塗工紙
【課題】塗工層の厚みが薄くても嵩高で、白紙光沢度が低く、かつ、印刷光沢度が高く、さらにまた塗工層被覆性が高い塗工紙を提供する。
【解決手段】基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下、かつ、白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上とし、また、塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍとし、さらにまた塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３とする。
【解決手段】基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下、かつ、白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上とし、また、塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍとし、さらにまた塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白紙光沢度が低く、印刷光沢度が高い塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷物の軽量化に対する要求が高くなり、紙製品に求められる重要な品質の一つとして嵩高性（低密度）が挙げられる。すなわち、パソコンのマニュアル本やゲーム攻略本等の冊子は、膨大な情報量が掲載されることが多く、これに伴って、ページ数が多くなるため、冊子の重量が重くなることがしばしばある。そこで、嵩高な用紙を使用して冊子を製造すると、嵩高でない用紙を使用した場合に較べ、同一の枚数であっても、冊子の軽量化が図れ、輸送コスト低減等のメリットがある。
【０００３】
従来より、例えば特許文献１に示されるように、嵩高なパルプを用いて基材を形成し、用紙を嵩高にする技術が提案されている。なお、このような嵩高なパルプとしては、機械パルプが繊維が剛直であるので低密度化には効果的である。
【０００４】
しかし、近年、資源保護の観点等から、原料パルプに古紙パルプを混合することが多いが、古紙パルプは、一般的に機械パルプと比較して密度が高い。このため、古紙パルプが混合されると、用紙を嵩高にすることが難しく、パルプのみで用紙の十分な嵩高化を達成することは困難であった。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２に示されるように、嵩高なパルプを用いると共に、原料パルプ中に填料として嵩高剤を混合する技術が提案されている。しかしながら、嵩高剤を高配合しなければ、嵩高の効果を十分に得ることができず、製造コストが高くなる等の問題があった。
【０００６】
また、近年、高品質の印刷物を得るために、基材の表面及び／又は裏面に塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙のニーズが高まっており、高級美術印刷、カタログ、カレンダーなどから商業出版用本文用紙に至るまで幅広く利用されている。
【０００７】
このような塗工紙は、基材の表裏面にある凹凸を塗工剤に含有される顔料等の微細構造で被覆して基材の表裏面を平滑にしたもので、さらにカレンダー処理を施して平滑性を高めたものもあり、これらは印刷したときにインキ発色性や、網点の再現性に優れている。
【０００８】
一方、このような塗工層は、基材と比較して一般的に密度が高く、このため、塗工層を有しない用紙と比較して、塗工紙は密度が高くなる、すなわち嵩が小さくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、例えば特許文献３に示されるように、塗工剤の塗工量を少なくする、すなわち塗工層の厚みを薄くし、塗工紙全体に占める塗工層の比率を小さくすることによって、塗工紙の嵩高化を図った微塗工紙が提案されている。
【００１０】
しかし、近年、印刷後の文字部や画線部等を明確に際立たせ、コントラストに富んだ印刷物に仕上げるため、白紙光沢度は低いが、印刷光沢度は高い塗工紙のニーズが高くなってきている。これに対し、微塗工紙は、塗工層の厚さが薄いため、基材の被覆性が低下し、これに伴い、塗工紙の白紙光沢度及び印刷光沢度が低くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、白紙光沢度は低く、印刷光沢度は高い微塗工紙を製造しようとすると、塗工剤中の炭酸カルシウムの配合量を極力抑えて、低ニップによるカレンダー処理を施すことを必要とするが、カレンダー処理後の塗工面にムラが生じ、印刷後の風合いを損ねてしまう。一方、塗工面のムラを解消するとともに印刷光沢度を高くしようとして、白紙光沢度を低くするようなカレンダー処理を施そうとすると操業が不安定となり、また微塗工紙の嵩も小さくなるため、塗工紙の剛度が損なわれる等の問題が生じていた。つまり、印刷光沢度を高めると、白紙光沢度も高くなってしまっていた。
【特許文献１】特開平３−２６９１９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０３８０号公報
【特許文献３】特開２００５−３０７４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、塗工層の厚みが薄くても嵩高で、白紙光沢度が低く、かつ、印刷光沢度が高く、さらにまた塗工層被覆性が高い塗工紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下であり、かつ、該白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上であることを特徴とする塗工紙を提供することによって達成される。
【００１４】
また、本発明の上記目的は、前記塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍであり、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする塗工紙を提供することによって、効果的に達成される。
【００１５】
また、本発明の上記目的は、前記顔料として、炭酸カルシウム及びクレーが少なくとも配合されたものを用い、また、前記クレーはデラミネーテッドクレーであることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１６】
また、本発明の上記目的は、前記顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、前記カルシウム、前記ケイ素、及び前記アルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されていることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１７】
さらにまた、本発明の上記目的は、前記塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、前記基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る塗工紙によれば、基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とし、塗工層の厚みを５〜１２μｍ、塗工紙密度を０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３としたので、塗工剤の塗工量が少なくても嵩高に形成できる。
【００１９】
また、顔料には、炭酸カルシウム及び／又はクレー（好ましくはデラミネーテッドクレー）を配合したので、白紙光沢度を２０％以下とし、かつ、白紙光沢度と印刷光沢度との差を３０％以上にすることができる。
【００２０】
また、顔料として、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、このカルシウム、ケイ素、及びアルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子を用いたので、印刷された文字等が読み易くなると共に、コントラストに優れる。
【００２１】
さらにまた、塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であるので、低塗工量であっても、塗工層被覆性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る塗工紙について、基材が単層から成る場合を例に詳細に説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内において、その構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【００２３】
本発明に係る塗工紙（以下、「本塗工紙」と言う。）は、基材の紙層が単層で構成されており、その表面及び裏面（表裏面）に、塗工剤を塗工し、乾燥し、その後、塗工面にカレンダー処理が施されて形成された塗工層を有するものである。
【００２４】
本塗工紙は、白紙光沢度が２０％以下と低くなり、また白紙光沢度と印刷光沢度との差（以下、「ΔＧ」と省略する。）が３０％以上となるように形成され、また、塗工層の厚みの平均が５〜１２μｍ、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３となるように形成されている。なお、以下、「白紙光沢度」とは、ＪＩＳ−Ｐ８１４２に基づく７５度鏡面光沢度試験方法により測定した光沢度をいい、また「印刷光沢度」とは、本塗工紙にＲＩ印刷適性試験機を用いて１回印刷を行った後のＪＩＳ−Ｐ８１４２に基づく７５度鏡面光沢度試験方法により測定した光沢度をいう。白紙光沢度が２０％以下であると、印刷された文字等が読み易くなると共に、艶消しの風合いを与えることができ、高級感のある落ち着いた印象を使用者に与えることができる。また、印刷光沢度を高くすることができるので、白紙光沢度と印刷光沢度とのバランスが最良のものとなる、すなわちΔＧを３０％以上とすることができるので、コントラストに優れる。
【００２５】
本塗工紙に用いられる塗工剤は、顔料及び接着剤を主成分とするものである。また、本塗工紙に用いられる塗工剤の顔料には、炭酸カルシウム及び／又はクレー、再生粒子が適宜配合される。具体的には、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、炭酸カルシウムが６０〜７０重量部、アスペクト比が２０以上であるクレーが２０〜３０重量部、再生粒子が５〜２５重量部配合される。
【００２６】
炭酸カルシウムの配合量が全顔料１００重量部に対し、７０重量部を超えると、白紙光沢度が高くなってしまい、一方６０重量部未満であると、白紙光沢度は低くなるが、印刷光沢度も低くなってしまい、ΔＧを３０％以上にすることができない。
【００２７】
また、炭酸カルシウムとして、重質炭酸カルシウムと軽質炭酸カルシウムとが含有される。重質炭酸カルシウムを多く配合すると、白紙光沢度は低くなるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、軽質炭酸カルシウムを多く配合すると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度も高くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。従って、炭酸カルシウムとして、重質炭酸カルシウム及び軽質炭酸カルシウムの両者を含有することにより、白紙光沢度と印刷光沢度とのバランスを最良のものに調整することができる。
【００２８】
また、軽質炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウムの配合量は、両者を同量、あるいは、重質炭酸カルシウムよりも軽質炭酸カルシウムを多く配合する、すなわち「軽質炭酸カルシウムの配合量≧重質炭酸カルシウムの配合量」という関係を有するようにする。具体的には、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウムが２０〜４０重量部、重質炭酸カルシウムが２０〜３０重量部の範囲内で、上記関係を有するように、両者が配合される。
【００２９】
なお、軽質炭酸カルシウムの配合量が、全顔料１００重量部に対し、２０重量部未満であると、白紙光沢度を２０％以下にすることはできるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、４０重量部を超えると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度も高くなるため、ΔＧを３０％以下にすることができない。また、重質炭酸カルシウムの配合量が２０重量部未満であると、白紙光沢度を２０％以下にすることができず、一方、４０重量部を超えると、白紙光沢度を２０％以下にすることはできるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。
【００３０】
また、本塗工紙の塗工剤に用いられるクレーとして、アスペクト比（クレーの直径／短径）が２０以上のクレー（以下、「高アスペクト比クレー」と言う。）が用いられ、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、２０〜３０重量部配合される。高アスペクト比クレーが塗工剤に配合されると、カレンダー処理後の顔料配向性を出し易くなるため、印刷光沢度を高くすることができる。また、低塗工量であっても、基材の被覆性（塗工層被覆性）を向上させることができる。高アスペクト比クレーの配合量が２０重量部未満であると印刷光沢度を高くすることができず、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、３０重量部を超えると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度を２０％以下にすることができない。
【００３１】
また、高アスペクト比クレーとして、特にデラミネーテッドクレーを用いると、白紙光沢度をより低くすることができる。また、塗工面の平滑化が容易になるため、カレンダー処理を軽減することができ、この結果、上述したように、本塗工紙の塗工層の平均の厚みを５〜１２μｍ、塗工紙密度を０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３と嵩高（低密度）にすることができる。さらにまた、本塗工紙の剛度低下を大幅に防止すると共に、保水性を維持することができる。
【００３２】
また、顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、このカルシウム、ケイ素、及びアルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されている。主原料とは、古紙を脱墨処理し、古紙パルプを製造する古紙処理工程における脱墨フロスを固形分で５０％以上含有する原料を指し、特に脱インクを行うフローテーション工程で生じる脱墨フロスを指す。なお、上述したように、この再生粒子は、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、５〜２５重量部配合される。再生粒子の配合量が５重量部未満であると、コントラストが好適に発現されず、印刷適性が劣る問題が生じ、一方、２５重量部を超えると、白紙光沢度が高くなってしまう。
【００３３】
このような再生粒子を用いると、嵩高性を向上させることができると共に、製造コストを低減させることができる。
【００３４】
なお、この再生粒子は、Ｘ線マイクロアナライザー（日立・堀場製：ＥＭＡＸ２７７０）による再生粒子の元素分析において、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含むようにするのが好ましい。より好ましくは、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合、特に好ましくは、６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合である。カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含むようにすると、比重が軽くなり、過度の水溶液吸収性が抑えられるため、脱水性が良好であり、また、乾燥工程における水分調節が容易である。さらに、焼成工程における未燃物の割合や、焼結による過度の硬さを生じるおそれも低減することができる。
【００３５】
上記の質量割合に再生粒子を調整する方法としては、脱墨フロスの原料構成を調節する方法が一般的であるが、例えば、乾燥工程、焼成工程において、出所が明確な塗工フロスや、調整工程フロスをスプレー等で工程内に含有させ、あるいは焼成炉スクラバー石灰を工程内に含有させて調節することも可能である。また、例えば、カルシウムの調節には、中性抄紙系の排水スラッジや、塗工紙製造工程の排水スラッジを用い、シリカの調節には、不透明度向上剤として多量添加されている新聞用紙製造系の排水スラッジを用い、アルミニウムの調節には、酸性抄紙系等の硫酸バンドの使用がある抄紙系の排水スラッジや、タルク使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを用いることができる。
【００３６】
本発明における再生粒子の製造は、脱墨フロスを主原料とする原料を、好ましくは脱墨フロスのみからなる原料を処理することによって、再生粒子を得ることができる。なお、本明細書において、脱墨フロスとは、古紙を脱墨処理して古紙パルプを製造する古紙処理工程における脱墨フロスをいい、特に脱インクを行うフローテーション工程で生じる脱墨フロスをいう。
【００３７】
このような再生粒子は、粉砕工程を経ることで、そのまま製紙用填料として使用することが可能であるが、更に再生粒子に対し、シリカを定着させることで、再生粒子としての機能をより高めることが可能である。すなわち、再生粒子表面に、シリカを定着させることで、再生粒子の白色度、不透明性、印刷不透明度、吸油度、嵩高効果を効果的に発現させることができる。
【００３８】
再生粒子にシリカを定着させる事例を以下に記述する。シリカを定着させる好適な方策としては、再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散してスラリーを調整した後に、加熱撹拌しながら、液温を７０〜１００℃、より好ましくは密閉容器内で所定の圧力に保持して酸を添加し、シリカゾルを生成させ、最終反応液のｐＨを８〜１１の範囲に調整することにより、再生粒子表面にシリカを定着させることができる。再生粒子表面に定着させるシリカは、珪酸ナトリウム（水ガラス）を原料として、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液と高温下で反応させ、加水分解反応と珪酸の重合化により得られる粒子径１０〜２０ｎｍのシリカゾル粒子である。
【００３９】
珪酸ナトリウム溶液に希硫酸などの酸を添加することにより生成する数ｎｍ程度のシリカゾル微粒子を再生粒子に多孔性を有する表面全体を被覆するように付着させ、シリカゾルの結晶成長にともない、無機微粒子表面上のシリカゾル微粒子と再生粒子に包含されるケイ素やカルシウム、アルミニウム間で結合が生じ、再生粒子表面にシリカを定着させる。
【００４０】
ｐＨは中性〜弱アルカリ性の範囲とし、好ましいｐＨは８〜１１の範囲である。ｐＨが７未満の酸性条件になるまで硫酸を添加してしまうと、シリカゾルではなくホワイトカーボンが生成される。
【００４１】
ここに使用する珪酸アルカリ溶液は特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液（３号水ガラス）が入手性の点で望ましい。珪酸アルカリ溶液の濃度は水溶液中の珪酸分（ＳｉＯ２換算）で３〜１０質量％が好適である。１０質量％を超えると、再生粒子に定着されるシリカは、シリカゾルの形態からホワイトカーボンになり、再生粒子の多孔性を阻害し、不透明性、吸油性の向上効果が低くなる。また、３質量％未満では再生粒子中のシリカ成分が低下するため、再生粒子表面へのシリカの定着が生じにくくなってしまう。
【００４２】
再生粒子表面にシリカを定着させ、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で２５〜６０：３０〜５０：１０〜２５の質量割合とすることで、シリカ定着効果による吸油性、不透明性を向上させることができる。
【００４３】
なお、脱墨フロスの構成成分がほぼ変動せずに安定しているのは、古紙パルプの性状の安定が再生紙の品質安定につながり、この品質安定を目的として古紙パルプの原料たる古紙をほぼ同質にするためである。
【００４４】
脱墨フロスは、例えば、沈殿や加圧浮上等の方法で固液分離して固形分を回収し、所定の水分率に乾燥した後、炭化工程で所定の未燃率となるように調整して焼成する。これにより、塊状に凝集した多孔質原料となる。この方法に関しては、例えば特願２００５−３０７８１８などを参考にすることができる。
【００４５】
また、この再生粒子は、たとえば吸油量が３０〜１００ｍｌ／１００ｇで、抄紙工程で内添用として用いる場合は、平均粒径を０．１〜１０μｍに調整することが好ましい。
【００４６】
なお、本塗工紙に用いられる塗工剤には、顔料として、上述した炭酸カルシウム、クレー、及び再生粒子の他、用途やニーズ等に応じて、例えばサチンホワイト、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ベントナイト、セリサイト、シリカ、タルク、活性白土等の無機顔料や、ポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルマリン樹脂微粒子、微小中空粒子、多孔質粒子等の有機顔料等の公知の種々の顔料を１種、又は２種以上配合しても良い。
【００４７】
また、本塗工紙に用いられる塗工剤は、接着剤として、例えば、カゼイン、合成蛋白、大豆蛋白等の蛋白質類、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン・メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン・酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系重合体ラテックス、これらの各種重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性または非溶解性のラテックス、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酸化澱粉、陽性化澱粉、ウレタンのエステル化澱粉、デキストリン等の澱粉類等の公知の種々の接着剤を使用することができる。また、これらの接着剤は単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。
【００４８】
このとき、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）が０〜１０℃となるようにブタジエンの含有量を調整すると、全顔料に対する接着剤の含有量を８〜１５％と、従来に比して１０％程度少なくしても必要な接着強度が確保される。また、接着剤の配合量が少なくてすむので、耐べたつき性が悪化することもなく、ロール汚れなどの不具合の発生も抑制することができる。
【００４９】
また、塗工紙が高温で黄変化する原因の一つである、アクリロニトリル含有量を０〜１０％とすることによって、高温のオンマシンソフトカレンダー処理を行っても黄変化による変色を少なくできる。
【００５０】
また、本塗工紙に用いられる塗工剤には、顔料及び接着剤の他、分散剤、潤滑剤、増粘剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの公知の種々の助剤を使用目的やニーズに応じて適宜配合することができる。
【００５１】
このような塗工剤は、例えばブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター、ビルブレードコーターなどの通常使用されている種々の塗工装置を用いて、基材の表裏面に塗工され、湿潤塗工層が形成される。
【００５２】
湿潤塗工層は、例えば蒸気加熱、熱風加熱、ガスヒーター加熱、高周波加熱、電気ヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱、レーザー加熱、電子線加熱等の公知の種々の加熱方式によって乾燥される。なお、乾燥条件については、使用する薬品等に応じて適宜調整する必要がある。
【００５３】
湿潤塗工層を乾燥した後、その表面にカレンダー処理を施して、平均の厚みが５〜１２μｍである塗工層を形成し、塗工紙全体の密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３と嵩高になるように調整する。
【００５４】
このカレンダー処理は、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー等の通常使用されている種々のカレンダー処理装置を使用することができる。これらの中でも、特に、多段ソフトカレンダーを使用すると、ニップ圧を強くせずに優れた平滑効果を得ることができるので、本塗工紙をより嵩高にすることができる。
【００５５】
なお、本塗工紙の塗工層は、その厚みの平均が５〜１２μｍの範囲内であれば、単層であっても、２層以上の複数層であっても良い。
【００５６】
また、本塗工紙は、その表面、すなわち塗工層の表面を走査電子顕微鏡で状態観察したとき、基材由来のパルプ繊維露出割合が５％未満である。これにより、本塗工紙は、塗工剤の塗工量が非常に少なくても、未塗工部分の発生が極めて少ないことが分かる。
【００５７】
さらにまた、塗工剤の塗工量が少ないので、本塗工紙を低コストで製造することができる。
【００５８】
なお、本塗工紙の基材に用いられる原料パルプは、特に限定されるものではないので、例えばグランドパルプ（ＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（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）などの機械パルプや、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）などの化学パルプ、あるいは古紙パルプなど、公知の種々の原料パルプを単独で、あるいは２種以上を混合して用いることができる。これらの中でも特に、機械パルプは、繊維が剛直であり、塗工紙の嵩高化（低密度化）に効果的で、また、高不透明度で、高白色度であるため、機械パルプを１０〜５０％程度配合することが好ましい。機械パルプの配合量が５０％を超えると、強度低下の問題が生じ易く、一方、配合量が１０％未満であると、機械パルプの嵩高効果を得難い。
【００５９】
また、本塗工紙の原料パルプに、填料として、嵩高剤、クレーが配合されていると、本塗工紙を嵩高にし、白紙光沢度を２０％以下にし、印刷光沢度を高くでき、さらにまた塗工層被覆性を向上させ易くなるので好ましい。また、本発明の嵩高性、印刷適性、塗工層被覆性等の効果に影響のない範囲内で、例えばサイズ剤、填料分散剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、蛍光消去剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤などの公知の種々の添加剤を１種、あるいは２種以上を混合して添加することができる。
【００６０】
また、基材の抄紙方法については、特に限定されるものではないので、例えばトップワイヤー等を含む長網抄紙機、円網抄紙機等の公知の種々の抄紙機を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙のいずれの抄紙方法であっても良い。
【００６１】
なお、本塗工紙の基材の層構成は、上述したような単層に限られず、２層以上の紙層から成る複数層であっても良い。また、複数層の場合の形成方法は、貼合による形成であっても、抄き合わせによる形成であっても良い。
【実施例】
【００６２】
本発明に係る塗工紙の効果を確認するため、以下のような各種の試料を作製し、これらの各試料に対する光沢度等を評価する試験を行った。なお、本発明はこれらの実施例によって制限を受けるものではない。
【００６３】
本発明に係る１０種類の塗工紙（これを「実施例１ないし実施例１０」とする）と、これらの実施例１ないし実施例１０と比較検討するために６種類の塗工紙（これを「比較例１ないし比較例６」とする）を作製した。
［実施例１］
ＬＢＫＰ８０重量％、ＮＢＫＰ２０重量％から成り、中性サイズ剤（アルキルケテンダイマー）が０．３重量％配合され、また、填料として軽質炭酸カルシウムが灰分で１２％となるように添加されているパルプスラリーを抄紙機で抄造し、坪量が８０ｇ／ｍ２である基材を作製する。
【００６４】
次に、重質炭酸カルシウムを３０重量部、軽質炭酸カルシウムを３０重量部、アスペクト比が２０であるデラミネーテッドクレーを２５重量部、再生粒子を１５重量部配合して成る顔料に、接着剤として、ゲル含有率が５５％、Ｔｇが５℃であるスチレン・ブタジエン共重合体ラテックスを１０重量部、リン酸エステル化澱粉を３重量部配合して塗工剤を形成し、この塗工剤に水を加えて固形分濃度が６５％となるように調整する。
【００６５】
この塗工剤を、片面当たりの塗工量が固形分換算で８ｇ／ｍ２となるようにブレードコーターを用いて、上述した基材の表裏面に塗工し、乾燥し、その後、塗工面に１２段のスーパーカレンダー処理を施して塗工紙（実施例１）を得る。
【００６６】
［実施例２］塗工剤として、アスペクト比が２５であるデラミネーテッドクレーを２５重量部、シリカ定着再生粒子を１５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６７】
［実施例３］塗工剤として、デラミネーテッドクレーを２０重量部、再生粒子を２０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６８】
［実施例４］塗工剤として、デラミネーテッドクレーを３０重量部、再生粒子を１０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６９】
［実施例５］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２０重量部、再生粒子を２５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７０】
［実施例６］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを４０重量部、シリカ定着再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７１】
［実施例７］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２５重量部、再生粒子を２０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７２】
［実施例８］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを３５重量部、再生粒子を１０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７３】
［実施例９］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２０重量部、再生粒子を２５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７４】
［実施例１０］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを４０重量部、再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７５】
［比較例１］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを１０重量部、再生粒子を３５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７６】
［比較例２］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを４０重量部配合し、軽質炭酸カルシウムよりも重質炭酸カルシウムを多く配合し、また再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７７】
［比較例３］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを１０重量部配合し、軽質炭酸カルシウムよりも重質炭酸カルシウムを多く配合し、また、再生粒子を３５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７８】
［比較例４］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを５０重量部、アスペクト比が不明のクレーを２０重量部配合し、また再生粒子を配合しなかったものを用いたことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７９】
［比較例５］塗工剤として、クレーを１０重量部配合し、再生粒子を３０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００８０】
［比較例６］塗工剤として、アスペクト比が不明のクレーを４０重量部配合し、再生粒子を配合しなかったものを用いたことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００８１】
これらの全実施例及び比較例についての品質評価、すなわち密度、印刷光沢度、白紙光沢度、塗工層被覆性、塗工層の厚み、操業性、及び製造コストについて試験を行った結果は、表１に示すとおりであった。
【００８２】
なお、表１中の「密度（ｇ／ｃｍ３）」とは、塗工層を含めた塗工紙の密度をＪＩＳ−Ｐ８１１８に基づき測定した値である。
【００８３】
また、「印刷光沢度（％）」とは、実施例１ないし実施例１０、及び比較例１ないし比較例６に係る各塗工紙に、ＲＩ印刷適性試験機（明製作所製）を用い、大日本インキ社製のインキ（ＴＲＡＮＳ−Ｇ＜Ｎ＞藍）を０．５ｍｌ使用し、圧胴回転速度３０ｒｐｍで印刷行い、１回刷の印刷物とし、この各印刷物を恒室（温度２０℃、湿度５０％）に２４時間放置した後、塗工紙の印刷後の光沢をＪＩＳ−Ｐ８１４２に定める７５度鏡面光沢度試験方法に基づき測定した値である。
【００８４】
また、「白紙光沢度（％）」とは、ＪＩＳ−Ｐ８１４２に定める７５度鏡面光沢度試験方法に基づき測定した値である。
【００８５】
また、「ΔＧ（％）」とは、上述したように測定した印刷光沢度と白紙光沢度との差を計算した値である。
【００８６】
また、「塗工層被覆性」とは、Ａ４サイズ（縦目）のサンプルの短辺方向における中央部を約４ｃｍ間隔で７箇所電子顕微鏡写真撮影を行い、未塗工部分の割合を、画像解析装置（ルーゼックス 株式会社ニレコ製）にて割り出した値である。
【００８７】
また、「塗工層厚み（μｍ）」とは、「塗工層被覆性」で調整したＡ４サイズ（縦目）のサンプルの短辺方向における中央部、約４ｃｍ間隔で７箇所を、ミクロトームにて断面を更に鋭利に切って、サンプル毎に３箇所を走査型電子顕微鏡により１６０倍のコンポ像断面写真撮影を行い、塗工層の厚みを、最大値と最小値を除いた等間隔１０箇所値の７０箇所トータル平均値（７サンプルの１２箇所）で求めた。
【００８８】
また、「操業性」とは、塗工層における塗工の均一性やストリーク、スクラッチ等の塗工欠陥の有無、塗工剤の塗工量のプロファイル制御の行い易さ等の塗工適性を評価したものであり、その評価基準は、◎印の「特に優れている」、○印の「優れている」、△印の「多少の問題はあるが、実用上は問題ない」、×印の「悪い」の４段階とした。
【００８９】
さらにまた、「コスト」とは、上記各塗工紙の製造コストを評価したものであり、その評価基準は、○印の「安価である」、△印の「安価でもないが、高価でもない」、×印の「高価である」の３段階とした。
【００９０】
【表１】
表１から、本実施例によれば、実施例１ないし実施例１０、すなわち本発明に係る塗工紙は品質評価に優れることが分かる。すなわち、白紙光沢度を２０％以下と低く抑えることができ、かつ、印刷光沢度を高くすることができるので、ΔＧを３０％以上とすることができ、コントラストに優れることが分かる。また、塗工層被覆性、塗工層の厚み、操業性、及びコストの点にも優れることが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白紙光沢度が低く、印刷光沢度が高い塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷物の軽量化に対する要求が高くなり、紙製品に求められる重要な品質の一つとして嵩高性（低密度）が挙げられる。すなわち、パソコンのマニュアル本やゲーム攻略本等の冊子は、膨大な情報量が掲載されることが多く、これに伴って、ページ数が多くなるため、冊子の重量が重くなることがしばしばある。そこで、嵩高な用紙を使用して冊子を製造すると、嵩高でない用紙を使用した場合に較べ、同一の枚数であっても、冊子の軽量化が図れ、輸送コスト低減等のメリットがある。
【０００３】
従来より、例えば特許文献１に示されるように、嵩高なパルプを用いて基材を形成し、用紙を嵩高にする技術が提案されている。なお、このような嵩高なパルプとしては、機械パルプが繊維が剛直であるので低密度化には効果的である。
【０００４】
しかし、近年、資源保護の観点等から、原料パルプに古紙パルプを混合することが多いが、古紙パルプは、一般的に機械パルプと比較して密度が高い。このため、古紙パルプが混合されると、用紙を嵩高にすることが難しく、パルプのみで用紙の十分な嵩高化を達成することは困難であった。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２に示されるように、嵩高なパルプを用いると共に、原料パルプ中に填料として嵩高剤を混合する技術が提案されている。しかしながら、嵩高剤を高配合しなければ、嵩高の効果を十分に得ることができず、製造コストが高くなる等の問題があった。
【０００６】
また、近年、高品質の印刷物を得るために、基材の表面及び／又は裏面に塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙のニーズが高まっており、高級美術印刷、カタログ、カレンダーなどから商業出版用本文用紙に至るまで幅広く利用されている。
【０００７】
このような塗工紙は、基材の表裏面にある凹凸を塗工剤に含有される顔料等の微細構造で被覆して基材の表裏面を平滑にしたもので、さらにカレンダー処理を施して平滑性を高めたものもあり、これらは印刷したときにインキ発色性や、網点の再現性に優れている。
【０００８】
一方、このような塗工層は、基材と比較して一般的に密度が高く、このため、塗工層を有しない用紙と比較して、塗工紙は密度が高くなる、すなわち嵩が小さくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、例えば特許文献３に示されるように、塗工剤の塗工量を少なくする、すなわち塗工層の厚みを薄くし、塗工紙全体に占める塗工層の比率を小さくすることによって、塗工紙の嵩高化を図った微塗工紙が提案されている。
【００１０】
しかし、近年、印刷後の文字部や画線部等を明確に際立たせ、コントラストに富んだ印刷物に仕上げるため、白紙光沢度は低いが、印刷光沢度は高い塗工紙のニーズが高くなってきている。これに対し、微塗工紙は、塗工層の厚さが薄いため、基材の被覆性が低下し、これに伴い、塗工紙の白紙光沢度及び印刷光沢度が低くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、白紙光沢度は低く、印刷光沢度は高い微塗工紙を製造しようとすると、塗工剤中の炭酸カルシウムの配合量を極力抑えて、低ニップによるカレンダー処理を施すことを必要とするが、カレンダー処理後の塗工面にムラが生じ、印刷後の風合いを損ねてしまう。一方、塗工面のムラを解消するとともに印刷光沢度を高くしようとして、白紙光沢度を低くするようなカレンダー処理を施そうとすると操業が不安定となり、また微塗工紙の嵩も小さくなるため、塗工紙の剛度が損なわれる等の問題が生じていた。つまり、印刷光沢度を高めると、白紙光沢度も高くなってしまっていた。
【特許文献１】特開平３−２６９１９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０３８０号公報
【特許文献３】特開２００５−３０７４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、塗工層の厚みが薄くても嵩高で、白紙光沢度が低く、かつ、印刷光沢度が高く、さらにまた塗工層被覆性が高い塗工紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下であり、かつ、該白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上であることを特徴とする塗工紙を提供することによって達成される。
【００１４】
また、本発明の上記目的は、前記塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍであり、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする塗工紙を提供することによって、効果的に達成される。
【００１５】
また、本発明の上記目的は、前記顔料として、炭酸カルシウム及びクレーが少なくとも配合されたものを用い、また、前記クレーはデラミネーテッドクレーであることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１６】
また、本発明の上記目的は、前記顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、前記カルシウム、前記ケイ素、及び前記アルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されていることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【００１７】
さらにまた、本発明の上記目的は、前記塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、前記基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であることを特徴とする塗工紙を提供することによって、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る塗工紙によれば、基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とし、塗工層の厚みを５〜１２μｍ、塗工紙密度を０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３としたので、塗工剤の塗工量が少なくても嵩高に形成できる。
【００１９】
また、顔料には、炭酸カルシウム及び／又はクレー（好ましくはデラミネーテッドクレー）を配合したので、白紙光沢度を２０％以下とし、かつ、白紙光沢度と印刷光沢度との差を３０％以上にすることができる。
【００２０】
また、顔料として、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、このカルシウム、ケイ素、及びアルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子を用いたので、印刷された文字等が読み易くなると共に、コントラストに優れる。
【００２１】
さらにまた、塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であるので、低塗工量であっても、塗工層被覆性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る塗工紙について、基材が単層から成る場合を例に詳細に説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内において、その構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【００２３】
本発明に係る塗工紙（以下、「本塗工紙」と言う。）は、基材の紙層が単層で構成されており、その表面及び裏面（表裏面）に、塗工剤を塗工し、乾燥し、その後、塗工面にカレンダー処理が施されて形成された塗工層を有するものである。
【００２４】
本塗工紙は、白紙光沢度が２０％以下と低くなり、また白紙光沢度と印刷光沢度との差（以下、「ΔＧ」と省略する。）が３０％以上となるように形成され、また、塗工層の厚みの平均が５〜１２μｍ、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３となるように形成されている。なお、以下、「白紙光沢度」とは、ＪＩＳ−Ｐ８１４２に基づく７５度鏡面光沢度試験方法により測定した光沢度をいい、また「印刷光沢度」とは、本塗工紙にＲＩ印刷適性試験機を用いて１回印刷を行った後のＪＩＳ−Ｐ８１４２に基づく７５度鏡面光沢度試験方法により測定した光沢度をいう。白紙光沢度が２０％以下であると、印刷された文字等が読み易くなると共に、艶消しの風合いを与えることができ、高級感のある落ち着いた印象を使用者に与えることができる。また、印刷光沢度を高くすることができるので、白紙光沢度と印刷光沢度とのバランスが最良のものとなる、すなわちΔＧを３０％以上とすることができるので、コントラストに優れる。
【００２５】
本塗工紙に用いられる塗工剤は、顔料及び接着剤を主成分とするものである。また、本塗工紙に用いられる塗工剤の顔料には、炭酸カルシウム及び／又はクレー、再生粒子が適宜配合される。具体的には、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、炭酸カルシウムが６０〜７０重量部、アスペクト比が２０以上であるクレーが２０〜３０重量部、再生粒子が５〜２５重量部配合される。
【００２６】
炭酸カルシウムの配合量が全顔料１００重量部に対し、７０重量部を超えると、白紙光沢度が高くなってしまい、一方６０重量部未満であると、白紙光沢度は低くなるが、印刷光沢度も低くなってしまい、ΔＧを３０％以上にすることができない。
【００２７】
また、炭酸カルシウムとして、重質炭酸カルシウムと軽質炭酸カルシウムとが含有される。重質炭酸カルシウムを多く配合すると、白紙光沢度は低くなるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、軽質炭酸カルシウムを多く配合すると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度も高くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。従って、炭酸カルシウムとして、重質炭酸カルシウム及び軽質炭酸カルシウムの両者を含有することにより、白紙光沢度と印刷光沢度とのバランスを最良のものに調整することができる。
【００２８】
また、軽質炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウムの配合量は、両者を同量、あるいは、重質炭酸カルシウムよりも軽質炭酸カルシウムを多く配合する、すなわち「軽質炭酸カルシウムの配合量≧重質炭酸カルシウムの配合量」という関係を有するようにする。具体的には、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウムが２０〜４０重量部、重質炭酸カルシウムが２０〜３０重量部の範囲内で、上記関係を有するように、両者が配合される。
【００２９】
なお、軽質炭酸カルシウムの配合量が、全顔料１００重量部に対し、２０重量部未満であると、白紙光沢度を２０％以下にすることはできるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、４０重量部を超えると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度も高くなるため、ΔＧを３０％以下にすることができない。また、重質炭酸カルシウムの配合量が２０重量部未満であると、白紙光沢度を２０％以下にすることができず、一方、４０重量部を超えると、白紙光沢度を２０％以下にすることはできるが、印刷光沢度も低くなり、ΔＧを３０％以上にすることができない。
【００３０】
また、本塗工紙の塗工剤に用いられるクレーとして、アスペクト比（クレーの直径／短径）が２０以上のクレー（以下、「高アスペクト比クレー」と言う。）が用いられ、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、２０〜３０重量部配合される。高アスペクト比クレーが塗工剤に配合されると、カレンダー処理後の顔料配向性を出し易くなるため、印刷光沢度を高くすることができる。また、低塗工量であっても、基材の被覆性（塗工層被覆性）を向上させることができる。高アスペクト比クレーの配合量が２０重量部未満であると印刷光沢度を高くすることができず、ΔＧを３０％以上にすることができない。一方、３０重量部を超えると、印刷光沢度を高くすることはできるが、白紙光沢度を２０％以下にすることができない。
【００３１】
また、高アスペクト比クレーとして、特にデラミネーテッドクレーを用いると、白紙光沢度をより低くすることができる。また、塗工面の平滑化が容易になるため、カレンダー処理を軽減することができ、この結果、上述したように、本塗工紙の塗工層の平均の厚みを５〜１２μｍ、塗工紙密度を０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３と嵩高（低密度）にすることができる。さらにまた、本塗工紙の剛度低下を大幅に防止すると共に、保水性を維持することができる。
【００３２】
また、顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、このカルシウム、ケイ素、及びアルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されている。主原料とは、古紙を脱墨処理し、古紙パルプを製造する古紙処理工程における脱墨フロスを固形分で５０％以上含有する原料を指し、特に脱インクを行うフローテーション工程で生じる脱墨フロスを指す。なお、上述したように、この再生粒子は、塗工剤の全顔料１００重量部に対し、５〜２５重量部配合される。再生粒子の配合量が５重量部未満であると、コントラストが好適に発現されず、印刷適性が劣る問題が生じ、一方、２５重量部を超えると、白紙光沢度が高くなってしまう。
【００３３】
このような再生粒子を用いると、嵩高性を向上させることができると共に、製造コストを低減させることができる。
【００３４】
なお、この再生粒子は、Ｘ線マイクロアナライザー（日立・堀場製：ＥＭＡＸ２７７０）による再生粒子の元素分析において、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含むようにするのが好ましい。より好ましくは、４０〜８２：９〜３０：９〜３０の質量割合、特に好ましくは、６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合である。カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含むようにすると、比重が軽くなり、過度の水溶液吸収性が抑えられるため、脱水性が良好であり、また、乾燥工程における水分調節が容易である。さらに、焼成工程における未燃物の割合や、焼結による過度の硬さを生じるおそれも低減することができる。
【００３５】
上記の質量割合に再生粒子を調整する方法としては、脱墨フロスの原料構成を調節する方法が一般的であるが、例えば、乾燥工程、焼成工程において、出所が明確な塗工フロスや、調整工程フロスをスプレー等で工程内に含有させ、あるいは焼成炉スクラバー石灰を工程内に含有させて調節することも可能である。また、例えば、カルシウムの調節には、中性抄紙系の排水スラッジや、塗工紙製造工程の排水スラッジを用い、シリカの調節には、不透明度向上剤として多量添加されている新聞用紙製造系の排水スラッジを用い、アルミニウムの調節には、酸性抄紙系等の硫酸バンドの使用がある抄紙系の排水スラッジや、タルク使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを用いることができる。
【００３６】
本発明における再生粒子の製造は、脱墨フロスを主原料とする原料を、好ましくは脱墨フロスのみからなる原料を処理することによって、再生粒子を得ることができる。なお、本明細書において、脱墨フロスとは、古紙を脱墨処理して古紙パルプを製造する古紙処理工程における脱墨フロスをいい、特に脱インクを行うフローテーション工程で生じる脱墨フロスをいう。
【００３７】
このような再生粒子は、粉砕工程を経ることで、そのまま製紙用填料として使用することが可能であるが、更に再生粒子に対し、シリカを定着させることで、再生粒子としての機能をより高めることが可能である。すなわち、再生粒子表面に、シリカを定着させることで、再生粒子の白色度、不透明性、印刷不透明度、吸油度、嵩高効果を効果的に発現させることができる。
【００３８】
再生粒子にシリカを定着させる事例を以下に記述する。シリカを定着させる好適な方策としては、再生粒子を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散してスラリーを調整した後に、加熱撹拌しながら、液温を７０〜１００℃、より好ましくは密閉容器内で所定の圧力に保持して酸を添加し、シリカゾルを生成させ、最終反応液のｐＨを８〜１１の範囲に調整することにより、再生粒子表面にシリカを定着させることができる。再生粒子表面に定着させるシリカは、珪酸ナトリウム（水ガラス）を原料として、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液と高温下で反応させ、加水分解反応と珪酸の重合化により得られる粒子径１０〜２０ｎｍのシリカゾル粒子である。
【００３９】
珪酸ナトリウム溶液に希硫酸などの酸を添加することにより生成する数ｎｍ程度のシリカゾル微粒子を再生粒子に多孔性を有する表面全体を被覆するように付着させ、シリカゾルの結晶成長にともない、無機微粒子表面上のシリカゾル微粒子と再生粒子に包含されるケイ素やカルシウム、アルミニウム間で結合が生じ、再生粒子表面にシリカを定着させる。
【００４０】
ｐＨは中性〜弱アルカリ性の範囲とし、好ましいｐＨは８〜１１の範囲である。ｐＨが７未満の酸性条件になるまで硫酸を添加してしまうと、シリカゾルではなくホワイトカーボンが生成される。
【００４１】
ここに使用する珪酸アルカリ溶液は特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液（３号水ガラス）が入手性の点で望ましい。珪酸アルカリ溶液の濃度は水溶液中の珪酸分（ＳｉＯ２換算）で３〜１０質量％が好適である。１０質量％を超えると、再生粒子に定着されるシリカは、シリカゾルの形態からホワイトカーボンになり、再生粒子の多孔性を阻害し、不透明性、吸油性の向上効果が低くなる。また、３質量％未満では再生粒子中のシリカ成分が低下するため、再生粒子表面へのシリカの定着が生じにくくなってしまう。
【００４２】
再生粒子表面にシリカを定着させ、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で２５〜６０：３０〜５０：１０〜２５の質量割合とすることで、シリカ定着効果による吸油性、不透明性を向上させることができる。
【００４３】
なお、脱墨フロスの構成成分がほぼ変動せずに安定しているのは、古紙パルプの性状の安定が再生紙の品質安定につながり、この品質安定を目的として古紙パルプの原料たる古紙をほぼ同質にするためである。
【００４４】
脱墨フロスは、例えば、沈殿や加圧浮上等の方法で固液分離して固形分を回収し、所定の水分率に乾燥した後、炭化工程で所定の未燃率となるように調整して焼成する。これにより、塊状に凝集した多孔質原料となる。この方法に関しては、例えば特願２００５−３０７８１８などを参考にすることができる。
【００４５】
また、この再生粒子は、たとえば吸油量が３０〜１００ｍｌ／１００ｇで、抄紙工程で内添用として用いる場合は、平均粒径を０．１〜１０μｍに調整することが好ましい。
【００４６】
なお、本塗工紙に用いられる塗工剤には、顔料として、上述した炭酸カルシウム、クレー、及び再生粒子の他、用途やニーズ等に応じて、例えばサチンホワイト、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ベントナイト、セリサイト、シリカ、タルク、活性白土等の無機顔料や、ポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルマリン樹脂微粒子、微小中空粒子、多孔質粒子等の有機顔料等の公知の種々の顔料を１種、又は２種以上配合しても良い。
【００４７】
また、本塗工紙に用いられる塗工剤は、接着剤として、例えば、カゼイン、合成蛋白、大豆蛋白等の蛋白質類、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン・メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン・酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系重合体ラテックス、これらの各種重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性または非溶解性のラテックス、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酸化澱粉、陽性化澱粉、ウレタンのエステル化澱粉、デキストリン等の澱粉類等の公知の種々の接着剤を使用することができる。また、これらの接着剤は単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。
【００４８】
このとき、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）が０〜１０℃となるようにブタジエンの含有量を調整すると、全顔料に対する接着剤の含有量を８〜１５％と、従来に比して１０％程度少なくしても必要な接着強度が確保される。また、接着剤の配合量が少なくてすむので、耐べたつき性が悪化することもなく、ロール汚れなどの不具合の発生も抑制することができる。
【００４９】
また、塗工紙が高温で黄変化する原因の一つである、アクリロニトリル含有量を０〜１０％とすることによって、高温のオンマシンソフトカレンダー処理を行っても黄変化による変色を少なくできる。
【００５０】
また、本塗工紙に用いられる塗工剤には、顔料及び接着剤の他、分散剤、潤滑剤、増粘剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの公知の種々の助剤を使用目的やニーズに応じて適宜配合することができる。
【００５１】
このような塗工剤は、例えばブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター、ビルブレードコーターなどの通常使用されている種々の塗工装置を用いて、基材の表裏面に塗工され、湿潤塗工層が形成される。
【００５２】
湿潤塗工層は、例えば蒸気加熱、熱風加熱、ガスヒーター加熱、高周波加熱、電気ヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱、レーザー加熱、電子線加熱等の公知の種々の加熱方式によって乾燥される。なお、乾燥条件については、使用する薬品等に応じて適宜調整する必要がある。
【００５３】
湿潤塗工層を乾燥した後、その表面にカレンダー処理を施して、平均の厚みが５〜１２μｍである塗工層を形成し、塗工紙全体の密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３と嵩高になるように調整する。
【００５４】
このカレンダー処理は、ソフトカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー等の通常使用されている種々のカレンダー処理装置を使用することができる。これらの中でも、特に、多段ソフトカレンダーを使用すると、ニップ圧を強くせずに優れた平滑効果を得ることができるので、本塗工紙をより嵩高にすることができる。
【００５５】
なお、本塗工紙の塗工層は、その厚みの平均が５〜１２μｍの範囲内であれば、単層であっても、２層以上の複数層であっても良い。
【００５６】
また、本塗工紙は、その表面、すなわち塗工層の表面を走査電子顕微鏡で状態観察したとき、基材由来のパルプ繊維露出割合が５％未満である。これにより、本塗工紙は、塗工剤の塗工量が非常に少なくても、未塗工部分の発生が極めて少ないことが分かる。
【００５７】
さらにまた、塗工剤の塗工量が少ないので、本塗工紙を低コストで製造することができる。
【００５８】
なお、本塗工紙の基材に用いられる原料パルプは、特に限定されるものではないので、例えばグランドパルプ（ＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（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）などの機械パルプや、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）などの化学パルプ、あるいは古紙パルプなど、公知の種々の原料パルプを単独で、あるいは２種以上を混合して用いることができる。これらの中でも特に、機械パルプは、繊維が剛直であり、塗工紙の嵩高化（低密度化）に効果的で、また、高不透明度で、高白色度であるため、機械パルプを１０〜５０％程度配合することが好ましい。機械パルプの配合量が５０％を超えると、強度低下の問題が生じ易く、一方、配合量が１０％未満であると、機械パルプの嵩高効果を得難い。
【００５９】
また、本塗工紙の原料パルプに、填料として、嵩高剤、クレーが配合されていると、本塗工紙を嵩高にし、白紙光沢度を２０％以下にし、印刷光沢度を高くでき、さらにまた塗工層被覆性を向上させ易くなるので好ましい。また、本発明の嵩高性、印刷適性、塗工層被覆性等の効果に影響のない範囲内で、例えばサイズ剤、填料分散剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、蛍光消去剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤などの公知の種々の添加剤を１種、あるいは２種以上を混合して添加することができる。
【００６０】
また、基材の抄紙方法については、特に限定されるものではないので、例えばトップワイヤー等を含む長網抄紙機、円網抄紙機等の公知の種々の抄紙機を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙のいずれの抄紙方法であっても良い。
【００６１】
なお、本塗工紙の基材の層構成は、上述したような単層に限られず、２層以上の紙層から成る複数層であっても良い。また、複数層の場合の形成方法は、貼合による形成であっても、抄き合わせによる形成であっても良い。
【実施例】
【００６２】
本発明に係る塗工紙の効果を確認するため、以下のような各種の試料を作製し、これらの各試料に対する光沢度等を評価する試験を行った。なお、本発明はこれらの実施例によって制限を受けるものではない。
【００６３】
本発明に係る１０種類の塗工紙（これを「実施例１ないし実施例１０」とする）と、これらの実施例１ないし実施例１０と比較検討するために６種類の塗工紙（これを「比較例１ないし比較例６」とする）を作製した。
［実施例１］
ＬＢＫＰ８０重量％、ＮＢＫＰ２０重量％から成り、中性サイズ剤（アルキルケテンダイマー）が０．３重量％配合され、また、填料として軽質炭酸カルシウムが灰分で１２％となるように添加されているパルプスラリーを抄紙機で抄造し、坪量が８０ｇ／ｍ２である基材を作製する。
【００６４】
次に、重質炭酸カルシウムを３０重量部、軽質炭酸カルシウムを３０重量部、アスペクト比が２０であるデラミネーテッドクレーを２５重量部、再生粒子を１５重量部配合して成る顔料に、接着剤として、ゲル含有率が５５％、Ｔｇが５℃であるスチレン・ブタジエン共重合体ラテックスを１０重量部、リン酸エステル化澱粉を３重量部配合して塗工剤を形成し、この塗工剤に水を加えて固形分濃度が６５％となるように調整する。
【００６５】
この塗工剤を、片面当たりの塗工量が固形分換算で８ｇ／ｍ２となるようにブレードコーターを用いて、上述した基材の表裏面に塗工し、乾燥し、その後、塗工面に１２段のスーパーカレンダー処理を施して塗工紙（実施例１）を得る。
【００６６】
［実施例２］塗工剤として、アスペクト比が２５であるデラミネーテッドクレーを２５重量部、シリカ定着再生粒子を１５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６７】
［実施例３］塗工剤として、デラミネーテッドクレーを２０重量部、再生粒子を２０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６８】
［実施例４］塗工剤として、デラミネーテッドクレーを３０重量部、再生粒子を１０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００６９】
［実施例５］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２０重量部、再生粒子を２５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７０】
［実施例６］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを４０重量部、シリカ定着再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７１】
［実施例７］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２５重量部、再生粒子を２０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７２】
［実施例８］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを３５重量部、再生粒子を１０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７３】
［実施例９］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを２０重量部、再生粒子を２５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７４】
［実施例１０］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを４０重量部、再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７５】
［比較例１］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを１０重量部、再生粒子を３５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７６】
［比較例２］塗工剤として、重質炭酸カルシウムを４０重量部配合し、軽質炭酸カルシウムよりも重質炭酸カルシウムを多く配合し、また再生粒子を５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７７】
［比較例３］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを１０重量部配合し、軽質炭酸カルシウムよりも重質炭酸カルシウムを多く配合し、また、再生粒子を３５重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７８】
［比較例４］塗工剤として、軽質炭酸カルシウムを５０重量部、アスペクト比が不明のクレーを２０重量部配合し、また再生粒子を配合しなかったものを用いたことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００７９】
［比較例５］塗工剤として、クレーを１０重量部配合し、再生粒子を３０重量部配合したものを使用したことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００８０】
［比較例６］塗工剤として、アスペクト比が不明のクレーを４０重量部配合し、再生粒子を配合しなかったものを用いたことを除くその他の点は、実施例１と同様にして得た塗工紙。
【００８１】
これらの全実施例及び比較例についての品質評価、すなわち密度、印刷光沢度、白紙光沢度、塗工層被覆性、塗工層の厚み、操業性、及び製造コストについて試験を行った結果は、表１に示すとおりであった。
【００８２】
なお、表１中の「密度（ｇ／ｃｍ３）」とは、塗工層を含めた塗工紙の密度をＪＩＳ−Ｐ８１１８に基づき測定した値である。
【００８３】
また、「印刷光沢度（％）」とは、実施例１ないし実施例１０、及び比較例１ないし比較例６に係る各塗工紙に、ＲＩ印刷適性試験機（明製作所製）を用い、大日本インキ社製のインキ（ＴＲＡＮＳ−Ｇ＜Ｎ＞藍）を０．５ｍｌ使用し、圧胴回転速度３０ｒｐｍで印刷行い、１回刷の印刷物とし、この各印刷物を恒室（温度２０℃、湿度５０％）に２４時間放置した後、塗工紙の印刷後の光沢をＪＩＳ−Ｐ８１４２に定める７５度鏡面光沢度試験方法に基づき測定した値である。
【００８４】
また、「白紙光沢度（％）」とは、ＪＩＳ−Ｐ８１４２に定める７５度鏡面光沢度試験方法に基づき測定した値である。
【００８５】
また、「ΔＧ（％）」とは、上述したように測定した印刷光沢度と白紙光沢度との差を計算した値である。
【００８６】
また、「塗工層被覆性」とは、Ａ４サイズ（縦目）のサンプルの短辺方向における中央部を約４ｃｍ間隔で７箇所電子顕微鏡写真撮影を行い、未塗工部分の割合を、画像解析装置（ルーゼックス 株式会社ニレコ製）にて割り出した値である。
【００８７】
また、「塗工層厚み（μｍ）」とは、「塗工層被覆性」で調整したＡ４サイズ（縦目）のサンプルの短辺方向における中央部、約４ｃｍ間隔で７箇所を、ミクロトームにて断面を更に鋭利に切って、サンプル毎に３箇所を走査型電子顕微鏡により１６０倍のコンポ像断面写真撮影を行い、塗工層の厚みを、最大値と最小値を除いた等間隔１０箇所値の７０箇所トータル平均値（７サンプルの１２箇所）で求めた。
【００８８】
また、「操業性」とは、塗工層における塗工の均一性やストリーク、スクラッチ等の塗工欠陥の有無、塗工剤の塗工量のプロファイル制御の行い易さ等の塗工適性を評価したものであり、その評価基準は、◎印の「特に優れている」、○印の「優れている」、△印の「多少の問題はあるが、実用上は問題ない」、×印の「悪い」の４段階とした。
【００８９】
さらにまた、「コスト」とは、上記各塗工紙の製造コストを評価したものであり、その評価基準は、○印の「安価である」、△印の「安価でもないが、高価でもない」、×印の「高価である」の３段階とした。
【００９０】
【表１】
表１から、本実施例によれば、実施例１ないし実施例１０、すなわち本発明に係る塗工紙は品質評価に優れることが分かる。すなわち、白紙光沢度を２０％以下と低く抑えることができ、かつ、印刷光沢度を高くすることができるので、ΔＧを３０％以上とすることができ、コントラストに優れることが分かる。また、塗工層被覆性、塗工層の厚み、操業性、及びコストの点にも優れることが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下であり、かつ、該白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上であることを特徴とする塗工紙。
【請求項２】
前記塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍであり、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の塗工紙。
【請求項３】
前記顔料として、炭酸カルシウム及びクレーが少なくとも配合されたものを用い、また、前記クレーはデラミネーテッドクレーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗工紙。
【請求項４】
前記顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、前記カルシウム、前記ケイ素、及び前記アルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の塗工紙。
【請求項５】
前記塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、前記基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の塗工紙。
【請求項１】
基材の表裏面の少なくとも一方の面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤を塗工して形成される塗工層を有する塗工紙であって、白紙光沢度が２０％以下であり、かつ、該白紙光沢度と印刷光沢度との差が３０％以上であることを特徴とする塗工紙。
【請求項２】
前記塗工層は、厚みの平均が５〜１２μｍであり、塗工紙密度が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の塗工紙。
【請求項３】
前記顔料として、炭酸カルシウム及びクレーが少なくとも配合されたものを用い、また、前記クレーはデラミネーテッドクレーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗工紙。
【請求項４】
前記顔料には、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程、粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素、及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合で含有し、かつ、前記カルシウム、前記ケイ素、及び前記アルミニウムの合計含有割合が、９０質量％以上である再生粒子が含有されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の塗工紙。
【請求項５】
前記塗工層の表面は、走査電子顕微鏡で観察したとき、前記基材に由来するパルプ繊維露出割合が５％未満であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の塗工紙。
【公開番号】特開２００７−１４６３４０（Ｐ２００７−１４６３４０Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４４８５８（Ｐ２００５−３４４８５８）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（３９００２９１４８）大王製紙株式会社 (2,041)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（３９００２９１４８）大王製紙株式会社 (2,041)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]