JP2009263845A - オフセット印刷用紙及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のオフセット印刷用紙は、古紙を原料とする脱墨パルプを含有するオフセット印刷用紙であって、前記脱墨パルプが、インキ剥離工程において結晶性層状珪酸塩の無水物を添加されpH7.0〜10.5でインキ剥離処理されたものであることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
同様に、請求項2に係る発明のオフセット印刷用紙は、前記オフセット印刷用紙が浸透乾燥型インキを用いてコールドオフセット輪転機で印刷されることを特徴とする。
請求項3に係る発明のオフセット印刷用紙は、前記オフセット印刷用紙が新聞用紙用であることを特徴とする。
請求項4に係る発明のオフセット印刷用紙の製造方法は、古紙を原料とする脱墨パルプを含有するオフセット印刷用紙の製造方法であって、前記脱墨パルプを得るためのインキ剥離工程において結晶性層状珪酸塩の無水物を添加し、pH7.0〜10.5でインキ剥離処理を行うことを特徴とする。
(1)通常のアルカリ領域よりもインキ剥離性に劣る弱アルカリ性から中性領域の条件で脱インキ処理を行っても、残留インキ量の少ない脱墨パルプを製造することができ、十分な白色度を有するオフセット印刷用紙が得られる。
(2)粘着異物が過度に微細化されないので、除塵工程での粘着異物除去効率が向上し、粘着異物に起因する紙切れや欠陥の発生が抑えられ操業トラブルを軽減することができ、安定した生産性を確保することが可能になる。また、紙面上のダート(黒点、チリ等)も少なくなり、製品品質に優れる。
(3)パルプ繊維の膨潤や損傷が抑制されるため、繊維の濾水性や強度が低下することがなく、嵩、不透明度、剛度が良好となり、印刷適性に優れたオフセット印刷用紙が得られる。
(4)排水のCOD負荷が低減され、環境に優しいオフセット印刷用紙が得られる。
(古紙原料)
本発明における脱墨パルプの原料となる古紙としては、新聞紙、チラシ、雑誌、書籍、事務用紙、その他複写機、OA機器から生ずる印刷紙等、が挙げられるがこれらに制限されるものではない。特に、粘着剤、接着剤、粘着テープ、雑誌の背糊等の粘着物を含む雑誌古紙等においても本発明は適用できる。
通常の脱墨パルプの製造においては、アルカリ性薬品、及び界面活性剤を添加して古紙の離解を行い(離解工程)、離解されたパルプを希釈してフローテーション処理及び/または洗浄処理を行い、パルプ繊維から灰分、インキを分離し、一般的には10〜35質量%のパルプ濃度に脱水した後、アルカリ性薬品、過酸化水素及び/または界面活性剤を添加してアルカリソーキングを行う(粗選・熟成工程)。さらに、次工程で該パルプを希釈してフローテーション処理及び/または洗浄処理を行い、インキを分離する方法がとられる(脱墨工程)。さらに、除塵工程で異物を除去する(精選・除塵工程)。
本発明では結晶性層状珪酸塩の無水物を用いることにより、アルカリ性薬品の添加率を半分程度に抑制することができ、pH7.0〜10.5の弱アルカリ性領域から中性領域の条件でインキ剥離を行うことが可能となる。pHが7.0より低い場合には、古紙の離解性やインキ剥離性が著しく低下するため、望ましくない。また、pHが10.5を超えた場合には、古紙の離解時のアルカリ性が強くなり、粘着異物の微細化が促進され、COD発生量が著しく増加するため、好ましくない。より好ましくはpH7.0〜9.9、さらに好ましくはpH7.0〜9.5である。
インキ剥離工程では、ニーダー、ディスパーザー及びリファイナーのいずれを用いてもかまわない。
本発明に使用する結晶性層状珪酸塩の無水物は、一般式としてNa2O・2SiO2、K2O・2SiO2等で表されるものを使用することが好ましいが、必ずしもそれに限定されるものではない。通常、脱インキ工程で使用される珪酸塩(水ガラス等)は、非結晶状態であり、定形の結晶構造を有するものではない。それに対して、本発明で使用する結晶性層状珪酸塩の無水物は、図1に示されるように、分子の基本構造がシリケート層(SiO4)とその周囲のナトリウムイオンあるいはカリウムイオンによって構成される盤状の層が積み重なった層状構造であり、δ型の結晶構造を有する。この構造により、他の結晶性珪酸に比べて、金属イオン捕捉能力が格段に高いと考えられる。
また、粒子径が600μm以下であることが好ましいが、必ずしもこれに規定されるものではない。より好ましくは粒子径が60μm以上100μm以下のものを使用する。
本発明に使用する結晶性層状珪酸塩の無水物の添加量は、絶乾パルプ重量に対して0.1〜1.5重量%であり、好ましくは0.1〜1.0重量%である。添加量が0.1重量%未満となると、古紙の離解性やインキ剥離性が著しく低下するため、望ましくない。また、1.5重量%を超えた場合には、古紙の離解時のアルカリ性が強くなり、粘着異物の微細化やCOD発生量の増加がみられるため、望ましくない。
結晶性層状珪酸塩の無水物と併用するアルカリ薬品は、苛性ソーダ、水酸化カリウム、珪酸ソーダ、炭酸ソーダのうち少なくとも一種類以上を使用すればよい。また、脱墨剤としてはいずれの種類の脱墨剤も使用できるが、主成分が長鎖アルキル基とポリエチレンオキサイド及び/またはポリプロピレンオキサイドからなる界面活性剤、つまり高級アルコール系脱墨剤であることがさらに好ましい。
離解工程、若しくは、インキ剥離工程を終えた後は、所望に応じて脱墨剤、漂白剤、キレート剤、凝集剤などのフローテーション助剤などを加えることができ、一般に用いられている異物除去工程、フローテーション工程、洗浄工程等を用いることができる。このときには繊維や異物に高剪断力がかからないため、pHは中性のままでもよいしアルカリ性にしてもかまわない。ただし、望ましくは中性のままで処理を行った方がパルプ繊維がアルカリ性条件下にある時間が短いので、COD負荷の低減効果は高くなる。異物除去工程は離解工程の後及び/またはインキ剥離工程の後で行ってもよい。
(パルプ)
本発明で用いられる脱墨パルプ以外のパルプとしては、化学パルプ(NBKP、LBKP等)や機械パルプ(GP、CGP、RGP、PGW、TMP等)、他の方法で脱墨処理された古紙パルプ(DIP)を任意の割合で混合して使用することができ、また本発明で得られる脱墨パルプのみで用いてもよい。本発明の脱墨パルプを含む古紙パルプの配合率については、特に限定されるものではないが、好ましくは紙重量当たり30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは60重量%以上含まれることが好ましい。このうち、本発明の脱墨パルプは、古紙パルプ重量当たり30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは60重量%以上を占めることが望ましい。少なすぎると本発明の効果が得られない。もちろん、本発明の脱墨パルプが100重量%であることが最も好ましい。
本発明で製造される紙は、オフセット印刷に供される上質印刷用紙、中質印刷用紙、新聞印刷用紙、板紙等に使用することができる。中でも、新聞用紙等に浸透乾燥型インキを用いたコールドオフセット型高速輪転機での印刷にとりわけ適している。例えば新聞用紙は、非常に薄く軽量で強度や剛度が比較的低い印刷用紙であり、また近年の省資源、環境保護といった観点から脱墨パルプが高配合されているのが現状である。そのため、本発明は新聞用紙でその効果が非常に顕著な傾向にある。
本発明のオフセット印刷用紙は、酸性抄紙法で抄造される酸性紙でも、中性抄紙法で抄造される中性紙でも特に限定されるものではないが、紙の保存性が良好なことから中性抄紙法で製造することが望ましい。また、中性抄紙法によれば脱墨パルプを増配することが可能となり、より効果的であると考えられる。集荷された古紙は通常、アルカリ性の薬品のもとで処理され脱墨パルプが製造されるため、酸性抄紙の条件下では脱墨パルプに含まれる炭酸カルシウムのカルシウムイオンが硫酸バンドと反応し石膏(硫酸カルシウム)となって析出する問題があり、酸性抄紙法で脱墨パルプを多量に使用することは難しい。さらに、中性抄紙法によれば、脱墨パルプ由来の炭酸カルシウムを有効利用し省資源化を図ることもできる。
実施例及び比較例で得られた脱墨パルプおよびオフセット印刷用紙について、下記の項目の測定を行い評価した。
<残インキ率>
150メッシュ(φ0.15mm)を用いてパルプ中の遊離インキを完全に除去した後、JIS P 8222に従って手抄きシートを作成し、スペックスキャン2000(アポジーテクノロジー社製、夾雑物測定装置)を用いてシート表面に残留したインキの面積率を測定した。
<COD量の測定>
COD量はJIS K 0102に準じて各COD濃度を測定した後、絶乾パルプ重量当たりのCOD量(COD(kg)/絶乾パルプ重量(t))に換算した結果で示す。
<粘着異物個数及び面積>
以下に示す粘着異物測定方法に従って、粘着異物個数及び面積を測定した。
絶乾重量1kgの試料を低濃度のスラリーに調製し、0.15mmのスリット幅を持つテスト用フラットスクリーンを用いて製紙原料から異物を分離した。それらの異物をガラス繊維系濾紙(以下甲と略記する)を用いて濾過し、異物を乾燥させた後、セルロース繊維系濾紙(以下乙と略記する)を、異物を挟むように上に被せて、105℃に加熱し、直ちに3.5kg/cm2で5分間加圧した。次に甲と乙とを異物付着面で剥がし、甲に付着した粘着異物(低粘着性異物)、及び乙に付着した粘着異物(高粘着性異物)を0.01%のオイルブルーNのエタノール溶液を用いて染色した。染色後、サンプルを水/エタノール=50/50の混合溶液内で5分間洗浄した。洗浄は2回繰り返した。サンプルを乾燥させた後、夾雑物測定装置(アポジーテクノロジー社製Spec Scan2000)を用いて、甲及び乙に付着した粘着異物の個数及び面積を計測した。
<フリーネス(CSF)の測定>
カナダ標準型の測定により、ISO5267/2に準じて測定した。
<密度>
坪量:ISO536−1976と紙厚:ISO534−1988をそれぞれの規格に準じて測定し、そこから、密度(g/cm2)=坪量(g/m2)/紙厚(μm)で算出した。
<曲げこわさ>
ISO2493に準じて、L&W Bending Tester Code160の測定器を用いて、曲げ抵抗値から曲げこわさを算出した。
<不透明度>
ISO2471に準じて測定した。
<ダート・黒点>
白紙(2m2)にある、ダート(黒点、チリ、粘着物、その他異物等)の数を4段階にて目視で観察し、次の基準で評価した。◎:非常に優れる、○:優れる、△:やや多め、×:問題あり。
<操業性>
新聞用紙を製造した際の、粘着異物による欠陥の発生、紙切れ等の操業性を次の基準で3段階で評価した。○:良好、△:やや不調、×:不調。
(脱墨パルプの製造)
新聞古紙38%、雑誌古紙62%の脱墨パルプを製造するインキ剥離工程において、苛性ソーダ0.3%、結晶性層状珪酸塩の無水物(銘柄:プリフィード、トクヤマシルテック社製)0.35%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.3%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加し、温度を55℃〜65℃の範囲で離解を行った。このようにして得られた脱墨パルプを完全に洗浄した後、インキ剥離性、離解pH、COD発生量、スクリーン処理後の粘着異物の個数、面積、CSFについて測定した。
(オフセット印刷用新聞用紙の製造)
古紙パルプ100重量%(うち上記で得られた脱墨パルプ55重量%)を配合し、そのパルプスラリーに填料として炭酸カルシウムを5%、紙力増強剤、歩留り向上剤を混合し、ギャップフォーマー型抄紙機で抄速1000m/分で、坪量43g/m2となるように新聞用紙原紙を中性抄造し、さらにサイズプレスゲートロールコータでヒドロキシエチル化澱粉を塗工量が両面で0.6g/m2となるように塗工し、オフセット印刷用新聞用紙を得た。その新聞用紙について、密度、曲げこわさ、不透明度、ダート等の測定を行い、また新聞用紙製造時の操業性についても評価した。
脱墨パルプを製造するインキ剥離工程において、使用薬品が苛性ソーダ0.2%、結晶性層状珪酸塩の無水物(銘柄:プリフィード、トクヤマシルテック社製)0.35%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.3%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
脱墨パルプを製造するインキ剥離工程において、使用薬品が苛性ソーダ0.3%、結晶性層状珪酸塩の無水物(銘柄:プリフィード、トクヤマシルテック社製)0.1%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.3%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
脱墨パルプを製造するインキ剥離工程において、使用薬品が苛性ソーダ0.3%、結晶性層状珪酸塩の無水物(銘柄:プリフィード、トクヤマシルテック社製)1.0%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.3%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
古紙パルプ100重量%(うち上記で得られた脱墨パルプ100%)を用いた以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
脱墨パルプを製造するインキ剥離工程において、使用薬品が苛性ソーダ0.55%、3号珪酸ソーダ(純分)0.5%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.20%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法でオフセット印刷用紙を得た。
実施例1において、使用薬品が苛性ソーダ0.6%、3号珪酸ソーダ0.3%、高級アルコール系の脱墨剤0.08%、過酸化水素水0.10%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
実施例1において、使用薬品が苛性ソーダ0.7%、3号珪酸ソーダ0.5%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.30%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
実施例1において、使用薬品が苛性ソーダ0.7%、3号珪酸ソーダ0.3%、高級アルコール系の脱墨剤0.08%、過酸化水素水0.10%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
実施例1において、使用薬品が苛性ソーダ0.3%、高級アルコール系の脱墨剤0.12%、過酸化水素水0.3%をそれぞれ対古紙重量の割合で添加した以外は、実施例1と同様な方法で新聞用紙を得た。
(1)結晶性層状珪酸塩の無水物を使用して弱アルカリ条件下(比較例1〜4の対古紙重量に対する苛性ソーダの割合の約半分)で処理した実施例1〜5の脱墨パルプは、従来のアルカリ条件下で処理した比較例1〜4の脱墨パルプに比べて、低い離解pHでありながら残インキ率がほぼ同レベルであり、粘着異物の個数や面積、CODの発生量が少ないことがわかる。また、実施例1と離解pHが8.0と低い条件で処理した比較例5とを比べると、結晶性層状珪酸塩を使用しない場合は残インキ率が高いことがわかる。
(2)オフセット印刷用新聞用紙を製造する際の操業性について、実施例1〜5と比較例1〜4とを比べると、実施例は粘着異物による欠陥の発生や紙切れ等が良好であることがわかる。
(3)オフセット印刷用新聞用紙の品質について、実施例1〜5と比較例1〜5とを比べると、実施例は脱墨パルプのCSFが低いにもかかわらず嵩高で、かつ十分な不透明度、剛度も得られるとともに、ダート量も少ないことがわかる。また、実施例1と比較例5を比べると、剛度、不透明度は同等なものの、結晶性層状珪酸塩を使用しない場合はダート量が高いことがわかる。
(4)また、脱墨パルプが55重量%の実施例1と脱墨パルプ100重量%の実施例5とを比べると、脱墨パルプを多く使用した実施例5は、操業性が良好であり、剛度も高いことがわかる。
Claims (4)
- 古紙を原料とする脱墨パルプを含有するオフセット印刷用紙であって、前記脱墨パルプが、インキ剥離工程において結晶性層状珪酸塩の無水物を添加されpH7.0〜10.5でインキ剥離処理されたものであることを特徴とするオフセット印刷用紙。
- 前記オフセット印刷用紙が浸透乾燥型インキを用いてコールドオフセット輪転機で印刷されることを特徴とする請求項1に記載のオフセット印刷用紙。
- 前記オフセット印刷用紙が新聞用紙用であることを特徴とする請求項1または2に記載のオフセット印刷用紙。
- 古紙を原料とする脱墨パルプを含有するオフセット印刷用紙の製造方法であって、前記脱墨パルプを得るためのインキ剥離工程において結晶性層状珪酸塩の無水物を添加し、pH7.0〜10.5でインキ剥離処理を行うことを特徴とするオフセット印刷用紙の製造方法。
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