JP2005082935A - 新聞用紙及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地合が良好で印刷適性（特にオフセット印刷における印刷適性）に優れ、かつ、抄紙機のワイヤーパートでの濾水性の安定化を図ることができるとともに、均一な良好な地合を形成させる。
【解決手段】数の紙料を調整し種箱に供給する前の調成工程において、各紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御するとともに、種箱からワイヤーパートに供給過程でフリーネスを測定し、前記供給過程でフリーネス測定値による凝結剤及び凝集剤の添加量の制御を行い、シートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％である新聞用紙を得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、調成工程において凝結剤の添加量を制御し、主に抄紙機のワイヤーパートでの濾水性の安定化を図り、地合に優れた新聞用紙を提供する。

従来から、抄紙工程のウェットエンドの安定化の管理因子として、原料濃度、フリーネス、イオン濃度、灰分、リテンション等が挙げられる。また、ウェットエンドの安定化のために、原料スラリーの電位調整用の薬品として、硫酸バンド、カチオン化澱粉、凝結剤等の使用が広く行われている。しかし、原料スラリーの電位の測定には、従来、調整終了後のスラリー原料を採取し、これを手分析によるスラリー電位測定器でのデータ収集を行い、次の操業に生かすことが行われてきたのみである。

新聞用紙において、地合が問題されることは少なく、たとえば特許文献１がみられる程度である。しかし、地合の良否は、特に凸版印刷からオフセット印刷への移行が進行している現在、特にカラー印刷におけるインキの吸収ムラによる印刷適性の低下に繋がる。

新聞用紙の地合の良否の判断に際し、２次元平面的な繊維分布の均一性に関し、局部的な質量変動を捉えるために、特許文献１においては、β線地合計を使用している。

しかし、β線地合計は研究・開発又は試験には使用できるとしても、オンライン操業には放射線を使用するので使用できない。

他方、特許文献２においては、塗工紙を得る場合の原紙について、シートフォーメーションテスターで測定した地合指数が７０以下であるものが好ましいとしている。

ここで使用するシートフォーメーションテスターは、文言は同じであるとしても、野村商事社による商品名ＥＮＴ−１０００型で測定すると明定されていることからも判るように、繊維の配向性を測定するもので、本発明の地合指数とは異なる。
特開２０００−３５５８９８号公報 特開平８−３２５９９０号公報

したがって、解決しようとする課題は、地合が良好で印刷適性（特にオフセット印刷における印刷適性）に優れ、かつ、抄紙機のワイヤーパートでの濾水性の安定化を図ることができるとともに、均一な良好な地合を形成させることができる製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
カチオン凝結剤を含有し、かつ、シートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙。

＜請求項２項記載の発明＞
複数の紙料を調整し種箱に供給する前の調成工程において、各紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御し、得られる新聞用紙のシートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙の製造方法。

＜請求項３項記載の発明＞
複数の紙料を調整し種箱に供給する前の調成工程において、各紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御するとともに、種箱からワイヤーパートに供給過程でフリーネスを測定し、前記供給過程でフリーネス測定値による凝結剤及び凝集剤の添加量の制御を行い、得られる新聞用紙のシートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙の製造方法。

本発明によれば、地合が良好で印刷適性（特にオフセット印刷における印刷適性）に優れた新聞用紙を得ることができる。また、ワイヤーパートでの濾水性の安定化を図ることができるとともに、均一な良好な地合を形成させることができる

以下、本発明をさらに最良の実施形態についての説明により明らかにする。
＜シートフォーメーションテスターによる地合指数＞
本発明の「シートフォーメーションテスターによる地合指数」とは、東洋精機製作所製のシートフォーメーションテスターにより測定されるものである。

本発明における地合指数は、５．０〜１０．０％とされる。特に、６．０〜９．５％が望ましい。新聞用紙は、輪転機にかける関係で所定の引張り強度が必要となる。したがって、所定の縦方向の引張り強度を得るためには、地合指数が５．０％以上必要である。他方、地合指数が１０．０％を超えると、十分な縦方向の引張り強度が得難いとともに、フセット印刷での特にカラー印刷におけるインキの吸収ムラによる印刷適性の低下に繋がる。

＜製造方法例＞
地合指数を本発明で規定する範囲内に調整するために、新聞用紙の最適な抄造条件が設定される。

この製造形態例は、複数の紙料を調成し種箱に供給する前の調成工程において、各前記紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御する製紙原料の調成方法を含んでいる。

この製紙原料の調成方法によれば、オンラインでのカチオン凝結剤の添加量制御であるから、最適なカチオンデマンドによる電位制御が可能であり、特に、迅速なカチオンデマンド測定値をフィードバックしてこれを制御することが可能であり、抄紙機のワイヤーパートでの濾水性の安定化を図ることができるとともに、ウェットパートでの断紙の低減のみならず、地合を良好に維持できる。

「カチオンデマンド」とは、アニオン物質の持つ総電荷のことである。また、アニオン物質（アニオントラッシュ）とは、負（マイナス）に帯電した物質であり、パルプ（微細繊維を含む）、填料（炭酸カルシウムやタルクなど）、各種ウェットエンド添加薬品（顔料、サイズ剤、消泡剤など）、樹脂ピッチ、溶出リグニンなどである。

アニオン物質にカチオン性の凝結剤を添加し、凝結させたものに、アニオン性（もしくはカチオン性）の凝集剤を添加することで、凝結したアニオン物質が凝集し、フロックを形成する。かかるメカニズムの下で、主に、ピッチをパルプに吸着させ極小な状態で紙料と共に工程を通過するか、系外に排出させることができ、ピッチ濃度の低減を図ることができる。このことで汚れ、欠陥、断紙を減少させることができ、生産性の向上が可能となる。アニオン物質による中和により、歩留の向上が可能となる。アニオン物質が凝集し、フロックを形成すると、濾水状態が良好になる。

かかる理由により、濾水状態に関しては、カチオンデマンド（またはその量）が低いことが要求される。

他方、配合原料の種類（たとえばＮＢＫＰ，ＬＢＫＰ、ＤＩＰ、ＧＰ、コートブローク）によってカチオンデマンドが異なる。また、異なる上に経時的な変動を含んでおり、したがって、配合原料の種類によって、添加すべきカチオン凝結剤の添加量を制御することが重要である。

図面を参照しながらさらに詳説する。
図１は、コートブローク１とＧＰ（グランドパルプ）２とを強アニオン因子の配合原料とする例であり、コートブローク１はブロークチェスト３により原料（紙料）を混合し、配合チェスト４に導く。ＧＰ２は直接、配合チェスト４に導かれる。配合チェスト４での配合原料は、マシンチェスト５に供給された後、種箱６に導かれ、ここで調節したマシン原料を一次ポンプ８Ｂ、クリーナー７、二次ポンプ８Ａ及びスクリーン９を介して、ストックインレット１０により抄紙機１１のマシンパート１２に供給される。

コートブローク１については、ブロークチェスト２から配合チェスト４に導く過程で、オンラインのカチオンデマンド測定装置２０Ａによるカチオンデマンド測定値に基づき、ブローク用デマンド制御装置２０Ｂにより添加するブローク凝結剤の添加量を制御する。

ＧＰ２については、配合チェスト４からマシンチェスト５に導く過程で、オンラインのカチオンデマンド測定装置３０Ａによるカチオンデマンド測定値に基づき、ＧＰ用デマンド制御装置３０Ｂにより添加するＧＰ用凝結剤の添加量を制御する。

この場合、マシンチェスト５が複数台ある場合、マシンチェスト５間での原料スラリーについてオンラインのカチオンデマンド測定装置によりカチオンデマンド測定値を得て、マシンチェスト５間に対してカチオン凝結剤の添加量を制御することも可能であるが、第１番目のマシンチェスト５にカチオン化澱粉を添加する場合、アニオントラッシュとカチオン化澱粉が先に凝結する現象が生じ、カチオン化澱粉の添加による紙力向上が期待できないのに対して、前者（図示）のように、配合チェスト４からマシンチェスト５に導く過程で、オンラインのカチオンデマンド測定装置３０Ｂによるカチオンデマンド測定値に基づき、前記過程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御することにより、カチオン凝結剤の添加によりアニオントラッシュを封鎖するので、パルプにカチオン化澱粉が容易に結合できるので好ましい。

配合チェスト４に対して、他のパルプを添加する場合、たとえば図示のように、ＫＰ、ＤＩＰ及びマシーンブロークを添加する場合、これらのカチオンデマンドを実測してその凝結剤を添加する制御を実施することもできるが、通常は、カチオンデマンド測定装置３０Ａによるカチオンデマンド測定値に基づき、凝結剤の添加量を制御するのみで足りる。

なお、凝結剤の添加量制御は、自動化するのが望ましいが、カチオンデマンド測定装置が示す実測値に基づき、作業員が手作業で添加量を調節する態様を排除するものではない。

また、オンラインのカチオンデマンド測定装置としては、代表的にＰＣＴ１５もしくは２０（ｍｕｔｅｋ社製）を挙げることができる。このカチオンデマンド測定装置は、紙料を試験機のセルの中に導き入れ上下ピストンの稼動にてセルシリンダーとピストンの間にサンプル液の流れが生じることでコロイド粒子の表面電荷のひずみによって電気を生じさせる。パルプ懸濁液中のコロイド状溶解物質粒子はイオンにより電気を帯びており、これを利用することでチャージ要求量を高分子電解質測定によって測定させる装置である。

本発明において、カチオン凝結剤としては、ＰＡＭ（ポリマーアクリルアミド）、ＰＤＡＤＭＡＣ(ポリダドマック)、ＰＡｍ（ポリアミン）、ＰＥＩ（ポリエチレンイミン）などを挙げることができる。

さて、種箱６からワイヤーパート１２に供給過程で、インレット原料を、特にストックインレット１０におけるインレット原料を採取ライン１３により採取し、フリーネス測定機１３により連続的又は間欠的に測定し、演算処理装置１４により、その測定値を見掛けのインレットフリーネス値とし、これを濾水度と相関のある指標とし、前記見掛けのインレットフリーネス値に基づき製紙原料の調成工程における凝結剤及び凝集剤の添加量を制御し、濾水度の安定化を図る．

実施の形態では、種箱６からのマシン原料がクリーナー７を通った後、二次ポンプ８Ａの後段でスクリーン９の前において凝結剤を、スクリーン９を通した後に凝集剤をそれぞれ添加するようにしている。

フリーネス測定機として、次記のものを使用することができる。すなわち、インレット原料におけるパルプ液を所定量（たとえば２００ｃｃ）サンプリングし、希釈水により好適には０．０７〜０．１３％に希釈するとともに、たとえば空気撹拌により均一な低濃度パルプ液とする。この低濃度パルプ液により、スクリーン下部にマット（ハードマット）を形成する。その後、マット（ハードマット）を通過する前記インレット原料の濾水量を測定し、フリーネス値を得て、これを前述の「見掛けのインレットフリーネス値」とする。濾水量自体の測定に限定はないが、測定筒に溜まった濾水高さをバブラー管による背圧測定などにより行う。フリーネス測定機の具体例としては、コーエイ工業株式会社製「パルプ濾水度測定器 ネオフリーネ ＮＦ−２００Ａ」を挙げることができる。

凝結剤及び凝集剤の添加量制御は、次述の（１）〜（３）のいずれかの方法で行うことができる。
（１）凝結剤と凝集剤の添加量を比例的に増減する。
（２）凝結剤の添加量を固定とし、凝集剤の添加量を調整する。
（３）凝集剤を添加量を固定とし、凝結剤の添加量を調整する。

凝結剤としては、前述のアニオン凝結剤を使用することが望ましい。凝集剤はその系（マシン前：マシンチェスト出側〜インレット）の状態によってカチオン系もしくはアニオン系の凝集剤の選定が必要となります。

この凝集剤としては、カチオン性凝集剤として、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。カチオン性凝集剤の代表としては、硫酸アルミニウム等の無機のアルミニウム化合物である。アニオン性凝集剤としては、アニオン性アクリルアマイド、アニオン変性澱粉等を挙げることができる。

ところで、見掛けのインレットフリーネス値は、ファーストパスリテンション（Ｆ．Ｐ．Ｒ）と図２のように、見掛けのプレス脱水量(インレット濾水度)と図３のように、また図示しないが、白水濃度と及びドロー値とも大きく相関する。したがって、見掛けのインレットフリーネス値に基づき制御することに大いなる意義があるものである。

原料パルプとしては、化学パルプ（ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ等）、機械パルプ（ＧＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＰＧＷ、ＴＭＰ等）、古紙パルプ（ＤＩＰ等）等を単独または任意の比率で混合したパルプが使用される。

特に、新聞用紙の場合には、多用される古紙パルプ及び機械パルプの影響により、ウェットエンドにおける安定性がきわめて低く、その安定化ためにカチオン凝結剤を添加することで、白水中の微細繊維及び微細填料を紙層中に留め、紙層中の偏在を防止し、地合を安定化させる効果がある。ウェットエンドにおける安定性は、濾水度の安定化により断紙の低減になる。この観点から、本発明でのパルプとしては、古紙パルプを５０〜８０％、又は、機械パルプを２０〜５０％含む場合において、特に顕著な利点をもたらす。

必要に応じて、ホワイトカーボン、クレー、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの製紙用填料、紙力増強剤、歩留まり向上剤、強化ロジンサイズ剤、エマルジョンサイズ剤等のサイズ剤、耐水化剤、紫外線防止剤等の一般に公知公用の抄紙用薬品が添加され、一般に公知公用の抄紙機にて抄紙される。原紙の坪量は、特に限定されるものではないが一般に３５ｇ／ｍ²〜５０ｇ／ｍ²の範囲である。

以下、本発明を実施例及び比較例を示しながら、本発明の効果を明らかにする。
（実施例１）各パルプスラリーを調整し種箱に供給する前の調成工程において、各パルプスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御するとともに、種箱からワイヤーパートに供給過程でフリーネスを測定し、前記供給過程でフリーネス測定値による凝結剤及び凝集剤の添加量の制御を行う方法によった。

具体的には、ＬＢＫＰ９０％、ＮＢＫＰ１０％からなるパルプスラリーに填料として軽質炭酸カルシウムを紙中灰分が１２％となるよう添加し、さらに内添薬品としてカチオン化澱粉を０．６％、アルキルケテンダイマーを０．３％添加して紙料を調整後、インレットフリーネス２７０cc設定で凝集剤、凝結剤をオンライン制御し抄速１０００ｍ／ｍｉｎにて原紙の抄造を行った。

（実施例２、実施例３、比較例１及び２）機械パルプの配合割合のほか、主にインレットフリーネスの設定値、凝集剤及び凝結剤の種類並びに添加量をオンライン制御して、種々の新聞用紙を製造した。

結果を表１に示す。この結果によれば、実施例のものは、比較例のものと比較から、引張強度及びインキ地合ムラにおいて優れたものであることが判る。

本発明に係る設備例の概要図である。 相関性を示す第１のグラフである。 相関性を示す第２のグラフである。

符号の説明

４…配合チェスト、５…マシンチェスト、６…種箱、７…クリーナー、９…スクリーン、１０…ストックインレット、１１…抄紙機、１２…マシンパート（ワイヤーパート）、１３…フリーネス測定機、１４…演算処理装置、２０Ａ…カチオンデマンド測定装置、２０Ｂ…ブローク用デマンド制御装置、３０Ａ…カチオンデマンド測定装置、２０Ｂ…ＧＰ用デマンド制御装置。

Claims (3)

1. カチオン凝結剤を含有し、かつ、シートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙。
2. 複数の紙料を調整し種箱に供給する前の調成工程において、各紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御し、得られる新聞用紙のシートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙の製造方法。
3. 複数の紙料を調整し種箱に供給する前の調成工程において、各紙料のスラリーをオンラインのカチオンデマンド測定装置によるカチオンデマンド測定値に基づき、前記調成工程におけるカチオン凝結剤の添加量を制御するとともに、種箱からワイヤーパートに供給過程でフリーネスを測定し、前記供給過程でフリーネス測定値による凝結剤及び凝集剤の添加量の制御を行い、得られる新聞用紙のシートフォーメーションテスターによる地合指数が５．０〜１０．０％であることを特徴とする新聞用紙の製造方法。

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