柔软性印刷用纸制造技术

利用低密度的纸浆或增加低密度填料的配合率、增量药品的使用或在制纸工程中减低压力等降低纸张密度的方法、通过提高填料的配合率来降低纸张断裂的方法、及通过软化剂的使用降低纸张率的方法，将上述方法单独或适当地组合，使造纸机制造的印刷用纸的密度、造纸方向的断裂长度及造纸方向的杨氏模量三者之积，调整在２×１０↑［１８］以上１０×１０↑［１８］ｇ.Ｎ／ｍ↑［４］以下，提供一种触感、易翻度皆优良的印刷用纸。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种柔软性优良且产量大的印刷用纸，特别是适合用作书籍用纸的印刷用纸。
技术介绍
书籍用纸一般多注重触感、易翻度等性质，特别是近来更是讲求体积大(纸张厚度高)但质轻(低密度)，且制成书时可达到易于翻页的目的；一般公知，当纸张厚度大时纸的硬度也随之增加，导致翻页困难，因此要使体积感与翻页易度同时成立是很困难的。一般来说，纸张的质感、触感、易翻度等性质受纸的柔软性所影响，而纸的柔软性则又关系到粘度、弹性、强度等其它复杂的性质，是以要将其一概数值化是非常困难的事；在改善做为书籍用纸的质感的目的下，特开平8-246390号公报中揭示出，使用特定的纺锤状碳酸钙作为填料，再配合保水值100～150％的机械纸浆所制造的薄叶书籍用纸；特开平10-204790号公报中揭示出一种含有90重量％以上排水度在CSF500ml以上的阔叶树牛皮纸浆(kraft pulp)，而该阔叶树牛皮纸浆含有50～100重量％的双叶柿纸浆，并以碳酸钙作为填料，做成密度0.6～0.65g/cm3的低密度书籍用纸；但，这些书籍用纸由于必须配合特殊纸浆而有成本上的问题，且也不够柔软，无法得到质感、触感、易翻度皆优良的成品。另一方面，随着环保意识的高涨，在森林资源所制得的制纸用纸浆的有效利用方面上，轻量化也成了不可避免的问题，如上所述，在纸张的品质要求上，轻量化即成为一大主流；在此所指的纸张的轻量化，在维持纸张厚度之余同时达到轻量化，也就是制造一种低密度(体积大)的纸。首先，使纸张低密度化(增加体积)的方法，可以纸张主原料的制纸用纸浆为对象进行检讨，通常在制纸用纸浆中多使用木材纸浆，而低密度化的纸浆则需利用化学药品抽出纤维中作为补强材料的木质素后形成的化学纸浆，不使用任何药品在研磨机中将木材磨烂后的碎木纸浆，或在匀浆机(refiner)中将木材解纤后所得如热木浆的机械纸浆，其纤维较为刚直，较具低密度化的效果，特别是对碎木纸浆的低密度化寄予更大期望，惟碎木纸浆属于机械纸浆，对高级纸的配合有规格上的问题，在配合度上来说，纸质也会出现例如因经时所产生的褪色等品质上的问题，导致无法配合，相同地热木浆也无法配合高级纸的生产。对高级纸来说，在纸浆方面若只能配合化学纸浆时，则该纸浆化的树种大为影响纸张密度，也就是，木材纤维本身粗大者较易达到低密度化；高级纸主要配合使用阔叶树材纸浆，而阔叶树材属于较能达到低密度化的树种，例如橡树、枫树等，但，在现今环保意识高涨的气势中，很难达到只采集这些树种并使其纸浆化。另一方面，中级纸或下级纸通常配合机械纸浆，且为较高级纸低密度的纸张，而在配合使用刚直的纤维时通常会引起印刷时的纸屑(由机械纸浆得到的结束纤维通常较多)、强度低下，再者一般较漂白化学纸浆白色度低的机械纸浆，在增配上也会降低白色度，而使配合量受到限制，又，近年来由于环保意识高涨、或资源保护的必要性，增加了旧纸浆的配合使用量，然而旧纸浆很少以高级纸、报纸、杂志、宣传单、涂工纸等种类来做明确的分类，仅在混和后加以纸浆化，因此在纸浆性质上有较新机械纸浆密度高的倾向；其理由在旧纸浆的纤维含量化学纸浆、机械纸浆的混和物，又，纸张中所含的填料成分或图工纸的涂工层颜料成分，一般多使用滑石、陶土、粘土，由于碳酸钙较纸浆密度高，在配合上密度会提高，因此增加旧纸浆的配合使用率有提高用纸密度的倾向。如上所述，若要考虑到木材资源的状况、用纸的品质设计，又要在纸浆方面达到用纸的低密度化，实为非常困难之事。又，一般造纸用纸浆会利用打浆处理来柔软其纤维，并加以原纤化，但由于打浆处理会降低其体积，因此应尽可能地不实施来使其增量化，但，若不充分进行打浆处理又会降低强度。造纸时达到低密度化的方法，可在造纸的加压工程中尽可能地降低加压力，又，取消为赋予纸张表面平滑性所进行的压延处理，再者，将为赋予印刷时纸张表面强度而进行的淀粉等水溶性高分子的表面涂工，尽可能地降低其涂布量。除了这些纸浆化、造纸时的方法外，另外对与纸浆配合的填料也进行了检讨，例如，通过配合使用作为填料成分的中空合成有机物胶囊(capsule)，来达成低密度化的方法，揭示于特开平5-339898号公报中；又，通过造纸机干燥器的部分热度使其膨胀，达到增量化的合成有机发泡性填料(例如商品名EXPANSEL，日本FIRAIT股份有限公司制)亦有前案提出，但，再使用这些合成有机发泡性填料的方法中，除了造纸时的干燥条件设定困难外，也有表面强度减弱、印刷光泽度低下等问题。又，在特公昭52-39924号公报中提出了使用微细中空玻璃珠(shirasu-balloons)的方法，但其与制纸用纸浆的混合性较差，又，其配合用纸也会发生印刷斑点等问题。再者，在特开平8-13380号公报中揭示出一种添加微原纤化纤维素的方法，但微原纤化纤维素必须经过特别调制，且在造纸时必须将纸浆的排水度调整在CSF400ml以上，最好是CSF500ml以上，惟大量配合使用机械纸浆的纸料中，不容易调整排水度，因此在中级纸、低级纸上实施困难。上述方法虽会增加纸张厚度，但随着纸张厚度增加，纸的强度也提高而无法改善纸的柔软性，因此在质感、触感、易翻度上皆不充分。
技术实现思路
本专利技术的课题是在提供一种质感、触感、易翻度皆良好，用纸密度低(体积大)、且印刷纸断纸少、印刷适性优良的柔软性印刷用纸。本案专利技术者为解决上述问题经过精心检讨后的结果，发现可通过将纸的密度、造纸方向的断裂长度及造纸方向的杨氏揉曲量三者的积，控制在2×1018以上10×1018g·N/m4以下，即可得到质感、触感、易翻度皆良好，且大量的柔软性印刷用纸。本案专利技术者为使书籍用纸所要求的质感、触感、易翻等纸的柔软性与质轻体积感(纸张厚度大)两者同时成立，而将影响纸柔软性的性质加以定量化来作检讨；首先对克拉克硬度作一检讨，发现克拉克硬度的值与实际上的质感等并不一定相关，即使克拉克硬度低，也可能得到良好的质感，另外，纸的强度、杨氏模量较低者，纸的质感也较为优良；另一方面，为得到质轻且具体积感的效果，以公知的方法提高纸张厚度却反而使柔软性变差，因此，再进行纸张柔软性的检讨后，发现可通过同时降低强度及杨氏模量，制造出柔软的纸张，也就是说，为得到本专利技术目的的轻量体积大且具柔软性的纸张，利用同时平均地降低纸张强度、杨氏模量及密度，即可得到很好的效果；精心检讨的结果可知其与纸张密度、造纸方向的断裂长度及造纸方向的杨氏模量三者之积有极大的关系，也就是说，发现这三者之积愈低，纸张则显得柔软且体积大(低密度)，三者之积若在2×1018以上10×1018g·N/m4以下的范围内，则质感、触感良好且轻量体积大，再者于造纸机、印刷机上的断纸问题也减少，特别是当三者之积在2×1018以上5×1018g·N/m4以下时，非常适用于书籍用纸。本专利技术的印刷用纸为将造纸方向的断裂长度及造纸方向的杨氏模量特定在前述值，因此必须使用造纸机造纸，也就是说，以手抄机所制得的纸张，其纤维方向不定，无法调整至本专利技术所需的造纸方向的断裂长度及造纸方向的杨氏模量，又，即使使用可赋予配向性的手抄机，也不可能将压力、干燥、压延条件控制在与造纸机相同的条件，因此无法调整至本专利技术所需的密度；如上所述，通过降低强度虽有造纸机或印刷机上断纸的担忧，但若同时降低杨氏模量且另加上荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔软性印刷用纸，特征在于：该柔软性印刷用纸是利用造纸机所制造的印刷用纸，其必须使用纸浆绝对干燥重量的０．１～５％的柔软化剂，另外，至少采用方法（１）中的一种来调整纸张密度、和／或方法（２）来调整造纸方向的纸张断裂长度，在经各调整的单独或组合使用来调整而形成的原纸上，涂布有以水溶性高分子为主成分的表面处理剂，从而使造纸方向的纸张断裂长度为４ｋｍ以下，且密度、造纸方向断裂长度及造纸方向的杨氏模量三者之积在２×１０↑［１８］以上、１０×１０↑［１８］ｇ.Ｎ／ｍ↑［４］以下，（１）通过以下方法进行纸张密度调整：提高低密度纸浆配合率、提高低密度填料配合率或者减低造纸工程的压力；（２）通过提高填料配合率的比例来调整造纸方向纸张断裂长度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：越智隆，登坂昌也，笠原健秀，藤原秀树，
申请(专利权)人：日本制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]