(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積重が４５０ｋｇ／ｍ３以上であるユーカリ・グロビュラスの広葉樹材から製造したアルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）である広葉樹機械パルプを含有する印刷用紙であって、該広葉樹機械パルプの含有率が３０〜９５重量％である、上記印刷用紙。
【請求項２】
広葉樹木材チップを水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、過酸化水素、キレート剤を含むアルカリ過酸化水素水溶液に含浸させてから、常圧リファイニング処理を行って製造したＡＰＭＰである広葉樹機械パルプを含有する、請求項１に記載の印刷用紙。
【請求項３】
広葉樹木材チップを水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、過酸化水素、キレート剤を含むアルカリ過酸化水素水溶液に含浸させてから、常圧リファイニング処理を行った後、薬液とともに常温または加温下において保持して製造したＡＰＭＰである広葉樹機械パルプを含有する、請求項１または２に記載の印刷用紙。
【請求項４】
前記広葉樹材が、ルンケル比４．０以上の細胞壁厚を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の印刷用紙。
【請求項５】
前記広葉樹機械パルプが、カナダ標準濾水度を１００ｍｌに調製した該パルプよりＪＩＳ  Ｐ８２２２：１９９８に準じて手抄き紙を作成した時、該手抄き紙の密度が０．４５ｇ／ｃｍ３以下となる広葉樹機械パルプである、請求項１〜４のいずれかに記載の印刷用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低密度かつ高白色度、高不透明度で印刷適性（地合、平滑性）に優れた印刷用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、紙製品に求められる重要な品質の一つとして嵩があげられる。近年の環境保護気運の高まりに伴い、森林資源から製造される製紙用パルプを有効に活用するうえで、紙の厚さは維持しつつ軽量化を図る、すなわち低密度化を施した紙製品がユーザーから求められている。
【０００３】
紙の低密度化（嵩高化）の方法としては製紙用パルプに関して検討が行われる。一般的に製紙用パルプには木材パルプが使用されるが、低密度化を行うためには、化学薬品により木材繊維中の補強材料であるリグニンを抽出した化学パルプよりも、グラインダーで木材を磨り潰す砕木パルプやリファイナーで木材を精砕するリファイナーメカニカルパルプ、またはサーモメカニカルパルプのような機械パルプの方が繊維は剛直で効果的である。しかし、現行の機械パルプの大部分はリグニン含有量の高い針葉樹から製造されており、白色度の高いパルプが製造できないことから、高白色度が要求される紙製品を製造する場合に問題がある。
【０００４】
また、機械パルプのうちサーモメカニカルパルプは比較的繊維長が長く、剛度が高いことから製造したシートの平滑度が低下することや、顔料を塗工する場合またはヒートセット型オフセット輪転機にて印刷する場合に、繊維が紙表面に浮き上がるラフニングが発生する事も問題である。さらにオフセット印刷に比べて版が硬質である金属ロールを使用するグラビア印刷において、スペックルと呼ばれる網点が正常に転移しない現象が起き易いことも問題であった。
【０００５】
紙の低密度化の手法としては、特許公報第2971447号には多価アルコールと脂肪酸エステルから成る嵩高剤を添加してパルプ繊維表面の疎水化を行い、密度の低い紙を製造する方法が記載されているが、高価な薬品を使用する必要がありコストが増加することや紙の強度が低下する欠点が生じていた。
【０００６】
以上の様な背景から、嵩高剤のような薬品を添加する以外の手段により、低密度でかつ高白色度、高不透明度で印刷適性に優れた印刷用紙の開発が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、嵩高でかつ高白色度、高不透明度で印刷適性に優れた印刷用紙を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を行った結果、広葉樹材、より好ましくはルンケル比4.0以上の細胞壁厚を有し、容積重が450ｋｇ／ｍ３以上である広葉樹材に化学薬品処理を施して製造される機械パルプを配合することにより、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明で定義しているルンケル比は、R.O.H.Runkelが1940年にWachbl.Papierfabr.誌上で発表したパラメータであり、（ルンケル比）＝（繊維壁厚の2倍）／（繊維内腔径）で算出される。ルンケル比が大きいほど剛直な繊維であることを示している。なお、本文中で表記しているルンケル比はFiber Lab.（Kajaani社）により測定された繊維幅、繊維壁厚より算出されたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の印刷用紙に使用される広葉樹機械パルプとは、広葉樹材を原料とする機械パルプで、リファイナーグランドウッドパルプ（ＲＧＰ）、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）、アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）、アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ（ＡＰＴＭＰ）等が例示される。
【００１１】
広葉樹機械パルプとしては、前述のＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰは嵩高で、かつ高不透明度、高白色度で、強度の高いパルプが得られるので、これらを使用することが好ましい。ＡＰＭＰは、木材チップに水酸化ナトリウム、過酸化水素、珪酸ナトリウムを含むアルカリ過酸化水素水溶液を含浸させ、大気圧でリファイニング処理を行って製造され、ＡＰＴＭＰは高温・加圧下でリファイニング処理を行って製造される。さらに、リファイニング処理後、アルカリ過酸化水素水溶液とともに常温または加温下において5分以上保持することによって、より高白色度のパルプが得られる。ＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰを製造する際に使用されるアルカリ過酸化水素水溶液は、絶乾チップ重量に対して0.2〜2.0重量％の水酸化ナトリウム、0.2〜2.0重量％の珪酸ナトリウム、0.01〜0.2重量％の硫酸マグネシウム、0.05〜0.4重量％のキレート剤及び0.2〜5重量％の過酸化水素を含有する水溶液であることが好ましい。
【００１２】
また、ＡＰＭＰ、ＡＰＴＭＰは以下のa)〜ｉ)の工程で製造されることが好ましい。
a)木材チップを少なくとも4:1の圧縮比以上で圧縮し、圧解放時にキレート剤を含浸させる工程：
b)前記含浸チップを5分以上、温度10℃〜80℃で保持する工程：
c)前記含浸チップを更に少なくとも4:1の圧縮比以上で圧縮し、解放時にアルカリ性薬液を含浸させる工程：
d)前記含浸チップを約10分〜1時間、温度10℃〜80℃で保持する工程：
e)前記処理チップを更にアルカリ過酸化物を含浸させて、加圧もしくは大気圧リファイニング装置に通してチップを解繊し、木材パルプを製造する工程：
f)前記製造パルプを温度50℃以上で5分間以上保持する工程：
g)前記製造パルプを濃度5％以下に希釈し、洗浄してから、再度15％以上に濃縮する工程：
h)前記製造パルプを加圧もしくは大気圧でリファイニングを行い、所望の濾水度を有するパルプを得る工程：
i)必要に応じて得られたパルプが、酸化剤あるいは還元剤を用いて一段以上で漂白される工程
を経て製造される。
【００１３】
前記のa)工程においては、0.05〜0.4％のキレート剤を使用するのが好ましく、また、c)工程において、アルカリ性薬剤は、絶乾チップ重量に対して0.2〜2.0％の水酸化ナトリウム、0.2〜2.0％の珪酸ナトリウム、0.01〜0.2％の硫酸マグネシウム、0.05〜0.4％のキレート剤及び0.2〜5％の過酸化水素を含有する水溶液であることが好ましい。
【００１４】
前記のe)工程において、漂白及び柔軟化がなされた木材チップには、一次リファイニング直前にキレート剤を含むアルカリ過酸化物が添加され、加圧もしくは大気圧リファイニング装置にてパルプ繊維に解繊される。リファイニングは一般の解繊装置で充分であり、好ましくはシングルディスクリファイナー、コニカルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー、ツインディスクリファイナー等で解繊される。
【００１５】
得られた広葉樹機械パルプにより高い白色度が求められる場合には、1つ以上の公知の漂白工程によりパルプを更に漂白することができる。この場合には、過酸化水素、オゾン、過酢酸等の酸化剤あるいはハイドロサルファイト(亜二チオン酸ナトリウム)、硫酸水素ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、ホルムアミジンスルフィン酸（ＦＡＳ）等の還元剤を用いることができる。
【００１６】
上述の広葉樹機械パルプにおいて、特にルンケル比4.0以上で、容積重450ｋｇ／ｍ３以上の高容積重材から製造された機械パルプは、繊維内腔(ルーメン)がつぶれにくく剛直であるため、このパルプ繊維が配合された紙は、嵩高構造を維持し、密度が低下する。このような樹種としては、ユーカリ属、特にユーカリ・グロビュラス、ユーカリ・グランディス、ユーカリ・ユーロフィラ、ユーカリ・ナイテンス、ユーカリ・レグナンス等が好ましい。
【００１７】
さらに、カナダ標準濾水度100ｍｌに調製し、JIS P 8222 : 1998に準じて手抄き紙を作成した時、該手抄き紙の密度が0.45ｇ／ｃｍ３以下となる広葉樹機械パルプであれば、嵩高な印刷用紙を製造することが可能となる。
【００１８】
本発明の印刷用紙は上記の嵩高機械パルプ以外に、原料パルプとして化学パルプ（針葉樹の晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）または未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹の晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）または未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）等）、機械パルプ（グラウンドウッドパルプ（ＧＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＧＰ）、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）等）、脱墨パルプ(ＤＩＰ)を単独または任意の割合で混合して使用する。本発明の印刷用紙は、広葉樹機械パルプの含有率が5〜95重量％の範囲で製造することが可能である。
【００１９】
本発明の印刷用紙の抄造は長網抄紙機、ギャップフォーマ、ハイブリッドフォーマ(オントップフォーマ)など公知の抄紙機にて行うことができる。
【００２０】
その抄造条件は特に規定されるものではなく、抄紙時のｐＨは酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。
【００２１】
本発明の印刷用紙は填料を含有しても良い。填料としてはホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料を使用する事ができる。
【００２２】
また、本発明の印刷用紙は硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤や内添サイズ剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて使用することができる。更に、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加しても何ら問題はない。
【００２３】
さらに、表面強度やサイズ性向上の目的で、水溶性高分子を主成分とする表面処理剤の塗布を行っても良い。水溶性高分子としては、澱粉、酸化澱粉、加工澱粉、カブボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の表面処理剤として通常使用されるものを単独、あるいはこれらの混合物を使用することができる。また、表面処理剤の中には、水溶性高分子の他に耐水化、表面強度向上を目的とした紙力増強剤やサイズ性付与を目的とした外添サイズ剤を添加することができる。表面処理剤は、2ロールサイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ブレードメタリングコーター、ロッドメタリングコーター等の塗工機によって塗布することができる。
【００２４】
以上の様に、嵩高な機械パルプを配合することにより、嵩高軽量かつ高白色度である印刷用紙が得られる。本発明の印刷用紙は、書籍用紙、オフセット印刷用紙、凸版印刷用紙、グラビア印刷用紙に好適に使用することができる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例を示すが、この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。なお、説明中％は重量％である。
【００２６】
＜機械パルプの製造＞
表１に示した広葉樹木材チップあるいは針葉樹木材チップより、ラボスケールの装置を用い、以下に示す方法にて機械パルプを製造した。
【００２７】
［製造例１、４、７］
ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）の製造
亜硫酸ナトリウムを木材チップ絶乾重量当たり2.0％添加し、室温、−760ｍｍＨｇの減圧下で30分間含浸させた。薬液浸透後チップを取り出し、原料濃度40％で、ラボスケール加圧リファイナー（熊谷理器工業製 BRP45-300SS）を用いて、温度133℃で一次リファイニングを行った。さらに、パルプ濃度20％に調製し、ラボスケール常圧リファイナー（熊谷理器工業製 BR-300CB）によって、大気圧下で二次リファイニングを行った。この時、二次リファイニング後の濾水度はカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）100ｍｌに調整した。
【００２８】
［製造例２、５］
アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ（ＡＰＴＭＰ）の製造
木材チップを薬液(木材チップ絶乾重量当たり水酸化ナトリウムを1.5％、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）0.3％、ケイ酸ナトリウムを2.0％、硫酸マグネシウムを0.05％となるように添加)中に室温、−760ｍｍＨｇの減圧下で30分含浸した。一度常圧まで戻した後、薬液に過酸化水素溶液を木材チップ絶乾重量当たり2.5％となるように添加して再度室温、−760ｍｍＨｇの減圧下で1時間含浸させた。次に、チップを温度60℃で30分間保持した後、原料濃度40％で、ラボスケール用加圧リファイナー（熊谷理器工業製 BRP45-300SS）を用いて、温度133℃で一次リファイニングを行った。その後、パルプ濃度20％に調製し、ラボスケール常圧リファイナー（熊谷理器工業製 BR-300CB）によって、大気圧下で二次リファイニングを行った。この時、二次リファイニング後の濾水度はＣＳＦ100ｍｌに調整した。
【００２９】
［製造例３、６］
アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）の製造
木材チップにＤＴＰＡを木材チップ絶乾重量当たり0.2％となるように−760ｍｍＨｇの減圧下で含浸させた後、木材チップ絶乾重量当たり水酸化ナトリウムを1.5％、過酸化水素を2.0％、ケイ酸ナトリウムを2.0％、硫酸マグネシウムを0.1％、ＤＴＰＡを0.2％となるように薬液を、−760ｍｍＨｇの減圧下で薬液含浸時と一次リファイニング直前に木材チップに分割して浸透させた。次に、チップを温度60℃で30分間保持した後、原料濃度40％で、ラボスケール常圧リファイナー（熊谷理器工業製 BR-300CB）を用いて、大気圧下で一次リファイニングを行った。得られたパルプはそのまま60℃で30分間保持して残存薬品の反応を進行させた後、パルプ濃度を4％まで希釈してｐＨを7に調整し、洗浄を行った。洗浄したパルプは再度、濃度20％まで濃縮し、ラボスケール常圧リファイナー(熊谷理器工業製 BR-300CB)によって、大気圧下で二次リファイニングを行った。また、二次リファイニング後の濾水度はカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ)100ｍｌに調整した。
【００３０】
表1に示した製造処方に従って薬液を調製し、機械パルプを製造し、さらに得られたパルプからJIS P 8222 : 1998に従って手抄き紙を作製し、JIS P 8148に準じて白色度、及びJIS P 8138に準じて不透明度を測定し、結果を表１に示したた。
【００３１】
【表１】
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製造例１〜６の広葉樹機械パルプは、製造例７の針葉樹機械パルプと同等の不透明度を有しながら、より高白色度のパルプであった。特に、製造例２、５のＡＰＴＭＰ、製造例３、６のＡＰＭＰは白色度が顕著に高くなった。
【００３２】
製造例１〜７で得られた機械パルプを各々製造パルプ▲１▼〜▲７▼として、以下の実施例及び比較例で使用した。
【００３３】
［実施例１］
製造パルプ▲１▼30部及びＬＢＫＰ（ろ水度410ｍｌ）70部から成る混合パルプより紙料を調製し、JIS P 8222 : 1998に従って、Tappi標準角型手抄き機を使用して坪量64ｇ／ｍ２を目標に抄紙し、手抄き紙を作成した。
【００３４】
［実施例２］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲２▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００３５】
［実施例３］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲３▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００３６】
［実施例４］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲４▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
［実施例５］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲５▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００３７】
［実施例６］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲６▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００３８】
［比較例１］
製造パルプ▲１▼に替えて製造パルプ▲７▼を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００３９】
［比較例２］
製造パルプ▲１▼に替えてＧＰ（アカマツ、ＣＳＦ64ｍｌ）を使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００４０】
［比較例３］
パルプとしてＬＢＫＰ（ＣＳＦ410ｍｌ）のみを使用した以外は、実施例１と同様にして手抄き紙を作成した。
【００４１】
実施例１〜６及び比較例１〜３で得られた手抄き紙は、ラボカレンダー（線圧30ｋｇ／ｃｍ）に3回通した後、23℃、50％ＲＨの条件下で調湿後、以下の項目について評価を行った。その結果を表２に示す。
・坪量：JIS P 8124に準じて測定した。
・紙厚、密度：JIS P 8118に準じて測定した。
・白色度：JIS P 8123に準じて測定した。
・不透明度：JIS P 8138に準じて測定した。
・裂断長：JIS P 8113に準じて測定した。
・スペックル：大蔵省式グラビア印刷機を用いて、印刷速度40ｍ／分、印圧100ｋｇｆ／ｃｍで印刷し、印刷された塗工紙の網点欠落状態を15％ハーフトーン部の3ｃｍ×3.4ｃｍの領域におけるスペックル数を目視により評価した。
・平滑度：JAPAN Tappi No.5に準じて測定した。
・ラフニング：ファイバーライジングテスター（商品名：ＦＩＢＲＯ  1000、Ｆｉｂｒｏ  ｓｙｓｔｅｍ社製）を用いて、ヒートセット後の繊維毛羽立ち数を測定した。この装置は水を試料表面に塗布（水滴量8.0μｌ）して、150℃で乾燥させた後、試料を折り曲げた時の表面状態をＣＣＤカメラにより画像解析を行うものである。
・表面強度（ＩＧＴ）：JIS P 8129に準じて測定した。
【００４２】
【表２】
0004799774.tif 000003
表２に示されるように広葉樹機械パルプを配合した実施例１〜６の印刷用紙はＬＢＫＰのみから成る比較例３の印刷用紙と同等の白色度を有しながら、針葉樹ＣＴＭＰを配合した比較例１や針葉樹ＧＰを配合した比較例２よりも密度が低く、嵩高であった。さらに、スペックルが改善されたことより、グラビア印刷適性に優れ、ラフニングや表面強度も良好でオフセット印刷適性にも優れていた。
【００４３】
【発明の効果】
高白色度、高比散乱係数を有する嵩高機械パルプを配合することにより、容易に低密度な印刷用紙を製造することが可能となり、資源の有効活用という面からも大きく寄与する。また、本発明で使用する嵩高機械パルプは、化学パルプと同等の白色度を有し、高収率でもあることから化学パルプの代替として機械パルプの使用促進にも寄与するものである。