JP2004270055A

JP2004270055A - 雑誌古紙配合更紙

Info

Publication number: JP2004270055A
Application number: JP2003059892A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Aida; 正浩合田; Hiroaki Katsube; 浩明勝部; Takeyuki Makino; 健幸牧野
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】嵩高で夾雑物が少なく、白色度および不透明度が高く、更に印刷適性、耐退色性の良好な更紙が得られるようにする。
【解決手段】全パルプ成分中の２０〜５０％が機械パルプ、５０〜８０％が雑誌古紙を含む古紙パルプとし、該パルプに対して１〜１５ｋｇ／ｔの紙用嵩高剤を配合して得られた紙原料を抄紙、乾燥した後、紙面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ以下となるように平坦化処理したことにより、しなやかで嵩高な印刷適性の良好な更紙が得られるようにする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、雑誌古紙パルプを配合した古紙パルプから得られる雑誌古紙配合更紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
木材資源の保護の観点から、古紙をパルプ原料として用いることが指向されているが、出版用紙においても同様であり、その古紙パルプの配合率を高める努力がなされている。
【０００３】
一方、再生紙の原材料となる古紙パルプは、新聞紙やチラシ等の古紙から製造するのが一般的であり、雑誌や書物等の古紙は、再生板紙の原料パルプ（古紙パルプ）とする場合のほかほとんど利用されていない。これは、雑誌や書物等の古紙は、ホットメルト等の背糊が残存していたり、ポリカーボネイト樹脂コンパクトディスク（以下、単にＣＤともいう。）がページ間に挟まれていたりするため、生産性が下がる虞や、再生紙の品質劣化、印字障害等を招く虞があることによる。
【０００４】
しかしながら、資源の有効利用という観点からは、雑誌や書物等の古紙も利用するのが望ましい。
【０００５】
また、出版用紙は、特に良好な印刷適性を有することが重要であり、そのためには、平滑度が高いことが求められる。そのため、従来は、ホワイトカーボン等の填料が添加されるのが一般的とされている。
【０００６】
また、近年、書籍等の出版用紙は、ユーザからしなやかさを求められており、嵩高な用紙が要望されている。しかしながら、嵩高にした用紙は表面の平滑性が劣り、印刷適性が低下するという問題がある。また、経済性の面から低米坪への移行が進んでおり、不透明度の向上が望まれている。更に、環境問題から古紙を高配合した用紙が望まれている。しかし、雑誌古紙のパルプ中の配合量を増やすと、夾雑物が増加し、著しく見栄えが悪くなるという問題もある。
【０００７】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、嵩高で夾雑物が少なく、白色度および不透明度が高く、更に印刷適性、耐退色性の良好な更紙が得られるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
なお、この明細書において「雑誌古紙」という場合は、いわゆる「雑誌」のみからなる古紙のほか、新聞紙、チラシ、ピン付き雑誌、背糊付き雑誌、ビニール貼り雑誌、ＣＤ入り雑誌などが混在した「無選別古紙」をも含むものとする。
【０００９】
なお、新聞、雑誌等からなる古紙パルプを使用して事務用紙（記録用紙）を製造する方法を開示した公知文献としては、たとえば特開２００１−２７９５８８号公報等があるが、本願発明者の調査した範囲では、雑誌古紙を含む古紙パルプを原料として更紙を製造することを目的とし、更に、そのときの各種条件を規定することを意図した公知文献は発見することはできなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明の雑誌古紙配合更紙は、全パルプ成分中の２０〜５０％が機械パルプ、５０〜８０％が雑誌古紙を含む古紙パルプであり、紙用嵩高剤を該古紙パルプに対して１〜１５ｋｇ／ｔ配合して得られた紙原料を抄紙、乾燥した後、紙面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ以下となるように平坦化処理したことを基本思想とする。
【００１１】
上記紙用嵩高剤としては、特に限定するものではないが、ＫＢ１１５（花王株式会社製）等がある。なお、紙用嵩高剤の配合量は、製品の強度低下を抑制する見地から、対パルプで１〜１５ｋｇ／ｔとするのが望ましい。
【００１２】
また、上記機械パルプとしては、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなど公知のパルプが使用できる。中でもＰＧＷは、長繊維に富み強度が強く、不透明度も高いため好適である。
【００１３】
また、本願発明の雑誌古紙配合更紙を製造するにあたっては、雑誌古紙パルプまたは雑誌古紙を含む古紙パルプの脱墨性を向上させるために、古紙パルプの離解工程、粗選工程、精選工程、熟成工程、脱墨工程、洗浄工程等からなる脱墨工程中において複数段のフローテーションおよびデイスパーザー処理を行うことが推奨される。本願発明を実施するにあたっては、必要に応じて、かせいソーダ、炭酸ソーダ、珪酸ソーダ、過酸化水素、亜硫酸ソーダ、硫酸マグネシウム、トリポリ燐酸ソーダ、キレート剤、脱墨剤、捕集剤、発泡剤等の各種添加剤、あるいは各種助剤等を適宜使用することは何ら差支えない。
【００１４】
また、前記平坦化処理は、金属ロールと４２〜９８度のショアーＤ硬度（ＡＳＴＭ規格、Ｄ−２２４０）を有する弾性ロールで構成された加圧ニップに通紙することにより行われるのが望ましい。
【００１５】
また、ＪＴＡＰＰＩＮｏ．２１で規定されている１０時間後の色差ΔＥ値が１２．０以下とするのが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】
本願発明の雑誌古紙配合更紙は、全パルプ成分中の２０〜５０％が機械パルプ、５０〜８０％が雑誌古紙を含む古紙パルプとし、該パルプに対して１〜１５ｋｇ／ｔの紙用嵩高剤を配合したことにより、しなやかで嵩高な出版用紙が得られるという効果がある。この嵩高剤の配合により印刷適性の低下が懸念されるが、平坦化処理によりマイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ以下となるように調整することで嵩を維持したまま平滑性を向上させることができることとなり、印刷適性の良好な更紙が得られるという効果がある。
【００１７】
本願発明の雑誌古紙配合更紙は、雑誌古紙パルプの処理工程において、複数段のフローテーションおよびディスパーザーにより処理を行うものとすることもでき、その場合、雑誌古紙の増配により懸念されるホットメルト等の背糊およびポリカーボネイト樹脂ＣＤ（コンパクトディスク）等の異物増加に対処（換言すれば、異物を除去）できることとなり、夾雑物が少なく白色度および不透明度の高い更紙が得られる。
【００１８】
本願発明の雑誌古紙配合更紙は、金属ロールと４２〜９８度のショアーＤ硬度を有する弾性ロールで構成された加圧ニップに通紙することにより平坦化処理を行うこともでき、その場合、嵩を維持したまま平滑性を向上させることができる。
【００１９】
本願発明の雑誌古紙配合更紙は、ＪＴＡＰＰＩＮｏ．２１で規定されている１０時間後の色差ΔＥ値が１２．０以下とすることもでき、その場合、機械パルプの配合により懸念される退色性をなくすることができ、耐退色性に優れた更紙が得られる。
【００２０】
【実施例】
以下、本願発明のいくつかの好適な実施例１〜７を示すとともに、本願発明の技術的優位性を示すための比較対象としていくつかの比較例１〜５を示す。
【００２１】
各実施例における古紙パルプの処理方法
図１は、各実施例における古紙パルプの処理方法を示す概要図であり、同図において、１はパルパー、２はターボセパレータ、３は高濃度クリーナー、４は粗選スクリーン、５はプレフローテーター、６はクリーナー、７は精選スクリーン、８は脱水機、９はディスパーザー、１０は過酸化水素タワー、１１はポストフローテーター、１２はストックタンク、１３は完成脱水機、１４は高濃度ポンプ、１５は高濃度タワーである。なお、パルパー１は、補助離解機１Ａを付設された高濃度パルパーとされている。
【００２２】
まず、原料となる雑誌古紙、即ち、新聞紙、チラシ、雑誌、書物等が混在した前記のような無選別古紙とＮＢＫＰ、ＴＭＰ等とを、パルパー１に投入する。パルパー１では、古紙を水で希釈、溶解（離解）し、繊維懸濁液にする。この場合、補助離解機は、原料を離解するパルピングゾーンと異物を除去しながら原料をブローするスクリーニングゾーンから成り立っており、パルピングゾーンで原料中の異物細分化が少なく、原形に近い状態またはその後の除塵工程で除去できる大きさを保ったまま原料を離解し、スクリーニングゾーンに送りストレーナーによって殆どの異物をこの段階で除去する。この繊維懸濁液は、ポンプ８１によって、輸送管５１を通してターボセパレータ２に送る。ターボセパレータ２では、繊維懸濁液中に残存するパルパー１において溶解しきれなかった古紙を溶解する。
【００２３】
このようにして古紙を完全に溶解した後、繊維懸濁液は、ポンプ８２によって、輸送管５２を通して高濃度クリーナー３に送る。高濃度クリーナー３では、古紙に付いていたホッチキス等の重い異物を除去する（比重の違いを利用した異物の除去）。重い異物を除去した後、繊維懸濁液は、輸送管５３を通してスクリーン４に送る。スクリーン４では、比較的大きい異物を除去する（体積の違いを利用した異物の除去）。
【００２４】
異物を除去した後、繊維懸濁液は、輸送管５４を通してプレフローテーター５に送る。プレフローテーター５では、加圧浮上効果によって、繊維に付着しているインクを除去する。
【００２５】
インクを除去した後、繊維懸濁液は、ポンプ８３によって、輸送管５５を通してクリーナー６に送り、更に、輸送管５６を通して、スクリーン７に送る。クリーナー６では比重の違いを利用して微細な異物を除去し、スクリーン７では体積の違いを利用して微細な異物を除去する。
【００２６】
微細な異物を除去した後、繊維懸濁液は、輸送管５７を通して脱水機８に送り脱水する。この脱水により高濃度になった繊維懸濁液は、ポンプ８４によって、輸送管５８を通してディスパーザー９に送る。ディスパーザー９では、クリーナー６およびスクリーン７で除去することができなかった異物を細かく分解し、インクとともに水中に分散させる。異物およびインクが分散した状態の繊維懸濁液は、輸送管５９を通して過酸化水素タワー１０に送る。過酸化水素タワー１０では、過酸化水素によって繊維懸濁液中の繊維を漂白する。
【００２７】
漂白した繊維懸濁液は、ポンプ８５によって輸送管６０を通してポストフローテーター１１に送る。ポストフローテーター１１では、加圧浮上効果によって、ディスパーザー９において分散させた異物およびインクを除去する。
【００２８】
このようにして異物およびインクを完全に除去した後、繊維懸濁液は、輸送管６１を通してストックタンク１２に送る。ストックタンク１２に貯留した繊維懸濁液は、適宜、ポンプ８６によって、輸送管６２を通して完成脱水機１３に送る。完成脱水機１３では、繊維懸濁液の濃度が約１０質量％になるまで脱水を行い、古紙パルプを得る。この古紙パルプは、輸送管６３および６４を通して高濃度タワー１５に送る。輸送管６３と６４との間には、高濃度ポンプ１４を備えてあり、この高濃度ポンプ１４によって、古紙パルプを高濃度タワー１５の上部にポンプアツプするようになっている。高濃度タワー１５では、古紙パルプに二酸化チオ尿素等の漂白剤を添加し、漂白するとともに、紙用嵩高剤を所定量配合する。漂白した古紙パルプは、高濃度タワー１５にストックしておき、必要に応じポンプ８７によって、輸送管６５を通してペーパーマシンに送る。
【００２９】
次に、繊維懸濁液の温度およびｐＨの調整について説明すると、雑誌古紙から抄紙機に持ちこまれる顔料の中で、炭酸カルシウムは酸性領域では炭酸ガスを発生させるとともに、系内にスケールを作り出すことになるため、本願発明においては、好ましくはｐＨ４．５程度の酸性抄紙よりｐＨ６〜８の疑似中性か、若しくはｐＨ７近辺の中性抄紙が好ましい。
【００３０】
次に、各実施例におけるｐＨの調整方法について説明すると、図示の実施例では、熱溶融性かつアルカリ溶融性材料の除去が完了するまでの間、繊維懸濁液のｐＨを６〜９とするのが好ましいが、その調成方法を特に限定するものではない。この調整方法としては、たとえば、古紙の離解に際して、アルカリを０．５質量％以下添加するとよい。この際使用するアルカリとしては、その種類を何ら限定するものではなく、水酸化ナトリウムや、硅酸ナトリウム等を使用することができる。
【００３１】
各実施例および比較例における抄紙方法
表１に示す古紙パルプおよび紙用嵩高剤の配合量を有する原料パルプを用い、公知の方法により抄紙した。
【００３２】
各比較例における古紙パルプの処理方法
図１とその説明で示した古紙パルプ処理方法で処理した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
各実施例および比較例の評価は次の通りである。
【００３５】
＜操業性（発泡性）＞
抄紙時、ワイヤーパートにおいて発泡が多く断紙が多発：×
抄紙時、発泡が若干見られる：△
抄紙時、発泡がほとんど見られない：〇
＜しなやかさ＞
緊度が０．６ｇ／ｍ^３未満：〇
緊度が０．６ｇ／ｍ^３以上０．８ｇ／ｍ^３未満：△
緊度が０．８ｇ／ｍ^３以上：×
＜印刷適性（目視で判断）＞
輪転機にて５０００枚印刷後、印面のカスレが生じない：〇
輪転機にて５０００枚印刷後、ベタ面での印刷は少し薄くなるが文字ははっきりしている：△
輪転機にて５０００枚印刷後、ベタ面でのカスレが大きく、文字も部分的に欠けている。：×
＜不透明性＞
ＲＩ印刷機で印刷後、裏面への裏抜け状況を目視により評価した。
【００３６】
裏抜けがほとんど見られない：〇
裏抜けが確認できる：×
＜夾雑物＞
１０ｍｍ^２／ｍ^２未満：〇
１０ｍｍ^２／ｍ^２以上２０ｍｍ^２／ｍ^２未満：△
２０ｍｍ^２／ｍ^２以上：×
＜耐退色性＞
ＪＴＡＰＰＩＮｏ．２１で規定されている１０時間後の色差ΔＥ値が１０．０以下：〇
色差ΔＥ値が１０．０超、１２．０以下：△
色差ΔＥ値が１２．０超：×
【００３７】
実施例１〜７
各実施例とも、機械パルプを２０〜５０％、雑誌古紙を含む古紙パルプを５０〜８０％含有し、紙用嵩高剤の配合量が１〜１５ｋｇ／ｔの範囲にあり、マイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ以下となっている。また、ショアーＤ硬度が４２〜９８度の弾性ロールを用いた平坦化処理が行われている。いずれの実施例においても、色差ΔＥ値は１２．０以下となっており、「操業性」、「しなやかさ」、「印刷適性」「不透明性」、「夾雑物」および「耐退色性」において良好な結果が得られている。
【００３８】
また、各実施例で使用した古紙パルプは、その脱墨工程において２段以上の多段フローテーションおよびディスパーザー処理が行われており、その結果、良好な印刷適性を示している。
【００３９】
比較例１〜５
比較例１および２の場合、機械パルプの含有量が５０％を超え且つ古紙パルプの含有量が５０％未満となっており、紙用嵩高剤が配合されておらず、マイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ超で、色差ΔＥ値が１２．０を超えており、「しなやかさ」、「印刷適性」、「不透明性」および「耐退色性」において劣っている。比較例３の場合、紙用嵩高剤が配合されておらず、マイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ超となっていて、弾性ロールのショアーＤ硬度が下限よりやや小さくなっているため、「しなやかさ」、「印刷適性」および「不透明性」において劣っている。比較例４の場合、機械パルプの含有量が２０％未満であり且つ古紙パルプの含有量が８０％を超えており、紙用嵩高剤の配合量が上限を超え、マイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ超となっていて、ディスパーザー処理がなされず、弾性ロールが開放状態となっているため、「操業性」、「印刷適性」、「不透明性」および「夾雑物」において劣っている。比較例５の場合、機械パルプが含有量が０で、紙用嵩高剤の配合量が上限を超えており、１段フローテーションのみでディスパーザー処理が施されていないため、「操業性」、「印刷適性」、「不透明性」および「夾雑物」において劣っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施例で使用する古紙パルプ処理装置の概要図である。
【符号の説明】
１はパルパー、１Ａは補助離解機、２はターボセパレーター、３は高濃度クリーナー、４は粗選スクリーン、５はプレフローテーター、６はクリーナー、７は精選スクリーン、８は脱水機、９はディスパーザー、１０は過酸化水素タワー、１１はポストフローテーター、１２はストックタンク、１３は完成脱水機、１４は高濃度ポンプ、１５は高濃度タワー、５１〜６５は輸送管、８１〜８７はポンプ。

Claims

全パルプ成分中の２０〜５０％が機械パルプ、５０〜８０％が雑誌古紙を含む古紙パルプであり、紙用嵩高剤を該古紙パルプに対して１〜１５ｋｇ／ｔ配合して得られた紙原料を抄紙、乾燥した後、紙面の平滑性としてマイクロトポグラフで測定した設定圧力２５ｋｇｆ／ｃｍ^２における加圧開始１０ミリ秒後のＲｐ値が１０μｍ以下となるように平坦化処理したことを特徴とする雑誌古紙配合更紙。
前記古紙パルプは、古紙処理工程において複数段のフローテーションおよびディスパーザーにより処理されたものであることを特徴とする前記請求項１記載の雑誌古紙配合更紙。
前記平坦化処理は、金属ロールと４２〜９８度のショアーＤ硬度を有する弾性ロールで構成された加圧ニップに通紙することにより得られるものであることを特徴とする前記請求項１および２のいずれか一項記載の雑誌古紙配合更紙。
ＪＴＡＰＰＩＮｏ．２１で規定されている１０時間後の色差ΔＥ値が１２．０以下であることを特徴とする前記請求項１、２および３のいずれか一項記載の雑誌古紙配合更紙。