JPS62289697A - 多層構造を有する印刷用紙及び塗工原紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、広葉樹から製造される化学パルプ乃至半化学
パルプのごとき通管要素を含有するパルプに起因する印
刷時の道管ムケ（ヘラセルピックと称せられる）の発生
を防止するための多層構造を有する印刷用紙及び塗工原
紙に関する。

従来（術とその間　点 広葉樹を原料として製造される化学パルプ乃至半化学パ
ルプは、木繊維、柔細胞及び道管要素（以下道管と称す
る）を主要構成要素としており、これらの構成要素の形
態的特徴から、それから紙層構造を形成するに際して針
葉樹由来のパルプとは異なった性状を示すことが知られ
ている。因に、針葉樹由来の化学パルプはほとんど坂道
管と称せられる繊維状の構成要素から成っているもので
ある。

ところで、一般に、上記道管は細胞直径が木繊維などに
比して大きく、且つ細胞壁が薄いため紙層構造の中にお
いては押し潰されて偏平状態となり易いものである。し
たがって、このような状態の通管が紙層の表面に存在し
ている場合、この紙をオフセット印刷等をする際道管ム
ケ（ヘラセルピック）を発生する原因となり、印刷工程
上太きな障害となる。そして、オフセット印刷における
道管ムケ発生の現象は道管と木繊維などの他の紙層構成
要素との結合が不十分なことに起因している。

以上のごとく、印刷時にみられろ紙層における道管ムケ
の発生は、紙層に道管が構成要素として存在しているこ
とに因るものであるから、それを防止するには道管を含
有しないかもしくは道管含有量の少ない樹種を原料とし
たパルプを用いるとよいことになるが、しかし、近年に
おける製紙用原木資源確保の観点から広葉樹林を製紙原
料として用いることが余儀なくされその使用量も増加し
てきている。したがって、元来、道管含有量の多い広葉
樹由来のパルプからの紙の生産量の増加に伴い、上記道
管ムケ対策が重要な問題となっている。なお、広葉樹由
来のパルプに起因する道管ムケとは、印刷工程において
紙層の表面に存在する道管が印刷版面のインキのタック
により剥ぎ取られる現象といえる。

従来、道管ムケの発生を防止するための対策として一最
に行われている方法としては、まず、道管ムケ発生が比
較的軽微である道管含有量の少ない樹種或は道管の形状
の小さい樹種を選択して使用することが行われている。

しかし、このような対策では利用可能な原木樹種が制約
されることになり、広葉樹資源の活用にならない。特に
原木資源上豊富と言われている熱帯性広葉樹（道管が大
きく、かつ含有量が多い）を製紙原料として利用するう
えでの対策にならない。

また、上記道管ムケ発生の積極的防止対策として一最に
行われている方法は、紙屑内の道管の結合を促進するた
めの接着剤を内部添加する方法、及びサイズプレスなど
における接着剤の塗布、すなわち、表面サイズ処理法な
どが有力な方法として実用化されている。しかし、この
ような接着剤を紙層内部に添加したり、紙層表面に塗布
することにより、インキタックに対する抵抗性は強化す
る反面、それを多用すると紙質が硬（なるなどの祇本来
の性質を損なう問題がある。

上記のほかに、更に、原料パルプの叩解を強化して道管
ムケ発生を防止する方法がいくつか提案されている。例
えば、原料バルブを十分低フリーネスまでに叩解して道
管と木繊維などの紙層構成要素相互の結合を高める方法
（Ｊ、Ｃｏ１）ｅｙ、　ＪＪａｒｄ：　「７ピタｊ　（
Ａｐｐｉｔａ）、益（５）、３４４　（１９７６））、
原料バルブの高濃度叩解により道管を変形、破壊し、小
型化する方法（Ｊ、Ｎ、ＭｃＧｏｖｅｒｎ　：　ｒパル
プアンドペーパーＪ　（Ｐｕｌｐ　Ｐａｐｅｒ）、Ｄｅ
ｃｅｍｂｅｒ　１９７７、ｐ、５８；　その他〕が提案
されており、特に、後者の方法について、Ｂｙｒｄはさ
らに偏心形のりファイナ−を用いて行うと道管ムケ発生
防止に非常に有効であると報告している（Ｖ、Ｌ、Ｂｙ
ｒｄ、　ｅｔ　ａｌ、　：　ｒペーパー　トレードジャ
ーナルＪ　（Ｐａｐｅｒ　Ｔｒａｄｅ　Ｊ、）、ユ旦（
４６）　、５５（１９６７）　：　　１堕（４７）、５
４（１９６９）　）。

しかしながら、これらの叩解による方法では、よく知ら
れているように、パルプは叩解を進めるに伴って、−１
Ｇに乾燥時のシート収縮率が増大し、湿度変化によるシ
ートの寸法変化率が大きくなる問題がみられる。特に、
高濃度叩解を採用した場合には、通常の叩解度程度の叩
解であっても低濃度叩解に比べ乾燥時のシート収縮率が
増大し、それに伴い紙の寸法安定性の劣化、嵩の低下、
不透明度の低下などの欠点がみられる。すなわち、道管
ムケ発生の防止対策としての叩解による方法には避ける
ことのできない本質的な問題点が内包されていると言え
る。

口が”しようとする課！ 本発明は、上述したごとき状況に鑑みなされたものであ
って、広葉樹由来の化学パルプ乃至生化学パルプのごと
き道管を有していてパルプに起因する道管ムケの発生を
、パルプを製造するための原木樹種の制約やパルプの叩
解による紙質の低下等の問題を伴うことなく、有効に防
止するための多層構造を有する印刷用紙及び塗工原紙を
提供することを課題とする。

本発明者らは、印刷時における道管ムケ発生の機構を調
べる目的で、印刷版と接する紙の表面構造を走査型電子
顕微鏡で詳細に観察した結果、紙の表面付近に存在する
道管を被覆する繊維の本数が多いほど道管ムケが起きに
くくなる傾向があることを見出し、道管ムケを起こし易
いパルプ層の上に道管ムケを起こさないパルプ層を被覆
すると道管ムケの発生を完全に防止し得ることを見出し
、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、道管ムケを起こし易い程度に道管
を含有しているパルプ層の上に、道管を含有しないか、
もしくは道管が存在するとしても道管ムケを起こさない
程度にしか存在しないパルプ層を被覆した少な（とも２
層から成る多層構造に紙を形成することにより、上記課
題を解決することに成功した。

以下本発明の詳細な説明する。

又里坐盪底 本発明の構成上の特徴は、道管を含有していて印刷に際
して道管ムケを起すパルプから成る層の上に、道管を有
しないか、もしくは印刷に際して実質上道管ムケを起さ
ないパルプから成る印刷面としての表層を被覆して形成
して成る構造を有する印刷用紙及び塗工原紙にある。

ここでいう“印刷に際して実質上道管ムケを起さないパ
ルプとは、道管を含有していてもその量が僅少かもしく
はその形状が小形であることに因り、実際の印刷上に支
障をきたすような道管ムケを起さないパルプを意味する
。

また、本発明が対象とする印刷用紙は、従来の多層構造
を有する板紙と区別されるべきものである。すなわち、
上記印刷用紙では印刷面となるパルプの被覆層の厚さは
Ｉｇ／　ｔｒｉ乃至約２０ｇ／ｍであって、特に該被覆
層の厚さが１〜２ｇ／ｎ？という極めて薄い層であって
も、印刷時にその下に位置する道管ムケ発生バルブ層に
起因する道管ムケの発生がみられず、印刷し得る特性を
発揮し得るものである。これに対し、従来の板紙では品
質の劣るパルプ層からなる下層を被覆するための表層の
パルプ（漂白パルプ）層の厚さを非常に大きくする必要
があり、一般に５５〜７０ｇ／ｒｄ程度の厚さにする必
要がある（紙業タイムス社発行「白板紙・紙器Ｊ　１９
７９、ｐ、５３参照）。

課　を”するための 本発明に係る多層構造を有する印刷用紙及び塗工原紙に
おいて、印刷面である表層（被覆層）を形成するパルプ
には、前述のように道管ムケを起さない良質のパルプ、
すなわち、道管を含有しないか、もしくは道管を含有す
るとしても実際の印刷に当って支障を与えない、実質上
の道管ムケを起さないパルプを用いるものであって、こ
のようなパルプとしては通常１、道管を有しない針葉樹
パルプの使用が好ましいが、道管の形状が比較的小さい
ために道管ムケを起しにくいブナパルプ（ブナＢＫＰ）
等を用いることもできる。一方、下層を形成する道管ム
ケを起すパルプには広範囲な種類の広葉樹由来パルプ、
例えばラワン材由来のパルプを用い得る。

なお、道管の多い広葉樹から製造した化学パルプ中の道
管を液体サイクロンを用いて濃縮分離して、道管含有率
を減少させたパルプ分画部分を上記表面層に、道管含有
率を増大させたパルプ分画部分を下層に用いることも、
道管ムケの発生を完全に防止する必要のない印刷紙の場
合には可能である。

上記道管ムケを起し易いパルプ層の上に被覆させる上記
良質パルプの厚さはＩｇ／ｎ？以上であれば下層のパル
プ層に起因する道管ムケの発生を著しく減少させるこき
ができ（凡そ１層４程度までに減少し得る）、２〜ｓｇ
／ｍの厚さにすると、上記道管ムケは実質上はとんど防
止し得る。

この点に関し、本発明者らが道管ムケを起し易いパルプ
として無染色のラワン材から調製した晒クラフトパルプ
（以下ＢＫＰと略す）を下層とし、その上に表層として
、染色した道管ムケをほとんど起さないブナのＢＫＰを
１〜２０ｇ／ｎ（の範囲の各厚さにしたものをそれぞれ
被覆させた場合における下層のラワンＢＫＰ中の道管が
、表層のブナＢＫＰの繊維で被覆される様子を光学顕微
鏡で観察した結果を第１表に示す。

上記表にみられるとおり、表層パルプの厚さがＩｇ／　
ｒｄではその１〜５本の繊維が下層パルプ中の道管上に
乗っているにすぎないけれども、道管ムケの発生は１／
４程度にまで減少すること、また、表層パルプの厚さが
２ｇ／ｒ！？でもその繊維の４〜７木が下層パルプ上に
乗っている程度で下層が十分に透けて見える状態なのに
道管ムケの発生がほとんどみられないことは極めて驚く
べきことであると言える。

次に、本発明に係る多層構造を有する印刷用紙、すなわ
ち、下層のパルプ層の上に印刷面となる表層のパルプを
被覆した構造の紙を形成するには、下に示すごとき抄紙
機を組合わせて用いる多層抄紙技術を利用して行い得る
。従来、紙層の非常に厚い板紙製造の分野では、円網抄
き合わせ抄紙機や多重長網抄紙機などを用いてフェルト
上で湿紙を重ね合わせるか、或はワイヤ上で既に形成さ
れている湿紙層の上に次々と新たな紙層を噴霧形成させ
ていくという、抄き合わせ技術として発達してきた。し
かし、最近、印刷用紙やティッシュ−のような薄物の紙
製造分野でも、多層抄紙用に開発されたヘッドボックス
とツインワイヤ抄紙機或は長網抄紙機とを組合わせるこ
とで、抄き合わせ技術によらずに一工程で多層構造を有
する紙を抄くことが可能となってきた。

すなわち、多層抄紙用ヘッドボックスとして、Ｂｅｌｏ
ｉｔ社のＣｏｎｖｅｒｆｌｏ　５ｔｒａｔａ−Ｆｌｏ　
、　ＫＭＷ社のＨＴＢ−３Ｌ、　Ｅｓｃｈｅｒ　Ｗｙｓ
ｓ社のＳｔｅｐｆｌｏｗ　Ｍ、、Ｔａ＋ｍｐｅｌｌａ社
のＣｏｎｔｒａ−Ｆｌｏｗなどを用いて、各層の紙料を
ストックインレットから平行に流出させて層状の紙層を
形成するものである。これらの単一ヘッドボックスによ
る多層抄紙では、各紙層の境界面で原料パルプが適度に
混合するため、従来の抄き合わせに比べＺ方向の強度が
大きく、層間７１）離が生じに（い紙を抄（ことができ
る長所がある。

なお、紙製造に多層抄紙技術を通用することによる利点
として、板紙の場合と同様に表層に良質ノハルプを、内
層に安価なパルプを用いて、１００％良質のパルプを用
いたのと外見上同様な紙を得ることができること、及び
紙層構造に依存する紙の品質の設計が可能になること等
が挙げられる。因に、印刷用紙に上記多層抄紙技術を利
用する場合、表層を短繊維、内層を長繊維とすること、
表層を機械パルプ、内層を化学パルプに形成することに
より、紙の平滑性やインキ吸収性が向上し、かつ嵩高で
圧縮性の良い印刷用紙を製造し得ることが報告されてい
る（Ｊ、　１．Ｂｅｒｇｓｔｒｏｍ、「ノルスクスコギ
インダストリーＪ　（Ｎｏｒｓｋ　Ｓｋｏｇｉｎｄ、）
、虱、１３３（１９７７）及びＪ、Ａ、Ｂｒ１ｓｔｏｎ
　ｅｔ　ａｌ、　、ｒスベンスクペーバステイドウング
（Ｓｖｅｎｓｋ　Ｐａｐｐｅｒｓｔｉｄｎ、）、８６、
Ｒ１６４（１９８３）　）　。

以下に実施例により、本発明及びその効果を具体的に説
明する。

実施例１ ＴＡＰＰＩ型標準手抄き装置を改造し、単一ヘッドボッ
クスによる多層抄紙をシミュレートできる、すなわち連
続的に異なる種類のパルプスラリーを供給しつつ濾過脱
水できる多層シート手抄き装置を使用して表層と下層の
パルプ種類が異なり、かつ表層のパルプ層の厚さの異な
る手抄き２層シートを作製した。この手抄き２層シート
をＩＧＴユニバーサル型印刷試験機による印刷試験に供
し、道管ムケとの関係を調べた。

表層パルプとして広葉樹ではあるが道管が比較的小さい
ため道管ムケを起こしにくいブナＢＫＰ（パルプ濃度１
０％でＰＦＩミル叩解した。フリーネス３７５ｍ　ｌ！
　）を用いた。また、下層パルプとして大形の道管をも
ち道管ムケを起こしやすい南洋材ラワンＢＫＰ（フリー
ネス４００ｍ　ｌ！　）を用いた。これらの２種類のパ
ルプを用いて作製した表層厚さが異なり、かつ全坪量６
０ｇ／ｒ＋？の手抄きシートを、温度２０℃、相対湿度
６５％の恒温恒温室内で、ＩＰｌインク隆３を使用し、
印刷速度１．７５ｍ／ｓｅｃ、印刷線圧１８．７５ｋｇ
ｆ／ｃ−の条件で印刷して、道管ムケの数を測定した。

これらの結果を第２表に示す。

第２表 第２表から明らかなように、表層パルプの厚さの増加に
伴い、道管ムケ数は急激に減少する０表層厚さがわずか
Ｉｇ／ｒｒ？では、表層パルプがない場合、すなわち下
層ラワンパルプが完全に露出していする状態に比べ、わ
ずか４分の１以下にまで減少し、明らかに道管ムケ発生
の防止効果が発現される。また、さらに表層パルプ厚み
が２ｇ／ｇ以上では道管ムケ数がラワンＢＫＰに比べて
２０分の１以下に低下し、実質的に道管ムケの発生を防
止し得る。

実施例２ 実施例１と同様にして道管をもたない針葉樹パルプ（Ｎ
ＢＫＰと略す、フリーネス５２０１ｍ　ｌ　）を表層と
し、道管ムケを起こしやすいラワンＢＫＰ（フリーネス
４０５ｍ　ｊ！　）下層とする手抄きシートを作製し、
実施例１と同様の条件で印刷試験に供した。得られた結
果を第３表に示す。

第３表 第３表から明らかなように、表層パルプの種類が異なっ
ても道管ムケを起さないパルプを用いれば、表層厚さが
わずか１８／ｄで、表層パルプがない場合、すなわち下
層ラワンパルプが完全に露出している状態に比べ、わず
か４分の１以下にまで減少し、明らかに道管ムケ発生の
防止効果が発現される。また、さらに表層パルプ厚みが
２ｇ／＋ｙｆ以上では道管ムケ数がラワンＢＫＰに比べ
て１０分の１以下に低下し、実質的に道管ムケの発生を
防止し得る。

実施例３ 未叩解のラワンを液体サイクロン（セントリクリーナー
６００型）を用いて道管含有率を減少させた部分（アク
セプト側パルプ）と増大させた部分（リジェクト側パル
プ）とに分画した０分画処理の条件は、パルプ濃度０．
２５％、入口ゲージ圧３．０　ｋｇｆ／ｃｊ、リジェク
ト率３０．７％とした。パルプ中の道管の数および平均
面積は、それぞれ未処理の未叩解パルプで８８個／ｍｇ
、０．０７１６ｓ＋ｓｔ”７個、アクセプト側バルブで
６８個／−ｇ、０．０５３１菖−ｔ／個、リジェクト側
パルプで２１）個／ｌ１ｇ、０．０８７９ｉＩｍ”７個
であった。

実施例１と同様の方法で、これらの分画処理をしたパル
プのうち道管含有率を減少させたアクセプト側バルブ（
フリーネス３１５ｔａ　ｌ　）を表層とし、道管含有率
を増大させたりジェクト側パルプ（フリーネス４００ｍ
　ｊ！　）を下層とする手抄きシートを作製し、実施例
１と同じ条件で印刷試験を行った。

得られた結果を第４表に示す。

第４表 第４表から明らかなように、道管含有率が太きく、また
、道管平均面積も大きいラワンリジェクト側パルプの露
出しな祇（試験番号１）では、非常に道管ムケの数が多
いが、この場合に比べ、表層ラワンアクセプト側パルプ
の厚さがＩｇ／　ｒｄでは道管ムケ数は約３分の１まで
減少し、１．５８／　ｎ７以上ではおよそ５分の１以下
、すなわち表層パルプそのものの道管ムケ数のレベルに
達する。

道管ムケを完全に防止する必要がなく、一定レベル以下
にとどめるのみでよい場合は、この例の様に単独で用い
た場合その条件を満たすパルプをＩｇ／　ｒｒ？以上表
層に用いることで目的にあった印刷用紙が得られる。

実施例４ 表層パルプとしてブナＢＫＰ　（パルプ濃度５％でＰＦ
Ｉミル叩解した。フリーネス３９５ＩＩＩり、下層パル
プとしてラワンＢ　Ｋ　Ｐ　（５％濃度叩解、フリーネ
ス３７５ｍ　ｌ　）を用いて、従来から実験室的に行わ
れている手抄き装置を使用する抄き合わせ法により２層
シートを作製した。すなわち、まず初めに標準的な手抄
き操作によってワイヤ上に下層となるラワンＢＫＰの湿
紙を形成させ、抄き取り濾紙を重ねてフーチングしたあ
と、抄き上げた０次いで、表層となるブナＢＫＰの湿紙
をワイヤ上に形成させラワンＢＫＰの湿紙の付着した濾
紙をその上に重ねてフーチングし、２層となった湿紙を
抄き上げた。常法に従ってプレスし、乾燥したのち、印
刷試験に供した。印刷条件は印刷速度が１　、２５＋＋
＋　／　ｓｅｃであることの他は、実施例１と同じであ
る。得られた結果を第５表に示す。

第５表 第５表から明らかなように、実施例１〜３と異なる従来
法の抄き合わせ法によっても、表層パルプ厚さがＩｇ／
　ｃｄでは道管ムケ数は約５分の１まで減少し、２ｇ／
ｎｌでは２５分の１に低下した。

抄紙方法が異なっても紙層構造を実施例１〜３と同様に
することで実質的に道管ムケを防止することができる。

ただし、この抄紙方法では抄き合わせ面での繊維の絡み
合いがないため印刷速度を上げることなどで印刷条件を
苛酷にすると眉間剥離が起きやすいという欠点が認めら
れた。

実施例５ 手抄き装置を使用してワイヤ上に下層となるラワンＢＫ
Ｐ（１０％濃度叩解、フリーネス４００ｗＩＩ！　）の
湿紙を形成させ、抄き取り濾紙を重ねてフーチングした
あと、抄き上げた０次いで、ラワンＢＫＰの湿紙の付着
した濾紙をプフナー濾斗に乗せ、アスピレータ−で減圧
し吸引しながらブナＢＫＰ（１０％濃度叩解、フリーネ
ス３１５ｍ　ｌ！　）の希薄サスペンションを吹き付け
て表層部分を形成させた。

この２層構造をもつ湿紙を常法に従ってプレスし乾燥し
たのち、実施例４と同じ条件で印刷試験に供した。得ら
れた結果を第６表に示す。

第６表 第６表から明らかなように、実施例１〜３（多層抄き）
および実施例４　（抄き合わせ）と異なる、多層構造を
もつ手抄きシートの調製法によっても、表層バルブ厚さ
が２８／ｒｒｌでは道管ムケの数は１０分の１以下に低
下した。

抄紙方法が異なっても紙の構造を実施例１〜４と同様に
することで実質的に道管ムケを防止することができる。

ただし、この抄紙方法では実施例４と同様に眉間剥離が
起きやすいという欠点が認められた。

出願人　株式会社日本紙パルプ研究所 代理人　宮　　　１）　　広　　　豊 手続補正書　　　　８ 昭和６１年８月１）日 ２、発明の名称　　多層構造を有する印刷用紙及び塗工
原紙３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　　株式会社日本紙バルブ研究所４、代理人 住　所　東京都港区東新橋２丁目７番７号新橋国際ビル
５、補正命令の日付　　自発 ６、補正により増加する発明の数 。補正の内容 明細書を下記のとおり補正する。

（１）第３頁第１）行目に「広葉樹林」とあるを「広葉
樹材」と補正する。

（２）第５頁第１０行に「ペーパー」とあるを「ペーパ
ー」と補正する。

（３）　　第１２頁表１における試験番号６の欄に「ぶ
な」とあるを「ブナ」と補正する。

（４）　　第１８頁第９行に「（フリーネス４０５ｍ　
ｌ　）下層」とあるを「（フリーネス４０５ｍ　ｌ！　
）を下層」と補正する。

（５）第２１頁表４の中欄の説明に「厚さ厚さ」とある
を「厚さ」と補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）道管要素を含有していて印刷に際して道管ムケを
   起すパルプからなる層の上に、道管要素を有しないか、
   もしくは印刷に際して実質上道管ムケを起さないパルプ
   からなる印刷面としての表層を被覆して形成して成る構
   造を有することを特徴とする多層構造を有する印刷用紙
   及び塗工原紙。
2. （２）印刷面となる表層を少くとも約１ｇ／ｍ＾２の厚
   さに被覆する特許請求の範囲第（１）項記載の印刷用紙
   及び塗工原紙。