印刷用塗工紙の製造方法
【課題】 操業性に優れ、印刷面感が良好で、ブレード塗工方式のものに比べて低密度な印刷用塗工紙を製造すること。
【解決手段】 原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工紙において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設け、且つスプレー塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、印刷用塗工紙を製造すること。また、本発明においては、より効果的に塗工紙を製造するためにスプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度１．０×１０４（１／秒）において１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。
【解決手段】 原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工紙において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設け、且つスプレー塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、印刷用塗工紙を製造すること。また、本発明においては、より効果的に塗工紙を製造するためにスプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度１．０×１０４（１／秒）において１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産効率に優れ、印刷品質が高く、オフセット印刷用塗工紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷物に対し、写真や図案を多用し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力に伝達しようとする要望が高くなってきており、紙に対する要求もそれに伴い高くなっている。一般に塗工紙は、高光沢塗工紙と艶消し塗工紙に大別される。高光沢塗工紙は、従来高級印刷に用いられてきたアート紙、スーパーアート紙、コート紙などであり、印刷仕上がりは、白紙光沢も印刷光沢も高いグロス調である。艶消し塗工紙は白紙光沢と印刷光沢によりダル調、マット調がある。マット調は、白紙面、印刷面共に光沢が低くフラットで落ち着いた感じの印刷物で、ダル調は、白紙光沢度は低いが、印刷光沢度は高いという、グロス調とマット調の中間のものである。マット調は、従来のグロス調に比べて印刷後の文字部が読みやすく、近年需要が増えている。高光沢塗工紙、ダル調塗工紙、マット調塗工紙は印刷前の白紙光沢度に差はあるものの、いずれにおいても、印刷後の光沢度が高いことは重要課題の一つである。
【０００３】
塗工紙は、主に顔料と接着剤からなる塗工液を原紙上に１層またはそれ以上の層を塗工し製造するが、印刷後の高級感があり、視覚に訴える為に適するグレードの塗工紙は、原紙坪量、塗工量ともに多くなる傾向にあり、また２層以上の塗工層を設けることが一般的に好ましいと考えられている。２層以上の塗工層を設けた場合、原紙に始めに塗工する最も内側の塗工層は後で塗られる塗工層の原紙内への浸透を抑制する目止め効果を持ち、外側の層は白紙外観、印刷品質を向上させることを目的として塗工する。その一方で、省資源、輸送コストなどの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望があり、塗工量の軽減も注目しなければならない。この二つの性質は相反するものであり、両方の背質を併せ持った塗工紙を得ることは非常に困難であると考えられる。
【０００４】
塗工液を原紙上に塗工する方式として、一般的にはブレード方式、ロール転写方式、カーテン塗工方式が挙げられる。ブレード塗工方式は、塗工層を紙に平坦に塗工することが可能であり、高平滑かつ高白紙光沢度である塗工紙が得られる。しかしながら、塗料がブレード通過する際に圧力を受け掻き取られる塗工方式であり、塗工層が密な構造となり、塗工紙密度の増大、透気抵抗度の増大によるブリスターの発生等の問題がある。また、ロール転写方式やカーテン塗工方式は高速塗工時にミストが発生したり、カーテン膜が不安定化する等の問題があり、近年の抄紙機や塗工機の高速化に対し十分対応しているとはいえない。
【０００５】
近年、紙パルプの分野において、新しい塗工方式としてスプレー塗工方式が提案されている。スプレー塗工方式とは、例えば、エアレススプレーと呼ばれる一流体ノズルよりコーティング塗料を紙の表面に吹き付け、紙を塗工する方式である（非特許文献１参照）。この方式では、塗工中にニップ圧がかからず、また、塗工時に紙の進行方向に対する大きなせん断応力がかからないため、従来のブレード塗工方式、ロール転写塗工方式と比較して、空隙の多い塗工層が得られる。このため、紙のこわさ、白色度、不透明度が高くなり、また、透気度が低くなり耐ブリスター性の向上が期待される。しかしながら、ブレード方式やロール転写方式と比較して原紙の表面の凹凸に沿った塗工面を形成するため、白紙光沢度の発現性に劣り、また、印刷後の印刷面感にも劣り、塗工紙の製造方法としては、その活用方法が十分検討されているとは言い難い。スプレー塗工方式のみにて１層以上の塗工層を設け、高い白紙光沢度、低い透気度のオフセット印刷用塗工紙の製造方法が開示されている（特許文献１参照）が、この発明のみではカレンダー処理等にて高い白紙光沢度が得られたとしても、原紙の凹凸に起因する印刷後の面感の悪化を改善できていない。
【０００６】
以上のように、従来の手法では、紙の低密度化すなわち軽量化、高い操業性、良好な印刷面感を両立させることは非常に困難であった。
【非特許文献１】紙パ技協誌 第５６巻 第４号 Ｐ４７１−４８２
【特許文献１】特開２００５−６８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この様な状況を鑑みて、本発明の課題は、印刷品質、操業性に優れ、ブレード塗工方式のものに比べて低密度の印刷用塗工紙の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題に鋭意検討を行った結果、原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工液を塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工し、且つスプレー塗工する前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、操業性に優れ、印刷面感が良好で、低密度な印刷用塗工紙を製造して得ることができることを見いだした。また、本発明においては、より効果的に塗工紙を製造するためにスプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度１．０×１０４（１／秒）において１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。また、本発明は、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を２層以上塗工する場合、原紙に隣接する第一塗工層をブレード塗工方式で塗工し、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工することを特徴とすることにより、本発明に到達することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、印刷品質、操業性に優れ、ブレード塗工方式のものに比べて低密度である印刷用塗工紙を得ることができる。最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設け、且つスプレー塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、操業性に優れ、印刷面感が良好で、低密度な印刷用塗工紙を製造して得ることができる。また、ブレード塗工方式でアンダー塗工層を設け平坦な下地を用意した後、その上にスプレー塗工方式で塗工層を設けることにより、平滑性、光沢が高く、且つ印刷後の面感がより良好な塗工紙を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工層を１層以上有する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設けることが重要である。スプレー塗工は従来の塗工方式とは異なり、完全な紙の輪郭に沿った塗工層を形成する塗工方式である。このため、スプレー塗工方式で塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスを６．０μｍ以下、好ましくは０．３〜６．０μｍとすることにより、平滑性、光沢が高く、且つ印刷後の面感が良好な塗工紙を得ることができる。また、スプレー塗工方式は高速塗工適性に優れているため、非常に効率よく塗工紙を生産することができる。好ましい、塗工速度の範囲は１０００ｍ／ｍｉｎ以上であり、より好ましくは１３００ｍ／分以上である。１０００ｍ／ｍｉｎ以上で塗工することにより、スプレー塗工時に、紙と塗料が衝突した際、紙の高速移動により塗料中の顔料が紙の表面に沿って配向しやすくなり、平滑性が向上する。
【００１１】
本発明において、塗工液を塗工する際に、塗工パートはオンマシン、オフマシンどちらでも良い。
本発明においてスプレー塗工層を設ける前の基紙は、スプレー塗工する前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることが重要である。ＰＰＳラフネスを６．０μｍ以下に調整する方法としては、基紙を製造してから塗工を行う前にカレンダー処理等の平滑化処理を行う等があげられる。また、基紙としては、原紙である非塗工紙、あるいは原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を設けた下塗り塗工紙のどちらでもよいが、紙の軽量化の観点からは原紙の方が好ましい。塗工層を形成する場合は平滑性に優れたブレード塗工方式が好ましい。
【００１２】
また、本発明において最も外側の塗工層を形成する際に用いるスプレー塗工方式のスプレーノズルとしては、エアスプレー、エアレススプレーが挙げられるが、エアレススプレーを用いた方が塗料を加圧して高速噴射することが可能であり、塗料膜と大気の接触によるせん断応力により微細な塗料の粒が形成され紙表面に液滴を良好な状態で拡がらせることができ、また、ノズル先端の汚れを軽減することができるため好ましい。また、より均一に塗工層表面を設けて、白紙面感、印刷面感等の品質を向上させるために、以下のスプレー条件で行うことが好ましい。スプレーノズルから塗料を噴射する際の、好ましい加圧条件は５０〜１３０barである。スプレーノズルは５０〜７０ｍｍ間隔で設置することが好ましく、その時ノズルの先端と紙の表面との好ましい距離９０〜１１０ｍｍである。この範囲を外れると、未塗工部分が発生する傾向にあり、また、隣り合うノズルの塗料が干渉しあう等の不具合が発生し易く、良好な塗工面を得られにくい。
スプレー塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり３．０〜１５．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜１２．０ｇ／ｍ２である。３．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、塗工紙の面感に劣り好ましくない。１５．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。
【００１３】
本発明の塗工層に用いる塗工顔料としては、従来から紙の塗工顔料として用いられるものを使用することができる。これらの顔料の種類としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料や、プラスチックピグメント等の有機顔料が挙げられる。また、２層以上塗工層を設けて、ブレード塗工方式で設ける第１塗工層としては、平滑な下地が得られれば良いため、製造コスト上の点より炭酸カルシウムを主に用いることが好ましく、より好ましくは重質炭酸カルシウムである。配合量としては、顔料１００重量部当たり５０重量部以上が好ましく、最も好ましくは１００部である。
【００１４】
本発明において用いる接着剤は、塗工紙用に従来から用いられている、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、あるいはポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成接着剤、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体などの中から、１種以上を適宜選択して使用することができる。これらの接着剤は、スプレー塗工方式に用いる場合は顔料１００重量部に対して、５〜５０重量部の範囲で使用される事が好ましく、より好ましくは１０〜４０重量部である。５０重量部を超える場合は、塗料の粘度が高くなり、配管やスクリーンを通過しづらくなるといった操業性の問題が生じる等のデメリットが生じ好ましくない。また、５重量部未満の場合は、十分な表面強度がえられず好ましくない。また、ブレード塗工方式に用いる場合は顔料１００重量部に対して、５〜３５重量部の範囲で使用される事が好ましい。
【００１５】
本発明の塗工液には、助剤として分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。
本発明のスプレー塗工に用いる塗料は、せん断速度１．０×１０４（１／秒）における粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜３０ｍＰａ・ｓの範囲にすることにより、白紙面感、印刷面感が向上し、更に操業性も良好になる。スプレー塗工は、ブレード方式とは異なり高いせん断力が加わることがないが、空気と塗料が衝突する際に、飛散性が良く、紙と塗料が接触する際のレベリングのしやすさをコントロールするためにせん断速度が１．０×１０４（１／秒）における粘度は重要である。１０ｍＰａ・ｓより低い場合は、紙と塗料が接触し乾燥ゾーンに入る前に、塗料が原紙内に浸透してしまうため、本発明に用いるような低塗工量では十分な原紙被覆性が得られず好ましくない。また、５０ｍＰａ・ｓより高い場合は、塗料が紙に衝突した後に紙表面に対して十分に拡がらず、塗工ムラ等が発生して白紙面感、印刷後面感に劣るため好ましくない。塗料の固形分濃度は、品質及び操業上の点から、４０〜７０重量％が好ましい。
【００１６】
本発明における原紙は、パルプ、填料と各種助剤からなる。パルプとしては、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることができるが、これらを適宜目的に応じて使い分けることができる。
【００１７】
原紙に用いる填料は、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、無定型シリケート、酸化チタン、合成樹脂填料、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物等の公知の填料を使用することができるが、紙の軽量化と白紙及び印刷面感の品質のバランスの観点より、無定型シリケート及び／または軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を配合することが好ましい。配合量は、３〜２０重量％程度である。本発明においては、無定型シリケート及び／または軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を使用することにより、より低密度でポーラスな原紙になるが、本発明のスプレー塗工することにより、塗料の浸透が抑えられ、面感も良好なものであり、同一厚さでより軽量になるものである。これら填料は、紙料スラリーの抄紙適性や強度特性を調節する目的で、単独又は２種以上を混合使用してもよい。
【００１８】
また、本発明では、パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である界面活性剤等の嵩高剤（低密度化剤）を使用することにより、低密度で、白紙及び印刷面感が良好な印刷用紙を得ることができる。パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物（以下、結合阻害剤と略称する）とは、疎水基と親水基を持つ化合物で、最近、製紙用で紙の嵩高化のために上市された低密度化剤（あるいは嵩高剤）は本発明の結合阻害剤として適しており、例えば、ＷＯ９８／０３７３０号公報、特開平１１−２００２８４号公報、特開平１１−３５０３８０号公報、特開２００３−９６６９４号、特開２００３−９６６９５号公報等に示される化合物等が挙げられる。具体的には、高級アルコールのエチレンおよび／またはプロピレンオキサイド付加物、多価アルコール型非イオン型界面活性剤、高級脂肪酸のエチレンオキサイド付加物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物のエチレンオキサイド付加物、あるいは脂肪酸ポリアミドアミン、脂肪酸ジアミドアミン、脂肪酸モノアミド、あるいはポリアルキレンポリアミン・脂肪酸・エピクロロヒドリン縮合物などを使用することができ、これらを単独あるいは２種以上併用することができる。好ましくは多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、脂肪酸ポリアミドアミン、脂肪酸ジアミドアミン、脂肪酸モノアミド、ポリアルキレンポリアミン・脂肪酸・エピクロロヒドリン縮合物等である。販売されている嵩高薬品としては、ＢＡＳＦ社のスルゾールＶＬ、Ｂａｙｅｒ社のバイボリュームＰリキッド、花王（株）のＫＢ−０８Ｔ、０８Ｗ、ＫＢ１１０、１１５、三晶（株）のリアクトペイク、日本ＰＭＣ（株）のＰＴ−２０５、日本油脂（株）のＤＺ２２２０、ＤＵ３６０５、荒川化学（株）のＲ２１００１といった薬品があり、単独あるいは２種以上を併用してもよい。本発明の塗工紙は、原紙の透気性を向上するために、パルプの繊維間結合阻害剤をパルプ１００重量部当たり０．１〜１０重量部含有することが好ましく、特に０．２〜１．０重量部を含有することが好ましい。また、これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で、添加し抄紙することができる。
【００１９】
これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、嵩高剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添加し抄紙することができる。
【００２０】
原紙の抄紙方法については、特に限定される物ではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、ギャップフォーマーマシンを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレード等を用いて、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙等も使用可能である。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５〜４００ｇ／ｍ２程度のものが使用され、軽量化と品質のバランスの観点からは、３０〜１８０ｇ／ｍ２ を使用することが好ましく、より好ましくは ３５〜８０ｇ／ｍ２である。
【００２１】
本発明においては、原紙に、顔料と接着剤を含有する塗工液をブレード塗工方式で塗工して、原紙に隣接する最も内側の塗工層を設けた後、次に顔料と接着剤を含有する塗工液をスプレー方式で塗工して、最も外側の塗工層を設けることにより、２層の塗工層とすることができる。
本発明において最も内側の塗工層を形成する際に用いるブレード塗工方式は、従来から用いられる方式が使用できる。例えば、塗料を紙に供給する方式としてロール転写方式とジェットファウンテン方式があり、またジェットファウンテン方式にも塗料が紙に接触してからブレードで掻き取る時間が変更可能なバリドゥエルタイム方式と、塗料が紙に接触してからブレードで掻き取る時間が短いショートドゥエルタイム方式があるがどちらを使用してもよい。しかし、近年の抄紙機、塗工機の高速化を考慮するとバリドゥエルタイムジェットファウンテン方式の方が好ましい。また、塗料を掻き取るブレードに関してはベントブレード、ベベルブレードがあるが、白紙面感の良好なベベルブレードの方が好ましい。ブレード塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり５．０〜１１．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜９．０ｇ／ｍ２である。５．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、原紙の被覆が十分でなく、原紙の凹凸を完全には平坦化できず、その上に完全な輪郭塗工であるスプレー塗工方式で塗工した場合凹凸の影響を受け、平滑性、光沢度発現性に劣り好ましくない。１１．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。 また、塗工層が２層の場合、外側の塗工層を形成する際に用いるスプレー塗工方式としては、上述の条件で塗工することが好ましい。スプレー塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり３．０〜１２．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜１０．０ｇ／ｍ２である。３．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、塗工紙の面感に劣り好ましくない。１２．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。また、本発明においては、低密度で、白紙面感、印刷面感の品質のバランスを良好にするためには、２層が好ましい。
また、本発明において塗工層を３層以上設ける場合、原紙に隣接する塗工層と、最も外側の塗工層の間に中間塗工層を１層以上設けても良く、中間塗工層を設ける際の塗工方式は、ブレード塗工方式、スプレー塗工方式、カーテン塗工方式、フィルムトランスファー塗工方式などを利用することができるが、塗工後の平滑性に優れ、高品質な中間塗工層を得られるの観点からブレード 塗工方式が好ましい。
【００２２】
湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒータ、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
【００２３】
以上の様に塗工乾燥された塗工紙は、カレンダ処理を施さないまま、もしくはスーパーカレンダー、高温ソフトニップカレンダー等で平滑化処理を行うことができる。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、もちろんこれらの例に限定される物ではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％は、それぞれ重量部、重量％を示す。なお、塗工液及び得られたオフセット印刷用塗工紙について以下に示す様な評価法に基づいて試験を行った。
（評価方法）
（１）塗料粘度： 本発明において、粘度測定には「ウルトラハイシェア粘度計ACAV-A2」（ACA system社、フィンランド）を使用した。測定装置に低シェアレート測定用キャピラリーユニットを取付け、温度３０℃で、測定可能な圧力条件下（40 bar以下）において粘度を数点測定、その結果得られるせん断速度と粘度の曲線からせん断速度1.0×104 1/sにおける粘度を読み取った。
（２）ＰＰＳラフネス：ＩＳＯ８７９１／４に基づいて測定した。尚、バッキング材は硬度９５ＩＲＨＤのハードバッキング材を、クランプ圧力は１０００ｋＰaで測定した。
（３）密度：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づいて測定した。
（４）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（５）印刷光沢度：ローランド平判印刷機（４色）にて、平判印刷用インキ（東洋インキ製 ハイユニティＭ）を用いて印刷速度８０００枚／分で印刷し、得られた印刷物（４色ベタ印刷部）の表面をＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（６）白紙面感：塗工紙の白紙面感を目視にて評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
（７）印刷物面感：ローランド平判印刷機（４色）にて、平判印刷用インキ（東洋インキ製 ハイユニティＭ）を用いて印刷速度８０００枚／分で印刷し、得られた印刷物の面感を目視にて評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
［実施例１］
（塗工液１）
顔料としてブラジル産カオリン（ＣＡＤＡＭ社製、アマゾンプラス）１００部からなる顔料に、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ０．１部を配合、分散し、濃度７０％のカオリンスラリーを調製した。このカオリンスラリー５０部（固形分）、重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７）５０部（固形分）に、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度−２℃、ゲル含量８５％）１３部、蛍光染料（ランクセス社製 ブランコファＵＷリキッド）を加え、さらに水を加えて固形分濃度５４％の塗工液１を得た。この時の、せん断速度１．０×１０４（１／秒）における粘度は１６ｍＰａ・ｓである。
【００２５】
塗工原紙は、填料として軽質炭酸カルシウムを原紙重量あたり７％含有し、製紙用パルプとして化学パルプを１００％含有し、１０００ｍ／ｍｉｎの速度で抄紙を行った。乾燥後、金属ロールカレンダーにて１ニップ、処理線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの条件で処理を行い坪量４５ｇ／ｍ２、密度０．７５ｇ／ｃｍ３の上質紙を用いた。この原紙のＰＰＳラフネスは５．０μｍである。
【００２６】
上記の原紙に、前述の塗工液１を片面当たりの塗工量が９ｇ／ｍ２になる様に、１５００ｍ／分の塗工速度でエアレススプレーコーター（塗工条件 スプレー加圧条件：５０ｂａｒ、ノズル間隔：６０ｍｍ 、ノズルと紙面との距離：１００ｍｍ）を用いて両面塗工を行い、塗工紙水分が５％となる様に乾燥した。
【００２７】
乾燥後、金属ロール温度１５０℃、弾性ロールショアＤ硬度９２、通紙速度１２００ｍ／分、線圧３００ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で高温ソフトニップカレンダー処理を行い印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１の塗工用原紙の填料を無定型シリケートととしたこと以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは５．５μｍである。
［実施例３］
実施例１の塗工用原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物（花王製 ＫＢ−１１０）を原紙重量当たり０．３％含有させた事以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは６．０μｍである。
［実施例４］
実施例１の塗工用原紙の填料を以下に示す軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物としたこと以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは５．５μｍである。
〈軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法〉
反応容器中に市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）１０部を水に分散し、ここにSiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6．1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を５７部加えた後、水を加え、全量を２００部とした。この混合スラリーをアジテータで十分に撹拌しながら加熱し、85℃としたスラリーに、10％硫酸溶液を撹拌しながら添加した。添加方法は、温度一定を保ち、硫酸添加後の最終pHは8．0、全硫酸添加時間は240分間となるように、一定速度で硫酸を添加し、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの平均粒子径は3．4μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、５０／５０であった。
［比較例１］
実施例１において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ロール転写コーターに変更した以外は実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ブレードコーターに変更した以外は実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例の塗工用原紙のパルプを機械パルプ５０％、化学パルプ５０％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは６．９μｍである。
【００２８】
結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
［実施例５］
（塗工液２）
重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９０）１００部（固形分）に、アルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度−２０℃、ゲル含量８５％）５部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉（ペンフォード社製 ＰＧ２９５）６部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度６５％の塗工液２を得た。
【００３１】
塗工原紙に、前述の塗工液２を片面当たりの塗工量が８ｇ／ｍ２になる様に、１５００ｍ／分の塗工速度でジェットファウンテン方式のベベルブレードコーターを用いて両面塗工を行い、乾燥して下塗り塗工紙を得た。このときのＰＰＳラフネスは、４．５μｍであった。
次に下塗り塗工紙に、前述の塗工液１を片面当たりの塗工量が９ｇ／ｍ２になる様に１５００ｍ／分の塗工速度で、エアレススプレーコーター（塗工条件 スプレー加圧条件：５０ｂａｒ、ノズル間隔：６０ｍｍ 、ノズルと紙面との距離：１００ｍｍ）を用いて両面塗工を行い、塗工紙水分が５％となる様に乾燥した。
【００３２】
乾燥後、金属ロール温度１５０℃、弾性ロールショアＤ硬度９２、通紙速度１２００ｍ／分、線圧１８０ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で高温ソフトニップカレンダー処理を行いオフセット印刷用塗工紙を得た。
［実施例６］
実施例５の塗工用原紙の填料を無定型シリケートとしたこと以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［実施例７］
実施例５の塗工用原紙の填料を以下に示す軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物としたこと以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
〈軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法〉
反応容器中に市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）１０部を水に分散し、ここにSiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6.1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を５７部加えた後、水を加え、全量を２００部とした。この混合スラリーをアジテータで十分に撹拌しながら加熱し、85℃としたスラリーに、10％硫酸溶液を撹拌しながら添加した。添加方法は、温度一定を保ち、硫酸添加後の最終pHは8.0、全硫酸添加時間は240分間となるように、一定速度で硫酸を添加し、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの平均粒子径は3．4μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、５０／５０であった。
［実施例８］
実施例５の塗工用原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物（花王製 ＫＢ−１１０）を原紙重量当たり０．３％含有させて事以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
実施例５において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ジェットファウンテン方式ベベルブレードコーターに変更した以外は実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例５］
実施例５において、塗工液２をブレードコーターの代わりに、スプレーコーターに変更した以外は実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
【００３３】
結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産効率に優れ、印刷品質が高く、オフセット印刷用塗工紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷物に対し、写真や図案を多用し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力に伝達しようとする要望が高くなってきており、紙に対する要求もそれに伴い高くなっている。一般に塗工紙は、高光沢塗工紙と艶消し塗工紙に大別される。高光沢塗工紙は、従来高級印刷に用いられてきたアート紙、スーパーアート紙、コート紙などであり、印刷仕上がりは、白紙光沢も印刷光沢も高いグロス調である。艶消し塗工紙は白紙光沢と印刷光沢によりダル調、マット調がある。マット調は、白紙面、印刷面共に光沢が低くフラットで落ち着いた感じの印刷物で、ダル調は、白紙光沢度は低いが、印刷光沢度は高いという、グロス調とマット調の中間のものである。マット調は、従来のグロス調に比べて印刷後の文字部が読みやすく、近年需要が増えている。高光沢塗工紙、ダル調塗工紙、マット調塗工紙は印刷前の白紙光沢度に差はあるものの、いずれにおいても、印刷後の光沢度が高いことは重要課題の一つである。
【０００３】
塗工紙は、主に顔料と接着剤からなる塗工液を原紙上に１層またはそれ以上の層を塗工し製造するが、印刷後の高級感があり、視覚に訴える為に適するグレードの塗工紙は、原紙坪量、塗工量ともに多くなる傾向にあり、また２層以上の塗工層を設けることが一般的に好ましいと考えられている。２層以上の塗工層を設けた場合、原紙に始めに塗工する最も内側の塗工層は後で塗られる塗工層の原紙内への浸透を抑制する目止め効果を持ち、外側の層は白紙外観、印刷品質を向上させることを目的として塗工する。その一方で、省資源、輸送コストなどの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望があり、塗工量の軽減も注目しなければならない。この二つの性質は相反するものであり、両方の背質を併せ持った塗工紙を得ることは非常に困難であると考えられる。
【０００４】
塗工液を原紙上に塗工する方式として、一般的にはブレード方式、ロール転写方式、カーテン塗工方式が挙げられる。ブレード塗工方式は、塗工層を紙に平坦に塗工することが可能であり、高平滑かつ高白紙光沢度である塗工紙が得られる。しかしながら、塗料がブレード通過する際に圧力を受け掻き取られる塗工方式であり、塗工層が密な構造となり、塗工紙密度の増大、透気抵抗度の増大によるブリスターの発生等の問題がある。また、ロール転写方式やカーテン塗工方式は高速塗工時にミストが発生したり、カーテン膜が不安定化する等の問題があり、近年の抄紙機や塗工機の高速化に対し十分対応しているとはいえない。
【０００５】
近年、紙パルプの分野において、新しい塗工方式としてスプレー塗工方式が提案されている。スプレー塗工方式とは、例えば、エアレススプレーと呼ばれる一流体ノズルよりコーティング塗料を紙の表面に吹き付け、紙を塗工する方式である（非特許文献１参照）。この方式では、塗工中にニップ圧がかからず、また、塗工時に紙の進行方向に対する大きなせん断応力がかからないため、従来のブレード塗工方式、ロール転写塗工方式と比較して、空隙の多い塗工層が得られる。このため、紙のこわさ、白色度、不透明度が高くなり、また、透気度が低くなり耐ブリスター性の向上が期待される。しかしながら、ブレード方式やロール転写方式と比較して原紙の表面の凹凸に沿った塗工面を形成するため、白紙光沢度の発現性に劣り、また、印刷後の印刷面感にも劣り、塗工紙の製造方法としては、その活用方法が十分検討されているとは言い難い。スプレー塗工方式のみにて１層以上の塗工層を設け、高い白紙光沢度、低い透気度のオフセット印刷用塗工紙の製造方法が開示されている（特許文献１参照）が、この発明のみではカレンダー処理等にて高い白紙光沢度が得られたとしても、原紙の凹凸に起因する印刷後の面感の悪化を改善できていない。
【０００６】
以上のように、従来の手法では、紙の低密度化すなわち軽量化、高い操業性、良好な印刷面感を両立させることは非常に困難であった。
【非特許文献１】紙パ技協誌 第５６巻 第４号 Ｐ４７１−４８２
【特許文献１】特開２００５−６８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この様な状況を鑑みて、本発明の課題は、印刷品質、操業性に優れ、ブレード塗工方式のものに比べて低密度の印刷用塗工紙の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題に鋭意検討を行った結果、原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工液を塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工し、且つスプレー塗工する前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、操業性に優れ、印刷面感が良好で、低密度な印刷用塗工紙を製造して得ることができることを見いだした。また、本発明においては、より効果的に塗工紙を製造するためにスプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度１．０×１０４（１／秒）において１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。また、本発明は、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を２層以上塗工する場合、原紙に隣接する第一塗工層をブレード塗工方式で塗工し、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工することを特徴とすることにより、本発明に到達することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、印刷品質、操業性に優れ、ブレード塗工方式のものに比べて低密度である印刷用塗工紙を得ることができる。最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設け、且つスプレー塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることにより、操業性に優れ、印刷面感が良好で、低密度な印刷用塗工紙を製造して得ることができる。また、ブレード塗工方式でアンダー塗工層を設け平坦な下地を用意した後、その上にスプレー塗工方式で塗工層を設けることにより、平滑性、光沢が高く、且つ印刷後の面感がより良好な塗工紙を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、原紙上に、顔料及び接着剤を含有する塗工層を１層以上有する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で設けることが重要である。スプレー塗工は従来の塗工方式とは異なり、完全な紙の輪郭に沿った塗工層を形成する塗工方式である。このため、スプレー塗工方式で塗工層を設ける前の基紙のPPSラフネスを６．０μｍ以下、好ましくは０．３〜６．０μｍとすることにより、平滑性、光沢が高く、且つ印刷後の面感が良好な塗工紙を得ることができる。また、スプレー塗工方式は高速塗工適性に優れているため、非常に効率よく塗工紙を生産することができる。好ましい、塗工速度の範囲は１０００ｍ／ｍｉｎ以上であり、より好ましくは１３００ｍ／分以上である。１０００ｍ／ｍｉｎ以上で塗工することにより、スプレー塗工時に、紙と塗料が衝突した際、紙の高速移動により塗料中の顔料が紙の表面に沿って配向しやすくなり、平滑性が向上する。
【００１１】
本発明において、塗工液を塗工する際に、塗工パートはオンマシン、オフマシンどちらでも良い。
本発明においてスプレー塗工層を設ける前の基紙は、スプレー塗工する前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下とすることが重要である。ＰＰＳラフネスを６．０μｍ以下に調整する方法としては、基紙を製造してから塗工を行う前にカレンダー処理等の平滑化処理を行う等があげられる。また、基紙としては、原紙である非塗工紙、あるいは原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を設けた下塗り塗工紙のどちらでもよいが、紙の軽量化の観点からは原紙の方が好ましい。塗工層を形成する場合は平滑性に優れたブレード塗工方式が好ましい。
【００１２】
また、本発明において最も外側の塗工層を形成する際に用いるスプレー塗工方式のスプレーノズルとしては、エアスプレー、エアレススプレーが挙げられるが、エアレススプレーを用いた方が塗料を加圧して高速噴射することが可能であり、塗料膜と大気の接触によるせん断応力により微細な塗料の粒が形成され紙表面に液滴を良好な状態で拡がらせることができ、また、ノズル先端の汚れを軽減することができるため好ましい。また、より均一に塗工層表面を設けて、白紙面感、印刷面感等の品質を向上させるために、以下のスプレー条件で行うことが好ましい。スプレーノズルから塗料を噴射する際の、好ましい加圧条件は５０〜１３０barである。スプレーノズルは５０〜７０ｍｍ間隔で設置することが好ましく、その時ノズルの先端と紙の表面との好ましい距離９０〜１１０ｍｍである。この範囲を外れると、未塗工部分が発生する傾向にあり、また、隣り合うノズルの塗料が干渉しあう等の不具合が発生し易く、良好な塗工面を得られにくい。
スプレー塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり３．０〜１５．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜１２．０ｇ／ｍ２である。３．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、塗工紙の面感に劣り好ましくない。１５．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。
【００１３】
本発明の塗工層に用いる塗工顔料としては、従来から紙の塗工顔料として用いられるものを使用することができる。これらの顔料の種類としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料や、プラスチックピグメント等の有機顔料が挙げられる。また、２層以上塗工層を設けて、ブレード塗工方式で設ける第１塗工層としては、平滑な下地が得られれば良いため、製造コスト上の点より炭酸カルシウムを主に用いることが好ましく、より好ましくは重質炭酸カルシウムである。配合量としては、顔料１００重量部当たり５０重量部以上が好ましく、最も好ましくは１００部である。
【００１４】
本発明において用いる接着剤は、塗工紙用に従来から用いられている、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、あるいはポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成接着剤、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体などの中から、１種以上を適宜選択して使用することができる。これらの接着剤は、スプレー塗工方式に用いる場合は顔料１００重量部に対して、５〜５０重量部の範囲で使用される事が好ましく、より好ましくは１０〜４０重量部である。５０重量部を超える場合は、塗料の粘度が高くなり、配管やスクリーンを通過しづらくなるといった操業性の問題が生じる等のデメリットが生じ好ましくない。また、５重量部未満の場合は、十分な表面強度がえられず好ましくない。また、ブレード塗工方式に用いる場合は顔料１００重量部に対して、５〜３５重量部の範囲で使用される事が好ましい。
【００１５】
本発明の塗工液には、助剤として分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。
本発明のスプレー塗工に用いる塗料は、せん断速度１．０×１０４（１／秒）における粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０〜３０ｍＰａ・ｓの範囲にすることにより、白紙面感、印刷面感が向上し、更に操業性も良好になる。スプレー塗工は、ブレード方式とは異なり高いせん断力が加わることがないが、空気と塗料が衝突する際に、飛散性が良く、紙と塗料が接触する際のレベリングのしやすさをコントロールするためにせん断速度が１．０×１０４（１／秒）における粘度は重要である。１０ｍＰａ・ｓより低い場合は、紙と塗料が接触し乾燥ゾーンに入る前に、塗料が原紙内に浸透してしまうため、本発明に用いるような低塗工量では十分な原紙被覆性が得られず好ましくない。また、５０ｍＰａ・ｓより高い場合は、塗料が紙に衝突した後に紙表面に対して十分に拡がらず、塗工ムラ等が発生して白紙面感、印刷後面感に劣るため好ましくない。塗料の固形分濃度は、品質及び操業上の点から、４０〜７０重量％が好ましい。
【００１６】
本発明における原紙は、パルプ、填料と各種助剤からなる。パルプとしては、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることができるが、これらを適宜目的に応じて使い分けることができる。
【００１７】
原紙に用いる填料は、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、無定型シリケート、酸化チタン、合成樹脂填料、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物等の公知の填料を使用することができるが、紙の軽量化と白紙及び印刷面感の品質のバランスの観点より、無定型シリケート及び／または軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を配合することが好ましい。配合量は、３〜２０重量％程度である。本発明においては、無定型シリケート及び／または軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を使用することにより、より低密度でポーラスな原紙になるが、本発明のスプレー塗工することにより、塗料の浸透が抑えられ、面感も良好なものであり、同一厚さでより軽量になるものである。これら填料は、紙料スラリーの抄紙適性や強度特性を調節する目的で、単独又は２種以上を混合使用してもよい。
【００１８】
また、本発明では、パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である界面活性剤等の嵩高剤（低密度化剤）を使用することにより、低密度で、白紙及び印刷面感が良好な印刷用紙を得ることができる。パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物（以下、結合阻害剤と略称する）とは、疎水基と親水基を持つ化合物で、最近、製紙用で紙の嵩高化のために上市された低密度化剤（あるいは嵩高剤）は本発明の結合阻害剤として適しており、例えば、ＷＯ９８／０３７３０号公報、特開平１１−２００２８４号公報、特開平１１−３５０３８０号公報、特開２００３−９６６９４号、特開２００３−９６６９５号公報等に示される化合物等が挙げられる。具体的には、高級アルコールのエチレンおよび／またはプロピレンオキサイド付加物、多価アルコール型非イオン型界面活性剤、高級脂肪酸のエチレンオキサイド付加物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物のエチレンオキサイド付加物、あるいは脂肪酸ポリアミドアミン、脂肪酸ジアミドアミン、脂肪酸モノアミド、あるいはポリアルキレンポリアミン・脂肪酸・エピクロロヒドリン縮合物などを使用することができ、これらを単独あるいは２種以上併用することができる。好ましくは多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、脂肪酸ポリアミドアミン、脂肪酸ジアミドアミン、脂肪酸モノアミド、ポリアルキレンポリアミン・脂肪酸・エピクロロヒドリン縮合物等である。販売されている嵩高薬品としては、ＢＡＳＦ社のスルゾールＶＬ、Ｂａｙｅｒ社のバイボリュームＰリキッド、花王（株）のＫＢ−０８Ｔ、０８Ｗ、ＫＢ１１０、１１５、三晶（株）のリアクトペイク、日本ＰＭＣ（株）のＰＴ−２０５、日本油脂（株）のＤＺ２２２０、ＤＵ３６０５、荒川化学（株）のＲ２１００１といった薬品があり、単独あるいは２種以上を併用してもよい。本発明の塗工紙は、原紙の透気性を向上するために、パルプの繊維間結合阻害剤をパルプ１００重量部当たり０．１〜１０重量部含有することが好ましく、特に０．２〜１．０重量部を含有することが好ましい。また、これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で、添加し抄紙することができる。
【００１９】
これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、嵩高剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添加し抄紙することができる。
【００２０】
原紙の抄紙方法については、特に限定される物ではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、ギャップフォーマーマシンを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレード等を用いて、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙等も使用可能である。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５〜４００ｇ／ｍ２程度のものが使用され、軽量化と品質のバランスの観点からは、３０〜１８０ｇ／ｍ２ を使用することが好ましく、より好ましくは ３５〜８０ｇ／ｍ２である。
【００２１】
本発明においては、原紙に、顔料と接着剤を含有する塗工液をブレード塗工方式で塗工して、原紙に隣接する最も内側の塗工層を設けた後、次に顔料と接着剤を含有する塗工液をスプレー方式で塗工して、最も外側の塗工層を設けることにより、２層の塗工層とすることができる。
本発明において最も内側の塗工層を形成する際に用いるブレード塗工方式は、従来から用いられる方式が使用できる。例えば、塗料を紙に供給する方式としてロール転写方式とジェットファウンテン方式があり、またジェットファウンテン方式にも塗料が紙に接触してからブレードで掻き取る時間が変更可能なバリドゥエルタイム方式と、塗料が紙に接触してからブレードで掻き取る時間が短いショートドゥエルタイム方式があるがどちらを使用してもよい。しかし、近年の抄紙機、塗工機の高速化を考慮するとバリドゥエルタイムジェットファウンテン方式の方が好ましい。また、塗料を掻き取るブレードに関してはベントブレード、ベベルブレードがあるが、白紙面感の良好なベベルブレードの方が好ましい。ブレード塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり５．０〜１１．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜９．０ｇ／ｍ２である。５．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、原紙の被覆が十分でなく、原紙の凹凸を完全には平坦化できず、その上に完全な輪郭塗工であるスプレー塗工方式で塗工した場合凹凸の影響を受け、平滑性、光沢度発現性に劣り好ましくない。１１．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。 また、塗工層が２層の場合、外側の塗工層を形成する際に用いるスプレー塗工方式としては、上述の条件で塗工することが好ましい。スプレー塗工方式により設けられる塗工層の好ましい塗工量としては、片面当たり３．０〜１２．０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは６．０〜１０．０ｇ／ｍ２である。３．０ｇ／ｍ２より少ない場合は、塗工紙の面感に劣り好ましくない。１２．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなり本発明の効果の一つである紙の軽量化にそぐわなく好ましくない。また、本発明においては、低密度で、白紙面感、印刷面感の品質のバランスを良好にするためには、２層が好ましい。
また、本発明において塗工層を３層以上設ける場合、原紙に隣接する塗工層と、最も外側の塗工層の間に中間塗工層を１層以上設けても良く、中間塗工層を設ける際の塗工方式は、ブレード塗工方式、スプレー塗工方式、カーテン塗工方式、フィルムトランスファー塗工方式などを利用することができるが、塗工後の平滑性に優れ、高品質な中間塗工層を得られるの観点からブレード 塗工方式が好ましい。
【００２２】
湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒータ、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
【００２３】
以上の様に塗工乾燥された塗工紙は、カレンダ処理を施さないまま、もしくはスーパーカレンダー、高温ソフトニップカレンダー等で平滑化処理を行うことができる。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、もちろんこれらの例に限定される物ではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％は、それぞれ重量部、重量％を示す。なお、塗工液及び得られたオフセット印刷用塗工紙について以下に示す様な評価法に基づいて試験を行った。
（評価方法）
（１）塗料粘度： 本発明において、粘度測定には「ウルトラハイシェア粘度計ACAV-A2」（ACA system社、フィンランド）を使用した。測定装置に低シェアレート測定用キャピラリーユニットを取付け、温度３０℃で、測定可能な圧力条件下（40 bar以下）において粘度を数点測定、その結果得られるせん断速度と粘度の曲線からせん断速度1.0×104 1/sにおける粘度を読み取った。
（２）ＰＰＳラフネス：ＩＳＯ８７９１／４に基づいて測定した。尚、バッキング材は硬度９５ＩＲＨＤのハードバッキング材を、クランプ圧力は１０００ｋＰaで測定した。
（３）密度：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づいて測定した。
（４）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（５）印刷光沢度：ローランド平判印刷機（４色）にて、平判印刷用インキ（東洋インキ製 ハイユニティＭ）を用いて印刷速度８０００枚／分で印刷し、得られた印刷物（４色ベタ印刷部）の表面をＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（６）白紙面感：塗工紙の白紙面感を目視にて評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
（７）印刷物面感：ローランド平判印刷機（４色）にて、平判印刷用インキ（東洋インキ製 ハイユニティＭ）を用いて印刷速度８０００枚／分で印刷し、得られた印刷物の面感を目視にて評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
［実施例１］
（塗工液１）
顔料としてブラジル産カオリン（ＣＡＤＡＭ社製、アマゾンプラス）１００部からなる顔料に、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ０．１部を配合、分散し、濃度７０％のカオリンスラリーを調製した。このカオリンスラリー５０部（固形分）、重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７）５０部（固形分）に、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度−２℃、ゲル含量８５％）１３部、蛍光染料（ランクセス社製 ブランコファＵＷリキッド）を加え、さらに水を加えて固形分濃度５４％の塗工液１を得た。この時の、せん断速度１．０×１０４（１／秒）における粘度は１６ｍＰａ・ｓである。
【００２５】
塗工原紙は、填料として軽質炭酸カルシウムを原紙重量あたり７％含有し、製紙用パルプとして化学パルプを１００％含有し、１０００ｍ／ｍｉｎの速度で抄紙を行った。乾燥後、金属ロールカレンダーにて１ニップ、処理線圧２０ｋｇｆ／ｃｍの条件で処理を行い坪量４５ｇ／ｍ２、密度０．７５ｇ／ｃｍ３の上質紙を用いた。この原紙のＰＰＳラフネスは５．０μｍである。
【００２６】
上記の原紙に、前述の塗工液１を片面当たりの塗工量が９ｇ／ｍ２になる様に、１５００ｍ／分の塗工速度でエアレススプレーコーター（塗工条件 スプレー加圧条件：５０ｂａｒ、ノズル間隔：６０ｍｍ 、ノズルと紙面との距離：１００ｍｍ）を用いて両面塗工を行い、塗工紙水分が５％となる様に乾燥した。
【００２７】
乾燥後、金属ロール温度１５０℃、弾性ロールショアＤ硬度９２、通紙速度１２００ｍ／分、線圧３００ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で高温ソフトニップカレンダー処理を行い印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１の塗工用原紙の填料を無定型シリケートととしたこと以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは５．５μｍである。
［実施例３］
実施例１の塗工用原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物（花王製 ＫＢ−１１０）を原紙重量当たり０．３％含有させた事以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは６．０μｍである。
［実施例４］
実施例１の塗工用原紙の填料を以下に示す軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物としたこと以外は、実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは５．５μｍである。
〈軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法〉
反応容器中に市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）１０部を水に分散し、ここにSiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6．1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を５７部加えた後、水を加え、全量を２００部とした。この混合スラリーをアジテータで十分に撹拌しながら加熱し、85℃としたスラリーに、10％硫酸溶液を撹拌しながら添加した。添加方法は、温度一定を保ち、硫酸添加後の最終pHは8．0、全硫酸添加時間は240分間となるように、一定速度で硫酸を添加し、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの平均粒子径は3．4μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、５０／５０であった。
［比較例１］
実施例１において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ロール転写コーターに変更した以外は実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ブレードコーターに変更した以外は実施例１と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例の塗工用原紙のパルプを機械パルプ５０％、化学パルプ５０％としたこと以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。このときの原紙のＰＰＳラフネスは６．９μｍである。
【００２８】
結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
［実施例５］
（塗工液２）
重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９０）１００部（固形分）に、アルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度−２０℃、ゲル含量８５％）５部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉（ペンフォード社製 ＰＧ２９５）６部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度６５％の塗工液２を得た。
【００３１】
塗工原紙に、前述の塗工液２を片面当たりの塗工量が８ｇ／ｍ２になる様に、１５００ｍ／分の塗工速度でジェットファウンテン方式のベベルブレードコーターを用いて両面塗工を行い、乾燥して下塗り塗工紙を得た。このときのＰＰＳラフネスは、４．５μｍであった。
次に下塗り塗工紙に、前述の塗工液１を片面当たりの塗工量が９ｇ／ｍ２になる様に１５００ｍ／分の塗工速度で、エアレススプレーコーター（塗工条件 スプレー加圧条件：５０ｂａｒ、ノズル間隔：６０ｍｍ 、ノズルと紙面との距離：１００ｍｍ）を用いて両面塗工を行い、塗工紙水分が５％となる様に乾燥した。
【００３２】
乾燥後、金属ロール温度１５０℃、弾性ロールショアＤ硬度９２、通紙速度１２００ｍ／分、線圧１８０ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で高温ソフトニップカレンダー処理を行いオフセット印刷用塗工紙を得た。
［実施例６］
実施例５の塗工用原紙の填料を無定型シリケートとしたこと以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［実施例７］
実施例５の塗工用原紙の填料を以下に示す軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物としたこと以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
〈軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法〉
反応容器中に市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）１０部を水に分散し、ここにSiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6.1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を５７部加えた後、水を加え、全量を２００部とした。この混合スラリーをアジテータで十分に撹拌しながら加熱し、85℃としたスラリーに、10％硫酸溶液を撹拌しながら添加した。添加方法は、温度一定を保ち、硫酸添加後の最終pHは8.0、全硫酸添加時間は240分間となるように、一定速度で硫酸を添加し、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの平均粒子径は3．4μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、５０／５０であった。
［実施例８］
実施例５の塗工用原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物である多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物（花王製 ＫＢ−１１０）を原紙重量当たり０．３％含有させて事以外は、実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
実施例５において、塗工液１をスプレーコーターの代わりに、ジェットファウンテン方式ベベルブレードコーターに変更した以外は実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
［比較例５］
実施例５において、塗工液２をブレードコーターの代わりに、スプレーコーターに変更した以外は実施例５と同様の方法でオフセット印刷用塗工紙を得た。
【００３３】
結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を１層以上塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工し、且つスプレー塗工を行う前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下であることを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項２】
スプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度が１．０×１０４（１／秒）において、１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項３】
スプレー塗工方式で塗工する、片面あたりの塗工量が、３．０〜１２．０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項４】
原紙に、無定型シリケート、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される填料ないし結合阻害剤を含有させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項５】
原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を２層以上塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、原紙に隣接する第一塗工層がブレード塗工方式で設け、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工することを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項１】
原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を１層以上塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工し、且つスプレー塗工を行う前の基紙のPPSラフネスが６．０μｍ以下であることを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項２】
スプレー塗工方式に用いる塗工用塗料の粘度がせん断速度が１．０×１０４（１／秒）において、１０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項３】
スプレー塗工方式で塗工する、片面あたりの塗工量が、３．０〜１２．０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項４】
原紙に、無定型シリケート、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物及びこれらの混合物からなる群から選択される填料ないし結合阻害剤を含有させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項５】
原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工液を２層以上塗工する印刷用塗工紙の製造方法において、原紙に隣接する第一塗工層がブレード塗工方式で設け、最も外側の塗工層をスプレー塗工方式で塗工することを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。
【公開番号】特開２００７−１５４３３３（Ｐ２００７−１５４３３３Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４８１３６（Ｐ２００５−３４８１３６）
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
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