JP5087209B2

JP5087209B2 - 中性新聞用紙の製造方法

Info

Publication number: JP5087209B2
Application number: JP2004316827A
Authority: JP
Inventors: 義信傳谷
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006124886A

Description

本発明は、中性新聞用紙の製造方法に関するものである。

新聞用紙は、より多くのカラー写真や情報を掲載するための増ページや配達時の重量負
担を軽減するように低坪量が求められ、このため低坪量であっても裏抜けが生じない高い不透明度が求められる。また、配達時間の制限から高速オフセット印刷でも断紙しない強度が求められており、低坪量、高不透明度および高強度という相反する紙質が要求される。さらに、近年は酸性抄紙した新聞古紙は褪色しやすくリサイクル性が低いため、前記特性に加え中性の紙支持体を有する中性新聞用紙が強く望まれている。

この種の中性新聞用紙として、特許文献１に示すように、填料として炭酸カルシウムを５〜１５重量％加えた新聞用紙およびその製造方法が知られている。
前記中性新聞用紙は、新聞印刷古紙または中質印刷古紙の脱墨古紙パルプを用紙原料として、パルプ中に含有されている樹脂成分を繊維に定着させるため、硫酸バンドを加えて通常の酸性パルプスラリーを調整し、硫酸バンドのカチオン性を維持すべく炭酸カルシウムを抄紙工程の後段で添加して抄紙するというものである。

特開平０９−７８４９１号公報

新聞古紙は大量のチラシを含んで回収され、このチラシ用紙には炭酸カルシウムが填料や塗料として多く用いられている。しかし、これらのチラシを含んでいても、標準的な新聞古紙の炭酸カルシウム濃度が６％未満と低いため、前記特許文献１ではファンポンプ前で炭酸カルシウムを新たに添加する必要がある。また、酸性パルプスラリーでピッチコントロールを行うため、古紙に含有される炭酸カルシウムの大部分は溶解し、古紙資源を有効活用しているとは言えず、新たに炭酸カルシウムを多量に必要とするので製造コストが高騰する可能性がある。

本発明は、このような問題点を解決し得る中性新聞用紙の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、紙支持体のｐＨを６〜７に維持して脱墨古紙パルプに填料として含まれる炭酸カルシウム粒子の溶解を抑えながら、この脱墨古紙パルプの炭酸カルシウムの原料含有量を調整することにより、古紙原料に多量に含まれる炭酸カルシウムの大部分を再利用でき、製造コストの低減が可能となる中性新聞用紙の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は中性新聞用紙の製造方法に、次の手段を講じた。
即ち、本発明の中性新聞用紙の製造方法は、炭酸カルシウムの含有量が１８〜２２重量％である雑誌古紙を少なくとも含む２種類以上の古紙原料が混合された脱墨古紙パルプと、機械パルプとが混合されたパルプスラリーに対して、当該パルプスラリーに含まれる炭酸カルシウムの含有量を前記複数の古紙原料の混合比率を変えることで予め７〜１６重量％に調整し、前記パルプスラリーをｐＨ６〜７に維持して炭酸カルシウム粒子の溶解を抑えながら原料に含有される炭酸カルシウムの５０重量％以上を抄き込んで坪量３８〜５０ｇ／ｍ^２に抄紙することにより、填料を別途添加せず、古紙由来のものだけで紙中の填料を全て補っており、炭酸カルシウム含有量が５〜１５重量％にされると共に不透明度８８〜９７％、平滑度３０〜５０秒、コッブ値５０〜１５０ｇ／ｍ^２で且つ表面サイズ度テスターによる２秒後の最大信号強度が６０％以上である紙支持体を得ることを特徴とするも
のである。

これによって、多量に炭酸カルシウムを含んだ古紙材料であっても、炭酸カルシウム粒子の表面を微少に溶解するに留めるｐＨで抄紙するので、古紙原料に多量に含まれる炭酸
カルシウムの大部分を再利用でき、製造コストの低減が可能となる。
また、炭酸カルシウム粒子の鋭角な縁部を溶解させられるので、抄紙ワイヤーの摩耗を防止することも可能となる。

前記紙支持体に含まれる炭酸カルシウムの含有量が１５重量％以下となるように、別途炭酸カルシウムを添加するのが好ましい。
これによって、古紙原料の炭酸カルシウム含有量が変動しても調整が可能となり、紙支持体の炭酸カルシウム量をコントロールすることが可能となる。

本発明の中性新聞用紙の製造方法により、調成または抄紙段階で炭酸カルシウムを新たに添加する必要が無く、製造工程の簡素化が可能となる。

本発明の中性新聞用紙は脱墨古紙パルプを原料の主成分としており、この主成分の脱墨古紙パルプにサーモメカニカルパルプなどの機械パルプあるいはクラフトパルプなどの化学パルプを加えて紙支持体が構成されている。原料の主成分に脱墨古紙パルプを用いることで、脱墨古紙パルプに填料として含まれる炭酸カルシウム（以下、原料含有炭酸カルシウムと呼び、その含有量を原料含有量と呼ぶ。）を利用することが可能となり、新たに炭酸カルシウムの添加が不要となるので製造コストを低減させることができる。

前記脱墨古紙パルプは、紙支持体の炭酸カルシウム含有量（以下、紙支持体含有量と呼ぶ。）を５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％とできるように、原料含有量の多い古紙原料を用いるのが好ましい。この古紙原料としては従来から用いられてきた古紙原料、例えば上白、罫白、カード、特白、中白、ケント、白アート、新聞、雑誌などを用いることができ、これらの少なくとも２種以上を混合して用いても良い。また、好適には前記古紙原料の中でも原料含有量の高い雑誌古紙を選ぶのが良く、雑誌古紙と他の古紙原料を混合して使用するのが好ましい。雑誌古紙を古紙原料とすることで、通常５％程度の原料含有量を７〜１６％まで上げることができ、炭酸カルシウムの紙支持体含有量を５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％にすることが可能となる。

前記脱墨古紙パルプを主成分とする原料を調整して得られるパルプスラリーに、炭酸カルシウムが７〜１６重量％含まれるように、前記脱墨古紙パルプと他のパルプとの混合比率を調整する。なお、この混合比率は原料に用いる脱墨古紙パルプの古紙原料によって異なるため、混合比率を一律に規定できるものではないが、パルプスラリー中の炭酸カルシウム含有量を７〜１６重量％にすることで紙支持体に炭酸カルシウムを５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％含有させることが可能となり、多量に含まれる炭酸カルシウムの作用により表面塗工無しで不透明度を向上させることが可能となる。

前記原料含有量が７％未満の場合は、前記パルプスラリーに炭酸カルシウムを添加するのが好ましい。この新たに添加する炭酸カルシウム（以下、追加添加炭酸カルシウムと呼び、その量を追加添加量と呼ぶ。）は、好ましくは軽質炭酸カルシウムが良い。鋭角に尖った粒子形状の重質炭酸カルシウムは抄紙ワイヤーの摩耗性や印刷版の摩耗性を悪化させ
る可能性があるためである。ただし、追加添加炭酸カルシウムに重質炭酸カルシウムを用いても、抄紙のｐＨを調整することで版摩耗を抑えることは可能である。

前記紙支持体は、そのｐＨが６〜７、好ましくは６．５〜７になるように抄紙され、このｐＨで抄紙することで前記原料含有炭酸カルシウムの３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８５重量％以上を紙支持体含有炭酸カルシウムとして抄き込むことが可能となる。ｐＨを６、好ましくは６．５より高くすることで、溶解によって多量に炭酸カルシウムが失われるのを防ぐことが可能となる。また、ｐＨを７より低くすることで、原料含有炭酸カルシウムとして古紙原料に含まれていた重質炭酸カルシウム粒子の縁部を溶解させ、その鋭角が縁部が溶解により丸みを帯びることで、炭酸カルシウムが多量に含まれる用紙に起こりがちな抄紙ワイヤーの摩耗や印刷版の消耗を少なくすることが可能となる。

前記原料含有炭酸カルシウムは、連続的な古紙原料の供給を行う場合は原料含有量が２〜３％程度は変動するため、特に原料添加量が少ない場合は、追加添加炭酸カルシウムを投入するのが好ましい。この追加添加炭酸カルシウムの追加添加量は、紙支持体の１〜８重量％、好ましくは１〜５重量％とするのが良い。これによって、炭酸カルシウムの紙支持体含有量を安定して５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％に維持することが可能となるからである。

前記脱墨古紙パルプを用いて中性抄紙された新聞用紙は、多量の炭酸カルシウムを紙支持体に含むため、坪量３８〜５０ｇ／ｍ²の低坪量に抄紙しても、不透明度が８８〜９７％と高くなるため印刷の裏抜けが生じたり、引裂強度が３０ｇ以上と高いため高速オフセット印刷で断紙が生じたり、平滑度が３０〜５０秒であるため印刷時のカスレが起ったり、さらにコッブ値が５０〜１５０ｇ／ｍ²と良好であるため印字の滲みが生じたりしにくい。

特に、コッブ値より印刷ラインとの相関に優れる吸水性の評価方法である表面サイズ度テスターによる２秒後の最大信号強度においても、最大信号強度が６０秒以上と高くなり、極めて良好な印刷適性を発揮させることが可能となる。
本発明の中性新聞用紙の製造方法は、前記古紙原料またはパルプ原料の選定と混合により、炭酸カルシウムの原料含有量が従来の製造方法より多いパルプスラリーを調成し、このパルプスラリーを炭酸カルシウム粒子の溶解を抑えられるｐＨを６〜７に維持しつつ抄紙して、紙支持体含有量が５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％の紙支持体を得るものである。

前記脱墨古紙パルプに炭酸カルシウムの多い原料を用い、炭酸カルシウムが溶解で失われにくいｐＨ６〜７で抄紙することで、パルプスラリーの調成または抄紙段階で追加添加炭酸カルシウムを用いずに紙支持体を得ることが可能となり、製造工程の簡素化が可能となる。また、従来から行われてきたように酸性のパルプスラリーに多量の炭酸カルシウムを添加してｐＨ調整する必要がないので、多量の追加添加炭酸カルシウムが不要となり、製造コストの低減が可能となる。

前記脱墨古紙パルプに含まれる炭酸カルシウム含有量は５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％、より好ましくは８〜１１重量％に制御される。
〔実施例〕
以下に実施例を用いて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

原料パルプは、炭酸カルシウムの原料含有量が異なる脱墨古紙パルプ３種類と機械パルプを適宜混合して用いた。
前記古紙原料には、雑誌古紙を主体とし炭酸カルシウムが１８〜２２重量％含まれる古紙Ａ、チラシを包含する新聞古紙を主体とし炭酸カルシウムが８〜１２重量％含まれる古紙Ｂ、上質印刷古紙を主体とし炭酸カルシウムを含まない古紙Ｃを用いた。また、機械パルプはスプルース系の原木から得られるＮ材のサーモメカニカルパルプを用いた。これらの古紙原料と機械パルプを混合し、パルプスラリーを調成した。

前記パルプスラリーには、内添サイズ剤（ＢＡＳＦ社製、商品名：バソブラスト８６０Ｄ）１．５ｋｇ／ｔを添加した。
前記パルプスラリーをツインワイヤー形抄紙機で坪量４３ｇ／ｍ²に抄紙し、サイズプレスにて外添サイズ剤（星光ＰＭＣ社製、商品名：ＳＥ２０６６）０．０１ｇ／ｍ²および酸化澱粉（日本食品化工社製、商品名：ＭＳ３８００）０．６ｇ／ｍ²を塗布して紙支持体を得た。この紙支持体について、不透明度、平滑度、引裂強度、コッブサイズ度、ＥＳＴ（表面サイズ度テスターによる２秒後の応答強度）、ワイヤー摩耗性および経済性を評価した。結果を表１に示す。

なお、前記不透明度はＪＩＳＰ−８１４９（２０００年）、平滑度はＪＩＳＰ−８１１９（１９９８年）、引裂強度はＪＩＳＰ−８１１６（２０００年）、コッブサイズ度はＪＩＳＰ−８１４０（１９９８年）に従って測定した。また、ＥＳＴは表面サイズ度テスター（スペクトリス社製、「ＥＳＴ１２」）を用いて測定し、ワイヤー摩耗性は各条件で９０日の連続稼働後に、ワイヤー厚みをマイクロメータで計測し、摩耗による厚みの減少を百分率で算出して評価しており、厚みの８０％以上８５％未満のものを○、８０％未満または９０日を経ずにワイヤー交換が必要となったものを×と評価した。

さらに、表１の○×評価は、不透明度については８８％未満を×、８８％以上９２％未満を△、９２％以上を○とし、平滑度については２０秒未満を×、２０秒以上３０秒未満を△、３０秒以上５０秒未満を○、５０秒以上７０秒未満を△、７０秒以上を×として評価した。また、引裂強度については、３０ｇ未満を×、３０ｇ以上を○とし、コッブサイズ度については、５０〜１５０ｇ／ｍ²に含まれる場合を○、それ以外を×と評価した。

総合評価は、不透明度、平滑度、引裂強度、サイズ度、ＥＳＴ（表面サイズ度テスターによる応答強度）、耐摩耗性、経済性のいずれかの評価項目に×の評価がある場合を×と総合評価し、いずれの評価項目にも×の評価を有さない場合に○の総合評価を下した。

実施例１は、古紙Ａと古紙ＢとＴＭＰとで原料を調整し、炭酸カルシウムの原料含有量が１０重量％のパルプスラリーを、中性ピッチコントロール剤を添加してｐＨ６で抄紙したものである。
炭酸カルシウムの紙支持体含有量は６．０重量％であり、いずれの評価項目でも優れた評価を得ており、実施例中でも最も優れている。

実施例２は、実施例１と同様のパルプスラリーを用いて抄紙ｐＨを７としたものであり、炭酸カルシウムの紙支持体含有量は９．５重量％と実施例１より高くなっている。
しかし、炭酸カルシウムの溶解が殆ど生じないので炭酸カルシウム粒子の形状に鋭角な縁部が残りやすく、耐摩耗性が実施例１ほど良くないが、抄紙ｐＨが８の比較例４と比べると耐摩耗性は良好であり、耐摩耗性を良好にするには抄紙時のｐＨは７以下とするのが良いことが分かる。

実施例３は、古紙Ａの配合量を減らして、炭酸カルシウムの原料含有量を７重量％に下げたものである。抄紙時のｐＨは６．５であるが、原料に含まれる炭酸カルシウムの原料含有量が低いので、紙支持体含有量は６．３重量％と低く、実施例１ほど不透明度が良くない。
しかし、原料含有量が６重量％の比較例１よりは不透明度が良好となっており、不透明度を高くするには炭酸カルシウムの原料含有量を７重量％以上とするのが好ましいことが分かる。
「参考例１」
参考例１の炭酸カルシウムの原料含有量は１６重量％と実施例中最も多くの炭酸カルシウムを含んでおり、炭酸カルシウムの紙支持体含有量も１４．４重量％と多い。このため、耐摩耗性は実施例１ほど良くない。
「参考例２」

参考例２は、古紙Ａと古紙ＣとＴＭＰのみをパルプ原料として、炭酸カルシウムの原料含有量が１６重量％と比較例１と同量の炭酸カルシウムを含有する原料を用いている。
抄紙ｐＨも７と高く、紙支持体含有量が１５．２重量％と実施例中最も多くの炭酸カル
シウムが紙支持体に抄き込まれている。参考例２は炭酸カルシウムの紙支持体含有量が多いため、実施例１に比べて平滑度と耐摩耗性とが良くないが、炭酸カルシウムの紙支持体含有量が１６．２重量％の比較例２よりは、平滑度が良好である。従って、平滑度を良好にするには原料含有量を１６重量％以下にするのが良いことが分かる。また、原料含有量を上げるため、やや高価な古紙Ａで原料が構成されているため、経済性も実施例１より良くない。
「比較例１」
炭酸カルシウムの原料含有量が少ないため、紙支持体含有量が少なく、不透明度が良くない。
「比較例２」
炭酸カルシウムの原料含有量が多いため、紙支持体含有量が多く、引裂強度、平滑度、耐摩耗性および経済性が良くない。
「比較例３」
実施例１と同量の炭酸カルシウムを含む原料を用いているが、抄紙時のｐＨが４と低くいので炭酸カルシウムの溶解量も大きく、紙支持体含有量は０．６重量％と少なく、不透明度及び平滑度が良くない。
「比較例４」
抄紙時のｐＨが８と高いので、原料含有炭酸カルシウムの溶解が殆ど生じないため、炭酸カルシウムの鋭角な縁部が溶残し、耐摩耗性等を低下させている。
「比較例５」
硫酸バンドを用いているため、抄紙ｐＨが４と低く、実施例１同様の原料含有量であるが、紙支持体含有量は０．５重量％と少ない。このため、不透明度及び平滑度が良くなく、経済性にも劣る。
「従来例１及び従来例２」
ピッチコントロール剤に硫酸バンドを用い、ｐＨ４で原料調整し、ファンポンプの手前でｐＨを８にしたものである。炭酸カルシウムの紙支持体含有量は１０重量％であるが、炭酸カルシウムの追加添加が必要となるため、経済性が良くない。

また、追加添加炭酸カルシウムは表面の溶解が不十分であるため、実施例１ほど耐摩耗性が良くない。

Claims

炭酸カルシウムの含有量が１８〜２２重量％である雑誌古紙を少なくとも含む２種類以上の古紙原料が混合された脱墨古紙パルプと、機械パルプとが混合されたパルプスラリーに対して、当該パルプスラリーに含まれる炭酸カルシウムの含有量を前記複数の古紙原料の混合比率を変えることで予め７〜１６重量％に調整し、前記パルプスラリーをｐＨ６〜７に維持して炭酸カルシウム粒子の溶解を抑えながら原料に含有される炭酸カルシウムの５０重量％以上を抄き込んで坪量３８〜５０ｇ／ｍ^２に抄紙することにより、填料を別途添加せず、古紙由来のものだけで紙中の填料を全て補っており、炭酸カルシウム含有量が５〜１５重量％にされると共に不透明度８８〜９７％、平滑度３０〜５０秒、コッブ値５０〜１５０ｇ／ｍ^２で且つ表面サイズ度テスターによる２秒後の最大信号強度が６０％以上である紙支持体を得ることを特徴とする中性新聞用紙の製造方法。