KR20030036597A

KR20030036597A - 신문용지의 제조방법

Info

Publication number: KR20030036597A
Application number: KR10-2003-7000274A
Authority: KR
Inventors: 이시자와히토시; 유하라다카시; 오바마사아키; 노지마가즈히로
Original assignee: 오지 세이시 가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-05-09
Also published as: JP2002088690A; JP3978567B2; CN1216204C; KR100496053B1; CN1461369A; WO2002025009A1

Abstract

초지 공정에서의 프레스의 조건과 소프트 캘린더처리 조건을 최적화함으로써, 표리차가 없고, 인쇄작업성이 우수한 옵셋인쇄용 신문용지를 제공한다. 목재펄프, 고지펄프, 충전재료를 주성분으로 하는 원료를 초지, 건조 후, 소프트 캘린더에 통지처리하는 신문용지의 제조방법에 있어서, 통지처리가 1닙 처리이고, 또한 그 소프트 캘린더의 금속 롤측에 접하는 종이면이, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 펠트에 접하는 면인 것을 특징으로 하는 신문용지의 제조방법.

Description

신문용지의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING NEWSPRINT}

신문용지에는 메커니컬 펄프나 고지펄프를 주체로 하는 원료펄프가 사용되고, 최근에는, 특히 쓰레기 증가 등의 환경문제나 자원절약의 관점에서, 고지의 고배합율화나 저 미터평량(坪量)화가 요청되게 되었다. 한편에서, 신문용지는 옵셋인쇄화, 컬러인쇄화, 및 고속인쇄화가 급속하게 진행되고, 그것에 부수하여 인쇄매체가 되는 신문용지에 대해서는, 종래에 한층 더, 우수한 컬러인쇄 적성 및 인쇄작업성의 향상이 요구되고 있다.

옵셋인쇄는 쇄판에 축이기 물과 인쇄잉크를 공급하고, 뒤이어 블랭킷이라고 불리는 고무판에 잉크를 전이시킨 후, 종이에 전이시켜서 인쇄를 행하는 방법으로, 종래의 철판인쇄 방식에 비해, 비교적 점도가 높은 잉크를 사용하기 때문에, 잉크의 종이층 내부에의 침투가 적고, 인쇄후의 잉크 뒷면 스며나옴이 적은(불투명도가 큼) 이점을 가지고 있다.

그렇지만, 근래의 신문용지의 경량화에 따라서, 인쇄후의 높은 불투명성이한층 요구되고 있고, 또 컬러화에 따라서 양호한 잉크 착육성(着肉性:잉크가 두껍게 도포되는 성질)도 요구되게 되었다. 인쇄시의 종이의 잉크 착육성을 높이기 위해서는, 캘린더처리에 의한 평활화가 가장 널리 행해지고 있지만, 캘린더처리의 니핑 압력을 높게 하거나, 닙 수를 늘려서 평활화하면, 잉크 착육성은 양호하게 되지만, 종이의 큰 부피가 나빠지기 때문에, 인쇄후의 불투명도가 저하되거나, 또 강도가 낮아지기 때문에, 인쇄시의 주름발생 등의 주행성 불량 트러블의 원인이 된다. 또, 캘린더처리를 경감함으로써 부피가 큰 종이를 얻는 것은 가능해도, 종이면의 착육성의 표리차가 증대하고, 특히 평활도가 낮은 측의 종이면에서 착육성이 나빠지기 때문에, 표면과 이면에서 화상의 농도가 현저하게 상이하다는 문제가 발생한다. 이것은, 초지공정중, 와이어파트, 프레스파트에서 탈수조건이 표면과 이면에서는 미묘하게 상이하기 때문에, 용지의 평활성의 표리차가 생기거나, 두께 방향에서의 충전재료, 미세섬유의 분포상태가 표면과 이면에서 상이하기 때문에, 잉크의 전이성에 표리차가 나기 때문이라고 생각되고 있다.

한편, 인쇄후의 불투명도를 높이는 방법으로서는, 수화규산이나 산화티탄, 활석 등의 무기안료나 요소 포름알데히드 수지 등의 유기안료가 초지 충전재료로서 널리 사용되고 있다. 그렇지만, 이들 충전재료의 첨가율을 크게 하면 잉크 착육성의 표리차가 생기기 쉽고, 또 옵셋인쇄시에 인쇄과정에서 사용되는 축이기 물에 의해 용이하게 종이층내로부터 침출하여, 블랭킷에 종이분으로서 파일링(퇴적)되는 트러블로 이어지기 때문에, 첨가율에는 한계가 있다. 또, 환경면에서 중요시되고 있는 DIP(탈묵 고지펄프)의 고비율배합화는, DIP가 GP나 RGP, TMP 등의 메커니컬펄프에 비해 높은 불투명도를 나타내기 어렵기 때문에, 불투명도의 개량과 DIP의 고비율 배합화를 양립시키는 것이 극히 곤란한 실정이다.

상기와 같은 정보로부터, 본 발명자 등은, 특히 고지펄프가 고비율 배합된 신문용지에서 옵셋 윤전인쇄시에 표리 모두 양호한 잉크 착육성, 인쇄 불투명성을 나타내고, 또한 양호한 인쇄작업성을 얻는 방법에 관하여 검토를 거듭했다.

그 결과, 본 발명은, 초지공정에서의 프레스의 조건과 소프트 캘린더처리 조건을 최적화함으로써, 표리차가 없는 인쇄품질, 및 인쇄작업성이 우수한 옵셋인쇄용 신문용지를 제공하는 것이다.

본 발명은 신문용지, 특히 고지(古紙)펄프(DIP)가 고비율 배합된 신문용지에 관한 것이며, 표리차가 없는 우수한 인쇄품질을 갖는 옵셋인쇄용 신문용지의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은, 목재펄프, 고지펄프, 충전재료를 주성분으로 하는 원료를 초지, 건조후, 소프트 캘린더에 통지(通紙)처리하는 신문용지의 제조방법에 있어서, 통지처리가 1닙 처리이고 또한 그 소프트 캘린더의 금속 롤측에 접하는 종이면이, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 펠트에 접하는 면인 것을 특징으로 하는 신문용지의 제조방법에 관한 것이다.

신문용지는, 각종 초지기로 초지 제조되지만, 통상 갭 포머라는 트윈 와이어식 초지기를 사용하여 제조하면 질감이 양호한 종이를 고속으로 얻을 수 있기 때문에, 널리 행해지고 있다. 갭 포머의 와이어파트는 종이원료를 2장의 와이어로 끼워서 주행시키고, 양면으로부터 거의 균등하게 탈수하는 구조로 되어 있고, 이 때문에, 균일한 질감을 가지고, 표리차도 비교적 적다. 와이어파트에 이어서 프레스파트에서는, 종이는 금속 롤과 펠트에 끼워져서 압착 탈수가 행해지지만, 종이중의수분은 펠트측으로만 한쪽 방향으로 착수되고, 종이층내의 미세섬유나 충전재료의 분포는 착수방향 즉 펠트측 표면에 치우치고, 다른 쪽은 평활 경질 롤(화강암, 금속 롤 등)에 꽉 눌려서, 평활면을 모사한다. 이 때문에, 통상 최종 프레스가 평활 경질 롤측에 닿는 면의 평활성이 높아지고, 그 때문에 양면을 거의 균등하게 평활화 하는 머신 캘린더 및 소프트 캘린더에서 2닙 처리를 행하면, 그 표리차가 유지 또는 확대되고 만다.

이어서 드라이어파트에서 종이를 건조시킨 후, 종이표면의 강도를 높이고, 인쇄시의 종이분을 막기 위해, 전분이나 PVA, 폴리 아크릴 아미드 등을 주성분으로 하는 표면처리제를 그 표면에 도포하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이 표면처리제는, 제지분야에서 일반적으로 사용되고 있는 도포장치, 예를 들면 사이즈 프레스, 블레이드 메탈링 사이즈 프레스, 로드 메탈링 사이즈프레스, 게이트 롤 코터, 블레이드 코터, 바 코터, 로드 블레이드 코터, 에어 나이프 코터 등, 공지공용의 장치중에서 선택되는 장치를 사용하여 원지표면에 도포된다.

이와 같이 장치를 사용하여 표면처리제를 도포할 때의 도포량은, 건조중량으로 편면당 0.05∼1g/m²이 되도록 도포, 건조된다.

또한, 표면처리제가 도포, 건조된 후, 필요에 따라서 캘린더에 통지하고, 가압, 평활화 처리하여 제품이 완성된다. 그 경우의 캘린더장치로서는, 통상의 금속 롤/금속 롤에 의한 조합에 의한 머신 캘린더는, 상기의 프레스파트까지의 공정에서 생긴 평활성이나 잉크 착육성의 표리차를 조장하고 마는 경향이 있어 바람직하지않다.

본 발명에서 사용되는 캘린더는 금속 롤과 탄성 롤(일반적으로는 울른 페이퍼 롤 또는 폴리아미드계 수지 등의 내구성이 높은 수지소재로 커버한 롤)로 구성되는 소위 소프트 캘린더이고, 종래의 금속 롤만으로 이루어지는 머신 캘린더 다듬질에 비해, 종이층의 질감 불균일에 기인하는 캘린더 후의 밀도 불균일을 경감할 수 있어, 결과로서 옵셋인쇄 특히 컬러 다색인쇄에서, 잉크흡수 불균일이 없는 균일한 농도의 인쇄면을 얻을 수 있다.

상기의 소프트 캘린더는 종래로부터 널리 사용되어 왔지만, 금속 롤과 탄성 롤이라는 재질이 상이한 롤에 의해 처리하여 통상 표리차를 없애기 위해, 동일 종이면이 금속 롤과 탄성 롤을 교대로 접하도록, 2닙 이상의 통지가 행해져 왔다. 한편, 본 발명에서는, 이미 프레스파트 이전에 생긴 표리차를 없애고, 또한 큰 부피를 유지하여 불투명도를 확보하기 위해, 1닙만의 통지를 필수로 한다. 그 때, 금속 롤측에 접하는 종이면이, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 펠트에 접하는 면에 대응시킴으로써, 표리차가 없는 평활성을 가지고, 양호한 잉크 착육성을 얻을 수 있다. 즉 소프트 캘린더보다 평활한 면을 갖는 금속 롤을 평활성이 뒤떨어지는 프레스파트의 최종 프레스 롤로, 펠트에 접하는 측의 종이면에 압착함으로써, 평활성이나 잉크 착육성의 표리차를 없앨 수 있다.

이 때의 소프트 캘린더의 탄성 롤의 경도(쇼어경도 D:JIS Z2246)는 87∼95° 인 것이 바람직하다. 95°를 초과하면 균일한 프로파일을 얻기 어렵고, 87 미만인 경우는 탄성 롤의 내구성이 나빠서, 평활성이 생기기 어렵다. 또, 탄성 롤의 표면조도(JIS BO601)는 0.5㎛(Rmax) 미만이 종이면의 잉크 착육 불균일을 적게하기 때문에 특히 바람직하다. 또, 금속 롤에 접하는 면을 평활화하기 위해 금속 롤을 가열하는 것이 바람직하지만, 이 경우의 금속 롤의 표면온도로서는 40∼150℃, 바람직하게는 50∼120℃, 더욱 바람직하게는 60∼100℃로 처리함으로써, 근소한 밀도 불균일이 영향을 주도록 다색인쇄에서도, 균일한 농도의 인쇄면을 표리차 없이 얻을 수 있다.

이렇게 얻어진 신문용지는, 바람직한 물성값으로서 긴도(緊度)가, 0.55∼0.63g/cm², 오켄식평활도(王硏式平滑度: Japan Tappi No.5)가 15∼100초, 평활도의 표리차(%)가 20% 이하가 되도록 조정된다. 또한, 평활도의 표리차(%)는, 표리의 평활도(초)의 차의 절대값을, 이면의 평활도(초)로 나누어서 산출되고, 구체적으로는 다음 식에 의한다.

표리차(%)=[｜(표면의 평활도 - 이면의 평활도)｜/(이면의 평활도)]×100

여기에서 종이의 표면이란, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 금속 롤에 접하는 면, 이면이란 펠트에 접하는 면으로 한다.

원지를 구성하는 펄프로서는, 화학펄프(표백 또는 미표백의 NKP나 LKP 등), 기계펄프(GP, CGP, RGP, PGW, TMP 등), 고지펄프(DIP) 등이, 임의의 비율로 혼합되어 사용된다. 또한, 초지시에는, 종이원료중에 적당한 화이트 카본 등의 비정질 실리카계 무기안료, 소성 카올린, 구조화 카올린, 및 이산화 티탄, 나아가서는 요소 포름알데히드 수지 등의 제지용 충전재료를 필요에 따라서 적당히 첨가할 수 있다.

더욱이, 종이원료중에는, 상기 충전재료와 함께 황산반토, 지력증강제, 수율향상제, 강화로진 사이징제, 에멀션 사이징제 등의 사이징제, 내수화제, 자외선 방지제 등의 일반적으로 공지공용의 초지용 약품이 첨가되어, 상술한 초지기로 초지된다. 본 발명의 경우, 원지의 평량으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상은 30∼45g/m²정도의 범위이다.

이하에 실시예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 물론, 본 발명은 그들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 예중의 부 및 %는 특별히 예고하지 않는 한, 각각 중량부 및 중량%를 나타낸다.

<실시예 1>

(원지의 작성)

침엽수 크라프트 펄프(NKP) 10부, 서모 메커니컬 펄프(TMP) 40부, 그라운드 펄프(GP) 10부, 신문 탈묵 고지펄프(DIP) 40부의 비율구성으로 이루어지는 펄프 슬러리를, 리파이너로 고해해서 프리니스(CSF)가 120ml인 펄프 슬러리를 조제했다. 이렇게 얻어진 펄프 슬러리에 고형분 대비에서 대 펄프-로진에멀션 사이즈(품명:SPN-773/아라가와 카가쿠고교사) O.3%, 황산반토 1%, 및 평균입경 15㎛의 화이트 카본 1%-를 각각 첨가, 혼합하고 종이원료를 조제했다. 뒤이어 갭 포머형 초지기를 사용하고 초지를 행하고, 미터평량 40g/m²의 원지를 얻었다. 이 때의 프레스 조건은 종이의 표면이 최종 프레스에서 펠트면측에 닿도록(이면은 평활롤에 닿도록) 행했다.

(신문용지의 작성)

표면처리제로서, 뜨거운 물로 가열 용해한 산화 전분(상품명: 에이스 A/오지 콘스타치사)을 상기에서 얻은 원지의 양면에, 게이트 롤 코터를 사용하여, 건조 중량이 편면당 0.2g/m²으로 되도록 도포, 건조한 후, 소프트 캘린더로 하기 조건으로, 종이의 표면이 탄성 롤측(이면이 금속 롤측)에 접하도록, 1닙 통지를 행하여, 옵셋인쇄용 신문용지를 얻었다.

금속 롤 표면온도 80℃

탄성 롤 경도93°(상품명: 에라구라스 ZE, 긴요샤제)

탄성 롤 표면조도0.3㎛(Rmax)

니핑 압70kg/cm

<실시예 2>

실시예 1에서, 캘린더 사양을 아래와 같은 조건으로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 신문용지를 얻었다.

금속 롤 표면온도 70℃

탄성 롤 경도93°

탄성 롤 표면조도0.45㎛(Rmax)

니핑 압70kg/cm

<실시예 3>

실시예 1에서, 캘린더 사양을 하기의 조건으로 한 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 신문용지를 얻었다.

금속 롤 표면온도 70℃

탄성 롤 경도89°(상품명: 미러 막스YCR5400 야마우치제)

탄성 롤 표면조도0.3㎛(Rmax)

니핑 압70kg/cm

<실시예 4>

금속 롤 표면온도 120℃

탄성 롤 경도93°

탄성 롤 표면조도0.3㎛(Rmax)

니핑 압70kg/cm

<실시예 5>

금속 롤 표면온도 50℃

탄성 롤 경도93°

탄성 롤 표면조도0.3㎛(Rmax)

니핑 압70kg/cm

<실시예 6>

서모 메커니컬 펄프(TMP) 20부, 신문 탈묵 고지펄프(DIP) 80부의 비율구성으로 이루어지는 펄프 슬러리를, 리파이너로 고해해서 프리니스(csf)가 120ml인 펄프 슬러리를 조제했다. 이렇게 얻어진 펄프 슬러리에 고형분 대비에서 대 펄프 로진 에멀션 사이즈(품명:SPN-773/아라가와 카가쿠고교사) 0.3%, 황산반토 1%, 및 평균 입경 15㎛의 화이트 카본 2%를 각각 첨가, 혼합하여 종이원료를 얻고 초지한 이외는 실시예 1과 동일하게 옵셋인쇄용 신문용지를 얻었다.

<비교예 1>

실시예 1에서, 소프트 캘린더 1닙 통지 대신에 2닙 통지[1닙째에 종이의 표면이 금속 롤측(이면이 탄성 롤 면측)에 접하도록, 2닙째에 종이의 표면이 탄성 롤측(이면이 금속 롤 면측)에 접하도록 통지]를 행했다.

<비교예 2>

실시예 1에서, 소프트 캘린더 1닙 통지 대신에 머신 캘린더 1닙(금속 롤처리, 스밍롤 표면온도 60℃, 니핑 압 70kg/cm) 통지를 행했다.

<비교예 3>

실시예 1에서, 소프트 캘린더 1닙 통지를 표리 반대로[종이의 표면이 금속 롤측(이면이 탄성 롤측)에 접하도록] 행했다.

<비교예 4>

실시예 1에서, 소프트 캘린더 1닙 통지 대신에 머신 캘린더 4닙(금속 롤처리, 스밍 롤 표면온도 60℃, 니핑 압 90kg/cm) 통지를 행했다(다단 닙으로 상당히 찌부린 것, 표리차, 착육은 좋지만, 불투명도가 나빠지는 예).

이렇게 얻어진 실시예 및 비교예에서의 신문용지의 표면, 이면 각각에 대하여, 하기에 나타내는 품질평가를 행하고, 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

평활도

오켄식평활도 측정법에 의해 인쇄용지의 표리 각각의 평활도(초)를 측정하고, 그 측정값으로부터 평활도의 표리차(%)를 다음 식에 의해 구했다. 표 1에서는 이 표리차(%)를 ｜%｜로 나타낸다.

표리차(%)=[｜이면의 평활도 - 표면의 평활도｜/(이면의 평활도)]×100

잉크 착육성

옵셋인쇄기(고바야시 SYSTEMC-20/코바야시 코퍼레이션)를 사용하고, 연속 10000부의 컬러 4색 인쇄가 되는 인쇄를 행한 후, 담색부의 잉크 착육성을 육안 판정했다. 표 1중, ○, △, × 표시는 하기 성상을 나타낸다.

○: 화상이 선명하고 잉크 착육성이 양호하고, 농담 불균일이 거의 없다.

△: 잉크 착육성이 약간 뒤떨어지고 약간 선명성이 부족하고, 농담 불균일이 적다.

×: 화상이 엷고 잉크 착육성이 뒤떨어지고, 농담 불균일이 크다.

인쇄면 반사율

검은색 잉크 0.3ml를 싣고, RI 인쇄를 행하고, 표준색차계(스펙트로 컬러미터 SE2000/니혼덴쇼쿠)를 사용하여 인쇄면의 반사율(%)을 측정했다. 인쇄면 반사율에는 백지의 표면성(평활성, 광택도)이 크게 영향을 주고, 이 수치가 작은 신문용지일 수록, 전면인쇄, 다색인쇄가 우수한 적성을 갖춘다.

인쇄면 반사율의 표리차 %는, 표리의 인쇄면 반사율(%)의 차의 절대값을, 이면의 인쇄면 반사율(%)로 나누어서 산출되고, 구체적으로는 다음 식에 의한다. 표 1에서는 이 표리차(%)를 ｜%｜로 나타낸다.

표리차(%)=[｜표면의 인쇄면 반사율도 - 이면의 인쇄면 반사율｜/(이면의 인쇄면 반사율]×100

인쇄후 불투명도(%)

표준색차계(스펙트로 컬러미터 SE2000/니혼덴쇼쿠)를 사용하여 반사율을 측정하고, 그 측정값으로부터 인쇄후 불투명도(%)를 다음 식에 의해 구했다. 이 값이 낮을수록(특히 85% 이하), 뒷면 스며나옴, 비쳐보임이 뒤떨어진다.

인쇄후 불투명도(%)=

(인쇄후의 인쇄 이면 반사율)/(인쇄전의 인쇄 이면 반사율)×100

표 1에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 원료를 초지, 건조 후, 소프트 캘린더에 통지처리하는 신문용지의 제조방법에서, 소프트 캘린더의 금속 롤측에 접하는 종이면을, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 펠트에 접하는 면으로 하여 1닙 통지처리로 얻어지는 본 발명의 신문용지는, 표리차가 없는 잉크 착육성을 갖추고, 불투명성이 우수한 인쇄물을 제공한다.

Claims

목재펄프, 고지펄프, 충전재료를 주성분으로 하는 원료를 초지, 건조 후, 소프트 캘린더에 통지처리하는 신문용지의 제조방법에 있어서, 통지처리가 1닙 처리이고, 또한 이 소프트 캘린더의 금속 롤측에 접하는 종이면이, 초지공정 프레스파트에서의 최종 프레스 롤에서 펠트에 접하는 면인 것을 특징으로 하는 신문용지의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 소프트 캘린더의 탄성 롤의 경도(쇼어 D: JIS Z 2246)가 87∼95°, 표면조도(Rmax: JIS B0601)가 0.5㎛ 미만이고, 또한 금속 롤의 온도가 40∼150℃인 것을 특징으로 하는 신문용지의 제조방법.
소프트 캘린더처리후의 신문용지의 긴도가 0.55∼0.63g/cm², 오켄식평활도(Japan Tappi No.5)가 15∼100초이고, 평활도의 표리차가 20% 이하인 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 방법으로 제조된 신문용지.