JP3536718B2

JP3536718B2 - 新聞用紙

Info

Publication number: JP3536718B2
Application number: JP08451499A
Authority: JP
Inventors: 正介渡辺; 修北尾; 仁松田; 敬裕中井
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000273796A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新聞用紙に関し、と
りわけ従来の新聞用紙に比較し、不透明度に優れた新聞
用紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、新聞用紙には、不透明度、白色度
などの光学特性の改良、平滑性、印刷適性の改善、印刷
時操業性（摩擦係数向上）の改良等のために、填料とし
て、水和ケイ酸が主に使用されている。

【０００３】一般に広く使用されている水和ケイ酸の一
次粒子の粒子径は非常に小さく粒子径は比較的揃ってい
るが、殆どの場合、一次粒子の形では存在しておらず、
凝集して二次粒子を構成しており、使用時点での二次粒
子の粒子径は広く分布しているのが常である。以下、本
発明で単に粒子径、平均粒径などと称する場合、レーザ
ー回折方式で測定される上記二次粒子の直径を意味す
る。平均粒子径が同一であっても、水和ケイ酸の製法に
よって分布の状態は異なっている。

【０００４】紙中に存在する填料の粒子径と紙の光学特
性との関係では、小粒子径の粒子が紙に十分に分散した
状態で存在する場合、光学特性への寄与が大きいことが
知られている。大粒子径の粒子は光学特性への寄与が小
さい。また、小粒子径であっても、接着剤、歩留まり向
上剤のような薬品で紙に留めたものは光学特性への寄与
が低下する。

【０００５】しかし、前述したように使用される填料は
小粒子径から大粒子径まで分布しており、こういった水
和ケイ酸を新聞用紙製造用パルプに添加し、紙を抄造し
た場合、下記のような問題がある。即ち、一般的に小粒
子径領域の粒子は紙への留まりが著しく悪く、小粒子径
のものを多く含ませるためには、填料全体の添加率を高
める必要が出てくる。填料添加率を高めると紙の強度低
下をもたらし、添加率での対応は限度がある。一方、大
粒子径領域の粒子は、紙に留まるものの、比表面積が小
さく光学特性への寄与は小さいという問題がある。

【０００６】近年、紙が軽量化される傾向にあるが、軽
量化に伴い、不透明度の低下という問題がある。不透明
度の低下を防止するには、水和ケイ酸の添加が有効であ
るが、上述した粒子径の問題があり、十分満足すべき水
準に到達していない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、少量
の填料添加で、効率良く不透明度等の光学特性を向上
し、結果として紙力を低下させない新聞用紙を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を採用する。即ち、本発明は、
「水和ケイ酸を含有する新聞用紙において、灰分が紙の
全重量当たり１〜７重量％であり、灰分粒子をレーザー
回折式粒度分布測定装置で測定した際の平均粒子直径Ｄ
が５〜１５μｍであり、かつ、灰分粒子の４８体積％以
上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲にあることを特
徴とする新聞用紙」である。

【０００９】本発明における新聞用紙中の灰分は、ＪＩ
ＳＰ８１２８に準拠して５７５℃で燃焼して得られる
ものであり、灰分の平均粒子径Ｄおよび粒子径分布（粒
度分布と表現することもある）は、次の方法によって求
める。（１）得られた灰分２０ｍｇを、３重量％濃度のヘキサ
メタリン酸ナトリウム（試薬一級）水溶液２００ミリリ
ットル中に入れて振り混ぜて分散させ、３時間放置す
る。（２）上記分散液をレーザー回折式粒度分布測定装置に
より、粒度分布の測定を行なう。分布は粒子直径に対す
る体積の分布であり、累積体積の中央値（メデイアン
値）に対応する粒子径を平均粒子径Ｄ（μｍ）として採
用する。（３）粒子径が０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲にある体積の
積算値を求め、全累積体積に対する割合を求める。

【００１０】なお、本発明において、具体的には、島津
製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ
−２０００Ｊ」を用いて粒度分布の測定を行った。測定
に先立ち、該装置の分散用超音波を２分間照射して確実
に分散させてから測定を行った。また、測定装置の積分
機能により、平均粒子径Ｄ（メデイアン径）からプラス
・マイナス５０％隔たった粒径範囲内、即ち、０．５Ｄ
〜１．５Ｄの範囲内の粒子の累積体積を算出した。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の新聞用紙の灰分量は１〜
７重量％である。灰分量が多いほど不透明度は改善され
るが、７重量％を超える場合、紙の強度低下が起こる。
７重量％を超えるような灰分とするためには多量の水和
ケイ酸の添加が必要であり、添加した水和ケイ酸を紙に
留めるために、有機或いは無機の歩留まり向上剤も多量
に添加することになる。しかし、歩留まり向上剤を多量
に添加すると紙の地合の悪化を伴うので好ましくない。
さらに紙中から水和ケイ酸の脱落が多くなるため、表面
に多量のサイズ剤を塗布しなければならず、経済的では
ない。また、１重量％未満では、不透明度にはほとんど
寄与せず、水和ケイ酸を添加するのもう一つの目的であ
る摩擦係数を上げるという効果も低下する。

【００１２】本発明の新聞用紙の灰分における第二の要
件は、灰分の平均粒径が５〜１５μｍである。１５μｍ
を超す平均粒径の場合、光学特性への寄与が小さい。一
方、灰分が５μｍ未満ということは、使用時点で非常に
平均粒子径の小さな填料を添加する必要があり、またこ
の微小粒子を紙に留めるため、歩留まり向上剤のごとき
薬品を多量に使用する。そのため、紙の地合を著しく損
ねるという致命的な欠点を有するので好ましくない。

【００１３】本発明の新聞用紙の灰分における第三の要
件は、平均粒子径プラス・マイナス５０％の範囲にある
粒子の体積分率が４８％以上を占めることである。一般
に製紙用填料は一次粒子が凝集した二次粒子の形で添加
される。二次粒子の粒径制御は難しく非常に粒径分布が
ブロードになっている。また、新聞に使用される古紙脱
墨パルプ等に随伴にしてくる無機物も上記填料と同様に
ブロードな粒径分布を有している。前記体積分率が４８
％未満では、灰分の粒径は小粒径から大粒径まで非常に
巾広く分布することになり、光学特性に寄与しないもの
が多く存在することになり、同一灰分であっても不透明
度は低いものとなる。

【００１４】本発明の新聞用紙の灰分特性は、ケイ酸ア
ルカリ水溶液に、アルカリ難溶性かつ酸可溶性の粒子を
分散させたのち、鉱酸を添加してケイ酸アルカリ水溶液
を中和し、さらに析出した水和ケイ酸に対し、最初に分
散させた粒子と少なくとも同モル以上の鉱酸を添加する
ことにより製造された水和ケイ酸を用いることによりも
たらされる。

【００１５】更に詳しくは、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比
が２．０〜３．４の範囲にあるケイ酸ナトリウム水溶液
又はケイ酸カリウム水溶液に、０．０１〜１０μｍに平
均粒子径を調整した水酸化マグネシウム等のアルカリ難
溶性かつ酸可溶性の粒子をケイ酸アルカリ水溶液中のシ
リカ換算固形重量に対し１０〜６０重量％分散させたの
ち硫酸等の鉱酸を添加しケイ酸アルカリ水溶液を中和す
る。鉱酸の添加は一度でも複数に分割して添加しても良
い。複数に分割して添加する場合は、一回目の鉱酸の添
加は２０〜６０℃の範囲で行われ、ケイ酸アルカリ水溶
液を中和させるのに必要な鉱酸量の１０〜５０％の量を
添加する。さらにケイ酸アルカリ水溶液を８５℃以上か
つ水溶液の沸点未満の範囲まで昇温した後、必要に応じ
熟成時間を設け、その後二回目以降の鉱酸を一度に、或
いは連続的に添加する。添加後必要に応じ熟成時間を設
けも良い。

【００１６】製造された水和ケイ酸にはアルカリ難溶性
かつ酸可溶性の粒子が包含されており、この粒子を溶解
するため更に鉱酸を添加する。鉱酸は最初に分散させた
粒子と少なくとも同モル以上の量を添加し、水和ケイ酸
を含むスラリーのｐＨを４〜６の範囲に調整する。

【００１７】上記の製法により製造される水和ケイ酸
は、レーザー法による平均粒子径が５〜３０μｍであ
り、かつ粒径（μｍ）を対数で表示したときの粒径に対
する粒子体積の分布の標準偏差が０．１〜０．２５の範
囲に調整できる。即ち、粒度分布における標準偏差が極
めて小さい。

【００１８】かくして得られた水和ケイ酸を添加するこ
とにより、紙中灰分の平均粒子径が５〜１５μｍであ
り、平均粒子径プラス・マイナス５０％の範囲にある粒
子が４８体積％以上となるような新聞用紙が比較的簡便
に得られる。また、紙中の灰分は、所望される新聞用紙
の光学特性によって異なるので、製紙用パルプに含有さ
れる灰分を考慮して、新聞用紙中の灰分が１〜７重量％
になるように上記水和ケイ酸を添加することになる。

【００１９】本発明の水和ケイ酸を含有する新聞用紙の
抄造に使用される製紙用パルプとしては、公知のものを
使用することができる。具体的には木材を原料とするク
ラフトパルプ、サルファイトパルプ、ソーダパルプ等の
化学パルプ、セミケミカルパルプ、ケミメカニカルパル
プ等の半化学パルプ、砕木パルプ、サーモメカニカルパ
ルプ等の機械パルプ、古紙を原料とする脱墨パルプが挙
げられる。これら単独でも、二種以上の混合で用いても
良い。

【００２０】本発明において、使用する填料としては、
上記した特定の粒度分布を有するものを１００％使用す
ることが望ましいが、実際の紙の製造においては、古紙
パルプの使用、マシン白水の循環使用などにより、新た
にパルプに添加した填料以外の填料が必然的に紙中に抄
きこまれることになる。紙中における填料の平均粒径
は、添加する前のスラリーにおける平均粒径よりも小さ
くなる。その理由は、抄紙前の調成工程、抄紙工程、乾
燥工程において、撹拌力を受け、また、乾燥による収縮
の影響を受けることによる。本発明は、上記の事情を考
慮し、予め平均粒径の変化量を予測し、また、古紙パル
プ中、循環白水中の填料の存在量と平均粒径を予測し
て、抄紙が完成した後における紙中填料の粒径および粒
度分布を一定の範囲に制御することに特徴がある。

【００２１】本発明の新聞用紙中の填料としては、水和
ケイ酸、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム
等、通常の製紙用填料が使用できるが、全填料中の４０
重量％以上は、粒度分布が狭い水和ケイ酸である必要が
あり、望ましくは、該水和ケイ酸は、前記した標準偏差
が０．１〜０．２５のものを使用する。

【００２２】また、本発明における水和ケイ酸を内添し
た紙の抄造には、通常の抄紙で使用される抄紙用薬品、
例えば、サイズ剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、
歩留まり向上剤、濾水性向上剤、消泡剤、スライムコン
トロール剤、染料等を必要に応じて添加することもでき
る。

【００２３】更に、本発明のおける水和ケイ酸を内添し
た紙の表面には、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリア
クリルアマイド等の各種表面サイズ剤等を塗布すること
もできる。本発明における水和ケイ酸を内添した紙の抄
造は、公知の抄紙機、例えば長網式、丸網式、短網式、
ツインワイヤー式抄紙機によって、製造される。このよ
うにして抄造された紙は、紙中に存在する灰分の持つ散
乱能が有効に働き、不透明度が向上したものになる。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明を、実施例を挙げ更に具体的
に説明するが、本発明は勿論これらに限定されるもので
はない。尚、実施例及び比較例において％はすべて重量
％を示す。

【００２５】＜実施例１＞「水和ケイ酸（Ａ）の調製」二酸化ケイ素（シリカ）濃
度を１９５ｇ／Ｌに調製したケイ酸ソーダ水溶液２５０
０Ｌ、清水４８００Ｌおよび無水硫酸ナトリウム１３０
ｋｇを１０ｍ³の反応槽へ投入した。溶液温度を５０℃
とした後、水酸化マグネシウム（神島化学工業（株）社
製、＃２００）を、サンドグラインダーを使用して平均
粒子径を０．７μｍに調整した水分散液（固形分濃度２
０％）を５００Ｌ加え、攪拌しながらケイ酸ナトリウム
を中和するのに必要な全硫酸量の３２．５％に相当する
硫酸（２０％濃度４１０Ｌ）を１２分かけて連続的に添
加した。硫酸添加後、攪拌しながら３５分かけて９０℃
まで昇温し、その後その温度で１０間熟成した。次いで
残りの硫酸（２０％濃度８５０Ｌ）を２５分間かけ連続
添加した。更に温度を保持しながら２０分間熟成を行っ
た。その後、硫酸を連続的に添加しスラリーのｐＨを
５．２とした。スラリーをろ過洗浄後、得られた水和ケ
イ酸を前記レーザー回折式粒度分布測定装置で平均粒子
径を測定したところ、２１．８μｍであった。この水和
ケイ酸を固形分濃度８％のスラリーとした。

【００２６】「調成および抄紙」針葉樹半晒クラフトパ
ルプ１５％、サーモメカニカルパルプ３５％、砕木パル
プ１０％、及び新聞古紙を原料とする脱墨古紙パルプ４
０％からなる混合パルプスラリー（パルプ濃度１．２
％）に混合パルプ絶乾重量当たり上記水和ケイ酸スラリ
ーを水和ケイ酸固形分として３％となるように添加し、
その他に歩留まり向上剤０．０３％、サイズ剤０．５
％、硫酸バンドを２％添加して紙料とし、ツインワイヤ
ー式抄紙機で抄紙した。表面サイズ剤として酸化デンプ
ンをゲートロール塗工機にて塗布量０．５ｇ／ｍ²とな
るように塗布し、風乾坪量４３．２ｇ／ｍ²の新聞用紙
を得た。

【００２７】この紙のＩＳＯ白色度および不透明度測
定、また印刷後不透明度評価をするため印刷試験を下記
の方法で行った。（１）白色度ＪＩＳＰ８１４８（ＩＳＯ２４７０）に準拠して測
定した。（２）白紙不透明度Ｊ．ＴＡＰＰＩ５３（ＩＳＯ２４７１）に準拠して
測定し、白紙不透明度とした。（３）印刷後不透明度新聞用オフセットインキを使用して、ＲＩ印刷試験機
（明製作所社製）にてベタ印刷を行い、印刷後不透明度
（Ｙ）を次式から求めたＹ＝｛（印刷後の裏面反射率）/（未印刷の裏面反射
率）｝×１００

【００２８】＜実施例２＞水和ケイ酸（Ａ）を湿式粉砕
し、平均粒径を１３μｍに調整して使用したこと以外
は、実施例１と同様にして新聞用紙を得た。

【００２９】＜実施例３＞水和ケイ酸（Ａ）を製造する
際に、熟成時間を長くし、平均粒径を２３μｍに調整し
た水和ケイ酸を使用したことと、紙の風乾坪量を４０．
５ｇ／ｍ²としたこと以外は、実施例１と同様にして新
聞用紙を得た。

【００３０】＜比較例１＞「水和ケイ酸（Ｂ）の調製」二酸化ケイ素（シリカ）濃
度を１９５ｇ／Ｌに調製したケイ酸ソーダ水溶液２５０
０Ｌ、清水４８００Ｌおよび無水硫酸ナトリウム１３０
ｋｇを１０ｍ³の反応槽へ投入した。溶液温度を５０℃
とした後、攪拌しながらケイ酸ナトリウムを中和するの
に必要な全硫酸量の３９．７％に相当する硫酸（２０％
濃度５００Ｌ）を１２分かけて連続的に添加した。硫酸
添加後、攪拌しながら３５分かけて９０℃まで昇温し、
その後その温度で１０間熟成した。次いで残りの硫酸
（２０％濃度７６０Ｌ）を２５分間かけ連続添加した。
更に温度を保持しながら２０分間熟成を行った。平均粒
径は２４μｍであった。水和ケイ酸として、水和ケイ酸
（Ｂ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして新
聞用紙を得た。

【００３１】＜比較例２＞水和ケイ酸（Ｂ）を更に湿式
粉砕し、平均粒径を１８μｍに調整して使用したこと以
外は、比較例１と同様にして新聞用紙を得た。

【００３２】＜比較例３＞風乾坪量を４０．５ｇ／ｍ²
としたこと以外は、比較例１と同様にして新聞用紙を得
た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明により、少な
い填料でも不透明度が高く、かつ、紙力を低下させない
新聞用紙が提供される。

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−25794（ＪＰ，Ａ) 特開平５−178606（ＪＰ，Ａ) 特開平６−166987（ＪＰ，Ａ) 特開平９−176986（ＪＰ，Ａ) 特開平９−176988（ＪＰ，Ａ) 特開平８−91820（ＪＰ，Ａ) 特公平１−60183（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21H 11/00 - 27/42 C09C 1/00 - 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水和ケイ酸を含有する新聞用紙におい
て、灰分が紙の全重量当たり１〜７重量％であり、灰分
粒子をレーザー回折式粒度分布測定装置で測定した際の
平均粒子直径Ｄが５〜１５μｍであり、かつ、灰分粒子
の４８体積％以上が粒子直径０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲
にあることを特徴とする新聞用紙。