可能であるが、シリカ複合反応において10,000Å以下の細孔容積が0.5〜1.5cc/gとなるように調整すると、高い吸油量を示し、紙の不透明度を向上できるシリカ複合再生粒子を得ることができ、このシリカ複合再生粒子を含有したシリカ複合再生粒子内添紙においては、高い不透明度を得ることができる。

0080

以上、再生粒子を例にシリカ複合再生粒子の製造方法を詳述したが、再生粒子の代わりに再生粒子凝集体や、従来一般に製紙用途で填料として使用している炭酸カルシウム(重質および軽質)、タルク、クレー等を用いて、シリカ複合無機粒子を製造し、新聞用紙に内添することができる。
このようにシリカを複合した粒子は、粒子表面がシリカで複合されているためワイヤー磨耗度が低くでき、填料として好適に使用することができる。紙に内添する無機粒子においては、粒子が硬いと抄紙機のワイヤー(網部)を傷つけやすくなり、ワイヤー寿命縮めるため好ましくない。しかしながら本発明のごとく、ワイヤーを傷つけにくい柔らかい無機粒子である、シリカで複合した無機粒子、好ましくはシリカ複合再生粒子やシリカ複合再生粒子凝集体を用いることで、ワイヤー寿命を延長させることができる。

0081

ワイヤー磨耗度は、フィルコン式ワイヤー磨耗度試験で評価することができる。シリカと複合させる無機粒子として、磨耗度が約80mgの再生粒子凝集体を用いると、シリカ複合により磨耗度を約20〜70mgにまで低下させることができ、内添填料として充分に使用可能な粒子を得ることができる。尚、重質炭酸カルシウムのワイヤー磨耗度は100mg以上、軽質炭酸カルシウムは約50mg、ホワイトカーボンは約15mgであり、おおむね70mg以下であれば、内添填料として使用できる。

0082

上述のとおり、填料として、シリカおよびシリカ以外の無機粒子からなる複合粒子、好ましくはシリカ複合再生粒子凝集体を用いると、ピッチを効果的に分散し、ピッチトラブルを減少するとともに、高い不透明性を有する新聞用紙を得ることができるため好ましい。

0083

当該新聞用巻取紙に含有する填料としては、シリカ含有粒子とホワイトカーボン及びタルクが必須であり、その他にクレー、カオリン酸化チタン、炭酸カルシウム等の無機填料や、塩化ビニル系樹脂ポリスチレン系樹脂尿素ホルマリン系樹脂メラミン系樹脂スチレンブタジエン共重合体系樹脂等の有機填料などが挙げられる。

0084

上記タルクとして、その表面がカチオン化剤により表面処理されたカチオン処理タルクを用いるとよい。このように、カチオン化剤により表面処理されたカチオン処理タルクを用いることで、原料に混在するピッチが一般的にアニオン性を有しているため、製紙工程において、ピッチとタルクとの吸着性がさらに向上し、ホワイトカーボンの吸着と相まって、ピッチの凝集による巨大化をより抑制することができ、その結果、印刷工程においてピッチトラブルをより防止することができる。

0085

このカチオン処理タルクとは、一般的にはタルクに有機カチオン性基を有する有機カチオン性化合物等のカチオン化剤を反応させて得たもので、少なくともタルク表面がカチオン性に荷電したものである。このカチオン化剤としては、例えばポリエチレンイミンポリビニルピリジンポリアミンスルホンポリジアルキルアミノエチルメタクリレート、ポリジアルキルアミノエチルアクリレート、ポリジアルキルアミノエチルメタクリルアミド、ポリジアルキルアミノエチルアクリルアミドポリエポキシアミンポリアミドアミンジシアンジアミドホルマリン縮合物、ジシアンジアミドポリアルキルポリアルキレンポリアミン縮合物ポリビニルアミンポリアリルアミン等の化合物及びこれらの塩酸塩、更にポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド及びそのアクリルアミド等の共重合物、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩ポリメタクリル酸エステルメチルクロライド級塩等を挙げることができる。

0086

(その他内添剤
当該新聞用巻取紙は、特に限定されないが、引っ張り強度引き裂き強度、伸び等の物性を発現させるため、必要に応じて紙力増強剤ろ水性・歩留まり向上剤内添サイズ剤助剤等を含有してもよい。

0087

(繊維配向)
本発明においては、当該新聞用巻取紙は、スチールベルトを装着した輪転機で印刷した場合にスチールベルトとの接触面において摩擦によって繊維が引き起こされて剥離し難いように、紙の厚さ方向に見た繊維が巻き取りの巻き始め方向から巻き尻に向かって埋没するように繊維を配列させている。一般に新聞用紙は、ワイヤーパート噴出したパルプスラリープレスパートドライヤーパートを通して脱水、乾燥し、リールパートスプールロールに巻き取り、ワインダーにて巻き取り紙に加工される。スプールロールで巻き取った新聞用紙は、そのロール表側に見える面が紙の裏面(例えばギャップフォーマーではワイヤーパートでのボトムワイヤーに接する面)となっている。このスプールロールからワインダーにて巻取紙に仕上げた後も、外側から見える面が紙の裏面となっている。また、巻取紙は、スプールロールに巻き取り、ワインダーで巻き戻して仕上げるため、巻取紙では紙のすき出し方向(ワイヤーパートからリールパートへの方向)と逆の方向に巻き取られており、さらに、輪転機で印刷される場合には、紙のすき出し方向に巻き解かれることになる。新聞用巻取紙の厚さ方向の繊維配向の調整は、新聞用紙の製造工程において、原料噴出速度ジェットスピード)とワイヤー速度の比(J/W比)、ジェットの着地点の程度を変更することにより調整が可能である。輪転機のスチールベルトと巻取紙との接触面にある繊維が印刷時にスチールベルトで繊維の端部が引き起こされて繊維が剥離し難いように、巻取紙の巻き始め方向から巻き尻に向かって埋没するように繊維を配列させるには、すなわち、ワイヤーパートからリールパートに向かって繊維を紙の厚さ方向に埋没させればよく、ワイヤー速度よりも原料噴出速度(ジェットスピード)を速くし押し地合とすれば良い。

0088

また、本発明では、紙の厚さ方向の繊維配向の指標について検討した結果、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験し、紙破れが発生した時の速度と、輪転機での剥離トラブルや剥離による断紙に相関があることを見出した。「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」は、元来、平版印刷または活版印刷に使用する紙及び板紙の紙むけを試験する方法であり、印刷した紙又は板紙の表面で紙むけが始まったときの印刷速度で評価するが、本発明では、スチールベルトを装着した輪転機でのピッチ破れとの相関を得るため、タックバリュー18のインキを用い繊維が完全に破れたときの印刷速度で評価した。当該新聞用巻取紙は、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験し、紙破れ速度が、343cm/s以上となるように繊維配向が調整されていることが好ましい。このように繊維配向を調整することで、ピッチがスチールベルトに取られた場合でも、繊維の剥離トラブルになりにくい。343cm/s以下で紙破れが発生する場合は、紙の厚さ方向に見た繊維が巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に埋没するか、巻き始め方向から巻き尻に向かって埋没する程度が低いため、スチールベルトを装着した輪転機で新聞巻取紙として印刷した場合にスチールベルトとの接触面において摩擦によって繊維が引き起こされて剥離トラブルが生じやすい。

0089

本発明では、J/W比は1.025〜1.050が好ましく、1.030〜1.045がより好ましい。J/W比が上記下限より小さいと、押し地合の程度が低いか、引き地合となり、紙の厚さ方向に見た繊維が巻き取りの巻き尻から巻き始め方向に埋没するか、巻き始め方向から巻き尻に向かって埋没する程度が低いため、スチールベルトを装着した輪転機で新聞巻取紙として印刷した場合にスチールベルトとの接触面において摩擦によって繊維が引き起こされて剥離し破れるトラブルが生じやすい。また、J/W比が1.050より高いと、ワイヤーパートでの脱水が悪化して抄紙速度の低下の要因となる。尚、巻き替え等により、巻取紙の巻き始めから巻き尻方向を紙のすき出し方向(ワイヤーパートからリールパートへの方向)と同じ方向になるように仕上げるときは、繊維が引き地合となるように原料噴出速度(ジェットスピード)とワイヤー速度の比(J/W比)、ジェットの着地点の程度を調整する。

0090

(表面処理)
当該新聞用巻取紙の少なくとも表面には、表面サイズ剤を塗工するとよい。表面サイズ剤を塗工することで、当該新聞用巻取紙の表面平滑性が向上し、かつ表面の摩擦係数が低減され、その結果、上記ピッチの分散小径化と相まって、オフセット印刷装置のブレーキ装置等への引っ掛かりが防止され、ピッチによる剥離トラブルをさらに低減することができる。

0091

表面サイズ剤としては、例えば酸化澱粉エーテル化澱粉エステル化澱粉酵素変性澱粉カチオン化澱粉カルボキシメチルセルロースヒドロキシエチルセルロースメチルセルロースポリビニルアルコールPVA)、スチレン/アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体(なお、(メタ)アクリル酸は、「アクリル酸、及び/またはメタクリル酸」を意味する。)、スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸半エステル共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体等、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子ロジントール油フタル酸等のアルキド樹脂ケン化物石油樹脂とロジンのケン化物等のアニオン性低分子化合物イソジアネート系ポリマー等のカチオン性ポリマーなどが挙げられ、これらは単独で又は同時に用いることができる。これにより、コールドセット型オフセットインキのビヒクル分が素早く吸収され、輪転機の高速化や両面カラー用タワープレス機の使用によって印刷インキ量が増加しても、充分な吸収乾燥性が発現され、また、填料が確実に繊維に固着されるため、填料の脱落を防止し、優れた印刷不透明度、印刷適性等を確保することができる。

0092

これらの表面サイズ剤の中でも、水溶性高分子が好ましく、特に澱粉が好ましい。かかる水溶性高分子によれば、新聞用紙内部の嵩高性を維持しつつ、新聞用紙表面に突出した繊維・フィブリル繊維平坦にし、その結果、オフセット印刷装置のスチールベルトの引っ掛かりが防止されピッチによる剥離トラブルをさらに低減できる。

0093

なお、本発明に用いられる酸化澱粉としては、従来から使用されている化工澱粉が好適に例示され、例えば次亜塩素酸ナトリウム等による酸化反応によって、低分子量化と、分子中へのカルボキシル基アルデヒド基カルボニル基等の導入とを行ったものがあげられる。

0094

なお、澱粉の平均分子量としては、60万〜300万が好ましく、80万〜280万が特に好ましい。かかる平均分子量を有する澱粉は、用紙表面の被覆性に加え、インキ成分を用紙表面に留めつつ、溶媒成分を紙中に取り込んで吸収乾燥性を向上させる。また、澱粉の粘度(10%)としては、30×10-3Pa・s以下が好ましく、15×10-3〜25×10-3Pa・sが特に好ましい。かかる粘度の澱粉は、紙中への浸透が低減され、紙表面に留まることができるため、新聞用巻取紙の表面平滑性を向上し、スチールベルトでの引っ掛かりを減らせる。

0095

また、サイズ性を更に向上させ、オフセット輪転印刷におけるインクとの相性、及び填料の脱落防止効果の点から、スチレン系ポリマーを澱粉と併用することが好ましい。
表面サイズ剤として、酸化澱粉とスチレン系ポリマーを用いると、澱粉を均一に塗工でき、表面強度の向上や填料の脱落防止効果により、スチールベルトでのピッチ剥離トラブルが減少する。酸化澱粉とスチレン系サイズ剤の配合比は、固形分で酸化澱粉100部に対し、スチレン系サイズ剤10〜15部が好ましい。スチレン系サイズが10部を下回ると、紙のサイズ性及び表面強度の向上が充分に得られにくく、15部を上回ると、コスト高となったり、不透明度やインク乾燥性の低下を招く恐れがある。

0096

スチレン系ポリマーとしては、スチレン/アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体(なお、(メタ)アクリル酸は、「アクリル酸、及び/またはメタクリル酸」を意味する。)、スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸半エステル共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体等が例示される。

0097

当該新聞用巻取紙の表面サイズ剤の固形分塗工量としては、片面あたり0.1g/m2以上1.0g/m2以下が好ましく、0.2g/m2以上0.75g/m2以下が特に好ましい。表面サイズ剤の塗工量が上記範囲より小さいと、充分な被膜性が得られず、表面平滑性が低下し、スチールベルトとの摩擦でピッチや填料が取られやすい。一方、表面サイズ剤の塗工量が上記範囲を超えると、塗布設備周辺に表面サイズ剤を含んだ塗工液ミストが多量に発生し、周辺機器汚損するとともに、汚れに起因する断紙、用紙の欠陥が生じるおそれがある。従って、表面サイズ剤の塗工量を上記範囲とすることで、当該新聞用巻取紙の表面平滑性が向上し、かつ表面の摩擦係数が低減され、その結果、ホワイトカーボン、シリカ含有粒子、タルク等の添加によるピッチの分散小径化と相まって、オフセット印刷装置のスチールベルトへの引っ掛かりが低減されピッチによる剥離トラブルをさらに低減できる。

0098

表面サイズ剤の塗工手段としては、特に限定されず、例えばトランスファロールコーター、エアドタコーター、ブレードコーターロッドコーター等が使用される。これらのコーターの中でも、トランスファロールコーター方式の塗布装置が好ましく、ゲートロールコーターが特に好ましい。フィルムトランスファー方式による塗工、特にゲートロールによる塗工は、他の塗工方法とは異なり、低塗工量でも当該新聞用巻取紙表面に被覆性の高い層の形成に好適であり、また塗工液に急激なせん断力がかからないので、循環使用する塗工液の安定性に優れ、高速で均質な被膜を得ることができる。その結果、例えばコールドセット型インキを使用して多色オフセット輪転印刷をする場合、インキ濃度インキセット性、インキ着肉性等の印刷適性に優れる。

0099

さらに、当該新聞用巻取紙には、スーパーカレンダーグロスカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダー設備平坦化処理を施すことも可能である。かかるカレンダー設備による平坦化処理を施すことで、当該新聞用巻取紙の印刷適性をさらに向上することができる。なお、カレンダー設備としては、特に限定されないが、古紙パルプの配合割合が高い当該新聞用巻取紙においては、低ニップ圧で同一緊度であり、高い平滑性ひいては軽量化及びカラー印刷適性に優れるソフトカレンダーが特に好ましい。

0100

(当該新聞用巻取紙)
古紙パルプを主原料とするコールドオフセット印刷用の新聞用巻取紙であって、前記新聞用巻取紙の灰分率が5質量%以上15質量%以下であり、前記新聞用巻取紙には少なくともホワイトカーボンとホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子とタルクを含み、タルク及びシリカ含有粒子とホワイトカーボンを含む填料とピッチが効果的に吸着しピッチを分散小径化し、ピッチの凝集による巨大化が効果的に抑制される。さらに、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、前記新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されたことで、スチールベルトを装着したオフセット輪転機でのピッチによる剥離トラブルが格段に低減されている。さらに、ホワイトカーボン、ホワイトカーボン以外のシリカ含有粒子を含有していることで高い印刷不透明度を有する。

0101

当該新聞用巻取紙の坪量は、軽量化、例えば高速輪転印刷における紙質強度の確保、印刷不透明度の確保という点から、JIS P 8124に記載の「坪量測定方法」に準拠して測定して、38g/m2以上、さらには40g/m2以上であることが好ましく、またその軽量化の点から、係る坪量は48g/m2以下、さらには46g/m2以下であることが好ましい。坪量が上記下限未満では、例えば高速オフセット輪転印刷機における強度確保が困難であり、上記上限を超えると、近年の軽量化、省資源に逆行することとなる。

0102

当該新聞用巻取紙の白色度は、購読者眼精疲労をきたさないように、JIS P 8148に記載の「紙、板紙及びパルプ−ISO白色度拡散青色光反射率)の測定方法」に準拠して測定して、52%以上57%以下が好ましく、53%以上56%以下が特に好ましい。

0103

当該新聞用巻取紙の白紙不透明度は、印刷時の裏抜けが発生し難いという点から不透明度は高いものが求められるが、JIS P 8138に記載の「紙の不透明度試験方法」に準拠して測定した下限として90%が好ましく、92%が特に好ましい。また、白紙不透明度の上限としては、95%が好ましく、94%が特に好ましい。白紙不透明度が上記下限未満であると裏抜けが生じやすくなる。逆に、白紙不透明度が上記上限を超えると、必要な填料が増大し、その結果、パルプ繊維間の密着性が低下し、新聞用巻取紙の強度が低下する。

0104

当該新聞用巻取紙の印刷不透明度は、印刷時の裏抜けが発生し難いという点から印刷不透明度は高いものが求められるが、後述する印刷不透明度試験方法に準拠して測定した下限として90%が好ましく、91%が特に好ましい。また、印刷不透明度の上限としては、95%が好ましく、94%が特に好ましい。印刷不透明度が上記下限未満であると裏抜けが生じやすくなる。逆に、印刷不透明度が上記上限を超えると、必要な填料が増大し、その結果パルプ繊維間の密着性が低下し、新聞用巻取紙の強度が低下したり、紙表面からの填料の脱落によって印刷時の紙紛が増加するだけでなく、製造工程におけるマシン系内の汚れが増大し操業性を悪化させる。

0105

当該新聞用巻取紙は、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されていることで、上記ピッチの分散小径化と相まって、スチールベルトを装着したオフセット輪転機でのピッチによる剥離トラブルが格段に低減されている。

0106

また新聞用巻取紙の密度は、近年の軽量化や軽量化に伴う強度維持の点から、JIS P 8118に記載の「紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定して、0.50〜0.80g/cm3、さらには0.55〜0.75g/cm3であることが好ましい。

0107

また紙のMD方向の剛度は、例えば高速輪転印刷に適した腰を付与するという点から、JIS P 8143に記載の「紙のクラークこわさ試験機によるこわさ試験方法」に準拠して測定して、30〜55cm3/100、さらには32〜50cm3/100であることが好ましい。

0108

(当該新聞用巻取紙の製造方法)
以下、当該新聞用巻取紙の製造方法について説明する。まず、原料パルプがスラリー状態受入チェストに送られ、配合チェストへ送られる。次に、配合チェストの配合原料は、マシンチェストに供給された後、種箱に導かれる。ここで調節された配合原料は、第1ファンポンプ、クリーナー、スクリーン、第2ファンポンプ及びヘッドボックスを介して抄紙機に供給される。また、第2ファンポンプへ供給される前の段階で、シリカ含有粒子とホワイトカーボンが添加される。

0109

各種添加剤は、原料パルプの配合調整段階(受入チェスト、配合チェスト及びマシンチェスト)から抄紙機に供給されるまでの任意の段階で添加され、好適には受入チェストでタルクを、配合チェストでカチオン性凝結剤を添加し、原料パルプのイオン性を安定化させた上で、その後工程の種箱で内添サイズ剤を添加し、その後カチオン性凝集剤を添加する。

0110

タルクを受入チェストで添加することで、原料パルプに含まれるピッチを分散小径化し、凝集によるピッチの巨大化を効果的に抑制することができる。タルクの固形分配合量としては、凝集によるピッチの巨大化を効果的に抑制する点から、5〜38kg/Ptが好ましく、8〜24kg/Ptが特に好ましい。ここで、「kg/Pt」とは、原料パルプ絶乾1トン当たり固形分換算kg数質量を意味する。

0111

カチオン性有機高分子凝結剤を配合チェストで添加することで、ピッチを効果的にタルクに吸着させピッチの巨大化を防止するとともに、後工程でのイオン性調整を容易にすることが可能になり、填料の歩留まりを改善することができる。

0112

カチオン性有機高分子系凝結剤としては、例えばカチオン性ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリエチレンイミン、分子量50000以上のポリアミンエチレンイミングラフトにより変性されているポリアミン、ポリエーテルアミドポリビニルイミダゾール、ポリビニルピロリジン、ポリビニルイミダゾリン、ポリビニルテトラヒドロピリン、ポリ(ジアルキルアミノアルキルビニルエーテル)、プロトン化又は四級化した形のポリ(ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート)並びにアジピン酸とポリアルキレンポリアミン、アクリルアミド又はメタクリルアミドとジアルキルアミノエチルアクリレート又はジアルキルアミノエチルメタクリレートとの共重合体(例えばアクリルアミドとジメチルアミノエチルアクリレートとの塩酸を用いた塩の形又は塩化メチルを用いた四級化した形の共重合体)などが挙げられる。

0113

中でも、カチオン性有機高分子系凝結剤としては、アンモニア、第1級アミン、第2級アミン及び第3級アミンから選択された一種以上のアミン類と、ポリカチオン物質と、分子量10000〜70000のポリアルキレンイミンとを反応させたポリアルキレンイミン変性物が好ましい。

0114

カチオン性有機高分子系凝結剤の固形分配合量としては、0.1〜1.0kg/Pt(パルプトン)が好ましく、0.15〜0.60kg/Ptが特に好ましい。カチオン性有機高分子系凝結剤の配合量が上記範囲より小さいと、十分なアニオントラッシュ凝結やイオン性の中和効果がみられず、後工程でのサイズ剤添加効果が生じにくく、カールの問題が発現する。
逆に、カチオン性有機高分子系凝結剤の配合量が上記範囲を超えると、原料パルプ系内のイオン性がカチオン性過度になり、不要な凝結やサイズ効果ムラが生じ、過剰の添加においても填料歩留まりの悪化、さらには地合い不良も発現する問題が生じる。
また、カチオン性有機高分子系凝結剤に加え、無機系凝結剤例えば硫酸バンド等を添加することができる。無機系凝結剤の固形分配合量は、0.3〜14kg/Pt(パルプトン)が好ましく、0.5〜8kg/Ptがさらに好ましく、1.0〜5kg/Pt特に好ましい。

0115

内添サイズ剤は、原料パルプの配合調整段階以降であれば、抄紙工程何れでも添加できるが、最も好適には種箱で添加することが好ましい。内添サイズ剤を種箱で添加することで、原料パルプとの均一な混合が促進され、均一なサイズ性を得ることができる。

0116

内添サイズ剤としては、例えばロジン系サイズ剤合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤等が挙げられる。中でも、印刷装置における走行性及び印刷後の用紙保存性の観点から、中性サイズ剤が好適に使用される。

0117

内添サイズ剤の固形分添加量としては、0.12〜0.45kg/Ptが好ましく、0.24〜0.30kg/Ptが特に好ましい。内添サイズ剤の添加量が上記範囲より小さいと、表面サイズ剤の塗工処理を施しても、紙全体として充分なサイズ性を示すことができない。逆に、内添サイズ剤の固形分添加量が上記範囲を超えると、サイズ性も飽和状態に達し、他薬品との反応による欠陥や、操業時における抄紙機の各部の汚れが発生するおそれがある。

0118

カチオン性凝集剤を内添サイズ剤添加後に添加することで、サイズ剤のパルプ繊維への定着を促進することができ、その結果サイズ性の向上を図ることができる。カチオン性凝集剤は、好適にはサイズ剤添加後の後工程であって、第一ファンポンプ、クリーナー及びスクリーンを経た第二ファンポンプの直前で添加される。

0119

カチオン性凝集剤としては、具体的には、カチオン性ポリアミン樹脂、カチオン性ポリアミンポリアミド樹脂カチオン性ポリアクリルアマイドカチオン変性澱粉、スチレンアクリル系樹脂、カチオン性熱硬化性樹脂等を挙げることができる。

0120

カチオン性凝集剤の添加量としては、純分で50〜400ppmが好ましく、80〜200ppmが特に好ましい。カチオン性凝集剤の添加量が上記範囲より小さいと、タルク、ホワイトカーボン、シリカ含有粒子等の歩留まり向上の効果が得られ難くなり、逆に、カチオン性凝集剤の添加量が上記範囲を超えると、地合いが悪化するおそれがある。かかるカチオン性凝集剤としては、例えば平均分子量が800万〜1200万、さらには850万から1100万であり、かつカチオン性単量体の割合が5〜100モル%、好適には10〜100モル%のカチオン性水溶性重合体又は共重合体を使用することができる。かかるカチオン性凝集剤の代表例としては、例えばPAM等があげられる。カチオン性凝集剤の平均分子量が800万未満であると、該カチオン性凝集剤を用いた効果が充分に発現されない恐れがあり、一方1200万より大きくても、所望の効果の向上があまり望めず、コスト高となる恐れがある。

0121

当該新聞用巻取紙は、上記抄紙工程後、上述のように両面に表面サイズ剤を塗工することが好ましい。また、当該新聞用巻取紙は、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向を調整するとよい。この繊維配向の調整は、新聞用紙の製造工程において、原料噴出速度(ジェットスピード)とワイヤー速度の比(J/W比)、ジェットの着地点等を変更することにより調整が可能である。

0122

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定
的に解釈されるものではない。

0123

(実施例1)
離解・脱墨古紙パルプ(DIP)を80質量%、サーモメカニカルパルプ(TMP)を20質量%配合し、レファイナーフリーネスを120mL C.S.F(JIS P 8121に準拠)に調整したパルプスラリーを得た。このパルプスラリーに対し、さらに、カチオン処理タルク(平均粒子径6μm)を15Kg/パルプトン添加し、硫酸バンドでpHを6〜7になるよう調整後、カチオン性有機高分子系凝結剤(ハイモ(株)製ハイマックスSC924)を固形分で0.4Kg/パルプトン添加した。このパルプに、パルプ固形分1tに対してアルキルケテンダイマーサイズ剤(品名:AD−1624、日本PMC(株)製)0.3kg/パルプトン(固形分)添加した後、シリカ含有粒子としてシリカ複合再生粒子(平均粒子径8.5μm)を30Kg/パルプトン、ホワイトカーボン(エリエールペーパーケミカル(株)製、平均粒子径20μm)を15Kg/パルプトン添加した。次いで、絶乾パルプに対し110ppmの凝集剤(ハイモ(株)製ハイモロックND270)を添加してツインワイヤー抄紙機で坪量約42.5g/m2の基紙を得た。更に、表面サイズ剤として酸化澱粉とスチレン系ポリマー(星光PMC(株)製SS2712)を酸化澱粉100部に対しスチレン系ポリマーが30部になるよう混合し、水を加えて濃度調整して塗工液を作成し、乾燥質量で片面あたり1.0g/m2塗工して新聞用紙を得た。次に得られた新聞用紙をワインダーで仕上げて実施例1の新聞用巻取紙を得た。巻取紙では、紙のすき出し方向と逆の方向に巻き取られており、輪転機では、すき出し方向に巻き解かれる。なお、実施例1で使用したシリカ複合再生粒子は、後述の製造例に従って製造し、表3記載の製造例1−1を使用した。また、原料噴出速度(ジェットスピード)とワイヤー速度の比(J/W比)を1.035で抄造した。

0124

[再生粒子の製造]
被処理物(原料)として、製紙スラッジまたは脱墨フロスを予め分別して用い、脱水工程を経て、図1および図2の製造設備により、表1に示す条件にて、有機成分の熱処理工程、第1燃焼工程および第2燃焼工程を適宜用い順次経て、湿式粉砕処理を施し、再生粒子を得た。製造例2、3および製造例6、7の有機成分の熱処理工程において用いた内熱キルンは、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉であり、この内熱キルン炉一端の原料供給口から、製紙スラッジを供給するとともに熱風を吹き込む並流方式を採用した。

0125

また、第1燃焼工程において用いた内熱キルンは、本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉である。さらに、第2燃焼工程において用いた外熱キルン炉は、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱キルン炉であり、この外熱キルン炉としては、特に内部に平行リフターを有する外熱電気方式のキルン炉を採用した。湿式粉砕処理は、セラミックボールミルを用いて行った。製造例4における脱墨フロスは、上級古紙脱墨フロスを製紙スラッジに混在する前に予め分別して用いた。

0126

次燃焼温度は、1次燃焼炉出口温度を測定した。2次燃焼温度は、2次燃焼炉出口温度を測定した。酸素濃度は、1次燃焼炉出口酸素濃度、2次燃焼炉出口酸素濃度を測定した。

0127

[シリカ複合再生粒子の製造]
表2に示す条件で、珪酸アルカリ水溶液として珪酸ナトリウム溶液(3号水ガラス)38%濃度、再生粒子スラリー20%濃度を混合し、希釈水を加え表2に示すとおり珪酸アルカリと再生粒子からなるスラリーを所定の反応開始濃度、反応開始pHに調整したのち、鉱酸として所定規定度の硫酸を添加、撹拌しシリカ複合再生粒子を製造した。スラリーの撹拌は公知のミキサーを使用し。スラリーのpHは、堀場製作所製のpH計にて、反応温度は公知の温度計にて測定した。1次反応工程では、珪酸アルカリ水溶液と鉱酸の中和率が表2に示す割合になるように鉱酸を添加した。

0128

保留時間は、1次反応工程で行なう鉱酸の添加を終え、2次反応工程で鉱酸を再び添加するまでの時間をいう。

0129

2次反応工程においては、反応終了pHになるように、所定の時間をかけて1次反応工程と同じ鉱酸を添加した。表2に示す、完成原料の10%濃度スラリー粘度は、2次反応工程を経て反応を終えたシリカ複合再生粒子スラリーを脱水濾過し、固形分濃度を10%に調整したスラリーをB型粘度計により測定した値(測定温度25℃)である。

0130

[再生粒子およびシリカ複合再生粒子の測定]
再生粒子およびシリカ複合再生粒子の成分分析結果を表1および表3に示す。各工程の無機構成成分は堀場製作所製のX線マイクロアナライザーを用い、加速電圧(15KV)にて元素分析を行い、構成成分より酸化物換算した。

0131

比表面積および細孔容積は、水銀圧入式ポロシメーター(テルモ社製「PASCAL140/240」)を用い、試料を濾過した後、真空乾燥して測定した。

0132

吸油量はJIS K 5101−13−2記載の練り合わせ法によるものである。すなわち105℃〜110℃で2時間乾燥した試料2g〜5gをガラス板に取り、精製アマニ油(酸化4以下のもの)をビュレットから少量ずつ試料の中央に滴下しその都度ヘラで練り合わせる。滴下練り合わせの操作を繰り返し、全体が初めて1本の棒状にまとまったときを終点として、精製アマニ油の滴下量を求め、次の式によって吸油量を算出する。
吸油量=[アマニ油量(ml)×100]/試料(g)

0133

粒子径は、レーザー粒度分布測定装置(レーザー解析式粒度分布測定装置「SALD−2200型」島津製作所社製)にて粒度分布を測定し、全粒子の体積に対する累積体積が50%になるときの粒子径(d50)として求められる。測定試料の調製は、0.1%ヘキサメタ燐酸ソーダ水溶液に、シリカ複合再生粒子を添加し、超音波で1分間分散した。

0134

硬質物質の測定には、X線回析装置(理学電気製RAD2X)を用いた。測定条件:Cu−Kα−湾曲モノクロメーター 40KV−40mA、発散スリット・1mmSS・1mm RS・0.3mm、走査速度・0.8度/分、走査範囲・2シータ=7〜85度、サンプリング・0.02度である。

0135

表3に示す生産性は、得られたシリカ複合再生粒子の濾液中に含まれる未反応薬品量から換算したシリカ複合反応の歩留りから、歩留り95%以上を◎、80%以上95%未満を○、70%以上80%未満を△、70%未満を×とした。

0136

0137

0138

0139

(実施例2)
シリカ複合再生粒子の平均粒子径が1.5μmであること(表3記載の製造例8)以外は実施例1と同様にして実施例2の新聞用巻取紙を得た。

0140

(実施例3)
シリカ複合再生粒子の平均粒子径が1.7μmであること(表3記載の製造例4)以外は実施例1と同様にして実施例3の新聞用巻取紙を得た。

0141

(実施例4)
シリカ複合再生粒子の平均粒子径が5.5μmであること(表3記載の製造例1−2)以外は実施例1と同様にして実施例4の新聞用巻取紙を得た。

0142

(実施例5)
シリカ複合再生粒子の平均粒子径が12.5μmであること(表3記載の製造例1−3)以外は実施例1と同様にして実施例5の新聞用巻取紙を得た。

0143

(実施例6)
カチオン処理タルクの平均粒子径が2μmであること以外は実施例1と同様にして実施例6の新聞用巻取紙を得た。

0144

(実施例7)
カチオン処理タルクの平均粒子径が10μmであること以外は実施例1と同様にして実施例7の新聞用巻取紙を得た。

0145

(実施例8)
カチオン処理タルクの平均粒子径が12μmであること以外は実施例1と同様にして実施例8の新聞用巻取紙を得た。

0146

(実施例9)
シリカ複合再生粒子の添加量が10Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例9の新聞用巻取紙を得た。

0147

(実施例10)
ホワイトカーボンの平均粒子径が15μmであること以外は実施例1と同様にして実施例10の新聞用巻取紙を得た。

0148

(実施例11)
ホワイトカーボンの平均粒子径が24μmであること以外は実施例1と同様にして実施例11の新聞用巻取紙を得た。

0149

(実施例12)
ホワイトカーボンの添加量が5Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例12の新聞用巻取紙を得た。

0150

(実施例13)
シリカ複合再生粒子の添加量が5Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例13の新聞用巻取紙を得た。

0151

(実施例14)
シリカ複合再生粒子の添加量が15Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例14の新聞用巻取紙を得た。

0152

(実施例15)
シリカ複合再生粒子の添加量が50Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例15の新聞用巻取紙を得た。

0153

(実施例16)
ホワイトカーボンの添加量が10Kg/パルプトンであること、シリカ複合再生粒子の添加量が10Kg/パルプトンであること、カチオン処理タルクの添加量が10Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例16の新聞用巻取紙を得た。

0154

(実施例17)
ホワイトカーボンの添加量が25Kg/パルプトンであること、シリカ複合再生粒子の添加量が25Kg/パルプトンであること、カチオン処理タルクの添加量が25Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例17の新聞用巻取紙を得た。

0155

(実施例18)
ホワイトカーボンの添加量が30Kg/パルプトンであること、シリカ複合再生粒子の添加量が40Kg/パルプトンであること、カチオン処理タルクの添加量が30Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例18の新聞用巻取紙を得た。

0156

(実施例19)
ホワイトカーボンの添加量が30Kg/パルプトンであること、シリカ複合再生粒子の添加量が50Kg/パルプトンであること、カチオン処理タルクの添加量が38Kg/パルプトンであること以外は実施例1と同様にして実施例19の新聞用巻取紙を得た。

0157

(実施例20)
J/W比が1.030であること以外は実施例1と同様にして実施例20の新聞用巻取紙を得た。

0158

(実施例21)
J/W比が1.025であること以外は実施例1と同様にして実施例21の新聞用巻取紙を得た。

0159

(実施例22)
カチオン処理タルク(平均粒子径6μm)の代わりにカチオン処理していないタルク(平均粒子径6μm)を添加した以外は実施例1と同様にして実施例22の新聞用巻取紙を得た。

0160

(実施例23)
表面サイズ剤の塗工量が0.2g/m2であること以外は実施例1と同様にして実施例23の新聞用巻取紙を得た。

0161

(実施例24)
表面サイズ剤の塗工量が1.5g/m2であること以外は実施例1と同様にして実施例24の新聞用巻取紙を得た。

0162

(実施例25)
表面サイズ剤の塗工量が2.0g/m2であること以外は実施例1と同様にして実施例25の新聞用巻取紙を得た。

0163

(実施例26)
シリカ含有粒子として、シリカ複合再生粒子の代わりにシリカ複合炭酸カルシウム(平均粒子径8.5μm)をを添加したこと以外は、実施例1と同様にして実施例26の新聞用巻取紙を得た。

0164

(比較例1)
カチオン処理タルクを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして比較例1の新聞用巻取紙を得た。

0165

(比較例2)
シリカ複合再生粒子を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして比較例2の新聞用巻取紙を得た。

0166

(比較例3)
J/W比を0.998としたこと以外は、実施例1と同様にして比較例3の新聞用巻取紙を得た。

0167

得られた新聞用巻取紙について、以下の方法にて各物性を測定した。これらの結果を表4に
示す。

0168

(a)坪量
JIS P 8124に記載の「坪量測定方法」に準拠して測定した。

0169

(b)灰分
JIS P 8251に記載の「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−525℃燃焼法」に準拠して測定した。

0170

(c)白色度
JIS P 8212に記載の「パルプ−拡散青色光反射率(ISO白色度)の測定方法」に準拠して測定した。

0171

(d)白紙不透明度
JIS P 8149に記載の「紙及び板紙−不透明度試験方法(紙の裏当て)」に準拠して測定した。

0172

(e)印刷不透明度
オフセット輪転印刷機型番RI2型、石川島産業機械(株)製)で、オフセット
輪転印刷用インキ商品名:ニューズゼットナチュリス)、大日本インキ化学工業
(株)製)のインキ量を変えて印刷し、印刷面反射率が9%のときの、印刷前の裏面反射
率に対する印刷後の裏面反射率の比率:
(印刷後の裏面反射率/印刷前の裏面反射率)×100(%)
を求めた。なお、これら反射率の測定には、分光白色度測色機(スガ試験機(株)製)を
用いた。

0173

(f)紙破れ速度
JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験し、タックバリュー18のインキを用い繊維が完全に破れたときの印刷速度で評価した。

0174

[特性の評価]
次に、実施例1〜26及び比較例1〜3の新聞用紙を用い以下の特性を調べた。その結
果を表4に示す。

0175

(g)印刷操業性(剥離トラブル)
スチールベルトを装着したオフセット輪転印刷機(型番:メトロライナ、(株)ゴスグラフィクシステムジャパン製)を使用し、55連巻き(A巻)の新聞用紙にて印刷を行った。スチールベルトでの剥離トラブル発生の有無を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。

0176

(評価基準)
◎:断紙・剥離トラブルが全く発生しなかった。
○:巻き取り50本で剥離トラブルが1〜2回発生した。
△:巻き取り50本で剥離トラブルが3回発生した。
×:巻き取り50本で剥離トラブルが4回以上発生した。

0177

(h)ブランケット紙粉パイリング
オフセット輪転印刷機(型番:メトロライナ、(株)ゴスグラッフィックシステムズジャパン製)を使用し、55連巻きの新聞用紙にて印刷を行った。ブランケット非画像部における紙粉発生堆積の有無を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:紙粉の発生が全く認められない。
○:紙粉の発生がわずかに認められるがブランケット上での堆積は全く認められない。
△:紙粉の発生が認められ、ブランケット上に堆積している。
×:ブランケット上での紙粉の堆積が著しい。

0178

実施例1〜26の新聞用巻取紙はいずれも、基紙を構成するパルプとして古紙パルプが含まれ、填料として、タルク、シリカ含有粒子、ホワイトカーボンを含有し、灰分率が5質量%以上15質量%以下であるものである。ピッチの凝集が進んでおらず、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s以上となるように繊維配向が調整されおり、スチールベルトを装着したオフセット輪転機でのピッチによる剥離トラブルが格段に低減されている。また、吸油性の高いシリカ含有粒子、ホワイトカーボンを備えていることで極めて高い印刷不透明度を有していることがわかる。

0179

これに対して比較例1の新聞用紙は、タルクを含有しておらず、ピッチの凝集化が進み、ピッチによる剥離トラブルが発生している。比較例3の新聞用紙は、JIS P 8129に準拠した「板紙−紙むけ試験方法−電気式IGT試験機による加速印刷法」において、新聞用巻取紙の表面について、巻取紙の巻き尻から巻き始め方向に加速するように試験した紙破れ速度が343cm/s未満であるため、スチールベルトを装着したオフセット輪転機でのピッチによる剥離トラブルが発生しやすくなっていることがわかる。比較例2の新聞用紙は、シリカ含有粒子を含まないため、印刷不透明度が低く、ピッチによる剥離トラブルも発生しやすい。

0180

0181

本発明の新聞用巻取紙は、印刷不透明度が高く、スチールベルトを装着したコールドオフセット輪転印刷機でピッチによる剥離トラブルがなく、好適に使用することができる。

0182

10…原料、12…貯槽、14…第1燃焼炉(内熱キルン炉)、20…熱風発生炉、22…再燃焼室、26…熱交換器、28…誘引ファン、30…煙突、31…外熱ジャケット、32…第2燃焼炉(外熱キルン炉)、34…冷却機、36…粒径選別機、42…熱処理炉(内熱キルン炉)、43…熱風発生炉。
Y2 原料

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