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JP7567637B2 - 白板紙の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、白板紙の製造方法に関する。
表層と表下層と中層を少なくとも有する白板紙が知られている。白板紙の中層には低コスト、省資源の観点から白色度の低い古紙パルプが使用されている。この中層の色を隠蔽するために、白板紙の表層には隠蔽性が求められる。しかし、表層のみで中層の色を隠蔽しようとするとコスト面の問題があるため、表層のすぐ下の表下層にもある程度白色度の高いパルプが使用される(特許文献1)。
特許文献1では、白板紙の表面白色度を向上させるために表層や表下層にタルク等の顔料を対パルプで10重量%以上配合することが提案されている。また、特許文献1では、10重量%以上の顔料を表層等に配合しても表面における罫線割れが発生しないようにするために、表層等のカナダ標準濾水度を特定の数値範囲内としている。ここで「罫線割れ」とは、白板紙に罫線を入れて白板紙を折り曲げた際に白板紙の表面が割れる現象である。
特開平6-41896号公報
近年、良質なパルプ原料の入手が以前と比較して困難な状況であり、白板紙に使用するには白色度が充分でないパルプ原料を使用せざるを得ないことがある。そのため、白色度の低いパルプ原料を使用した場合であっても中層の色を確実に隠蔽して、表面白色度をさらに向上させることが求められている。
しかし、本発明者らの検討によれば、さらなる表面白色度の向上を目的として表層における顔料の使用量を増やしても、表面白色度を向上させる効果はやがて飽和する。加えて、顔料の使用量が多くなるほど、白板紙には罫線割れが生じやすくなる、という問題がある。
また、特許文献1に記載の表下層に顔料を添加した白板紙にあっては、乾燥の際に表下層と中層の間に空隙が形成され、白板紙に膨れが生じるという問題もある。膨れが生じた白板紙については、印刷時に層間剥離等の問題を引き起こすおそれがある。
本発明は、表面白色度が充分に高く、罫線割れが発生しにくい白板紙が得られ、しかも乾燥時の膨れが生じにくい、白板紙の製造方法を提供する。
本発明は下記の態様を有する。
[1] 少なくとも表層と表下層と中層と裏層とを有する白板紙の製造方法であって、脱墨パルプ及び晒パルプの少なくとも一方を含む表層用パルプ原料のスラリーに、前記表層用パルプ原料100質量部に対して5~12質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表層用紙料を用いて、前記表層を抄紙し、かつ、雑誌古紙由来の脱墨パルプを含む表下層用パルプ原料のスラリーに、前記表下層用パルプ原料100質量部に対して3~8質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表下層用紙料を用いて、前記表下層を抄紙することを特徴とする、白板紙の製造方法。
[2] 前記表層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数が、前記表下層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数より多い、[1]の白板紙の製造方法。
[3] 前記表下層用パルプ原料のスラリーに添加する炭酸カルシウムが、軽質炭酸カルシウムである、[1]又は[2]の白板紙の製造方法。
[4] 前記表下層用パルプ原料のスラリーに添加する軽質炭酸カルシウムの粒子径分布が、0.1μm以上1μm以下の間と、1μm以上10μmの間とにそれぞれピークを有する、[3]の白板紙の製造方法。
[5] 前記表層用パルプ原料のスラリーに添加する炭酸カルシウムが、軽質炭酸カルシウムである、[1]~[4]のいずれかの白板紙の製造方法。
[6] 前記表層用パルプ原料のスラリーに添加する軽質炭酸カルシウムの粒子径分布が、0.1μm以上1μm以下の間と、1μm以上10μmの間とにそれぞれピークを有する、[5]の白板紙の製造方法。
[7] 前記表層の表面に、顔料とバインダーとを含む顔料塗工液を塗工する、[1]~[6]のいずれかの白板紙の製造方法。
[8] 炭酸カルシウムが水に分散した炭酸カルシウム分散液を、表層用パルプ原料のスラリー及び表下層用パルプ原料のスラリーのそれぞれに添加する、[1]~[7]のいずれかの白板紙の製造方法。
本発明の白板紙の製造方法によれば、表面白色度が充分に高く、罫線割れが発生しにくい白板紙が得られる。また、本発明の白板紙の製造方法によれば、乾燥時に膨れが生じにくい。
本発明の白板紙の製造方法では、少なくとも表層と表下層と中層と裏層を有する白板紙を製造する。
表層は、多層抄きの白板紙において最も表側に配置される層であり、裏層は最も裏側(表層と反対側)に配置される層である。表下層は、表層のすぐ下の層である。表下層は、白板紙の内側で表層と接する層であるとも言える。
本発明においては、表下層と裏層との間に中層が配置される。中層は一層で形成しても複数の層で形成しても構わない。ただし、低質の古紙パルプの使用量を増やすためには、複数層で形成することが好ましい。
本発明の白板紙の製造方法では、特定の表層用パルプ原料のスラリーに、表層用パルプ原料100質量部に対して5~12質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表層用紙料を用いて、表層を抄紙し、かつ、特定の表下層用パルプ原料のスラリーに、表下層用パルプ原料100質量部に対して3~8質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表下層用紙料を用いて、表下層を抄紙することを特徴とする。
以下、本発明の白板紙の製造方法で使用するパルプ、炭酸カルシウム等の填料、紙料の助剤、各層の坪量について説明し、抄紙方法の詳細について順番に説明する。
<パルプについて>
(表層)
表層用パルプ原料は、白色度の高い脱墨パルプ及び晒パルプの少なくとも一方を含む。また、表層に用いるパルプとして、これら以外のパルプも発明の効果を損なわない範囲で併用できる。
脱墨パルプは、脱墨された白色度の高い古紙パルプである。白色度を高めるために漂白処理を行っていてもよい。脱墨パルプの原料とする古紙としては、例えば、上白、罫白、特白、中白、白マニラ等の一度使用されているが印刷部分の少ない紙;カード、模造、色上、ケント、白アート等の印刷物や色づけされ一度は使用された紙類;印刷用塗工紙、飲料用パック、オフィス用紙等の使用済みの上質系古紙;切符類、中質反古、ケントマニラ等の事業系中質古紙;新聞、雑誌等の一般中質古紙;切茶、無地茶、雑袋、段ボール等の茶系古紙等が挙げられる。古紙は機密性を有するオフィス用紙や切符等のシュレッダー処理物であってもよい。これらは、1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
表層の脱墨パルプとしては、上白・カード類、特白・中白・白マニラ類、模造・色上類等の白色度の高い古紙由来の脱墨パルプ;ケント紙由来の脱墨パルプが好ましく、ケント紙由来の脱墨パルプが特に好ましい。
晒パルプとしては、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、晒ケミサーモメカニカルパルプ(BCTMP)等が例示でき、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプが特に好ましく使用できる。
また、未晒パルプとしては、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ、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)、ケミグランドパルプ(CGP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、グランドパルプ(GP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)、ストーングランドパルプ(SGP)等の機械パルプが挙げられ、発明の効果を損なわない範囲で併用することもできる。
(表下層)
表下層用パルプ原料は、雑誌古紙由来の脱墨パルプを含む。表下層に用いるパルプとして、雑誌古紙由来の脱墨パルプ以外のパルプも発明の効果を損なわない範囲で併用できる。
表下層に用いるパルプは、表層のパルプよりも白色度が低く、中層のパルプよりも白色度が高いパルプで構成される。表下層を構成するパルプとしては、表層と比較して低級な古紙由来の脱墨パルプ、すなわち中質繊維を多く含んだ古紙由来の脱墨パルプが好ましく使用できる。例えば、新聞、色上、ボール等に由来する脱墨パルプが好ましい。
(中層)
中層に用いるパルプは、白板紙を構成する層のうち、最も低級なパルプが使用されるのが一般的である。例えば、新聞、雑誌、切符、中質反古、茶模造、段ボール、台紙、地券、ボール等の離解パルプが挙げられる。
中層は一層で形成しても複数の層で形成しても構わない。ただし、低質の古紙パルプの使用量を増やすためには、複数層で中層を形成することが好ましい。中層が複数の層から構成される場合、中層の各層を構成するパルプは、総て同じであってもよいし、異なっていてもよい。
(裏下層)
本発明の白板紙の製造方法においては、裏層と中層の間に裏下層を設けてもよい。裏下層は、裏層と中層の間に配置される。裏下層は、白板紙の内側で裏層と接する層であるとも言える。
裏下層を構成するパルプは、中層のパルプよりも白色度が高く、裏層のパルプよりも白色度が低いパルプを使用する。裏下層には、表層、表下層に使用されるパルプを使用してもよいが、通常は、表層と比較して低級な古紙、すなわち中質繊維を多く含んだ古紙が使用される。例えば、新聞、雑誌、色上、ボール等の未晒脱墨古紙パルプが使用されるのが一般的である。
(裏層)
裏層には、表層程の白色度は求められないが、人の目に触れるため、通常、中層よりも白色度の高いパルプが使用される。裏層は、オフィス用紙等のシュレッダー処理物由来のパルプを含んでもよい。オフィス用紙等のシュレッダー処理物を離解処理したパルプは、脱墨、漂白処理を行わなくても白色度が比較的高いので、裏層に配合することが好ましい。なお、表層程の白色度を求められる場合は、裏下層は表下層と同様にし、裏層は表層と同様にするとよい。
<炭酸カルシウム、他の填料について>
表層用紙料は、表層用パルプ原料のスラリーに炭酸カルシウムを添加して得られる。表層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量は、表層用パルプ原料100質量部に対して5~12質量部であり、8~11質量部が好ましい。炭酸カルシウムの添加量が前記下限値以上であれば、中層の黒っぽさを充分に隠蔽しやすい。炭酸カルシウムの添加量が前記上限値以下であれば、白板紙の罫線割れが生じにくい。
表層用紙料は、表下層用パルプ原料のスラリーに炭酸カルシウムを添加して得られる。表下層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量は、表下層用パルプ原料100質量部に対して3~8質量部であり、5~7質量部が好ましい。炭酸カルシウムの添加量が前記下限値以上であれば中層の黒っぽさを充分に隠蔽できる。また、製造時の膨れを抑制できる。炭酸カルシウムの添加量が前記上限値以下であれば、製造時の膨れを抑制できる。
特に、前記表層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数が、表下層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数より多い場合、中間層の隠蔽性、罫線割れの抑止効果、製造時の膨れの制御の全てにおいて優れているため好ましい。
炭酸カルシウムは、粉末の状態でパルプスラリーに添加してもよく、炭酸カルシウムが水に分散した炭酸カルシウム分散液の状態でパルプスラリーに添加してもよいが、炭酸カルシウム分散液としてパルプスラリーに添加することが好ましい。これにより定量添加が可能となり、添加量の変動を抑止しやすい。
炭酸カルシウム分散液は、表層用パルプ原料のスラリー及び表下層用パルプ原料のスラリーのそれぞれに添加するのが好ましい。この場合、同一バッチで調製した炭酸カルシウム分散液を2つ以上に分けて、同一の炭酸カルシウム分散液を使用して、所定量の炭酸カルシウムを表層用パルプ原料のスラリー及び表下層用パルプ原料のスラリーのそれぞれに添加する。
炭酸カルシウム分散液として添加する場合、良好な分散性を得るため、炭酸カルシウム分散液に分散剤を添加してもよい。分散剤としては、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
炭酸カルシウムは特に限定されない。炭酸カルシウムとして、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムを使用してもよく、軽質炭酸カルシウムが好ましい。
軽質炭酸カルシウムの体積基準平均一次粒子径D50は、0.2~10μmが好ましく、1~5μmがより好ましく、2~3μmがさらに好ましい。
ここで、一次粒子径とは、軽質炭酸カルシウムの水分散液をレーザー回折式粒度分布測定装置の循環系に滴下し、その後超音波処理してから測定した粒子径をいう。また、体積基準平均一次粒子径D50は体積基準による50%一次粒子径である。
白板紙の表層内で光の反射が起きやすくなり、白板紙の表面白色度がさらに向上することから、軽質炭酸カルシウムの粒子径分布が、0.1μm以上1μm以下の間と、1μm以上10μmの間とにそれぞれピークを有することが好ましい。軽質炭酸カルシウムの粒子径分布は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置により得ることができるが、特に限定されない。
表層、表下層には、発明の効果を損なわない範囲で他の填料を配合することもできる。他の填料としては、白土、クレー、焼成クレー、タルク、酸化チタン、シリカ等公知の填料が挙げられる。なお、表下層には古紙材料由来の填料を含むため、その含有量を考慮し、炭酸カルシウムを上記の添加範囲で添加量を調整すればよい。
<助剤について>
各層の抄紙に用いる紙料には、必要に応じて、紙力剤、硫酸バンド、その他の助剤を添加してもよい。
各層の抄紙に使用する紙料の組成は、白板紙に求められる品質、製造上の便宜等を考慮して適宜変更できる。例えば、紙料中の全パルプに対する脱墨パルプの割合、晒パルプの割合は特に限定されない。紙料をいずれの層の形成に使用するか等を考慮して適宜調整する。
紙力剤は、製品の紙に強度をもたせるための抄紙用薬品である。紙力剤は、湿潤紙力剤(wet strengthening agent)と乾燥紙力剤(dry strengthening agent)とに分けられる。紙力剤は内部強度、表面強度、層間強度向上のため、乾燥紙力剤であることが好ましい。
乾燥紙力剤の中でも、ポリアクリルアミド系紙力剤を用いることが強度発現効果、パルプ歩留り向上のため好ましい。紙料に用いる紙力剤に占めるポリアクリルアミド系紙力剤の割合は、0.1%以上が好ましく、0.4%以上がより好ましく、ポリアクリルアミド系紙力剤のみであることが特に好ましい。
ポリアクリルアミド系紙力剤としては、特に限定されず、アニオン性、両性、カチオン性のいずれも使用することができる。これらのなかでも、定着域が広いことから、両性のポリアクリルアミド系紙力剤が好ましい。
ポリアクリルアミド系紙力剤以外の他の紙力剤としては、例えば、澱粉、植物ガム等の天然系紙力剤、ポリビニルアルコール樹脂、スチレンブタジエンラテックス、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラニン樹脂、ポリアミド樹脂、ケトン樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミドエポキシ系樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等の合成系紙力剤等例示できる。これらを単独で又は混合して使用することができる。
これらの中でも、澱粉類、ポリビニルアルコール樹脂、スチレンブタジエンラテックス、が好ましく、澱粉類が特に好ましい。澱粉類としては、酸化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉等のエステル化澱粉、酵素変性澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉等を挙げることができ、これらを単独で又は混合して使用することができる。中でも酸化澱粉を用いることが好ましい。
紙力剤の添加量は、パルプスラリーの固形分100質量%に対して、0.1~1.5質量%が好ましく、0.4~1.0質量%であることがより好ましい。
紙力剤の添加量が前記下限値以上であることにより、析出物が生じることをより確実に抑制できる。また、前記上限値以下であることにより、過凝集による水切れ悪化を抑制できる。
硫酸バンドは硫酸アルミニウムの慣用名である。硫酸バンドは代表的な無機凝集剤である。硫酸バンドを添加することにより、古紙パルプを使用する場合も微細な繊維がワイヤーパートにおいて脱落することを抑制し、パルプスラリーの歩留まりを向上させることができる。
硫酸バンドの添加量は、パルプスラリーの固形分100質量%に対して、0.1~2.0質量%が好ましく、0.4~1.0質量%がより好ましい。
硫酸バンドの添加量が前記下限値以上であることにより、パルプスラリーの歩留まり向上効果を得やすい。また、前記上限値以下であることにより、析出物が生じることをより確実に抑制できる。
その他の助剤としては、紙力増強剤、耐水化剤、撥水剤、発泡性マイクロカプセル、サイズ剤、染料、填料、pH調整剤、スライムコントロール剤、増粘剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、難燃剤、殺鼠剤、防虫剤、保湿剤、鮮度保持剤、脱酸素剤、マイクロカプセル、発泡剤、界面活性剤、電磁シールド材、帯電防止剤、防錆剤、芳香剤、消臭剤等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
<坪量について>
表層の坪量は、15~90g/mが好ましく、25~70g/mがより好ましい。各層の坪量は、JIS P8124に準拠して測定できる。表層の坪量が前記下限値以上であれば、中層の黒っぽさを充分に隠蔽できる。また、表層の坪量が前記上限値以下であれば、抄紙時の膨れを抑止できる。
表下層の坪量は、15~70g/mが好ましく、20~60g/mがより好ましく、25~55g/mがさらに好ましい。表下層の坪量が前記下限値以上であれば、表層と共に、中層の黒っぽさを充分に隠蔽することができる。表下層の坪量が前記上限値以下であれば、抄紙時の膨れを抑止できる。
本発明の白板紙においては、白板紙の表面の割れの発生を抑制できることから、表下層の坪量は、表層の坪量より大きいことが好ましい。
中層の合計坪量は、白板紙の用途により必要とされる厚みに応じて適宜調整される。中層の一層当たりの坪量は、例えば、15~90g/mとすることが好ましく、25~75g/mとすることがより好ましい。
裏下層を構成する場合、その坪量は、15~90g/mが好ましく、25~75g/mがより好ましい。裏下層の坪量が前記下限値以上であれば、裏層と共に、中層の着色異物を充分に隠蔽することができる。
裏層の坪量は、15~90g/mが好ましく、25~70g/mがより好ましい。裏層の坪量が前記下限値以上であれば、中層の着色異物を充分に隠蔽することができる。また、裏層の坪量が前記上限値以下であれば、充分な紙層強度を得ることができる。
<抄紙方法について>
各層を形成するための抄紙方法は特に限定されない。少なくとも、ワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパートを備える抄紙機を用いることが好ましい。また、ドライヤーパートにおいて、サイズプレスを行ってもよい。また、ドライヤーパートの後にカレンダーパート(プレカレンダー)を設けた抄紙機を用いてもよい。各層を積層する際に、各層間に澱粉等の接着剤を用いることができる。接着剤は、スプレー方式等により塗布することができる。
ワイヤーパートとしては、公知の多段式のワイヤーパートを適宜使用できる。多段式のワイヤーパートは、少なくとも2つ以上のワイヤーパート部を有する。
一般に製紙用として使用されているワイヤーパート部の型式としては、円網式、長網式、短網式、傾斜式、ツインワイヤー式等がある。
多段式のワイヤーパートでは、これらの方式を多段に組み合わせることができる。例を挙げるならば、長網抄合わせ、短網抄合わせ、短網円網コンビネーション、長網円網コンビネーション等がある。
プレスパートとしては、公知のプレス機を適宜使用できるが、シュープレスを含むことが好ましい。また、ロールプレスとシュープレスとを組み合わせることも好ましい。シュープレスを用いると、プレスパートでの搾水を充分に行えるため、ドライヤーパートでサイズプレスをする際の水分量を制御しやすい。
ドライヤーパートとしては、公知のドライヤーを適宜使用できる。例えば、湿潤状態の白板紙に接触して加熱するシリンダードライヤーや、赤外線乾燥機、熱風乾燥機等の非接触のドライヤーを、単独で、又は組み合わせて使用できる。
<顔料塗工層について>
本発明の白板紙の製造方法においては、顔料とバインダーとを含む顔料塗工層を表層の表面に設けてもよい。
顔料としては、カオリン、炭酸カルシウム(重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム)、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、サチンホワイト、タルク等の一般塗被紙製造分野で使用されている顔料が挙げられる。これらのなかでも、優れた印刷適性が発現することから、炭酸カルシウムが好ましい。
バインダーとしては、水系接着剤が好ましい。水系接着剤としては、酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、デキストリン、酵素変性澱粉、水溶性澱粉等の澱粉類;スチレン-ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン-メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの共重合体ラテックス等のアクリル系共重合体ラテックス等のラテックス類;カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白等の蛋白類、各種ポリビニルアルコール、各種ポリアクリルアミド、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤;カルボキシメチルセルロース等の各種セルロース誘導体等が挙げられる。バインダーは、これらの接着剤から1種を又は2種以上を選択して使用できる。
これらのなかでも、バイブロン粘弾性により測定したガラス転移温度が-50~30℃のラテックスを配合すると、塗工面の柔軟性が増し、耐折れ割れ性が向上するため好ましい。ラテックスのガラス転移温度は、-50~0℃であることがより好ましい。
また、ラテックスと共に澱粉を配合することが好ましい。ラテックスと澱粉を併用すると、裏層内部の微細繊維の固定と、裏層の表面の表面強度のバランスがとれる。
ラテックスと澱粉の質量比は、100:0~5:50であることが好ましい。
顔料塗工液は、必要に応じて、分散剤、水酸化ナトリウム、アンモニア水等のpH調整剤;消泡剤;蛍光染料;離型剤;耐水化剤;流動性改良剤;スライムコントロール剤;防腐剤;染料;着色顔料等の1種以上をさらに含んでもよい。
なお、裏面層表面にも顔料塗工層をも設けても構わない。
白板紙の表層の表面に顔料塗工層を設ける場合、顔料塗工液を表層の表面に塗布して塗工層を設ける。次いで、塗工層を乾燥して、表層の表面に顔料塗工層を設ける。
顔料塗工液は、顔料100質量部に対して、バインダーを2~50質量部含有することが好ましく、5~25質量部含有することがより好ましい。
バインダーの割合が前記下限値以上であれば、顔料塗工層の強度が充分となる傾向がある。また、バインダーの割合が前記上限値以下であれば、インキ乾燥性が優れるとともに製函適性も優れることになる。
顔料塗工液の塗工量は、乾燥時の質量で5~50g/mが好ましく、8~40g/mが好ましく、10~35g/mがさらに好ましい。
顔料塗工液は複数回に分けて塗布してもよい。顔料塗工液を複数回、例えば二回に分けて塗布する場合、一回目(下塗り層)と二回目(上塗り層)の塗工液は同じでもよく、異なっていてもよい。
顔料塗工液は、表層に直接塗布してもよいし、表層に塗布したサイズプレス液による塗膜を介して塗布してもよい。顔料塗工液を塗布する前に、プレカレンダーにより表層表面に平滑化処理を施してもよい。顔料塗工液は、1回のみ塗布してもよいし、複数回塗布してもよい。特に下塗り層用の顔料塗工液と上塗り層用の顔料塗工液を塗布し、下塗り層と上塗り層を順次形成することが好ましい。
顔料塗工液を塗布することにより、表層側の印刷適性を高めたり、白色度を高めたりすることができる。
コーターはオンマシンでもオフマシンでも構わないが、抄紙機に付属する公知のコーターパートを用いるオンマシンであることが好ましい。コーターパートの塗工装置としては、例えばブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、ブラシコーター、スライドビードコーター、ツーロールあるいはメータリングブレード方式のサイズプレスコーター、ビルブレードコーター、ショートドウェルコーター、ゲートロールコーター、キャレンダーによるニップコーター等が適宜用いられる。
これらのなかでも、ロッドメタリングコーターやカーテンコーターは塗工量が一定となるため、塗工ムラ等を抑制した塗工層を得ることができるので好ましい。なお、塗布された塗工層は、公知の乾燥装置で乾燥され、顔料塗工層が形成される。抄紙機はコーターパートを複数有していてもよい。この場合、塗工層を複数回に分けて塗布することができる。
コーターパートの後に、必要に応じてカレンダーパートを設けてもよい。コーターパートの後にカレンダーパートを設けることにより、顔料塗工層が平滑化処理される。
コーターパートの後のカレンダーパートには、公知のカレンダー装置が適宜使用でき、例えば、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトニップカレンダー、熱カレンダー、シューカレンダー等が挙げられる。これらを組み合わせて使用しても構わない。中でも、金属ロールと弾性ロールを備えたソフトニップカレンダーは、紙厚を維持しつつ、塗工層を平滑化処理することができるいので好ましい。なお、コーターパートの後のカレンダーパートは、オンマシンでもオフマシンでも構わない。
(作用機序)
以上説明した本発明の白板紙の製造方法では、表層用紙料及び表下層用紙料の両方に隠蔽効果の高い炭酸カルシウムを配合しているため、表層及び表下層の2つの層の炭酸カルシウムの量を中層の色を隠蔽するために充分な量とすることができる。そのため、得られる白板紙の表面白色度が向上する。また、表層用紙料のみに過剰量の顔料を配合しなくてもよいため、得られる白板紙の罫線割れを抑制できる。
加えて、表下層用紙料に添加する炭酸カルシウムの量を調整することで、多層抄きによる製造時の乾燥の際に蒸気が表下層を通過しやすくなる。そのため、表下層と中層の間に空気が溜まりにくく、膨れの発生が抑制される。
以下、本発明を実施例によってより具体的に説明するが、本発明は、以下の記載によって限定されない。
<実施例1>
多層抄き抄紙機を用いて表層と表下層と中層と裏層を有する白板紙を得た。ここで、表層の坪量が45g/m、表下層の坪量が50g/m、中層の坪量が135g/m、裏層の坪量が45g/mとなるように多層抄きを行った。
表層用紙料として、ケント古紙を脱墨した脱墨パルプ80質量%と、広葉樹晒クラフトパルプ20質量%とを混合した、白色度85%の表層用パルプ原料のスラリーに、表層用パルプ原料100質量部に対し、軽質炭酸カルシウム(商品名「タマパールTP121-6S」、奥多摩工業社製、粒子径0.1~1μmの間と1μm~10μmの間にそれぞれピークを有し、体積基準平均一次粒子径が2~3μm)を9質量部添加したものを用いた。
表下層用紙料として、白色度70%の雑誌古紙由来の脱墨パルプからなる表下層用パルプ原料のスラリーに、表下層用パルプ原料100質量部に対し、軽質炭酸カルシウム(商品名「タマパールTP121-6S」、奥多摩工業社製、粒子径0.1~1μmの間と1μm~10μmの間にそれぞれピークを有し、体積基準平均一次粒子径が2~3μm)を7質量部添加したものを用いた。
中層用紙料として、白色度40%の雑誌古紙パルプのスラリーを用いた。
裏層用紙料として、新聞古紙50質量%、雑誌古紙40質量%、オフィス古紙のシュレッダー処理物由来のパルプ10質量%の割合で混合した白色度51%のパルプのスラリーを用いた。
<実施例2、3、比較例1~3>
炭酸カルシウムの配合量を表1に記載の通り変更した以外は実施例1と同様にして白板紙を得た。
<評価>
「罫線割れ」
得られた白板紙を、Tappiスタンダード試験法として規格化されていたT495om-82「板紙の折り曲げ指数」に準じて、凹部の溝幅が紙厚の約3.5倍の条件で罫線割れ評価した。
◎:割れが発生しなかった。
○:僅かな割れが生じたが、まったく問題がない。
△:割れが発生した。
×:酷い割れが発生した。
「表面強度」
得られた白板紙の表層の表面に、RIテスター((株)明製作所製)で、インキタック6(東洋インキ製造(株)製)を用いて印刷した。10cmあたりの繊維が剥がれた状態を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
◎:繊維の剥がれが殆どない。
○:繊維の剥がれが僅かにある。
△:繊維の剥がれがややある。
×:繊維の剥がれがある。
「膨れ」
得られた白板紙を、JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法No.18-1紙及び板紙-内部結合強さ試験方法-第一部:Z軸方向引っ張り試験に準拠して測定した。
◎:400kPaを超える層間強度であり、膨れは発生していない。
○:350kPa以上400kPa以下の層間強度であり、膨れは発生していない。
△:350kPa未満の層間強度であり、膨れが発生している。
×:製造時に明らかな腫れが発生し、製造を中断した。
「表層表面の面質」
得られた白板紙の表層の表面の面質を目視観察し、以下の基準で評価した。
◎:平滑性が優れ、表面白色度も優れる。
○:平滑性、表面白色度のうち、一つがやや劣るが実用上問題ない。
△:平滑性、表面白色度のうち、一つが劣り、実用上問題がある。
×:表面が荒れており、実用上問題ある。
Figure 0007567637000001
実施例1~3においては、罫線割れ、表面強度、層間強度、表層表面の面質のいずれの評価結果も良好であり、表面白色度も充分に高かった。また、罫線割れが発生せず、乾燥時の膨れも発生しなかった。
比較例1においては、表層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量が多く、酷い罫線割れが生じた。また、表面強度、層間強度が低下し、乾燥時に膨れが発生した。
比較例2においては、表下層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量が少なく、表面白色度が不充分であり、表層表面の面質が不充分であった。
比較例3においては、表層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量が少なく、表層表面の面質が不充分であった。
比較例4においては、表下層用パルプ原料のスラリーへの炭酸カルシウムの添加量が多く、罫線割れが生じ、表面強度も低下し、表層の表面が荒れており、平滑度が不充分であった。また乾燥時に膨れが発生した。

Claims (8)

  1. 少なくとも表層と表下層と中層と裏層を多層抄き抄紙機により抄紙する白板紙の製造方法であって、
    前記表層は、脱墨パルプ及び晒パルプの少なくとも一方を含む表層用パルプ原料のスラリーに、前記表層用パルプ原料100質量部に対して5~12質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表層用紙料を用いて抄紙し、
    前記表下層は、雑誌古紙由来の脱墨パルプを含む表下層用パルプ原料のスラリーに、前記表下層用パルプ原料100質量部に対して3~8質量部の炭酸カルシウムを添加して得られる表下層用紙料を用いて抄紙し、
    前記表下層用パルプ原料は、前記表層用パルプ原料よりも白色度が低く、かつ中層用パルプ原料よりも白色度が高いパルプ原料であり、
    前記表層の坪量が25g/m 以上となり、前記表下層の坪量が70g/m 以下であって、前記表層の坪量より大きい坪量となり、前記中層の一層当りの坪量が25~75g/m となり、前記裏層の坪量が25~70g/m となるように抄紙することを特徴とする、白板紙の製造方法。
  2. 前記表層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数が、前記表下層用パルプ原料100質量部に対する炭酸カルシウムの添加部数より多い、請求項1に記載の白板紙の製造方法。
  3. 前記表下層用パルプ原料のスラリーに添加する炭酸カルシウムが、軽質炭酸カルシウムである、請求項1又は2に記載の白板紙の製造方法。
  4. 前記表下層用パルプ原料のスラリーに添加する軽質炭酸カルシウムの粒子径分布が、0.1μm以上1μm以下の間と、1μm以上10μmの間とにそれぞれピークを有する、請求項3に記載の白板紙の製造方法。
  5. 前記表層用パルプ原料のスラリーに添加する炭酸カルシウムが、軽質炭酸カルシウムである、請求項1~4のいずれか一項に記載の白板紙の製造方法。
  6. 前記表層用パルプ原料のスラリーに添加する軽質炭酸カルシウムの粒子径分布が、0.1μm以上1μm以下の間と、1μm以上10μmの間とにそれぞれピークを有する、請求項5に記載の白板紙の製造方法。
  7. 前記表層の表面に、顔料とバインダーとを含む顔料塗工液を塗工する、請求項1~6のいずれか一項に記載の白板紙の製造方法。
  8. 炭酸カルシウムが水に分散した炭酸カルシウム分散液を、表層用パルプ原料のスラリー及び表下層用パルプ原料のスラリーのそれぞれに添加する、請求項1~7のいずれか一項に記載の白板紙の製造方法。
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