グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙
【課題】グラビア輪転印刷の印刷品質・印刷作業性、オフセット輪転印刷の印刷品質、印刷作業性に優れ、生産性の高い兼用塗工紙を提供する。
【解決手段】 本発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷塗工紙は、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗布する塗料の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５５重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダを使用し、その運転条件が、金属ロール表面温度が最高で１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とする。
【解決手段】 本発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷塗工紙は、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗布する塗料の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５５重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダを使用し、その運転条件が、金属ロール表面温度が最高で１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は原紙に顔料と特定の接着剤を含む塗工液を塗工・カレンダー処理を行い、優れた印刷品質および印刷作業性に優れるグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙に関する。
【従来の技術】
【０００２】
グラビア輪転印刷は凹版印刷方式で、印刷物の階調再現性に優れており、雑誌、カタログ、パンフレットなどの商業印刷分野や女性誌等の出版印刷分野で用いられている。一方、オフセット輪転印刷は平版印刷方式で、平滑性の低い用紙でも非常に鮮明に印刷することが可能であり、チラシ、カタログ、パンフレット、ダイレクトメールなどの商業印刷分野に広く用いられている。
【０００３】
これらの用紙は通常、グラビア輪転用、オフセット輪転用としてそれぞれ別に使用されており、両方の印刷方式に使用される用紙は非常に低級な用紙以外にはほとんどない。それはグラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷では用紙に求められる品質が異なるためである。
グラビア輪転印刷は、金属ロールからなる版全体にインキを与え、次にドクターで、画線部以外のインキをかきとり、凹部にたまったインキを加圧下で紙に転移させる方式である。このため、凹部にあるインキが紙にスムースにかつ均一に転移するためには紙表面の平滑性が必要であり、特に非常に短時間で圧縮された状態での平滑性が重要となってくる。この紙面の平滑性が低い場合には金属ロールと紙の非接触面積が大きくなり、インキが正常に転移しない現象が発生することがある。この現象はミッシングドットと呼ばれるが、印刷品質の低下につながる。このミッシングドットを抑制する方法として平滑性向上とクッション性向上が有効であると言われている。平滑性向上の具体的な方法としては、（１）原紙中の灰分を上げる、（２）スーパーカレンダーでの線圧を高める、（３）クレーやタルクのような平滑性の高い顔料を高配合する等の方法、（４）有機顔料等の顔料を使用する方法知られている。クッション性向上の具体的な方法としては（５）原紙への澱粉サイズを低減もしくは、行わない、（６）原紙のパルプにＧＰなどの機械パルプを高配合する、（７）塗工液中の接着剤にガラス転移温度の低いラテックスを使用する、（８）塗工紙表面を硬くする澱粉を塗料に使用しない等の方法が知られている。実際のグラビア輪転印刷用塗工紙の製造においてはこれらの方法をが組み合わせされて製造しされている。なお、近年はグラビア印刷でインキの転移性を改善するため、印刷紙の後面から電圧をかけ、静電引力によりインキ・セル上のグラビア・インキを盛り上げ、インキ転移性を向上させる静電グラビア印刷が普及してきた。この印刷方式に適した用紙物性も求められている。
一方、オフセット輪転印刷においては、版胴の刷版の非画線部を親水性、画線部を親油性とすることで、印刷時に非画線部上に湿し水をつけ、その後、画線部のみにインキがつけられ、このインキがブランケットを介して、紙に転写される。インキが版からブランケットを介するため、粘度の高い（タック値の高い）インキが使用される。オフセット輪転印刷時のトラブルは高タックのインキを使用することに加えて、湿し水を使用することに起因することが多い。オフセット輪転印刷用紙には表面強度が要求されているが、表面強度が低い用紙をオフセット印刷した場合、紙ムケと呼ばれる印刷表面上に白点が発生し、印刷品質の低下につながる。また、この紙ムケに近い現象で、塗工紙表面の一部が紙粉となってブランケット上に堆積する紙粉パイリング現象が起こり、印刷品質の悪化を招くことがある。さらに１〜２胴目に印刷されたインキが３〜４胴目のブランケット表面に堆積するインキパイリングと呼ばれる現象が起こり、印刷物の画線部に汚れが発生し、印刷品質の低下につながる。
この他にも、オフセット輪転印刷では高温の乾燥機内に印刷後の紙を通して乾燥させるため、ブリスターと呼ばれる印刷物の火ぶくれ現象が起こり、印刷品質の低下につながる。
上記のオフセット輪転印刷時のトラブルを回避するため、以下に示すような方法でオフセット輪転印刷用塗工紙は製造されている。紙ムケおよび紙粉パイリングを抑制するためには塗工紙の表面強度を向上させることが有効であり、通常のオフセット輪転印刷用塗工紙では（１）塗工液中のバインダー（ラテックス、変性澱粉）配合量を多くする、（２）塗工原紙に変性澱粉サイズを行う、などの方法が単独もしくはそれらを組み合わせた方法で行われている。
インキパイリングについてはインキ中の溶剤成分の用紙への吸収が早すぎるために起こるとされている現象であり、（３）粒度分布の狭い顔料を使用する、（４）バインダー配合量増やす等の対策が効果的である。
一方、ブリスター発生を抑制するには原紙層の厚さ方向の強度を高める事と、紙中の水分を低減することが効果的と言われている。具体的には（５）原紙中の灰分減、（６）原紙中の紙力剤増、（７）紙中水分減が有効と言われている。
近年になり、グラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷の両方を印刷できる用紙に対するユーザーからの要望が高まっている。１つの用紙で両方の印刷を可能にするためにはグラビア輪転印刷する際にはミッシングドットが少なく、オフセット輪転印刷する際には紙ムケ・インキパイリングが少なく、ブリスター発生がないような印刷作業性に優れた用紙であることが求められる。
それに加えてグラビア輪転印刷用塗工紙、オフセット輪転印刷用塗工紙はともに、ユーザーのコストダウン指向が明瞭になっており、印刷品質が良好であり、かつ低コストであることが必要となってきている。特に近年、抄紙機、コータ、高温ソフトニップカレンダーが一連になっているオンマシンコータになっており、なおかつその抄造速度は１５００ ｍ／ｍｉｎを超えてきており、このような設備で生産できる印刷用塗工紙であることが用紙の低コスト化には非常に重要となってきている。
従来のグラビア輪転印刷用塗工紙の上記製造方法のうち、（１）の方法はオフセット輪転印刷時のブリスター発生や紙ムケにつながり、（２）の方法は近年のコータには設置されておらず、適用できない。また、（３）及び、（４）の方法のようにクレーやタルクのような平滑性の高い顔料や、有機顔料を高配合することは、塗工液の流動性が悪くなり、高速のコータでは塗工することはできず、用紙のコストダウンができない。（５）及び、（８）の方法は塗工紙の表面強度が低くなり、オフセット輪転印刷時の紙ムケにつながる。（６）の方法はＧＰなどのパルプは高速のマシン、コータでは断紙の原因にもなるため、高配合できない。（７）の方法のガラス転移温度が低いラテックスを使用すると高温ソフトニップカレンダーでの汚れの原因になり、生産効率が落ちるため使用できない。
一方、従来のオフセット輪転印刷用塗工紙の上記従来の製造方法のうち、（１）、（２）、（４）、（５）及び、（６）の方法は、グラビア輪転印刷時にミッシングドットの増加につながる。また、（３）は塗工液の流動性が悪くなり、高速のコータでは塗工することはできず、用紙のコストダウンができない。（７）はある程度、可能であるが、紙中水分を低減しすぎると、用紙のクッション性がなくなり、ミッシングドットの増加につながりやすく、また、巻取りに静電気が発生しやすく、巻取りのハンドリングが極めて悪くなるため、紙中の水分には適正な範囲がある。
【０００４】
これまでに、グラビア印刷とオフセット印刷を兼用できる印刷用塗工紙に関するものが、いくつか出願されている。変性澱粉サイズを行った原紙に有機顔料を２〜４０部配合した塗工液を塗工する方法（特許文献１参照）、極微細重質炭酸カルシウムを５〜４５部配合し、中空有機顔料を２〜７部配合、バインダーとして特定のガラス転移温度のラテックスを７〜１１部配合した塗工液を塗工する方法（特許文献２参照）、などが知られている。以上の方法はともに有機顔料を高配合するため、塗料の流動性に劣り、高速での操業性に不向きである。さらに有機顔料自体が高価であるため、低コストの用紙とはならない。
【０００５】
以上のように従来のグラビア輪転印刷用塗工紙、オフセット輪転印刷用塗工紙の製造方法では、グラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷の両方に耐えうる優れた印刷品質および印刷作業性に優れ、高速塗工適性に優れる兼用紙が得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−１７９８２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３１４８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、以上のような状況に鑑み、グラビア輪転印刷の印刷品質・印刷作業性、オフセット輪転印刷の印刷品質、印刷作業性に優れ、生産性の高い優グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダーによる平滑化処理を行う印刷用塗工紙において特定の顔料組成ならびに特定のカレンダ運転条件にすることで生産性が高く、かつグラビア輪転印刷、オフセット輪転印刷いずれにおいても印刷品質に優れたグラビア輪転印刷・オフセット輪転印刷の兼用紙を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題を達成するために、請求項１に係る発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙は、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５０重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件が、金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とする
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５０重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満とすることで、塗工層をやわらかくし、後段の高温ソフトニップカレンダ処理による平滑化を容易にする。また、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件を金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満とし、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満とすることにより、グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙に求められる高い平滑性と高い生産性を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙は、特定の顔料を使用したり、ソフトカレンダーを用いた特定条件での表面処理によって製造することにより、グラビア輪転印刷、オフセット輪転印刷いずれにおいても印刷品質に優れる。
【００１０】
本発明においては、抄紙工程、塗工工程だけでなく、表面処理工程までもオンラインで連続的に行うことができるため、塗工紙を高速で製造できるため、生産性を向上させることができる。本発明において高速操業とは１３００ｍ／分以上での操業条件を意味し、本発明によれば、好ましくは１５００ｍ／分以上、より好ましくは１６００ｍ／分以上程度での操業も可能である。
本発明に用いる塗工原紙としては、化学パルプ、古紙パルプ、機械パルプなど製紙用パルプを叩解したパルプスラリーに、必要に応じ通常抄紙工程で使用される填料、例えばタルク、カオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタンなどを添加し、さらに薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤などを添加し、抄紙する。
【００１１】
抄紙方法は特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用した板紙マシン、ヤンキードライヤーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニルアルコールなどの接着剤をクリア塗工した原紙を使用することができる。ただし、本発明においては、クリア塗工を行なっていない原紙が好ましい。澱粉などの水溶性高分子を主成分とする表面処理剤を塗工原紙へ塗工（サイズプレス）することによって、原紙表面が硬くなるため、後続の表面処理工程で微小な凹凸が潰れにくくなり、平滑の発現性が低くなる。
【００１２】
本発明の塗工原紙のパルプ原料としては、機械パルプを使用することができる。機械パルプ以外にも、用途に応じて各種パルプを使用することができ、例えば、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）など印刷用紙の抄紙原料として一般的に使用されているパルプを単独または組み合わせて適宜使用することができる。機械パルプとしては、砕木パルプ(ＧＰ)、リファイナー砕木パルプ(ＲＧＰ)、サーモメカニカルパルプ(ＴＭＰ)、ケミサーモメカニカルパルプ(ＣＴＭＰ)、ケミグランドパルプ(ＣＧＰ)、セミケミカルパルプ(ＳＣＰ)などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。また、本発明においては、針葉樹に由来するパルプは２０％未満であることが好ましい。
【００１３】
本発明の塗工原紙の填料としては、必要に応じて公知のものを任意に使用でき、例えば、重質炭酸カルシム、軽質炭酸カルシウム、クレー、シリカ、軽質炭酸カルシウム・シリカ複合物、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、タルク等を単独で使用し、又は併用できる。紙中填料率は１〜４０固形分重量％が好ましく、１０〜３５固形分重量％がより好ましい。
【００１４】
本発明の塗工原紙の抄造に用いる内添薬品としては、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、濾水性向上剤、染料、中性サイズ剤などの薬品を必要に応じて使用してもよい。乾燥紙力向上剤としてはポリアクリルアミド、カチオン化澱粉が挙げられ、湿潤紙力向上剤としてはポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらの薬品は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。中性サイズ剤としてはアルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤などが挙げられる。
【００１５】
本発明の塗工原紙の抄造に用いられる抄紙機は、特に制限はないが、オントップフォーマー、ギャップフォーマなどの通常の抄紙機が用いられる。特に本発明においては、ヘッドボックスから噴射された紙料が２枚のワイヤーに挟まれて走行し、湿紙の両側からほぼ均等に脱水するギャップフォーマ型抄紙機を用いることが、好適であり、これにより、表裏差のない表面性が良好な原紙が得られ、１３００ｍ／分以上の高速の抄紙速度において安定的に抄紙できる。
【００１６】
本発明の抄紙工程においては、抄紙機プレドライヤー、アフタードライヤーも公用の装置を用いることができ、乾燥条件も特に限定はなく、通常の操業範囲で適宜設定できる。
【００１７】
本発明において塗工原紙の坪量は、次の工程である塗工工程とのバランスを取りながら設定することができ、例えば、原紙坪量を３０〜６０ｇ／ｍ２程度にすることができる。
【００１８】
本発明においては、オンラインソフトキャレンダ、オンラインチルドカレンダなどにより塗工前の原紙にプレカレンダー処理を行い、原紙を予め平滑化しておくことが、塗工後の塗工層を均一化する上で好ましい。この場合、処理線圧は、好ましくは３０〜１００ｋＮ／ｍ、より好ましくは５０〜１００ｋＮ／ｍである。また、プレカレンダー処理する際の原紙の水分率も重要であり、水分率は３〜５％が好ましい。水分率が３．０％未満であると用紙水分が低いことからプレカレンダー処理を施しても、十分な平滑性が得られにくい。また、５．０％を超えると紙中水分が高いことから、カレンダー処理により原紙がつぶれやすくなり、十分な平滑性が得られるものの、用紙を潰しすぎるため不透明度や剛度が低下しやすい。本発明において用いられる顔料は、炭酸カルシウムであるが、炭酸カルシウムの含有量は全顔料（１００重量部）中、５５重量部未満、好ましくは２０〜５０重量部である。５５重量部を超えると、塗工層の平滑性低下の影響によってグラビア印刷適性、とりわけミッシングドットが多発し、印刷物のハイライト部の再現が悪くなるため、好ましくない。
炭酸カルシウムの平均粒子径は、塗工層の高い平滑性発現の観点からレーザー回折法で、０．３〜１．２μｍが好ましく、より好ましくは、０．５〜１．０μｍである。また、炭酸カルシウム以外の顔料としては、たとえばカオリン、プラスチックピグメントなどの有機顔料、タルクであれば何でもよいが、塗工面をより高平滑化するためには顔料形状が板状であるカオリンがより好ましい。カオリンの配合量は、グラビア印刷適性、塗工層の平滑性の点から顔料１００重量部あたり５０重量部以上が好ましく、より好ましくは７０重量部以上である。カオリンの平均粒子径は、グラビア印刷適性、および塗料の高せん断速度における流動性を高める、すなわちハイシェア粘度を低下させ、ブレードによる高速塗工により平滑な塗工層を形成させる点から、平均粒子径が０．１〜０．７μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜０．４μｍである。ただし、一般的にグラビア印刷用塗工紙に用いられる顔料であるデラミクレー、焼成クレー、タルクなどは塗料流動性を悪化させるため、その配合割合は３０％未満であることが好ましい。
【００１９】
本発明の塗工液に用いられるバインダは合成高分子ラテックスおよび変性澱粉である。このうち、変性澱粉は顔料１００重量部中、４重量部未満かつ２重量部以上である必要がある。４重量部以上では紙面に形成される塗工層を硬化し、後段の高温ソフトニップカレンダによる平滑化がしにくくなる。また、２重量部未満では塗工液の保水性が低下することから、ブレードに汚れが多発し、長時間操業が困難になる。グラビア印刷時のミッシングドット抑制には変性澱粉の配合量を減少させることは有効であるが、オフセット輪転印刷時のインキパイリングは多発する傾向にあり、印刷品質を低下させる。変性澱粉としては、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が挙げられる。また、本発明で使用する合成高分子ラテックスとしては一般的な塗被紙の製造に用いられるスチレン・ブタジエン・アクリルニトリル系共重合体ラテックスを用いる。モノマーとしてはスチレン、ブタジエン、アクリロニトリル等の他、その他ビニル化合物、メチルメタアクリレート他ビニル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、あるいはアクリル酸、フマル酸等ビニル系不飽和カルボン酸を用いるのが好ましい。さらに、ガラス転移温度はグラビア印刷適性や、オフセット印刷適性点から概ね２０℃未満であることが好ましく、より好ましくは０〜２０℃である。この他にもカゼイン、大豆蛋白等の天然系接着剤などの一般に知られた接着剤も上記条件を満たせば使用可能である。また、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤、蛍光増白剤等、通常の塗工液に配合される各種助剤が適宜使用できる。
かくして調製された塗工組成物は一般の塗工紙製造に用いられているブレードコータ等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコータによって原紙上に単層あるいは多層塗工される。本発明においては、塗工速度が１３００ｍ／分以上、好ましくは１４００ｍ／分以上、より好ましくは塗工速度が１６００ｍ／分以上の高速塗工適性にも優れるものである。その際、塗工液固形分濃度は６０〜７０％であることが好ましい。また、原紙としては一般の印刷用塗工紙に用いられる坪量３０〜１００ｇ／ｍ２の原紙が好ましく、必要に応じて上質紙、中質紙を選択して使用する。原紙を構成するパルプのうち、針葉樹に由来するパルプは２０％未満であることが好ましい。塗工液の塗工量は、原紙片面当たり、固形分で７〜２０ｇ／ｍ２の範囲で塗工するのが好ましい。
本発明において湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば、蒸気加熱シリンダー、電気ヒータドライヤー、赤外線ヒータドライヤー、高周波ヒータドライヤー等各種の方法が単独または併用して用いられる。
本発明の塗工紙は、抄紙、塗工の後、顔料塗工層を表面処理するものである。特に本発明においては、金属ロールと弾性ロールで構成されるオンラインソフトカレンダーを用いて特定条件下で表面処理を行うことによって、塗工紙を過度に高密度化することなく、平滑度を向上させることができ、ミッシングドットが発生しにくい塗工紙を高い生産性で製造することができる。本発明の塗工紙の表面処理は、金属ロールと弾性ロールで構成されるホットニップ（熱）ソフトカレンダーを用いて、４ニップ以上のソフトカレンダー処理で行われ、好ましくは６〜８ニップである。
４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件は、最も高温の金属ロール表面温度が１８０℃以上である。好ましくは１９０℃以上、２５０℃未満である。金属ロール表面温度が１８０℃未満であると高速塗工時に平滑化処理が不完全となる。また、２５０度以上では金属ロールと対をなす弾性ロールの耐久性を阻害し、破損のリスクが増大する為、安全上好ましくない。
高温ソフトニップカレンダ処理線圧については、４ニップ以上の多段にて最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満である。２５０kＮ／ｍ未満だと、グラビア印刷時のミッシングドット軽減に不十分であり、４００kＮ／ｍ以上では金属ロールと対をなす弾性ロールの耐久性を阻害するため、好ましくない。
高温ソフトニップカレンダによる平滑処理の効果は、処理速度にも依存する。そのため、より好ましくは、ライン速度（単位：ｍ／ｍｉｎ）をｘ、最大ニップ圧（：ｋＮ／ｍ）をｙとした場合、ｙ≧０．１６ｘかつ１３００≦ｘ≦１８００である。ｘ＞１８００の場合、塗工仕上がりがむら状になる。また、１３００＞ｘの場合は，良好な品質のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙が得られるものの、生産性が低く、好ましくない。
なお、いずれの顔料配合、カレンダー処理条件を選定したとしてもカレンダー処理後の用紙のＰＰＳラフネスが１．６μｍ以下、好ましくは１．３μm以下であることによってミッシングドットを抑制することができる。
上記のような条件で製造されることでグラビア輪転印刷の印刷品質・印刷作業性、オフセット輪転印刷の印刷品質、印刷作業性に優れ、生産性の高いグラビア輪転・オフセット輪転兼用塗工紙が製造できる。
【実施例】
【００２０】
以下に本発明を実施例および比較例をあげてより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
［品質評価方法］
（１）ミッシングドット測定方法：大蔵省印刷局式グラビア印刷試験機（熊谷理機工業（株）製）を用い、ザーンカップ（オリフィス径２ｍｍ）からの排出時間が４０秒になるように粘性を調整したインキを用い、印刷速度５０ｍ／ｍｉｎ、印圧２０ｋｇｆ／ｃｍ で印刷し、印刷された塗工紙の網点欠落状態を２０％ハーフトーン部のミッシングドット数（スペックル数）を目視により計数し、１０個未満 ○、１０個〜４９個 △、５０個以上 ×、で評価した。
（２）インキパイリング測定方法：オフセット輪転印刷機（Ｂ２Ｔ−６００：東芝機械製）で東洋インキ製造（株）のレオエコーＬのインキを用い、印刷速度５００ｒｐｍで２００００万部印刷を行い、３胴めおよび４胴目のブランケットの状況を目視評価し、いずれか悪い方の目視評価 ◎（全く発生しない）、○（ほとんど発生しない）、△（発生する）、×（発生が著しい）、で評価した。
（４）高速塗工適性：塗工時にブリーディングの発生状況を目視で観察し、◎全く発生しない、○ほとんど発生しない、△発生する、×発生が著しい、で評価した。
（５）ＰＰＳラフネス測定方法：ＪＩＳ Ｐ８１５１に準拠し、熊谷理機工業（株）製のＰＰＳラフネス測定機を用いてクランプ圧９８０ｋＰａ、ハードパッキンの条件で測定した。
【００２１】
［実施例１］
広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を６５部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を１５部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を２０部含有するパルプスラリーを調成し、填料として軽質炭酸カルシウムを９部、内添紙力剤としてカチオン性紙力増強剤を対パルプ０．５％添加して紙料を調成した。
【００２２】
この紙料を用いて、抄紙速度が１６００ｍ／分にて、ギャップ形式のフォーマーを有する抄紙機で抄紙して、坪量３７ｇ／ｍ２の原紙を得た。
【００２３】
次に、顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製)５０部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）５０部を配合し、全顔料に対してモノマー組成が主にスチレンおよびブタジエンである合成高分子ラテックス（以後ＳＢラテックスＴｇ＝１６℃、ゲル含量８０％）を７部、リン酸エステル化澱粉３部配合して固形分濃度６５％で塗工液を調製した。かくして、調製された塗工液を坪量３７ｇ／ｍ２の原紙にブレードコータで塗工量片面あたり１０ｇ／ｍ２になるように、塗工速度１４００／分で両面に塗工して乾燥した。さらに高温ソフトニップカレンダで６ニップ、最高処理温度２００℃、最高処理線圧３００ｋN／ｍの条件で表面処理してグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
実施例においては、抄紙、塗工、表面処理を連続してオンラインで行ったため、塗工速度、カレンダー速度も１４００ｍ／分であった。
［実施例２］
原紙を坪量４２ｇ／ｍ２原紙とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
塗工速度を１６００ｍ／分とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
【００２４】
［実施例４］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）２５部、ハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）７５部を配合した以外は実施例１と同様に行い、グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
［実施例５］
顔料として２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）５５部、ＦＭＴ−９７(ＦＭＴ社製）４５部加え、リン酸エステル化澱粉を２部配合し、塗工速度１６００ｍ／分とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
【００２５】
［比較例１］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）５５部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）４５部を配合し、リン酸エステル化澱粉４部配合とし、１５００ｍ／分でカレンダ処理を行った以外は実施例１と同様に行い、塗工紙を得た。
【００２６】
［比較例２］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）６５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）３５部を配合し、リン酸エステル化澱粉２部配合とし、１５５０ｍ／分でカレンダ処理を行った以外は実施例１と同様に行い、塗工紙を得た。
【００２７】
［比較例３］
顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製))７０部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）３０部を配合し、ＳＢラテックスを８部、リン酸エステル化澱粉５部配合して固形分濃度６６％で塗料を調製した。かくして調製された塗料を坪量３７ｇ／ｍ２の原紙（パルプ組成として広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を６５部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を２０部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を１５部）にブレードコータで塗工量片面あたり９ｇ／ｍ２になるように、塗工速度１６００／分で両面塗工した。さらに高温ソフトニップカレンダで６ニップ、最高処理温度２００℃、最高処理線圧２００ｋN／ｍの条件で表面処理して印刷用塗工紙を得た。
【００２８】
［比較例４］
顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）５５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）４５部を配合し、ＳＢラテックスを６．５部、プラスチックピグメント４部を配合して固形分濃度６２％で塗料を調製した。かくして調製された塗料を、坪量４２ｇ／ｍ２の原紙（パルプ組成として広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を５０部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を３０部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を２０部）にブレードコータで塗工量片面あたり１０ｇ／ｍ２になるように、塗工速度９００ｍ／分で両面塗工した。さらにスーパーカレンダで７００ｍ／分にて表面処理して印刷用塗工紙を得た。
【００２９】
[比較例５]
顔料としてエンジニアードカオリンＣａｐｉｍ ＤＧ（ＩＭＥＲＹＳ社製）８５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）１５部を配合し、ＳＢラテックス７部配合、リン酸エステル化澱粉４部配合とし、１０００ｍ／分で塗工した以外は比較例４と同様に行い、塗工紙を得た。
以上の結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１の実施例１〜５、比較例１〜５の結果は以下のことを示している。
実施例１〜５は、炭酸カルシウム配合部数がいずれも５５重量部未満で、変性澱粉部数は２部以上、４部未満であり、カレンダ処理速度は１４００ｍ／ｍｉｎから１６００ｍ／ｍｉｎの範囲である。これらのサンプルのPPSラフネスはいずれも１．６μｍ未満であり、いずれもグラビア印刷適性およびオフセット輪転印刷適性は△評価以上であり、両適性に優れるグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙である。
比較例１は変性澱粉が４部、また比較例１および２は、いずれも炭酸カルシウム配合部数が５５重量部以上である。これらのPPSラフネスはいずれも１．６μｍを僅かに超え、グラビア印刷適性についてはやや劣る。
比較例３は典型的なオフセット輪転機用塗工紙であり、優れたオフセット輪転印刷適性を示したものの、PPSラフネスはいずれも１．６μｍを大きく超え、グラビア印刷適性については劣っている。
【００３２】
比較例４は変性澱粉無配合で、プラスチックピグメントを４部配合したことにより、極めて高い平滑性を有し、優れたグラビア印刷適性を有するが、オフセット印刷用としては表面強度、インキパイリングとも劣っている。
【００３３】
比較例５は、グラビア印刷適性、オフセット輪転印刷適性ともに優れるものの、実施例と比較して塗工速度、カレンダ処理速度ともに遅く、生産性が劣る。
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は原紙に顔料と特定の接着剤を含む塗工液を塗工・カレンダー処理を行い、優れた印刷品質および印刷作業性に優れるグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙に関する。
【従来の技術】
【０００２】
グラビア輪転印刷は凹版印刷方式で、印刷物の階調再現性に優れており、雑誌、カタログ、パンフレットなどの商業印刷分野や女性誌等の出版印刷分野で用いられている。一方、オフセット輪転印刷は平版印刷方式で、平滑性の低い用紙でも非常に鮮明に印刷することが可能であり、チラシ、カタログ、パンフレット、ダイレクトメールなどの商業印刷分野に広く用いられている。
【０００３】
これらの用紙は通常、グラビア輪転用、オフセット輪転用としてそれぞれ別に使用されており、両方の印刷方式に使用される用紙は非常に低級な用紙以外にはほとんどない。それはグラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷では用紙に求められる品質が異なるためである。
グラビア輪転印刷は、金属ロールからなる版全体にインキを与え、次にドクターで、画線部以外のインキをかきとり、凹部にたまったインキを加圧下で紙に転移させる方式である。このため、凹部にあるインキが紙にスムースにかつ均一に転移するためには紙表面の平滑性が必要であり、特に非常に短時間で圧縮された状態での平滑性が重要となってくる。この紙面の平滑性が低い場合には金属ロールと紙の非接触面積が大きくなり、インキが正常に転移しない現象が発生することがある。この現象はミッシングドットと呼ばれるが、印刷品質の低下につながる。このミッシングドットを抑制する方法として平滑性向上とクッション性向上が有効であると言われている。平滑性向上の具体的な方法としては、（１）原紙中の灰分を上げる、（２）スーパーカレンダーでの線圧を高める、（３）クレーやタルクのような平滑性の高い顔料を高配合する等の方法、（４）有機顔料等の顔料を使用する方法知られている。クッション性向上の具体的な方法としては（５）原紙への澱粉サイズを低減もしくは、行わない、（６）原紙のパルプにＧＰなどの機械パルプを高配合する、（７）塗工液中の接着剤にガラス転移温度の低いラテックスを使用する、（８）塗工紙表面を硬くする澱粉を塗料に使用しない等の方法が知られている。実際のグラビア輪転印刷用塗工紙の製造においてはこれらの方法をが組み合わせされて製造しされている。なお、近年はグラビア印刷でインキの転移性を改善するため、印刷紙の後面から電圧をかけ、静電引力によりインキ・セル上のグラビア・インキを盛り上げ、インキ転移性を向上させる静電グラビア印刷が普及してきた。この印刷方式に適した用紙物性も求められている。
一方、オフセット輪転印刷においては、版胴の刷版の非画線部を親水性、画線部を親油性とすることで、印刷時に非画線部上に湿し水をつけ、その後、画線部のみにインキがつけられ、このインキがブランケットを介して、紙に転写される。インキが版からブランケットを介するため、粘度の高い（タック値の高い）インキが使用される。オフセット輪転印刷時のトラブルは高タックのインキを使用することに加えて、湿し水を使用することに起因することが多い。オフセット輪転印刷用紙には表面強度が要求されているが、表面強度が低い用紙をオフセット印刷した場合、紙ムケと呼ばれる印刷表面上に白点が発生し、印刷品質の低下につながる。また、この紙ムケに近い現象で、塗工紙表面の一部が紙粉となってブランケット上に堆積する紙粉パイリング現象が起こり、印刷品質の悪化を招くことがある。さらに１〜２胴目に印刷されたインキが３〜４胴目のブランケット表面に堆積するインキパイリングと呼ばれる現象が起こり、印刷物の画線部に汚れが発生し、印刷品質の低下につながる。
この他にも、オフセット輪転印刷では高温の乾燥機内に印刷後の紙を通して乾燥させるため、ブリスターと呼ばれる印刷物の火ぶくれ現象が起こり、印刷品質の低下につながる。
上記のオフセット輪転印刷時のトラブルを回避するため、以下に示すような方法でオフセット輪転印刷用塗工紙は製造されている。紙ムケおよび紙粉パイリングを抑制するためには塗工紙の表面強度を向上させることが有効であり、通常のオフセット輪転印刷用塗工紙では（１）塗工液中のバインダー（ラテックス、変性澱粉）配合量を多くする、（２）塗工原紙に変性澱粉サイズを行う、などの方法が単独もしくはそれらを組み合わせた方法で行われている。
インキパイリングについてはインキ中の溶剤成分の用紙への吸収が早すぎるために起こるとされている現象であり、（３）粒度分布の狭い顔料を使用する、（４）バインダー配合量増やす等の対策が効果的である。
一方、ブリスター発生を抑制するには原紙層の厚さ方向の強度を高める事と、紙中の水分を低減することが効果的と言われている。具体的には（５）原紙中の灰分減、（６）原紙中の紙力剤増、（７）紙中水分減が有効と言われている。
近年になり、グラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷の両方を印刷できる用紙に対するユーザーからの要望が高まっている。１つの用紙で両方の印刷を可能にするためにはグラビア輪転印刷する際にはミッシングドットが少なく、オフセット輪転印刷する際には紙ムケ・インキパイリングが少なく、ブリスター発生がないような印刷作業性に優れた用紙であることが求められる。
それに加えてグラビア輪転印刷用塗工紙、オフセット輪転印刷用塗工紙はともに、ユーザーのコストダウン指向が明瞭になっており、印刷品質が良好であり、かつ低コストであることが必要となってきている。特に近年、抄紙機、コータ、高温ソフトニップカレンダーが一連になっているオンマシンコータになっており、なおかつその抄造速度は１５００ ｍ／ｍｉｎを超えてきており、このような設備で生産できる印刷用塗工紙であることが用紙の低コスト化には非常に重要となってきている。
従来のグラビア輪転印刷用塗工紙の上記製造方法のうち、（１）の方法はオフセット輪転印刷時のブリスター発生や紙ムケにつながり、（２）の方法は近年のコータには設置されておらず、適用できない。また、（３）及び、（４）の方法のようにクレーやタルクのような平滑性の高い顔料や、有機顔料を高配合することは、塗工液の流動性が悪くなり、高速のコータでは塗工することはできず、用紙のコストダウンができない。（５）及び、（８）の方法は塗工紙の表面強度が低くなり、オフセット輪転印刷時の紙ムケにつながる。（６）の方法はＧＰなどのパルプは高速のマシン、コータでは断紙の原因にもなるため、高配合できない。（７）の方法のガラス転移温度が低いラテックスを使用すると高温ソフトニップカレンダーでの汚れの原因になり、生産効率が落ちるため使用できない。
一方、従来のオフセット輪転印刷用塗工紙の上記従来の製造方法のうち、（１）、（２）、（４）、（５）及び、（６）の方法は、グラビア輪転印刷時にミッシングドットの増加につながる。また、（３）は塗工液の流動性が悪くなり、高速のコータでは塗工することはできず、用紙のコストダウンができない。（７）はある程度、可能であるが、紙中水分を低減しすぎると、用紙のクッション性がなくなり、ミッシングドットの増加につながりやすく、また、巻取りに静電気が発生しやすく、巻取りのハンドリングが極めて悪くなるため、紙中の水分には適正な範囲がある。
【０００４】
これまでに、グラビア印刷とオフセット印刷を兼用できる印刷用塗工紙に関するものが、いくつか出願されている。変性澱粉サイズを行った原紙に有機顔料を２〜４０部配合した塗工液を塗工する方法（特許文献１参照）、極微細重質炭酸カルシウムを５〜４５部配合し、中空有機顔料を２〜７部配合、バインダーとして特定のガラス転移温度のラテックスを７〜１１部配合した塗工液を塗工する方法（特許文献２参照）、などが知られている。以上の方法はともに有機顔料を高配合するため、塗料の流動性に劣り、高速での操業性に不向きである。さらに有機顔料自体が高価であるため、低コストの用紙とはならない。
【０００５】
以上のように従来のグラビア輪転印刷用塗工紙、オフセット輪転印刷用塗工紙の製造方法では、グラビア輪転印刷とオフセット輪転印刷の両方に耐えうる優れた印刷品質および印刷作業性に優れ、高速塗工適性に優れる兼用紙が得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−１７９８２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３１４８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、以上のような状況に鑑み、グラビア輪転印刷の印刷品質・印刷作業性、オフセット輪転印刷の印刷品質、印刷作業性に優れ、生産性の高い優グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダーによる平滑化処理を行う印刷用塗工紙において特定の顔料組成ならびに特定のカレンダ運転条件にすることで生産性が高く、かつグラビア輪転印刷、オフセット輪転印刷いずれにおいても印刷品質に優れたグラビア輪転印刷・オフセット輪転印刷の兼用紙を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題を達成するために、請求項１に係る発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙は、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５０重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件が、金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とする
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５０重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満とすることで、塗工層をやわらかくし、後段の高温ソフトニップカレンダ処理による平滑化を容易にする。また、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件を金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満とし、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満とすることにより、グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙に求められる高い平滑性と高い生産性を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙は、特定の顔料を使用したり、ソフトカレンダーを用いた特定条件での表面処理によって製造することにより、グラビア輪転印刷、オフセット輪転印刷いずれにおいても印刷品質に優れる。
【００１０】
本発明においては、抄紙工程、塗工工程だけでなく、表面処理工程までもオンラインで連続的に行うことができるため、塗工紙を高速で製造できるため、生産性を向上させることができる。本発明において高速操業とは１３００ｍ／分以上での操業条件を意味し、本発明によれば、好ましくは１５００ｍ／分以上、より好ましくは１６００ｍ／分以上程度での操業も可能である。
本発明に用いる塗工原紙としては、化学パルプ、古紙パルプ、機械パルプなど製紙用パルプを叩解したパルプスラリーに、必要に応じ通常抄紙工程で使用される填料、例えばタルク、カオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタンなどを添加し、さらに薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤などを添加し、抄紙する。
【００１１】
抄紙方法は特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用した板紙マシン、ヤンキードライヤーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニルアルコールなどの接着剤をクリア塗工した原紙を使用することができる。ただし、本発明においては、クリア塗工を行なっていない原紙が好ましい。澱粉などの水溶性高分子を主成分とする表面処理剤を塗工原紙へ塗工（サイズプレス）することによって、原紙表面が硬くなるため、後続の表面処理工程で微小な凹凸が潰れにくくなり、平滑の発現性が低くなる。
【００１２】
本発明の塗工原紙のパルプ原料としては、機械パルプを使用することができる。機械パルプ以外にも、用途に応じて各種パルプを使用することができ、例えば、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）など印刷用紙の抄紙原料として一般的に使用されているパルプを単独または組み合わせて適宜使用することができる。機械パルプとしては、砕木パルプ(ＧＰ)、リファイナー砕木パルプ(ＲＧＰ)、サーモメカニカルパルプ(ＴＭＰ)、ケミサーモメカニカルパルプ(ＣＴＭＰ)、ケミグランドパルプ(ＣＧＰ)、セミケミカルパルプ(ＳＣＰ)などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。また、本発明においては、針葉樹に由来するパルプは２０％未満であることが好ましい。
【００１３】
本発明の塗工原紙の填料としては、必要に応じて公知のものを任意に使用でき、例えば、重質炭酸カルシム、軽質炭酸カルシウム、クレー、シリカ、軽質炭酸カルシウム・シリカ複合物、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、タルク等を単独で使用し、又は併用できる。紙中填料率は１〜４０固形分重量％が好ましく、１０〜３５固形分重量％がより好ましい。
【００１４】
本発明の塗工原紙の抄造に用いる内添薬品としては、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、濾水性向上剤、染料、中性サイズ剤などの薬品を必要に応じて使用してもよい。乾燥紙力向上剤としてはポリアクリルアミド、カチオン化澱粉が挙げられ、湿潤紙力向上剤としてはポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらの薬品は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。中性サイズ剤としてはアルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤などが挙げられる。
【００１５】
本発明の塗工原紙の抄造に用いられる抄紙機は、特に制限はないが、オントップフォーマー、ギャップフォーマなどの通常の抄紙機が用いられる。特に本発明においては、ヘッドボックスから噴射された紙料が２枚のワイヤーに挟まれて走行し、湿紙の両側からほぼ均等に脱水するギャップフォーマ型抄紙機を用いることが、好適であり、これにより、表裏差のない表面性が良好な原紙が得られ、１３００ｍ／分以上の高速の抄紙速度において安定的に抄紙できる。
【００１６】
本発明の抄紙工程においては、抄紙機プレドライヤー、アフタードライヤーも公用の装置を用いることができ、乾燥条件も特に限定はなく、通常の操業範囲で適宜設定できる。
【００１７】
本発明において塗工原紙の坪量は、次の工程である塗工工程とのバランスを取りながら設定することができ、例えば、原紙坪量を３０〜６０ｇ／ｍ２程度にすることができる。
【００１８】
本発明においては、オンラインソフトキャレンダ、オンラインチルドカレンダなどにより塗工前の原紙にプレカレンダー処理を行い、原紙を予め平滑化しておくことが、塗工後の塗工層を均一化する上で好ましい。この場合、処理線圧は、好ましくは３０〜１００ｋＮ／ｍ、より好ましくは５０〜１００ｋＮ／ｍである。また、プレカレンダー処理する際の原紙の水分率も重要であり、水分率は３〜５％が好ましい。水分率が３．０％未満であると用紙水分が低いことからプレカレンダー処理を施しても、十分な平滑性が得られにくい。また、５．０％を超えると紙中水分が高いことから、カレンダー処理により原紙がつぶれやすくなり、十分な平滑性が得られるものの、用紙を潰しすぎるため不透明度や剛度が低下しやすい。本発明において用いられる顔料は、炭酸カルシウムであるが、炭酸カルシウムの含有量は全顔料（１００重量部）中、５５重量部未満、好ましくは２０〜５０重量部である。５５重量部を超えると、塗工層の平滑性低下の影響によってグラビア印刷適性、とりわけミッシングドットが多発し、印刷物のハイライト部の再現が悪くなるため、好ましくない。
炭酸カルシウムの平均粒子径は、塗工層の高い平滑性発現の観点からレーザー回折法で、０．３〜１．２μｍが好ましく、より好ましくは、０．５〜１．０μｍである。また、炭酸カルシウム以外の顔料としては、たとえばカオリン、プラスチックピグメントなどの有機顔料、タルクであれば何でもよいが、塗工面をより高平滑化するためには顔料形状が板状であるカオリンがより好ましい。カオリンの配合量は、グラビア印刷適性、塗工層の平滑性の点から顔料１００重量部あたり５０重量部以上が好ましく、より好ましくは７０重量部以上である。カオリンの平均粒子径は、グラビア印刷適性、および塗料の高せん断速度における流動性を高める、すなわちハイシェア粘度を低下させ、ブレードによる高速塗工により平滑な塗工層を形成させる点から、平均粒子径が０．１〜０．７μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜０．４μｍである。ただし、一般的にグラビア印刷用塗工紙に用いられる顔料であるデラミクレー、焼成クレー、タルクなどは塗料流動性を悪化させるため、その配合割合は３０％未満であることが好ましい。
【００１９】
本発明の塗工液に用いられるバインダは合成高分子ラテックスおよび変性澱粉である。このうち、変性澱粉は顔料１００重量部中、４重量部未満かつ２重量部以上である必要がある。４重量部以上では紙面に形成される塗工層を硬化し、後段の高温ソフトニップカレンダによる平滑化がしにくくなる。また、２重量部未満では塗工液の保水性が低下することから、ブレードに汚れが多発し、長時間操業が困難になる。グラビア印刷時のミッシングドット抑制には変性澱粉の配合量を減少させることは有効であるが、オフセット輪転印刷時のインキパイリングは多発する傾向にあり、印刷品質を低下させる。変性澱粉としては、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が挙げられる。また、本発明で使用する合成高分子ラテックスとしては一般的な塗被紙の製造に用いられるスチレン・ブタジエン・アクリルニトリル系共重合体ラテックスを用いる。モノマーとしてはスチレン、ブタジエン、アクリロニトリル等の他、その他ビニル化合物、メチルメタアクリレート他ビニル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、あるいはアクリル酸、フマル酸等ビニル系不飽和カルボン酸を用いるのが好ましい。さらに、ガラス転移温度はグラビア印刷適性や、オフセット印刷適性点から概ね２０℃未満であることが好ましく、より好ましくは０〜２０℃である。この他にもカゼイン、大豆蛋白等の天然系接着剤などの一般に知られた接着剤も上記条件を満たせば使用可能である。また、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤、蛍光増白剤等、通常の塗工液に配合される各種助剤が適宜使用できる。
かくして調製された塗工組成物は一般の塗工紙製造に用いられているブレードコータ等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコータによって原紙上に単層あるいは多層塗工される。本発明においては、塗工速度が１３００ｍ／分以上、好ましくは１４００ｍ／分以上、より好ましくは塗工速度が１６００ｍ／分以上の高速塗工適性にも優れるものである。その際、塗工液固形分濃度は６０〜７０％であることが好ましい。また、原紙としては一般の印刷用塗工紙に用いられる坪量３０〜１００ｇ／ｍ２の原紙が好ましく、必要に応じて上質紙、中質紙を選択して使用する。原紙を構成するパルプのうち、針葉樹に由来するパルプは２０％未満であることが好ましい。塗工液の塗工量は、原紙片面当たり、固形分で７〜２０ｇ／ｍ２の範囲で塗工するのが好ましい。
本発明において湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば、蒸気加熱シリンダー、電気ヒータドライヤー、赤外線ヒータドライヤー、高周波ヒータドライヤー等各種の方法が単独または併用して用いられる。
本発明の塗工紙は、抄紙、塗工の後、顔料塗工層を表面処理するものである。特に本発明においては、金属ロールと弾性ロールで構成されるオンラインソフトカレンダーを用いて特定条件下で表面処理を行うことによって、塗工紙を過度に高密度化することなく、平滑度を向上させることができ、ミッシングドットが発生しにくい塗工紙を高い生産性で製造することができる。本発明の塗工紙の表面処理は、金属ロールと弾性ロールで構成されるホットニップ（熱）ソフトカレンダーを用いて、４ニップ以上のソフトカレンダー処理で行われ、好ましくは６〜８ニップである。
４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダの運転条件は、最も高温の金属ロール表面温度が１８０℃以上である。好ましくは１９０℃以上、２５０℃未満である。金属ロール表面温度が１８０℃未満であると高速塗工時に平滑化処理が不完全となる。また、２５０度以上では金属ロールと対をなす弾性ロールの耐久性を阻害し、破損のリスクが増大する為、安全上好ましくない。
高温ソフトニップカレンダ処理線圧については、４ニップ以上の多段にて最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満である。２５０kＮ／ｍ未満だと、グラビア印刷時のミッシングドット軽減に不十分であり、４００kＮ／ｍ以上では金属ロールと対をなす弾性ロールの耐久性を阻害するため、好ましくない。
高温ソフトニップカレンダによる平滑処理の効果は、処理速度にも依存する。そのため、より好ましくは、ライン速度（単位：ｍ／ｍｉｎ）をｘ、最大ニップ圧（：ｋＮ／ｍ）をｙとした場合、ｙ≧０．１６ｘかつ１３００≦ｘ≦１８００である。ｘ＞１８００の場合、塗工仕上がりがむら状になる。また、１３００＞ｘの場合は，良好な品質のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙が得られるものの、生産性が低く、好ましくない。
なお、いずれの顔料配合、カレンダー処理条件を選定したとしてもカレンダー処理後の用紙のＰＰＳラフネスが１．６μｍ以下、好ましくは１．３μm以下であることによってミッシングドットを抑制することができる。
上記のような条件で製造されることでグラビア輪転印刷の印刷品質・印刷作業性、オフセット輪転印刷の印刷品質、印刷作業性に優れ、生産性の高いグラビア輪転・オフセット輪転兼用塗工紙が製造できる。
【実施例】
【００２０】
以下に本発明を実施例および比較例をあげてより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
［品質評価方法］
（１）ミッシングドット測定方法：大蔵省印刷局式グラビア印刷試験機（熊谷理機工業（株）製）を用い、ザーンカップ（オリフィス径２ｍｍ）からの排出時間が４０秒になるように粘性を調整したインキを用い、印刷速度５０ｍ／ｍｉｎ、印圧２０ｋｇｆ／ｃｍ で印刷し、印刷された塗工紙の網点欠落状態を２０％ハーフトーン部のミッシングドット数（スペックル数）を目視により計数し、１０個未満 ○、１０個〜４９個 △、５０個以上 ×、で評価した。
（２）インキパイリング測定方法：オフセット輪転印刷機（Ｂ２Ｔ−６００：東芝機械製）で東洋インキ製造（株）のレオエコーＬのインキを用い、印刷速度５００ｒｐｍで２００００万部印刷を行い、３胴めおよび４胴目のブランケットの状況を目視評価し、いずれか悪い方の目視評価 ◎（全く発生しない）、○（ほとんど発生しない）、△（発生する）、×（発生が著しい）、で評価した。
（４）高速塗工適性：塗工時にブリーディングの発生状況を目視で観察し、◎全く発生しない、○ほとんど発生しない、△発生する、×発生が著しい、で評価した。
（５）ＰＰＳラフネス測定方法：ＪＩＳ Ｐ８１５１に準拠し、熊谷理機工業（株）製のＰＰＳラフネス測定機を用いてクランプ圧９８０ｋＰａ、ハードパッキンの条件で測定した。
【００２１】
［実施例１］
広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を６５部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を１５部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を２０部含有するパルプスラリーを調成し、填料として軽質炭酸カルシウムを９部、内添紙力剤としてカチオン性紙力増強剤を対パルプ０．５％添加して紙料を調成した。
【００２２】
この紙料を用いて、抄紙速度が１６００ｍ／分にて、ギャップ形式のフォーマーを有する抄紙機で抄紙して、坪量３７ｇ／ｍ２の原紙を得た。
【００２３】
次に、顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製)５０部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）５０部を配合し、全顔料に対してモノマー組成が主にスチレンおよびブタジエンである合成高分子ラテックス（以後ＳＢラテックスＴｇ＝１６℃、ゲル含量８０％）を７部、リン酸エステル化澱粉３部配合して固形分濃度６５％で塗工液を調製した。かくして、調製された塗工液を坪量３７ｇ／ｍ２の原紙にブレードコータで塗工量片面あたり１０ｇ／ｍ２になるように、塗工速度１４００／分で両面に塗工して乾燥した。さらに高温ソフトニップカレンダで６ニップ、最高処理温度２００℃、最高処理線圧３００ｋN／ｍの条件で表面処理してグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
実施例においては、抄紙、塗工、表面処理を連続してオンラインで行ったため、塗工速度、カレンダー速度も１４００ｍ／分であった。
［実施例２］
原紙を坪量４２ｇ／ｍ２原紙とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
塗工速度を１６００ｍ／分とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
【００２４】
［実施例４］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）２５部、ハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）７５部を配合した以外は実施例１と同様に行い、グラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
［実施例５］
顔料として２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）５５部、ＦＭＴ−９７(ＦＭＴ社製）４５部加え、リン酸エステル化澱粉を２部配合し、塗工速度１６００ｍ／分とした以外は実施例１と同条件でグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙を得た。
【００２５】
［比較例１］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）５５部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）４５部を配合し、リン酸エステル化澱粉４部配合とし、１５００ｍ／分でカレンダ処理を行った以外は実施例１と同様に行い、塗工紙を得た。
【００２６】
［比較例２］
顔料としてＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）６５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）３５部を配合し、リン酸エステル化澱粉２部配合とし、１５５０ｍ／分でカレンダ処理を行った以外は実施例１と同様に行い、塗工紙を得た。
【００２７】
［比較例３］
顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製))７０部、微粒カオリンであるハイドラグロス（ＣａＭｉｎ社製）３０部を配合し、ＳＢラテックスを８部、リン酸エステル化澱粉５部配合して固形分濃度６６％で塗料を調製した。かくして調製された塗料を坪量３７ｇ／ｍ２の原紙（パルプ組成として広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を６５部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を２０部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を１５部）にブレードコータで塗工量片面あたり９ｇ／ｍ２になるように、塗工速度１６００／分で両面塗工した。さらに高温ソフトニップカレンダで６ニップ、最高処理温度２００℃、最高処理線圧２００ｋN／ｍの条件で表面処理して印刷用塗工紙を得た。
【００２８】
［比較例４］
顔料として微粒重質炭酸カルシウムであるＦＭＴ−９７(ファイマテック社製）５５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）４５部を配合し、ＳＢラテックスを６．５部、プラスチックピグメント４部を配合して固形分濃度６２％で塗料を調製した。かくして調製された塗料を、坪量４２ｇ／ｍ２の原紙（パルプ組成として広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を５０部、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を３０部、古紙パルプ（ＤＩＰ）を２０部）にブレードコータで塗工量片面あたり１０ｇ／ｍ２になるように、塗工速度９００ｍ／分で両面塗工した。さらにスーパーカレンダで７００ｍ／分にて表面処理して印刷用塗工紙を得た。
【００２９】
[比較例５]
顔料としてエンジニアードカオリンＣａｐｉｍ ＤＧ（ＩＭＥＲＹＳ社製）８５部、２級カオリンであるＫＣＳ（ＩＭＥＲＹＳ社製）１５部を配合し、ＳＢラテックス７部配合、リン酸エステル化澱粉４部配合とし、１０００ｍ／分で塗工した以外は比較例４と同様に行い、塗工紙を得た。
以上の結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１の実施例１〜５、比較例１〜５の結果は以下のことを示している。
実施例１〜５は、炭酸カルシウム配合部数がいずれも５５重量部未満で、変性澱粉部数は２部以上、４部未満であり、カレンダ処理速度は１４００ｍ／ｍｉｎから１６００ｍ／ｍｉｎの範囲である。これらのサンプルのPPSラフネスはいずれも１．６μｍ未満であり、いずれもグラビア印刷適性およびオフセット輪転印刷適性は△評価以上であり、両適性に優れるグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙である。
比較例１は変性澱粉が４部、また比較例１および２は、いずれも炭酸カルシウム配合部数が５５重量部以上である。これらのPPSラフネスはいずれも１．６μｍを僅かに超え、グラビア印刷適性についてはやや劣る。
比較例３は典型的なオフセット輪転機用塗工紙であり、優れたオフセット輪転印刷適性を示したものの、PPSラフネスはいずれも１．６μｍを大きく超え、グラビア印刷適性については劣っている。
【００３２】
比較例４は変性澱粉無配合で、プラスチックピグメントを４部配合したことにより、極めて高い平滑性を有し、優れたグラビア印刷適性を有するが、オフセット印刷用としては表面強度、インキパイリングとも劣っている。
【００３３】
比較例５は、グラビア印刷適性、オフセット輪転印刷適性ともに優れるものの、実施例と比較して塗工速度、カレンダ処理速度ともに遅く、生産性が劣る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５５重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダを使用し、その運転条件が、金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とするグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【請求項２】
原紙上に１３００ｍ／ｍｉｎ以上の高速でブレードにて接着剤を主成分とする塗工層を設けた後、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダにて平滑化されることを特徴とする請求項１記載のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【請求項３】
前記カレンダー処理後のＰＰＳラフネスが、１．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【請求項１】
原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を設け、カレンダー処理を行うグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙において、原紙上にブレードにて塗工する塗工液の組成が顔料１００重量部中、炭酸カルシウムが５５重量部未満、かつ変性澱粉が２重量部以上４重量部未満であり、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダを使用し、その運転条件が、金属ロール表面温度が１８０℃以上２５０℃未満であり、かつ最大ニップ圧２５０ｋＮ／ｍ以上４００kＮ／ｍ未満であることを特徴とするグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【請求項２】
原紙上に１３００ｍ／ｍｉｎ以上の高速でブレードにて接着剤を主成分とする塗工層を設けた後、４ニップ以上の高温ソフトニップカレンダにて平滑化されることを特徴とする請求項１記載のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【請求項３】
前記カレンダー処理後のＰＰＳラフネスが、１．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のグラビア輪転・オフセット輪転兼用印刷用塗工紙。
【公開番号】特開２０１０−２３６１６３（Ｐ２０１０−２３６１６３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８４１２（Ｐ２００９−８８４１２）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]