JP3738668B2 - 低密度書籍用紙 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低密度印刷用紙に関し、さらに詳しくは柔軟な紙質と、オフセット印刷適性を兼ね備えた低密度印刷用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、書籍としては重厚なものが好まれ、用いられる紙の品質は、密度として０．９〜１．０g/cm3の高密度であり、平滑性の高いものが主として使用されていた。このような用途に用いられる紙には、パルプとしてクラフトパルプ、サルファイトパルプ等の化学パルプが主として使用され、内添される填料の量も多く、不透明度も必然的に高い紙であり、且つ、紙表面にピグメント塗工されたものが多く、オフセット印刷にも問題なく対応できる品質のものであった。
しかし、最近の本は、時代的な背景もあり、活字離れが深刻な問題となっており、出版される本の数、ページ数の減少を伴ってきている。本のページ数減に伴い使用される紙の品質も、手肉感、高級感、見栄え等の要求により、学術系以外の本文用紙としては、低密度用紙への依存の傾向が強くなっている。
【０００３】
一方、印刷用途に使用される紙を低密度にするためには、表面への顔料・ピグメント塗工を無くす、或いは少なくし、澱粉・サイズ剤主体のサイズプレス液を塗布する、且つ、比重の高い内添填料の配合を少なくする、等の対応をせざるを得ないが、これに伴い、オフセット印刷適性の低下、不透明度の低下などの問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決する手段として、特開平10-204790号公報にはカナダ標準フリーネスが５００ｍｌＣＳＦ以上のフタバガキ類広葉樹漂白パルプを使用する方法が開示されている。しかしながら、密度は０．６０〜０．６５g/cm3の範囲にとどまっており、解決には至っていない。
また、特開平１０−２２６９８２号公報には、嵩比重０．３ｇ／ｍｌ以下の無定形シリカ若しくは無定形シリケートを紙重量当たり４〜１５重量％配合した原紙上に塗布層を設けた印刷用紙が開示されている。さらに、特開平８−２４６３９０号公報には、パルプとして機械パルプを含有し、且つ澱粉にて表面処理を施した坪量が７０g/m2以下の薄葉書籍用紙が開示されている。しかしながら、いずれも紙密度は０．６０g/cm3を超えたものであり、０．６０g/cm3以下の、腰の柔らかい柔軟で低密度な紙の開発に至っていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、書籍、文庫その他の用途に使用される印刷用紙において、低密度で、柔軟な紙質と、オフセット印刷適性を兼ね備えた低密度印刷用紙を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく、柔軟な紙質を有する低密度の印刷用紙を得るべく鋭意検討した結果、原料パルプとして機械パルプを３０〜８０重量％配合することにより嵩高な紙が得られること、並びに、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを填料として使用するとオフセット印刷に適した紙となることに着眼し、これらを組み合わせることによって、密度が０．４０〜０．６０g/cm3の範囲にある腰の柔らかい低密度印刷用紙となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、以下の発明を包含する
（１）全パルプ成分中の３０〜８０重量％が機械パルプであり、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを填料として全パルプに対して２〜１５重量％含有し、密度が０．４０〜０．６０g/cm3であり不透明度が８８％以上であることを特徴とする低密度印刷用紙である。
【０００８】
（２）前記ゼオライトが合成ゼオライトである（１）記載の低密度印刷用紙である。
【０００９】
（３）ＪＩＳ Ｐ ８１４３に規定される剛度の最小値（抄紙機による紙であれば通常ＣＤ方向の剛度）が７０cm3/１００以下である（１）又は（２）に記載の低密度印刷用紙である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の低密度印刷用紙の坪量は、特に限定されるものではないが、書籍として使用される印刷用紙を例に挙げるならば、５０〜９０g/ｍ2の坪量のものが通常使用されている。
本発明の低密度印刷用紙の重要な特徴の一つは腰の柔らかさであるが、この特性を代表する紙物性として剛度（ＪＩＳ Ｐ ８１４３）が挙げられる。通常、紙を抄紙機にて抄造した場合、紙の走行方向（ＭＤ方向）と、ＭＤ方向と垂直な方向（ＣＤ方向）とで紙の物性に差が出る。紙の剛度は、一般にＭＤ方向（縦方向とも呼ばれる）の方がＣＤ方向（横方向とも呼ばれる）より大きいため、このような抄紙機により抄造された印刷用紙が書籍として実際に使用される場合には、紙のめくりやすさから、通常はＣＤ方向がめくる方向となるように使用される。そのため、機械抄の印刷用紙の場合、ＣＤ剛度（または横剛度）が重要な特性となる。紙のめくりやすさとしては剛度が小さいほどよいが、指標として剛度７０ｃｍ3／１００以下であることが好ましい。但し、３０ｃｍ3／１００を下回ると紙に腰がなくなり、めくりづらくなるため３０〜７０ｃｍ3／１００が好ましい。
【００１１】
また、印刷用紙に要求される重要な別の品質として、不透明度（ＩＳＯ−２４７１）が挙げられる。不透明度は紙の坪量、厚さ、その他の条件により影響を受けるが、一般に、紙に内添される填料を多くすればするほど、また、紙表面に塗布される塗布液の量が多い程、不透明度は高くなる。しかしながら、内添填料を多くすれば紙の強度、特に表面強度が弱くなり、また、塗布量を多くすればする程、密度が高くなり、紙の剛度は大きくなるため、書籍用紙としての用途には不適のものとなる。書籍用紙としては、不透明度は８８％未満であると印刷後に裏写りが見られ印刷された文字が読みづらくなることがある。裏写りがなく読みやすい不透明度としては８８％以上のものが好ましい。
【００１２】
本発明の低密度印刷用紙に使用される機械パルプとしては、グラインダー内で急速に回転している砥石面に木材（丸太）を押しつけてシャワーで水をかけながら木材を摩砕してつくるグランドパルプ（ＧＰ）・チップを蒸気で軟化した後、加圧型リファイナーで解繊し、さらに常圧型リファイナーにて精碎されて生成されるサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、レファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）などが挙げられる。
【００１３】
一方で機械パルプ繊維はクラフトパルプ（ＫＰ）やサルファイトパルプ（ＳＰ）等の化学パルプ繊維に比べ剛直であり、フィブリル化しにくく、微細繊維、結束繊維の割合が多く、シートにした場合結合力が弱い傾向がある。反面、シートにした場合繊維間に空隙を作りやすいため低密度になりやすい。
【００１４】
機械パルプとしては、未漂白機械パルプ、漂白機械パルプ、いずれも使用できる。未漂白のものはリグニン分が多く含まれているため、表面が疎水化されており、シートにした場合繊維同士の結合強度が弱い反面、嵩高になりやすい。一方漂白した機械パルプは、未漂白パルプより繊維同士の結合強度が強く、紙の内部強度、及び表面強度が強くなる反面、より密度が上がりやすい傾向となる。実際の配合には、使用目的・必要な表面強度・密度に応じて適宜選択して使用される。
【００１５】
機械パルプの原料とされる木材の樹種は針葉樹または広葉樹が使用されるが、特に限定されるものではない。White Spruce, Black Spruce, Hemlock等のとうひ・つが類樹木, White Fir, Douglas Fir, Balsam Fir等のもみ類樹木、Aspen等のポプラ類樹木, Southern Pine, Radiata Pine,Lodgepole Pine , Elliot Pine等のまつ類樹木、Red Ceder等の杉類樹木等の針葉樹樹木が通常好ましく使用されるが、特に限定されるわけではない。
【００１６】
機械パルプの漂白薬品としては、ハイドロサルファイト、過酸化水素等の薬品が用いられるが、その他、酸素、過酸化水素、塩素、二酸化塩素、次亜塩素酸ソーダ、等の紙パルプ業界周知の漂白薬品を用いることも可能である。また、機械パルプ漂白時、特に過酸化水素やソジウムハイドロサルファイト等の漂白薬品使用時には重金属による分解防止剤として、トリポリリン酸ソーダ（ＳＴＰＰ）、ジエチレン・トリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレン・トリアミン・ペンタメチレンリン酸（ＤＴＰＭＰＡ）等の漂白助剤を適宜使用できる。これらの漂白薬品に処理され、本発明の低密度印刷用紙に使用されるパルプの白色度は特に限定されるものではないが、白色度（ISO-2470）５０〜９０％のものが使用される。
【００１７】
本発明の低密度印刷用紙に使用される機械パルプのフリーネスは、特に限定されるものではないが、カナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）で１００〜５００ｍｌのものが使用される。機械パルプの配合量にもよるが、ＣＳＦ１００ｍｌ未満では得られる印刷用紙の密度が０．６０g/cm3を超えてしまう、またＣＳＦ５００ｍｌを超えたものは、得られる印刷用紙の表面強度が弱くなるため、あまり好ましくない。
【００１８】
本発明の低密度印刷用紙には、上記機械パルプが、全パルプに対し、３０〜８０重量％配合される。３０％未満では所望の低密度が得られず、また８０％を超えて配合すると、印刷用紙の内部結合強度、表面強度が低下し、印刷時に紙表面付近に存在する微細繊維、結束繊維の剥がれ、印刷時に白い点が生じ印刷不良の原因となる。
上記印刷時のトラブル解決の一手法として、サイズプレス澱粉濃度を上げ澱粉塗布量を増やす方法が挙げられるが、あまりサイズプレス澱粉濃度を上げ塗布量を増やしすぎると、サイズプレスの液性悪化により、操業時に紙切れ等のトラブルの原因となる、又、紙質としては、剛度が強くなり、所望の柔軟な紙質を有する低密度印刷用紙が得られない。以上の点でも機械パルプを全パルプ中８０重量％を超えて配合することは好ましくない。
【００１９】
本発明の低密度印刷用紙に使用される填料としては、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトが填料として使用される。
【００２０】
ゼオライトは、含水アルミノ珪酸塩であり、天然には方沸石、菱沸石、ソーダ沸石などとして産出するが、乾式法（カオリン、珪石、ソーダ灰、大谷石の焙焼）または湿式法（アルミン酸ソーダ、苛性ソーダ、珪酸ソーダの湿式反応）により合成品も製造される。本発明に使用されるものは、特に限定されるものではないが合成ゼオライトが好ましい。その理由として、形状を球形にしやすく、粒径を小さくコントロールしやすいことが挙げられ、紙の平滑性向上に効果がある、また微粒子がブドウの房状に集合したフロックを形成したものであれば、さらに嵩比重が小さくバルキー性が大きくなるため好ましい。合成ゼオライトは天然ゼオライトに比べて白色度が高く、紙の白色度向上に効果がある。
【００２１】
本発明の低密度印刷用紙には、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトが、全パルプに対して２〜１５重量％配合される。吸油量が大きいほどオフセット印刷インクを吸収しやすく印刷適性が向上する。また、吸油量が大きいことは即ち比表面積が大きく、粒子或いはフロックの嵩高性の指標となり、このような吸油量の大きい填料を配合すると、嵩高な低密度印刷用紙を得ることができる。
配合量が２％未満であると、印刷用紙が０．６０g/cm3を超えて本発明の低密度の紙が得られないと共に、印刷時に十分なオフセット適性が得られない。また、１５％を超えて配合を行うと、十分な印刷時の表面強度が得られず、またコストが高いものとなり実用的でない。
【００２２】
本発明の低密度印刷用紙には、勿論、ゼオライト以外の填料も、併せて使用することが可能である。これら以外の填料としては、一般に製紙用に使用される、チョーク・重質炭酸カルシウム・軽質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム類、炭酸マグネシウム類、ドロマイト等のカルシウム・マグネシウム炭酸塩類、カオリン・焼成クレー・ろう石・ベントナイト・長石・タルク（滑石）・ワラストナイト・合成珪酸アルミ・合成珪酸カルシウム等の珪酸塩、珪藻土・珪石粉、含水微粉珪酸（ホワイトカーボン）、無水微粉珪酸、等の珪酸類、合成水酸化アルミ等のアルミニウム水和物、バライト・ブランクフィンクス等の硫酸バリウム類、石膏・合成亜硫酸カルシウム等の硫酸カルシウム・亜硫酸カルシウム類、アナターゼ型二酸化チタン・ルチル型二酸化チタン等の二酸化チタン類、リチウムアルミニウムカーボネート、等が挙げられる。
【００２３】
本発明の低密度印刷用紙に使用される原料スラリーに、目的に応じて上記機械パルプ、内添填料以外に適宜、該機械パルプ以外の天然パルプ繊維、有機合成繊維、無機繊維、紙力増強剤、発泡性マイクロカプセル、サイズ剤、耐水化剤、撥水剤、歩留向上剤、ＰＨ調整剤、スライムコントロール剤、増粘剤、防腐剤、難燃剤、抗菌剤等を選択し配合することができる。これらは複数種併用することも出来る。
【００２４】
機械パルプ以外の天然パルプ繊維としては、例えば、針葉樹化学パルプや広葉樹化学パルプ、或いは古紙パルプ、コットンパルプ、リンターパルプ等の漂白又は未漂白で、未叩解、又は叩解したもの、或いは化学的処理により繊維の剛性を強化したものを挙げることができる。因みに化学的処理により繊維の剛性を強化したものとしては、具体的にはマーセル化パルプ、液体アンモニア処理パルプ等の膨潤パルプが挙げられる。該繊維は化学的処理を施さない繊維よりも低密度化への効果がある。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。このパルプ繊維の配合量は、用途によって変わるが、パルプ分の２０〜７０重量％の範囲で添加される。
【００２５】
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等が挙げられるが、中でも、脂肪族ポリエステル、アセチルセルロースの様な生分解性繊維が特に好ましい。また、該繊維の形状としては、直線的な繊維よりもカール等の曲がりを有する繊維が低密度化への効果が期待できるので好ましい。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この有機合成繊維の配合量は、用途によって変わるが、全固形分の０〜３０重量％の範囲で添加される。有機合成繊維の添加は一般的に水湿潤状態での強度向上等に効果がある。
【００２６】
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、活性炭繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、シリカ・アルミナシリケート繊維、ロックウール繊維等を挙げることが出来る。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この無機繊維の配合量は、用途によって変わるが、パルプ分の０〜３０重量％の範囲で添加される。無機繊維の添加は一般的に耐熱性向上等に効果がある。
【００２７】
紙力増強剤としては、例えば、澱粉、化工澱粉、植物ガム、ＰＶＡ等の乾燥紙力増強剤、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド尿素ホルムアルデヒド樹脂、ケトン樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の湿潤紙力増強剤を挙げることができる。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。紙力増強剤の配合量は、用途によって変わるが、全パルプ分に対し０〜５重量％の範囲で添加される。紙力増強剤の添加は一般的に強度向上等に効果がある。しかし５％を越えて添加を行うと、剛度が強くなり、所望の腰の柔らかい低密度印刷用紙を得ることができないため好ましくない。
【００２８】
本発明の低密度印刷用紙に使用可能な発泡性マイクロカプセルは、樹脂微粒子中に低沸点溶剤を内包したもので、７０〜１５０℃の温度で直径が３〜５倍、体積で３０〜１２０倍に膨張する平均粒径が５〜３０μｍの粒子である。樹脂としては、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の共重合体からなる熱可塑性樹脂が使用され、低沸点溶剤としてはイソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン、低沸点ハロゲン化炭化水素等の低沸点溶剤を用いて製造されたものが使用される。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この発泡性マイクロカプセルの配合量は、用途によって変わるが、全固形分の０〜３０重量％の範囲で添加される。発泡性マイクロカプセルは乾燥工程での熱によって発泡し、密度をさらに低下させる効果が有る。
【００２９】
サイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、無水ステアリン酸、澱粉、化工澱粉、カゼイン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられるが、特にこれにより限定されるわけではない。耐水化剤、撥水剤等としては、上記湿潤紙力増強剤を耐水化剤として使用できる他、アルデヒド基を有するホルムアルデヒド、グリオキザール、ジアルデヒド澱粉、多価金属化合物である炭酸アンモニウムジルコニウム等が挙げられる。撥水剤としては、各種ワックス（天然ワックス、石油系ワックス、塩素化パラフィン、ワックスエマルジョンなど）、高級脂肪酸誘導体、合成樹脂類、クロム錯塩、ジルコニウム塩、シリコン樹脂などが挙げられるが、特にこれにより限定されるわけではない。
【００３０】
尚、上記のサイズ剤、耐水化剤、撥水剤、あるいは難燃剤、抗菌剤のような薬品類は、紙料調成中に混合、つまり内添してもよいし、あるいはシートを製造した後に表面塗工、つまり外添してもよい。外添の具体的な方法としては、抄紙機のオンマシンでサイズプレスやスプレーにて塗工してもよいし、オフマシンで塗工してもよい。特にこれによって限定されるわけではない。勿論内添・外添を併用しても構わない。
【００３１】
本発明の低密度印刷用紙に使用する原料スラリーは、攪拌機を有する装置でバッチ式或いは連続的に調製される。スラリーを形成するのに用いられる媒体としては水が使用される。
【００３２】
本発明の低密度印刷用紙は、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等、一般に製紙用として使用されている抄紙機を使って製造することができる。これらの抄紙機によって得られるシートの厚みは６０〜２５０μｍである。得られるシートの密度は、機械パルプ、その他繊維分の種類或いはその配合比率、又他の添加物の種類或いは配合量に影響されるが、それ以外に、製造段階でのシートにかかる圧力が重要で、出来るだけ低密度にするためには、ワイヤー部での脱水圧を弱めるためサクションロールの真空度を抑える、ダンディロールの圧力を出来るだけ下げる、プレス圧を下げる、ドライヤーのカンバスの張り及びサイズプレスのプレス圧を弱める、オンマシンのカレンダーを使わない等の工夫が重要となる。本発明では、密度が０．４０〜０．６０ｇ／ｃｍ3 の範囲のシートが製造される。密度が０．４０ｇ／ｃｍ3 未満のものは、強度的にも十分なものを得ることが困難である。又、０．６０ｇ／ｃｍ3を越えるものは、所望の風合い・柔らかさが得られず適しない。
【００３３】
本発明の低密度印刷用紙には、必要に応じて、オンマシン・オフマシンの塗工を行うことができる。使用される塗工液は、顔料を含む、ピグメント塗料よりも、顔料を含まないクリアー塗料の方が好ましい。その理由は、ピグメント塗工を行うと、クリア塗工と比較して、原紙表面を完全にカバーできる最低塗工量が大きくなり、得られる印刷用紙の密度が大きくなるとともに厚さも大きくなりさらに剛度が強くなる傾向となるため、クリアー塗工の方がより好ましい。
【００３４】
クリアー塗工用の塗料の主成分は通常、各種接着剤、表面サイズ剤、耐水化剤、等により構成される。接着剤としては、澱粉、加工澱粉が通常使用されるが、それ以外に、ラテックス類（スチレン−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合ラテックス、アクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステル重合体または共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体ラテックス等）、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白等の蛋白類、各種ポリビニルアルコール、各種ポリアクリルアミド、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤、ＣＭＣ等各種セルロース誘導体、等が挙げられ、これら接着剤から１種或いは適宜２種以上選択して使用される。
中でも、ポリビニルアルコールは強力な接着力と優れた成膜性を持つため、本発明の書籍用紙において、澱粉、加工澱粉とともに使用した場合、微細な機械パルプ繊維、填料、その他微細成分を効率良く被覆する効果があり好ましい。但し、ポリビニルアルコールを多量に配合すると粘度が上がり塗工性に悪影響を及ぼすことがあるため、配合の際には少量の配合が好ましい。
表面サイズ剤、耐水化剤の配合は、本発明の書籍用紙をオフセット印刷に使用する場合に湿し水適性を向上させることができる等、紙の湿潤状態での表面強度を上げることができるため好ましいが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【００３５】
塗工液中には用途に応じて、上記主成分以外に、分散剤、可塑剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、流動変性剤、保水剤、防腐剤、接着剤、着色染料、紫外線防止剤等の各種助剤が適宜配合される。クリアー塗工液の固形分濃度は塗工液組成・塗工方式等により異なるが、通常５〜５０重量％の範囲に調整されるが、操業性を考慮すると５〜３０重量％の範囲が好ましい。
【００３６】
塗工量としては、乾燥重量で片面０．３〜２g/ｍ2の範囲が好ましい。塗工量が０．３g/ｍ２未満の場合には、シートの表面の粗さを充分に被覆するのが困難となり、印刷時の表面強度が弱くなる結果となりがちである。また、２g/ｍ2を超える場合は、シート全体の低密度性が損なわれる。中でも、低密度性と表面の平滑性のバランス上、片面０．５〜１．５g/ｍ2 の範囲の塗工量が特に好ましい。塗工層は、支持体の片面或いは両面に設けられる。また、その層は単に一層だけのものだけでなく、二層或いは多層の重ね塗工をしてもよい。重ね塗りの塗工液は必ずしも同一である必要はなく、又同一塗工液でなくてもよい。又塗工機械は同一である必要はない。
【００３７】
上述の塗工液組成物は、一般の塗工シートの製造に用いられる塗工装置、例えばブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコーターによって塗工することができるが、塗工装置はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例を挙げてより具体的に説明するが、勿論本発明は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、「部」及び「％」とあるのは特に断らない限り「固形分重量部」及び「重量％」を示す。
【００３９】
実施例及び比較例中の諸物性の測定方法を以下に示す。
１）填料の嵩比重： 填料１リットルあたりの重量（ｇ）を実測して密度（ｇ／ｃｍ3）に換算して求めた。
２）填料の吸油量： ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準じて測定した。
３）紙の灰分： ＪＩＳ Ｐ ８１２８により５５０℃にて焼成し、測定した。
４）紙の密度： ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準じ測定した。
５）紙の不透明度： ＩＳＯ−２４７０に準じ、スガ式不透明度測定器により測定した。
６）紙の剛度： ＪＩＳ Ｐ ８１４３（クラーク剛度）により測定した。
７）紙の表面強度： 実際にオフセット印刷用紙として使用されている（王子製紙社製）クリーム書籍Ｆ７６．６g/ｍ2を比較サンプル（ブランク）として、通常状態（ＤＲＹ）及び紙を若干湿らせた状態（ＷＥＴ）でＲＩ印刷機により印刷を行うことにより表面強度を比較し、ブランクと同等またはそれ以上を○、ブランクより若干劣るものの印刷用紙として使用可能なものを△、ブランクより劣り印刷用紙として不適なものを×と３段階で評価した。
【００４０】
（実施例１）
（パルプスラリーの調製）
Ａ： 市販のＢＣＴＭＰ（ミラーウエスタン社製、白色度７４．３％、フリーネス２０３ｍｌＣＳＦ）
Ｂ（脱墨古紙パルプの調製）
古紙として、タイプＡ（コンピューターのアウトプット済上質古紙、カーボン印字）とタイプＣ（コピー済上質古紙、トナー印字）を各々絶乾２５ｇ分とり、ディスインテグレータ−（容積：２リットル、東西精機社製）に水９５０ｇと共に入れ、５分間離解した。この固形分濃度５％の離解スラリーを１５０meshの篩上で固形分濃度２５％まで濃縮した後、この脱水パルプに、パルプ絶乾固形分に対する薬品の純固形分濃度で、苛性ソーダ０．４％、珪酸ソーダ０．８％、過酸化水素０．１５％、脱墨剤（ＦＷ−２３５、東邦化学社製）０．２％を加えて十分に攪拌し、ＰＦＩミル（熊谷理機社製）にて１０００回転処理することによりディスパージング処理を施した。ＰＦＩミルから取り出したパルプを、耐熱性ビニール袋に入れ手で揉んで再度攪拌した後、６０℃の温水に、中に温水が入らないように２時間浸せきしてソーキング処理を行った。
このソーキング処理したパルプに水を加え固形分濃度５%とした後ディスインテグレーターにて２分間離解した。このスラリーに水を加え固形分濃度０．７％としたスラリーから４．５リットルを取り、テストフローテーター（容量：４．５リットル、極東振興社製）に入れ、３０秒毎にフロスを板で掻き出しながら４分間フローテーション処理を施した。その後、フローテーターの下部抜き出し口から２リットルを抜き出し脱墨古紙パルプサンプルとして供した。このパルプのフリーネスは３３０ｍｌＣＳＦ、白色度は８７．３％であった。
上記Ａ（ＢＣＴＭＰ）とＢ（脱墨古紙パルプ）を絶乾重量で６０：４０の割合で配合し、パルプスラリーを得た。
【００４１】
（原料スラリーの調製）
このパルプスラリーに内添填料として合成ゼオライト（商品名：ＴＩＸＯＬＥＸ１７、ＫＯＦＲＡＮ社製、嵩比重０．３１、吸油量１３０ｍｌ／１００ｇ）をパルプ絶乾重量に対し１０％、硫酸バンドを対パルプ０．５％、内添紙力剤として熱水にて溶解したカチオン化澱粉（エースＫ１００、王子コーンスターチ社製）を対パルプ０．５％、ポリアクリルアミド系高分子（ポリストロン１１７、荒川化学工業社製）を対パルプ０．５％添加し、固形分濃度２％の原料スラリーを得た。
【００４２】
（シートの作製）
上記原料スラリーを紙料として８０メッシュブロンズワイヤーを備えた角形（２５ｃｍ×２５ｃｍ）手抄シートマシンのワイヤー上に坪量６８g/ｍ2のシートを形成させ、金属製ロールにてコーチング処理を行った後、厚濾紙に挟み、プレス処理を施した。プレス処理は、３．５ｋｇｆ／ｃｍ2で、第一プレス５分間、第二プレス２分間の処理を行い、得られたシートを角形リングに挟み、送風乾燥機にて完全に乾燥させた。
【００４３】
（塗工液の塗工）
サイズ剤（ポリマロン１３０８−Ｓ、荒川化学工業社製）５部、ＰＶＡ（クラレポバール１１７、クラレ社製）１５部、酸化澱粉（エースＡ、王子コーンスターチ社製）８０部を熱水に溶解し、水を加えて濃度８％の塗工液を得た。この塗工液をメイヤーバー（＃０）を用いて絶乾塗工量が片面１．０g/m2となるように塗工を行い、１分間１０５℃乾燥機中に入れることにより乾燥させた後、残りの面にも同様に塗工を行い、坪量７０g/ m2のシートを得た。その後、２３℃、６０％ＲＨの条件にて２４ＨＲ調湿を行い、紙質の測定に供した。
物性の測定結果を表に示す。
【００４４】
（実施例２）
パルプとして、針葉樹晒クラフトパルプをＰＦＩミルにてフリーネス４５０ｍｌＣＳＦまで叩解したパルプ４０部を上質脱墨古紙４０部の代わりに使用した以外は実施例１と同様にして、針葉樹晒クラフトパルプ：ＢＣＴＭＰ＝４０：６０のパルプスラリーを作製した。
次に、填料として、実施例１で使用したＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ４％、吸油量５３ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ１２％添加し、よく撹拌して原料スラリーを調製した。
【００４５】
この原料スラリーを紙料として用いた以外は実施例１と同様にして坪量６８g/ m2の手抄シートを作製し、両面塗工して坪量７０g/ m2の両面塗工シートを得た。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４６】
（実施例３）
パルプとして、広葉樹晒クラフトパルプをＰＦＩミルにてフリーネス４５０ｍｌＣＳＦまで叩解したパルプ３０部、及び実施例１で使用したＢＣＴＭＰ７０部を混合しパルプスラリーを作製した。
このパルプスラリーに内添填料としてＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用せず、代わりに合成ゼオライト（商品名：ＴＩＸＯＬＥＸ１７Ｓ、ＫＯＦＲＡＮ社製、嵩比重０．３０、吸油量１４８ｍｌ／１００ｇ）をパルプ絶乾重量に対し１０％使用すること以外は実施例１と同様にして固形分濃度２％の原料スラリーを得た。
この原料スラリーをパルプスラリーとして使用した以外は実施例１と全く同様にして坪量６８g/ m2の手抄シートを作製し、両面塗工して坪量７０g/ m2の両面塗工シートを得た。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４７】
（比較例１）
パルプスラリーとして、実施例１で使用した上質脱墨古紙９０部と、実施例１で使用したＢＣＴＭＰ１０部との混合スラリーを使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４８】
（比較例２）
パルプスラリーとして、実施例１で使用した上質脱墨古紙１０部と、実施例１で使用したＢＣＴＭＰ９０部との混合スラリーを使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４９】
（比較例３）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量１９８ｍｌ／１００ｇの合成非晶質シリカ微粒子（商品名：トクシールＧｕ−Ｎ（Ｐ）、トクヤマ社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５０】
（比較例４）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量５８ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作成した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５１】
（比較例５）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量５８ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ２２％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５２】
（比較例６）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量４３ｍｌ／１００ｇのタルク（イライト、日本タルク社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５３】
（比較例７）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ１％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５４】
（比較例８）
填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ１８％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表１に示す。
【００５５】
実施例１〜３を見ると明らかな通り、機械パルプを全パルプに対し３０〜８０重量％配合し、かつ、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上の填料を全パルプに対し２〜１５重量％配合することにより、密度が０．４０〜０．６０g/cm3の低密度で、腰の柔らかい低密度印刷用紙を得ることができる。
実施例２を見ると明らかな通り、炭酸カルシウムのような吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以下の填料も同時に配合することが可能である。また、実施例１〜３を見るとわかるように、機械パルプ以外のパルプとして使用される針葉樹クラフトパルプ（実施例２）や広葉樹クラフトパルプ（実施例３）、更に古紙パルプ（実施例１）も使用することができる。
【００５６】
一方、比較例１、２を見るとわかるように、機械パルプを全パルプに対し、３０重量％未満、あるいは８０重量％を越えて配合すると、密度が０．６０を越えてしまったり（比較例１）、表面強度が弱くなってしまうため（比較例２）好ましくない。
また、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上の填料でも、ゼオライト以外のものを使用した場合、印刷用紙に必要な不透明度が得られないため好ましくない（比較例３）。
【００５７】
比較例４を見ると明らかな通り、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満の填料のみを使用した場合、印刷用紙として必要な不透明度が得られずまた剛度も大きくなるため好ましくない。また、不透明度を高くしようとして多く配合すると表面強度が弱くなり印刷用紙としての性能が落ち、好ましくない（比較例５）。
【００５８】
また、タルク等の比重の大きい、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満の填料のみを使用した場合、密度が０．６０を越えてしまい、所望の嵩高な低密度印刷用紙が得られない（比較例６）。
また、填料として合成ゼオライトを使用する場合でも、配合量が対パルプ３％未満では期待される効果が得られず（比較例７）、また、１５％を越えて添加した場合表面強度が弱くなり印刷用紙としての性能を保つことができないため好ましくない（比較例８）。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、機械パルプを全パルプ中３０〜８０重量％配合し、吸油量１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを全パルプに対して２〜１５重量％配合することにより、印刷適性に優れ、嵩高で、腰の柔らかい、柔軟性に富んだ低密度印刷用紙を提供するという効を奏する。
【発明の属する技術分野】
本発明は低密度印刷用紙に関し、さらに詳しくは柔軟な紙質と、オフセット印刷適性を兼ね備えた低密度印刷用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、書籍としては重厚なものが好まれ、用いられる紙の品質は、密度として０．９〜１．０g/cm3の高密度であり、平滑性の高いものが主として使用されていた。このような用途に用いられる紙には、パルプとしてクラフトパルプ、サルファイトパルプ等の化学パルプが主として使用され、内添される填料の量も多く、不透明度も必然的に高い紙であり、且つ、紙表面にピグメント塗工されたものが多く、オフセット印刷にも問題なく対応できる品質のものであった。
しかし、最近の本は、時代的な背景もあり、活字離れが深刻な問題となっており、出版される本の数、ページ数の減少を伴ってきている。本のページ数減に伴い使用される紙の品質も、手肉感、高級感、見栄え等の要求により、学術系以外の本文用紙としては、低密度用紙への依存の傾向が強くなっている。
【０００３】
一方、印刷用途に使用される紙を低密度にするためには、表面への顔料・ピグメント塗工を無くす、或いは少なくし、澱粉・サイズ剤主体のサイズプレス液を塗布する、且つ、比重の高い内添填料の配合を少なくする、等の対応をせざるを得ないが、これに伴い、オフセット印刷適性の低下、不透明度の低下などの問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決する手段として、特開平10-204790号公報にはカナダ標準フリーネスが５００ｍｌＣＳＦ以上のフタバガキ類広葉樹漂白パルプを使用する方法が開示されている。しかしながら、密度は０．６０〜０．６５g/cm3の範囲にとどまっており、解決には至っていない。
また、特開平１０−２２６９８２号公報には、嵩比重０．３ｇ／ｍｌ以下の無定形シリカ若しくは無定形シリケートを紙重量当たり４〜１５重量％配合した原紙上に塗布層を設けた印刷用紙が開示されている。さらに、特開平８−２４６３９０号公報には、パルプとして機械パルプを含有し、且つ澱粉にて表面処理を施した坪量が７０g/m2以下の薄葉書籍用紙が開示されている。しかしながら、いずれも紙密度は０．６０g/cm3を超えたものであり、０．６０g/cm3以下の、腰の柔らかい柔軟で低密度な紙の開発に至っていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、書籍、文庫その他の用途に使用される印刷用紙において、低密度で、柔軟な紙質と、オフセット印刷適性を兼ね備えた低密度印刷用紙を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく、柔軟な紙質を有する低密度の印刷用紙を得るべく鋭意検討した結果、原料パルプとして機械パルプを３０〜８０重量％配合することにより嵩高な紙が得られること、並びに、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを填料として使用するとオフセット印刷に適した紙となることに着眼し、これらを組み合わせることによって、密度が０．４０〜０．６０g/cm3の範囲にある腰の柔らかい低密度印刷用紙となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、以下の発明を包含する
（１）全パルプ成分中の３０〜８０重量％が機械パルプであり、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを填料として全パルプに対して２〜１５重量％含有し、密度が０．４０〜０．６０g/cm3であり不透明度が８８％以上であることを特徴とする低密度印刷用紙である。
【０００８】
（２）前記ゼオライトが合成ゼオライトである（１）記載の低密度印刷用紙である。
【０００９】
（３）ＪＩＳ Ｐ ８１４３に規定される剛度の最小値（抄紙機による紙であれば通常ＣＤ方向の剛度）が７０cm3/１００以下である（１）又は（２）に記載の低密度印刷用紙である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の低密度印刷用紙の坪量は、特に限定されるものではないが、書籍として使用される印刷用紙を例に挙げるならば、５０〜９０g/ｍ2の坪量のものが通常使用されている。
本発明の低密度印刷用紙の重要な特徴の一つは腰の柔らかさであるが、この特性を代表する紙物性として剛度（ＪＩＳ Ｐ ８１４３）が挙げられる。通常、紙を抄紙機にて抄造した場合、紙の走行方向（ＭＤ方向）と、ＭＤ方向と垂直な方向（ＣＤ方向）とで紙の物性に差が出る。紙の剛度は、一般にＭＤ方向（縦方向とも呼ばれる）の方がＣＤ方向（横方向とも呼ばれる）より大きいため、このような抄紙機により抄造された印刷用紙が書籍として実際に使用される場合には、紙のめくりやすさから、通常はＣＤ方向がめくる方向となるように使用される。そのため、機械抄の印刷用紙の場合、ＣＤ剛度（または横剛度）が重要な特性となる。紙のめくりやすさとしては剛度が小さいほどよいが、指標として剛度７０ｃｍ3／１００以下であることが好ましい。但し、３０ｃｍ3／１００を下回ると紙に腰がなくなり、めくりづらくなるため３０〜７０ｃｍ3／１００が好ましい。
【００１１】
また、印刷用紙に要求される重要な別の品質として、不透明度（ＩＳＯ−２４７１）が挙げられる。不透明度は紙の坪量、厚さ、その他の条件により影響を受けるが、一般に、紙に内添される填料を多くすればするほど、また、紙表面に塗布される塗布液の量が多い程、不透明度は高くなる。しかしながら、内添填料を多くすれば紙の強度、特に表面強度が弱くなり、また、塗布量を多くすればする程、密度が高くなり、紙の剛度は大きくなるため、書籍用紙としての用途には不適のものとなる。書籍用紙としては、不透明度は８８％未満であると印刷後に裏写りが見られ印刷された文字が読みづらくなることがある。裏写りがなく読みやすい不透明度としては８８％以上のものが好ましい。
【００１２】
本発明の低密度印刷用紙に使用される機械パルプとしては、グラインダー内で急速に回転している砥石面に木材（丸太）を押しつけてシャワーで水をかけながら木材を摩砕してつくるグランドパルプ（ＧＰ）・チップを蒸気で軟化した後、加圧型リファイナーで解繊し、さらに常圧型リファイナーにて精碎されて生成されるサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、レファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）などが挙げられる。
【００１３】
一方で機械パルプ繊維はクラフトパルプ（ＫＰ）やサルファイトパルプ（ＳＰ）等の化学パルプ繊維に比べ剛直であり、フィブリル化しにくく、微細繊維、結束繊維の割合が多く、シートにした場合結合力が弱い傾向がある。反面、シートにした場合繊維間に空隙を作りやすいため低密度になりやすい。
【００１４】
機械パルプとしては、未漂白機械パルプ、漂白機械パルプ、いずれも使用できる。未漂白のものはリグニン分が多く含まれているため、表面が疎水化されており、シートにした場合繊維同士の結合強度が弱い反面、嵩高になりやすい。一方漂白した機械パルプは、未漂白パルプより繊維同士の結合強度が強く、紙の内部強度、及び表面強度が強くなる反面、より密度が上がりやすい傾向となる。実際の配合には、使用目的・必要な表面強度・密度に応じて適宜選択して使用される。
【００１５】
機械パルプの原料とされる木材の樹種は針葉樹または広葉樹が使用されるが、特に限定されるものではない。White Spruce, Black Spruce, Hemlock等のとうひ・つが類樹木, White Fir, Douglas Fir, Balsam Fir等のもみ類樹木、Aspen等のポプラ類樹木, Southern Pine, Radiata Pine,Lodgepole Pine , Elliot Pine等のまつ類樹木、Red Ceder等の杉類樹木等の針葉樹樹木が通常好ましく使用されるが、特に限定されるわけではない。
【００１６】
機械パルプの漂白薬品としては、ハイドロサルファイト、過酸化水素等の薬品が用いられるが、その他、酸素、過酸化水素、塩素、二酸化塩素、次亜塩素酸ソーダ、等の紙パルプ業界周知の漂白薬品を用いることも可能である。また、機械パルプ漂白時、特に過酸化水素やソジウムハイドロサルファイト等の漂白薬品使用時には重金属による分解防止剤として、トリポリリン酸ソーダ（ＳＴＰＰ）、ジエチレン・トリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレン・トリアミン・ペンタメチレンリン酸（ＤＴＰＭＰＡ）等の漂白助剤を適宜使用できる。これらの漂白薬品に処理され、本発明の低密度印刷用紙に使用されるパルプの白色度は特に限定されるものではないが、白色度（ISO-2470）５０〜９０％のものが使用される。
【００１７】
本発明の低密度印刷用紙に使用される機械パルプのフリーネスは、特に限定されるものではないが、カナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）で１００〜５００ｍｌのものが使用される。機械パルプの配合量にもよるが、ＣＳＦ１００ｍｌ未満では得られる印刷用紙の密度が０．６０g/cm3を超えてしまう、またＣＳＦ５００ｍｌを超えたものは、得られる印刷用紙の表面強度が弱くなるため、あまり好ましくない。
【００１８】
本発明の低密度印刷用紙には、上記機械パルプが、全パルプに対し、３０〜８０重量％配合される。３０％未満では所望の低密度が得られず、また８０％を超えて配合すると、印刷用紙の内部結合強度、表面強度が低下し、印刷時に紙表面付近に存在する微細繊維、結束繊維の剥がれ、印刷時に白い点が生じ印刷不良の原因となる。
上記印刷時のトラブル解決の一手法として、サイズプレス澱粉濃度を上げ澱粉塗布量を増やす方法が挙げられるが、あまりサイズプレス澱粉濃度を上げ塗布量を増やしすぎると、サイズプレスの液性悪化により、操業時に紙切れ等のトラブルの原因となる、又、紙質としては、剛度が強くなり、所望の柔軟な紙質を有する低密度印刷用紙が得られない。以上の点でも機械パルプを全パルプ中８０重量％を超えて配合することは好ましくない。
【００１９】
本発明の低密度印刷用紙に使用される填料としては、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトが填料として使用される。
【００２０】
ゼオライトは、含水アルミノ珪酸塩であり、天然には方沸石、菱沸石、ソーダ沸石などとして産出するが、乾式法（カオリン、珪石、ソーダ灰、大谷石の焙焼）または湿式法（アルミン酸ソーダ、苛性ソーダ、珪酸ソーダの湿式反応）により合成品も製造される。本発明に使用されるものは、特に限定されるものではないが合成ゼオライトが好ましい。その理由として、形状を球形にしやすく、粒径を小さくコントロールしやすいことが挙げられ、紙の平滑性向上に効果がある、また微粒子がブドウの房状に集合したフロックを形成したものであれば、さらに嵩比重が小さくバルキー性が大きくなるため好ましい。合成ゼオライトは天然ゼオライトに比べて白色度が高く、紙の白色度向上に効果がある。
【００２１】
本発明の低密度印刷用紙には、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトが、全パルプに対して２〜１５重量％配合される。吸油量が大きいほどオフセット印刷インクを吸収しやすく印刷適性が向上する。また、吸油量が大きいことは即ち比表面積が大きく、粒子或いはフロックの嵩高性の指標となり、このような吸油量の大きい填料を配合すると、嵩高な低密度印刷用紙を得ることができる。
配合量が２％未満であると、印刷用紙が０．６０g/cm3を超えて本発明の低密度の紙が得られないと共に、印刷時に十分なオフセット適性が得られない。また、１５％を超えて配合を行うと、十分な印刷時の表面強度が得られず、またコストが高いものとなり実用的でない。
【００２２】
本発明の低密度印刷用紙には、勿論、ゼオライト以外の填料も、併せて使用することが可能である。これら以外の填料としては、一般に製紙用に使用される、チョーク・重質炭酸カルシウム・軽質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム類、炭酸マグネシウム類、ドロマイト等のカルシウム・マグネシウム炭酸塩類、カオリン・焼成クレー・ろう石・ベントナイト・長石・タルク（滑石）・ワラストナイト・合成珪酸アルミ・合成珪酸カルシウム等の珪酸塩、珪藻土・珪石粉、含水微粉珪酸（ホワイトカーボン）、無水微粉珪酸、等の珪酸類、合成水酸化アルミ等のアルミニウム水和物、バライト・ブランクフィンクス等の硫酸バリウム類、石膏・合成亜硫酸カルシウム等の硫酸カルシウム・亜硫酸カルシウム類、アナターゼ型二酸化チタン・ルチル型二酸化チタン等の二酸化チタン類、リチウムアルミニウムカーボネート、等が挙げられる。
【００２３】
本発明の低密度印刷用紙に使用される原料スラリーに、目的に応じて上記機械パルプ、内添填料以外に適宜、該機械パルプ以外の天然パルプ繊維、有機合成繊維、無機繊維、紙力増強剤、発泡性マイクロカプセル、サイズ剤、耐水化剤、撥水剤、歩留向上剤、ＰＨ調整剤、スライムコントロール剤、増粘剤、防腐剤、難燃剤、抗菌剤等を選択し配合することができる。これらは複数種併用することも出来る。
【００２４】
機械パルプ以外の天然パルプ繊維としては、例えば、針葉樹化学パルプや広葉樹化学パルプ、或いは古紙パルプ、コットンパルプ、リンターパルプ等の漂白又は未漂白で、未叩解、又は叩解したもの、或いは化学的処理により繊維の剛性を強化したものを挙げることができる。因みに化学的処理により繊維の剛性を強化したものとしては、具体的にはマーセル化パルプ、液体アンモニア処理パルプ等の膨潤パルプが挙げられる。該繊維は化学的処理を施さない繊維よりも低密度化への効果がある。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。このパルプ繊維の配合量は、用途によって変わるが、パルプ分の２０〜７０重量％の範囲で添加される。
【００２５】
有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等が挙げられるが、中でも、脂肪族ポリエステル、アセチルセルロースの様な生分解性繊維が特に好ましい。また、該繊維の形状としては、直線的な繊維よりもカール等の曲がりを有する繊維が低密度化への効果が期待できるので好ましい。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この有機合成繊維の配合量は、用途によって変わるが、全固形分の０〜３０重量％の範囲で添加される。有機合成繊維の添加は一般的に水湿潤状態での強度向上等に効果がある。
【００２６】
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、活性炭繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、シリカ・アルミナシリケート繊維、ロックウール繊維等を挙げることが出来る。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この無機繊維の配合量は、用途によって変わるが、パルプ分の０〜３０重量％の範囲で添加される。無機繊維の添加は一般的に耐熱性向上等に効果がある。
【００２７】
紙力増強剤としては、例えば、澱粉、化工澱粉、植物ガム、ＰＶＡ等の乾燥紙力増強剤、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド尿素ホルムアルデヒド樹脂、ケトン樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の湿潤紙力増強剤を挙げることができる。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。紙力増強剤の配合量は、用途によって変わるが、全パルプ分に対し０〜５重量％の範囲で添加される。紙力増強剤の添加は一般的に強度向上等に効果がある。しかし５％を越えて添加を行うと、剛度が強くなり、所望の腰の柔らかい低密度印刷用紙を得ることができないため好ましくない。
【００２８】
本発明の低密度印刷用紙に使用可能な発泡性マイクロカプセルは、樹脂微粒子中に低沸点溶剤を内包したもので、７０〜１５０℃の温度で直径が３〜５倍、体積で３０〜１２０倍に膨張する平均粒径が５〜３０μｍの粒子である。樹脂としては、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の共重合体からなる熱可塑性樹脂が使用され、低沸点溶剤としてはイソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン、低沸点ハロゲン化炭化水素等の低沸点溶剤を用いて製造されたものが使用される。これらは、単独で或いは適宜選択されて２種以上が併用される。この発泡性マイクロカプセルの配合量は、用途によって変わるが、全固形分の０〜３０重量％の範囲で添加される。発泡性マイクロカプセルは乾燥工程での熱によって発泡し、密度をさらに低下させる効果が有る。
【００２９】
サイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、無水ステアリン酸、澱粉、化工澱粉、カゼイン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられるが、特にこれにより限定されるわけではない。耐水化剤、撥水剤等としては、上記湿潤紙力増強剤を耐水化剤として使用できる他、アルデヒド基を有するホルムアルデヒド、グリオキザール、ジアルデヒド澱粉、多価金属化合物である炭酸アンモニウムジルコニウム等が挙げられる。撥水剤としては、各種ワックス（天然ワックス、石油系ワックス、塩素化パラフィン、ワックスエマルジョンなど）、高級脂肪酸誘導体、合成樹脂類、クロム錯塩、ジルコニウム塩、シリコン樹脂などが挙げられるが、特にこれにより限定されるわけではない。
【００３０】
尚、上記のサイズ剤、耐水化剤、撥水剤、あるいは難燃剤、抗菌剤のような薬品類は、紙料調成中に混合、つまり内添してもよいし、あるいはシートを製造した後に表面塗工、つまり外添してもよい。外添の具体的な方法としては、抄紙機のオンマシンでサイズプレスやスプレーにて塗工してもよいし、オフマシンで塗工してもよい。特にこれによって限定されるわけではない。勿論内添・外添を併用しても構わない。
【００３１】
本発明の低密度印刷用紙に使用する原料スラリーは、攪拌機を有する装置でバッチ式或いは連続的に調製される。スラリーを形成するのに用いられる媒体としては水が使用される。
【００３２】
本発明の低密度印刷用紙は、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等、一般に製紙用として使用されている抄紙機を使って製造することができる。これらの抄紙機によって得られるシートの厚みは６０〜２５０μｍである。得られるシートの密度は、機械パルプ、その他繊維分の種類或いはその配合比率、又他の添加物の種類或いは配合量に影響されるが、それ以外に、製造段階でのシートにかかる圧力が重要で、出来るだけ低密度にするためには、ワイヤー部での脱水圧を弱めるためサクションロールの真空度を抑える、ダンディロールの圧力を出来るだけ下げる、プレス圧を下げる、ドライヤーのカンバスの張り及びサイズプレスのプレス圧を弱める、オンマシンのカレンダーを使わない等の工夫が重要となる。本発明では、密度が０．４０〜０．６０ｇ／ｃｍ3 の範囲のシートが製造される。密度が０．４０ｇ／ｃｍ3 未満のものは、強度的にも十分なものを得ることが困難である。又、０．６０ｇ／ｃｍ3を越えるものは、所望の風合い・柔らかさが得られず適しない。
【００３３】
本発明の低密度印刷用紙には、必要に応じて、オンマシン・オフマシンの塗工を行うことができる。使用される塗工液は、顔料を含む、ピグメント塗料よりも、顔料を含まないクリアー塗料の方が好ましい。その理由は、ピグメント塗工を行うと、クリア塗工と比較して、原紙表面を完全にカバーできる最低塗工量が大きくなり、得られる印刷用紙の密度が大きくなるとともに厚さも大きくなりさらに剛度が強くなる傾向となるため、クリアー塗工の方がより好ましい。
【００３４】
クリアー塗工用の塗料の主成分は通常、各種接着剤、表面サイズ剤、耐水化剤、等により構成される。接着剤としては、澱粉、加工澱粉が通常使用されるが、それ以外に、ラテックス類（スチレン−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合ラテックス、アクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステル重合体または共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体ラテックス等）、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白等の蛋白類、各種ポリビニルアルコール、各種ポリアクリルアミド、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤、ＣＭＣ等各種セルロース誘導体、等が挙げられ、これら接着剤から１種或いは適宜２種以上選択して使用される。
中でも、ポリビニルアルコールは強力な接着力と優れた成膜性を持つため、本発明の書籍用紙において、澱粉、加工澱粉とともに使用した場合、微細な機械パルプ繊維、填料、その他微細成分を効率良く被覆する効果があり好ましい。但し、ポリビニルアルコールを多量に配合すると粘度が上がり塗工性に悪影響を及ぼすことがあるため、配合の際には少量の配合が好ましい。
表面サイズ剤、耐水化剤の配合は、本発明の書籍用紙をオフセット印刷に使用する場合に湿し水適性を向上させることができる等、紙の湿潤状態での表面強度を上げることができるため好ましいが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【００３５】
塗工液中には用途に応じて、上記主成分以外に、分散剤、可塑剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、流動変性剤、保水剤、防腐剤、接着剤、着色染料、紫外線防止剤等の各種助剤が適宜配合される。クリアー塗工液の固形分濃度は塗工液組成・塗工方式等により異なるが、通常５〜５０重量％の範囲に調整されるが、操業性を考慮すると５〜３０重量％の範囲が好ましい。
【００３６】
塗工量としては、乾燥重量で片面０．３〜２g/ｍ2の範囲が好ましい。塗工量が０．３g/ｍ２未満の場合には、シートの表面の粗さを充分に被覆するのが困難となり、印刷時の表面強度が弱くなる結果となりがちである。また、２g/ｍ2を超える場合は、シート全体の低密度性が損なわれる。中でも、低密度性と表面の平滑性のバランス上、片面０．５〜１．５g/ｍ2 の範囲の塗工量が特に好ましい。塗工層は、支持体の片面或いは両面に設けられる。また、その層は単に一層だけのものだけでなく、二層或いは多層の重ね塗工をしてもよい。重ね塗りの塗工液は必ずしも同一である必要はなく、又同一塗工液でなくてもよい。又塗工機械は同一である必要はない。
【００３７】
上述の塗工液組成物は、一般の塗工シートの製造に用いられる塗工装置、例えばブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコーターによって塗工することができるが、塗工装置はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例を挙げてより具体的に説明するが、勿論本発明は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、「部」及び「％」とあるのは特に断らない限り「固形分重量部」及び「重量％」を示す。
【００３９】
実施例及び比較例中の諸物性の測定方法を以下に示す。
１）填料の嵩比重： 填料１リットルあたりの重量（ｇ）を実測して密度（ｇ／ｃｍ3）に換算して求めた。
２）填料の吸油量： ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準じて測定した。
３）紙の灰分： ＪＩＳ Ｐ ８１２８により５５０℃にて焼成し、測定した。
４）紙の密度： ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準じ測定した。
５）紙の不透明度： ＩＳＯ−２４７０に準じ、スガ式不透明度測定器により測定した。
６）紙の剛度： ＪＩＳ Ｐ ８１４３（クラーク剛度）により測定した。
７）紙の表面強度： 実際にオフセット印刷用紙として使用されている（王子製紙社製）クリーム書籍Ｆ７６．６g/ｍ2を比較サンプル（ブランク）として、通常状態（ＤＲＹ）及び紙を若干湿らせた状態（ＷＥＴ）でＲＩ印刷機により印刷を行うことにより表面強度を比較し、ブランクと同等またはそれ以上を○、ブランクより若干劣るものの印刷用紙として使用可能なものを△、ブランクより劣り印刷用紙として不適なものを×と３段階で評価した。
【００４０】
（実施例１）
（パルプスラリーの調製）
Ａ： 市販のＢＣＴＭＰ（ミラーウエスタン社製、白色度７４．３％、フリーネス２０３ｍｌＣＳＦ）
Ｂ（脱墨古紙パルプの調製）
古紙として、タイプＡ（コンピューターのアウトプット済上質古紙、カーボン印字）とタイプＣ（コピー済上質古紙、トナー印字）を各々絶乾２５ｇ分とり、ディスインテグレータ−（容積：２リットル、東西精機社製）に水９５０ｇと共に入れ、５分間離解した。この固形分濃度５％の離解スラリーを１５０meshの篩上で固形分濃度２５％まで濃縮した後、この脱水パルプに、パルプ絶乾固形分に対する薬品の純固形分濃度で、苛性ソーダ０．４％、珪酸ソーダ０．８％、過酸化水素０．１５％、脱墨剤（ＦＷ−２３５、東邦化学社製）０．２％を加えて十分に攪拌し、ＰＦＩミル（熊谷理機社製）にて１０００回転処理することによりディスパージング処理を施した。ＰＦＩミルから取り出したパルプを、耐熱性ビニール袋に入れ手で揉んで再度攪拌した後、６０℃の温水に、中に温水が入らないように２時間浸せきしてソーキング処理を行った。
このソーキング処理したパルプに水を加え固形分濃度５%とした後ディスインテグレーターにて２分間離解した。このスラリーに水を加え固形分濃度０．７％としたスラリーから４．５リットルを取り、テストフローテーター（容量：４．５リットル、極東振興社製）に入れ、３０秒毎にフロスを板で掻き出しながら４分間フローテーション処理を施した。その後、フローテーターの下部抜き出し口から２リットルを抜き出し脱墨古紙パルプサンプルとして供した。このパルプのフリーネスは３３０ｍｌＣＳＦ、白色度は８７．３％であった。
上記Ａ（ＢＣＴＭＰ）とＢ（脱墨古紙パルプ）を絶乾重量で６０：４０の割合で配合し、パルプスラリーを得た。
【００４１】
（原料スラリーの調製）
このパルプスラリーに内添填料として合成ゼオライト（商品名：ＴＩＸＯＬＥＸ１７、ＫＯＦＲＡＮ社製、嵩比重０．３１、吸油量１３０ｍｌ／１００ｇ）をパルプ絶乾重量に対し１０％、硫酸バンドを対パルプ０．５％、内添紙力剤として熱水にて溶解したカチオン化澱粉（エースＫ１００、王子コーンスターチ社製）を対パルプ０．５％、ポリアクリルアミド系高分子（ポリストロン１１７、荒川化学工業社製）を対パルプ０．５％添加し、固形分濃度２％の原料スラリーを得た。
【００４２】
（シートの作製）
上記原料スラリーを紙料として８０メッシュブロンズワイヤーを備えた角形（２５ｃｍ×２５ｃｍ）手抄シートマシンのワイヤー上に坪量６８g/ｍ2のシートを形成させ、金属製ロールにてコーチング処理を行った後、厚濾紙に挟み、プレス処理を施した。プレス処理は、３．５ｋｇｆ／ｃｍ2で、第一プレス５分間、第二プレス２分間の処理を行い、得られたシートを角形リングに挟み、送風乾燥機にて完全に乾燥させた。
【００４３】
（塗工液の塗工）
サイズ剤（ポリマロン１３０８−Ｓ、荒川化学工業社製）５部、ＰＶＡ（クラレポバール１１７、クラレ社製）１５部、酸化澱粉（エースＡ、王子コーンスターチ社製）８０部を熱水に溶解し、水を加えて濃度８％の塗工液を得た。この塗工液をメイヤーバー（＃０）を用いて絶乾塗工量が片面１．０g/m2となるように塗工を行い、１分間１０５℃乾燥機中に入れることにより乾燥させた後、残りの面にも同様に塗工を行い、坪量７０g/ m2のシートを得た。その後、２３℃、６０％ＲＨの条件にて２４ＨＲ調湿を行い、紙質の測定に供した。
物性の測定結果を表に示す。
【００４４】
（実施例２）
パルプとして、針葉樹晒クラフトパルプをＰＦＩミルにてフリーネス４５０ｍｌＣＳＦまで叩解したパルプ４０部を上質脱墨古紙４０部の代わりに使用した以外は実施例１と同様にして、針葉樹晒クラフトパルプ：ＢＣＴＭＰ＝４０：６０のパルプスラリーを作製した。
次に、填料として、実施例１で使用したＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ４％、吸油量５３ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ１２％添加し、よく撹拌して原料スラリーを調製した。
【００４５】
この原料スラリーを紙料として用いた以外は実施例１と同様にして坪量６８g/ m2の手抄シートを作製し、両面塗工して坪量７０g/ m2の両面塗工シートを得た。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４６】
（実施例３）
パルプとして、広葉樹晒クラフトパルプをＰＦＩミルにてフリーネス４５０ｍｌＣＳＦまで叩解したパルプ３０部、及び実施例１で使用したＢＣＴＭＰ７０部を混合しパルプスラリーを作製した。
このパルプスラリーに内添填料としてＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用せず、代わりに合成ゼオライト（商品名：ＴＩＸＯＬＥＸ１７Ｓ、ＫＯＦＲＡＮ社製、嵩比重０．３０、吸油量１４８ｍｌ／１００ｇ）をパルプ絶乾重量に対し１０％使用すること以外は実施例１と同様にして固形分濃度２％の原料スラリーを得た。
この原料スラリーをパルプスラリーとして使用した以外は実施例１と全く同様にして坪量６８g/ m2の手抄シートを作製し、両面塗工して坪量７０g/ m2の両面塗工シートを得た。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４７】
（比較例１）
パルプスラリーとして、実施例１で使用した上質脱墨古紙９０部と、実施例１で使用したＢＣＴＭＰ１０部との混合スラリーを使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４８】
（比較例２）
パルプスラリーとして、実施例１で使用した上質脱墨古紙１０部と、実施例１で使用したＢＣＴＭＰ９０部との混合スラリーを使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００４９】
（比較例３）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量１９８ｍｌ／１００ｇの合成非晶質シリカ微粒子（商品名：トクシールＧｕ−Ｎ（Ｐ）、トクヤマ社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５０】
（比較例４）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量５８ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作成した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５１】
（比較例５）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量５８ｍｌ／１００ｇの軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を対パルプ２２％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５２】
（比較例６）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を使用する代わりに、吸油量４３ｍｌ／１００ｇのタルク（イライト、日本タルク社製）を対パルプ１０％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５３】
（比較例７）
内添填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ１％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表に示す。
【００５４】
（比較例８）
填料として、ＴＩＸＯＬＥＸ１７を対パルプ１８％使用すること以外は実施例１と全く同様にして坪量７０g/ m2の両面塗工シートを作製した。
調湿後の物性の測定結果を表１に示す。
【００５５】
実施例１〜３を見ると明らかな通り、機械パルプを全パルプに対し３０〜８０重量％配合し、かつ、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上の填料を全パルプに対し２〜１５重量％配合することにより、密度が０．４０〜０．６０g/cm3の低密度で、腰の柔らかい低密度印刷用紙を得ることができる。
実施例２を見ると明らかな通り、炭酸カルシウムのような吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以下の填料も同時に配合することが可能である。また、実施例１〜３を見るとわかるように、機械パルプ以外のパルプとして使用される針葉樹クラフトパルプ（実施例２）や広葉樹クラフトパルプ（実施例３）、更に古紙パルプ（実施例１）も使用することができる。
【００５６】
一方、比較例１、２を見るとわかるように、機械パルプを全パルプに対し、３０重量％未満、あるいは８０重量％を越えて配合すると、密度が０．６０を越えてしまったり（比較例１）、表面強度が弱くなってしまうため（比較例２）好ましくない。
また、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上の填料でも、ゼオライト以外のものを使用した場合、印刷用紙に必要な不透明度が得られないため好ましくない（比較例３）。
【００５７】
比較例４を見ると明らかな通り、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満の填料のみを使用した場合、印刷用紙として必要な不透明度が得られずまた剛度も大きくなるため好ましくない。また、不透明度を高くしようとして多く配合すると表面強度が弱くなり印刷用紙としての性能が落ち、好ましくない（比較例５）。
【００５８】
また、タルク等の比重の大きい、吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満の填料のみを使用した場合、密度が０．６０を越えてしまい、所望の嵩高な低密度印刷用紙が得られない（比較例６）。
また、填料として合成ゼオライトを使用する場合でも、配合量が対パルプ３％未満では期待される効果が得られず（比較例７）、また、１５％を越えて添加した場合表面強度が弱くなり印刷用紙としての性能を保つことができないため好ましくない（比較例８）。
【００５９】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように、機械パルプを全パルプ中３０〜８０重量％配合し、吸油量１００ｍｌ／１００ｇ以上のゼオライトを全パルプに対して２〜１５重量％配合することにより、印刷適性に優れ、嵩高で、腰の柔らかい、柔軟性に富んだ低密度印刷用紙を提供するという効を奏する。
Claims (1)
- 全パルプ成分中の３０〜８０重量％が機械パルプであり、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に規定される吸油量が１００ｍｌ/１００ｇ以上の合成ゼオライトを全パルプに対して２〜１５重量％含有し、片面あたり０．５ｇ／ｍ2〜１．５ｇ／ｍ2のクリア塗工がさてなり、密度が０．４０〜０．６０ｇ/ｃｍ3、ＩＳＯ−２４７０に規定される不透明度が８８％以上であり、ＪＩＳ Ｐ ８１４３に規定されるＣＤ剛度が３０ｃｍ3/１００〜７０ｃｍ3/１００であることを特徴とする低密度書籍用紙。
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