JPH01148888A

JPH01148888A - 二次繊維を含有した新聞印刷用紙

Info

Publication number: JPH01148888A
Application number: JP30681087A
Authority: JP
Inventors: H Kipper Daniel; ダニエル　エイチ　キッパー
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-06-12

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】（産業上の利用分野）本発明は、廃棄された印刷紙等に代表されるインクを含
んだセルローズ製品を二次繊維源として用いて製造され
る新聞印刷用紙に関するものである。

（従来の技術およびその問題点）新聞印刷用紙は、−ｉに、化学的あるいは機械的工程に
よって製造された不純物のないパルプと共に、比較的少
ない量の二次繊維を含んでいる。

従来から使用されている二次繊維を用いる場合には、最
終的な新聞印刷物に不必要な汚点ができることを可能な
限り少なくするために、まず第１にこの二次繊維からイ
ンクを除去する作業が必要である。このインク抜き作業
は当然のことながら新聞用紙の製造価格を引き上げるこ
とになる。さらには、良質繊維を含む多くの二次繊維源
も、インク、トナー等の塗料を含んでおり、これらを従
来の湿潤インク抜き方法によって除去することは容易で
はない。従って、このような良質繊維を含む二次繊維源
を印刷用紙の製造に使用することが出来なかった。

従って、新聞用紙の製造においては、インク抜きの困難
な二次繊維源を含む二次繊維源を経済的に使用できるよ
うにしたいという要求および、不必要な汚点および光沢
の悪さを解消したいという要求がある。

（発明の構成）本発明は新規な新聞用紙材料に関するものであり、この
新材料は、実質的に乾燥状態で行われる機械的な繊維化
工程によって製造された実質的に分断された繊維および
インク含有微粒子を有している。また、本発明はこのよ
うな新聞用紙材料によって製造した新聞印刷用紙に関す
るものである。

本発明者によって、次のような予期せぬ事実が見出され
た。すなわち、二次繊維を実質的に乾燥状態で繊維化す
ると、それによって得られた新聞用紙材料内のインク含
有微粒子は、完成した新聞印刷用紙の紙質に悪影響を及
ぼすことがない程に細かくされているということである
。このため、インク含有微粒子を他の繊維とは別個にイ
ンク抜きする必要が無くなり、製造価格が大幅に削減で
きると共に、材料価格も大幅に削減できることになる。

さらには、上記の点に基づけば、従来の湿式インク抜き
方法ではインク抜きが不可能なために新聞印刷用紙の製
造には使用出来なかった安価な二次繊維源の使用が可能
になる。このため、比較的安価な良質の二次繊維源の使
用に伴って、さらに大幅な費用の削減が可能になる。

本発明では、乾式繊維化工程によって得られるインク含
有微粒子のインク粒子寸法が、（円形断面の直径に換算
すると）約７０ミクロン以下の範囲に実質的に入るよう
にする。全ての粒子を約１００ミクロン以下とすること
が望ましく、全粒子を約１５０ミクロン以下とすること
がさらに望ましい。約１５０ミクロンをこえる大きさの
インク粒子は、肉眼によって新聞を読む距離から見た場
合に認識されてしまう。これに対して、それ以下の粒径
のものは、光沢を減少させるために有効となる。

本明細書においては、「二次繊維源」とは、セルロース
製品であり、廃棄された印刷紙のようなインクを含有し
たものであり、製紙用の繊維源として使用する目的で再
生されたものを意味している。特に有益な二次繊維源と
しては、コンピュータ出力用紙、白色の元帳用紙および
ノンインパクト方式で印刷された用紙等がある。

「実質的に分断された繊維」とは、事実上価々に分断し
た繊維であり、その長さが直径以上であり、ある程度の
塊が形成されるようなものを意味している。

「実質的な乾燥」とは、含水率が約２０％以下であり、
繊維化工程の間に繊維および微粒子が相互に接着しない
ように充分に乾燥した状態を意味している。特に、二次
繊維源は自然乾燥状態が好ましい。これは、二次繊維源
が、それが置かれる雰囲気と平衡状態となる含水率とな
っていることを意味している。代表的には、この二次繊
維源は約３〜９重量％の水分を含んでおり、この範囲が
ほぼ自然乾燥用紙の含水率の範囲である。従って繊維化
される二次繊維源に余分な水分が存在したり、あるいは
余分の水分を加えることは好ましくない。

（実施例）以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、第１図を参照して、本発明に用いる目的で二次繊
維源を繊維化するための繊維化装置を詳細に説明する。

第１図には、繊維化装置１の内部作動室のうちの主とし
てローター・ブレードの位置を示しである。このような
繊維化装置の例は、例えば米国特許第３，０６９，１０
３号の明細書に記載されている。本発明を実施化するた
めに開示されている本装置は、Ｐａｌｌｍａｎｎ　Ｒｅ
ｆ、　４繊維化装置である。

符号８は鋸歯状の溝付作動面であり、この面に対して、
好適な駆動手段２によって駆動される移動ローター・ブ
レード９の作用によって、供給材料が擦り付けられる。

冷却水が入口ボート６および出口ポート７を介して繊維
化装置に供給され、供給繊維原料の剪断による発熱を除
去するようになっている。第１図からは明確ではないが
、鋸歯状の作動面とブレードとの間には間隔があり、こ
の中をセルロース材料が剪断されながら進行するように
なっている。作動面８に対するブレード位置は調整可能
となっており、この調整によって繊維化の程度が調整さ
れる。この調整はローターの速度、滞留時間、および作
動面の性質によっても行われる。作動面８は６個の取り
外し可能なセグメントからなっている。これらのセグメ
ントを、表面の形状、構成が異なったより多数個のセグ
メントあるいはより少ない個数のセグメントとすること
もできる。このようなフレキシビリティによって、繊維
化の最適化、変更のための選択が無限に可能になる。最
も、ここに記載の構成の作動面の動作は、極めて満足の
いくものである。さらに詳細に説明すると、図示されて
いる各セグメントの溝は、相互に平行配置され、（頂点
から頂点までの間カリ約２ｍｍ開いている。各溝はそれ
ぞれ約１．５ｍｍの深さとなっている。各セグメントの
半径方向の厚さは約１０センチメートルとなっている。

これらの寸法は、単に例示の目的のために掲げるもので
あり、これらに限定するためのものではない。ヒンジ付
のカバー１０の内側の作動面の一部分も示してあり、こ
の面は既に述べた他方の作動面８とほぼ同一の構成であ
る。このカバーを閉じることにより、これらの二つの表
面によって、供給材料を繊維化するための内部室が形成
される。

第２図は、ローターを取り外してオリフィス１）を露出
させた状態を示す繊維化装置の斜視図である。繊維化さ
れた材料は、このオリフィス１）を通った後に出口ポー
ト４から排出される。このオリフィスの径は可変であり
、これを調整することによって、空気流量を増減し、す
なわち繊維化装置内の停滞時間を増減して、繊維化の程
度が制御される。オリフィスは取り外し可能なプレート
１２に形成されており、オリフィスの径の変更が容易と
なっている。オリフィスの直径が１６０ｍｍの場合には
、空気流量が約ｌＯ立法メートル毎分とすると、好まし
いということが分かった。第２図にはファンのインペラ
・ブレード１３も示してあり、これによって繊維化装置
を流れる空気流が形成される。

第３図は繊維化装置の一部分を切り取って示す断面図で
あり、繊維化装置の動作の概要を示しである。矢印は、
空気および繊維の流れ方向を示している。詳細に説明す
ると、二次繊維源１５は、供給用人口３に導入され、こ
こで回転しているブレード９に接触させられる。空気流
によって、二次繊維源はローター・ブレードと作動面９
との間に向けて供給されて、二次繊維源が細分化されて
徐々に小さな粒子とされる。すなわち、細かく繊維化さ
れて、実質的に分断した繊維および微粒子とされる。ロ
ーター・ブレードによって発生する遠心力によって、粒
子、とくに大きな粒子は傾斜した作動面間の頂点に対し
て強制的に押しつけられる。このような押しつけ力によ
って、完全に繊維化されるまえに大きめの粒子が排出し
てまうおそれが回避される。実質的に完全に繊維化され
た後に、取り外し可能なプレート１２のオリフィス１）
を介して、細分化された固体粒子が搬出される。さらに
、ファン・インペラ１３によって、浮遊繊維が出口４介
して押し出される。実質的に分断された繊維および微粒
子からなる繊維化材料は集められて、そのまま従来から
の方法で新聞用紙用材料の供給原料として使用すること
ができる。

次に、第４図に基づいて、以下の個々の実施例を説明す
る。

本発明の各種の形態を例示する目的で、異なる新聞用紙
用材料を用いて、多数枚の新聞用紙用のハンドシートを
製造した。これらの新聞用紙用材料の一つは、上述した
二次繊維源の実質的な乾燥繊維化に、よって製造した実
質的に分断した繊維およびインク含有微粒子を含む材料
である。得られた新聞用紙用ハンドシートのそれぞれの
光沢（ＧＥ　　Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　）を測定した。

この値は、ハンドシート内のインクの斑点の量および大
きさを示す指標である。この測定値が大きいほど、反射
率が高く、輝度が高いことを示している。サンプル１は
、標準新聞用紙材料から製造したシートであり、この材
料は、（乾燥重量で）３２重量部の半漂白クラフト繊維
、６８重量部の砕木繊維、および７重量部のクレイ充填
材（Ｚｅｏｌｅｘ　）からなっている。サンプル２．３
および４の製造に使用した材料は、本発明に従って乾燥
繊維化された二次繊維源材料（分断された繊維および微
粒子）の含有量がそれぞれ異なっている。サンプル５の
製造に用いた材料は、コンシスチンシーが３％となるよ
うに水分を加えて湿式繊維化した二次繊維源を一定量含
有している。サンプル２〜５に使用した二次繊維源は、
その１／３が白色の複写元帳用紙（ｍａｎｉｆｏｌｄ　
ｗｈｉｔｅ　ｌｅｄｇｅｒ　）　、１　／　３が白色元
帳用紙、１／３がノンインパクト方式で印刷されたコン
ピュータ出力用紙である。各サンプルの製造においては
、材料の各成分を個別にスラリー化したのちにブレンド
して、最終のコンシスチンシーが０．０６重量％の固形
物とした。この後に、これからハンドシートを製造した
。ここに、このハンドシートの製造自体は、従来と同一
の方法を用いて行った。

ＧＥ光沢度指数（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　Ｉｎｄｅｘ）
は、基準となる白色表面に対する青色光線の反射率のパ
ーセントを測定することによって決定した。この測定に
使用した器具は、Ｔｅｃｈｎｉｄｙｎｅ　Ｃｏｒｐ、製
のｒＢｒｉｇｈｔｉｍｅｔｅｒ　Ｍｏｄｅｌ　Ｓ４　Ｂ
ｒｉｇｈｔｍｅｎｓｓ／Ｃｏ１ｏｒ　Ｔｅ５ｔｅｒＪで
ある。各サンプルにつき、それぞれ６個の測定値を合計
し、この合計値の平均値をＧＥ光沢度指数とした。　　
。

測定結果をまとめたものを以下の表１に示す（材料の成
分量は、乾燥重量部で示しである。）。

これらの結果から分かるように、本発明によって製造し
た新聞印刷用のシートの光沢度は、乾燥繊維化の代わり
に湿潤繊維化された二次繊維源を使用して製造したサン
プルに比べて良好、即ちその値が高くなっている（サン
プル２．３．４と、サンプル５とを対比）。さらに、本
発明のサンプルの光沢度の値は、調整された新聞印刷用
材料に比べて実際に高い値となっている。これは、二次
繊維源の繊維がより高品質だからである。

乾燥繊維化した二次繊維源を使用することによって得ら
れる利点をさらに示すことを目的として、ノンインパク
ト式で印刷されたコンピュータ出力用紙（ＣＰＯ）　　
を単一の繊維源として１００χ使用して、ハンドシート
を製造した。サンプル１）の製造においては、ＣＰＯ用
紙を湿潤繊維化（スラリー化）して用紙材料を製造した
。サンプル１２の製造においては、ｃｐｏ用紙を乾燥繊
維化して、その後に水分を交ぜてスラリー化することに
よって、用紙材料を製造した。これら双方の場合におい
て、繊維化によって生じたインク含有微粒子の除去は行
わなかった。

サンプル１）．１２のハンドシートを製造し、乾燥した
後に、−これらを画像分析にかけて、これらの表面に現
れているインク斑点の量を測定した９画像解析器を用い
て、５ミクロン以上の斑点の面積を測定し、その面積に
基づいて、各斑点の等価円の直径を算出した。画像解析
器としては、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ製のｒ　Ｑｕａｎｔｉ
ｍｅｔ　７２０　　Ｊを使用した。この解析器に、ｆ４
にセットした７０ｍｍのエクステンシラン・チューブを
備えた５０ｍｍ　ＥＬ−Ｎｉｋｏ口を取り付けた・さら
に、螢光リングのサンプル照明源を配置して、０から６
４までの内の４０以下の値の反射率を検出した。ここに
、値Ｏは、黒（反射なし）であり、値６４は白（全反射
）である。解析器によって、サンプル当たり２０個の領
域に付いて測定をおこなった。各領域の面積を、７．５
　ｍｍ　　Ｘ　５．７５　ｍｍとした。

この画像解析の結果を表２および第４図に示す。第４図
は各サンプルの斑点の大きさの分布をプロットしたもの
であり、本発明によって製造した　　゛ハンドシートに
おける検出可能なインク斑点が減少していることが分か
る。プロットから分かるように、本発明によって製造し
たハンドシート（サンプル１２）に含まれるインク粒子
の大きさは、実質的に約７０ミクロン以下の範囲となっ
ている。さらに、表２に示すように、斑点の平均寸法、
全斑点面積、検出斑点個数、および光沢度の点で改善が
見られる。

表２および第４図に示すように、二次繊維源を乾燥繊維
化する事によって、非常に微細なインク斑点が形成され
、これらの斑点は検出することができないので、このよ
うな斑点のある材料から製造した用紙には、特別な弊害
がそれによって発生することはない。また、検出可能な
インク斑点は、湿潤繊維化によって製造した材料に見ら
れる斑点に比べて小さくしかもその数が少ない。従って
、乾燥繊維化によって、二次繊維源をインク抜きを行う
ことなく使用することの可能な方法が実現できる。

新聞用紙の製造業における当業者ならば理解できるよう
に、上述した実施例は、例示の目的で掲げたものであり
、本発明の範囲をそれらに限定するためのものではない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するために適した繊維化装
置の斜視図であり、フロント・リッドを取り外してイン
ペラ・ブレードと鋸歯状の作動表面を露出させた状態を
示しである。第２図は開いた繊維化装置の一分を切り取った状態で示
す斜視図であり、インペラ・ブレードを取り外して、加
工されている繊維を作動室から取り出すためのオリフィ
スを露出させた状態を示しである。第３図は繊維化装置を部分的に切断して示す側面図であ
り、その作動状態を示しである。第４図は画像解析結果のデータをプロットして得たグラ
フであり、コンピュータ出力用紙から製造した二枚のハ
ンドシートにおけるインク粒子の粒度分布を示すもので
ある。ここに、二枚のシートのうちの一方は、湿式処理
によってインク除去していない供給材料から製造したも
のであり、他方は本発明に従って乾燥繊維化された供給
材料から製造したものである。１−繊維化装置２−・−駆動手段４−出口ボート６・−人口ボート７−・−出口ポート８−・作動面９−・−ローターブレード１０−・・カバー１）・・・オリフィス１２−・プレート１３・・−インペラ１５−・・二次繊維源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二次繊維源を実質的な乾燥状態で機械的に繊維化
することによって製造した実質的に分断した繊維および
インク含有微粒子を有する新聞印刷用紙用材料。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の材料において、二
次繊維源を実質的な乾燥状態で機械的に繊維化すること
によって製造した少なくとも２０乾燥重量パーセントの
分断した繊維およびインク含有微粒子を含むことを特徴
とする材料。
（３）特許請求の範囲第１項に記載の材料において、前
記二次繊維源は、ノンインパト方式で印刷された用紙、
コンピュータ出力用紙、白色元帳用紙、および複写用白
色元帳からなる群のうちの一つであることを特徴とする
材料。
（４）二次繊維源を実質的な乾燥状態で機械的に繊維化
することによって製造した実質的に分断した繊維および
インク含有微粒子を有する新聞印刷用紙用材料から製造
したことを特徴とする新聞印刷用紙。
（５）特許請求の範囲第４項に記載の用紙において、イ
ンク含有微粒子のインク粒子の寸法が、約７０ミクロン
以下の領域に実質的に納まっていることを特徴とする新
聞印刷用紙。
（６）特許請求の範囲第４項に記載の用紙において、イ
ンク粒子の寸法が約１００ミクロン以下であることを特
徴とする新聞印刷用紙。
（７）特許請求の範囲第４項に記載の用紙において、イ
ンク粒子の寸法が約１５０ミクロン以下であることを特
徴とする新聞印刷用紙。