JP3794254B2

JP3794254B2 - 中性紙

Info

Publication number: JP3794254B2
Application number: JP2000274603A
Authority: JP
Inventors: 修北尾; 敦明城; 裕介稲富; 厚司加藤
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP2001316997A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、褪色性を大幅に改良し、更に強度劣化を抑えた長期保存性に優れた中性紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＯＡ機器の発達により情報等の記録媒体として、高分子化合物をベースとする基体上に磁気記録するフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等が主流になりつつある。しかし、これらの高分子化合物の長期保存性についての保証はないため、ある時間ごとにバックアップという作業を続けていく必要があり、これを怠った場合、情報が消滅する恐れがある。
【０００３】
一方、紙は、使用する薬品により劣化が進行する。特に、紙にサイズ効果を持たすため使用されているロジン系サイズ剤は、ザイズ剤自身が変色し、また定着剤として使用されている硫酸アルミニウムは、紙中の水分により加水分解を受けて硫酸を生成し、その硫酸が紙を構成するパルプの加水分解を促進するため、紙が変色し、また紙の強度の大幅な低下をもたらす。そのため、これらの薬品を多量に使用したいわゆる酸性紙は、長期の保存が難しい。こうした欠点を改良するため、これらの薬品に変わるものとして、合成サイズ剤やポリアクリルアミド等の合成高分子薬品を使用されるようになり、紙の強度劣化は抑制され、紙の長期保存性が保たれるようになってきた。いわゆる中性紙と称されるものである。しかし、中性紙には、紙の使用時の白さを強調するため、青系統或いは紫系統の染料や蛍光増白剤が使用されており、この染料が時間の経過により変色していくので、紙は褪色することになる。
【０００４】
又、非木材を原料とした繊維素で製造された紙も長期保存性に優れていることが証明されている。
これらの紙は、時間の経過による強度の低下は少ないが、変色が進むため、文字情報の記録媒体としての機能は持っているが、イメージ情報（文字を除く情報）の長期にわたる記録媒体としての機能は乏しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の欠点を克服し、白色度、紙力低下のない優れた長期保存性を有する中性紙を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
紙の劣化、特に褪色については、前述の薬品によりある程度解決されているものの、満足すべきレベルにない。本発明者等は、紙の褪色を促進する原因として、種々検討した結果、構成するパルプの性状が大きく関与していることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は以下の発明を包含する
（１）白色度が８９％以上で、且つＩＳＯ５６３０／３「ＰａｐｅｒａｎｄｂｏａｒｄＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄａｇｅｉｎｇＰａｒｔ３」に記載された条件下で３日間処理した後の白色度が８６％以上であることを特徴とする中性紙である。
【０００８】
（２）ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件下で３日間処理した後のＪＩＳＰ８１１３に規定される裂断長及びＪＩＳＰ８１１６に規定される比引き裂き強さの減少率が５％以下であることを特徴とする（１）に記載の中性紙。
【０００９】
（３）ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件下で処理した１日後のポストカラーナンバーが０．５以下であり、白色度が８９％以上である晒化学パルプを少なくとも７５％以上含有し、硫酸アルミニウムが１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の中性紙である。
【００１０】
（４）晒化学パルプが、木材チップを蒸解した後、酸素脱リグニン処理を行い、更に塩素処理を含まない漂白工程で漂白されたパルプであることを特徴とする請求項（１）〜（３）に記載の中性紙。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される晒化学パルプとしては、広葉樹材或いは針葉樹材を原料として、クラフト蒸解法、ポリサルファイド蒸解法、亜硫酸塩蒸解法等の蒸解法により得られた未晒パルプを、ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件下で処理した１日後のポストカラーナンバーが０．５以下であり、白色度を８９％以上に漂白したものである。白色度を８９％以上にする漂白方法としては特に限定するものではないが、未晒パルプに対し、酸素脱リグニン処理を１段或いは２段以上行い、その後、塩素、苛性ソーダ、次亜塩素酸塩、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン、亜二チオン酸ソーダ、ハイドロサルファイト等を適宜添加し行われる多段漂白法が用いられる。一般的には、酸素脱リグニン後、塩素、苛性ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、二酸化塩素を添加する４段漂白法が採用される。
【００１２】
有機塩素化合物の排水への負荷などを考慮すると、塩素の代替として二酸化塩素、オゾンを最初に適用する塩素フリーの多段漂白法が好ましい。
この多段漂白だけでは、ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件下で処理した１日後のポストカラーナンバーを０．５以下にすることは困難であり、更に過酸化水素、二酸化塩素等を添加し、１段或いは複数の漂白段を設けて処理を行う必要がある。
【００１３】
ＩＳＯ５６３０／３「ＰａｐｅｒａｎｄｂｏａｒｄＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄａｇｅｉｎｇＰａｒｔ３」に記載された条件とは、８０℃、相対湿度（以下ＲＨ）６５％、のことであり、湿潤下での加熱劣化促進試験である。また、本発明でいうポストカラーナンバー(以下ＰＣ価)とは、ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ２６０ｏｍ−９１に記載された処理条件（１００℃、ＲＨ１００％、１時間）を前述の８０℃、ＲＨ６５％、１日間に変えて処理した時の、処理前と処理後のパルプの吸収係数と散乱係数の比の差で表示したものである（式1）。
ＰＣ価＝１００×（Ｋ／Ｓ（処理後）−Ｋ／Ｓ（処理前））式１
Ｋ：吸収係数Ｓ：散乱係数
【００１４】
白色度が８９％未満のパルプは、パルプ中に微量のリグニンが残留するため、劣化促進試験により黄変し、ＰＣ価が０．５より大きくなる。また、白色度が８９％以上のパルプは、通常の多段漂白でも製造が可能であるが、漂白薬品を多量に使用するため、残留しているリグニン量は減るものの、パルプを構成するセルロース、ヘミセルロースが損傷を受けるので、劣化促進試験により黄変し、ＰＣ価が０．５より大きくなり、強度も低下する。
【００１５】
ＰＣ価が０．５以下、白色度が８９％以上のパルプから構成される紙は、黄変が極めて小さくなり、強度の低下率も５％以下に抑えられる。５％以上の強度低下率であっても、短期の間では実用上何ら問題ないが、極めて長期に亘ると、書籍として保存された場合、ページの脱落、破れ等が起こり書物の体をなさなくなる。この効果は、紙中に前述のパルプを少なくとも７５％以上と炭酸カルシウム等の無機填料２５％未満を含有することによってもたらされるものであり、７５％未満では、填料が多すぎ、黄変化については問題ないが、処理前の紙の強度が低く、紙力増強剤等の抄紙薬品を多用するため経済的ではない。
【００１６】
ＰＣ価が０．５以下、白色度が８９％以上のパルプを叩解した後、必要に応じて填料及び抄紙用薬品を添加し紙料とする。叩解には、シングルディスクレファイナー、ダブルディスクレファイナー、ビーター等の公知公用の叩解機が用いられる。添加される抄紙薬品は、所望の品質が得られるよう適宜選択して添加されるが、定着剤として一般的に使用されている硫酸アルミニウムは、前述のように加水分解により硫酸を生成するため、１００ｐｐｍ以下とする。それを越えて含有した場合には褪色性に影響を及ぼす。
【００１７】
サイズ剤としては、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等の中性サイズ剤が使用できる。中性ロジンサイズ剤は熱劣化、光劣化により変色が大きいので好ましくない。紙力増強剤としては、ポリアクリルアミドが好ましいが、カチオン変性澱粉でも良い。また、歩留り向上剤もポリアクリルアミド系のポリマーが使用される。
【００１８】
填料は、中性紙に一般的に使用される軽質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー等が挙げられるが、填料の白色度、コストの点から軽質炭酸カルシウムが好ましく使用される。また、填料を水に分散する際に使用する分散剤は、光、熱による変質を受けやすいので、最小限の使用にとどめるか使用しない。
【００１９】
かかる紙料を用いて本発明の中性紙を製造するが、公知の湿式抄紙機、例えば長網式抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の商業規模の抄紙機が目的に応じて適宜選択して使用される。
【００２０】
こうして得られた原紙に、各種のサイズプレス或いはロールコーターで表面処理剤を塗布する。表面処理剤としては、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアルコール類、各種の変性澱粉類、セルロース誘導体等が使用される。又、用途によっては、表面処理剤に導電剤、例えば硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウ等の塩素を含まない水溶性無機塩が添加される。変性澱粉類は、保存中に紙魚等の虫害を受けやすいので、好ましくはポリアクリルアミド類、ポリビニルアルコール類が使用される。
【００２１】
表面処理剤中に、褪色性を損なわない範囲で、炭酸カルシウム、カオリン等の無機顔料を混合させることも可能である。
【００２２】
得られた紙は、上質紙、出版用紙、電子写真用の用紙等としてそのまま使用することもでき、又、印刷用紙や、熱転写用紙、インクジェット用紙等の情報用紙の塗被組成物を設けた紙の基紙としても使用できる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明を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、以下の実施例及び比較例において、％とあるのは、すべて重量％であり、パルプ繊維スラリーへの抄紙薬品、填料の添加は、絶乾パルプ繊維に対する重量％で示した。
【００２４】
＜パルプの調製＞
クラフト蒸解法で得られた広葉樹未晒パルプを、酸素脱リグニン処理を行い、次いでオゾン、苛性ソーダ、過酸化水素、二酸化塩素処理を行い、白色度８５．５％、ＰＣ価０．５２２の晒パルプを得た。(パルプ１)さらに過酸化水素、二酸化塩素処理を行い塩素フリーの多段漂白により白色度９２．４％，ＰＣ価０．２２５の高白パルプを得た。(パルプ２)
【００２５】
同様にクラフト蒸解法で得られた広葉樹未晒パルプを、酸素脱リグニン処理を行い、次いで、塩素、苛性ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、二酸化塩素の順で処理を行い、晒パルプを得た（パルプ３）。引き続き過酸化水素、二酸化塩素処理を行い、高白色度パルプを得た（パルプ４）。得られたパルプの白色度及びＰＣ価は、パルプ１では、それぞれ８６．５％、０．６８８であり、パルプ２では、それぞれ９０．５％、０．２４８であった。又、パルプ１を二酸化塩素だけで処理し、白色度及びＰＣ価が、それぞれ８９．２％、０．４８６の高白色度パルプ（パルプ５）を得た。
【００２６】
なお、ＰＣ価については、８０℃、ＲＨ６５％、１日間処理した時の散乱係数と吸収係数の比と処理前の比より式1から求めた。又、白色度はＪＩＳＰ８１４８に準拠し測定した。
【００２７】
実施例１
パルプ２をパルプ濃度が３．５％になるように調整後、ダブルディスクレファイナーを用いてカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）４００ｍLまで叩解した。
叩解後のパルプスラリーに、カチオン性ポリアクリルアミドを成分とする紙力剤（商品名；ＰＳ−ＣＡ、荒川化学社製）を０．１％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（商品名：ＳＰＫ−９０２、荒川化学社製）を０．０６％、両性ポリアクリルアミドを成分とする紙力剤（商品名；ＰＳ８５１、荒川化学社製）を０．３％、歩留り向上剤（商品名；パーコール１８２、協和産業社製）を０．０５％、填料として、紙灰分が１５％となるように軽質炭酸カルシウム（商品名；ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を添加して抄紙用紙料とし、長網抄紙機により、原紙を製造した。更に、２ロールサイズプレス装置を用いて原紙表面にポリアクリルアミドを成分とする表面処理剤（商品名；ＨＰ−７１０、荒川化学社製）を０．８ｇ／ｍ²塗布し、乾燥後カレンダー処理を施し上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．６ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００２８】
実施例２
パルプ４を用いたこと以外は、実施例１と同様にして上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．９ｇ／ｍ²、緊度は０．７９ｇ／ｃｍ³であった。
【００２９】
実施例３
パルプ５を用いた以外は実施例１と同様にして上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．２ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３０】
実施例４
表面処理剤として、酸化変性澱粉（商品名；エースＡ、王子コンスターチ社製）水溶液に硫酸ナトリウムを２重量％（対酸化澱粉乾燥重量）添加した水溶液を用い、原紙表面に、２．３ｇ／ｍ²塗布したこと以外は、実施例１と同様にして電子写真用用紙を得た。得られた電子写真用用紙の坪量は８１．４ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３１】
比較例１
パルプ３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．５ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３２】
比較例２
パルプ１を用いたこと以外は実施例１と同様にして上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．３ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３３】
比較例３
パルプ５をパルプ濃度が３．５％になるように調整後、ダブルディスクレファイナーを用いてＣＳＦ３９０ｍLまで叩解した。叩解後のパルプスラリーに、カチオン変性澱粉（商品名；エースＫ、王子コンスターチ社製）を１．０％、硫酸アルミニウムを０．６％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（商品名；ＳＰＫ−９０２、荒川化学社製）を０．０６％、歩留り向上剤Ａ（商品名；ハイドロコールＷＪ、協和産業社製）を０．０６％および歩留り向上剤Ｂ（商品名；パーコール１８２、協和産業社製）を０．０１％、填料として、紙灰分が１５％となるように軽質炭酸カルシウム（商品名；ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を添加して抄紙用紙料とし、長網抄紙機により、原紙を製造した。更に、２ロールサイズプレス装置を用いて原紙表面に酸化変性澱粉（商品名；エースＡ、王子コンスターチ社製）を２．２ｇ／ｍ²塗布し、乾燥後カレンダー処理を施し上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８１．０ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３４】
比較例４
パルプ３をパルプ濃度が３．５％になるように調整後、ダブルディスクレファイナーを用いてＣＳＦ３９０ｍLまで叩解した。叩解後のパルプスラリーに、蛍光染料（商品名；カヤホールGN、日本化薬社製）を１００ｐｐｍ、紫染料（商品名；カヤフェクトバイオレットＰリキッド、日本化薬社製）を１０ｐｐｍ、カチオン変性澱粉（商品名；エースＫ、王子コンスターチ社製）を１．０％、硫酸アルミニウムを０．６％、サイズ剤としてアルケニル無水コハク酸（商品名；ＳＰＳＡ−８６２、荒川化学社製）を０．０６％、歩留り向上剤Ａ（商品名；ハイドロコールＷＪ、協和産業社製）を０．０６％および歩留り向上剤Ｂ（商品名；パーコール１８２、協和産業社製）を０．０１％、填料として、紙灰分が１５％となるように軽質炭酸カルシウム（商品名；ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を添加して抄紙用紙料とし、長網抄紙機により、原紙を製造した。更に、２ロールサイズプレス装置を用いて原紙表面に酸化変性澱粉（商品名；エースＡ、王子コンスターチ社製）を２．３ｇ／ｍ²塗布し、乾燥後カレンダー処理を施し上質紙を得た。得られた上質紙の坪量は８０．７ｇ／ｍ²、緊度は０．７８ｇ／ｃｍ³であった。
【００３５】
実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた上質紙に対し、劣化促進試験（ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件（８０℃、ＲＨ６５％、３日間）を行い、劣化促進試験前後の白色度、裂断長、比引裂き強さを下記の方法に準拠し測定し、その結果を表１に示す。ただし、裂断長、比引裂き強さの測定結果については、劣化促進試験前の測定値を１００とした指数で表１に示す。
【００３６】
白色度；ＪＩＳＰ８１４８
裂断長；ＪＩＳＰ８１１３
比引裂き強さ；ＪＩＳＰ８１１６
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
白色度が８９％以上で、ＰＣ価が０．５以下の晒化学パルプを７５％以上含有することにより、紙の白色度は８９％以上になり、且つ劣化促進後の白色度も８６％以上となり（実施例１、２、３及び４）褪色はわずかなものである。さらに強度の残存率も９５以上あり、長期保存性に優れたものとなる。しかし、白色度が８９％以上で、ＰＣ価が０．５以下の晒化学パルプを使用しても、硫酸アルミニウムを一定量以上含有すると（比較例３）、褪色が大きく、強度の劣化も大きい。また、蛍光染料を添加し紙の白色度を８９％以上としても（比較例４）、時間経過による褪色は大きい。

Claims

木材チップを蒸解した後、酸素脱リグニン処理を行い、更に塩素処理を含まない漂白工程で漂白されたＩＳＯ５６３０／３で記載された条件下で処理した１日後のポストカラーナンバーが０．５で白色度８９％以上の晒化学パルプを７５％以上含有し、硫酸アルミニウムが１００ｐｐｍ以下であり、ＩＳＯ５６３０／３「ＰａｐｅｒａｎｄｂｏａｒｄＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄａｇｅｉｎｇＰａｒｔ３」に記載された条件化で３日間処理した後の白色度が８６％以上であることを特徴とする中性紙。
ＩＳＯ５６３０／３に記載された条件下で３日間処理した後のＪＩＳＰ８１１６に規定される裂断長及び比引き裂き強さの減少率が５％以下であることを特徴とする請求項１記載の中性紙。