JP5337434B2 - 再生填料を用いた塗工紙 - Google Patents
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古紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、前記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られ、前記燃焼工程が、第1燃焼炉と、第1燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する、後の第2燃焼炉とを有する、少なくとも2段階の燃焼工程を有し、前記第1燃焼炉は300℃以上〜500℃未満で燃焼処理を行う、ことによって再生粒子を製造する。
古紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、前記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られ、前記燃焼工程が、第1燃焼炉と、第1燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する、後の第2燃焼炉とを有する、少なくとも2段階の燃焼工程を有し、前記第1燃焼炉は300℃以上〜500℃未満で燃焼処理を行う、ことによって再生粒子を製造する。
まず、本実施形態に係る塗工紙を構成する基紙について説明する。
基紙には、後述する上塗り塗工層を設ける前に、顔料及び接着剤を主成分とする下塗り塗工層を設けるが、特に、次記製造工程により得られた再生粒子を顔料とする下塗り塗工層を、片面あたり8〜14g/m2となるよう設けることが好ましく、更に片面あたり10〜12g/m2となるよう設けることがより好ましい。
本発明では、下塗り塗工層の空隙率を高めるとともに印刷後の裏抜けを抑制するため、下塗り塗工層の顔料として、特に空隙率が高く不透明度に優れた填料である、次記製造工程により得られた再生粒子を使用すると、特に空隙性が高い塗工層が得られ易く、また、粒子が基紙に沈み込みにくく、より不透明な塗工層を形成できるため、印刷後の裏抜けを防止しやすいため特に好ましい。
古紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、前記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られ、前記燃焼工程が、第1燃焼炉と、第1燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する、後の第2燃焼炉とを有する、少なくとも2段階の燃焼工程を有し、前記第1燃焼炉は300℃以上〜500℃未満で燃焼処理を行う、ことによって再生粒子を製造する。
下塗り塗工層には、炭酸カルシウム、及び、再生粒子以外の顔料として、カオリンクレーを併用しても良い。クレーを併用することで、下塗り塗工後の平坦性が向上できるため、上塗り塗工後の平坦性及び印刷適性についても向上させることができる。
下塗り塗工層の接着剤としては、一般的に製紙用途で使用できる接着剤を併用することができる。例えばカゼイン、大豆蛋白等の蛋白質類;メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系ラテックス、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体ラテックスもしくは共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン−酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系ラテックス、あるいはこれらの各種共重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性又は非溶解性のラテックス等のラテックス類;ポリビニルアルコール、オレフィン−無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂系接着剤;酸化澱粉、陽性化澱粉、エステル化澱粉、デキストリン等の澱粉類;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等のセルロース誘導体等の、通常塗工紙に用いられる接着剤が例示され、これらの中から1種又は2種以上を適宜選択して併用することができる。
下塗り塗工後の塗工原紙は、上塗り塗工(顔料塗工)を行う前に、プレカレンダーによる平坦化処理を行うと、空隙率を高くしやすいため好ましい。プレカレンダーは、金属ロールと弾性ロールを組み合わせたソフトカレンダーが、表面の改良性が高いため好ましい。プレカレンダーは、1段又は必要に応じ2段以上の組合せで行うこともできる。プレカレンダーでの処理により、下塗り塗工後の塗工原紙表面を平坦化処理するとともに、後のカレンダー工程で過度の平坦化処理を要しないことで、下塗り塗工層の空隙率を低下させることなく、原紙表面の平坦性を向上させることが可能になり、塗工紙として充分な印刷適性が得られる。また、下塗り塗工層の表面を平坦化処理することで、塗工液の塗工ムラを抑えることができるなど、上塗り塗工の塗工性を向上させることができる。プレカレンダーの線圧は、好ましくは10〜80kN/mであり、より好ましくは10〜50kN/mである。10kN/m未満であると、下塗り塗工後の原紙の平坦化が進まず、また、80kN/mを超過すると、必要以上に原紙を圧迫するため、空隙率が低下するため好ましくない。
下塗り塗工を行い、好ましくはプレカレンダーで平坦化を行なった基紙上に、顔料及び接着剤を主成分とする上塗り塗工層を設ける。
表1に示す種類及び割合で、抄紙、下塗り塗工、プレカレンダー処理、上塗り塗工、カレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。用いた顔料、原料および薬品は以下のとおりである。
(顔料)
・再生粒子
a)本発明に該当する脱墨フロス由来の低温焼成再生粒子(低温焼成)
特許第3869455号公報の製法に準じて粒径を調整して製造した。具体的には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを水分率60%まで脱水し(脱水工程)、120℃で乾燥して(乾燥工程)焼成工程入口での水分率が3%になるようにし、第1焼成工程で未燃分が7%となるように400℃で焼成し、第2焼成工程で未燃分が12質量%となるように焼成し(焼成工程)、粒子径500μmの再生粒子凝集体を製造した。
前記脱墨フロス由来の低温焼成再生粒子を珪酸アルカリ水溶液(濃度は水溶液中の珪酸分(SiO2換算)で約5〜8質量%)に添加・分散した。密閉容器内で液温を80〜90℃に保ち、攪拌しながら希硫酸酸を添加し、最終反応液のpHを9〜10程度に調整して再生粒子の表面に、シリカを析出させてシリカ被覆再生粒子を製造した。
特許第3819706号公報の製法で粒径を調整して製造した。具体的には、脱水設備にて55〜65%に脱水して得られた製紙スラッジを、直径4.5mm、長さ8〜10cmの紐状にカットしてから、焼却炉において1000℃で焼却して二次粒子径3μmの再生粒子を生成した。
特許第3869455号公報の製法で粒径を調整して製造した。具体的には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを水分率60%まで脱水し(脱水工程)、120℃で乾燥して(乾燥工程)焼成工程入口での水分率が3%になるようにし、第1焼成工程で未燃分が7%となるように550℃で焼成し、第2焼成工程で未燃分が12質量%となるように焼成し(焼成工程)、粒子径500μmの再生粒子凝集体を生成した。
上記顔料は、湿式粉砕機(品番:プラネタリーミル、セイシン企業製)を用いて粉砕し、0.1μmごとに集計した面積粒子径の分布において0.8μm以上1.3μm未満の範囲に極大値を有する顔料と、1.3μm以上2.2μm未満の範囲に極大値を有する顔料とを調製し、表1に記載の面積粒子径及び極大値を有する粒子径分布となるよう、両顔料を任意の割合で混合して使用した。但し、実施例26は0.8μm以上1.3μm未満の範囲に極大値を有する顔料を使用せず、実施例27は1.3μm以上2.2μm未満の範囲に極大値を有する顔料を使用せず、実施例28は、3.0μmに極大値を有するよう粉砕した顔料を使用した。
・スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(品番:XY4、日本エイアンドエル社製、ガラス転移温度:−11℃、平均粒子径:90nm、ゲル含有量:91%)
(2)上塗り塗工
・炭酸カルシウム:重質炭酸カルシウム(品番:ハイドロカーブ60、オミヤコーリア社製)
・カオリンクレー(品番:カピムDG、イメリス社製)
炭酸カルシウム及びカオリンクレーは、湿式粉砕機(品番:プラネタリーミル、セイシン企業製)を用いて粉砕し、表1に記載の面積粒子径の含有率となるよう調整して使用した。
・スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(品番:XY4、日本エイアンドエル社製)
(製造手順)
原料パルプとしてLBKPとNBKPを80:20の質量割合で配合し、このパルプ(絶乾量)に対して、各々固形分で、内添サイズ剤(品番:AK−720H、ハリマ化成(株)製)0.02質量%、カチオン化澱粉(品番:アミロファックスT−2600、アベベジャパン(株)製)1.0質量%、及び歩留向上剤(品番:NP442、日産エカケミカルス(株)製)0.02質量%を添加してパルプスラリーを得た。
JISP8142:2005「紙及び板紙−75度鏡面光沢度の測定方法」に記載の方法に準じて、未印刷の塗工紙について測定した。
オフセット印刷機(型番:LITHOPIA MAX BT2−1000、三菱重工業(株)製)を使用し、カラーインク(品番:ADVAN、大日本インキ化学工業(株)製)にて、B4折のカラー4色印刷を、速度1,000rpmで5000部印刷した。紙面温度は115℃に設定した。
JISP8142:2005「紙及び板紙−75度鏡面光沢度の測定方法」に記載の方法に準じて、上記のとおり印刷した印刷サンプルについて測定した。
印刷サンプルでのヒジワの発生程度を以下の基準で目視評価した。
◎:ヒジワの発生がなく、実使用可能。
○:ヒジワが若干発生し、見栄えが若干劣るが、実使用可能。
△:ヒジワが多少発生し、見栄えが多少劣るが、実使用可能。
×:ヒジワが発生し、見栄えが劣り、実使用不可能。
印刷サンプルでの火ぶくれの発生程度を以下の基準で目視評価した。
◎:火ぶくれの発生がなく、実使用可能。
○:火ぶくれが若干発生し、見栄えが若干劣るが、実使用可能。
△:火ぶくれが多少発生し、見栄えが多少劣るが、実使用可能。
×:火ぶくれが発生し、見栄えが劣り、実使用不可能。
印刷サンプルの印刷面について、目視及びルーペ(10倍)にて、印刷物の印刷ムラを観察し、その程度を以下の評価基準に基づいて評価した。
◎:印刷ムラがなく、印刷適性に優れ、実使用可能。
○:印刷ムラが若干発生し、印刷適性が若干劣るが、実使用可能。
△:印刷ムラが多少発生し、印刷適性が多少劣るが、実使用可能。
×:印刷ムラが発生し、印刷適性に劣り、実使用不可能。
JAPAN TAPPI No.51:2000「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に記載の方法に準じて、塗工紙の流れ方向に沿って測定した。回転ホイールの速度は2.5mm/秒とした。
14 内燃キルン炉(第1燃焼炉)
32 外熱キルン炉(第2燃焼炉)
Claims (4)
- 基紙と、当該基紙上に顔料及び接着剤を含有する塗工層を有する塗工紙であって、前記顔料として、次記製造工程により得られた再生粒子を少なくとも含む、ことを特徴とする塗工紙。
(再生粒子の製造工程)
古紙パルプを製造する古紙処理設備の脱墨工程においてパルプ繊維から分離された脱墨フロスを主原料として、前記主原料を脱水、乾燥、燃焼及び粉砕工程を経て得られ、
前記燃焼工程が、第1燃焼炉と、第1燃焼炉にて燃焼された脱墨フロスを再度燃焼する、後の第2燃焼炉とを有する、少なくとも2段階の燃焼工程を有し、
前記第1燃焼炉は300℃以上〜500℃未満で燃焼処理を行う、
ことによって再生粒子を製造する。 - 前記塗工層が少なくとも2層であり、基紙に接する下塗り塗工層に占める前記再生粒子の割合が、下塗り塗工層中の全顔料の10質量%〜100質量%であり、
最表層の上塗り塗工層の顔料として、炭酸カルシウム及びカオリンクレーを含有することを特徴とする、請求項1に記載の塗工紙。 - 前記上塗り塗工層の全顔料の30〜70質量%が該炭酸カルシウムであり、かつ、
前記上塗り塗工層の全顔料の30〜70質量%が該カオリンクレーであることを特徴とする、請求項2に記載の塗工紙。 - 前記下塗り塗工層の顔料が、0.1μmごとに集計した面積粒子径の分布において、0.8μm以上1.3μm未満及び1.3μm以上2.2μm未満のそれぞれの範囲に極大値を有する粒子径分布を持つことを特徴とする、請求項2又は3に記載の塗工紙。
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