JP5508748B2 - クラフト紙 - Google Patents
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針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
フリーネスが550ccCSF以上700ccCSF以下で、密度が0.4g/cm3以上0.6g/cm3以下であり、
填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とする再生粒子を含有し、
上記再生粒子が、脱墨フロスの脱水、この脱水後の脱墨フロスの乾燥と燃焼とを炉内で一連で行う第1燃焼、この第1燃焼の燃焼物を炉内で再度燃焼する第2燃焼、及びこの第2燃焼の燃焼物の粉砕を経て得られ、
上記第1燃焼の炉内温度が300℃以上500℃以下であり、
第1燃焼炉内に吹き込む熱風の酸素濃度が0.2%以上20%以下であることを特徴とするクラフト紙である。
本発明におけるパルプの原料としては、主原料である針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)に加えて、例えば広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、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、ストーングランドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、サーモグランドパルプ(TGP)、ケミグランドパルプ(CGP)、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)等の機械パルプが用いられる。本発明において、主原料パルプとは、全パルプ原料の50質量%以上を占めることをいう。
当該クラフト紙には、嵩高剤として脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物が含有される。従来、原料パルプスラリーに嵩高剤を添加し、得られる印刷用紙の嵩高さを向上させる方法も試みられてきたが、嵩高剤は、用紙のZ軸強度を主体に紙質強度を低下させるため、クラフト紙においては、その使用が控えられていた。本発明においては、特定した嵩高剤を選定し、特定の水溶性樹脂と組み合わせることで、さらに効果的に本発明の目的を達成できたのである。当該クラフト紙に含有する嵩高剤は、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物であるために、親水基と疎水基とを有す。そのため、嵩高剤がパルプ繊維の強度を保つリグニン樹脂及び表面に塗工される水溶性樹脂及びパルプ中に残存するリグニン樹脂との相溶性を備えるため、リグニン樹脂と水溶性樹脂及びエステルとの密着性が向上し、用紙の紙質強度低下を防ぐことができ、嵩高さを保ちつつ、優れた加工適正及び強度を発揮させることができる。
ただし、本発明において親水基とは、エステル化合物中の以下の基をいう。
(1)−(CH2CH2O)−
(2)−(AO)n−
〔A:炭素数3〜4のアルキレン基、
n<2.0(但しnは1分子中のAOの付加モル数の合計)〕
(3)エーテル基を有していてもよい総炭素数3〜24の3価以上のアルコールであって1分子中の総水酸基数/総炭素数=0.4〜1であるアルコールと脂肪酸とのエステル化合物のアシル基及び上記(2)におけるn≧2の部分を除いた残部
(4)カルボニル基に隣接する酸素原子
さらに、本発明では、基紙の片面又は両面、好ましくは両面に水溶性樹脂を塗布することで、機械パルプ配合等に伴う紙の腰や強度の劣化を補い、より効果的に本発明のクラフト紙を達成できる。
当該クラフト紙に含有する填料としては、例えば、再生粒子、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、サチンホワイト、ケイ酸アルミニウム、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等があげられる。これらの中でも、嵩高効果及び表面強度の向上の点から再生粒子が好ましい。
古紙パルプ製造工程では、安定した品質の古紙パルプを連続的に生産する目的から、使用する古紙の選定、選別を行い、一定品質の古紙を使用する。そのため、古紙パルプ製造工程に持ち込まれる無機物の種類やその比率、量が基本的に一定になる。しかも、再生粒子の製造方法において未燃物の変動要因となるビニールやフィルムなどのプラスチック類が古紙中に含まれていた場合においても、これらの異物は脱墨フロスを得る脱墨工程に至る前段階で除去することができる。従って、脱墨フロスは、工場排水工程や製紙原料調成工程等、他の工程で発生する製紙スラッジと比べ、極めて安定した品質の再生粒子を製造するための原料となる。
脱墨フロスの更なる脱水は、公知の脱水手段を適宜に使用できる。本形態における一例では、脱墨フロスは、脱水手段たる例えばスクリーンによって、脱墨フロスから水を分離して脱水する。スクリーンにおいて、水分を90%〜97%に脱水した脱墨フロスは、例えばスクリュープレスに送り、さらに所定の水分に脱水することが好適である。
かかる原料10が貯槽12から切り出されて、第1燃焼炉14に供給される。第1燃焼炉14は本体が横置きで中心軸周りに回転する内熱キルン炉方式からなり、第1燃焼炉14の一方側から装入機15により装入される。内熱キルン炉加熱手段は、熱風発生炉20にて生成された熱風を第1燃焼炉14の排出口側から、脱水物の流れと向流するように送り込まれる。第1燃焼炉14の一方側には、排ガスチャンバー16が、他方側には排出チャンバー18が設けられている。排出チャンバー18を貫通して、熱風が第1燃焼炉14の他方側から吹き込まれ、上記一方側から装入され、第1燃焼炉14の回転に伴って上記他方側に順次移送される原料10の乾燥及び燃焼を行うようになっている。
第1燃焼炉14において乾燥及び燃焼処理を経た燃焼物は、移送流路を通して、本体が横置きで中心軸周りに回転する外熱ジャケット31を有する、外熱キルン炉である第2燃焼炉32に装入される。
本実施形態に基づく再生粒子の製造方法においては、必要に応じ、さらに公知の分散・粉砕工程を設け、適宜必要な粒子径に微細粒化することで塗工用の顔料、内添用の填料として使用できる。
本製造設備において、より品質の安定化を求めるためには、再生粒子の粒子径を、各工程で均一に揃えるための分級を行うことが好ましく、粗大や微小粒子を前工程にフィードバックすることでより品質の安定化を図ることができる。
先に採用理由と共に述べたように、第2次燃焼炉(外熱キルン炉)32内の内壁に、その一端側から他端側に向けて、螺旋状リフター及び/又は軸心と平行な平行リフターを配設することで、原料10の均一な燃焼と、品質の均一化を図ることができる。
離解後の離解パルプフリーネスがCSF550ccになるように調整された針葉樹未晒クラフトパルプのパルプスラリーに、脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を主成分とした薬品を固形分として1.6質量%、硫酸アルミニウム(硫酸バンド、昭和化学工業(株)社製)を固形分で0.28質量%、中性ロジンサイズ剤(品番:NS74、ハリマ化成(株)製)を固形分で0.1質量%、及び紙力増強剤(品番:アミロファックスTS2600、AVEBEb.a.社製)を固形分で0.5質量%内添し、さらに表2に示す填料を添加した後、ワイヤーパート、プレスパート、プレドライヤーパート、サイズパート、アフタードライヤーパート、カレンダーパート、リールパート及びワインダーパートを含む製紙システムを用いて抄紙した。
各パルプ、添加剤等を表1中に記載の条件とした以外は実施例1と同様にして実施例2〜49のクラフト紙を得た。
A:プロピレングリコールセスキルパルミテート(2.4)、
B:ソルビトールトリラウレート(3.1)、
C:ステアリン酸モノグリセライド(3.8)、
D:ジグリセリンモノミリステート(5.9)、
E:ソルビタンモノミリステート(7.6)、
F:サッカロースモノオレエート(10.8)、
G:ソルビタンモノラウレートEO平均6モル付加物(13.3)
H:水溶性ウレタン樹脂系嵩高剤(非エステル化合物)
I:脂肪酸ポリアミドアミン系嵩高剤(非エステル化合物)
タピオカ澱粉:SB GUM−EVOSBガム、三晶株式会社
PVA:JF−04、日本酢ビポバール株式会社性
PAM:ハリコートG−51、ハリマ化成株式会社
コーンスターチ:CHARGEMASTER R462チャージマスター、三晶株式会社
馬鈴薯澱粉:マーメイドM−350B、三晶株式会社
ラテックス:ナルスターSR−103、日本エイアンドエル株式会社
比較例として、表1に示す条件にて比較例1、2に係るクラフト紙を得た。表に示されない他の条件は実施例と同様のものである。
JIS−P8211(1998)「パルプ−カッパー価試験方法」に準拠して、測定した。
分光白色光度計「SC−10WT」(スガ試験機株式会社製)で測定したL(明度)の値
JIS−P8220(1998)「パルプ−離解方法」に準拠した方法で離解した離解パルプのフリーネスをJIS−P8121(1995)「パルプのろ水度試験方法」に記載の方法に準拠してカナダ標準ろ水度試験器で測定した離解パルプのフリーネス値。
得られた試験紙を、JIS−P8220(1998)に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、J.TAPPI NO.52に準拠し、カヤニオートメーション社製繊維長測定器ファイバーラボにて測定した重量平均繊維長の値。
得られた試験紙を、JIS−P8220(1998)に準拠した方法で離解し、得られた記離解パルプについて、カヤニオートメーション社製繊維長測定機ファイバーラボにて測定し、繊維内径、繊維外径から算出した。
JIS−P8118(1998)に準拠して測定した。
JIS−P8113に準拠して測定した。
JIS−P8116に準拠して測定した。
自動製袋機(型番:136T+504TH、ニューロング工業(株)製)を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して加工速度の状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎:加工状態が全体的に均一で、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
○:加工状態がやや劣るものの、従来の未晒クラフト紙と同等の速度で加工できる。
△:加工状態が低下する傾向が見られるため従来の未晒クラフト紙と比べ、加工速度を低下させる必要がある。糊付け部分に波打ちが認められる。
×:加工状態が均一でなく、加工速度を大幅に落としても改善が見られない。
前述の自動製袋機を使用し、クラフト紙から角底袋を加工して、角底袋の折り部での角割れの状態を調べ、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎:加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙以下。
○:加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等。
△:加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙と同等だが1袋に複数箇所角割れが見られる場合、又は角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍未満で1袋の程度が軽い場合。
×:加工した角底袋において、角割れの発生頻度が従来の未晒クラフト紙の倍以上
12 貯槽
14 第1燃焼炉
15 装入機
16 排ガスチャンバー
18 排出チャンバー
20 熱風発生炉
20A バーナー
22 再燃焼室
24 予冷器
26 熱交換器
28 誘引ファン
30 煙突
32 第2燃焼炉
34 冷却機
36 粒径選別機
38 燃焼品サイロ
Claims (5)
- 針葉樹未晒クラフトパルプを主原料とするクラフト紙において、
脂肪酸と多価アルコールとのエステル化合物を含有し、
片面に水溶性樹脂が塗工され、
フリーネスが550ccCSF以上700ccCSF以下で、密度が0.4g/cm3以上0.6g/cm3以下であり、
填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とする再生粒子を含有し、
上記再生粒子が、脱墨フロスの脱水、この脱水後の脱墨フロスの乾燥と燃焼とを炉内で一連で行う第1燃焼、この第1燃焼の燃焼物を炉内で再度燃焼する第2燃焼、及びこの第2燃焼の燃焼物の粉砕を経て得られ、
上記第1燃焼の炉内温度が300℃以上500℃以下であり、
第1燃焼炉内に吹き込む熱風の酸素濃度が0.2%以上20%以下であることを特徴とするクラフト紙。 - 上記エステル化合物のHLB値が3以上11以下である請求項1に記載のクラフト紙。
- 上記クラフトパルプの重量平均繊維長が2mm以上3.5mm以下であり、平均ルンケル比が0.9以上1.1以下である請求項1又は請求項2に記載のクラフト紙。
- 上記クラフトパルプのカッパー価が50以上70以下であり、明度が54以上60以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のクラフト紙。
- 上記再生粒子の白色度が75%以上85%以下であり、
灰分率が0.5質量%以上3質量%以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のクラフト紙。
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