(57)【要約】  本発明は、原紙を製造するための充填剤として沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共に使用すること、および硬材、特にポプルス（Populus）属の木材から製造されたパルプおよび軟材化学パルプをＰＣＣ充填剤と共に使用する原紙の製造方法とに関する。硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共に原紙を製造するための沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の使用は、上記硬材砕木パルプの繊維の２０重量％以上が２００メッシュ未満の繊度画分内に含まれ、上記硬材砕木パルプの繊維の１０〜４０重量％が２８／４８メッシュの繊度画分内に含まれ、上記硬材砕木パルプの白色度が７５以上であり、上記沈降炭酸カルシウムの粒径分布が、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％であり、上記原紙の坪量が２５〜１５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする。
2005511916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共に原紙を製造するための沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）の使用であって、
前記硬材砕木パルプの繊維の２０重量％以上が２００メッシュ未満の繊度画分内に含まれ、前記硬材砕木パルプの繊維の１０〜４０重量％が２８／４８メッシュの繊度画分内に含まれ、前記硬材砕木パルプの白色度が７５以上であり、前記沈降炭酸カルシウムの粒径分布が、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％であり、前記原紙の坪量が２５〜１５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする使用。
【請求項２】
前記硬材砕木パルプの白色度が７７以上であり、前記沈降炭酸カルシウムの粒径分布が、６．３μｍ以下が９０％、２．７μｍ以下が５０％、および０．８μｍ以下が２０％であり、前記原紙の坪量が２５〜８０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種から製造されることを特徴とする請求項１または２に記載の使用。
【請求項４】
前記硬材砕木パルプが、ＣＴＭＰパルプまたは加圧砕木（ＰＧＷ）もしくはこれらの組み合わせを含有し、前記硬材パルプが、ポプルス・トレムラ（P. tremula）、ポプルス・トレムロイデス（P. tremuloides）、ポプルス・バルサミア（P. balsamea）、ポプルス・バルサミフェラ（P. balsamifera）、ポプルス・トリコカルパ（P. trichocarpa）、ポプルス・ヘテロフィラ（P. heterophylla）の種、ハイブリッドアスペン種のような異なるアスペンからのアスペン交配種、遺伝子工学で生産された種、およびポプラからなる群から選択されたポプルス属の木材種から製造されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の使用。
【請求項５】
前記硬材砕木パルプの繊維の少なくとも３０％が、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種に由来することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の使用。
【請求項６】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種に由来する少なくとも５０％の繊維を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の使用。
【請求項７】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木に由来する７０〜１００％の繊維と、軟材および／または他の硬材に由来する０〜３０％の繊維とを含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の使用。
【請求項８】
抄紙機用の繊維原料から紙ウェブを形成する原紙の製造方法であって、
前記繊維原料を、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）と、硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプとを組み合わせることによって形成し、前記硬材砕木パルプの繊維の２０重量％以上が２００メッシュ未満の繊度画分内に含まれ、前記硬材砕木パルプの繊維の１０〜４０重量％が２８／４８メッシュの繊度画分内に含まれ、前記硬材砕木パルプの白色度が７５以上であり、前記沈降炭酸カルシウムの粒径分布が、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％であり、前記原紙の坪量が２５〜１５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記硬材砕木パルプの白色度が７７以上であり、前記沈降炭酸カルシウムの粒径分布が、６．３μｍ以下が９０％、２．７μｍ以下が５０％、および０．８μｍ以下が２０％であり、前記原紙の坪量が２５〜８０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種から製造されることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記硬材砕木パルプが、ＣＴＭＰパルプまたは加圧砕木（ＰＧＷ）もしくはこれらの組み合わせを含有し、前記硬材パルプが、ポプルス・トレムラ（P. tremula）、ポプルス・トレムロイデス（P. tremuloides）、ポプルス・バルサミア（P. balsamea）、ポプルス・バルサミフェラ（P. balsamifera）、ポプルス・トリコカルパ（P. trichocarpa）、ポプルス・ヘテロフィラ（P. heterophylla）の種、ハイブリッドアスペン種のような異なるアスペンからのアスペン交配種、遺伝子工学で生産された種、およびポプラからなる群から選択されるポプルス属の木材種から製造されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記硬材砕木パルプの繊維の少なくとも３０％が、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種に由来することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種に由来する少なくとも５０％の繊維を含有することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記硬材砕木パルプが、アスペンおよび／またはポプルス属の木材種に由来する７０〜１００％の繊維と、軟材および／または他の硬材に由来する０〜３０％の繊維とを含有することを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原紙を製造するための充填剤としての沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を、硬材（広葉樹）砕木パルプおよび軟材（針葉樹）化学パルプと共に使用すること、ならびに、硬材、特にポプルス（Populus）属の木材から製造されたパルプおよび軟材化学パルプをＰＣＣ充填剤と共に使用する原紙の製造方法に関する。
【０００２】
［従来の技術］
原紙、特に薄い原紙では、充填剤としてカオリンおよび重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）が使用される。薄い原紙は、従来、酸性条件下で製造され、この条件下では、炭酸カルシウムを使用することができないので他の化合物を使用する。したがって、ＰＣＣおよびＧＣＣは主に上質紙において使用される。
【０００３】
塗工原紙では、コーティング着色剤が紙の表面に定着して十分な被覆層を形成し、塗工工程中に原紙中に浸透できないようにするため、紙の密度が高くなければならない。塗工紙が良好な印刷可能性を有するには、コーティング層が原紙を完全に被覆することが望まれる。薄いコーティング層は優れた被覆性を提供すべきであり、印刷紙の光沢性は、変化を妨害することなく高くなければならない。更に、印刷の間に紙が破損しないようにするため、紙の結合強度（必要な場合には、スコットボンド値として測定される）は十分に高くなければならない。
【０００４】
紙は、通常、ヒートセットオフセット印刷機を用いて印刷される。これに関連して、原紙のｚ方向の強度が十分でなければ、完成した塗工紙の表面がぼこぼこになる可能性がある。紙の表面が高密度であり、ヒートオフセット印刷機の乾燥器部分において紙自体の水分から生成される蒸気が紙の表面を通って逃げることができない場合、この現象は両面塗工紙においては特に問題である。原紙の品質を考慮すれば、充填剤は更に、高い不透明度（光散乱性）および白色度（brighteness）を有するべきであるが、同時に、充填剤は、紙の結合強度を低下させず、一方では原紙の多孔度を増大させないことも非常に重要である。
【０００５】
枚葉オフセット印刷では、印刷インクが別の乾燥器において乾燥されないとしても、ｚ方向の強度は重要である。枚葉給紙式オフセットでは、印刷インクが非常に粘性であり、印刷ニップの出口側において紙に破損を起こしやすい力がかかるという事実があるため、強度が要求されるのである。
【０００６】
既知のように、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）は、特に非塗工上質紙において優れた充填剤である。ＰＣＣは高い白色度および不透明度（opacity）を与え、他の鉱物充填剤と比較すると嵩も良い。得られる利点は、ＰＣＣの製造工程において、工程をコントロールするパラメータを変更することによって粒子の形状および大きさをコントロールすることができるという事実に基本的に基づいている。高い白色度は、工程が合成的なので、純粋な原材料を用いることにより重質炭酸カルシウムよりも優れた最終結果を得ることができるという事実に基づいている。また、ＰＣＣの製造は、他の充填剤と比較して、大型プラントにおいて経済的に競争できる。
【０００７】
製紙を考慮して、充填剤粒子の形状および大きさは、かなり大きな範囲で調整することができる。これによって、ＰＣＣ顔料がコーティング顔料としても他と競争できるようになった。
【０００８】
炭酸カルシウム顔料は、一般的に中性またはアルカリｐＨを有する製紙工程においてのみ使用することができる。炭酸塩は酸性条件下で溶解する。弱酸性の条件下で使用できるＰＣＣ顔料を開発することによって、この制限を回避することは可能である。
【０００９】
ＰＣＣ顔料は非塗工上質紙の充填剤として確固たる地位を確立しており、通常、粒子の形状は複雑であり、サイズはかなり大きい。また、上質紙のコーティングでは、通常、粒子はより単純で、サイズはより小さい。
【００１０】
従来、ＰＣＣ充填剤は、１５重量％を超える割合で、事務用非塗工紙において使用されるが、その目的は、白色度および不透明度を増大させ、コストを低減することである。ＰＣＣの粒子形態は、できるだけ嵩が十分に保持されるように設計されている。この結果、ＰＣＣ粒子は「ウニ」のような形態であり、これもまた、ウェブの密度や結合強度の観点からすると非常に弱い。合成的な沈降ＰＣＣは、製造条件によって、かすみ石または方解石のいずれかである。通常、かすみ石は針状形態であり、紙のコーティングに適する。方解石は偏三角面体（scalenohedral）、すなわち主に粒形状（grain-shaped）として、または光散乱性菱面体、すなわち立方体の凝集体として沈降して、紙の嵩を増大させる。あるいは、角柱状（prismatic）、すなわちセモリナ形状（semolina-shaped）、球形または丸みを帯びた粒子として沈降する。これらは、形状が複雑でサイズが比較的大きいことが多く、紙の観点からすれば、その特性に関して妥協を示す。添付の図１は、ＳＥＭ写真により粒子を示している。上質紙のコーティングにおいて使用される粒子は、より簡単なタイプであり、より小さいサイズである。
【００１１】
しかしながら、ＰＣＣ顔料は薄い原紙の充填剤としてはこれといった成功を収めていない。これらの製品では、品質に関して、充填剤は高い白色度および不透明度、すなわち光散乱性を有することが望まれるが、同時に、充填剤は紙の結合強度を低下させず、一方では原紙の多孔度を増大させないことが非常に重要である。紙の開発では、一般に、紙の坪量を減少させるための試みがなされたことにより不透明度が低下するが、代わりに光散乱係数を増大させることによって補わなければならない。更に、坪量が減少する場合、当然ながら密度は低下、すなわち減少する。抄紙機および塗工機の運転速度が連続的に増加すると、密度の重要性がさらに増す。既知のＰＣＣ充填剤に関する問題は、薄い原紙の製造に関連する全ての要求は同時に満たされないことである。通常、原紙の白色度および不透明度は高いかもしれないが、同時に、原紙の結合強度は驚くほどに減少しており、コーティング着色剤が原紙内へ浸透しているのでその密度が低下している。
【００１２】
フィンランド特許第１００７２９号は、製紙において使用される主に炭酸カルシウムから成る充填剤、およびその製造方法について開示している。この方法では、炭酸カルシウムは、精製によってセルロース繊維および／または砕木パルプ繊維から生成されるノイルフィブリル（noil fibril）の表面上に沈降する。炭酸カルシウム粒子がその表面に沈降したノイルフィブリルは、パールネックレスに類似した繊維を形成し、このように生成した炭酸カルシウム凝集体は主としてパールネックレスのクラスタに類似している。セルロース繊維または砕木パルプ繊維と、炭酸カルシウムとに基づくこの充填剤は、良好な光学特性および良好な強度を紙に与える。
【００１３】
フィンランド特許第１０３４１７号は、硬材から製造した砕木パルプと、軟材化学パルプとを組み合わせることによって、塗工上質紙の製造に適切な原紙の製造方法を開示している。この方法では、アスペンまたはポプルス属の木材から製造された砕木パルプと軟材化学パルプとを組み合わせて使用することにより、その強度特性に関して、原紙の製造に適したパルプを生産する。アスペンパルプの利点には、トウヒ砕木と比較して、高い白色度および白色度の安定性がある。これは、特に、アスペン砕木パルプまたは同等の砕木パルプのリグニン含量が低いためと、そのカルボニル基の濃度が低いためである。これにより、通常よりも低い坪量で高い白色度を有する上質紙を製造することが可能である。
【００１４】
上記により、硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共に薄い原紙を製造するのに特に適し、原紙の充填剤に必要とされる全ての要求を同時に満たすＰＣＣ型充填剤と、アスペンやポプルス属の木などの硬材を基にした砕木パルプおよび軟材化学パルプをＰＣＣ充填剤と共に使用する原紙の製造方法とに求められる必要性が存在することが気付かれるであろう。
【００１５】
［発明の目的］
本発明の目的は、原紙の製造方法、特に、低坪量、良好な内部強度および密度、ならびに改良された光散乱性および不透明度を有する薄い原紙が得られる原紙の製造方法を提供することである。
【００１６】
また、本発明の目的は、原紙を製造するための充填剤としての沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共に使用することであり、この充填剤は、特に上述したような原紙の充填剤に求められる要求を満たす。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、ＰＣＣ充填剤と共に、アスペンまたはポプルス属の木などの硬材に基づく砕木パルプと、軟材化学パルプとを使用する原紙の製造方法を提供することであり、これによって、原紙に求められる特性を全て同時に満たすことができる。
【００１８】
［発明に特有の特徴］
本発明による原紙の製造において硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプと共にＰＣＣ充填剤を使用すること、および原紙の製造方法の特有の特徴は、特許請求の範囲に記載されている。
【００１９】
［発明の説明］
原紙の製造において、硬材砕木パルプおよび軟材化学パルプをＰＣＣ充填剤と共に使用すると、予期しないことであったが、原紙に必要とされるすべての特性を同時に達成できることが判明した。本発明による方法では、硬材砕木パルプ、特に、アスペンまたはポプルス属の木材種から製造される加圧砕木（Pressure Ground Wood、ＰＧＷ）または化学砕木パルプ（ＣＴＭＰ）を、軟材化学パルプと組み合わせるのが有利である。そして、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％である粒径分布を有すると共に、その形態がセモリナ形状、グレイン形状、または球形であるＰＣＣ充填剤が使用される。
【００２０】
原紙用として、アスペンまたはポプルス属の硬材、すなわちポプルス属の木材種から生産するのが有利である硬材砕木パルプを使用することが可能であり、これらは、ポプルス・トレムラ（P. tremula）、ポプルス・トレムロイデス（P. tremuloides）、ポプルス・バルサミア（P. balsamea）、ポプルス・バルサミフェラ（P. balsamifera）、ポプルス・トリコカルパ（P. trichocarpa）およびポプルス・ヘテロフィラ（P. heterophylla）の種、またはハイブリッドアスペン種のような異なるアスペンからのアスペン交配種、および遺伝子工学で生産された種、もしくはポプラからなる群から、または上述の種から生産された砕木パルプのブレンドから選択されるのが好ましい。特に好ましい木材種は、天然アスペンのポプルス・トレムラ（P. tremula）、カナダアスペンのポプルス・トレムロイデス（P. tremuloides）、ポプラ、およびハイブリッドアスペンである。硬材砕木パルプは、最大７０重量％のトウヒまたはマツを必要に応じて含有してもよい。
【００２１】
アスペンの代わりに、カバノキ、ユーカリまたはアカシアなどの他の硬材を使用することも可能である。このような硬材砕木パルプは、例えば２つの硬材と、その上に軟材として例えばトウヒとを含有するブレンドとして調製することができる。トウヒの割合は最大で７０％、好ましくは最大で５０％、特に好ましくは３０％より少なくすることができる。
【００２２】
硬材砕木パルプは、カバノキ化学パルプまたはトウヒ砕木パルプよりも短い繊維を有する。そのため、同じ坪量の硬材砕木パルプは、カバノキ化学パルプまたはトウヒ砕木パルプよりも多くの繊維を含む。これにより、光散乱能力が高くなり、良好な地合（すなわち、小規模における坪量の変動が少ない）が得られ、表面粗度が低くなり、さらに嵩も良好である。
【００２３】
アスペンまたはポプルス属のその他の木材種から製造された硬材砕木パルプ、特に化学砕木パルプ（ＣＭＴＰ）、および加圧砕木（ＰＧＷ）は、短い繊維を大量に含有し、これによって、パルプに、嵩および光散乱性が与えられる。アスペンまたはポプルス属の木材種から製造された砕木パルプと、軟材から製造された化学セルロースパルプとをＰＣＣ充填剤を用いて結合させることによって、優れた光散乱性および不透明度、高い白色度および均一な表面、良好な強度および密度を有する原紙を生産することが可能である。
【００２４】
素材（stock）の乾燥固体から計算して、２０〜７０重量％の硬材砕木パルプ、好ましくはアスペン−ＣＴＭＰまたはアスペン−ＰＧＷ、あるいはこれらの組み合わせと、８０〜３０重量％の軟材の晒化学パルプとを使用し、硬材砕木パルプの少なくとも２０％の繊維は２００メッシュ未満の繊度画分（fibre size fraction）内に含まれ、好ましくは１０〜４０重量％の繊維は２８／４８メッシュの繊度画分内に含まれる。好ましくは、硬材パルプの少なくとも３０重量％、特に好ましくは少なくとも５０重量％の繊維は、アスペン、ハイブリッドアスペンおよび／またはポプラに由来する。
【００２５】
硬材原料を切削した後、それ自体既知の方法で、チップから、砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ（ＴＭＰ）または化学砕木パルプ（ＣＴＭＰ）が製造される。砕木方法を使用する場合（ＧＷまたはＰＧＷ）、原料は丸太のまま工程に供給へとされる。化学パルプと共に砕木パルプから素材を調製し、充填剤として、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％である粒径分布を有するＰＣＣ充填剤が使用される。さらに、素材は、種々のデンプン、デンプン誘導体および保持剤（retention agent）などの添加剤を含むことができる。素材の乾燥固体含量は０．１〜５重量％である。素材の水相としては、例えば、抄紙機の循環水を使用することが可能である。化学パルプとして、軟材の晒化学パルプを使用するのが好ましい。次に、素材の乾燥固体から計算して、砕木パルプの量は２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％であり、軟材の晒化学パルプの量は８０〜２０重量％、好ましくは７０〜３０重量％である。
【００２６】
先行技術に従って、例えばギャップフォーマーを用いて、硬材砕木パルプおよび化学パルプの素材から抄紙機のための紙ウェブが形成される。
【００２７】
実験室における試験では、９μｍ以下が９０％、５μｍ以下が５０％、および１．５μｍ以下が２０％である粒径分布、好ましくは６．３μｍ以下が９０％、２．７μｍ以下が５０％、および０．８μｍ以下が２０％である粒径分布、特に好ましくは４．３μｍ以下が９０％、１．８μｍ以下が５０％、および０．５μｍ以下が２０％である粒径分布を有し、その形態がグレイン形状、セモリナ形状または球形であるＰＣＣ充填剤と共に、硬材砕木パルプ、好ましくは、低いフリーネス、ＣＦＳ≦１５０ｍｌ、および７５以上、好ましくは７７以上の高い白色度を有するアスペンベースのパルプと、軟材化学パルプとを用いる場合、その品質に関して、原紙に課せられた要求を満たす薄い原紙の製造が可能であることが分かった。その特性を以下に示す。
・坪量  ２５〜１５０ｇ／ｍ２、好ましくは２５〜８０ｇ／ｍ２
・光散乱係数  ４５以上、好ましくは５０以上、非常に好ましくは５５以上
・結合強度  ２００以上、好ましくは２５０以上、非常に好ましくは３００以上
・紙の多孔度  ５００ｍｌ／分以下、好ましくは３００ｍｌ／分以下、非常に好ましくは２５０ｍｌ／分以下（５０ｇ／ｍ２の坪量において）、
・紙の嵩  １．２〜１．８ｃｍ３／ｇ
・白色度  ７５％以上
【００２８】
本発明による原紙の繊維組成は、２０〜７０重量％の硬材砕木パルプ、好ましくはアスペンベースのパルプ、最も好ましくはアスペン砕木またはアスペン−ＣＴＭＰパルプ、非常に好ましくはアスペン−ＣＴＭＰパルプと、８０〜３０重量％の軟材化学パルプ、好ましくはマツの晒化学パルプとを含む。
【００２９】
原紙は、当該技術分野において知られている任意の適切な方法で塗工することができ、それによって、５〜５０ｇ／ｍ２、好ましくは５〜３０ｇ／ｍ２の坪量を有するコーティング層が、紙ウェブの少なくとも一方の表面、好ましくは両方の表面に形成される。
【００３０】
適切な顔料含有コーティング着色剤で塗工することによって、本発明による原紙から高品質の上質紙が得られる。それ自体既知の方法でコーティング着色剤を材料ウェブに塗布することができる。紙の塗工は、従来の塗工装置を使用して、すなわち、ブレードコーティングによって、あるいはフィルムコーティングまたは表面スプレーによって、オンラインまたはオフラインで実行することができる。
【００３１】
本発明による方法で製造された原紙、およびこの原紙から更に製造された塗工紙は、先行技術において知られている任意のカレンダー加工法によって、カレンダー加工することができる。カレンダー加工は、ソフトカレンダリングのようにオンラインで行われるのが好ましく、これにより、滑らかで光沢がある製品、あるいはつや消し表面の製品が得られ、その嵩、不透明度、および剛性は要求を満たすものである。
【００３２】
本発明を以下の実施例によりさらに説明する。しかしながら、本発明が実施例の実施態様にのみ制限されるものではないことは、当業者には明らかである。
【実施例１】
【００３３】
［様々な充填剤を用いた実験室における試験］
一連の試験において、Ｆｏｒｍｅｔｔｅ  Ｄｙｎａｍｉｑｕｅシートモールドで実験用シートを製造した。試験において、以下に記載される繊維パルプ、損紙、および種々の充填剤を使用した。標準量の保持剤およびデンプンも使用した。
【００３４】
次の繊維パルプを試験で使用した。
・Ｅｓｃｈｅｒ  ＷｙｓｓラボラトリーリファイナーでＳＲ数２４に精製された北欧の軟材の晒化学パルプ
・Ｖｏｉｔｈ  Ｓｕｌｚｅｒラボラトリーリファイナー（コンシステンシー４．２％、比エッジ荷重（specific edge load）０．３Ｊ／ｍ、比エネルギー消費量９０ｋＷｈ／ｔ）でＣＳＦ値４８ｍｌに精製し、８５％のアスペンおよび１５％のトウヒを含有する晒ＣＴＭＰ。パルプの繊維分布と、実験用シートから測定された最も重要な紙の技術的な値は次の通りであった。
・長さ−加重された繊維の長さ：０．６９ｍｍ
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ＋２８メッシュ：３．３％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ２８／４８メッシュ：３９．４％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ４８／１００メッシュ：２２．４％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  １００／２００メッシュ：１１．０％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  −２００メッシュ：２３．９％
・引張強さ（tensile index）  ３７．８Ｎｍ／ｇ
・引裂強さ（tear index）  ３．４ｍＮｍ２／ｇ
・嵩  １．７９ｃｍ３／ｇ
・スコットボンド  １５２Ｊ／ｍ２
・散乱係数  ４７．４ｍ２／ｋｇ
・白色度  ８０．９
【００３５】
全ての試験において、全部で１２％の充填剤を存在させた。塗工紙を製造する製紙工場では、実際条件では、原紙の充填剤はいわゆるフレッシュ充填剤と、塗工紙の損紙からの充填剤（コーティング層の鉱物顔料を含有する充填剤）との両方で構成される。このため、製紙工場からの塗工損紙として充填剤をいくつかの試験で投与した。この損紙では、鉱物主成分は、コーティングに含有される重質炭酸塩であった。これらの試験では、フレッシュ充填剤は６パーセント単位の充填剤を構成し、損紙からの充填剤は６パーセント単位の充填剤を構成した。
【００３６】
使用した充填剤を次の表１に示す。添付の図２は粒径分布をグラフで表わしたものである。値は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｓｉｚｅ装置で測定した。
【００３７】
【表１】
2005511916.tif 000003
【００３８】
シートの特性を次の表２に示す。引張強さおよび引裂強さは、機械および幅方向結果からの幾何平均である。
【００３９】
【表２】
2005511916.tif 000004
【００４０】
予想通りではあるが、これらの結果から、炭酸カルシウムと比較して、ＰＣＣを使用した場合に白色度および散乱係数は高くなることが分かる。しかしながら、思いがけなく、優れた光学特性に加えて、ＰＣＣ１および特にＰＣＣ２は更に、強度特性も改良できることが分かる。これは、スコットボンドの結合強度および引裂き強度に関して、損紙を含む試験で生じた。また、紙の多孔度は、十分に低いレベルのままであった。ここでもまた、ＰＣＣ２の驚くほど優れた結果に目をみはるものがある。
【実施例２】
【００４１】
［パイロット抄紙機における原紙の製造ならびにその塗工およびカレンダー加工］
次の繊維パルプを試験で使用した。
・ミル粉砕した北欧の軟材の晒化学パルプ
・比エッジ荷重は低いが、比エネルギー消費量が１４０ｋＷｈ／ｔであるパイロット規模のリファイナーで後精製され、８５％のアスペンおよび１５％のトウヒを含有する晒ＣＴＭＰ。後精製の前、パルプのＣＳＦは１１５ｍｌであった。後精製の後、パルプおよび実験用シートの最も重要な特性は次の通りであった。
・ＣＳＦ  ５９ｍｌ
・長さ−加重された繊維の長さ：０．７３ｍｍ
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ＋１６メッシュ：０．０％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  １６／３０メッシュ：５．４％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ３０／５０メッシュ：３１．３％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  ５０／２００メッシュ：３４．１％
・ＭｃＮｅｔｔ分級  −２００メッシュ：２９．１％
・白色度  ７８．６
・引張強さ  ４６．７Ｎｍ／ｇ
・引裂強さ  ３．９ｍＮｍ２／ｇ
・密度  ５７０ｋｇ／ｍ３（嵩  １．７５ｃｍ３／ｇ）
・スコットボンド  ３９２Ｊ／ｍ２
・散乱係数  ５１．５ｍ２／ｋｇ
【００４２】
これらの結果を実施例１の実験室における後精製パルプの特性と比較すると、パイロット規模のリファイナーは明らかにより多くの２００メッシュ画分をもたらしたが、一方で、パイロット試験では３０／５０メッシュ画分（実施例１の画分２８／４８メッシュに相当する）が明らかに少ないことが分かる。結果は典型的であり、実際に、パイロット試験で使用されたリファイナーは製紙工場の条件と非常に良く一致することが分かった。リファイナーは工場のリファイナーと構造は同等であるが、パイロットリファイナーのサイズはより小さい。
【００４３】
パイロット規模の抄紙機においてパルプから原紙を製造した。抄紙機はギャップフォーマーを有した。次のように、実施例１と同一の充填剤を紙に添加した。
・ＰＣＣ１、偏三角面体
・ＰＣＣ２、菱面体
【００４４】
重質炭酸カルシウムとの比較はこれ以上行わなかったが、最良のＰＣＣのうちの２つを試験に含めた。
【００４５】
全ての試験において、素材へ標準量のデンプンおよび同一の保持剤を添加した。
【００４６】
原紙をロール状に作製し、乾燥した後、分析した。次の表３の測定結果は、４本のロールの測定値からの平均である。引張強さおよび引裂強さは、機械および幅方向の幾何平均である。
【００４７】
【表３】
2005511916.tif 000005
【００４８】
表３から、原紙の特性は互いに比較的近いことがわかる。ＰＣＣ１の含量がより高いことによって、比較はより困難になる。実験室における試験と同様に、より良い光学特性、すなわち白色度および散乱係数がＰＣＣ２で達成された。
【００４９】
その後、同じコーティング着色剤で原紙を塗工し、スーパーカレンダー加工した。目標のコーティング量は、紙の両面で１８ｇ／ｍ２であった。カレンダー加工の線圧（lineal pressure）は２８０ｋＮ／ｍであった。
【００５０】
完成した紙の最も重要な特性を次の表４に示す（特性は紙の両面の平均である）。
【００５１】
【表４】
2005511916.tif 000006
【００５２】
表４によると、塗工後の唯一の明らかな差異は白色度であり、ＰＣＣ２の場合のほうが良い。しかしながら、通常の予想では、完成した紙において白色度が１．３単位も高ければ、より高い白色度を有する紙の不透明度は、低い白色度を有する紙よりも明らかに低いことが予想される。したがって、ＰＣＣ２含有紙の光学特性は、ＰＣＣ１紙よりも優れていると考えられるはずである。紙の表面特性（平滑度、光沢）において実際的な差異はない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】沈降炭酸カルシウムの粒子をＳＥＭ写真により示したものである。
【図２】充填剤の粒径分布を表わすグラフである。
【図１】
2005511916.tif 000007
【図２】
2005511916.tif 000008
【国際調査報告】
2005511916.tif 000009
2005511916.tif 000010
2005511916.tif 000011