Search

JP-2026077620-A - 塗工紙

JP2026077620AJP 2026077620 AJP2026077620 AJP 2026077620AJP-2026077620-A

Abstract

【課題】本発明の課題は、密度が低く、平滑性に優れた塗工紙を開発することである。 【解決手段】本発明によって、密度が低く、平滑性に優れた塗工紙が提供される。本発明に係る塗工紙は、平均キンク指数が１．２（１／ｍｍ）以上の化学パルプおよび／または古紙パルプをパルプ１００重量％に対して３０重量%以上含有する。 【選択図】なし

Inventors

  • 堤 絵梨
  • 深沢　光司

Assignees

  • 日本製紙株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20251024
Priority Date
20241025

Claims (7)

  1. 平均キンク指数１．２（１／ｍｍ）以上の化学パルプおよび／または古紙パルプをパルプ１００重量％に対して３０重量%以上含有する塗工紙。
  2. 合成キンク指数が１．１～３．０（ｌ／ｍｌ）である、請求項１に記載の塗工紙。
  3. 機械パルプの含有量が、パルプ１００重量％に対して５重量％未満である、請求項１または２に記載の塗工紙。
  4. 塗工紙を離解して得られたパルプをＩＳＯ１６０６５－２：２００７に基づいて分析した場合、繊維長が０．２～７．５ｍｍである繊維のうち、長さ加重平均繊維長が１．０～１．５ｍｍの範囲内にある繊維の割合が５～３０％である、請求項１または２に記載の塗工紙。
  5. 前記化学パルプのＣＳＦが５００ｍｌ以上、平均キンク指数が１．３（１／ｍｍ）以上である、請求項１または２に記載の塗工紙。
  6. 前記化学パルプが、以下： （ａ）平均フィブリル面積が１．０％以下である、 （ｂ）平均フィブリル周囲長比が２．０％以下である、 （ｃ）クラフトパルプである、 （ｄ）ＣＳＦが７５０ｍｌ以下である、 の１つ以上の特徴を備える、請求項１または２に記載の塗工紙。
  7. 嵩高剤を含有する、請求項１または２に記載の塗工紙。

Description

本発明は嵩高パルプを含有する塗工紙に関する。特に本発明は、嵩高性が高く褪色などの問題が起こりにくい嵩高パルプを含有する微塗工紙に関する。 地球温暖化防止や持続可能な社会の構築には、温室効果ガスの排出抑制やＣＯ２の吸収・固定の促進、さらには循環型資源であるバイオマスの利用促進が重要である。温室効果ガスの排出抑制には、非化石燃料への燃料転換や省エネルギーの推進が効果的であり、製紙業界においては、パルプや紙の製造工程における温室効果ガスの排出抑制に関する取り組みが始められている。さらに、紙の流通過程においても輸送エネルギーの削減などのため軽量化に対する要求が高くなってきている。 しかし、単純に軽量化すなわち紙の坪量を下げると紙の厚さが低下し、製品としてのボリューム感や、美観、加工適正が損なわれるため好ましくない。紙ユーザーに求められている軽量化とは、紙重量を低下させながら、紙厚は低下させないこと、より好ましくは紙厚を高くすることであり、紙の軽量嵩高化が近年の重要な技術課題である。 紙の低密度化(嵩高化)の方法の一つとして製紙用パルプに関しての検討があげられる。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ことが知られている。しかし、機械パルプを使用した場合には、パルプ化工程における石油由来エネルギーの使用量が高いことが知られており、また製品としては化学パルプと比較しパルプの白色度が低いため、全体として紙の白色度が低下する、製品の紙の色が黄色くなる（褪色する）などの問題があった。 また、抄紙の観点から非塗工紙や塗工原紙を嵩高化（低密度化）する手法として、嵩高剤の使用による方法が知られている。公知の嵩高剤として、例えば、特定のアルコール及び/また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（特許文献１）、非イオン界面活性剤（特許文献２）、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３）などが知られており、これらの紙用嵩高剤を板紙に応用した技術（特許文献４）も提案されている。 さらに、前述したような輸送コスト削減等の観点から、塗工紙の軽量化に対する要望が高くなってきている。低塗工量にもかかわらず、特に優れた白紙外観および剛度を有し、印刷・製本作業適性を有する低坪量微塗工紙に関する技術が開示されている（特許文献５）。 国際公開９８／０３７３０号パンフレット特開平１１－２００２８３号公報特許第２９７１４４７号公報特許第３０４１２９４号公報特開２００４－１２４２８９号公報 本発明の塗工紙は、化学パルプや古紙パルプを原料とし、特定の平均キンク指数を有するパルプを含有する。本発明においては、平均キンク指数が１．２（１／ｍｍ）以上の化学パルプおよび／または古紙パルプ（以下、嵩高パルプともいう）を３０重量%以上用いることによって、嵩高で表面平滑性に優れた塗工紙を製造する。 嵩高パルプ 本発明の嵩高パルプは、特定の平均キンク指数を有する化学パルプおよび／または古紙パルプであり、一つの態様において、所定の平均キンク指数、平均キンク角、フィブリル面積、フィブリル周囲長を有する化学パルプである。 原料パルプとしては、例えば、木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプ（古紙パルプ）が挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、酸素漂白クラフトパルプ（ＯＫＰ）等の化学パルプが挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、例えば、コットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、竹、バガス等の非木材系パルプが挙げられる。原料パルプは、上記の１種を単独でも２種以上混合して用いてもよい。なお、原料パルプに、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機合成繊維、ポリノジック繊維等の再生繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維を混用してもよい。原料パルプは、入手のしやすさという観点から、木材パルプが好ましい。また、原料パルプは、木材パルプの中でも、退色を抑制する観点から、好ましくは化学パルプであり、より好ましくはクラフトパルプであり、さらに好ましくはユーカリ、アカシア等の広葉樹クラフトパルプ、およびマツ、スギ等の針葉樹クラフトパルプから選択される１種以上であり、よりさらに好ましくは広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）および針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）から選択される１種以上である。 ＜平均キンク角、平均キンク指数、合成キンク指数＞ パルプ繊維のキンク指数とは、パルプ繊維の折れ曲がり度合いを示す指標であり、例えば、画像解析装置を用いて、個々の繊維の長さと、その繊維の始点と終点を結ぶ直線距離との比率を測定することによって算出できる。一つの態様において平均キンク指数は、一定角度範囲毎のキンクの数に、角度の増加に応じた重みづけをし、繊維長の総和で除することで算出することができ、例えば、Lorentzen & Wettre社製ファイバーテスターを用いて測定することができる。 ここで本発明においては、折れ曲がりの度合いが強いパルプ、具体的には、平均キンク指数が１．２（１／ｍｍ）以上である化学パルプおよび／または古紙パルプ（嵩高パルプ）を配合することにより、パルプ繊維間の絡み合いが促進され、紙の嵩高さが向上すると考えられる。平均キンク指数が低すぎると、パルプ繊維の折れ曲がりが少なく、紙にしたときに十分な嵩高効果が得られない。また、平均キンク指数が１０（１／ｍｍ）を超えると、パルプ繊維の折り曲がりが多すぎる、すなわち繊維のダメージが多すぎるため、紙力の低下を引き起こす恐れがある。したがって、本発明においては、パルプの平均キンク指数を１０以下にすることが好ましく、８以下や６以下とすることがより好ましく、４以下や２．５以下としてもよい。これにより、機械パルプの配合率を低減した場合であっても、所望の嵩高さを維持することが可能となる。また、嵩高さの向上は、紙の不透明度にも寄与し、裏抜けの抑制にも効果を発揮する。さらに、嵩高パルプは、繊維構造の安定性により、紙の褪色を抑制する効果も有する。 なお、上記の平均キンク指数は、樹種やパルプを叩解する際のパルプ濃度などによって調整可能であり、具体的には、叩解時のパルプ濃度を高くするほど、平均キンク指数が高くなり、紙基材を構成するパルプ繊維に、折れ曲がった繊維が多く存在することとなる。 合成キンク指数は、紙として抄紙された後の紙自体のキンク指数を示す指標であり、各パルプの平均キンク指数に、そのパルプの配合量を掛け、すべてのパルプについて合計することで求めることができる。合成キンク指数は、原料パルプを混合した状態で上記の平均キンク指数と同様の方法で平均キンク指数を測定することでも求めることもでき、さらに、紙を離解して得られた離解パルプの平均キンク指数を測定することで求めることもできる。合成キンク指数は、１．１（１／ｍｍ）以上３．０（１／ｍｍ）以下が好ましく、１．３（１／ｍｍ）以上２．８（１／ｍｍ）以下がより好ましい。前記範囲とすることで、嵩高性と比引張強さなどの強度を両立した紙とすることができる。 平均キンク角とは、直線状にある繊維に対して折れ曲がり度合いを示す平均値であり、例えば、Olson, J他著、“An Analyzer for Fiber Shape and Length”（Journal of Pulp and Paper Science, 21巻, 11号, 1995年, J367～J373頁）に定義されている角度の平均値である。本発明の平均キンク角度は、パルプを水中で十分に離解したのち、例えば、Lorentzen & Wettre社製ファイバーテスターを用いて測定することができる。嵩高パルプの平均キンク角は４８°以上が好ましく、４９°以上がより好ましく、５０°以上がさらに好ましい。前記範囲とすることで、より嵩高な紙を得ることができる。 本発明における平均繊維長、平均繊維幅、平均フィブリル周囲長比は、何れも長さ加重平均値である。これらは市販の繊維長測定装置を用いて、ＪＩＳ Ｐ８１２０に準拠した光学的自動分析法などにより測定することができる。具体的には水に分散させた状態の繊維を撮影し、自動的に画像解析される。長さ加重平均繊維長は、測定されたｎ本の繊維長の２乗の総和をｎ本の繊維長の総和で除して得られる。長さ加重平均繊維幅は、測定されたｎ本の繊維の面積の総和、すなわち、ｎ本の繊維幅（Ｗ）と繊維長（Ｌ）を乗じて得られる値（Ａ）の総和をｎ本の繊維長の総和で除して得られる。フィブリル周囲長比（ＦＰＲ）は、フィブリルの周囲長（ＦＰ）を幹繊維の周囲長（Ｐ）とフィブリルの周囲長（ＦＰ）の和で除した値（ＦＰ／（ＦＰ＋Ｐ））である。幹繊維とはフィブリルではない元の繊維を指す。周囲長（Ｐ）は幹繊維の繊維長（Ｌ）と幅（Ｗ）の和を２倍した値（２（Ｌ＋Ｗ））である。フィブリル周囲長（ＦＰ）は、フィブリルの繊維長（ＦＬ）と巾（ＦＷ）の和を２倍した値（２（ＦＬ＋ＦＷ））である。長さ加重平均繊維長、長さ加重平均繊維幅、長さ加重平均フィブリル周囲長比は自動的に算出される。 本発明の嵩高パルプの長さ加重平均繊維長は、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは０．７ｍｍ以上、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。また、平均繊維幅は、好ましくは１５μｍ以上であり、より好ましくは３０μｍ以下である。前記範囲のパルプ繊維とすることで、繊維一本ごとの強度や剛性が高く、嵩高性の高いパルプとすることができる。なお、平均繊維長の上限は特に制限されないが、例えば、５ｍｍ以下や４ｍｍ以下であり、３ｍｍ以下や２ｍｍ以下としてもよい。一つの態様において、紙に含まれる繊維のうち繊維長１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の繊維の含有割合が、５％～３０％であることが好ましい。 ＜ファイン率＞ ファイン分の割合（ファイン率）は、パルプを水中で十分に離解したのち、例えば、Lorentzen & Wettre社製ファイバーテスターを用いて測定することができる。なお、本明細書において、繊維長が０．２ｍｍ以下であるパルプ繊維を「ファイン分」と呼ぶことがある。本発明において、トータルファイン率は１０～３０％であることが好ましい。前記範囲とすることで、紙の強度と嵩高性のバランスに優れた塗工紙とすることができる。 嵩高パルプの濾水度（カナダ標準フリーネス、ＣＳＦ：Canadian Standard Freenessともいう）としては、パルプのフィブリル化を抑制し、パルプの剛性を保持する観点から、５００ｍｌ（ＣＳＦ）以上とすることが好ましく、より好ましくは６００ｍｌ以上である。上限としては７５０ｍｌ以下が好ましく、７００ｍｌ以下がより好ましい。５００ｍｌ未満の場合、短繊維化やフィブリル化進みすぎており、嵩高効果を十分に得ることができない恐れがある。また、ＣＳＦが高すぎると、水切れが良すぎて抄造時に良好な地合いが形成されず、強度や裏抜が劣る紙となってしまう恐れがある。なお、抄紙する際の原料パルプの繊維特性は、抄造した紙を離解して得られた離解パルプの繊維特性と大きく異なるものではなく、例えば原料パルプの長さ加重平均繊維長を調整することで、紙基材を構成するパルプの長さ加重平均繊維長を適宜調整することができ、その他の繊維特性についても同様である。パルプの離