(57)【要約】【課題】書籍、文庫本やその他の用途の印刷用紙に必要な紙強度特性および印刷適性に優れた低密度紙を提供する。【解決手段】繊維径１５μｍ以上、ルンケル比１．０以上、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３５０〜４５０ｃｍ２／ｇの広葉樹パルプを５０〜１００質量％含有し、かつ低密度化薬品を対パルプ当たり０．０５〜１．５質量％を添加したパルプスラリーを用いて抄紙してなることを特徴とする低密度紙。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維径１５μｍ以上、ルンケル比１．０以上、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３５０〜４５０ｃｍ２／ｇの広葉樹パルプを５０〜１００質量％含有し、かつ低密度化薬品を対パルプ当たり０．０５〜１．５質量％を添加したパルプスラリーを用いて抄紙してなることを特徴とする低密度紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低密度紙に関するものである。さらに詳しくは書籍、文庫本やその他の用途の印刷用紙に必要な紙強度特性および印刷適性に優れた低密度紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ではユーザーのニーズが多様化してきている。特に、最近の活字離れの傾向を反映し、書籍は頁数の減少を伴ってきており、従来、書籍としての主流は、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ２の高密度のものであったが、近年では頁数の減少に伴って手肉感、高級感、見栄えなどの要求が高まっており、これには紙の厚さを維持した上での軽量化、即ち低密度化された印刷用紙への依存度が強くなっている。
【０００３】
上記の紙の密度に対する要求を満たすため、紙の原料となるパルプの特性を限定し、密度の低い紙を製造することも可能であり、これが従来よりとられてきた方法である。一般には、紙は木材を原料としたパルプを用いて製造される。しかし、その木材の樹種やパルプ化の方法によってその性質は大きく異なる。パルプの性質と細胞の形態との間には密接な関係があり、またこれらは紙の性質とも関係があることは、古くから多くの研究がなされてきている。
【０００４】
低密度の紙を得るために有利なパルプの性質は、剛直なパルプであり、一般的には繊維径が大きく、かつ細胞壁が厚く、ルーメンが小さいパルプが良いと言われている。パルプの特性を表す指標として、細胞壁の厚さの２倍をルーメンの幅で除した値であるルンケル比がある。このルンケル比が大きい方がより剛直な繊維であると言え、ルンケル比１．０以上であるパルプが好ましいと開示されている（例えば、特許文献１参照）。このようなパルプを与える樹種を選択することも有効な方法の一つである。また、地合が良く、平滑な紙の方が印刷適性が良好であることから、長繊維である針葉樹パルプと比較して短繊維の広葉樹パルプの方が適していると考えられる。
【０００５】
パルプ化の方法では、クラフト蒸解や亜硫酸蒸解を行い、その後、漂白処理された化学パルプや化学パルプと比較して薬品使用量が少なくグラインダーやリファイナーで木材を機械的処理し製造される機械パルプ（ＧＰ）などがある。化学パルプと比較してＧＰの方がパルプは剛直であり、紙の低密度化には有効である。しかしながら、ＧＰは化学パルプと比較してリグニン物質を多量に含んでおり経時によって退色が大きい、さらに紙の強度低下や印刷適性に劣る、など品質上で劣り、紙への配合量が制限されるなどの問題がある。
【０００６】
また、紙の製造方法の改良として、抄紙工程におけるパルプの叩解の程度を減少させ、パルプのフィブリル化を抑制する、プレスでの加圧を弱くする、などの方法により、パルプの繊維間結合を抑制して低密度化を図ろうとする方法があるが、それに伴ってプレスロールでの汚れ発生、紙の平滑性の低下や剛直度の低下、などが生じ、操業性の低下や紙の密度以外の品質の低下を招くことになる。
【０００７】
その他にも、湿潤時に圧縮処理して潰したパルプを紙に含有させる方法（例えば、特許文献２参照）、発泡性の微小球状体をパルプに添加する方法（例えば、特許文献３）、軽度に叩解したパルプと叩解を進めたパルプを混合使用する方法（例えば、特許文献４〜６参照）など紙の製造方法を改良したものがある。
【０００８】
さらには、低密度化薬品、嵩高填料を併用するような方法がある（例えば、特許文献７参照）。この特許文献７では、低密度化薬品はパルプの繊維間結合の阻害要因となり、紙の強度が低下するという欠点があり、低密度化薬品のみで低密度化を図ると強度低下が大きく、抄造や印刷時に断紙や走行性のトラブルが起こるという問題を指摘し、嵩高填料とのバランスで低密度ながら強度低下が小さいことを見い出している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２９１４９４号公報
【特許文献２】
特開昭５９−４３１９９号公報
【特許文献３】
特開昭５１−１３２８２２号公報
【特許文献４】
特公昭５５−４７３８５号公報
【特許文献５】
特開昭５８−２４０００号公報
【特許文献６】
特開昭５８−１９７４００号公報
【特許文献７】
特開２０００−２８２３９２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、書籍、文庫やその他の用途の印刷用紙に必要な紙強度特性および印刷適性に優れた低密度紙を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明における特定の広葉樹パルプを用いた場合に低密度化が図れ、かつ該パルプを特定量含有し、特定量の低密度化薬品を添加したパルプスラリーを用い、抄紙することで、より大きな低密度化効果を与え、書籍、文庫やその他の印刷用紙として使用するのに適切な紙強度特性および印刷適性を得るために、適度な叩解処理を行い、この低密度化とは相反する叩解処理を経ても、目的とする低密度紙が得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の低密度紙は、繊維径１５μｍ以上、ルンケル比１．０以上、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３５０〜４５０ｃｍ２／ｇの広葉樹パルプを５０〜１００質量％含有し、かつ低密度化薬品を対パルプ当たり０．０５〜１．５質量％を添加したパルプスラリーを用いて抄紙してなることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の低密度紙について、詳細に説明する。
【００１４】
本発明において、使用される製紙用パルプの原料となる木材は、繊維径１５μｍ以上、ルンケル比１．０以上、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３５０〜４５０ｃｍ２／ｇの特性を有する広葉樹パルプであることを除けば、特にその産地や種類には限らない。また、パルプとしては、例えば、化学パルプであるクラフトパルプ、サルファイトパルプなどが挙げられる。
【００１５】
本発明では、低密度を与えるパルプ特性の指標として、パルプの繊維径、細胞壁の厚さの２倍をルーメンの幅で除した値であるルンケル比、および比散乱係数を取り上げた。これらの要素は、互いにからみあって作用し、紙の密度にとって重要な要因となる。一般的に繊維径が大きく、また繊維壁厚が大きいと、シート密度は低くなることは公知の事実であり、これらの繊維形態はパルプが潰れにくく嵩高な性質となっていると考えられ、繊維径１５μｍ以上、ルンケル比１．０以上が好ましい。さらに、比散乱係数は、パルプの白度が一定であればシート表面積と密接な関係がある。パルプが太く潰れていない場合には、結果としてシート表面積が大きくなるものと考え、比散乱係数がパルプの密度特性を表す指標となることを見い出したものである。しかし、シート表面積はパルプの繊維間結合とも密接な関係があり、シート表面積が大きいことは該繊維間結合が弱いことを示し、強度特性が劣るため、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数は３５０〜４５０ｃｍ２／ｇの範囲が好ましい。
【００１６】
本発明では、パルプの繊維径、ルンケル比、比散乱係数は、以下の方法で測定した。
【００１７】
パルプの繊維径は、パルプを用いて手抄きシートを作製し、パルプシートを切断、その断面を電子顕微鏡にて観察し、約５０本の繊維断面の繊維径を測定して平均値を求めた。
【００１８】
ルンケル比は、パルプの繊維径と同様にして電子顕微鏡にて観察し、繊維細胞壁の厚さを約５０本について測定した。ルンケル比（Ｒ）は、繊維の細胞壁の厚さの２倍をルーメンの幅で除した値であり、繊維細胞壁の厚さをＨ、繊維径をＬとすると次式で表される。
【００１９】
【数１】
Ｒ＝２Ｈ／（Ｌ−２Ｈ）
【００２０】
比散乱係数は、パルプの叩解の程度によって変化し、一般的には叩解を進めてカナダ標準濾水度が低下するに従って比散乱係数は小さくなる。今回の発明においては、未叩解パルプをＰＦＩミルを用いて叩解して、ＪＩＳ  Ｐ８１２１に準じるカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）を５００ｍｌに合わせた時の比散乱係数として示した。坪量６０ｇ／ｍ２の手抄きシートを作製し、ＪＩＳ  Ｐ８１２３に準じたハンター反射率計を使用し、黒色板を裏あてした時の反射率をＲ０、不透明になるまでシートを重ねた時の反射率をＲ１とし、次式により比散乱係数Ｓを算出した。ここで、Ｗはシートの重量（ｇ／ｃｍ２）であり、坪量の１／１００００である。
【００２１】
【数２】
Ｓ＝１／Ｗ×ｌｎ｛（Ｒ０×Ｒ１−１）／（Ｒ０／Ｒ１−１）｝／（１／Ｒ１−Ｒ１）
【００２２】
本発明において使用される低密度化薬品は、例えば、界面活性剤であり、これがパルプに吸着し、繊維表面の極性基を隠ぺいして水素結合ができるのを妨げ、結果としてパルプの繊維間結合を弱め、低密度の紙となると考えられる。このような界面活性剤は、疎水基と親水基を併せ持つ化合物であるが、低密度化が可能であれば特に組成が限定されるものではない。
【００２３】
例えば、現在、低密度化薬品として市販されているものには、日華化学株式会社製の「マスクートＫ１００」、花王株式会社製の「ＫＢ１１５、ＫＢ１１０」などがある。これらの薬品は、前述の通り、パルプの繊維間結合力を弱める働きを行い繊維間結合距離を高めるものであるが、薬品の組成は同一ではなくてもよく、またこれらの薬品に限定されるものではない。
【００２４】
本発明では、低密度を与える特性を持ったパルプを低密度化と相反する叩解処理を行い、パルプの繊維間結合を高め、紙の用途に必要な強度を持たせても、低密度化薬品を添加することで目的とする低密度の紙を得ることを可能とするものであり、低密度化薬品の種類については特に重要なものではない。
【００２５】
【実施例】
以下の実施例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ質量部および質量％を示す。
【００２６】
実施例１
チリ産ユーカリを主体としたパルプの繊維径１２μｍ、ルンケル比０．８、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３２０ｃｍ２／ｇのパルプ特性を持つチリ産ユーカリＬＢＫＰ４５％、広葉樹であるオークやガムを主体とし、パルプの繊維径１６μｍ、ルンケル比１．２、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３８０ｃｍ２／ｇのパルプ特性を持つ広葉樹パルプであるＬＢＫＰ−Ａ５５％の混合紙料をカナダ標準濾水度５００ｍｌになるまで叩解し、パルプスラリーを作製した。これらパルプスラリーに、パルプ絶乾重量に対して、低密度化薬品としてマスクートＫ１００（日華化学社製）を０．６％、軽質炭酸カルシウムを２０％、ＡＫＤサイズ剤を０．１３％（日本ＰＭＣ社製：ＡＳ−２６３）、カチオン化澱粉を１％（ナショナルスターチ社製：Ｃａｔｏ３２１０）、歩留まり向上剤を０．０３％（栗田工業社製：ハイホルダー３０１）を添加し、水で希釈して１％スラリーとした。このスラリーを長網式抄紙機にて抄紙し、坪量８３．７ｇ／ｍ２の原紙を得た。この時の抄紙条件は、ツインバ型の３段プレスにてそのトータルプレス線圧は１５０ｋｇ／ｃｍ、バーサルニップ型オンマシンカレンダー線圧は１０ｋｇ／ｃｍであった。得られた原紙に、固形分濃度５％の酸化澱粉（日本食品化工社製：ＭＳ−３８００）のサイズ液を調整し、該サイズ液をサイズプレスで固形分で０．３０ｇ／ｍ２となるように含浸塗工し、実施例１の低密度紙を得た。
【００２７】
実施例２
実施例１のチリ産ユーカリＬＢＫＰを２５％、ＬＢＫＰ−Ａを７５％にした以外は実施例１と同様に行って実施例２の低密度紙を得た。
【００２８】
実施例３
実施例１のチリ産ユーカリＬＢＫＰを０％、ＬＢＫＰ−Ａを１００％とした以外は実施例１と同様に行って実施例３の低密度紙を得た。
【００２９】
実施例４
実施例１の低密度化薬品の添加量を１．３％とした以外は実施例１と同様に行って実施例４の低密度紙を得た。
【００３０】
比較例１
実施例１のチリ産ユーカリＬＢＫＰを５５％、ＬＢＫＰ−Ａを４５％にした以外は実施例１と同様に行って比較例１の低密度紙を得た。
【００３１】
比較例２
実施例１のチリ産ユーカリＬＢＫＰを１００％、ＬＢＫＰ−Ａを０％にした以外は実施例１と同様に行って比較例２の低密度紙を得た。
【００３２】
比較例３
実施例１のチリ産ユーカリＬＢＫＰを１００％、ＬＢＫＰ−Ａを０％、低密度化薬品添加量を０％にした以外は実施例１と同様に行って比較例３の低密度紙を得た。
【００３３】
比較例４
実施例１の低密度化薬品の添加量を０％とした以外は実施例１と同様に行って比較例４の低密度紙を得た。
【００３４】
比較例５
実施例３の低密度化薬品の添加量を０％とした以外は実施例３と同様に行って比較例５の低密度紙を得た。
【００３５】
比較例６
実施例１の低密度化薬品の添加量を２．３％とした以外は実施例１と同様に行って比較例６の低密度紙を得た。
【００３６】
実施例１〜４および比較例１〜６で得られた低密度紙について、密度、内部結合強度、クラーク剛直度、印刷適性の各特性の評価を行ない、その結果を表１に示した。なお、評価方法は下記のとおりである。
【００３７】
＜密度＞
密度は、ＪＩＳ  Ｐ８１１８法に準じて測定した。本発明では、０．６５以下であることが必要である。
【００３８】
＜内部結合強度＞
内部結合強度は、ＴＡＰＰＩ  ＮＭ４０３に準じて測定した。本発明では、１１５以上であることが必要である。
【００３９】
＜クラーク剛直度＞
クラーク剛直度は、ＪＩＳＰ８１４３法に準じて測定した。単位は、ｃｍ２／１００である。
【００４０】
＜印刷適性＞
印刷適性の評価は、ＲＩ印刷試験機を用い、オフセット印刷用インキを０．３ｍｌ使用して簡易印刷試験を行い、繊維剥け、インキ着肉性について３段階評価を行い、それぞれ問題のないものを○、やや劣るが実用上問題ないものを△、実用上不可のものを×で示した。
【００４１】
【表１】
2004169193.tif 000002
【００４２】
評価：
実施例１〜３でわかるように、パルプの繊維径１６μｍ、ルンケル比１．２、カナダ標準濾水度５００ｍｌにおける比散乱係数が３８０ｃｍ２／ｇの特性を有するＬＢＫＰ−Ａを５０〜１００％パルプ配合し、かつ低密度化薬品を０．６％添加することにより、密度０．６１〜０．６５ｇ／ｃｍ３の低密度紙を得ることができ、また比較例１〜３でわかるように、ＬＢＫＰ−Ａを５０％未満のパルプ配合では、密度０．７１〜０．７５ｇ／ｃｍ３であり、低密度紙としてはまだ不十分な結果であった。
【００４３】
実施例３と比較例５でわかるように、ＬＢＫＰ−Ａ１００％のパルプ配合時には、低密度化薬品を０．６％添加することによって密度０．６９ｇ／ｃｍ３から０．６２ｇ／ｃｍ３へと、０．０７ｇ／ｃｍ３の大きな低密度化効果があった。
【００４４】
これに対し、比較例２と比較例３のチリ産ユーカリＬＢＫＰ１００％をパルプ配合した時には、低密度化薬品０．６％添加することによって密度０．７５ｇ／ｃｍ３から０．７３ｇ／ｃｍ３へと、０．０２ｇ／ｃｍ３の低密度化効果があったが、ＬＢＫＰ−Ａを１００％パルプ配合した時と比較して、チリ産ユーカリ１００％をパルプ配合した時には、低密度化薬品の効果が小さく、アラバマリバーＬＢＫＰと低密度化薬品を組み合わせることによってより大きな低密度効果を与えることがわかる。
【００４５】
実施例１、実施例４および比較例６からわかるように、低密度化薬品を１．３％添加時は、０．６％添加時よりもさらに低密度となり、書籍用紙として必要とされる紙の強度特性および印刷適性についても十分に満足されるものであったが、低密度化薬品２．３％添加時は低密度の紙を得ることはできるものの紙の強度特性および印刷適性は大きく劣り実用が困難なレベルとなった。従って、低密度化薬品の添加量には適当な範囲を与えることが必要であることがわかる。
【００４６】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明では、低密度の紙を与えるのに有利な特性を持ったパルプと低密度化薬品を併用することによって、より大きな低密度化効果を与え、書籍、文庫本やその他の用途の印刷用紙に必要な紙強度特性および印刷適性に優れた効果を有する低密度紙を得ることができる。