JP4640677B2

JP4640677B2 - 新聞用紙

Info

Publication number: JP4640677B2
Application number: JP2006300910A
Authority: JP
Inventors: 伸男印南; 健司横内
Original assignee: Marusumi Paper Co Ltd
Current assignee: Marusumi Paper Co Ltd
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-10-06
Also published as: JP2008095260A

Description

発明の詳細な説明

本発明は、印刷不透明度に優れた新聞用紙に関するものである。

従前より、新聞用紙は表裏両面に印刷される関係上、不透明度等の高い光学特性が要求されており、インキの裏抜けのある新聞用紙は文字が読みにくくなるので適さない。このような現象は、用紙自体の不透明度が低いことと、インキの用紙への浸透が大きく、裏面から見えるようになることで発生する。新聞用紙の軽量化が進んでいることと、カラー印刷化により要求される白色度が高くなっていることから、新聞用紙に求められる印刷不透明度は益々厳しくなってきている。

一方、環境保護や省資源、省エネルギーの観点から、古紙の再生利用が叫ばれており、新聞用紙についても古紙脱墨パルプの高配合率化が進んでいる。
ところが、古紙脱墨パルプの高配合率化が進むと、古紙パルプより不透明度の高い機械パルプの配合率は減ることになるので、用紙の不透明度が低くなり、印刷不透明度の向上がますます困難な状況になる。

パルプ原料の選択やパルプの漂白処理条件による不透明度の向上は困難であり、そこで、填料による印刷不透明度の向上が行われている。

新聞用紙に通常使用される填料としては、ホワイトカーボン、タルク、クレー、二酸化チタン、炭酸カルシウム、尿素ホルマリン樹脂、などそれぞれの特性により使用されている。
例えば、二酸化チタンは光散乱係数が非常に高いので、不透明度を向上させるには有効であるが、吸油度は低く、インキの浸透を防ぐ効果は低いので、新聞用紙では多用されていない。タルク、カオリンは安価であるが、吸油性はそれほど高くない。炭酸カルシウムは酸性抄紙では分解するので、中性抄紙に使用が限定される。
そこで、特に吸油性の高いホワイトカーボンや尿素ホルマリンポリマーが比較的少量の添加量で印刷不透明度の向上の効果が高く、なかでも、ホワイトカーボンが多く使用されている。

既に、新聞用紙においても、２種以上の填料を組み合わせて使用した例が提案されている。焼成カオリン微粒子又は特定の尿素ホルマリンポリマー微粒子とホワイトカーボンを１．０〜４．１固形分重量部含むように内添する。（特許文献１）
ホワイトカーボンと炭酸カルシウムを５５０℃の灰分の原子吸光分析によるＳｉＯ_２とＣａＯとの割合が９：１〜５：５となるように含有させる。（特許文献２）
特開平３−２６０１９４特開２００２−２０１５９０

しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、２種の填料の配合割合の好適値や詳細な製造方法が記載されておらず、印刷不透明度も満足のできるレベルにない。また、特許文献２に記載の新聞用紙は、炭酸カルシウムを使用しており、中性抄紙に限定されるという問題がある。
本発明は印刷不透明度が高く、パイリングのトラブルを起こすことの無い新聞用紙を提供することにある。

本発明によれば、古紙脱墨パルプを主原料とし、機械パルプ及び／又は化学パルプが配合された新聞用紙であって、填料としてホワイトカーボンが０．５〜２．５重量％、焼成カオリンが１．０〜６．０重量％含むように添加され、古紙由来の填料による灰分が３．７％以上６．１％以下であり、灰分が６．５〜１２％に調整された、坪量が４０〜４６ｇ／ｍ^２、白色度が５５〜６０％、不透明度が９５〜９７％の新聞用紙が得られる。

本発明によれば、ホワイトカーボンの吸油性と、焼成カオリンの不透明性を効果的に発揮させることにより、印刷不透明度の高い新聞用紙を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明にかかる新聞用紙は、原料パルプの主成分として、古紙脱墨パルプ（ＤＩＰ）を使用する。
古紙脱墨パルプ（ＤＩＰ）は、通常、新聞古紙や雑誌古紙を離解工程で離解した後、除塵工程で除塵し、脱墨工程で脱墨剤を添加し、フローテーターによってインクを浮遊分離して除去する。そして、精選工程で精選した後、漂白工程で漂白を行なう。
また、古紙脱墨パルプ（ＤＩＰ）と併せて使用するパルプとしては、例えば、ストーングラウンドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、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）等の機械パルプや針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）等の化学パルプから適宜選択して使用することができる。不透明度の点では機械パルプを使用するのが好ましく、強度の点で化学パルプを使用するのが好ましい。

本発明では、原料パルプに対し、填料としてホワイトカーボンと焼成カオリンを添加する。さらにサイズ剤と凝集剤を適宜添加して抄紙することにより、新聞用紙に必要な白色度、印刷不透明度、物理的強度は満足できるものとなる。

本発明では、填料としてホワイトカーボンが０．５〜２．５重量％、焼成カオリンが１．０〜６．０重量％含むように添加され、古紙由来の填料による灰分が３．７％以上６．１％以下であり、灰分が６．５〜１２％に調整される。灰分は、求められる不透明度と原料パルプの不透明度により設定する。例えば、古紙脱墨パルプの含有量が多く機械パルプの含有量が少ない場合は、灰分は高めに設定する。逆に古紙脱墨パルプの含有量が少なく機械パルプの含有量が多い場合は、灰分は低めに設定することで、同等の不透明度にすることが可能となる。

２種の填料を上述したように含有させることにより、少ない填料の含有量で新聞用紙の印刷不透明度を効果的に向上させることができる。この理由は次のように考えられる。

新聞用紙のオフセット印刷において、印刷されたインキビヒクルをほとんど吸収してしまうホワイトカーボンの含有量を超えて含有させても、ホワイトカーボンの吸油性能は発揮されない。すなわち、ホワイトカーボンをこの上限を超えて含有させてもインクの浸透深さは変化しないので、ホワイトカーボンの吸油性能は印刷不透明度向上に寄与せず、ホワイトカーボンの光分散性能のみが印刷不透明度向上に寄与することになる。よって、ホワイトカーボンの含有量が上限を超えると、ホワイトカーボンを含有させるより、ホワイトカーボンより屈折率が高い焼成カオリンを含有させるほうが、印刷不透明度を向上させる効果が高くなる。

この上限値は紙に浸透するビヒクル量、すなわち、インキ量を吸収することができる含有量で決まるが、現状のオフセット印刷のインキ量では、２．５重量％で平衡に達する。

ホワイトカーボンの含有量が０．５重量％未満では、十分な印刷不透明度が得られない。また、ホワイトカーボンの含有量が２．５重量％を超えても印刷不透明度向上の効果が低く、パイリングの問題が懸念される。

本発明で使用するホワイトカーボンは、水和ケイ酸、含水ケイ酸とも呼ばれ、一次粒子径が０．０１〜０．０５μｍで、通常高次に凝集して３〜１０μｍの粒子径を有する多孔質の填料である。

本発明では焼成カオリンが１．０〜６．０重量％含むように添加される。焼成カオリンの含有量が１．０重量％未満では、十分な印刷不透明度が得られない。また、焼成カオリンの含有量が６．０重量％を超えると、パイリングの問題が懸念される。

本発明で使用する焼成カオリンは、カオリンを熱処理して作られたものである。カオリンは、天然に地中から得られる微粒子状の物質であり、粘土鉱物として知られている結晶性鉱物からなっている。焼成カオリンは、カオリンを熱処理して、分子中の水を除くことによって得られ、熱処理により白色度、屈折率が上昇している。

上述したように、本発明の新聞用紙は、ホワイトカーボンと焼成カオリンが添加され、古紙由来の填料とあわせて灰分が６．５〜１２％に調整される。灰分が６．５％未満では、十分な印刷不透明度が得られない。また、灰分が１２％を超えると、パイリングの問題が懸念される。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、一般に使用されている填料が使用でき、例えば、クレー、デラミカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウムなどの無機顔料や、尿素ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、中空微粒子などの有機顔料などが使用できる。

本発明では、新聞用紙の灰分を抄紙機に設置されたＢＭ計（ＢａｓｉｓＷｅｉｇｈｔａｎｄＭｏｉｓｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｅｎｓｏｒｓ）を用いてオンライン測定し、測定結果をもとに焼成カオリンの添加量の増減を行う。この際、ホワイトカーボンの添加量は一定とする。新聞用紙を連続的に製造するにあたり、一般的に填料の添加量が一定であっても、水温、ブローク配合率、古紙パルプを使用した場合の品質の変動などが要因となって、紙の灰分が少なからず変動することがある。よって、前述したようにホワイトカーボンの含有量を一定とし、焼成カオリンの添加量の増減で灰分を一定にコントロールすることで不透明度を常に安定化させるとともに、填料を過剰に添加することなく、低い灰分で印刷不透明度を維持させることができる。灰分のオンライン測定箇所は、サイズプレス前、サイズプレス後、リール前など適宜選択する。

本発明で使用するサイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水琥珀酸などのサイズ剤が使用できる。また、凝集剤としては、硫酸バンド、カチオン澱粉、ポリアクリルアミド系凝集剤などが使用できる。抄紙ｐＨは酸性、中性を問わない。その他、必要に応じ、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、染料、スライムコントロール剤、ピッチコントロール剤、消泡剤等の添加剤を内添することができる。

更に表面処理剤を塗布してもよい。表面処理剤としては、酸化澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、スチレンマレイン酸系共重合体、スチレンアクリル酸系共重合体などが使用でき、塗布量は表裏面合計で０．１〜２．０ｇ／ｍ^２程度である。表面処理剤を塗布するための塗布装置としては、特に限定されないが、ツーロールサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーターなどのロールコーターや、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーターなどの装置が使用される。なかでも、ゲートロールコーターを使用するのが、表面処理剤を均一に塗布することができるので、好ましい。

本発明の新聞用紙の製造に際しては、表面サイズ剤の塗布、乾燥後に、カレンダー装置により平滑化処理するのが望ましい。かかるカレンダー装置としては、チルドカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー、グロスカレンダーなどの一般に使用されているカレンダー装置が使用できる。

以上のようにして、坪量が４０〜４６ｇ／ｍ^２、白色度が５５〜６０％、不透明度が９５〜９７％の新聞用紙が得られる。

以下、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
新聞古紙脱墨パルプ７０重量部とＴＭＰ３０重量部をパルプ原料として使用し、酸性ロジンサイズ剤を０．５％添加し、硫酸バンドでｐＨを５．５に調整し、填料としてホワイトカーボンを０．５重量％、焼成カオリンを４．０重量％含むように添加して抄紙し、ゲートロールコーターで酸化澱粉を塗布量０．８ｇ／ｍ^２（両面合計）で塗布して、ギャップフォーマー型抄紙機で坪量４３．０ｇ／ｍ^２の新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の灰分、不透明度、印刷不透明度、パイリング評価を表１に示す。

（実施例２）
実施例２は、填料としてホワイトカーボンを１．１重量％、焼成カオリンを３．５重量％含むように添加して抄紙した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度を表１に示す。
（実施例３）
実施例３は、填料としてホワイトカーボンを１．５重量％、焼成カオリンを３．１重量％含むように添加した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度を表１に示す。
（実施例４）
実施例４は、填料としてホワイトカーボンを２．１重量％、焼成カオリンを２．６重量％含むように添加した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度を表１に示す。
（実施例５）
実施例５は、填料としてホワイトカーボンを２．５重量％、焼成カオリンを１．９重量％含むように添加した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度を表１に示す。

（比較例１）
比較例１は、填料として、ホワイトカーボンは添加せず、焼成カオリンのみを４．５重量％含むように添加した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度を表１に示す。
（比較例２）
比較例２は、填料として、ホワイトカーボンを３．０重量％、焼成カオリンを１．５重量％含むように添加した他は、実施例１と同様にして新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の不透明度、印刷不透明度、パイリング評価を表１に示す。

（試験および評価方法）
灰分：ＪＩＳＰ８２５１「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」
不透明度：ＪＩＳＰ８１４９「紙及び板紙−不透明度試験方法（紙の裏当て）−拡散照明法」
印刷不透明度：Ｊ．ＴＡＰＰＩ４５「新聞用紙−印刷後不透明度試験方法」
パイリング評価：タック値１３のインキを使用してＲＩ印刷試験機で印刷を行い、ブランケットに残ったインキをコート紙に転写して白抜け部分を、◎優れる、○良い、×悪いの３段階で評価した。

表１は、添加した填料による灰分を４．５％前後としてホワイトカーボンと焼成カオリンの含有量を変化させた例である。ホワイトカーボンを含有させない比較例１では、印刷不透明度が不足している。実施例１〜５に示したように、ホワイトカーボンの含有割合０．５重量％から２．５重量％まで増やしていくと印刷不透明度が向上している。ところが、比較例２のようにホワイトカーボンが３．０重量％となると、実施例５と比較して印刷不透明度が下がる結果となっており、パイリング評価が悪くなっている。

（実施例６）
新聞古紙脱墨パルプ６０重量部とＴＭＰ４０重量部をパルプ原料として使用し、酸性ロジンサイズ剤を０．５％添加し、硫酸バンドでｐＨを５．５に調整し、填料としてホワイトカーボンを０．５重量％、焼成カオリンを３．１重量％含むように添加して抄紙し、ゲートロールコーターで酸化澱粉を塗布量０．８ｇ／ｍ^２（両面合計）で塗布して、ギャップフォーマー型抄紙機で坪量４３．０ｇ／ｍ^２の新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の灰分、不透明度、印刷不透明度を表２に示す。

（実施例７〜１０、比較例３〜５）
ホワイトカーボンと焼成カオリンの添加割合を表２のように変化させた以外は実施例６と同様に新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の灰分、不透明度、印刷不透明度、パイリング評価を表２に示す。

表２の実施例６〜１０、比較例３，４は、添加した填料による灰分を３．５％前後としてホワイトカーボンと焼成カオリンの含有量を変化させた例である。ホワイトカーボンを含有させない比較例３では、印刷不透明度が不足している。実施例６〜１０に示したように、ホワイトカーボンの含有割合０．５重量％から２．５重量％まで増やしていくと印刷不透明度が向上している。ところが、比較例４のようにホワイトカーボンが３．０重量％となると、実施例１０と比較して印刷不透明度が下がる結果となっており、パイリング評価が悪くなっている。
また、比較例５は紙中灰分が４．１％と低いので、印刷不透明度が不足している。

（実施例１１）
新聞古紙脱墨パルプ９０重量部とＴＭＰ１０重量部をパルプ原料として使用し、酸性ロジンサイズ剤を０．７％添加し、硫酸バンドでｐＨを５．５に調整し、填料としてホワイトカーボンを０．５重量％、焼成カオリンを５．１重量％含むように添加して抄紙し、ゲートロールコーターで酸化澱粉を塗布量０．８ｇ／ｍ^２（両面合計）で塗布して、ギャップフォーマー型抄紙機で坪量４３．０ｇ／ｍ^２の新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の灰分、不透明度、印刷不透明度を表３に示す。

（実施例１２〜１５、比較例６〜８）
ホワイトカーボンと焼成カオリンの添加割合を表３のように変化させた以外は実施例１１と同様に新聞用紙を製造した。得られた新聞用紙の灰分、不透明度、印刷不透明度、パイリング評価を表３に示す。

表３の実施例１１〜１５、比較例６，７は、添加した填料による灰分を５．５％前後としてホワイトカーボンと焼成カオリンの含有量を変化させた例である。ホワイトカーボンを含有させない比較例６では、印刷不透明度が不足している。実施例１１〜１５に示したように、ホワイトカーボンの含有割合０．５重量％から２．５重量％まで増やしていくと印刷不透明度が向上している。ところが、比較例７のようにホワイトカーボンが３．０重量％となると、実施例１５と比較して印刷不透明度が下がる結果となっており、パイリング評価が悪くなっている。
また、比較例８は焼成カオリンが７．０重量％と高く、紙中灰分も１３．４％と高いので、パイリング評価が悪くなっている。

以上に示したように、本発明の実施例では、ホワイトカーボンの吸油性と、焼成カオリンの不透明性を効果的に発揮させることにより、印刷不透明度が高い新聞用紙を得ることができる。

Claims

古紙脱墨パルプを主原料とし、機械パルプ及び／又は化学パルプが配合された新聞用紙であって、填料としてホワイトカーボンが０．５〜２．５重量％、焼成カオリンが１．０〜６．０重量％含むように添加され、古紙由来の填料による灰分が３．７％以上６．１％以下であり、灰分が６．５〜１２％に調整された、坪量が４０〜４６ｇ／ｍ^２、白色度が５５〜６０％、不透明度が９５〜９７％の新聞用紙。