(57)【要約】【課題】  本発明は、嵩高かつ紙力低下が小さく、更に摩擦係数が高く、印刷作業性に優れた中質書籍用紙を提供することにある。【解決手段】  溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位と、アニオン性とカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有する共重合体(Ａ)と界面活性剤(B)とを(A)／(B)＝99/1〜1/99（重量比）の範囲で含有し、かつ下記の(a)、(b)、(c)のいずれか一つ以上の紙質向上効果をもたらす抄紙用紙質向上剤させ、動摩擦係数が0.20〜0.60の中質書籍用紙を製造する。(a)標準嵩向上度が0.02g/cm3以上(b)標準不透明度向上度が1.0ポイント以上(c)標準白色度が0.5ポイント以上【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位と、アニオン性とカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有する共重合体(Ａ)と界面活性剤(B)とを(A)／(B)＝99/1〜1/99（重量比）の範囲で含有し、かつ下記の(a)、(b)、(c)のいずれか一つ以上の紙質向上効果をもたらす抄紙用紙質向上剤を含有する、動摩擦係数が0.20〜0.60であることを特徴とする中質書籍用紙。
(a)標準嵩向上度が0.02g/cm3以上
(b)標準不透明度向上度が1.0ポイント以上
(c)標準白色度が0.5ポイント以上
【請求項２】
抄紙用紙質向上剤の配合量が原料パルプに対して0.1〜20固形分重量%であることを特徴とする請求項１記載の中質書籍用紙。
【請求項３】
機械パルプの含有率が5〜95重量%であることを特徴とする請求項１または2記載の中質書籍用紙。
【請求項４】
共重合体(Ａ)が、溶解パラメーターが26.6(Mpa)1/2以上で非イオン性の不飽和モノマーの少なくとも一種に由来する構成単位を更に有する請求項１〜３のいずれか1項記載の中質書籍用紙。
【請求項５】
共重合体(Ａ)の構成モノマーの割合が、溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性の不飽和モノマー5〜84重量%、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーの合計で1〜80重量%、溶解パラメーターが26.6(Mpa)1/2以上で非イオン性の不飽和モノマー15〜94重量%である請求項１〜４のいずれか1項記載の中質書籍用紙。
【請求項６】
共重合体(Ａ)の構成モノマーに架橋性の構成モノマーを有する請求項１〜５のいずれか１項記載の中質書籍用紙。
【請求項７】
界面活性剤(B)のHLBが−5〜15の範囲内である請求項１〜６のいずれか１項記載の中質書籍用紙。
【請求項８】
界面活性剤(B)が、アルコール及び該アルコール１モル当たり平均で0モル超150モル未満の炭素数2〜24のアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド付加物から選ばれる請求項１〜７のいずれか１項記載の中質書籍用紙。
【請求項９】
更に、重量平均分子量が1000〜1000万または25℃での1%水溶液の粘度が1〜4000mPa・sの少なくともいずれかを満たす水溶性高分子(C)を含有する請求項１〜８のいずれか１項記載の中質書籍用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵩高かつ紙力低下が小さく、更に摩擦係数が高く、印刷作業性に優れた中質書籍用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の活字離れを反映して、急激にコミック本やペーパーバックが普及してきた。これらの紙には、中質書籍用紙が多用されている。これらの紙にも軽量化が求められている。ここで、紙の軽量化とは、紙の厚さは維持した上での軽量化、すなわち嵩高化(低密度化)のことを指す。環境問題が叫ばれている現在、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上でも、紙の軽量化は避けて通れない問題である。
【０００３】
紙を嵩高にする従来の技術としては、パルプと疎水性繊維の混合物に架橋剤を反応させて得られる嵩高性パルプ組成物を使用する方法がある(特許文献１参照)。また、セルロースパルプ、特定形態のポリエステル複合繊維、及び熱融着性バインダーとを混抄し、嵩高パルプシートを製造する方法がある(特許文献２参照)。しかし、架橋パルプや合成繊維等の使用は紙のリサイクルを不可能にしてしまうという問題がある。また、中空球状バテライト型炭酸カルシウムを充填して嵩高中性紙を製造する技術がある(特許文献３参照)が、特殊な填料であるという問題がある。また、パルプと加熱発泡性粒子とを抄紙して低密度の嵩高紙を製造する方法がある(特許文献４参照)。発泡性粒子を用いる方法では紙力が著しく低下するという問題がある。また、バクテリアセルロースと発泡性粒子を用いる方法(特許文献５参照)があるが、バクテリアセルロースという特殊なセルロースを使用しなければならなく、実用的ではない。
【０００４】
また、界面活性剤を用いる方法では、特定のアルコール及び／又はそのポリオキシアルキレン付加物を含有する紙用嵩高剤が開示されている(特許文献６参照)。また、非イオン界面活性剤を用いる方法がある(特許文献７参照)。また、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる紙用嵩高剤(特許文献８参照)が開示されており、この紙用嵩高剤を板紙に応用した技術がある(特許文献９参照)。
【０００５】
この多価アルコールと脂肪酸のエステルを添加すると紙を嵩高にすることは可能であるが、同時に急激な紙の摩擦係数低下が起こるため、この方法で得られた紙をオフセット印刷する場合、紙流れと言われる紙の走行不良や、紙替え時のテンション変動などの印刷走行性上のトラブル問題が発生するという問題がある。
【０００６】
非界面活性剤系の嵩高剤の技術としては、特定構造のカチオン性化合物、アミン、アミンの酸塩及び両性化合物から選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含有する紙用嵩高剤が開示されている(特許文献１０参照)。また、脂肪酸ポリアミドポリアミン型の嵩高剤もある。しかし、これらの嵩高剤を添加すると紙を嵩高にすることは可能であるが、同時に著しい紙力低下と剛度低下が起こる。
【０００７】
【特許文献１】特許第2903256号明細書
【特許文献２】特許第2591685号明細書
【特許文献３】特許第1755152号明細書
【特許文献４】特開平5-230798号公報
【特許文献５】特開平11-200282号公報
【特許文献６】国際公開98/03730号パンフレット
【特許文献７】特開平11-200283号公報
【特許文献８】特許第2971447号明細書
【特許文献９】特許第3041294号明細書
【特許文献１０】特開平11-269799号公報
【０００８】
以上のように、嵩高かつ紙力低下が小さく、更に摩擦係数が高く、印刷作業性に優れた中質書籍用紙の開発が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、嵩高かつ紙力低下が小さく、更に摩擦係数低下が高く、印刷作業性に優れた中質書籍用紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位と、アニオン性とカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有する共重合体(Ａ)と界面活性剤(B)とを(A)／(B)＝99/1〜1/99（重量比）の範囲で含有し、かつ下記の(a)、(b)、(c)のいずれか一つ以上の紙質向上効果をもたらす抄紙用紙質向上剤させ、動摩擦係数が0.20〜0.60の中質書籍用紙を製造する。
(a)標準嵩向上度が0.02g/cm3以上
(b)標準不透明度向上度が1.0ポイント以上
(c)標準白色度が0.5ポイント以上
【発明の効果】
【００１１】
本発明の中質書籍用紙は、従来の嵩高剤を内添して得られる中質書籍用紙よりも嵩高であり、かつ紙力低下が小さく、更に摩擦係数が高く、印刷作業性に優れる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明で使用する紙質向上剤は、特願2003-276814号に記載されている物質であり、溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位と、アニオン性とカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有する共重合体(Ａ)と界面活性剤(B)とを(A)／(B)＝99/1〜1/99（重量比）の範囲で含有し、かつ下記の(a)、(b)、(c)のいずれか一つ以上の紙質向上効果をもたらす抄紙用紙質向上剤である。
(a)標準嵩向上度が0.02g/cm3以上
(b)標準不透明度向上度が1.0ポイント以上
(c)標準白色度が0.5ポイント以上
【００１３】
共重合体(A)は、溶解パラメーターが20.5(MPa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位とアニオン性又はカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位を有するものであり、例えばビニル重合体、ポリエステル、多糖誘導体等が挙げられる。好ましくは、溶解パラメーターが20.5(MPa)1/2以下で非イオン性の不飽和モノマーの一種以上に由来する構成単位とアニオン性又はカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有するものであり、例えば、ビニル重合体等が挙げられる。
【００１４】
該非イオン性モノマーとは、pHの変化によりアニオン性又はカチオン性を帯びることがないモノマーである。また、該アニオン性又はカチオン性モノマーとは、常にアニオン性又はカチオン性を帯びたモノマーのみならず、pHの変化によりイオン性を帯びることがあるモノマーである。
【００１５】
共重合体(A)を構成する溶解パラメーターが20.5［以下、単位(MPa)1/2を略す］以下で非イオン性のモノマーは飽和又は不飽和であってよい。特に不飽和モノマーが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜40、好ましくは炭素数2〜24のアルキルエステル、ビニルアルコールの炭素数1〜40、好ましくは炭素数2〜24のアルキル酸エステル、炭素数2〜40の、好ましくは炭素数3〜24のアルキル変性(メタ)アクリルアミド、炭素数2〜40の、好ましくは炭素数3〜24のアルコキシ変性(メタ)アクリルアミド、マレイン酸の炭素数1〜40のモノ又はジアルキルエステル、フマル酸の炭素数1〜40のモノ又はジアルキルエステル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールアルケニルエーテル、アルコシキポリアルキレングリコールアルケニルエーテル等が挙げられる。
【００１６】
共重合体(A)を構成するアニオン性モノマーとしては、不飽和モノマーが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ムコン酸等のジカルボン酸又はこれらのハーフエステル；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等の有機スルホン酸等のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が使用される。
【００１７】
共重合体(A)を構成するカチオン性モノマーとしては、不飽和モノマーが好ましく、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン；又はこれらの塩酸、硫酸、酢酸、燐酸等の無機酸、有機酸の塩類、もしくはメチルハライド(クロライド、ブロマイド等)、エチルハライド(クロライド、ブロマイド等)、ベンジルハライド(クロライド、ブロマイド等)、ジアルキル(メチル、エチル等)硫酸、ジアルキル(メチル、エチル等)炭酸、エピクロロヒドリン等の４級化剤との反応によって得られる４級アンモニウム塩を含有するビニルモノマーが使用される。なお、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミンは共重合した後、塩酸、硫酸、酢酸、燐酸等の無機酸、有機酸の塩類で処理することによっても用いることができる。
【００１８】
共重合体(A)は、更に、溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマーの少なくとも一種に由来する構成単位を有することができる。溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマーとしては、特にアクリルアミドが挙げられる。
【００１９】
また、紙力向上の観点から、共重合体(A)を構成するモノマーに架橋性モノマーを一部使用することができる。架橋性モノマーは、溶解パラメーターが20.5以下で非イオン性の不飽和モノマー、アニオン性モノマー、カチオン性モノマー、溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマーであってもよく、また、これらに属しないモノマーであってもよい。架橋度はモル比に大きく依存することから、その割合は、全構成モノマーに対して0.01〜5モル%が好ましく、0.01〜1モル%がより好ましく、0.05〜0.5モル%が特に好ましい。架橋性モノマーとして、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリル(メタ)アクリルアミド等の２官能性架橋性モノマー、あるいは、１，３，５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン、トリアリルイソシアネート、トリアクリル酸ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンアクリレート、トリアクリルホルマール、ジアクリロイルイミド等の多官能性架橋性モノマー等が使用される。
【００２０】
共重合体(A)のモノマー構成比は、嵩高度・不透明度・白色度向上と紙力向上の両者の観点から、溶解パラメーターが20.5以下で非イオン性のモノマーは5〜84重量%が好ましく、10〜70重量%がより好ましく、15〜60重量%が特に好ましく、20〜50重量%が更に好ましい。アニオン性モノマー及び／又はカチオン性モノマーは合計で1〜80重量%が好ましく、3〜50重量%がより好ましく、5〜30重量%が特に好ましく、溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマーは15〜94重量%が好ましく、20〜80重量%がより好ましく、40〜70重量%が特に好ましい。なお、この構成比は、モノマー仕込み時のものであってもよい。
【００２１】
共重合体(A)の構成モノマーの割合が、溶解パラメーターが20.5以下で非イオン性のモノマー5〜84重量%、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーの合計で1〜80重量%、溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマー15〜94重量%の組み合わせが好ましい。
【００２２】
また、本発明で使用する共重合体は、抄紙工程以前でのパルプ繊維への均一吸着や水への溶解性又は均一分散の点から、共重合体(A)の重量平均分子量が0.1万〜1000万のものが好ましく、0.5万〜500万がより好ましく、1万〜200万が特に好ましい。嵩の観点からポリアクリルアミド換算で1万〜30万、ポリエチレングリコール換算で0.5万〜15万が好ましい。紙力の観点からポリアクリルアミド換算で4万〜100万、ポリエチレングリコール換算で2万〜50万が好ましい。界面活性剤(B)は、共重合体(A)及び後述の水溶性高分子(C)以外の界面活性剤であり、該界面活性剤(B)は、共重合体(A)の溶解パラメーターが20.5以下の構成単位と疎水性相互作用を形成するものであればどのようなものを使用してもよいが、炭素数2以上、好ましくは3〜40、更に好ましくは4〜24のアルキル基を有する構造が好ましく、分子量又はポリオキシアルキレングリコールのように分布を有するものであれば数平均分子量が50〜1万が好ましく、100〜5000の範囲がより好ましい。
【００２３】
界面活性剤(B)としては、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性界面活性剤が挙げられ、共重合体(A)の構成単位であるイオン性基と相互作用しない構造が好ましく、非イオン性がより好ましい。
【００２４】
界面活性剤(B)は水相(25℃)での臨界ミセル濃度又は溶解度が5000mg/g以下のものが好ましく、1000mg/gが更に好ましい。
【００２５】
界面活性剤(B)はHLBとして−5〜15の範囲が好ましく、2.1〜12の範囲が更に好ましい。
【００２６】
界面活性剤(B)としては、例えばアニオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、脂肪酸及びその塩等が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、アルキルアミン酸塩等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、多価アルコールの脂肪酸エステル、及び、当該多価アルコールの脂肪酸エステルのアルキレンオキシド付加物、脂肪酸アミド及び当該脂肪酸アミドのアルキレンオキシド付加物、アルキルアミンのアルキレンオキシド付加物、アルコール、及び、又は当該アルコールのアルキレンオキシド付加物、炭素数2〜4のオキシアルキレン基を構成単位とするポリアルキレングリコールであり、好ましくは炭素数3〜4のオキシアルキレン基を構成単位に有するポリアルキレングリコール等が挙げられる。両性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルアミンオキサイド、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、アルキルアミドプロピルベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。炭素数2〜40、好ましくは炭素数4〜24のアルコールのアルキレンオキシド付加物で、当該アルコール1モル当たり平均で0モル超150モル未満の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド付加物が好ましく、より好ましくは当該アルコール1モル当たり平均で0モル超50モル未満の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。また界面活性剤(B)は水溶性のものが紙力向上の観点から好ましい。
【００２７】
界面活性剤(B)が水溶性であるとは、25℃での界面活性剤(B)1重量%水溶液が透明であることを意味し、透明とは該水溶液の可視光660nmにおける光路10mmのセルで測定した透過率(%)で水を100%とした時に90%以上であることを意味する。なお、室温で水に溶解しない又は水溶性でない界面活性剤(B)は1重量%になるように水を加え、80℃で30分撹拌混合し、その後撹拌を維持しながら室温(25℃)まで放冷してから水溶液の確認を行う。
【００２８】
本発明で使用する抄紙用紙質向上剤において、共重合体(A)と界面活性剤(B)の重量比は、(A)/(B)=99/1〜1/99であり、好ましくは95/5〜5/95、更に好ましくは85/15〜15/85である。共重合体(A)と界面活性剤(B)の混合物が水溶性であることが好ましい。
【００２９】
また、この抄紙用紙質向上剤は、更に、重量平均分子量が1000〜1000万、好ましくは1万〜1000万又は25℃での1%水溶液の粘度が1〜4000mPa・s、好ましくは2〜2000mPa・s、更に好ましくは3〜1000mPa・sの少なくともいずれかを満たす水溶性高分子(C)を含有することができる。この範囲の重量平均分子量又は粘度であると紙力向上効果に優れる。
【００３０】
水溶性高分子(C)は、共重合体(A)、界面活性剤(B)に該当しないものであり、ポリビニルアルコール系ポリマー、ポリアクリルアミド系ポリマー、ポリエチレンイミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシ化ポリアミド樹脂、カルボキシメチルセルロース、澱粉及び変性澱粉、植物ガム等が挙げられるが、特にポリアクリルアミド系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、澱粉及び変性澱粉、ならびに植物ガムからなる群から選ばれる一種以上の化合物が好ましい。
【００３１】
澱粉としては、例えばトウモロコシ澱粉、バレイショ澱粉、小麦澱粉及びタピオカ澱粉等の天然澱粉が挙げられる。また、変性澱粉は、「紙と加工の薬品事典」(テックタイムス発行、1991年)の36〜37頁に記載されている、澱粉に物理的及び／又は化学的処理を施した加工澱粉のことであり、特に、例えば次亜塩素酸ソーダや過ヨウ素酸塩等の酸化剤で処理した酸化澱粉や、例えば３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド又はジエチルアミノエチルクロライド塩酸塩等のカチオン性基を分子中に導入したカチオン化澱粉が好ましい。なお、「紙と加工の薬品事典」の288頁にあるように、上記カチオン化澱粉に更にリン酸基を導入した変性澱粉を両性澱粉と呼ぶことがあるが、これもカチオン化澱粉に含むものとする。特にカチオン化澱粉を用いると、添加量が増大しても嵩向上効果を損なうことなく紙力向上を達成することができ、より好ましい。更にカチオン化澱粉のカチオンの置換度は0.005〜0.1が好ましく、0.01〜0.08が更に好ましい。
【００３２】
抄紙用紙質向上剤に水溶性高分子(C)を含有する場合、抄紙用紙質向上剤における共重合体(A)、共重合体(B)、水溶性高分子(C)の重量比は好ましくは［共重合体(A)+共重合体(B)］/水溶性高分子(C)が99/1〜10/90、更に好ましくは98/2〜20/80である。
【００３３】
また、抄紙用紙質向上剤は、共重合体(A)及び界面活性剤(B)、又は共重合体(A)と界面活性剤(B)及び水溶性高分子(C)をそれぞれ混合した状態で抄紙工程に添加してもよいし、それぞれ別々に抄紙工程に添加してもよい。特に、共重合体(A)と界面活性剤(B)を混合した状態で添加するのが好ましい。
【００３４】
本発明者らは、前記の紙質向上剤を配合した中質書籍用紙について検討し、本発明を完成するに至った。
【００３５】
本発明は中質書籍用紙に関するものであり、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)又は未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹の晒クラフトパルプ(LBKP)）又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)を任意の割合で混合して使用する。本発明の中質書籍用紙は、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。
【００３６】
本発明の中質書籍用紙は、内添サイズ剤を添加しない中性抄紙方法、中性サイズ剤を添加する中性抄紙方法、内添サイズ剤を添加しない酸性抄紙方法、内添サイズ剤を添加する酸性抄紙方法で得られる。
【００３７】
中性抄紙の中質書籍用紙で内添サイズ剤を使用する場合には、公知の内添中性サイズ剤であるアルキルケテンダイマー(AKD)系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)系サイズ剤、中性ロシンサイズ剤から選ばれる１種類のサイズ剤を使用する。この場合のサイズ剤の添加率はパルプに対して0.05〜5重量%が好ましく、0.1〜1重量%が特に好ましい。酸性抄紙の中質書籍用紙で内添サイズ剤を使用する場合には、公知の酸性抄紙用内添サイズ剤であるロジンサイズ剤、強化ロジンサイズ剤、合成サイズ剤等から選ばれる１種類のサイズ剤を使用する。この場合のサイズ剤の添加量はパルプに対して0.05〜5重量%が好ましく、0.05〜1重量%がより好ましい。
【００３８】
本発明の中質書籍用紙は填料無配合でも良いし、配合しても良い。填料を配合する場合、填料としては酸性抄紙あるいは中性抄紙において一般に使用されている填料が使用でき、特に限定されるものではない。例えば、中性抄紙では、クレー、焼成カオリン、デラミカオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの無機填料、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子等の有機填料が単独で又は適宜2種類以上を組み合わせて使用される。また酸性抄紙では、前記中性抄紙で使用する填料から、酸溶解性のものを除いた填料が使用され、その単独又は適宜2種類以上を組み合わせて使用される。
【００３９】
紙質向上剤、サイズ剤、填料を添加する場所は抄紙工程以前であり、内添される。抄造工程以前の場所であれば特に制限されるものではないが、好ましくはミキシングチェストや二次ファンポンプ前などであり、歩留向上剤を添加する前が良い。
【００４０】
紙質向上剤はある一定以上の添加量を増やしても、嵩高効果は頭打ちになることが散見されるため、原料パルプに対して紙質向上剤を0.1〜20固形分重量%の範囲で添加することが好ましく、紙質(嵩を除く)をあまり変化させずに該嵩高剤の効果を十分に発現させるには0.1〜10固形分重量%がより好ましく、0.1〜5固形分重量%が更に好ましい。
【００４１】
本発明の中質書籍用紙の製造方法において、従来から使用されている各種のノニオン性、カチオン性の歩留まり剤、濾水度向上剤、紙力向上剤等の製紙用内添助剤が必要に応じて適宜選択して使用される。
【００４２】
また、例えば、硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダや、塩基性塩化アルミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム等の塩基性アルミニウム化合物や、水に易分解性のアルミナゾル等の水溶性アルミニウム化合物、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の多価金属化合物、シリカゾル等が内添されてもよい。
【００４３】
その他製紙用助剤として各種澱粉類、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド、ポリアミン樹脂、ポリアミン、ポリエチレンイミン、植物ガム、ポリビニルアルコール、ラテックス、ポリエチレンオキサイド、親水性架橋ポリマー粒子分散物及びこれらの誘導体あるいは変成物等の各種化合物を使用できる。
【００４４】
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の抄紙用内添剤を用途に応じて適宜添加することもできる。
【００４５】
抄紙機の型式は特に限定は無く、長網抄紙機、ツインワイヤー機、ヤンキー抄紙機等で適宜抄紙できる。プレス線圧は通常の操業範囲内で用いられる。表面処理剤は塗布しても良いし、しなくても良い。表面処理剤を塗布する場合、表面処理剤の成分には特に限定は無く、またサイズプレスの型式も限定はなく、2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、シムサイザーのような液膜転写方式サイズプレスなどを適宜用いることができる。キャレンダーは通常の操業範囲内の線圧で用いられるが、中質書籍用紙をより嵩高にする観点から、紙の平滑性を維持できる範囲でなるべく低線圧又はバイパスが好ましく、また、通常のキャレンダーよりもソフトキャレンダーが好ましい。
【００４６】
表面処理剤は、特に限定は無く、例えば、生澱粉や、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどを単独又は併用できる。その中でも表面強度向上効果にすぐれるヒドロキシエチル化澱粉の塗布が最も好ましい。また、表面処理剤には前記の薬剤の他に、スチレンアクリル酸、スチレンマレイン酸、オレフィン系化合物、カチオン性サイズ剤などの表面サイズ剤を併用塗布することができる。
【００４７】
以上のようにして製造される本発明の中質書籍用紙の動摩擦係数は、0.20〜0.60が好ましく、0.30〜0.60がより好ましく、0.40〜0.60が更に好ましい。動摩擦係数が0.20未満では、オフセット印刷時、紙の走行不良や、紙替え時のテンション変動などの印刷走行性上のトラブル問題が発生する。動摩擦係数を0.60超とすることは困難である。
【００４８】
本発明で使用する紙質向上剤は、紙の嵩高化する顕著な効果があるが、紙力の低下が少ないという特徴がある。更に、動摩擦係数の低下が少ない。したがって、この紙質向上剤を高配合でき、その分、より高紙力かつ低密度の中質書籍用紙を製造することができる。
【００４９】
「実施例」
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、特記しない限り「部」は重量部であり、「%」は重量%である。
【００５０】
＜共重合体(A)の製造例＞
(1)共重合体No.A-1製造例
温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び環流冷却器を備えたガラス製反応器にエタノール592.3重量部、水14.5部、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド4級化物(QDM)58.0重量部及びメトキシポリアルキレングリコールメタクリレート(酸化エチレン/酸化プロピレン＝5/10モル、ランダム付加物)(MEPAGMA)240重量部を仕込み、窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で67℃まで昇温した後、2%−2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V-65)エタノール溶液84.8重量部を90分かけて滴下した。次に同温で1時間熟成した後、4%−2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)エタノール溶液10.4重量部を30分かけて滴下し、滴下後同温で2時間熟成させたのち、冷却し重量平均分子量(ポリアクリルアミド換算)140000の共重合体No.A-1溶液を得た。
共重合体No.A-2は共重合体No.A-1製造例の重合方法に準じて製造した。
【００５１】
(2)共重合体No.A-3の製造例
温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び環流冷却器を備えたガラス製反応容器にエタノール203.9重量部及び水167.6重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で67℃まで昇温した後、75%−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド4級化物(DMAPAA-Q)水溶液を72.9重量部、ターシャリーオクチルアクリルアミド(t-OAAm)72.8重量部、アクリルアミド(AAm)144.1重量部、エタノール161.1重量部及び水107.4重量部を混合した液と2%−2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン二塩酸塩)(V-50)水溶液73.2重量部の２液を同時に滴下し、２液とも90かけて滴下を終了させた。次に同温で3時間熟成した後、冷却し重量平均分子量(ポリアクリルアミド換算)30000の共重合体No.A-3溶液を得た。
【００５２】
(3)共重合体No.A-4の製造例
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び環流冷却器を備えたガラス製反応容器にエタノール375重量部、水310.4重量部、75%DMAPAA-Q水溶液を67.8重量部、t-OAAm67.7重量部、Aam131.2重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で62℃まで昇温した後、同温にて0.7%V-50水溶液48重量部を90分かけて滴下した。次に同温で6時間熟成した後、冷却し重量平均分子量(ポリアクリルアミド換算)180000の共重合体No.A-4溶液を得た。
【００５３】
共重合体No.A-5〜A-10は共重合体No.A-4製造例の重合方法に準じて製造した。
【００５４】
表１に共重合体(A)とそのモノマー組成、重量平均分子量を示した。表２には界面活性剤(B)を示した。表３に水溶性高分子(C)とその重量平均分子量又は15水溶液の粘度を示した。また、これらを表４の添加量(対パルプ重量あたりの重量部)で用いた紙質向上剤の標準嵩向上度、標準白色度向上度、標準不透明度向上度、及び標準比破裂強さ向上指数を、表４に示した。
【００５５】
＜抄紙用紙質向上剤＞
表１の共重合体(A)、表２の界面活性剤(B)、表３の水溶性高分子の有効分1重量%の水溶液をそれぞれ調製し、それらを所定比率となるように用いた。なお、界面活性剤(B)が水溶性でない場合及び共重合体(A)と界面活性剤(B)混合物の1重量%水溶液が水溶性でない場合は、共重合体(A)の1重量%水溶液に界面活性剤(B)を添加し、界面活性剤(B)の固形分濃度が1重量%となるように水を加え、80℃で30分撹拌混合し、その後撹拌を維持しながら放冷して分散液とした。
【００５６】
【表１】
2005200807.tif 000002
【００５７】
・MEPAGMA：メトキシポリアルキレングリコールメタクリレート(溶解パラメーター：17.6、酸化エチレン/酸化プロピレン＝5/10モル、ランダム付加物)
・2EHA：2−エチルヘキシルアクリレート(溶解パラメーター：16.0)
・t−OAAm：ターシャリーオクチルアクリルアミド(溶解パラメーター：16.6)
・BMA：n−ブチルメタクリレート(溶解パラメーター：16.8)
・QDM：ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド4級化物
・DMAPAA-Q：ジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド4級化物
・DMAAm：ジメチルアクリルアミド(溶解パラメーター：21,7)
・AAm：アクリルアミド(溶解パラメーター：30.1)
・MBAAm：メチレンビスアクリルアミド
・TAC：イソシアヌル酸トリアリル
【００５８】
【表２】
2005200807.tif 000003
【００５９】
【表３】
2005200807.tif 000004
【００６０】
【表４】
2005200807.tif 000005
【００６１】
＜中質書籍用紙の製造＞
［実施例１］
パルプ分としてNBKP(ろ水度 CSF450ml)を5重量%、晒RGP(ろ水度 CSF100ml)を70重量%、CTMP(ろ水度 CSF100ml)を25重量%使用し、これに対パルプ当たり紙質向上剤No.4を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.5重量%(50固形分重量の硫酸バンド製品)となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。そしてツインワイヤー抄紙機を用いて、ジェット／ワイヤー比101%、抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の中質書籍用紙を得た。1番プレス(以下、1Pと記す)の線圧は60kgf/cm、2Pは60kgf/cm、3Pは70kgf/cmである。酸化澱粉を表面処理剤として両面にそれぞれ0.20 g/m2塗布し、キャレンダーは解放(バイパス)とした。紙質結果等を表５に示す。
＜紙質の測定＞
・密度：JIS P 8118に準拠して測定した。
・引張り強度：製造した中質書籍用紙のMD方向について、JIS P 8113に準拠して測定した。
・動摩擦係数：JIS P 8147に準拠して測定した。製造した中質書籍用紙の表面と裏面を重ね合わせ、MD方向について測定した。
・製造した中質書籍用紙をオフセット印刷機で印刷テストを行い、紙の走行不良と紙替え時のテンション変動を評価した。評価は1(問題なし)、２(やや不良)、３(不良)の段階とした。
【００６２】
［実施例２］
紙質向上剤No.4の添加量を5.0固形分重量%とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６３】
［実施例３］
紙質向上剤No.4の添加量を10固形分重量%とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６４】
［実施例４］
紙質向上剤No.4の添加量を20固形分重量%とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６５】
［実施例５］
紙質向上剤をNo.1とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６６】
［実施例６］
紙質向上剤をNo.2とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６７】
［実施例７］
紙質向上剤をNo.3とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６８】
［実施例８］
紙質向上剤をNo.5とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００６９】
［実施例９］
紙質向上剤をNo.6とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７０】
［実施例１０］
紙質向上剤をNo.7とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７１】
［実施例１１］
紙質向上剤をNo.8とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７２】
［実施例１２］
紙質向上剤をNo.9とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７３】
［実施例１３］
紙質向上剤をNo.10とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７４】
［実施例１４］
紙質向上剤をNo.11とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７５】
［実施例１５］
紙質向上剤をNo.12とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７６】
［実施例１６］
紙質向上剤をNo.13とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７７】
［実施例１７］
紙質向上剤をNo.14とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７８】
［実施例１８］
紙質向上剤をNo.15とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００７９】
［実施例１９］
紙質向上剤をNo.16とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８０】
［実施例２０］
紙質向上剤をNo.17とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８１】
［実施例２１］
紙質向上剤をNo.18とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８２】
［実施例２２］
紙質向上剤をNo.19とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８３】
［実施例２３］
紙質向上剤をNo.20とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８４】
［実施例２４］
紙質向上剤をNo.21とした以外は、実施例１と同様に行った。紙質結果等を表５に示す。
【００８５】
［比較例１］
パルプ分としてNBKP(ろ水度 CSF450ml)を5重量%、晒RGP(ろ水度 CSF100ml)を70重量%、CTMP(ろ水度 CSF100ml)を25重量%使用し、これに対パルプ当たり、多価アルコールと飽和脂肪酸のエステル体である紙質向上剤KB115(花王株式会社製)を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.5重量%(50固形分重量の硫酸バンド製品)となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。そしてツインワイヤー抄紙機を用いて、ジェット／ワイヤー比101%、抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の中質書籍用紙を得た。1番プレス(以下、1Pと記す)の線圧は60kgf/cm、2Pは60kgf/cm、3Pは70kgf/cmである。酸化澱粉を表面処理剤として両面にそれぞれ0.20 g/m2塗布し、キャレンダーは解放(バイパス)とした。紙質結果等を表５に示す。
【００８６】
［比較例２］
紙質向上剤KB115(花王株式会社製)を5.0固形分重量%とした以外は、比較例１と同様に行った。紙質結果を表５に示す。
【００８７】
［比較例３］
パルプ分としてNBKP(ろ水度 CSF450ml)を5重量%、晒RGP(ろ水度 CSF100ml)を70重量%、CTMP(ろ水度 CSF100ml)を25重量%使用し、これに対パルプ当たり、飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤PT-205(日本PMC株式会社製)を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.5重量%(50固形分重量の硫酸バンド製品)となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。そしてツインワイヤー抄紙機を用いて、ジェット／ワイヤー比101%、抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の中質書籍用紙を得た。1番プレス(以下、1Pと記す)の線圧は60kgf/cm、2Pは60kgf/cm、3Pは70kgf/cmである。酸化澱粉を表面処理剤として両面にそれぞれ0.20 g/m2塗布し、キャレンダーは解放(バイパス)とした。紙質結果等を表５に示す。
【００８８】
［比較例４］
紙質向上剤PT-205(日本PMC株式会社製)を5.0固形分重量%とした以外は、比較例３と同様に行った。紙質結果を表５に示す。
【００８９】
［比較例５］
パルプ分としてNBKP(ろ水度 CSF450ml)を5重量%、晒RGP(ろ水度 CSF100ml)を70重量%、CTMP(ろ水度 CSF100ml)を25重量%使用し、これに対パルプ当たり、不飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤DZ2220(日本油脂株式会社製)を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.5重量%(50固形分重量の硫酸バンド製品)となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。そしてツインワイヤー抄紙機を用いて、ジェット／ワイヤー比101%、抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の中質書籍用紙を得た。1番プレス(以下、1Pと記す)の線圧は60kgf/cm、2Pは60kgf/cm、3Pは70kgf/cmである。酸化澱粉を表面処理剤として両面にそれぞれ0.20 g/m2塗布し、キャレンダーは解放(バイパス)とした。紙質結果等を表５に示す。
【００９０】
［比較例６］
紙質向上剤DZ2220(日本油脂株式会社製)を5.0固形分重量%とした以外は、比較例５と同様に行った。紙質結果を表５に示す。
【００９１】
［比較例７］
パルプ分としてNBKP(ろ水度 CSF450ml)を5重量%、晒RGP(ろ水度 CSF100ml)を70重量%、CTMP(ろ水度 CSF100ml)を25重量%使用し、これに対パルプ当たり、アルコールアルキレンオキサイド付加物である紙質向上剤KB08W(花王株式会社製)を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.5重量%(50固形分重量の硫酸バンド製品)となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。そしてツインワイヤー抄紙機を用いて、ジェット／ワイヤー比101%、抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の中質書籍用紙を得た。1番プレス(以下、1Pと記す)の線圧は60kgf/cm、2Pは60kgf/cm、3Pは70kgf/cmである。酸化澱粉を表面処理剤として両面にそれぞれ0.20 g/m2塗布し、キャレンダーは解放(バイパス)とした。紙質結果等を表５に示す。
【００９２】
［比較例８］
紙質向上剤KB08W(花王株式会社製)を5.0固形分重量%とした以外は、比較例６と同様に行った。紙質結果を表５に示す。
【００９３】
［比較例９］
紙質向上剤を添加しない以外は比較例１と同様にして中質書籍用紙を得た。紙質結果等を表５に示す。
【００９４】
【表５】
2005200807.tif 000006
【００９５】
実施例１〜２４の中質書籍用紙と、紙質向上剤無配合の比較例９とを比較すると、実施例１〜２４は紙の密度が大幅に低下し、引張り強度がほとんど低下せず、また動摩擦係数の低下が少なく、オフセット印刷作業性も良好である。一方、多価アルコールと飽和脂肪酸のエステル体である紙質向上剤を配合した紙(比較例１、２)では、紙の密度が低下し、動摩擦係数、オフセット印刷作業性も問題ないが、引張り強度が低下することがわかる。飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤を配合した紙(比較例３、４)は、紙の密度が低下するが、引張り強度と動摩擦係数が大きく低下し、オフセット印刷作業性も悪い。不飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤を配合した紙(比較例５、６)は、紙の密度は低下するが、引張り強度の低下が大きく、動摩擦係数がやや低下し、オフセット印刷作業性もやや低下する。アルコールアルキレンオキサイド付加物である紙質向上剤を配合した紙(比較例７、８)は、紙の密度は低下するが、引張り強度が低下する。動摩擦係数とオフセット印刷作業性は問題ない。