(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラクチャータフネスの下記(式１)で求められる異方性指数が0.28以下であり、かつフラクチャータフネスの最小値が0.2J/m以上であり、オフセット４色多色刷輪転機で18万部印刷した場合に断紙回数が0〜２回であることを特徴とするオフセット印刷用紙新聞用紙。
Ｆ（θ）＝Ｃ［１＋ηｃｏｓ２（θ−α）］  （式１）
ここで、Ｆ（θ）は、紙の抄紙方向に対する角度θにおけるフラクチャータフネス、Ｃはフラクチャータフネスの平均値、αがフラクチャータフネスの異方性角度であり、ηがフラクチャータフネスの異方性指数である。
【請求項２】
点滴吸水度（Japan TAPPI No.33に準拠、滴下水量１μlで測定）が１秒以上であることを特徴とする請求項１記載のオフセット印刷用新聞用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、新聞オフセット輪転機内での断紙が少ないオフセット印刷用新聞用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オフセット印刷用新聞用紙は一般的にメカニカルパルプ（ＭＰ）や脱墨パルプ（ＤＩＰ）を主原料とする紙であり、紙の種類としては中・下級紙に分類される。しかしながら、新聞社は最新ニュースを記事にするために新聞オフセット輪転機による高速・大量印刷を行うので、オフセット印刷用新聞用紙に要求される走行性は一般印刷用紙と比べて厳しいものである。また、新聞オフセット輪転機は、ここ数年のページ数の増加やカラー印刷の導入により印刷速度の上昇や印圧、転写圧、湿し水等の管理やインキローラーやブランケットの材質、インキ、刷版などの最適な組み合わせが必要であり、オフセット印刷用新聞用紙に求められる走行性及び品質は、ますます、複雑で多様化している。
【０００３】
一方、製紙メーカーのコストダウンや環境に対する意識の向上から、オフセット印刷用新聞用紙においてもＤＩＰの配合率が徐々に増加しており、70％を超えるのも珍しくない。しかしながら、ＤＩＰの配合率が増加すると、オフセット印刷時の走行性に様々な問題が起こる可能性が高くなるが、断紙の問題は最も重要視される問題の一つである。走行中の断紙は１回起こるとその後の紙通し作業の増加よって印刷効率が低下することや損紙の増加、ブランケットの破損等も引き起こすため、多くの印刷所で最重要課題となっている。
【０００４】
断紙の原因としては、強度の低下、サイズ度の低下、傷、穴の増加などがあげられるが、ＤＩＰの高配合は、パルプ繊維の劣化による強度低下や粘着異物による傷や穴の増加を引き起こすため、断紙の増加につながり易い。断紙を防止する方法としては、強度の高いパルプの配合や紙力増強剤の添加、酸化澱粉の外添などの手段が用いられているが、いずれの方法も断紙の発生を完全には抑えることはできなかった。また、断紙の発生と相関する物性値が見つかっていないため、断紙の評価も困難な状況にあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、オフセット印刷時に断紙が発生しないで、走行性、印刷作業性に優れたオフセット印刷用新聞用紙を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、オフセット印刷時の断紙の発生要因について鋭意検討した結果、断紙の発生には紙に存在している傷や穴の存在が強く影響することや、断紙の発生と紙のフラクチャータフネス（破壊靭性）との間には相関関係があることを見出した。さらに、オフセット印刷時に断紙の少ないオフセット印刷用新聞用紙を得るべく鋭意検討を重ねた結果、フラクチャータフネスの異方性指数を0.28以下とすることにより、課題を解決できることを見出した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
一般的に紙の強度は、試験片に張力を加えて破断するときの最大荷重、すなわち引張り強さで議論することが多く、オフセット印刷用新聞用紙についても、輪転機内での断紙を論ずる場合、この引張り強度の高低によって断紙の発生し易さを評価することが多かった。しかしながら、新聞オフセット輪転機内の張力は、Ａ巻幅（1626ｍｍ）当たり0.3〜0.8ｋＮ程度、すなわち0.18〜0.49ｋＮ／ｍであるのに対して、一般的なオフセット印刷用新聞用紙の引張り強さは、マシン方向で2.0〜3.0ｋＮ／ｍ、クロスマシン方向でも0.6〜1.0ｋＮ／ｍ程度である。従って、オフセット印刷用新聞用紙に傷や穴がなければ、新聞オフセット輪転機内において断紙が発生する可能性は低い。つまり、本発明者らは紙に傷や穴があって初めて、オフセット印刷用新聞用紙は新聞オフセット輪転機内で、断紙が発生すると考えている。
【０００８】
フラクチャータフネスは引張り強度、弾性係数（ヤング率）と並んで、物体の3つの基本的力学性質の1つとして知られており、破壊に対する抵抗性を表す物性値であり、傷や穴の進展に抗する能力を評価する指標である。フラクチャータフネスは、物体に傷や穴などの亀裂が存在する場合に、その物体に張力をかけた時にその亀裂が進行するのに要する仕事量（エネルギー）で定義される。これに対して、引張り強度は、物体に亀裂等が有無にかかわらず、その物体を張力を書けて破断させたとき、その破断時の荷重である。言いかえると引張り強度は破断するのに必要な荷重であり、フラクチャータフネスは亀裂から破断する際の物体の抵抗力を示している。これまでも、紙のフラクチャータフネスの研究は様々な形でなされており、輪転機内での断紙との関係を調べた研究もなされているが、そのほとんどは紙の抄紙機方向のフラクチャータフネスを測定したものであった。しかしながら、本発明者らは紙の全方向のフラクチャータフネスの分布に着目し、全方向でのフラクチャータフネスを測定することによって得られるフラクチャータフネスの異方性指数が、新聞オフセット輪転機内での走行中の断紙と非常に相関があることを見出した。
【０００９】
全方向のフラクチャータフネスと断紙が相関する理由としては、新聞オフセット輪転機の走行経路は複雑であり、常に走行方向、つまり紙のマシン方向に張力がかかっているわけではなく、紙の進行方向を変えるための丸棒であるターンバーやターンバーと走行紙の重ね順の変更や表裏を反転させるためのローラーであるベイウインドローラーで構成されるベイウインドー装置等では斜め方向に張力がかかることがあるためと考えている。つまり、本発明者らは、オフセット印刷時の断紙の発生は、紙に傷や穴があるためにその部分の強度が特に低下することが原因となり、この部分からの亀裂の進行の容易さで決まると推測している。従って、オフセット印刷用新聞用紙の断紙について評価する場合には紙の全方向のフラクチャータフネスを測定する必要があり、さらに全方向のフラクチャータフネスは平均的に一定値以上であることが重要であり、フラクチャータフネスがある方向のみ高い場合や低い場合において、新聞オフセット輪転機上の断紙が多く発生することを見出した。
【００１０】
上記のような観点から、本発明における新聞オフセット輪転機上での断紙の少ないオフセット印刷用新聞用紙はフラクチャータフネスの異方性指数を0.28以下とすることによって達成された。また、フラクチャータフネスの最小値は0.2Ｊ／ｍ以上であることが望ましい。さらに、印刷後の断紙を考える上では、湿し水やインク付着の影響を考慮する必要があるので、点滴吸水度（Japan  TAPPI  No.33に準拠、滴下水量１μｌで測定）は１秒以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明におけるフラクチャータフネスは、SCAN-test standard P77：95に準拠して、Lorentzen & Wettre社のTensile Tester with Fracture Toughnessを用いて測定した。異方性指数ηは、複数の方向のオフセット印刷用新聞用紙のフラクチャータフネスを測定し、フーリエ級数の一部である下記の式１を用いて演算した。この式は、取得データからフラクチャータフネスの異方性指数と異方性角度を近似によって計算できる周期関数として知られているものである。
【００１２】
Ｆ（θ）＝Ｃ[１＋ηｃｏｓ２（θ―α）]  （式１）
ここで、Ｆ（θ）は、紙の抄紙方向に対する角度θにおけるフラクチャータフネス、Ｃはフラクチャータフネスの平均値、αがフラクチャータフネスの異方性角度であり、ηがフラクチャータフネスの異方性指数である。異方性指数を求めるためには、精度を考えた場合、より多くの測定方向のフラクチャータフネスを測定することが望ましいが、少なくとも8方向（抄紙方向を基準として22.5度の間隔の方向）の測定が必要である。異方性指数はフラクチャータフネスの分布の状態を示すものであり、0に近づくほど、フラクチャータフネスの分布が真円に近いことを示す。
【００１３】
前述したように、新聞オフセット輪転機上での断紙の少なくするためには、オフセット印刷用新聞用紙のフラクチャータフネスの異方性指数を0.28以下とする必要がある。フラクチャータフネスの異方性指数が0.28以下であれば、フラクチャータフネスの分布が真円の状態に近く、全ての方向において破断に対する抵抗性が高い。一方、フラクチャータフネスの異方性指数が0.28を超えると、フラクチャータフネスの分布が真円からかけ離れたいびつな形状となり、特定の方向のフラクチャータフネスが低くくなり、結果的に破断に対する抵抗性が低くなる。
【００１４】
本発明者らは、紙のフラクチャータフネスはパルプ配合やウェットプレス線圧、繊維配向性等々の条件が複雑に関係し合って決定され、その異方性については特に繊維配向性の影響が強いことを見出した。よって、フラクチャータフネスの異方性の制御には、ジェットワイヤー比（Ｊ／Ｗ比）、スライスニップ開度、ワイヤーパートでの脱水プロファイル等の調整が有効であるが、特にＪ／Ｗ比の調整は有効である。
【００１５】
本発明で用いられる抄紙機は、両面脱水機構を有しているギャップフォーマー、ハイブリッドフォーマー、オントップフォーマーなどが望ましいが、これに限定されるものではない。
【００１６】
本発明で製造されるオフセット印刷用新聞用紙のパルプ原料としては、特に限定されるものではなく、グランドパルプ（ＧＰ）、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）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）など、一般的に抄紙原料として使用されているものであればよい。また、酸性抄紙、中性抄紙の何れの方法で抄造してもよい。得られるオフセット印刷用新聞用紙の物性は、少なくとも、通常のオフセット印刷用新聞用紙程度の不透明度、摩擦係数などを有するレベルであれば良い。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１８】
＜フラクチャータフネスの測定＞
本発明において、フラクチャータフネスは、SCAN-test standard P77：95に準拠して、Lorentzen &Wettre社のTensile Tester with Fracture Toughnessを用いて測定した。オフセット印刷用新聞用紙の8方向（抄紙方向を基準に22.5度の間隔）のフラクチャータフネスを測定し、異方性指数ηは、フーリエ級数の一部である下記の式（１）を用いて演算した。この式は、取得データから、異方性指数と異方性角度を近似によって計算できる周期関数として知られているものである。
Ｆ（θ）＝Ｃ[１＋ηｃｏｓ２（θ―α）]  （式１）
Ｆ（θ）は、紙の抄紙方向に対する角度θにおけるフラクチャータフネス、Ｃはフラクチャータフネスの平均値、αはフラクチャータフネスの異方性角度、ηはフラクチャータフネスの異方性指数である。
【００１９】
＜点滴吸水度の測定＞
Japan TAPPI No.33に準拠し、滴下水量1μｌでの点滴吸水度を測定した。
【００２０】
＜断紙評価方法＞
東芝オフセット輪転機を用い、印刷速度700ｒｐｍで4色印刷を行い、18万部印刷する間の断紙回数を測定した。湿し水の膜厚は0.7μｍとした。
【００２１】
［実施例１］
製紙用原料パルプとして、新聞脱墨パルプ（ろ水度150ｍｌ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ろ水度80ｍｌ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ、ろ水度500ｍｌ）を65：20：15の配合割合で混合したパルプスラリーに、填料としてパルプ絶乾重量当たりホワイトカーボンを1.0重量％添加して紙料を調製した。この紙料を用いて、ギャップフォーマー型抄紙機にて、抄速1000ｍ／分、Ｊ／Ｗ比を0.98とし、坪量43ｇ／ｍ２の新聞用紙原紙を抄造し、さらにオンマシーンのサイズプレスコーターで酸化澱粉（商品名：ＳＫ−２０、日本コーンスターチ（株）製）を塗工量がフェルト面、ワイヤー面ともに0.5ｇ／ｍ２、外添サイズ剤（商品名：ポリマロンＮＳ２５、荒川化学工業（株）製）を塗工量がフェルト面、ワイヤー面ともに0.05ｇ／ｍ２となるように塗工して、オフセット印刷用新聞用紙を得た。このオフセット印刷用新聞用紙について、上述した方法にてフラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット輪転機でのオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２２】
［実施例２］
外添サイズ剤の塗工量を0.1ｇ／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２３】
［実施例３］
外添サイズ剤の塗工量を0.2ｇ／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２４】
［比較例１］
Ｊ／Ｗ比を1.04とした以外は、実施例１と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２５】
［比較例２］
Ｊ／Ｗ比を1.04とした以外は、実施例２と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２６】
［比較例３］
Ｊ／Ｗ比を1.04とした以外は、実施例３と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性、点滴吸水度を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表１に示した。
【００２７】
【表１】
0003829756.tif 000002
表１に示されるように、フラクチャータフネスの異方性指数が0.28以下であるオフセット印刷用新聞用紙は、断紙の発生回数が顕著に減少した。また、点滴吸水度は高い方が断紙の発生回数は少なかった。
【００２８】
［実施例４］
製紙用原料パルプとして、新聞脱墨パルプ（ろ水度150ｍｌ）、ＴＭＰ（ろ水度80ｍｌ）、ＮＫＰ（ろ水度500ｍｌ）を30：65：5の割合で混合したパルプスラリーに、填料として炭酸カルシウムをパルプ絶乾重量当たり0.8重量％となるように添加して紙料を調製した。この紙料を用いて、ギャップフォーマー型抄紙機にて、抄速800ｍ／分、Ｊ／Ｗ比を1.00とし、坪量41ｇ／ｍ２の新聞用紙原紙を抄造し、さらにオンマシーンのサイズプレスコーターで酸化澱粉（商品名：ＳＫ−２０、日本コーンスターチ（株）製）を塗工量がフェルト面、ワイヤー面ともに0.5ｇ／ｍ２となるように塗工し、外添サイズ剤（商品名：ポリマロンＮＳ２５、荒川化学工業（株）製）をフェルト面、ワイヤー面ともに0.1ｇ／ｍ２となるように塗工して、オフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した。
【００２９】
［実施例５］
原料パルプ配合を、新聞脱墨パルプ（ろ水度150ｍｌ）、ＴＭＰ（ろ水度80ｍｌ）、ＮＫＰ（ろ水度500ｍｌ）を30：60：10とした以外は、実施例２と同様にして、オフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した。
【００３０】
［実施例６］
原料パルプ配合を、新聞脱墨パルプ（ろ水度150ｍｌ）、ＴＭＰ（ろ水度80ｍｌ）、ＮＫＰ（ろ水度500ｍｌ）を30：55：15とした以外は、実施例４と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した。
【００３１】
［比較例４］
Ｊ／Ｗ比を1.05とした以外は、実施例４と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した。
【００３２】
［比較例５］
Ｊ／Ｗ比を1.05とした以外は、実施例５と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した。
【００３３】
［比較例６］
Ｊ／Ｗ比を1.05とした以外は、実施例６と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を製造した。得られたオフセット印刷用新聞用紙について、フラクチャータフネス及びその異方性を測定し、さらにオフセット印刷時の断紙を評価し、結果を表２に示した
【００３４】
【表２】
0003829756.tif 000003
表２に示されるように、フラクチャ−タフネスの異方性指数が0.28以下であるオフセット印刷用新聞用紙は、断紙の発生回数は顕著に減少した。ＮＫＰの配合率は特に相関はなかった。また、フラクチャータフネスの最小値が低いほど断紙は多く発生した。