塗被紙の製造方法及び塗被紙
【課題】ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被・乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、白紙面の波打ちが少ない塗被紙の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る塗被紙の製造方法は、前記塗被紙製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る塗被紙の製造方法は、前記塗被紙製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスパートに、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスをもつ原紙抄紙部と、塗被部、ソフトカレンダーを通して塗被紙を仕上げる仕上げ部とが、一体となった抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いる塗被紙製造方法において、塗被紙表面の外観を良好にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年印刷用紙は、チラシ、カタログ、広告、宣伝を目的とした商業印刷分野で需要が増加している。製紙メーカーにとっては、安価で安定的に需要に答えるべく、高品質を維持したまま生産性を上げることが急務となっている。
【０００３】
高品質を維持したまま生産性を上げるためには、高速抄紙機で原紙を抄造し、ついでオフマシンの塗工機で原紙に塗被し、その後、平滑化・光沢付けの高温ソフトカレンダー仕上げ処理も一体化させることが適している。
【０００４】
特に高速で抄紙する場合には、ギャップフォーマーを用いて紙層形成させ、シュープレスを２基用いるタンデムシュープレスが多用されている。タンデムシュープレスは、湿紙からの脱水を、１基目がフェルト−フェルトと２基目がフェルト−ベルトとを組み合わせた脱水機構とすることで、最終製品の幅方向の水分プロファイルを良好にするのに適している。
【０００５】
プレス後、湿紙は乾燥され、途中、澱粉、ポリアクリルアマイド等の紙力剤がオフセット印刷時の紙剥けを防止するために通常ゲートロールコータ、シムサイザー等のフィルムサイザーによって塗布され、すなわち、原紙に紙力剤が外添され、乾燥、塗被前のプレカレンダーで平滑化されて後、ブレードコータによって塗料を表裏塗被され、その後乾燥、ソフトカレンダー等によって平滑化処理されて塗被紙が完成する。
【０００６】
このように、ギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータを連続して組み合わせるオンマシンの製造工程は、高効率で高品質の塗被紙を生産するのに適していて、最近では多く使用されている。
【０００７】
ところで従来、塗被紙をオフセット輪転印刷（以下、「オフ輪印刷」と略す。）したときに発生するヒジワ（オフ輪印刷で用紙の流れ方向に沿って発生するシワ状の波打ちのことであり、以下、「オフ輪ジワ」と略す。）の問題がある。
【０００８】
オフ輪ジワの発生は、オフ輪印刷の乾燥工程において、画線部と非画線部の乾燥収縮量の差によってしわが発生するという考え方があり、原紙パルプのフリーネスを特定範囲にしたり、表面に特定の薬品を塗布した原紙に塗料を塗布したりすることで、塗被紙の乾燥収縮力や透気度を特定範囲にすることによって、オフ輪ジワを解消させる方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００９】
また、オフセット輪転印刷用塗被紙において、原紙がサイズプレス処理されていない原紙又は澱粉の乾燥塗布量が両面で０．５ｇ／ｍ２以下となるようにサイズプレス処理された原紙であって、該原紙に塗料を塗被した後の塗被紙の層間強度が０．２５〜０．５４ｋＪ／ｍ２となるような塗被紙にするとオフ輪ジワが発生しないとの方法も開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５８−１８６７００号公報
【特許文献２】特開２００４−６０１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
オフ輪ジワと似たような現象に、塗被紙の白紙面にコックリングやヒジワと呼ばれる外観上の波打ちが発生する問題がある。ギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータを連続して組み合わせるオンマシンの製造工程は、印刷作業性に問題がなく印刷上りが高品質であるとはいえ、塗被紙の白紙面にコックリングやヒジワなどの波打ちが発生する場合があり、このような外観上の波打ちを有する塗被紙は満足できる品質ではなく、外観上の品質の更なる向上のために波打ちの発生をなくすことが必要である。
【００１２】
この塗被紙白紙面の波打ちは、再度、ソフトカレンダーやスーパーカレンダーで平滑化処理をしても解消できるものではない。
【００１３】
これらの塗被紙白紙面の波打ちは、オフ輪ジワと似たようにも考えられる。しかし、オフ輪ジワは、印刷後の画線部と非画線部の乾燥収縮量の差によってしわ状の波打ちが発生するのであって、白紙段階では波打ちが発生していないものであり、白紙で発生している波打ちとは異なる現象と考えられる。
【００１４】
塗被紙白紙面の波打ちは、最近の高速高効率・高品質を目指したギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータの組み合わせで発生確率が高くなってきた問題である。
【００１５】
そこで本発明は、特に塗被紙の坪量が７０ｇ／ｍ２以下といった薄物塗被紙において、ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、白紙面のコックリング・ヒジワが少ない塗被紙の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、前記に鑑み鋭意研究した結果、紙料中に内添サイズを含まず、かつ、紙力剤を外添しないで塗被紙を製造すると、ヒジワ又はコックリングと呼ばれる外観上の波打ちを防ぐことに効果があることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る塗被紙の製造方法は、ギャップフォーマーと、フェルト−ベルトを含む少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る塗被紙の製造方法では、白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙を製造することが好ましい。白紙面の波打ちが実質的にないとは、波打ちの発生が少なく実用上問題のないことをいう。
【００１８】
本発明に係る塗被紙の製造方法では、抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る塗被紙は、本発明に係る塗被紙の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、特に塗被紙の坪量が７０ｇ／ｍ２以下といった薄物塗被紙において、
ギャップフォーマー、タンデムシュープレスで湿紙を形成した後、ドライヤーパートで該湿紙を乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被・乾燥し、かつ、平滑化仕上げを連続した工程内で行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、白紙面の波打ちが少ない塗被紙を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（作用）
まず本発明の作用について説明する。ギャップフォーマー次いでタンデムシュープレスで湿紙を形成した後、ドライヤーパートで該湿紙を乾燥した紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを連続した工程内で行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ抄紙機によって仕上げられた塗被紙で、何故塗被紙の白紙表面がコックリングやヒジワが発生するのかの詳細な解明はできていないが、本発明者らは原紙の乾燥収縮に起因するものと推定する。
【００２２】
原紙にフィルムサイザーによる澱粉等を含む紙力剤の塗布、又はブレードコータによる顔料・接着剤を主とする水性塗料を塗被した場合、原紙には水の移動が起こり原紙には伸びが生じる。
【００２３】
その後、乾燥工程において抄紙・塗被工程のほぼ流れ方向にだけ張力が掛かった状態で収縮しながら乾燥されるが、特にギャップフォーマーとタンデムシュープレスとの組み合わせで抄紙された原紙を用いた場合、従来のオントップワイヤーで抄紙された原紙よりも紙のＴ／Ｙ伸縮比が大きいので、流れ方向にシワが走ったような塗被白紙面、すなわち、コックリングやヒジワと呼ばれる波打ちをもつ白紙面になりやすいのではないかと推定する。
【００２４】
このような伸び及び収縮による影響をできるだけ抑えるには、原紙へ移動する水分量をできるだけ低くする、又は伸び及び収縮が均一に起きるようにすべきと考える。
【００２５】
原紙へ移動する水分量をできるだけ低くするため、原紙にフィルムサイザーでの澱粉等を含む紙力剤の塗布を行わないことが、白紙表面の波打ちの発生を完全に防止するという驚くべき効果を発揮することを見出した。
【００２６】
また、水が移動することによる湿潤時の原紙強度の低下による塗工機での断紙を防止するため、アルケニル無水琥珀酸（ＡＳＡ）、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、ロジンサイズ剤等の内添サイズ剤を一般的に用いるが、驚くべきことに該サイズ剤も添加しないほうが塗被後の白紙表面の波打ちの発生を防止には効果的であることを見出した。
【００２７】
理由は定かではないが、内添サイズ剤は水の移動を防止はできるが、局所的な内添サイズの留まりの分布があるために、局所的な繊維の伸び及び乾燥時の収縮が発生し、塗被後の白紙表面の波打ちに影響を与えていると本発明者らは考えている。
【００２８】
すなわち、紙料中に内添サイズ剤を使用したり、フィルムサイザーで澱粉等の紙力剤を外添したりした後に、ブレードコータで塗料を塗被すると白紙面に波打ちが発生する場合が多いことがわかった。かくして、オンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことによって、白紙面は波打ちの少ない塗被紙を製造することができる。
【００２９】
以下に本発明に係る塗被紙の製造方法の好ましい実施形態例を挙げて具体的に説明する。
【００３０】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法は、ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しない。
【００３１】
本実施形態の原紙抄紙部であるワイヤーパート部には、高速抄紙に適したギャップフォーマーを用いる。
【００３２】
紙料は、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、機械パルプ、脱墨古紙パルプ等を主成分とし、白色度及び不透明度を改善するための填料、乾燥紙力を出すための紙力剤、歩留り及び濾水向上剤、蛍光染料を含む色相調整剤によって構成される一般的な配合であるが、内添サイズ剤は含有しない。
【００３３】
原紙は、坪量としては３０〜６３ｇ／ｍ２、好ましくは３５〜５０ｇ／ｍ２で、酸性抄紙、中性抄紙又はアルカリ抄紙で抄造してもよいが、塗料の重質炭酸カルシウム配合部数が５０質量部を超えることから中性抄紙又はアルカリ抄紙が望ましい。
【００３４】
ワイヤーパートで形成され搾水された湿紙は、次いでプレスパートに移行され、更に脱水される。
【００３５】
高速に適したプレスパートは、通常、２基のシュープレスから成り立ち、１基目は湿紙をフェルト−フェルトで挟み込み湿紙の両面から脱水させる。２基目は、フェルト−ベルトで挟み込み、湿紙の再湿潤を防ぎながら脱水させる。なお、フェルト−ベルトにすることによって幅方向の水分プロファイルが安定する利点があり、広く採用されている。
【００３６】
プレスパートで脱水された湿紙は、ドライヤーパートに移行し、乾燥される。ドライヤーパートは、通常、オープンドローがないシングルデッキドライヤーが用いられる。
【００３７】
ドライヤーパートで乾燥を終えた紙匹は、紙力剤をフィルムサイザーで塗布されることなく、プレカレンダー処理又はプレカレンダー未処理の後、塗被工程で片面ずつ塗液が塗被される。
【００３８】
塗被工程ではブレードによって、内添サイズ剤を含まず、かつ、フィルムサイザーを分離して紙匹を接触させないことによって紙力剤が塗布されていない原紙又は外添剤塗布装置を保有しないで抄造された紙力剤が塗布されていない原紙に片面乾燥質量で７〜１２ｇ／ｍ２の塗料が塗被される。より好ましくは、８〜１０ｇ／ｍ２を塗被する。塗被工程では両面を塗被することが好ましい。
【００３９】
ブレードコータで塗被される塗料は、顔料、接着剤及び助剤から構成されるが、これらの配合は、塗被紙に要求される強度、印刷時の紙剥け性及び塗工操業性を満足するように、塗被紙の製造時において適宜選択される。特に、本実施形態では、原紙に紙力剤の塗布を行わず、かつ、内添サイズ剤を用いないため、強度が不足しないような塗料の配合が選択される。本実施形態での例を挙げると、顔料として重質炭酸カルシウム５０質量部以上、接着剤として澱粉１質量部〜５質量部、ラテックス５質量部〜１０質量部を用い固形分濃度を６４質量％以上とする。
【００４０】
顔料は、重質炭酸カルシウムを５０質量部以上としているが、それ以外は必要に応じて軽質炭酸カルシウム、カオリンクレー、デラミクレー、二酸化チタン等の無機顔料、密実タイプや中空タイプのプラスチックピグメント等の有機顔料を用いることができ、必要に応じて２種類以上混合して使用する。
【００４１】
接着剤は、尿素燐酸エステル化澱粉、酸化澱粉等の澱粉を、塗料粘度の維持、白紙光沢度の維持のために１質量部〜５質量部を用いる。１質量部未満では、塗料粘度が低いため保水性も低く、塗工操業においてストリーク、スクラッチが発生する場合がある。５質量部を超えると白紙光沢度が低下してくる場合がある。
【００４２】
同時に、接着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体を主としたラテックスが５質量部〜１０質量部も併用する。５質量部未満では、印刷機上での紙剥け若しくはブランケットの汚れ又はその両方が発生しやすく塗被紙の表面強度が不十分となる場合がある。１０質量部を超えると白紙光沢度が低下、接着剤のコスト増加等が問題となる。
【００４３】
助剤には、分散剤、消泡剤、保水剤、増粘剤、耐水化剤、青味顔料、青味染料及び蛍光染料が適宜用いられるが、これらの助剤も含めて塗料固形分濃度は６４質量％以上とする。６４質量％未満では、塗料中の水分が多く原紙へ移動する水の量が多くなり、塗被紙の白紙面の波打ちが発生する可能性がある。
【００４４】
このようにして塗被工程によって塗被された後、ドライヤーパートにおいて赤外線ドライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー等によって乾燥された塗被紙は１００℃以上の高温、線圧１００ｋＮ／ｍ以上、好ましくは１５０〜３００ｋＮ／ｍのソフトカレンダー処理によって光沢、平滑付けの仕上げが施される。
【００４５】
ソフトカレンダーは、金属ロールと樹脂ロールが一対のニップを形成し、４基から５基設置されて４ニップから５ニップで塗被面を処理する。
【００４６】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法では、抄造速度１２００ｍ／分以上、好ましくは１４００ｍ／分以上の高速の塗被紙製造装置が用いられる。
【００４７】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法では、白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙が製造される。ここで波打ちが実質的にないとは、波打ちが僅かに認められるが、実用上問題がない程度をいう。
【実施例】
【００４８】
次に示す実施例を挙げて本発明を具体的に示す。なお、各実施例はテストプラントによるテスト例であることを付記する。
【００４９】
塗被紙の品質評価は、次の方法による。
１．白紙光沢度
ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５「紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法」に準拠して測定した。
２．外観評価（波打ち評価）
ソフトカレンダー処理後の巻き取りから３０ｃｍ×６０ｃｍのサンプルを切り出し、２４時間室温で放置し、表面の外観を目視評価した。
コックリング、ヒジワ等の波打ちがないもの ○
コックリング、ヒジワ等の波打ちを若干感じるもの（実用上の下限） △
コックリング、ヒジワ等の波打ちが目立つもの（実用に耐えない） ×
３．塗工操業性の評価（ストリーク又はスクラッチの発生）
ストリーク又はスクラッチの発生のないもの ○
ストリーク又はスクラッチの発生があり、許容下限のもの（実用上の下限） △
ストリーク又はスクラッチの発生があり、許容外のもの（実用に耐えない） ×
４．耐刷力
塗被紙を所定の寸法に裁断して１０，０００枚採取し、三菱重工社製オフセット印刷機リソピア４Ｃによって１２，０００枚／時で印刷し、ブランケットの汚れ、紙向けを評価した。
紙向け・汚れなく市場性があるもの ○
紙向けはないが汚れは発生し、市場性が下限のもの（実用上の下限） △
紙向け・汚れが発生し、市場性がないもの（実用に耐えない） ×
【００５０】
（実施例１）
原紙抄造のための紙料は、叩解度としてカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）６００ｍｌの針葉樹パルプ２０質量％と、叩解度としてＣＳＦ４５０ｍｌの広葉樹パルプ８０質量％の配合に、市販カチオン澱粉ネオタック３０Ｔ（日本食品加工社製）をパルプ１００質量部に対して０．８質量部となるように添加し、軽質炭酸カルシウムＴＰ１２１（奥多摩工業社製）を紙料中における填料率が８質量％となるように添加し、更に市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤パーコール２９２（アライドコロイド社製）を紙料中で０．０３質量％となるように添加した。原紙は、ワイヤーパート部がメッツオペーパー社製ギャップフォーマー、プレスパート部がメッツオペーパー社製タンデム型シュープレスを用いて、１基目がフェルト−フェルトでのプレス脱水、２基目がフェルト−ベルトでの脱水後、オープンドローがないシングルデッキドライヤーによって乾燥させ、かつ、外添剤塗布装置においてフィルムサイザーを分離して紙匹を接触させずに紙力剤の塗布のないものが得られた。得られた原紙の坪量は、４５ｇ／ｍ２であった。その後ブレードコータによって両面乾燥質量で２３ｇ／ｍ２になるよう塗料を塗被、乾燥した。塗料は、顔料としてクレー アマゾン８８（カダム社製）４０質量部、湿式重質炭酸カルシウム カービタル９０（イメリス社製）６０質量部を用い、接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を３質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を９質量部とを用い、塗料固形分濃度は６５質量％であった。なお、原紙抄造工程、塗布及び乾燥工程は、すべて１６００ｍ／分の抄造速度にて実施した。その後メッツオペーパー社製ソフトカレンダー オプチソフトによって、金属ロール温度１３０℃、ニップ線圧３００ｋＮ／ｍで４ニップ通過させて塗被紙を仕上げた。ソフトカレンダー処理速度は、本生産工程と同様の１６００ｍ／分に該当するよう設定した。以上によって、実施例１の塗被紙を得た。
【００５１】
（実施例２）
塗料中の接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を４質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を８質量部とした以外は実施例１と同様にして、実施例２の塗被紙を得た。
【００５２】
（実施例３）
塗料中の顔料としてクレー アマゾン８８（カダム社製）を２０質量部、重質炭酸カルシウム カービタル９０（イメリス社製）を８０質量部、接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を３質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を８質量部とし、塗料固形分濃度を６７質量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例３の塗被紙を得た。
【００５３】
（比較例１）
ブレードコータで塗被する前に、外添紙力剤として熱化学変性用アセチルタピオカ澱粉ＭＳ５３００（日本食品加工社製）を定法によって蒸煮して糊化後、フィルムサイザーで１０質量％の固形分濃度の塗布液を用い、乾燥質量で２ｇ／ｍ２を両面塗布して乾燥した以外は実施例１と同様にして、比較例１の塗被紙を得た。
【００５４】
（比較例２）
原紙抄造のための紙料中に内添サイズ剤としてロジンサイズ剤ＮＴ−８０（荒川化学工業社製）をパルプに対して０．２質量％添加した以外は実施例１と同様にして、比較例２の塗被紙を得た。
【００５５】
以上の結果を表１に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から明らかなように、実施例１〜３は、塗工操業性及び印刷時の耐刷力が良好で、外観評価では、コックリング、ヒジワ等の波打ちの発生は、実施例１では実用上問題がない程度に少なく、実施例２及び３ではまったく認められず、外観も優れている塗被紙であった。一方、比較例１及び２は、白紙面の波打ちが目立ち、見た目の外観が劣っていた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスパートに、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスをもつ原紙抄紙部と、塗被部、ソフトカレンダーを通して塗被紙を仕上げる仕上げ部とが、一体となった抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いる塗被紙製造方法において、塗被紙表面の外観を良好にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年印刷用紙は、チラシ、カタログ、広告、宣伝を目的とした商業印刷分野で需要が増加している。製紙メーカーにとっては、安価で安定的に需要に答えるべく、高品質を維持したまま生産性を上げることが急務となっている。
【０００３】
高品質を維持したまま生産性を上げるためには、高速抄紙機で原紙を抄造し、ついでオフマシンの塗工機で原紙に塗被し、その後、平滑化・光沢付けの高温ソフトカレンダー仕上げ処理も一体化させることが適している。
【０００４】
特に高速で抄紙する場合には、ギャップフォーマーを用いて紙層形成させ、シュープレスを２基用いるタンデムシュープレスが多用されている。タンデムシュープレスは、湿紙からの脱水を、１基目がフェルト−フェルトと２基目がフェルト−ベルトとを組み合わせた脱水機構とすることで、最終製品の幅方向の水分プロファイルを良好にするのに適している。
【０００５】
プレス後、湿紙は乾燥され、途中、澱粉、ポリアクリルアマイド等の紙力剤がオフセット印刷時の紙剥けを防止するために通常ゲートロールコータ、シムサイザー等のフィルムサイザーによって塗布され、すなわち、原紙に紙力剤が外添され、乾燥、塗被前のプレカレンダーで平滑化されて後、ブレードコータによって塗料を表裏塗被され、その後乾燥、ソフトカレンダー等によって平滑化処理されて塗被紙が完成する。
【０００６】
このように、ギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータを連続して組み合わせるオンマシンの製造工程は、高効率で高品質の塗被紙を生産するのに適していて、最近では多く使用されている。
【０００７】
ところで従来、塗被紙をオフセット輪転印刷（以下、「オフ輪印刷」と略す。）したときに発生するヒジワ（オフ輪印刷で用紙の流れ方向に沿って発生するシワ状の波打ちのことであり、以下、「オフ輪ジワ」と略す。）の問題がある。
【０００８】
オフ輪ジワの発生は、オフ輪印刷の乾燥工程において、画線部と非画線部の乾燥収縮量の差によってしわが発生するという考え方があり、原紙パルプのフリーネスを特定範囲にしたり、表面に特定の薬品を塗布した原紙に塗料を塗布したりすることで、塗被紙の乾燥収縮力や透気度を特定範囲にすることによって、オフ輪ジワを解消させる方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００９】
また、オフセット輪転印刷用塗被紙において、原紙がサイズプレス処理されていない原紙又は澱粉の乾燥塗布量が両面で０．５ｇ／ｍ２以下となるようにサイズプレス処理された原紙であって、該原紙に塗料を塗被した後の塗被紙の層間強度が０．２５〜０．５４ｋＪ／ｍ２となるような塗被紙にするとオフ輪ジワが発生しないとの方法も開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５８−１８６７００号公報
【特許文献２】特開２００４−６０１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
オフ輪ジワと似たような現象に、塗被紙の白紙面にコックリングやヒジワと呼ばれる外観上の波打ちが発生する問題がある。ギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータを連続して組み合わせるオンマシンの製造工程は、印刷作業性に問題がなく印刷上りが高品質であるとはいえ、塗被紙の白紙面にコックリングやヒジワなどの波打ちが発生する場合があり、このような外観上の波打ちを有する塗被紙は満足できる品質ではなく、外観上の品質の更なる向上のために波打ちの発生をなくすことが必要である。
【００１２】
この塗被紙白紙面の波打ちは、再度、ソフトカレンダーやスーパーカレンダーで平滑化処理をしても解消できるものではない。
【００１３】
これらの塗被紙白紙面の波打ちは、オフ輪ジワと似たようにも考えられる。しかし、オフ輪ジワは、印刷後の画線部と非画線部の乾燥収縮量の差によってしわ状の波打ちが発生するのであって、白紙段階では波打ちが発生していないものであり、白紙で発生している波打ちとは異なる現象と考えられる。
【００１４】
塗被紙白紙面の波打ちは、最近の高速高効率・高品質を目指したギャップフォーマー、タンデムシュープレス、フィルムサイザー、そしてブレードコータの組み合わせで発生確率が高くなってきた問題である。
【００１５】
そこで本発明は、特に塗被紙の坪量が７０ｇ／ｍ２以下といった薄物塗被紙において、ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、白紙面のコックリング・ヒジワが少ない塗被紙の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、前記に鑑み鋭意研究した結果、紙料中に内添サイズを含まず、かつ、紙力剤を外添しないで塗被紙を製造すると、ヒジワ又はコックリングと呼ばれる外観上の波打ちを防ぐことに効果があることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る塗被紙の製造方法は、ギャップフォーマーと、フェルト−ベルトを含む少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る塗被紙の製造方法では、白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙を製造することが好ましい。白紙面の波打ちが実質的にないとは、波打ちの発生が少なく実用上問題のないことをいう。
【００１８】
本発明に係る塗被紙の製造方法では、抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る塗被紙は、本発明に係る塗被紙の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、特に塗被紙の坪量が７０ｇ／ｍ２以下といった薄物塗被紙において、
ギャップフォーマー、タンデムシュープレスで湿紙を形成した後、ドライヤーパートで該湿紙を乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被・乾燥し、かつ、平滑化仕上げを連続した工程内で行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、白紙面の波打ちが少ない塗被紙を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（作用）
まず本発明の作用について説明する。ギャップフォーマー次いでタンデムシュープレスで湿紙を形成した後、ドライヤーパートで該湿紙を乾燥した紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを連続した工程内で行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ抄紙機によって仕上げられた塗被紙で、何故塗被紙の白紙表面がコックリングやヒジワが発生するのかの詳細な解明はできていないが、本発明者らは原紙の乾燥収縮に起因するものと推定する。
【００２２】
原紙にフィルムサイザーによる澱粉等を含む紙力剤の塗布、又はブレードコータによる顔料・接着剤を主とする水性塗料を塗被した場合、原紙には水の移動が起こり原紙には伸びが生じる。
【００２３】
その後、乾燥工程において抄紙・塗被工程のほぼ流れ方向にだけ張力が掛かった状態で収縮しながら乾燥されるが、特にギャップフォーマーとタンデムシュープレスとの組み合わせで抄紙された原紙を用いた場合、従来のオントップワイヤーで抄紙された原紙よりも紙のＴ／Ｙ伸縮比が大きいので、流れ方向にシワが走ったような塗被白紙面、すなわち、コックリングやヒジワと呼ばれる波打ちをもつ白紙面になりやすいのではないかと推定する。
【００２４】
このような伸び及び収縮による影響をできるだけ抑えるには、原紙へ移動する水分量をできるだけ低くする、又は伸び及び収縮が均一に起きるようにすべきと考える。
【００２５】
原紙へ移動する水分量をできるだけ低くするため、原紙にフィルムサイザーでの澱粉等を含む紙力剤の塗布を行わないことが、白紙表面の波打ちの発生を完全に防止するという驚くべき効果を発揮することを見出した。
【００２６】
また、水が移動することによる湿潤時の原紙強度の低下による塗工機での断紙を防止するため、アルケニル無水琥珀酸（ＡＳＡ）、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、ロジンサイズ剤等の内添サイズ剤を一般的に用いるが、驚くべきことに該サイズ剤も添加しないほうが塗被後の白紙表面の波打ちの発生を防止には効果的であることを見出した。
【００２７】
理由は定かではないが、内添サイズ剤は水の移動を防止はできるが、局所的な内添サイズの留まりの分布があるために、局所的な繊維の伸び及び乾燥時の収縮が発生し、塗被後の白紙表面の波打ちに影響を与えていると本発明者らは考えている。
【００２８】
すなわち、紙料中に内添サイズ剤を使用したり、フィルムサイザーで澱粉等の紙力剤を外添したりした後に、ブレードコータで塗料を塗被すると白紙面に波打ちが発生する場合が多いことがわかった。かくして、オンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことによって、白紙面は波打ちの少ない塗被紙を製造することができる。
【００２９】
以下に本発明に係る塗被紙の製造方法の好ましい実施形態例を挙げて具体的に説明する。
【００３０】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法は、ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しない。
【００３１】
本実施形態の原紙抄紙部であるワイヤーパート部には、高速抄紙に適したギャップフォーマーを用いる。
【００３２】
紙料は、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、機械パルプ、脱墨古紙パルプ等を主成分とし、白色度及び不透明度を改善するための填料、乾燥紙力を出すための紙力剤、歩留り及び濾水向上剤、蛍光染料を含む色相調整剤によって構成される一般的な配合であるが、内添サイズ剤は含有しない。
【００３３】
原紙は、坪量としては３０〜６３ｇ／ｍ２、好ましくは３５〜５０ｇ／ｍ２で、酸性抄紙、中性抄紙又はアルカリ抄紙で抄造してもよいが、塗料の重質炭酸カルシウム配合部数が５０質量部を超えることから中性抄紙又はアルカリ抄紙が望ましい。
【００３４】
ワイヤーパートで形成され搾水された湿紙は、次いでプレスパートに移行され、更に脱水される。
【００３５】
高速に適したプレスパートは、通常、２基のシュープレスから成り立ち、１基目は湿紙をフェルト−フェルトで挟み込み湿紙の両面から脱水させる。２基目は、フェルト−ベルトで挟み込み、湿紙の再湿潤を防ぎながら脱水させる。なお、フェルト−ベルトにすることによって幅方向の水分プロファイルが安定する利点があり、広く採用されている。
【００３６】
プレスパートで脱水された湿紙は、ドライヤーパートに移行し、乾燥される。ドライヤーパートは、通常、オープンドローがないシングルデッキドライヤーが用いられる。
【００３７】
ドライヤーパートで乾燥を終えた紙匹は、紙力剤をフィルムサイザーで塗布されることなく、プレカレンダー処理又はプレカレンダー未処理の後、塗被工程で片面ずつ塗液が塗被される。
【００３８】
塗被工程ではブレードによって、内添サイズ剤を含まず、かつ、フィルムサイザーを分離して紙匹を接触させないことによって紙力剤が塗布されていない原紙又は外添剤塗布装置を保有しないで抄造された紙力剤が塗布されていない原紙に片面乾燥質量で７〜１２ｇ／ｍ２の塗料が塗被される。より好ましくは、８〜１０ｇ／ｍ２を塗被する。塗被工程では両面を塗被することが好ましい。
【００３９】
ブレードコータで塗被される塗料は、顔料、接着剤及び助剤から構成されるが、これらの配合は、塗被紙に要求される強度、印刷時の紙剥け性及び塗工操業性を満足するように、塗被紙の製造時において適宜選択される。特に、本実施形態では、原紙に紙力剤の塗布を行わず、かつ、内添サイズ剤を用いないため、強度が不足しないような塗料の配合が選択される。本実施形態での例を挙げると、顔料として重質炭酸カルシウム５０質量部以上、接着剤として澱粉１質量部〜５質量部、ラテックス５質量部〜１０質量部を用い固形分濃度を６４質量％以上とする。
【００４０】
顔料は、重質炭酸カルシウムを５０質量部以上としているが、それ以外は必要に応じて軽質炭酸カルシウム、カオリンクレー、デラミクレー、二酸化チタン等の無機顔料、密実タイプや中空タイプのプラスチックピグメント等の有機顔料を用いることができ、必要に応じて２種類以上混合して使用する。
【００４１】
接着剤は、尿素燐酸エステル化澱粉、酸化澱粉等の澱粉を、塗料粘度の維持、白紙光沢度の維持のために１質量部〜５質量部を用いる。１質量部未満では、塗料粘度が低いため保水性も低く、塗工操業においてストリーク、スクラッチが発生する場合がある。５質量部を超えると白紙光沢度が低下してくる場合がある。
【００４２】
同時に、接着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体を主としたラテックスが５質量部〜１０質量部も併用する。５質量部未満では、印刷機上での紙剥け若しくはブランケットの汚れ又はその両方が発生しやすく塗被紙の表面強度が不十分となる場合がある。１０質量部を超えると白紙光沢度が低下、接着剤のコスト増加等が問題となる。
【００４３】
助剤には、分散剤、消泡剤、保水剤、増粘剤、耐水化剤、青味顔料、青味染料及び蛍光染料が適宜用いられるが、これらの助剤も含めて塗料固形分濃度は６４質量％以上とする。６４質量％未満では、塗料中の水分が多く原紙へ移動する水の量が多くなり、塗被紙の白紙面の波打ちが発生する可能性がある。
【００４４】
このようにして塗被工程によって塗被された後、ドライヤーパートにおいて赤外線ドライヤー、エアードライヤー、シリンダードライヤー等によって乾燥された塗被紙は１００℃以上の高温、線圧１００ｋＮ／ｍ以上、好ましくは１５０〜３００ｋＮ／ｍのソフトカレンダー処理によって光沢、平滑付けの仕上げが施される。
【００４５】
ソフトカレンダーは、金属ロールと樹脂ロールが一対のニップを形成し、４基から５基設置されて４ニップから５ニップで塗被面を処理する。
【００４６】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法では、抄造速度１２００ｍ／分以上、好ましくは１４００ｍ／分以上の高速の塗被紙製造装置が用いられる。
【００４７】
本実施形態に係る塗被紙の製造方法では、白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙が製造される。ここで波打ちが実質的にないとは、波打ちが僅かに認められるが、実用上問題がない程度をいう。
【実施例】
【００４８】
次に示す実施例を挙げて本発明を具体的に示す。なお、各実施例はテストプラントによるテスト例であることを付記する。
【００４９】
塗被紙の品質評価は、次の方法による。
１．白紙光沢度
ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５「紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法」に準拠して測定した。
２．外観評価（波打ち評価）
ソフトカレンダー処理後の巻き取りから３０ｃｍ×６０ｃｍのサンプルを切り出し、２４時間室温で放置し、表面の外観を目視評価した。
コックリング、ヒジワ等の波打ちがないもの ○
コックリング、ヒジワ等の波打ちを若干感じるもの（実用上の下限） △
コックリング、ヒジワ等の波打ちが目立つもの（実用に耐えない） ×
３．塗工操業性の評価（ストリーク又はスクラッチの発生）
ストリーク又はスクラッチの発生のないもの ○
ストリーク又はスクラッチの発生があり、許容下限のもの（実用上の下限） △
ストリーク又はスクラッチの発生があり、許容外のもの（実用に耐えない） ×
４．耐刷力
塗被紙を所定の寸法に裁断して１０，０００枚採取し、三菱重工社製オフセット印刷機リソピア４Ｃによって１２，０００枚／時で印刷し、ブランケットの汚れ、紙向けを評価した。
紙向け・汚れなく市場性があるもの ○
紙向けはないが汚れは発生し、市場性が下限のもの（実用上の下限） △
紙向け・汚れが発生し、市場性がないもの（実用に耐えない） ×
【００５０】
（実施例１）
原紙抄造のための紙料は、叩解度としてカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）６００ｍｌの針葉樹パルプ２０質量％と、叩解度としてＣＳＦ４５０ｍｌの広葉樹パルプ８０質量％の配合に、市販カチオン澱粉ネオタック３０Ｔ（日本食品加工社製）をパルプ１００質量部に対して０．８質量部となるように添加し、軽質炭酸カルシウムＴＰ１２１（奥多摩工業社製）を紙料中における填料率が８質量％となるように添加し、更に市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤パーコール２９２（アライドコロイド社製）を紙料中で０．０３質量％となるように添加した。原紙は、ワイヤーパート部がメッツオペーパー社製ギャップフォーマー、プレスパート部がメッツオペーパー社製タンデム型シュープレスを用いて、１基目がフェルト−フェルトでのプレス脱水、２基目がフェルト−ベルトでの脱水後、オープンドローがないシングルデッキドライヤーによって乾燥させ、かつ、外添剤塗布装置においてフィルムサイザーを分離して紙匹を接触させずに紙力剤の塗布のないものが得られた。得られた原紙の坪量は、４５ｇ／ｍ２であった。その後ブレードコータによって両面乾燥質量で２３ｇ／ｍ２になるよう塗料を塗被、乾燥した。塗料は、顔料としてクレー アマゾン８８（カダム社製）４０質量部、湿式重質炭酸カルシウム カービタル９０（イメリス社製）６０質量部を用い、接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を３質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を９質量部とを用い、塗料固形分濃度は６５質量％であった。なお、原紙抄造工程、塗布及び乾燥工程は、すべて１６００ｍ／分の抄造速度にて実施した。その後メッツオペーパー社製ソフトカレンダー オプチソフトによって、金属ロール温度１３０℃、ニップ線圧３００ｋＮ／ｍで４ニップ通過させて塗被紙を仕上げた。ソフトカレンダー処理速度は、本生産工程と同様の１６００ｍ／分に該当するよう設定した。以上によって、実施例１の塗被紙を得た。
【００５１】
（実施例２）
塗料中の接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を４質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を８質量部とした以外は実施例１と同様にして、実施例２の塗被紙を得た。
【００５２】
（実施例３）
塗料中の顔料としてクレー アマゾン８８（カダム社製）を２０質量部、重質炭酸カルシウム カービタル９０（イメリス社製）を８０質量部、接着剤として尿素燐酸エステル化澱粉 ＭＳ４６００（日本食品加工社製）を３質量部とラテックス ２７８８Ｇ（ＪＳＲ社製）を８質量部とし、塗料固形分濃度を６７質量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例３の塗被紙を得た。
【００５３】
（比較例１）
ブレードコータで塗被する前に、外添紙力剤として熱化学変性用アセチルタピオカ澱粉ＭＳ５３００（日本食品加工社製）を定法によって蒸煮して糊化後、フィルムサイザーで１０質量％の固形分濃度の塗布液を用い、乾燥質量で２ｇ／ｍ２を両面塗布して乾燥した以外は実施例１と同様にして、比較例１の塗被紙を得た。
【００５４】
（比較例２）
原紙抄造のための紙料中に内添サイズ剤としてロジンサイズ剤ＮＴ−８０（荒川化学工業社製）をパルプに対して０．２質量％添加した以外は実施例１と同様にして、比較例２の塗被紙を得た。
【００５５】
以上の結果を表１に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から明らかなように、実施例１〜３は、塗工操業性及び印刷時の耐刷力が良好で、外観評価では、コックリング、ヒジワ等の波打ちの発生は、実施例１では実用上問題がない程度に少なく、実施例２及び３ではまったく認められず、外観も優れている塗被紙であった。一方、比較例１及び２は、白紙面の波打ちが目立ち、見た目の外観が劣っていた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする塗被紙の製造方法。
【請求項２】
白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙を製造することを特徴とする請求項１に記載の塗被紙の製造方法。
【請求項３】
抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗被紙の製造方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の塗被紙の製造方法によって製造されたことを特徴とする塗被紙。
【請求項１】
ギャップフォーマーと、脱水がフェルト−ベルトで構成されてなる少なくとも１基のシュープレスとを組み合わせて湿紙を形成し、該湿紙をドライヤーパートで乾燥し、該湿紙の乾燥後の紙匹に塗料を少なくとも片面に塗工機で塗被して乾燥し、かつ、平滑化仕上げを行う一連の工程を、連続して行うオンマシンコータ及び仕上げ設備をもつ塗被紙製造装置を用いる塗被紙の製造方法において、紙料中にパルプと填料と紙力剤とを必須成分として含み、かつ、内添サイズ剤を含まず、かつ、紙力剤を外添しないことを特徴とする塗被紙の製造方法。
【請求項２】
白紙面の波打ちが実質的にない塗被紙を製造することを特徴とする請求項１に記載の塗被紙の製造方法。
【請求項３】
抄造速度１２００ｍ／分以上の塗被紙製造装置を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗被紙の製造方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の塗被紙の製造方法によって製造されたことを特徴とする塗被紙。
【公開番号】特開２００９−５７６５０（Ｐ２００９−５７６５０Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４７３８（Ｐ２００７−２２４７３８）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００２４１８１０）北越製紙株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００２４１８１０）北越製紙株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
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