JP3404736B2 - 艶消し塗工紙の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温カレンダー仕
上げによる印刷用艶消し塗工紙の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷物の視覚化が進み、印刷用紙
に対する要求も多様化してきており、品質面では要求品
質の多様化がみられ、これがグレードの細分化をもたら
し、品質要求が年々厳しくなりつつある。塗工紙の高品
質化、印刷物の視覚化が印刷用塗工紙にますます強く望
まれるようになってきた。

【０００３】艶はないが表面が平滑でインキ受理性の優
れた艶消し塗工紙のニーズが多くなってきており、主に
高級な美術印刷、カタログ、パンフレット、カレンダー
や商業出版本文用紙等に幅広く使用されている。

【０００４】艶消し塗工紙のうち、マット調と呼ばれる
印刷物は、白紙面、単色印刷面、多色印刷面いずれも光
沢が低く、全面がフラットでしっとりした視感、触感を
与える。これに対し、白紙面の光沢は要求しないが、印
刷面だけはある程度の光沢が望まれる場合がある。つま
り、文字の部分は低グロスにして読みやすくし、画線部
は光沢によって引き立たせることによってコントラスト
に富んだ印刷物のニーズがある。これにマッチするのが
ダル調と呼ばれているものである。ダル調のものはマッ
ト調とグロス調の中間にあり、一般に白紙光沢度はマッ
ト調より若干高く、印面光沢度はグロス調のものよりも
若干低い。我が国市場では、マット、ダルの特性差は各
銘柄の特性として認識されているため両者は異なる品種
として明確に識別されていない。また、マット調とダル
調の中間としてセミダル調と呼ばれるものも多く製品化
されている。艶消し塗工紙は、高光沢を有するグロス調
塗工紙と比較して上品で高級感を醸し出すため、最近で
は従来のグロス調のものに代わって使用されるケースも
多くなってきている。

【０００５】近年、郵便料金の改定等を反映し、書籍も
重厚なものから軽いものが好まれるようになってきた。
これに伴い、紙にも軽量化が求められてきている。また
環境保護気運の高まりに伴い、森林資源から製造される
製紙用パルプを有効に活用する上でも紙の軽量化は避け
て通れない問題であり、艶消し塗工紙の分野において
も、軽量化の傾向にある。

【０００６】一般に艶消し塗工紙は、白紙光沢度を抑え
るために、通常のグロス調塗工紙と比較して、炭酸カル
シウムを多量に含有した塗工組成物を各種コータで塗工
し、そのまま製品化するかあるいは軽度のカレンダ処理
を行って製品化する。

【０００７】従来の艶消し塗工紙の製造方法に基づき軽
量化を試みた場合、不透明度が低く、剛直性に欠ける。
また、低坪量化にともない塗工量も減少させざるをえな
くなるため、従来の技術に基づき艶消し塗工紙を生産し
た場合、印面光沢度も低下する。

【０００８】一般に不透明度を向上させ、かつ紙を剛直
にするためには、紙を嵩高にする必要がある。紙の低密
度化の方法として、紙の主原料である製紙用パルプの検
討があげられる。一般的に製紙用パルプには木材パルプ
が使用されている。低密度化のためのパルプとしては、
化学薬品により繊維中の補強材料であるリグニンを抽出
した化学パルプより、薬品は使用せずリファイナーやグ
ラインダーで木材を磨り潰すことにより製造される機械
パルプの方が繊維は剛直であり、低密度化には有利であ
る。その中でもグランドパルプ（ＧＰ）は低密度化への
寄与は大きい。通常製紙用パルプは叩解処理によって繊
維を柔軟にし、フィブリル化するが、叩解処理は低密度
化とは相反する処理であり、出来るだけ行わないことが
低密度化のためには望ましい。

【０００９】パルプ化樹種の選択によっても、紙の密度
は大きく影響を受ける。すなわち、木材繊維自体が粗大
な方が低密度化が可能である。例えば広葉樹材において
は、比較的低密度化が可能な樹種としてはガムウッド、
メープル、バーチなどが上げられる。しかしながら、現
在の環境保護気運の高まりの中では特にこれら樹種のみ
を特定して集荷しパルプ化することは困難である。

【００１０】近年の環境保護気運の高まりや、資源保護
の必要性から古紙パルプの配合増が要求されている。古
紙パルプは上質紙、新聞紙、雑誌、チラシ、塗工紙等そ
の紙質上から明確に分類してパルプ化される場合は少な
く、混合されたままパルプ化されるため、パルプの性質
としてバージンの機械パルプと比較して密度は高くなる
傾向にある。この理由として古紙パルプの繊維分は化学
パルプ、機械パルプの混合物であることがあげられる。
また、紙中に含まれる填料分あるいは塗工紙の顔料成分
として、一般的に使用されるタルク、カオリン、クレー
はその配合により密度を高くする傾向にある。このよう
に古紙パルプの配合増は用紙密度を高くする傾向があ
る。

【００１１】以上のように、従来の手法をベースにパル
プのみを変更して艶消し塗工原紙を抄造した場合におい
ても、不透明度および剛直性は十分なものでは無く、こ
の手法のみでは軽量化された艶消し塗工紙の製造は困難
である。

【００１２】抄造時における低密度化の検討としては、
抄造時にはそのプレス行程で出来るだけプレス圧を低く
すること、また紙の表面に平滑性を付与するために行わ
れるカレンダー処理は行わない方がよい。

【００１３】このようなパルプ化、抄造時の工夫のほか
に、塗工原紙に対してパルプに次いで多く配合されてい
る填料分の検討も行われている。例えば、填料分として
中空の合成有機物のカプセルを配合することにより低密
度化を達成する方法が特公昭５２−１１８１１６号公報
に開示されている。また、抄紙時にドライヤー部での熱
で膨張させることにより低密度化を達成する合成有機発
泡性填料（例えば商品名：ＥＸＰＡＮＳＥＬ、日本フィ
ライト株式会社製）も提案されている。しかしながら、
これらの合成有機発泡性填料を用いる方法では抄紙時の
乾燥条件が難しく、この塗工原紙に塗工液を塗工して艶
消し塗工紙を製造しても、低密度かつ印面光沢度が優れ
た艶消し塗工紙の製造は困難である。

【００１４】印刷方式の多様化にともない、印刷用紙に
対する要求も高くなり、それに伴い様々な技術が開発さ
れている。カレンダ仕上げ方法においても、従来のスー
パーカレンダに代わり、高温カレンダによる方法が多数
提案されており、仕上げ速度の高速化とともに、印面光
沢度、不透明度および剛度等が相対的に向上されること
が報告されているが、この手法のみでを変更して艶消し
塗工紙を抄造した場合においても、低密度にならず課題
を解決することは困難である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低密
度かつ印面光沢度が高く、表面強度に優れた艶消し塗工
紙を効率よく製造する方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、製紙用パルプと填
料からなり、填料として無定形シリケートを紙重量あた
り２重量％以上１２重量％以下含有し、製紙用パルプと
して機械パルプを１０重量％以上含有した原紙上に顔料
塗工層が設けられた塗工紙を、剛性ロールの温度が１５
０℃以上であるソフトカレンダーで処理することによ
り、低密度かつ印面光沢度が優れた艶消し塗工紙が得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１７】填料として、無定形シリケートを紙重量あ
たり２重量％以上１２重量％以下含有することにより、
低密度塗工原紙を得ることが可能になる。填料として、
無定形シリケートを２重量％未満配合して原紙を用い
て、艶消し塗工紙を製造した場合、塗工原紙が低密度に
ならず、パルプ配合、カレンダ条件等を最適化しても低
密度かつ高い印面光沢度の艶消し塗工紙を得ることは出
来ない。無定形シリケートの配合量を１２重量％より多
く配合した場合、単位重量あたりの粒子の数が多くな
り、繊維間結合が阻害される確率が高くなるため、表面
塗工後においても一定の表面強度を維持できない。また
好ましくは、無定形シリケートの嵩比重は、０．２〜
０．８ｇ／ｍｌであることが望ましい。嵩比重が０．２
ｇ／ｍｌ未満の無定形シリケート含有する塗工原紙を使
用した場合、塗工紙自体の表面強度は低下する。嵩比重
が０．８ｇ／ｍｌを越える無定形シリケート含有する塗
工原紙を使用した場合、塗工紙原紙および塗工紙自体の
密度が高くなり嵩高塗工紙を得ることは困難である。更
に好ましくは、無定形シリケートの嵩比重は、０．３を
越えて０．８ｇ／ｍｌまでであることが望ましい。

【００１８】製紙用パルプとしては機械パルプを１０重
量％以上含有することが必要である。この範囲のものを
使用することによって、低密度塗工原紙を得ることが可
能になる。機械パルプを１０重量％未満配合した場合に
は、十分な嵩高原紙を得ることは困難であり、填料、カ
レンダ条件等を最適化した場合においても、嵩高で、高
不透明度、剛直かつ印面光沢度が優れた艶消し塗工紙を
得ることは出来ない。カレンダー処理については、弾性
ロールと１５０℃以上に加熱した金属ロールからなる高
温ソフトカレンダーで行うことが必要である。塗工紙の
含有水分が適当であれば、金属ロールは温度が高いほ
ど、低いニップ圧あるいは短い滞留時間で、原紙あるい
は塗工層を平滑化処理することが出来るが、１５０℃未
満ではこの効果を得ることは出来ない。従来のスーパー
カレンダーを使用して得られるのと同程度の白紙光沢度
および印面光沢度を高温ソフトカレンダー処理で得よう
とする場合は、カレンダー圧力を低くし、高速処理して
滞留時間を短くすることができるから、塗工層および原
紙の密度は低くなり、不透明度は向上し、剛度は高くな
る。また、従来のスーパーカレンダー処理よりも処理速
度が速く、巻取の枠替えなどが省略できるため、効率よ
く生産でき操業性に優れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明において填料として用いる無定形シ
リケートは、不溶性ケイ酸塩であれば良く、含水ケイ酸
アルミニウム、含水ケイ酸アルミニウムソーダ、含水ケ
イ酸カルシウム、含水ケイ酸マグネシウムなどがある。
また、無定形シリケート以外のタルク、カオリン、重質
炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン等の
他の填料を混合してもよい。

【００２１】本発明において使用する機械パルプは、グ
ランドパルプ（ＧＰ）、ケミグランドパルプ、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）等の通常の機械パルプが使用でき、新聞古
紙から得られる回収古紙パルプも含まれる。また、機械
パルプの配合量は、パルプ重量当たり１００重量％であ
っても良い。

【００２２】原紙の抄紙方法については特に限定される
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のものでも良い。新聞古
紙から得られる回収古紙パルプを含む中質原紙も使用で
きる。また、サイズプレス、ビルブレード、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を予備塗工した原紙
や、ピグメントと接着剤を含む塗工液を一層以上予備塗
工した塗工原紙も使用できる。塗工原紙としては、一般
の塗工紙に用いられる坪量が３０〜４００ｇ／ｍ² 程度
のものが適宜用いられることができるが、本発明は坪量
が６０ｇ／ｍ² 以下、特に好ましくは５０ｇ／ｍ² 以下
のもの使用する時に効果が大きい。本発明で塗工層に用
いられる顔料に特に制限はなく、塗工紙用に従来から用
いられている、カオリン、クレー、デラミネーテッドク
レー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、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、ケイ酸、ケイ酸塩、コロイダルシリカ、サチン
ホワイトなどの無機顔料、プラスチックピグメントなど
の有機顔料であり、これらの顔料は必要に応じて単独ま
たは二種以上混合で使用することが出来る。

【００２３】本発明において用いられる接着剤に特に制
限は無く、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およ
び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系
接着剤；カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類；
酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロ
キシエチルエーテル化澱粉などのエーテル化澱粉、デキ
ストリン等の澱粉類；カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤１種
類以上が適宜選択して使用される。これらの接着剤は顔
料１００重量部当たり５〜５０重量部、より好ましくは
１０〜３０重量部程度の範囲で使用される。また、必要
に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化
剤、着色剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助
剤が適宜使用される。

【００２４】調整された塗工液は、ブレードコーター、
バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、
リバースロールコーター、カーテンコーター、サイズプ
レスコーター、ゲートロールコーター等を用いて、一層
もしくは二層以上を原紙上に両面（あるいは片面）塗工
する。塗工量については、片面当たり固形分で２〜１５
ｇ／ｍ² が好ましい。

【００２５】湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例
えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒ
ータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータ
ードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いら
れる。

【００２６】本発明においては、上述した塗工原紙に塗
工液を塗工乾燥した後、硬度が高い弾性ロールと金属ロ
ールの組み合わせからなるソフトカレンダーの金属ロー
ル温度を１５０℃以上としてカレンダー処理する。この
ような高温ソフトニップカレンダーは、温度のみならず
ニップ滞留時間も重要である。この点から実際の操業で
は、ロール相当径３００ｍｍ以上、弾性ロールのショア
ーＤ硬度８０〜１００（好ましくは８５〜９５）であっ
て、ロール相当径５００ｍｍに換算した場合、通紙速度
４００〜３０００ｍ／分、線圧３０〜５００ｋｇ／ｃ
ｍ、カレンダ前塗工紙水分５〜８％で、カレンダニップ
数２ニップ以上で処理を行うことが好ましい。尚、ロー
ル相当径とは、A.V.Lyons らが下記の計算式で示した(1
990 TAPPIFinishing and Converting, P5) ロール相当
径(equivalent diameter) を指す。 （ロール相当径）＝（ソフトロール径）×（チルドロー
ル径）／｛（ソフトロール径）＋（チルドロール径）｝

【００２７】

【実施例】以下に実施例をあげて、本発明をより具体的
に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではな
い。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれ
ぞれ重量部および重量％を示す。尚、得られた艶消し塗
工紙について以下に示すような評価法に基づいて試験を
行った。

【００２８】（１）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ ８１４２
に基づいて測定した。

【００２９】（２）印面光沢度：ＲＩ−ＩＩ型印刷試験
器を用い、東洋インキ製造株式会社製枚葉プロセスイン
キ（商品名ＴＫハイエコー紅 ＭＺ）を０．３０ｃｃ使
用して印刷を行い、一昼夜放置後、得られた印刷物の表
面をＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。

【００３０】（３）密度：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づ
いて測定した。

【００３１】（４）表面強度：ＲＩ−ＩＩ型印刷試験器
を用い、東洋インキ製造株式会社製特殊インキ（商品名
ＳＭＸタックグレード１５）を０．４０ｃｃ使用して印
刷を行った後、裏取りを行い、剥け状態を以下の基準で
目視評価した。

【００３２】◎：極めて良好、○：良好、△：やや劣
る、×：劣る ［実施例１］填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あたり４重量％、
タルクを６重量％含有し、製紙用パルプとして機械パル
プを３０重量％含有する坪量４４ｇ／ｍ² の中質紙を塗
工原紙として用いた。

【００３３】次に、微粒カオリン（カダム社製 ＡＭＡ
ＺＯＮ８８）２５部、２級カオリン（ヒューバー社製
ハイドラパース）３０部、微粒重質炭酸カルシウム（フ
ァイマテック社製 ＦＭＴ−９０）４５部からなる顔料
に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２
部を添加してセリエミキサーで分散し、固形分濃度が７
０％の顔料スラリーを調成した。このようにして得られ
た顔料スラリーに、非増粘型のスチレン・ブタジエン共
重合体ラテックス１０部、およびヒドロキシエチルエー
テル化澱粉６部を加え、さらに水を加えて固形分濃度６
０％の塗工液を得た。

【００３４】上記の原紙に前述の塗工液を片面当たりの
塗工量が８ｇ／ｍ² になるように、８００ｍ／分の塗工
速度のブレードコーターで両面塗工を行い、紙水分が
５．５％になるように乾燥した。

【００３５】次いで、ロール相当径４００ｍｍ、金属ロ
ール温度１６０℃、弾性ロールのショアー硬度８５，通
紙速度６５０ｍ／分、線圧４０ｋｇ／ｃｍで、カレンダ
ーニップ数２ニップの条件でソフトニップカレンダー処
理を行い艶消し塗工紙を得た。

【００３６】［実施例２］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り３重量％、タルクを７重量％含有し、製紙用パルプと
して機械パルプを１１重量％含有する中質紙を塗工原紙
として使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙
を得た。

【００３７】［実施例３］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り１０重量％含有し、製紙用パルプとして機械パルプを
４０重量％含有する中質紙を塗工原紙として使用した以
外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。

【００３８】［実施例４］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り４重量％、タルクを６重量部含有し、製紙用パルプと
して新聞古紙パルプより得られた機械パルプを３０重量
％含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外は、実
施例１と同様の方法で塗工紙を得た。

【００３９】［比較例１］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り１重量％、タルクを９重量部含有し、製紙用パルプと
して機械パルプを１５重量％含有する中質紙を塗工原紙
として使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙
を得た。

【００４０】［比較例２］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り１３重量％含有し、製紙用パルプとして機械パルプを
１７重量％含有する中質紙を塗工原紙として使用した以
外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。

【００４１】［比較例３］填料として含水ケイ酸アルミ
ニウムソーダ（嵩比重 ０．４ｇ／ｍｌ）を紙重量あた
り５重量％、タルクを５重量部含有し、製紙用パルプと
して機械パルプを８重量％含有する中質紙を塗工原紙と
して使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を
得た。

【００４２】［比較例４］填料としてタルクを１０重量
部含有し、製紙用パルプとして機械パルプを２０重量％
含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外は、実施
例１と同様の方法で塗工紙を得た。

【００４３】［比較例５］実施例１のソフトカレンダー
のロール温度を１２０℃に変更した以外は実施例１と同
様の方法で塗工紙を得た。

【００４４】以上の効果を、表１に示した。

【００４５】

【表１】 表１から明らかなように、実施例１〜４は、低密度で、
白紙光沢が低く、印面光沢が高く、表面強度に優れた艶
消し塗工紙を得ることができる。比較例１は、密度が高
く、嵩高でない。比較例２は表面強度に劣る。比較例３
は表面強度に劣る。比較例４は密度が高く、嵩高でな
い。比較例５は、印面光沢度が低い。

【００４６】

【発明の効果】本発明の構成により、低密度かつ印面光
沢度が高く、表面強度に優れた艶消し塗工紙を効率よく
得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 秀樹 東京都北区王子５丁目21番１号 日本製 紙株式会社 中央研究所内 (72)発明者 大森 康 北海道旭川市パルプ町505番地の１ 日 本製紙株式会社 旭川工場内 (56)参考文献 特開 平６−65896（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−209297（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−92894（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−238495（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−199495（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−187932（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−98593（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−228298（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−209582（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−53997（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21H 11/00 - 27/42

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を
   塗工した艶消し塗工紙の製造方法において、填料として
   無定形シリケートを原紙重量あたり２重量％以上１２重
   量％以下及び機械パルプをパルプ重量あたり１０重量％
   以上含有した原紙上に塗工液を塗工した塗工紙を、剛性
   ロールの温度が１５０℃以上であるソフトカレンダーで
   処理してなる艶消し塗工紙の製造方法。
2. 【請求項２】 無定形シリケートの嵩比重が０．２〜
   ０．８ｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１記載の
   艶消し塗工紙の製造方法。
3. 【請求項３】 原紙の坪量が６０ｇ／ｍ² 以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の艶消し塗工紙の
   製造方法。