JP4370300B2 - オフセット印刷用新聞用紙 - Google Patents

Description

本発明は、オフセット印刷における印刷作業性、及び印面品質が良好なオフセット印刷用新聞用紙に関する。
技術背景
新聞用紙はここ１０年程度で８ｇ／ｍ^２程度の軽量化が進行し、現在は一部の大手ユーザーで４０．５ｇ／ｍ^２の超々軽量新聞が使用されている。また、タワープレス印刷機の登場により両面カラー印刷も可能になったことから、ここ数年はカラー面の増加が急激に進み、近い将来は半分近くのページがカラー面となることも予想される。
このような背景から、新聞用紙の品質に対する要求は年々高くなっているが、特に、裏抜け（印刷時の不透明度：印刷時に反対面の文字や絵柄が透けて見える現象）に対する要求は高い。紙の裏抜けを改善するためにはいくつかの方法があるが、比散乱係数の高い（光を通しにくい）パルプや填料を使用することが最も効果的である。パルプにおいて、比散乱係数が高いのはメカニカルパルプであるが、最近の脱墨パルプ（ＤＩＰ）の高配合化によってその配合量は減少する傾向にあり、パルプ配合から裏抜けを上昇させることは困難な状況になっている。そのため、紙の不透明度を向上させるためには、繊維分よりも填料の割合を多くすることが有効であり、これまで紙中填料の含有率を向上させることが試みられてきた。
新聞用紙のＤＩＰ配合率は、環境に対する意識の向上や製紙メーカーのコストダウン等の理由により年々増加する傾向にあり、現在では７０％を超えるのも珍しくない。しかしながら、ＤＩＰの配合率が増加すると、紙厚の低下、強度の低下、オフセット印刷時の紙粉の堆積による罫線のカスレやベタ面のガサツキなどの品質問題が起こる。それらの問題の中でも、特に紙粉の堆積は、印面不良を引き起こすだけでなく、印刷機のブランケットに多く堆積した場合には、洗浄の時間が長くなるため作業性の悪化を引き起こす。新聞社はオンライン方式での原稿作成、ダイレクト製版技術の進歩などにより、近年、ますます高速・大量印刷を指向しているため、紙に要求される品質のなかでも、作業性に関するものは特に重要視される。紙粉の堆積がひどいと、その都度印刷を止めてブランケットを洗浄する必要があり、その時間が数１０分でも伸びると、新聞の配達まで影響し、読者クレームを引き起こすために、新聞社では紙粉堆積量を非常に問題視する。
上述した通り、裏抜け対策としては、新聞用紙の紙中填料の含有率を増加させることが最も効果的であるが、通常新聞用紙の紙中填料を多く増加させていくと、紙の表面強度や引張り強さ、紙厚が低下するという問題が発生する。特に表面強度の低下は、オフセット輪転印刷時に、印刷機のブランケットに堆積する紙粉量を増加させ、文字や罫線カスレやベタ面のガサツキ（着肉不良）を引き起こす。通常、新聞用紙に使用されているホワイトカーボンやタルク、カオリンといった填料の含有率を増加させると、紙粉量が増大することが知られており、また、ＤＩＰ中の灰分もほとんどがこれらの填料に由来するものであるため、同様に紙中への持込量が多くなると、紙粉によるトラブルが発生する。
紙粉を防止する方法としては、表面強度の高いパルプの配合や紙力増強剤の添加、酸化澱粉の外添などの手段が用いられているが、いずれの方法も紙粉発生量を効果的に抑制することは困難である。
例えば、変成澱粉を片面で塗布量０．７〜２．０ｇ／ｍ^２塗布することによって紙粉発生量を低減させることが開示されている（特開２００２−２９４５８７号公報参照）が、このように澱粉の塗布量を増加させると、オフセット印刷時に湿し水によって紙表面が粘着性を示してトラブルを起こす、いわゆるネッパリの問題が発生する。また、紙粉量を管理できる物性値が見つかっていないため、紙粉堆積による罫線のカスレやベタ面の着肉不良の評価もできない状況であった。

以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、ＤＩＰの配合率が高いにもかかわらず、オフセット印刷時の裏抜けが改善され、印刷機のブランケットへの紙粉の堆積が少ないオフセット印刷用新聞用紙を提供することにある。
本発明者らは、オフセット印刷時の裏抜けと紙粉の発生要因について鋭意検討した結果、紙粉の発生には紙表面における繊維と填料の相互作用が大きく関与していることから、裏抜けが良好であるオフセット印刷用新聞用紙は、填料を紙重量当たりの灰分として１５重量％を超え４０重量％未満の含有率で含有すること、特に紙粉の発生を抑制するには、平均粒径が０．５〜５μｍで、水に分散した状態でのゼータ電位が０ｍＶ以上である填料、好ましくは炭酸カルシウムを使用することによって達成できることを見出した。

オフセット印刷後の裏抜けが改善されたオフセット印刷用新聞用紙は、填料の紙重量当たりの含有率が紙中灰分として１５重量％を超え４０重量％未満とすることによって達成できた。特に、平均粒径が０．５〜５μｍで、水に分散した状態でのゼータ電位が０ｍＶ以上である填料を使用したとき、裏抜けの改善の効果は顕著で、かつ紙粉の発生が少ないオフセット印刷用新聞用紙となる。ここで、２種以上の填料を含有する場合、平均粒径及びゼータ電位は混合物としての値である。
一般的に紙の表面強度は、繊維自体の強さに主に依存するが、繊維に対して填料の配合率を増加させていくと、それに比例して低下するとされている。しかしながら、本発明者らは、紙に灰分が存在している限り、繊維と填料の相互作用が紙の表面強度に大きく関与し、填料の粒径、電荷、親水性が紙の表面強度に関係することを見出した。紙は多孔質であることはよく知られているが、そのために紙中に存在する填料は、粒子が大きいほど紙表面の凹凸を形成するために紙の表面強度は低下する。また、アニオン性（マイナス電荷に帯電、ゼータ電位が０ｍＶ未満）の繊維に対してアニオン性の填料を添加すると、電荷的な結合力が低いため、カチオン性（プラス電荷に帯電、ゼータ電位が０ｍＶ以上）の填料を添加したときよりも表面強度は低くなる。
本発明で使用する填料は、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、イライト、酸化チタンなど一般的に製紙用内添填料として使用されているものであれば何れのものでも構わないが、上記に記載した理由から、平均粒径が０．５〜５μｍである炭酸カルシウムの使用が望ましい。また、炭酸カルシウムのなかでも炭酸ガス化法や炭酸塩溶液化合法などの化学的方法によって製造された軽質炭酸カルシウム（ＰＣＣ）が望ましく、さらに言えば、製紙工場内でオンサイト製造し、スラリー状態のまま紙に添加されるＰＣＣは分散剤を添加していないので、ゼータ電位が０ｍＶ以上になるため望ましい。
本発明のオフセット印刷用新聞用紙を抄造するために用いられる抄紙機は、両面脱水機構を有しているギャップフォーマー型抄紙機、ハイブリッドフォーマー型抄紙機、オントップフォーマー型抄紙機などが望ましいが、これらに限定されるものではない。
本発明で製造されるオフセット印刷用新聞用紙のパルプ原料としては、特に限定されるものではなく、グランドパルプ（ＧＰ）、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）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）など、一般的に抄紙原料として使用されているものであればよい。
また、得られるオフセット印刷用新聞用紙の物性は、通常のオフセット印刷用新聞用紙程度の平滑度、摩擦係数などを有するレベルであれば良い。
また、本発明で使用するクリア塗工剤は、澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどから選ばれ、接着剤を含む水溶液、または水性ラテックスの状態で塗工される。また、スチレン・アクリル酸系共重合体、スチレン・マレイン酸酸系共重合体、オレフィン系化合物、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等の表面サイズ剤を同時に塗工してもよい。
また、内添薬品として、ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉などの乾燥紙力増強剤、ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂などの湿潤紙力増強剤を添加してもよい。
以下、本発明を実施例及び比較例をあげてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例、比較例中の％は特に断りのない限り重量％を示す。
また、実施例及び比較例で使用した填料については、下記の方法にて粒径、ゼータ電位を測定した。また、実施例及び比較例で得られたオフセット印刷用新聞用紙について、下記の方法にて不透明度、灰分、裏抜け、紙粉、罫線カスレを評価した。
＜填料粒径測定方法＞
填料の粒径は、マルバーン（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社製の粒度分布測定装置ＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒＳを用いて、平均粒径として測定した。なお、本実施例、比較例において２種以上の填料を使用している場合、その混合物の平均粒径である。
＜ゼータ電位測定方法＞
ゼータ電位は、マルバーン（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社製ゼータサイザー３０００ＨＳを用い、電気泳動法によって測定した。なお、本実施例、比較例において２種以上の填料を使用している場合、混合物のゼータ電位を測定した。
＜不透明度＞
ＪＩＳ Ｐ８１３８に準拠し測定した。
＜紙中灰分測定方法＞
紙中灰分は、ＪＩＳ Ｐ８１２８に準拠して測定したが、炭酸カルシウムの紙中灰分量を測定する場合は、灼熱温度を５７５℃とし、炭酸カルシウム以外の填料の紙中灰分量を測定するときは灼熱温度を９００℃とした。
＜紙粉、裏抜け、罫線カスレの評価方法＞
紙粉は東芝オフセット輪転機を用い、印刷速度９００ｒｐｍで墨単色印刷を行い、６万部印刷した後のブランケット上に堆積している紙粉をかきとり、その重量を測定し、１００ｃｍ^２あたりの重量で表した。湿し水の膜厚は０．９μｍとした。また、裏抜けは６万部印刷時の墨ベタ面の裏面の白さを白紙と比較し、目視で全く差が認められないものを◎、ほとんど差が認められないものを○、やや差があるものを△、極めて差があるものを×、として評価した。罫線カスレは、６万部印刷時の罫線部のカスレを目視にて観察し、全くないものを◎、ほとんど見られないものを○、やや目立つものを△、極めて目立つものを×、として評価した。

製紙用原料パルプとして、新聞脱墨パルプ（ろ水度１２０ｍｌ、以下ＤＩＰと略す。）、サーモメカニカルパルプ（ろ水度１００ｍｌ、以下ＴＭＰと略す。）、針葉樹クラフトパルプ（ろ水度５２０ｍｌ、以下ＮＫＰと略す。）を５０：３０：２０の配合比で混合したパルプスラリーに、填料として粒径２．１μｍ、ゼータ電位３．５ｍＶの炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として１６％となるように添加し、ギャップフォーマー型抄紙機、抄速９００ｍ／分で、坪量４３ｇ／ｍ^２の新聞用紙原紙を抄造し、さらにオンマシンのサイズプレスコーターでクリア塗工剤として酸化澱粉（商品名：ＳＫ−２０、日本コーンスターチ（株）製）を塗工量がフェルト面、ワイヤー面ともに０．４ｇ／ｍ^２となるように塗工し、オフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。

填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として１６％、タルクを灰分として３％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

製紙用原料パルプの配合比をＤＩＰ：ＴＭＰ：ＮＫＰ＝７５：２０：５とし、填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として１８％、タルクを灰分として３％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

紙にクリア塗工を施さなかった以外は実施例３と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

製紙用原料パルプの配合比をＤＩＰ：ＴＭＰ：ＮＫＰ＝９０：５：５とし、填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として２９％、ホワイトカーボンを灰分として７％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。
このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

製紙用原料パルプの配合比をＤＩＰ：ＴＭＰ：ＮＫＰ＝９０：５：５とし、填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として１６％、ホワイトカーボンを灰分として１０％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。
このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

製紙用原料パルプの配合比をＤＩＰ：ＴＭＰ：ＮＫＰ＝９０：５：５とし、填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として２７％、タルクを灰分として６％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例１
填料としてホワイトカーボンを紙絶乾重量当たりの灰分として５％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。オフセット印刷時の紙粉と罫線のカスレを評価し、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例２
填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として３％、ホワイトカーボンを灰分として５％となるように添加した以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
オフセット印刷時の紙粉と罫線のカスレを評価し、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例３
填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として５％、カオリンを灰分として２％となるように添加した以外は、実施例３と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
オフセット印刷時の紙粉と罫線のカスレを評価し、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例４
填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として２％、タルクを灰分として９％となるように添加した以外は、実施例３と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例５
填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として５％、タルクを灰分として７％となるように添加した以外は、実施例５と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。
比較例６
填料として炭酸カルシウムを紙絶乾重量当たりの灰分として１％、タルクを灰分として５％、ホワイトカーボンを灰分として８％となるように添加した以外は、実施例４と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。このオフセット印刷用新聞用紙について不透明度、灰分を測定し、オフセット輪転機による印刷試験で裏抜け、紙粉、罫線カスレの評価を行い、結果を表１に示した。
また、填料の粒径、ゼータ電位の測定値も表１に示した。

表１に示されるように、実施例１〜７の填料を紙重量当たりの灰分として１５重量％を超え４０重量％未満の含有率で含有するオフセット印刷用新聞用紙は不透明度が高く、裏抜けも良好である。特に粒径が０．５〜５μｍで、ゼータ電位が０ｍＶ以上である填料を含有し、クリア塗工剤を塗工した実施例１〜３、５のオフセット印刷用新聞用紙はオフセット印刷機のブランケット上に堆積する紙粉量が少なく、罫線カスレの問題もなかった。これに対して、填料を紙重量当たりの灰分として１５重量％以下の含有率で含有する比較例１〜６のオフセット印刷用新聞用紙は不透明度が低く、裏抜けの改善は不十分であった。

本発明では、オフセット印刷における印刷作業性、印面品質が良好なオフセット印刷用新聞用紙が得られる。本発明におけるオフセット印刷用新聞用紙は、紙重量当たりの灰分として１５重量％を超え４０重量％未満の含有率で含有する場合は不透明度が高く、裏抜けも良好である。特に粒径が０．５〜５μｍ及び／又はゼータ電位が０ｍＶ以上である填料を含有したり、クリア塗工剤を塗工した場合は、オフセット印刷機のブランケット上に堆積する紙粉量が少なく、罫線カスレの問題もない。

Claims (10)

1. 製紙工場内でオンサイト製造し、スラリー状態のまま紙に添加された分散剤を含有しないゼータ電位が０ｍＶ以上の軽質炭酸カルシウムを填料として紙重量当たりの灰分として１５重量％を超え４０重量％未満の含有率で含有するオフセット印刷用新聞用紙。
2. 填料の平均粒径が０．５〜５μｍであることを特徴とする請求項１記載のオフセット印刷用新聞用紙。
3. 填料のゼータ電位が０ｍＶ以上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新聞用紙。
4. オフセット印刷用新聞用紙原紙にクリア塗工剤を塗工したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオフセット印刷用新聞用紙。
5. ＤＩＰ配合率が全パルプ固形分の５０重量％以上である請求項１〜４のいずれかに記載のオフセット印刷用新聞用紙。
6. パルプスラリーに、分散剤を含有しないゼータ電位が０ｍＶ以上の軽質炭酸カルシウムを製紙工場内でオンサイト製造しスラリー状態のまま填料として紙重量当たりの灰分として１５重量％を超え４０重量％未満の含有率となるように添加することを特徴とするオフセット印刷用新聞用紙の製造方法。
7. 填料の平均粒径が０．５〜５μｍであることを特徴とする請求項６記載のオフセット印刷用新聞用紙の製造方法。
8. 填料のゼータ電位が０ｍＶ以上である請求項６または７に記載のオフセット印刷用新聞用紙の製造方法。
9. オフセット印刷用新聞用紙原紙にクリア塗工剤を塗工することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のオフセット印刷用新聞用紙の製造方法。
10. パルプスラリーのＤＩＰ配合率が全パルプ固形分の５０重量％以上である請求項６〜９のいずれかに記載のオフセット印刷用新聞用紙の製造方法。