JP7528853B2 - 白板紙 - Google Patents

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本発明は、白板紙に関する。
表層と表下層と中層と裏層を少なくとも有する多層抄きの白板紙が知られている(特許文献1)。特許文献1に記載のように、白板紙の中層には低コスト、省資源の観点から古紙パルプが使用されることが一般的である。
古紙パルプを使用した白板紙においては、いわゆるあじさい斑点に関する問題が知られている。あじさい斑点とは、昇華性のインクの塊が混入した白板紙を常温で数か月程度保管した際に、インクの塊が白板紙内部の中層等で昇華し、白板紙の表面に滲み出て生じる多色の斑点である。あじさい斑点が発生した白板紙は、その外観から消費者に敬遠される傾向があることから廃棄せざるを得ず、損紙の問題を引き起こす。
昇華性のインクの塊が白板紙に混入する原因として、古紙パルプの原料となる古紙に昇華転写紙が混入することが指摘されている(特許文献2)。そこで特許文献2では、水溶性バインダーを含有するインク受容層を有する特定の昇華転写紙が提案されている。
特許文献2に記載の特定の昇華転写紙は、古紙として回収されても古紙パルプとする際の離解工程において転写インクが水溶性バインダーとともに水中に分散しやすい。そのため、転写インクの塊が古紙パルプに残存しにくくなり、白板紙の原料として古紙パルプを使用した際にあじさい斑点の発生が抑制される。
特開平6-41896号公報 特開2019-64187号公報
昇華転写紙を古紙に分別して廃棄することは、原則として禁止されている。しかし、近年では使用済みの昇華転写紙が、靴、カバンの詰め物として再利用されることが増えている。使用済みの昇華転写紙は、外観で昇華転写紙であるか否かを判別することが困難で、古紙への混入が避けられない。
また、特許文献2で提案されているような対策が講じられた特定の昇華転写紙が存在するとしても、市場にはあじさい斑点に対する対策が何ら講じられていない一般の昇華転写紙も多く流通している。そのため、あじさい斑点への対策を講じていない昇華転写紙の古紙への混入を排除できない。したがって、古紙パルプを使用した白板紙においては、あじさい斑点が生じてしまうおそれが未だにある。
本発明は、あじさい斑点の発生を抑制できる白板紙を提供する。
本発明は下記の態様を有する。
[1] 少なくとも表層と表下層と中層と裏層とを有する白板紙であって、前記表下層が炭酸カルシウムを含み、前記表下層の炭酸カルシウムの含有量が前記表下層の固形分100質量%に対して3質量%以上であり、前記表下層の灰分が35%以下であることを特徴とする、白板紙。
[2] 前記表層も炭酸カルシウムを含む、[1]の白板紙。
[3] 前記表下層の坪量が、15~90g/mである、[1]又は[2]の白板紙。
[4] 顔料とバインダーとを含む顔料塗工層が、前記表層の表面に設けられている、[1]~[3]のいずれかの白板紙。
[5] 前記裏層と前記中層との間に裏下層をさらに有し、前記裏下層も炭酸カルシウムを含み、前記裏下層の炭酸カルシウムの含有量が前記裏下層の固形分100質量%に対して3質量%以上である、[1]~[4]のいずれかの白板紙。
[6] 前記裏下層の灰分が35%以下である、[5]の白板紙。
[7] 炭酸カルシウムが軽質炭酸カルシウムである、[1]~[6]のいずれかの白板紙。
[8] 軽質炭酸カルシウムの体積基準平均一次粒子径D50が、0.2~10μmである、[7]の白板紙。
本発明によれば、あじさい斑点の発生を抑制できる白板紙が提供される。
本発明の白板紙は、少なくとも表層と表下層と中層と裏層を有する。
表層は、多層抄きの白板紙において最も表側に配置される層であり、裏層は最も裏側(表層と反対側)に配置される層である。表下層は、表層のすぐ下の層である。表下層は、白板紙の内側で表層と接する層であるとも言える。本発明の白板紙においては、表下層と裏層との間に中層が配置される。
(表層)
表層は、白色度の高いパルプで構成される。白色度の高いパルプとしては、古紙の脱墨パルプ、晒パルプが挙げられる。中でも晒パルプは白色度が高いため好ましい。
脱墨パルプは、脱墨された白色度の高い古紙パルプである。脱墨パルプの原料とする古紙としては、例えば、上白・罫白、特白・中白・白マニラ等の一度使用されているが印刷部分の少ない紙;カード・模造・色上・ケント・白アート等の印刷物や色づけされ一度は使用された紙類;印刷用塗工紙、飲料用パック、オフィス用紙等の使用済みの上質系古紙;切符類・中質反古・ケントマニラ等の事業系中質古紙;新聞・雑誌等の一般中質古紙;切茶・無地茶・雑袋・段ボール等の茶系古紙等が挙げられる。古紙は機密性を有するオフィス用紙や切符等のシュレッダー処理物であってもよい。これらは、1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
表層の脱墨パルプとしては、上白・カード、特白・中白・白マニラ、模造・色上等の白色度の高い古紙由来の脱墨パルプ;ケント紙由来の脱墨パルプが好ましい。
古紙パルプではない、いわゆる晒パルプとしては、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ、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)、ケミグランドパルプ(CGP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、グランドパルプ(GP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)、ストーングランドパルプ(SGP)等の機械パルプが挙げられる。
本発明の白板紙は、表層も炭酸カルシウムを含むことが好ましい。炭酸カルシウムの詳細及び好ましい態様については、後述の(表下層)の項において説明する。
古紙パルプの原料として回収される古紙には炭酸カルシウムが使用されていることが多い。そのため、表層の抄紙に古紙パルプを使用する場合、表層に古紙由来の炭酸カルシウムが混入することが多い。以上より、表層の炭酸カルシウムの含有量は、表層の抄紙に古紙パルプを使用しない場合は、表層の抄紙に使用する紙料(以下、「表層用紙料」と記載する。)に添加した炭酸カルシウムの量であり、表層の抄紙に古紙パルプを使用する場合は、古紙パルプ由来の炭酸カルシウムと、表層用紙料に添加した炭酸カルシウムの合計量となる。
表層の炭酸カルシウムの含有量は、表層の固形分100質量%に対して1~20質量%が好ましく、2~15質量%がより好ましく、3~12質量%がさらに好ましい。表層の炭酸カルシウムの含有量が前記下限値以上であれば、中層の黒っぽさを充分に隠蔽しやすい。表層の炭酸カルシウムの含有量が前記上限値以下であれば、白板紙の強度を確保しやすい。
表層の灰分は、3~35%が好ましく、5~30%がより好ましく、10~25%がさらに好ましい。表層の灰分が前記下限値以上であれば、白板紙の表面白色度を高くしやすい。表層の灰分が前記上限値以下であれば、白板紙の強度を確保しやすい。
各層の灰分は、JIS P-8251に準拠して測定できる。灰分は、燃やした後の残渣量であり、炭酸カルシウム、その他の無機顔料等の量に対応する。古紙パルプを使用した場合には、古紙パルプに含まれていたものも含めた無機顔料の量に対応する。
表層の坪量は、15~90g/mが好ましく、25~70g/mがより好ましい。各層の坪量は、JIS P8124に準拠して測定できる。
表層の坪量が前記下限値以上であれば、中層の黒っぽさを充分に隠蔽することができる。また、表層の坪量が前記上限値以下であれば、抄紙時の膨れを抑止しやすい。
(表下層)
表下層は、表層のパルプよりも白色度が低く、中層のパルプよりも白色度が高いパルプで構成される。表下層を構成するパルプとしては、表層と比較して低級な古紙由来の脱墨パルプ、すなわち中質繊維を多く含んだ古紙由来の脱墨パルプが好ましく使用できる。例えば、新聞、雑誌、色上、ボール等に由来する脱墨パルプが好ましい。中でも、雑誌古紙に由来する脱墨パルプが好ましい。
本発明の白板紙においては、表下層が炭酸カルシウムを含む。おそらく、表下層が抄紙された際、表下層の微細な炭酸カルシウムの多くは、表下層の下方(ワイヤー側)に移動する。抄紙された表下層と中層とを重ねあわせ、その後乾燥する際、炭酸カルシウムは多孔質であるため、中層の水に溶け出している昇華性の転写インク成分を吸着し、捕捉した状態で乾燥される。さらに炭酸カルシウムが不透明であることから、炭酸カルシウムが捕捉した転写インクを隠蔽できる。そのため、あじさい斑点の発生が抑制される。
表下層の炭酸カルシウムの含有量は、表下層の抄紙に古紙パルプを使用しない場合は、表下層の抄紙に使用する紙料(以下、「表下層用紙料」と記載する。)に添加した炭酸カルシウムの量であり、表下層の抄紙に古紙パルプを使用する場合は、古紙パルプ由来の炭酸カルシウムと、表下層用紙料に添加した炭酸カルシウムの合計量となる。
表下層の炭酸カルシウムの含有量は、表下層の固形分100質量%に対して3質量%以上であり、3~15質量%が好ましく、3~10質量%がより好ましい。表下層の炭酸カルシウムの含有量が前記下限値以上であれば、炭酸カルシウムによる昇華性の転写インクの吸着効果、捕捉効果が充分に得られる。また、白板紙の表面白色度も高くなる傾向がある。そのため、表層における白色度の高いパルプの使用量を低減することもできる。
表下層の炭酸カルシウムの含有量が前記上限値以下であれば、白板紙の強度を確保しやすい。
表下層の灰分は35%以下であり、5~30%が好ましく、10~28%がより好ましく、15~25%がさらに好ましい。表下層の灰分が前記下限値以上であれば、あじさい斑点の発生を抑制しやすい。表下層の灰分が前記上限値以下であれば、白板紙の強度が実用上充分となる傾向がある。
炭酸カルシウムは、軽質炭酸カルシウムでもよく、重質炭酸カルシウムでもよいが、軽質炭酸カルシウムが好ましい。また、炭酸カルシウムとして、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムを併用してもよい。
軽質炭酸カルシウムの体積基準平均一次粒子径D50は、0.2~10μmが好ましく、1~5μmがより好ましく、2~3μmがさらに好ましい。
ここで、一次粒子径とは、軽質炭酸カルシウムの水分散液をレーザー回折式粒度分布測定装置の循環系に滴下し、その後超音波処理してから測定した粒子径をいう。また、体積基準平均一次粒子径D50は体積基準による50%一次粒子径である。
表下層の坪量は、15~90g/mが好ましく、20~70g/mがより好ましく、25~55g/mがさらに好ましい。
表下層の坪量が前記下限値以上であれば、表層と共に、中層の黒っぽさを充分に隠蔽することができる。また、表下層の炭酸カルシウムによる転写インクの捕捉効果を得やすい。表下層の坪量が前記上限値以下であれば、抄紙時の膨れを抑止しやすい。
本発明の白板紙においては、白板紙の表面の割れの発生を抑制できることから、表下層の坪量は、表層の坪量より大きいことが好ましい。
(中層)
中層は、白板紙を構成する層のうち、最も低級なパルプが使用されるのが一般的である。例えば、新聞、雑誌、切符、中質反古、茶模造、段ボール、台紙、地券、ボール等の離解パルプが挙げられる。
中層は一層で形成しても複数の層で形成しても構わない。ただし、低質の古紙パルプの使用量を増やすためには、複数層で中層を形成することが好ましい。中層が複数の層から構成される場合、中層の各層を構成するパルプは、総て同じであってもよいし、異なっていてもよい。
中層の合計坪量は、白板紙の用途により必要とされる厚みに応じて適宜調整される。中層の一層当たりの坪量は、例えば、15~90g/mとすることが好ましく、25~75g/mとすることがより好ましい。
(裏下層)
本発明の白板紙は、表層、表下層、中層、裏層に加えて、裏下層をさらに有してもよい。裏下層は、裏層と中層の間に配置される。裏下層は、白板紙の内側で裏層と接する層であるとも言える。
裏下層を構成するパルプは、中層のパルプよりも白色度が高く、裏層のパルプよりも白色度が低いパルプを使用する。裏下層には、表層、表下層に使用されるパルプを使用してもよいが、通常は、表層と比較して低級な古紙、すなわち中質繊維を多く含んだ古紙が使用される。例えば、新聞、雑誌、色上、ボール等の未晒脱墨古紙パルプが使用されるのが一般的である。
本発明の白板紙が裏下層をさらに有する場合、裏下層も炭酸カルシウムを含んでもよい。裏下層の炭酸カルシウムは、表下層の炭酸カルシウムと同様に昇華性の転写インクの吸着剤として機能でき、転写インクを捕捉することで裏層の表面におけるあじさい斑点の発生をも抑制できる。特に裏層におけるあじさい斑点の発生を抑制することが求められる場合、裏下層も炭酸カルシウムを含むことが好ましい。
裏下層の炭酸カルシウムの含有量は、裏下層の抄紙に古紙パルプをしない場合は、裏下層の抄紙に使用する紙料(以下、「裏下層用紙料」と記載する。)に添加した炭酸カルシウムの量であり、裏下層の抄紙に古紙パルプを使用する場合は、古紙パルプ由来の炭酸カルシウムと、裏下層用紙料に添加した炭酸カルシウムの合計量となる。
裏下層の炭酸カルシウムの含有量は、裏下層の固形分100質量%に対して3質量%以上が好ましく、2~15質量%がより好ましく、3~10質量%がさらに好ましい。裏下層の炭酸カルシウムの含有量が前記下限値以上であれば、炭酸カルシウムによる昇華性の転写インクの吸着効果、捕捉効果が充分に得られる傾向がある。また、裏層側の表面白色度も高くなる傾向がある。そのため、裏層に白色度の高いパルプを使用する場合には、その使用量を低減することもできる。
裏下層の炭酸カルシウムの含有量が前記上限値以下であれば、白板紙の強度を確保しやすい。
裏下層の灰分は35%以下が好ましく、10~30%がより好ましく、15~25%がさらに好ましい。表下層の灰分が前記下限値以上であれば、あじさい斑点の発生を抑制しやすい。裏下層の灰分が前記上限値以下であると、白板紙の強度を確保しやすい。
裏下層の坪量は、15~90g/mが好ましく、25~75g/mがより好ましい。
裏下層の坪量が前記下限値以上であれば、裏層と共に、中層の着色異物を充分に隠蔽することができる。また、裏下層の炭酸カルシウムによる転写インクの捕捉効果を得やすい。裏下層の坪量が前記上限値以下であれば、充分な紙層強度を得ることができる。
(裏層)
裏層には、表層程の白色度は求められないが、人の目に触れるため、通常、中層よりも白色度の高いパルプが使用される。裏層は、オフィス用紙等のシュレッダー処理物由来のパルプを含んでもよい。オフィス用紙等のシュレッダー処理物を離解処理したパルプは、脱墨、漂白処理を行わなくても白色度が比較的高いので、裏層に配合することが好ましい。
裏層の坪量は、15~90g/mが好ましく、25~70g/mがより好ましい。
裏層の坪量が前記下限値以上であれば、中層の着色異物を充分に隠蔽することができる。また、裏層の坪量が前記上限値以下であれば、充分な紙層強度を得ることができる。
白板紙の強度がさらに高くなる傾向があることから、白板紙の各層は、紙力増強剤をさらに含んでもよい。紙力増強剤の詳細及び好ましい態様については、後述の(製造方法)の項において説明する。
(顔料塗工層)
本発明の白板紙においては、顔料とバインダーとを含む顔料塗工層が、表層の表面に設けられていてもよい。
顔料としては、カオリン、炭酸カルシウム(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、シリカ、サチンホワイト、タルク等の一般塗被紙製造分野で使用されている顔料が挙げられる。これらの中でも、優れた印刷適性が発現することから、炭酸カルシウムが好ましい。
バインダーとしては、水系接着剤が好ましい。水系接着剤としては、酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、デキストリン、酵素変性澱粉、水溶性澱粉等の澱粉類;スチレン-ブタジエン共重合体ラテックス、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共重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの共重合体ラテックス等のアクリル系共重合体ラテックス等のラテックス類;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白等の蛋白類、各種ポリビニルアルコール、各種ポリアクリルアミド、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤;カルボキシメチルセルロース等の各種セルロース誘導体等が挙げられる。バインダーは、これらの接着剤から1種を又は2種以上を選択して使用できる。
これらの中でも、バイブロン粘弾性により測定したガラス転移温度が-50~30℃のラテックスを配合すると、塗工面の柔軟性が増し、耐折れ割れ性が向上するため好ましい。ラテックスのガラス転移温度は、-50~0℃であることがより好ましい。
また、ラテックスと共に澱粉を配合することが好ましい。ラテックスと澱粉を併用すると、裏層内部の微細繊維の固定と、裏層の表面の表面強度のバランスがとれる。
ラテックスと澱粉の質量比は、100:0~5:50であることが好ましい。
顔料塗工液は、必要に応じて、分散剤、水酸化ナトリウム、アンモニア水等のpH調整剤;消泡剤;蛍光染料;離型剤;耐水化剤;流動性改良剤;スライムコントロール剤;防腐剤;染料;着色顔料等の1種以上をさらに含んでもよい。
(製造方法)
本発明の白板紙は、例えば、パルプスラリーを含む紙料を多層抄きすることで製造できる。表下層用紙料には炭酸カルシウムを添加する。また、表層、裏下層も炭酸カルシウムを含む白板紙を製造する場合、表層用紙料、裏下層用紙料にも炭酸カルシウムを添加する。炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムが水に分散した炭酸カルシウム分散液として添加することが好ましい。これにより定量添加が可能となり、添加量の変動を抑止しやすくなる。炭酸カルシウムは、炭酸カルシウム分散液として添加する場合、良好な分散性を得るため、炭酸カルシウム分散液に分散剤を添加してもよい。分散剤としては、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
各層の抄紙に使用する紙料の調整において、炭酸カルシウムの添加量は、上述の各層の炭酸カルシウムの含有量となるように適宜調整する。
各層の抄紙に用いる紙料は、各層を構成するパルプスラリーと必要に応じて炭酸カルシウム、紙力剤、硫酸バンド、その他の成分を添加して調製できる。
各層の抄紙に使用する紙料の組成は、白板紙に求められる品質、製造上の便宜等を考慮して適宜変更できる。例えば、紙料中の全パルプに対する脱墨パルプの割合、晒パルプの割合は特に限定されない。紙料をいずれの層の形成に使用するか等を考慮して適宜調整する。
紙力剤は、製品の紙に強度をもたせるための抄紙用薬品である。紙力剤は、湿潤紙力剤(wet strengthening agent)と乾燥紙力剤(dry strengthening agent)とに分けられる。紙力剤は内部強度、表面強度、層間強度向上のため、乾燥紙力剤であることが好ましい。
乾燥紙力剤の中でも、ポリアクリルアミド系紙力剤を用いることが強度発現効果、パルプ歩留り向上のため好ましい。紙料に用いる紙力剤に占めるポリアクリルアミド系紙力剤の割合は、0.1%以上が好ましく、0.4%以上がより好ましく、ポリアクリルアミド系紙力剤のみであることが特に好ましい。
ポリアクリルアミド系紙力剤としては、特に限定されず、アニオン性、両性、カチオン性のいずれも使用することができる。これらの中でも、定着域が広いことから、両性のポリアクリルアミド系紙力剤が好ましい。
ポリアクリルアミド系紙力剤以外の他の紙力剤としては、例えば、澱粉、植物ガム等の天然系紙力剤、ポリビニルアルコール樹脂、スチレンブタジエンラテックス、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラニン樹脂、ポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミドエポキシ系樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の合成系紙力剤等例示できる。これらを単独で又は混合して使用することができる。
これらの中でも、澱粉類、ポリビニルアルコール樹脂、スチレンブタジエンラテックス、が好ましく、澱粉類が特に好ましい。澱粉類としては、酸化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉等のエステル化澱粉、酵素変性澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉等を挙げることができ、これらを単独で又は混合して使用することができる。中でも酸化澱粉を用いることが好ましい。
紙力剤の添加量は、パルプスラリーの固形分100質量%に対して、0.1~1.5質量%が好ましく、0.4~1.0質量%であることがより好ましい。
紙力剤の添加量が前記下限値以上であることにより、析出物が生じることをより確実に抑制できる。また、前記上限値以下であることにより、過凝集による水切れ悪化を抑制しやすい。
硫酸バンドは硫酸アルミニウムの慣用名である。硫酸バンドは代表的な無機凝集剤である。硫酸バンドを添加することにより、古紙パルプを使用する場合も微細な繊維がワイヤーパートにおいて脱落することを抑制し、パルプスラリーの歩留まりを向上させることができる。
硫酸バンドの添加量は、パルプスラリーの固形分100質量%に対して、0.1~2.0質量%が好ましく、0.4~1.0質量%がより好ましい。
硫酸バンドの添加量が前記下限値以上であることにより、パルプスラリーの歩留まり向上効果を得やすい。また、前記上限値以下であることにより、析出物が生じることをより確実に抑制できる。
紙料には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の成分を添加することができる。その他の成分としては、炭酸カルシウム以外の顔料、耐水化剤、撥水剤、発泡性マイクロカプセル、サイズ剤、染料、填料、pH調整剤、スライムコントロール剤、増粘剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、難燃剤、殺鼠剤、防虫剤、保湿剤、鮮度保持剤、脱酸素剤、マイクロカプセル、発泡剤、界面活性剤、電磁シールド材、帯電防止剤、防錆剤、芳香剤、消臭剤等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
炭酸カルシウム以外の顔料としては、白土、クレー、焼成クレー、タルク、酸化チタン、等が挙げられる。
各層を形成するための抄紙方法は特に限定されない。少なくとも、ワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパートを備える抄紙機を用いることが好ましい。また、ドライヤーパートにおいて、サイズプレスを行ってもよい。また、ドライヤーパートの後にカレンダーパート(プレカレンダー)を設けた抄紙機を用いてもよい。
ワイヤーパートとしては、公知の多段式のワイヤーパートを適宜使用できる。多段式のワイヤーパートは、少なくとも2つ以上のワイヤーパート部を有する。
一般に製紙用として使用されているワイヤーパート部の型式としては、円網式、長網式、短網式、傾斜式、ツインワイヤー式等がある。
多段式のワイヤーパートでは、これらの方式を多段に組み合わせることができる。例を挙げるならば、長網抄合わせ、短網抄合わせ、短網円網コンビネーション、長網円網コンビネーション等がある。
プレスパートとしては、公知のプレス機を適宜使用できるが、シュープレスを含むことが好ましい。また、ロールプレスとシュープレスとを組み合わせることも好ましい。シュープレスを用いると、プレスパートでの搾水を充分に行えるため、ドライヤーパートでサイズプレスをする際の水分量を制御しやすい。
ドライヤーパートとしては、公知のドライヤーを適宜使用できる。例えば、湿潤状態の白板紙に接触して加熱するシリンダードライヤーや、赤外線乾燥機、熱風乾燥機等の非接触のドライヤーを、単独で、又は組み合わせて使用できる。
白板紙の表層の表面に顔料塗工層を設ける場合、顔料塗工液を表層の表面に塗布して塗工層を設ける。次いで、塗工層を乾燥して、表層の表面に顔料塗工層を設ける。
顔料塗工液は、顔料100質量部に対して、バインダーを2~50質量部含有することが好ましく、5~25質量部含有することがより好ましい。
バインダーの割合が前記下限値以上であれば、顔料塗工層の強度が充分となる傾向がある。また、バインダーの割合が前記上限値以下であれば、インキ乾燥性が優れるとともに製函適性も優れることになる。
顔料塗工液の塗工量は、乾燥時の質量で5~50g/mが好ましく、8~40g/mが好ましく、10~35g/mがさらに好ましい。
顔料塗工液は複数回に分けて塗布してもよい。顔料塗工液を複数回、例えば二回に分けて塗布する場合、一回目(下塗り層)と二回目(上塗り層)の塗工液は同じでもよく、異なっていてもよい。
顔料塗工液は、表層に直接塗布してもよいし、表層に塗布したサイズプレス液による塗膜を介して塗布してもよい。顔料塗工液を塗布する前に、プレカレンダーにより表層表面に平滑化処理を施してもよい。顔料塗工液は、1回のみ塗布してもよいし、複数回塗布してもよい。特に下塗り層用の顔料塗工液と上塗り層用の顔料塗工液を塗布し、下塗り層と上塗り層を順次形成することが好ましい。
顔料塗工液を塗布することにより、表層側の印刷適性を高めたり、白色度を高めたりすることができる。
コーターはオンマシンでもオフマシンでも構わないが、抄紙機に付属する公知のコーターパートを用いるオンマシンであることが好ましい。コーターパートの塗工装置としては、例えばブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、ブラシコーター、スライドビードコーター、ツーロールあるいはメータリングブレード方式のサイズプレスコーター、ビルブレードコーター、ショートドウェルコーター、ゲートロールコーター、キャレンダーによるニップコーター等が適宜用いられる。
これらの中でも、ロッドメタリングコーターやカーテンコーターは塗工量が一定となるため、塗工ムラ等を抑制した塗工層を得ることができるので好ましい。なお、塗布された塗工層は、公知の乾燥装置で乾燥され、顔料塗工層が形成される。抄紙機はコーターパートを複数有していてもよい。この場合、塗工層を複数回に分けて塗布することができる。
コーターパートの後に、必要に応じてカレンダーパートを設けてもよい。コーターパートの後にカレンダーパートを設けることにより、顔料塗工層が平滑化処理される。
コーターパートの後のカレンダーパートには、公知のカレンダー装置が適宜使用でき、例えば、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトニップカレンダー、熱カレンダー、シューカレンダー等が挙げられる。これらを組み合わせて使用しても構わない。中でも、金属ロールと弾性ロールを備えたソフトニップカレンダーは、紙厚を維持しつつ、塗工層を平滑化処理することができるので好ましい。なお、コーターパートの後のカレンダーパートは、オンマシンでもオフマシンでも構わない。
(作用機序)
以上説明した本発明の白板紙は、表下層が炭酸カルシウムを含む。表下層の炭酸カルシウムは昇華性の転写インクの吸着剤として機能できる。そのため、白板紙を常温で長期間保管した際に中層等から昇華性の転写インクが昇華しても、転写インクが表層に到達する前に表下層の炭酸カルシウムによって転写インクを捕捉できる。
さらに、炭酸カルシウムの含有量が表下層の固形分100質量%に対して3質量%以上であるため、炭酸カルシウムによる昇華性の転写インクの捕捉効果が充分に得られる。
したがって、本発明の白板紙によれば、白板紙の表面におけるあじさい斑点の発生を抑制できる。
このように本発明の白板紙においては表下層が炭酸カルシウムを含むが、表下層の灰分が35%以下であるため表下層の無機成分の含有量が適度であり、あじさい斑点の発生を抑制しながらも白板紙の強度が実用上充分となる。
以下、本発明を実施例によってより具体的に説明するが、本発明は、以下の記載によって限定されない。
<灰分の測定方法>
白板紙の灰分は、JIS P-8251に準拠して測定した。
<実施例1>
多層抄き抄紙機を用いて表層と表下層と中層と裏層を有する白板紙を得た。ここで、表層の坪量が40g/m、表下層の坪量が45g/m、中層の坪量が135g/m、裏層の坪量が45g/mとなるように多層抄きを行った。
表層用紙料として、上物古紙(印刷、製本業者から回収されたもの)を脱墨した脱墨パルプ80質量%、広葉樹晒クラフトパルプ20質量%を混合した、白色度85%のパルプ100質量部に対し、軽質炭酸カルシウム(商品名「タマパールTP121-6S」、奥多摩工業社製、体積基準平均一次粒子径2~3μm)を8質量部配合したものを用いた。
表下層用紙料として、白色度70%の脱墨雑誌古紙パルプ100質量部に対し、軽質炭酸カルシウム(商品名「タマパールTP121-6S」、奥多摩工業社製、体積基準平均一次粒子径2~3μm)を11質量部配合したものを用いた。
中層用パルプとして、白色度40%の雑誌古紙パルプを用いた。雑誌古紙パルプは、昇華転写紙由来のパルプを0.1質量%含んでいた。
裏層用パルプとして、新聞古紙50質量%、雑誌古紙40質量%、オフィス古紙のシュレッダー処理物由来のパルプ10質量%の割合で配合した白色度51%のパルプを用いた。
実施例1の白板紙の表下層の灰分は、15.0%であった。
<実施例2>
表下層用紙料として、白色度70%の脱墨雑誌古紙パルプ100質量部に対し、軽質炭酸カルシウムを4部配合したものを用いた以外は、実施例1と同様にして多層抄きを行い、白板紙を得た。実施例2の白板紙の表下層の灰分は、11.2%であった。
<実施例3>
表下層用紙料として、白色度70%の脱墨雑誌古紙パルプ100質量部に対し、軽質炭酸カルシウムを13質量部配合したものを用いた以外は、実施例1と同様にして多層抄きを行い、白板紙を得た。実施例3の白板紙の表下層の灰分は、16.8%であった。
<比較例1>
表下層用紙料に軽質炭酸カルシウムを配合しなかった以外は、実施例1と同様にして多層抄きを行い、白板紙を得た。比較例1の白板紙の表下層の灰分は、9.5%であった。
<比較例2>
表下層用紙料として、白色度70%の脱墨雑誌古紙パルプ100質量部に対し、軽質炭酸カルシウムを33質量部配合したものを用いた以外は、実施例1と同様にして多層抄きを行い、白板紙を得た。比較例2の白板紙の表下層の灰分は、38.2%であった。
<比較例3>
表下層用紙料として、軽質炭酸カルシウムに代えて、合成シリカ(商品名「ファインシールX-37」、トクヤマ社製、平均粒子径6μm)を用いた以外は、実施例1と同様にして多層抄きを行い、白板紙を得た。比較例3の白板紙の表下層の灰分は、15.4%であった。
<評価方法>
実施例1~3、比較例1~3で得た白板紙について、下記の方法で評価した。結果を表1に示す。
(表層の表面強度)
得られた白板紙の表面に、RI印刷テスター(明製作所社製)で赤インキ(商品名「PrintInk〔紙試験、SD50、紅B、T=13〕」、(株)T&K TOKA社製)を印刷し、インキを印刷した部分の表面のはがれ(ピック)の有無を目視で観察し、下記の基準で表層の表面強度を判定した。
◎:ピックの発生がなく、極めて良好である。
○:ピックの発生が殆どなく、良好である。
△:ピックが若干発生した。
×:ピックが著しく発生した。
(表層の表面の面質)
得られた塗工板紙の表層側の塗工面の面質を目視で観察し、下記の基準で表層の表面の面質を評価した。
◎:平滑性に優れ、光沢感があり、白色度も優れる。
○:平滑性、光沢感、白色度のうち、一つ又は二つがやや劣るが、実用上問題がない。
△:平滑性、光沢感、白色度のうち、一つが劣り、実用上問題がある。
×:表面が荒れており、実用上問題がある。
(あじさい斑点)
得られた白板紙を用い、上下のプレス板を180℃に加熱した熱転写用プレス機((株)東洋精機製作所製、ミニテストプレスMP-2F)を用いて、2枚のプレス板の間に白板紙を置き、6MPaの圧力下で15分間熱プレスした。10分間室温で放置後、表面の状態を目視で観察した。
◎:あじさい斑点が全く見られない。
○:あじさい斑点が僅かに視認できるが、問題がない。
△:あじさい斑点が視認できるが、用途によっては問題ない。
×:アジサイ斑点がはっきり視認でき、問題がある。
Figure 0007528853000001
実施例1~3においては、あじさい斑点の発生を抑制でき、実用上充分な強度を具備する白板紙を提供できることを確認した。
比較例1においては、表下層が炭酸カルシウムを含まず、あじさい斑点の発生を抑制できなかった。
比較例2においては、表下層の灰分が多く、表面強度が低下した。
比較例3においては、表下層が炭酸カルシウムを含まず、表層を目視したときの面質が不充分であった。

Claims (8)

  1. 少なくとも表層と表下層と中層と裏層とを有する白板紙であって、
    前記中層が古紙パルプを含み、
    前記表下層が炭酸カルシウムを含み、前記表下層の炭酸カルシウムの含有量が前記表下層の固形分100質量%に対して3質量%以上であり、前記表下層の灰分が35%以下であることを特徴とする、白板紙。
  2. 前記表層も炭酸カルシウムを含む、請求項1に記載の白板紙。
  3. 前記表下層の坪量が、15~90g/mである、請求項1又は2に記載の白板紙。
  4. 顔料とバインダーとを含む顔料塗工層が、前記表層の表面に設けられている、請求項1~3のいずれか一項に記載の白板紙。
  5. 前記裏層と前記中層との間に裏下層をさらに有し、
    前記裏下層も炭酸カルシウムを含み、前記裏下層の炭酸カルシウムの含有量が前記裏下層の固形分100質量%に対して3質量%以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の白板紙。
  6. 前記裏下層の灰分が35%以下である、請求項5に記載の白板紙。
  7. 炭酸カルシウムが軽質炭酸カルシウムである、請求項1~6のいずれか一項に記載の白板紙。
  8. 軽質炭酸カルシウムの体積基準平均一次粒子径D50が、0.2~10μmである、請求項7に記載の白板紙。
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