JP3935496B1 - 塗工紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成され、バインダーがアニオン性、両性又はノニオン性であり、古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた、塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において、その再生粒子凝集体の構成成分中に、酸化物換算で、CaとSiとAlとが20〜82:9〜40:8〜40の質量割合で含まれている再生粒子凝集体が、塗工剤用の顔料として塗工されたことを特徴とする塗工紙。
【選択図】なし
Description
原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成された塗工紙であって、
前記バインダーがアニオン性バインダー、両性バインダー又はノニオン性バインダーであり、
古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた再生粒子凝集体が、少なくとも前記塗工剤用の顔料として含有され、
塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において下記組成とする、前記再生粒子凝集体が塗工された、
ことを特徴とする塗工紙:
(組成)
前記塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において、前記再生粒子凝集体の粒子構成成分に、酸化物換算で、カルシウムとケイ素とアルミニウムとが、20〜82:9〜40:8〜40の質量割合で含まれている
塗工紙、及び
原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成された塗工紙であって、
前記バインダーがアニオン性バインダー、両性バインダー又はノニオン性バインダーであり、
古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた再生粒子凝集体の表面に、さらにシリカを析出させたシリカ被覆再生粒子凝集体が、少なくとも前記塗工剤用の顔料として含有され、
塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において下記組成とする、前記シリカ被覆再生粒子凝集体が塗工された、
ことを特徴とする塗工紙:
(組成)
前記塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において、前記シリカ被覆再生粒子凝集体の粒子構成成分に、酸化物換算で、カルシウムとケイ素とアルミニウムとが、30〜62:29〜55:9〜35の質量割合で含まれている
塗工紙
に関する。
本発明の塗工紙は、前記したように、原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成されたものであり、該バインダーがアニオン性バインダー、両性バインダー又はノニオン性バインダーであり、古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた、塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において後述の特定の組成とする再生粒子凝集体が、少なくとも塗工剤用の顔料として含有され、塗工されている。
古紙パルプの製造工程では、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産するために、使用する古紙の選定、選別が行われ、一定品質の古紙が使用されるので、存在する無機物の種類やその比率、量が基本的に一定になる。しかも、再生粒子凝集体の製造過程において未燃物の変動要因となるフィルム、シート等のプラスチック類が異物として古紙中に含まれていた場合でも、これらの異物は脱墨フロスを得る脱墨工程に至る前段階で除去することができる。したがって、古紙パルプの製造工程から排出される脱墨フロスを原料とした場合、工場排水工程や製紙原料調整工程等、他の工程で発生するスラッジを原料とした場合と比べ、極めて安定した品質の再生粒子凝集体を製造することができる。
前記脱墨フロスの脱水は、例えばロータリースクリーン等の公知の脱水手段を適宜使用して行うことができる。該ロータリースクリーンにおいて、例えば水分率70〜90質量%に脱水した脱墨フロスは、例えばスクリュープレスにて、さらに水分率25〜45質量%に脱水することが好ましい。このように、脱墨フロスの脱水を多段工程で行って急激な脱水を避けると、無機物の流出を抑制することができ、脱墨フロスのフロックが硬くなりすぎる恐れがない。
脱墨フロスを脱水して得た脱水物は、例えばトラックやベルトコンベア等の搬送手段によって定量供給機まで搬送され、該定量供給機から乾燥手段に供給される。
サイクロン内を底部まで落下した乾燥物は、移送流路を通して、かつこの移送流路の途中に備わる排風ファンで勢いを増して、サイクロン式の第1焼成段階を構成する第1燃焼焼成炉に送られる。該第1燃焼焼成炉では、乾燥物を旋回落下させることで粒子の微細化を抑制し、また、この過程で焼成して未燃率を調整する(第1焼成工程)。
前記焼成後の粒子は、粉砕工程にて適宜必要な粒径に微細粒化し、該粉砕工程後に微細粒子を凝集させることなく、顔料として使用可能な再生粒子凝集体とすることができる。
再生粒子凝集体について、さらなる品質の安定化を求める場合には、再生粒子凝集体の粒度を各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大粒子や微小粒子を前工程にフィードバックすることが望ましい。
ゲル含有量(%)=(乾燥フィルム重量−トルエン可溶分重量)×100
/乾燥フィルム重量 ・・・(1)
乾燥フィルム重量:ラテックス約0.3gをスライドグラス上に薄く広げ、50℃の乾燥 機でフィルムとなるまで乾燥させて得た乾燥フィルムの重量
トルエン可溶分重量:得られた乾燥フィルムを約50mlのトルエン中に一昼夜浸漬し、 ガラスフィルターでろ過し、ろ物とろ液とに分離した後、このろ液 を105℃の乾燥機で乾燥し、トルエン可溶分の重量を測定した値
原料として、表1〜2に示すように、脱墨フロス(古紙パルプを製造する古紙処理工程から排出された脱墨フロス、製造例1a〜22a)又は製紙スラッジ(主に製紙工程から排出された排水・脱水スラッジ、比較製造例1a〜4a)を用い、表1〜2に示す条件にて脱水工程、乾燥工程及び焼成工程を順次行い、湿式粉砕処理を施し、該湿式粉砕処理後に粒子の凝集工程を行うことなく、再生粒子凝集体を得た。
X線マイクロアナライザー(型番:EMAX2770、(株)日立製作所/(株)堀場製作所製)を加速電圧15kVで用い、白黒ポラロイドフィルム(ポラロイド社製、8.5cm×10.8cm)にて、X線マイクロアナライザーディスプレーのX線像を20枚撮影して実測した。
4.7メッシュの篩にて、粒子径が2000μmを超える乾燥物粒子の質量割合を、42メッシュの篩にて、粒子径が355μm未満の乾燥物粒子の質量割合を想定し、質量割合を測定した。
X線マイクロアナライザー(型番:E−MAX・S−2150、(株)日立製作所/(株)堀場製作所製)にて塗工紙表面の元素分析を行った。
再生粒子凝集体サンプル10mgをメタノール溶液8mLに添加し、超音波分散機(出力:80W)で3分間分散させた。この溶液をレーザー粒径分布測定装置(レーザー方式のマイクロトラック粒径分析計、日機装(株)製)により、平均粒子径を測定した。
摩耗度試験装置(日本フィルコン(株)製)を用い、スラリー濃度2質量%にて3時間、プラスチックワイヤー摩耗度を測定した。
原料の脱水効率、生産性及び粉砕に必要な電力を各々5段階評価し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:いずれも高い評価でバランスが最もよかった。
○:平均してよい評価であった。
△:脱水効率、生産性及び粉砕に必要な電力のいずれかに問題があった。
×:実操業が困難であった。
白色度、粒子径、一定時間間隔における生産量の各項目について、変動程度を測定し、変動が少ない順にランク付けを行い、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:上位10位まで
○:11〜22位
△:23〜25位
×:26位以下
目視にて再生粒子凝集体の色を観察し、白色と灰色とに区分した。
表5に示す割合でディンキングパルプ(DIP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)及び針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を配合し、レファイナーでフリーネスを120mL C.S.F(JIS P 8121に準拠)に調整したパルプスラリーを得た。このパルプスラリーに対し、絶乾パルプ100質量部あたりカチオン化澱粉を0.5質量部添加し、さらに、填料として製造例1a〜22a及び比較製造例1a〜4aで得られた再生粒子凝集体を表5に示す割合で添加し、硫酸バンドでpHを調整後、ツインワイヤー抄紙機で抄造して坪量26〜57g/m2の原紙1〜26及び比較原紙1〜8を得た。
表6に示すように、顔料として製造例1a〜22a及び比較製造例1a〜4aで得られた再生粒子凝集体並びに重質炭酸カルシウム及びクレーと、スチレン・ブタジエンラバーラテックス(JSR(株)製、アニオン性バインダー、アクリロニトリル含有量:23質量%、Tg:−10℃、平均粒子径:88nm、ゲル含有量:85%)と、酸化澱粉(接着剤)とを、均一な組成となるまで室温にて撹拌混合し、精製水にて希釈して固形分濃度が約53〜58%の塗工剤1〜21及び比較塗工剤1〜4を調製した。なお塗工剤22は、前記スチレン・ブタジエンラバーラテックスのかわりに、両性イオンラテックス(日本ゼオン(株)製、両性バインダー、商品名:Nipol LX407K)を使用した。
表7に示すように、原紙1〜26及び比較原紙1〜8と、塗工剤1〜22及び比較塗工剤1〜4とを組み合わせて塗工紙を作製した。
JIS P 8120に記載の「繊維組成試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8119に記載の「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8124に記載の「坪量測定方法」に準拠して測定した。
JIS P 8118に記載の「紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8133に記載の「紙、板紙及びパルプ−水抽出液pHの試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8251に記載の「灰分試験方法」に準拠し、灰化温度が525℃での灰分について測定した。
JIS P 8123に記載の「紙及びパルプのハンター白色度試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8138に記載の「紙の不透明度試験方法」に準拠して測定した。
JIS P 8143に記載の「紙のクラークこわさ試験機によるこわさ試験方法」に準拠して測定した。
紙試料を、実験室の金属ロールからなるカレンダーに、線圧40kg/cmで2回通した後、この紙試料の表面に、RIテスター((株)明製作所製)で、インキタック6(東洋インキ製造(株)製)を用いて印刷した。10cm2あたりの繊維が剥がれた状態を目視にて観察し、以下の評価基準(グレード)に基づいて評価した。
(評価基準)
1:繊維の剥がれかなりあり
2:繊維の剥がれあり
3:繊維の剥がれややあり
4:繊維の剥がれ僅かあり
5:繊維の剥がれ殆どなし
なお実用上は、最低限度グレード3である。
RI印刷適性試験機((株)明製作所製)にて、試験インクを付与しないゴムロールのままで塗工紙表面を繰り返し5回印刷した。ルーペを用い、100mm×100mmの範囲で紙ウェブ表面を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:ケバ立ちが非常に少ない。
○:ケバ立ちが少ない。
△:ケバ立ちがやや多い。
×:ケバ立ちが非常に多い。
オフセットカラー印刷機(型番:SYSTEM C−20、(株)小森コーポレーション製)を使用し、6万部/時の印刷速度で、藍、赤、黄、墨の順に4色カラー印刷を行った。藍/赤の重色部分のインク濃度ムラを目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:インク濃度ムラが全く認められず、均一で鮮明な画像である。
○:インク濃度ムラが殆ど認められず、均一な画像である。
△:インク濃度ムラが認められ、やや不均一な画像である。
×:インク濃度ムラが明らかであり、不均一な画像である。
前記試験例2と同じオフセットカラー印刷機を使用し、同じ印刷速度で藍、赤、黄、墨の順に4色カラー印刷を行った。10000部の印刷を行った後、ブランケット非画線部への紙粉の堆積度合いを目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:紙粉の発生が認められない。
○:紙粉の発生が僅かに認められるが、実用上問題がない。
△:紙粉の発生が明確に認められる。
×:ブランケット上に紙粉が多く堆積し、ブランケットが白くなっている。
前記試験例2と同じオフセットカラー印刷機を使用し、網点面積率30〜100%でオフセットオフセット印刷用インク(墨)の単色印刷を行った。網点面積率100%ベタ部について、印刷面の白抜けの程度を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:白抜けが殆ど認められない。
○:白抜けが少ししか認められない。
△:白抜けが認められる。
×:白抜けが著しい。
前記試験例2と同じオフセットカラー印刷機を使用し、同じ印刷速度で、オフセット印刷用インクにて藍、赤、黄、墨の順に4色カラー印刷を行った。印刷面と白紙面とが重なるように印刷物500部を重ね合わせ、5kgf(約49N)の荷重で1日間放置した後、白紙面の汚れの程度を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:汚れが殆ど認められない。
○:汚れが少ししか認められない。
△:汚れが認められる。
×:汚れが著しい。
オフセット輪転機(東芝オフセット輪転機、(株)東芝製)を使用し、900rpmの印刷速度で墨色単色印刷を行い、6万部の印刷の間に、断紙が発生する回数を測定した。
前記試験例6と同じオフセット輪転機を使用し、同じ印刷速度で墨色単色印刷を行った。墨ベタ面を裏面から目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:裏抜けが殆ど認められない。
○:裏抜けが少ししか認められない。
△:裏抜けが認められる。
×:裏抜けが著しい。
紙試料を、実験室の金属ロールからなるカレンダーに、線圧40kg/cmで2回通した。ついでこの紙試料の表面に、RIテスター((株)明製作所製)で湿し水を転写した後、約1分間経過後にインキタック6(東洋インキ製造(株)製)を用いて印刷した。10cm2あたりの繊維が剥がれた状態を目視にて観察し、以下の評価基準(グレード)に基づいて評価した。
(評価基準)
1:繊維の剥がれかなりあり
2:繊維の剥がれあり
3:繊維の剥がれややあり
4:繊維の剥がれ僅かあり
5:繊維の剥がれ殆どなし
なお実用上は、最低限度グレード3である。
Claims (9)
- 原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成された塗工紙であって、
前記バインダーがアニオン性バインダー、両性バインダー又はノニオン性バインダーであり、
古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた再生粒子凝集体が、少なくとも前記塗工剤用の顔料として含有され、
塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において下記組成とする、前記再生粒子凝集体が塗工された、
ことを特徴とする塗工紙:
(組成)
前記塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において、前記再生粒子凝集体の粒子構成成分に、酸化物換算で、カルシウムとケイ素とアルミニウムとが、20〜82:9〜40:8〜40の質量割合で含まれている。 - 再生粒子凝集体が、焼成工程において焼成工程内酸素濃度を調節し、焼成凝集させたものである、請求項1に記載の塗工紙。
- 前記再生粒子凝集体において、酸化物換算の前記カルシウムと前記ケイ素と前記アルミニウムとの合計含有割合が、再生粒子凝集体の構成成分中の90質量%以上である、請求項1又は2に記載の塗工紙。
- 前記塗工層中の前記再生粒子凝集体の平均粒子径が、0.05〜16μmの範囲内に設定されている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の塗工紙。
- 原紙を構成する原料パルプが、古紙パルプ50〜100質量%からなり、
原紙に用いられる填料として、少なくとも前記再生粒子凝集体が内添された、請求項1〜4のいずれか1つに記載の塗工紙。 - JIS P 8251に準拠した塗工紙灰分が5〜40%である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の塗工紙。
- 原紙の少なくとも片面に、顔料とバインダーとを主成分とする塗工剤により塗工層が形成された塗工紙であって、
前記バインダーがアニオン性バインダー、両性バインダー又はノニオン性バインダーであり、
古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、該主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程に供し、該焼成工程において焼成凝集させた再生粒子凝集体の表面に、さらにシリカを析出させたシリカ被覆再生粒子凝集体が、少なくとも前記塗工剤用の顔料として含有され、
塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において下記組成とする、前記シリカ被覆再生粒子凝集体が塗工された、
ことを特徴とする塗工紙:
(組成)
前記塗工紙表面のX線マイクロアナライザーによる元素分析において、前記シリカ被覆再生粒子凝集体の粒子構成成分に、酸化物換算で、カルシウムとケイ素とアルミニウムとが、30〜62:29〜55:9〜35の質量割合で含まれている。 - 再生粒子凝集体が、焼成工程において焼成工程内酸素濃度を調節し、焼成凝集させたものである、請求項7に記載の塗工紙。
- 原紙を構成する原料パルプが、古紙パルプ50〜100質量%からなり、
原紙に用いられる填料として、少なくとも前記シリカ被覆再生粒子凝集体が内添された、請求項7又は8に記載の塗工紙。
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