JP5081065B2 - 塗工紙の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗工紙の製造方法に関するものである。特に、軽量化、微塗工化するのに適した塗工紙の製造方法に関するものである。

近年、この種の塗工紙は、省資源化、輸送コスト削減などの観点から、原紙の低米坪化と塗工層の微塗工化が進んでいる（例えば、特許文献１〜３参照。）。
しかしながら、軽量化が進むと、こわさ（クラーク）が低下し、印刷時における通紙の不具合や加工時に用紙の取扱い、紙揃え等が行い難い、雑誌などにおいては、ページが捲り難い等の問題が生じる。また、軽量化、微塗工化は、インクの裏抜けや印刷光沢の低下、印面のムラといった印刷適正の問題も生じる。
特開２００３−８２５９９号公報 特開昭６２−１７７２９９号公報 特開２００２−１０５８８８号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、印刷適正に優れ、省資源化、輸送コスト削減が実現された塗工紙を得る塗工紙の製造方法を提供することにある。

この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
上向きヘッドボックスを有するギャップフォーマーにより、基紙を抄紙し、その両面に、水溶性高分子を主成分とするアンダー塗工液を塗工してアンダー塗工層を設け、このアンダー塗工層の表面を、プレカレンダーにより平滑化処理し、その後に、その両面に接着剤及び顔料を主成分とするインク受容層を塗布により形成し、金属ロールと弾性ロールとの組み合わせからなるソフトカレンダーにて、平坦化処理する、
ことを運転速度１３００ｍ／分以上の高速で連続的に行い、
前記基紙は、原料パルプ種が、ＮＢＫＰ：ＬＢＫＰ：機械パルプの質量割合が、１５〜５０：４０〜５０：１０〜３５とされ、
前記基紙は、ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、ＪＩＳ Ｐ ８１２１：１９９５に基づくカナダ標準ろ水度が、１６０〜４００ｃｃ（ＣＳＦ）であり、
ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、カヤニ平均繊維長測定器（ＦＳ‐１００）で測定したカヤニ平均繊維長が、０．８５〜１．２０ｍｍであり、
得られた塗工紙の印刷光沢が６３．８％以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
〔請求項２記載の発明〕
前記ギャップフォーマーにより形成した紙層を、ロール脱水手段及びブレード脱水手段の併用形態で脱水する、請求項１記載の塗工紙の製造方法。

〔請求項３記載の発明〕
前記ギャップフォーマーにより形成した紙層を、シュープレスにより脱水し、その後に、上側が加熱ロールとされた多数本のロール構成によるシングルデッキドライヤーによるプレドライヤーにより乾燥し、次いで、前記アンダー塗工を行う請求項１又は請求項２記載の塗工紙の製造方法。

本発明によると、印刷適正に優れ、省資源化、輸送コスト削減が実現された塗工紙を製造できる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔塗工紙〕
本形態の塗工紙は、基紙表面に平坦化処理されたアンダー塗工層が設けられ、この上にインク受容層が設けられている。そして、アンダー塗工層は、澱粉等の水溶性高分子を主成分とするアンダー塗工液が塗工されることによって形成されている。澱粉等の水溶性高分子を主成分とするアンダー塗工液が塗工されることによってアンダー塗工層が設けられ、この上にインク受容層が設けられているので、基紙に吸収されて印刷適正の向上に作用しない塗工液の量が減ることになる。したがって、印刷適正の向上及び省資源化を期待することができる。また、アンダー塗工層は、カレンダー等によって平坦化処理されているので、インク受容層の軽量化を進めることができ、省資源化や輸送コスト削減を期待することができる。

ここで、アンダー塗工液は、ロールコーターによって塗工されているのが好ましい。ロールコーターによって塗工され、この塗工による（アンダー）塗工層が平坦化処理されていることで、塗工紙表面の平坦性を確保しつつ、微塗工化を進めることができる。

本形態の基紙は、原料パルプの種類が特に限定されない。原料パルプとしては、例えば、木材パルプ、非木材パルプ、合成パルプ、古紙パルプ、などから、より具体的には、砕木パルプ（ＧＰ）、ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、加圧式砕木パルプ（ＰＧＷ）、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）、ブリーチケミサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ（ＭＰ）、化学的機械パルプ（ＣＧＰ）、半化学的パルプ（ＳＣＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）等のクラフトパルプ（ＫＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）等の化学的パルプ（ＣＰ）、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等を原料とする合成パルプ、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、ウエストパルプ（ＷＰ）等の古紙パルプ、かすパルプ（ＴＰ）、木綿、アマ、麻、黄麻、マニラ麻、ラミー等を原料とするぼろパルプ、わらパルプ、エスパルトパルプ、バガスパルプ、竹パルプ、ケナフパルプ等の茎稈パルプ、靭皮パルプ等の補助パルプなどから、一種又は数種を適宜選択して使用することができる。

ただし、本形態の基紙は、原料パルプ種が、ＮＢＫＰ：ＬＢＫＰ：機械パルプの質量割合が、１５〜５０：４０〜５０：１０〜３５とされているのが好ましく、２５〜４５：４２〜４８：１２〜３３とされているのがより好ましい。ＮＢＫＰの質量割合が２０％未満では、本発明を好適に使用することができる坪量が５１．２〜６０．２ｇ／ｍ²の範囲において、紙質強度不足が生じるおそれがあり、他方、ＮＢＫＰの質量割合が４５％を超えると、Ｎ材特有の長繊維のために均一な基紙地合を得がたく基紙の厚薄ムラが生じ易い。ＬＢＫＰの質量割合が４０％未満では、Ｌ材特有の幅広短繊維のために基紙表面の緻密性が劣り、塗工層を設けた場合に、塗工液の浸透ムラ、皮膜成型性低下が生じるおそれがあり、他方、ＬＢＫＰの質量割合が５０％を超えると、基紙の密度が高くなり易く、厚み方向（Ｚ軸方向）のクッション性や嵩高性が低下するためである。機械パルプは、木材を摩砕してパルプ化したものであり、短繊維かつ剛直であり、繊維表面にフィブリルと呼ばれる微細なヒゲ状の繊維枝葉を有する。したがって、機械パルプの質量割合が１０％未満では、嵩高効果を発現されず、剛度の向上が得られない。他方、機械パルプの質量割合が３３％を超えると、剛直な機械パルプの影響が顕著に表れ、塗工層を設けた際に、塗工層表面に凹凸が生じてしまうほか、微細なヒゲ状の繊維枝葉によって塗工液の吸収が早く、かつ多くなるため、塗工面の平坦性を更に損なうおそれがある。本発明においては原料パルプに古紙パルプも使用することができる。古紙パルプは、一旦抄紙され、再び紙原料として再生されたパルプであう。したがって、再生時の熱や物理的再生手段によって、内在する原料パルプ種である針葉樹クラフトパルプや広葉樹クラフトパルプ、機械パルプが、ともに平坦で柔軟な性状の繊維になっており、パルプ自体の強度は低いものの、用紙表面の平坦性、光沢性向上に寄与する。

本形態の基紙は、ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、ＪＩＳ Ｐ ８１２１：１９９５に基づくカナダ標準ろ水度が、１６０〜４００ｃｃ（ＣＳＦ）とされているのが好ましく、２６０〜３６０ｃｃ（ＣＳＦ）とされているのがより好ましい。カナダ標準ろ水度が１６０ｃｃ（ＣＳＦ）を下回ると、坪量が４０〜６４ｇ／ｍ²の抄紙におけるウエットエンド工程（湿紙形成工程）において、脱水力が低下するため、基紙を構成するパルプがＺ軸方向に配向しづらく、紙質強度が低下してしまう問題や、１３００ｍ／分を超える高速抄紙においては更なる増速ができず生産性を落とす原因になるとの問題が生じる。また、カナダ標準ろ水度が１６０ｃｃ（ＣＳＦ）を下回ると、基紙の密度が高くなりやすく、本発明が解決課題とする、軽量で印刷適正の優れた塗工紙が得られないおそれがある。他方、カナダ標準ろ水度が４００ｃｃ（ＣＳＦ）を上回ると、基紙の地合が乱れ易く、均一な地合が得られないだけでなく、パルプ繊維間の間隙が不揃いになり、塗工層を設けた際に、塗工液の浸透ムラが生じ、印刷適正が低下してしまうおそれがある。

本形態の基紙は、ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、カヤニ平均繊維長測定器（ＦＳ‐１００）で測定したカヤニ平均繊維長が、０．８５〜１．２０ｍｍとされているのが好ましく、０．９０〜１．１０ｍｍとされているのがより好ましい。カヤニ平均繊維長が０．８５ｍｍを下回ると、基紙の密度が高くなり剛度の低下をまねくおそれがあり、また、微細な繊維の割合が多くなるため、断裁時に紙粉が発生しし易くなるためである。他方、カヤニ平均繊維長が１．２０ｍｍを上回ると、長繊維分の割合が多いため、基紙の地合が取り難く、塗工層を設けた際に光沢度の低下、塗工ムラを生じるおそれがある。

本形態の塗工紙は、「ＪＩＳ Ｐ ８１４３：１９９６に基づく縦方向のこわさ（クラーク）」／「ＪＩＳ Ｐ ８１２４：１９９８に基づく（製品）坪量」が、０．３０〜０．６０とされているのが好ましく、０．３５〜０．５５とされているのがより好ましい。本値が０．３０を下回ると、腰がない塗工紙となり、加工や印刷作業性が低下し、ペラペラとした手肉感のない安っぽい紙になる。他方、本値が０．６０を上回ると、新聞への折込チラシ等の用途において取り扱いにくくなり、新聞がかさばる原因になるためである。

本形態の塗工紙は、ＪＩＳ Ｐ ８１４３：１９９６に基づく、縦方向のこわさ（クラーク）が１４以上とされ、横方向のこわさ（クラーク）が８以上とされているのが好ましく、縦方向のこわさ（クラーク）が１５以上とされ、横方向のこわさ（クラーク）が９以上とされているのがより好ましい。縦方向のこわさ（クラーク）が１４を下回ると印刷物を手に持った際に容易に倒れてしまい、印刷情報の判読や取り扱いがし難いためである。また、横方向のこわさ（クラーク）が８を下回ると、書籍や冊子に加工した際に、ページが捲りにくくなり、書籍の成形性が劣るためである。

本形態の塗工紙は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：１９９８に基づく（製品）坪量が、４０〜６４ｇ／ｍ²とされているのが好ましく、５１．２〜６０．２ｇ／ｍ²とされているのがより好ましい。製品坪量が４０ｇ／ｍ²を下回ると印刷作業や加工に必用な紙力が得られにくく、こわさ（クラーク）が低い塗工紙になるためである。他方、製品坪量が６４ｇ／ｍ²を上回ると近年の省資源化、軽量化に反するものであり、製造コスト、流通・搬送費用が高くなるためである。

本形態の塗工紙は、ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５に基づく白紙光沢度が、３０％以上であるのが好ましく、４０〜５６．５％であるのがより好ましい。白紙光沢度が３０％を下回ると、鮮明な印刷情報の鮮明さ、コントラストの良い印刷情報が表現できず、精細さを欠く。他方、白紙光沢度が５６．５％を超えても良いが、５６．５％以下とすることで、近年の高齢化の流れのなかで、いわゆるギラギラとした視認を覚えない、眼精疲労をきたさない目に優しい塗工紙となる。

本形態のインク受容層は、接着剤及び顔料を主成分とし、この顔料として、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び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、少なくとも使用されているのが好ましく、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で４０〜８２：９〜３０：９〜３０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、少なくとも使用されているのがより好ましく、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で６０〜８２：９〜２０：９〜２０の質量割合で含有し、より好ましくは、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、少なくとも使用されているのが特に好ましい。

再生粒子のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの酸化物換算割合を調整するための方法としては、脱墨フロスにおける原料構成を調整する方法が本筋ではあるが、乾燥・分級工程や焼成工程において、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る方法や、焼却炉スクラバー石灰を含有させる方法などによって調整することもできる。

より具体的には、例えば、再生粒子中のカルシウムの調整には、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、ケイ素の調整には、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、アルミニウムの調整には、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クレー使用の多い上質紙抄造工程における排水スラッジを適宜用いることができる。

本形態の再生粒子は、例えば、吸油量が３０〜１００ｍｌ／１００ｇである。

本形態の再生粒子は、前述した脱水工程、乾燥工程及び焼成工程等を経た際の粉砕工程前に、４０μｍ以下の粒子が９０％以上となるよう処理されているのが好ましい。これにより、従来一般的に行われている乾式粉砕による大粒子の粉砕及び湿式粉砕による微粒子化といった複数段の粉砕処理を行うことなく、湿式による１段粉砕処理も可能となる。これにより、コールターカウンター法による粒度分布の微分曲線における平均粒子径のピーク高さを３０％以上とすることができ、更には脱墨フロス中のカルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で３０〜８２：９〜３５：９〜３５の質量割合に調整することで、再生粒子の細孔容積を０．１５〜０．６０ｃｃ／ｇ、細孔表面積を１０〜２５ｍ²／ｇ、細孔半径を３００〜１０００オングストロームとすることができる。

本形態では、以上のような再生粒子を単独で使用することもできるが、かかる再生粒子と顔料として通常使用される、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、二酸化チタン、合成シリカ、水酸化アルミニウム等の無機粒子、ポリスチレン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の合成高分子微粒子等から選ばれる少なくとも１種の顔料（粒子）を併用することもできる。

〔製造方法〕
次に、本形態の塗工紙の製造方法について、説明する。
本形態は、運転速度１３００ｍ／分以上（例えば、平均運転速度で１６００ｍ／分、設計運転速度で１８００ｍ／分）の高速で、抄紙し、下塗り塗工等の塗工、表面仕上げを行うことにより、例えば、基紙坪量が３１〜５０ｇ／ｍ²、好ましくは４１〜４８ｇ／ｍ²、製品（塗工紙）坪量が４０〜６４ｇ／ｍ²、好ましくは５１．２〜６０．２ｇ／ｍ²の塗工紙を製造することを意図するものである。

以下、本形態を、図１〜５の設備構成フロー図に基づいて説明する。
〔ワイヤーパート（ヘッドボックス）〕
本形態においては、それぞれループをなす２枚のワイヤー（第１ワイヤー１及び第２ワイヤー２）間にヘッドボックス３から紙料（ジェット）Ｊ（図６参照）を噴出して紙層を形成するギャップフォーマー１０で抄紙する抄紙機が設置されている。紙料Ｊは、ワイヤーパートにおいて、サクション（フォーミング）ロール４Ａと対向するロール４Ｂとの間のワイヤー１、２間に吐出されて紙層が形成され、その紙層はサクションロール４Ａ、ブレード５、サクションクーチロール６、サクションボックス７などを通りながら、例えば原料濃度２０％程度まで脱水される。

ここで、脱水機構として、図示例ではロール脱水手段及びブレード脱水手段の併用形態を示したが、好ましくは両方（併用）であるが、一方のみとすることもできる。ワイヤーパートでの脱水を、ヘッドボックス３から吐出させた紙料Ｊをサクションロール４Ａにて緩やかに行うことで微細繊維を湿紙中に留め、更にブレード５による脱水手段にて脱水を進めることでインターナルボンドの低下を防ぐことができる。

ヘッドボックス３は、鉛直又は下流側に傾斜した状態で上向き設置され、図６に拡大して示すように、紙料吐出方向線が水平線となす吐出角度θが、５０〜９０°（度）であるのが望ましい。本形態が意図する高速抄紙のもとでは、地合、Ｚ軸強度、表裏差、繊維配向角などの点から、繊維重量の影響が小さくなる上向きヘッドボックスであることが望ましい。ギャップフォーマー１０において、ヘッドボックス３が水平などであると、高速抄紙の下で求める特性が得難い。

〔プレスパート〕
ワイヤーパートでの紙層は、プレスパートに移行され、更に脱水が行われる。
本形態のプレスパートは、第１プレス２１及び第２プレス２２のそれぞれがシュープレス２１ａ又は２２ａを有し、オープンドローを無くし断紙を防止するために、紙層をストレートにニップする形態（ストレートスルー型プレス）となっている。また、ダブルフェルトの第１プレス２１に対し第２プレス２２はボトム側にベルトを採用し、再湿防止による脱水の向上を図っている。紙層坪量が６０ｇ／ｍ²以上と高くなり、脱水量が多くなる場合には、ダブルフェルトが望ましい。

〔プレドライヤーパート〕
プレスパートを通った水分率５０％程度の湿紙（湿紙層）は、シングルデッキ方式のプレドライヤーパートに移行し、乾燥が図られる。図示のプレドライヤーパートは、ノーオープンドロー形式のシングルデッキドライヤーで、上側が加熱ロール３１、下側が真空ロール３２とされた適宜の本数のロール構成である。

シングルデッキ方式のドライヤーは、本発明・形態が意図する１３００ｍ／分以上の高速運転（抄紙）においても断紙が少なく、また、嵩を落とすことなく高効率に乾燥を行え、品質・操業面において優れている。この点、ダブルデッキ方式のドライヤーにて乾燥する方式も考えられるが、高速抄紙におけるキャンバスマーク、高速乾燥における断紙、シワ、紙継ぎ等の操業性の面で問題がある。

プレドライヤーパート初期では、ドロー調整のために群分けを細かくし、また、通紙性及びシート走行性向上のためにサクションボックス３３を設置するのが望ましい。

〔下塗り（アンダー）塗工パート〕
プレドライヤーパートにて乾燥された紙匹（乾燥紙層）は、アフタードライヤーパートとの間のフィルムトランスファー（方式）によるアンダーコーター４０において、澱粉等のサイズ剤など水溶性高分子を主成分とする下塗り（アンダー）塗工液が両面に塗工される。

アンダーコーター４０としては、図３に示したロッドメタリングサイズプレスコーターのほか、図３中に別途示したゲートロールコーター４０Ａなども使用することができる。本発明において、ロールコーターが好ましいのは、前述したとおりである。

下塗り塗工液としては、前述した澱粉のほか、酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、エーテル化デンプン等のデンプン誘導体、大豆蛋白、酵母蛋白、セルロース誘導体等の天然接着剤などを使用することができる。

また、必要により、ピグメントを添加してもよい。このピグメントとして、例えば、カオリン、クレー、硫酸バリウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、二酸化チタン、亜硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、プラスチックピグメント等の通常の塗工紙用顔料を、それぞれの顔料性質に応じて配合することができる。

さらに、接着剤としては、例えば、スチレン・ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル及び／又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体ラテックス等のアルカリ非感応性又はアルカリ感応性の合成樹脂エマルジョン等の合成樹脂接着剤など、通常の塗工紙用接着剤を使用することができる。必要により、分散剤、流動変性剤、消泡剤、染料、滑剤、耐水化剤、保水剤等の各種助剤を配合することもできる。

下塗り（アンダー）塗工液の塗工量は、０．５〜１．２ｇ／ｍ²とするのが好ましい。

前述したフィルムトランスファー方式の塗工手段としては、例えば、ゲートロールコーター、ツーロールサイズプレス、オプチサイザー、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレスなどを使用することができる。ただし、ロッドメタリングサイズプレスを使用する場合は、操業上、ストリーク発生を避けるために、表面が平滑なロッドを用いるのが望ましい。このロッドの径を１５〜５０ｍｍとすることにより、より好ましい操業性と品質を得ることができる。直径１５ｍｍより小さいロッドでは、フィルム形成性能が低く面状が劣る傾向がある。他方、直径５０ｍｍより大きいロッドでは、効果が変わらないため、特に大きくする必要性がない。ロッドとしては、溝付きロッド、ワイヤー線巻き付けロッドなどを使用することもできる。

下塗り（アンダー）塗工液の塗工後、アフタードライヤーパートにおいて表面汚れが生じないように、あらかじめエアーターンバー４１及び赤外線を使用した補助乾燥装置４２を設置するのが望ましい。

〔アフタードライヤーパート〕
図示のシングルデッキ方式のアフタードライヤーパートでは、サイズ剤やピグメント塗工液等の下塗り（アンダー）塗工液の乾燥が行われる。

〔プレカレンダー〕
その後に、コーターパートにて接着剤及び顔料（クレーなど）を主成分とする水性塗工液を塗工し、インク受容層を形成する。この場合、１３００ｍ／分以上の抄紙速度の条件の下で、本発明に基づく坪量４０〜６４ｇ／ｍ²において、低塗工量でしかも高い平滑性及び光沢性の高品質塗工紙が求められるから、水性塗工液を輪郭塗工できるロール塗工とするのが得られる塗工紙の品質の観点から採用される。しかるに、水性塗工液のロール塗工に先立って、より高い平滑性を確保するために、下塗り（アンダー）塗工液を塗工した下塗り紙層の表面を、プレカレンダー５０により平坦化（平滑化）処理するのが望ましい。実施の形態のプレカレンダー５０は、上側が金属ロール５１で下側が弾性ロール５２である。

プレカレンダー５０での処理により、基紙（下塗り紙層）表面を平坦化処理することができるとともに、後の熱ソフトカレンダーで過度の平坦化処理を要しないことで、紙の緊度を高くすることなく基紙表面の平坦性を向上させることが可能になり、嵩高な塗工紙を得ることができる。また、基紙表面の平坦化処理により塗工液の塗工ムラの発現を抑えることができる。

プレカレンダー５０における金属ロール５１の表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）は０．０２〜０．２μｍで、弾性ロール５２のショアーＤ硬度は９０以上であるのが望ましい。

また、プレカレンダー５０でのニップ圧は、５〜５０ｋＮ／ｍ、好ましくは１０〜４０ｋＮ／ｍである。ニップ圧が５ｋＮ／ｍ未満であると、基紙の平滑性が劣る。他方、ニップ圧が５０ｋＮ／ｍを超えると、紙の緊度が過度となる。

プレカレンダー５０の金属ロール５１としては、必要によって、後述する熱ソフトカレンダーと同様にオイルなどの熱媒体を流通させて加熱するもの、ロール幅方向に分割温度制御可能な電磁誘導作用による内部加熱装置を備えるもの、ロール幅方向に分割温度制御可能な電磁誘導作用による外部加熱装置を備えるもの、ロール幅方向に冷却温度制御可能なクーリング設備を備えるもの、などを採用することができる。

〔コーターパート（塗工工程）〕
本形態におけるコーターパートにおいては、塗工紙の両面に対する塗工を担う塗工工程を有する。
すなわち、基紙表面への塗工機６１Ａ、ガス式エアードライヤー６２，６２、カンバスドライヤー６３が順に設置されている。望ましくは、塗工機６１Ａの後段に幅方向の乾燥ムラを防止するために、幅方向に温度制御可能な赤外線乾燥装置６８を設ける。また、塗工機６１Ａの後段に主に水分率調整のための、幅方向に温度制御可能な赤外線乾燥装置を設けるのが望ましい。必要により、ガス式エアードライヤー６２，６２の後段に赤外線乾燥装置を設けることも可能である。

塗工機６１Ａでは、ロール塗工機が使用され、特にゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスが望ましい。塗工工程での塗布量は両面で８．０〜１２．０ｇ／ｍ²が好ましい。

〔カレンダーパート〕
本設備の最後には、熱ソフトカレンダーからなるオンマシンカレンダー７０が設置されており、カレンダー処理が行われる。図示のカレンダー７０は、７ニップの１スタック型であり、ロール自重の影響を少なくしたヤヌスタイプの傾斜配置となっている。もちろん、オプチロードタイプの垂直配置でもよい。

カレンダー７０は最終的な平滑性及び光沢性を左右する。したがって、この観点及び高速運転の観点から種々の配慮が必要である。

カレンダー７０の段数は、少なくとも２ニップを有するのが好ましく、複数段に構成された金属ロールＭと弾性ロールＤとの組み合わせからなる熱ソフトカレンダーにて平坦化処理するのがより好ましい。特にはマルチニップカレンダー、より望ましくは６段、８段、１０段のマルチニップカレンダーが最適である。図４に１０段のマルチニップカレンダー例を併示してある。さらに、全段独立してニップ圧を調整可能なマルチニップカレンダーが最適である。

他方、熱ソフトカレンダーは、オイルなどの熱媒体を流通させて加熱するものでもよいが、これでは表面温度１８０℃程度が限界である。高速での運転を図るためには、図７〜９に示すように、金属ロールＭは、その幅方向に分割温度制御可能な電磁誘導作用による内部加熱装置が装備され、金属ロールＭの表面温度を２３０℃以上、特に２３０〜５００℃にして処理するものが望ましい。図示例は、シェル７４内の鉄心７２の周囲に誘導コイル７１が巻回され、ジャケット室７３を通る熱媒体を加熱するものである。

金属ロールＭの表面温度を２３０℃〜５００℃、特には３００℃を超え３８０℃以下として表面処理をし、できる限り低いニップ圧で基紙（塗工紙）が全層に渡って潰れないようにすることにより、嵩の低下を防ぎ、不透明度の低下を抑えることが可能となる操業も行うことができる。要すれば、いわば極高温のアイロンを短時間で当てる形態である。

金属ロールＭの表面温度のコントロールとしては、前述のように、金属ロールＭ内部に温水や油を循環させる方法のほか、非回転部としての内側に設けた鉄芯７２の周囲に誘導コイル７１を設け、この誘導コイル７１に交流電流を流すことで、誘導コイル７１に磁束を発生させ回転部としての外側のシェル（外筒）７４の内側に誘導電流を誘起させ、その抵抗熱によって外側のシェル（外筒）７４自身を自己発熱（誘導発熱）させる、「電磁誘導作用による内部加熱装置」によるものが、高温処理のために特に優れる。また、この電磁誘導作用による内部加熱装置によれば、誘導コイル７１をロールの幅方向（ロール自体の長手方向）に分割（例えば３〜６分割）し、シェル７４に設けた温度センサ７５による温度信号に基づき、対応する誘導コイル７１に流す交流電流量を制御することで、ロールの幅方向の特に表面の温度制御が高精度で可能となる。

この場合、特にシェル７４の内部に長手方向に延びるジャケット路（室）７３を、周方向に間隔を置いて多数、例えば１０〜９０本程度設け、これらを相互に連通させ、内部に熱媒体を封入しておく構造のものが、シェル７４の自己発熱による熱を吸収し、熱を金属ロールＭの表面全体において均一化することができる点で優れる。

基紙（塗工紙）を高温で表面処理すると、基紙（塗工紙）の表層部だけでなく、内層部の温度も高くなり、その結果、基紙（塗工紙）が表層部だけでなく、全層に渡って潰れ易くなるため、嵩が低下する。しかるに、はるかに高い温度で、短時間の通紙を図る場合には、内層部への熱移動は極力防止でき、もって嵩の低下を防止することができる。

他方、金属ロールＭの表面温度の高温化に伴って、金属ロールＭのシェル７４に厚み方向の応力が発生し、ロールプロフィールが崩れがちとなり、もって紙厚プロフィールの制御性が低下する。また、電磁誘導作用による内部加熱装置に依存する場合には、金属ロールＭの表面温度の時間当たりの温度応答性が良好とは言えない。さらに、これを原因として幅方向の温度応答性が悪いので、温度制御性が悪いことによる歩留まり低下の原因となる。そこで、金属ロールＭの近傍には、ロール幅方向に分割温度制御可能な電磁誘導作用による外部加熱装置及びロール幅方向に冷却温度制御可能なクーリング設備の少なくとも一方が装備されているのが望ましい。

この例を図８に沿って説明すると、金属ロールＭは、シェル７４、誘導コイル７１、鉄芯７２、温度センサ７５、交流電源７６及びジャケット路７３を有する。この金属ロールＭに対して、幅方向に分割制御可能な外部電磁誘導作用による外部加熱装置７７を金属ロールＭ近傍に設けて各段において、基紙の高温ニップ域を構成する。

外部加熱装置７７は、電磁誘導加熱の原理を応用したもので、図示のように、ワークコイル７７Ａに交流電源（インバータ）７７Ｂからの交流電流（例えば３〜２０ｋＨｚの高周波）を流し、磁界を発生させて、シェル７４表面部に渦電流を生成させ、自己発熱させるものである。ワークコイル７７Ａとシェル７４表面との離間距離は、２〜２０ｍｍ、特に２〜５ｍｍ程度が望ましい。また、単位ワークコイル７７Ａは、金属ロールＭの軸心に対して交差する斜め配置とするのが、加熱用プロフィールの均一化のために望ましい。ロール幅方向のゾーン制御ピッチは、７５〜１５０ｍｍ程度であり、ゾーン当たりの定格電力は４〜２０ｋＷとすることができる。

ロール幅方向に冷却温度制御可能なクーリング設備７８の例としては、図９に示すように、ファン７８ａからのエアーをヘッダ７８ｂに送り、連通孔が形成された調整板７８ｃを通して温度調節室７８ｄ内に送入し、この温度調節室７８ｄ内に設けたコイル７８ｅを温度調節手段７８ｆにより冷却することにより、小孔を有する分散板７８ｇを通る送風の温度を制御するものである。

カレンダー７０でのニップ圧としては、２００ｋＮ／ｍ〜４５０ｋＮ／ｍ、特に３００ｋＮ／ｍ〜４５０ｋＮ／ｍが望ましい。カレンダー７０にて平滑化処理（平坦化処理）された基紙（塗工紙）は、最終的にリール８０にて巻き取りが行われ、小分け用の巻取りを仕上げるワインダー（図示せず）がマシンの最終部分に設置される。

図４に示すマルチニップカレンダー７０に代えて、図５に示すように、例えば１ニップで４スタックからなる金属ロールＭと弾性ロールＤとからなるソフトカレンダー７０Ａでもよい。

次に、本発明の実施例を説明する。
表１〜３に示した条件で製造した塗工紙について、印刷光沢（１次）及びインク着肉性の評価を行った。結果を表１〜３に示した。なお、測定条件及び評価方法は、次に示すとおりである。

〔カナダ標準ろ水度〕
ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解し、ＪＩＳ Ｐ ８１２１：１９９５に基づいて測定した。

〔カヤニ平均繊維長〕
ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解し、カヤニ平均繊維長測定器（ＦＳ−１００）によって測定した。

〔基紙坪量〕
ＪＩＳ Ｐ ８１２４：１９９８に基づいて測定した。

〔顔料（クレー、炭酸カルシウム及び再生粒子）の質量割合〕
ＪＩＳ Ｐ ８２５１：２００３に基づいて灰化した後、マイクロアナライザー（日立・堀場製）にて元素分析を行い、カルシウムとケイ素、アルミニウムの個々の元素存在部位を対比し、Ｃａ元素のみを有する凝集体のものを炭酸カルシウム、Ｓｉ及びＡｌ元素が４２〜４６：３７〜４０程度の質量割合を構成する成分とするものをクレーとし、Ｃａ、Ａｌ及びＳｉ元素を複合した構成物を再生粒子として、各々の概算質量割合を算出した。

〔製品坪量〕
ＪＩＳ Ｐ ８１２４：１９９８に基づいて測定した。

〔紙厚〕
ＪＩＳ Ｐ ８１１８：１９９８に基づいて測定した。

〔緊度（バルク密度）〕
ＪＩＳ Ｐ ８１１８：１９９８に基づいて測定した。

〔白紙光沢〕
ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５に基づいて測定した。

〔ベック平滑度〕
ＪＩＳ Ｐ ８１１９：１９９８に基づいて測定した。

〔こわさ（クラーク）〕
ＪＩＳ Ｐ ８１４３：１９９６に基づいて測定した。

〔印刷光沢（１次）〕
オフセット印刷用インクを用いてＲＩ印刷機にてベタ印刷を行い、ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５に基づいて測定した。

〔インク着肉性〕
オフセットテスト印刷機を用い、印刷速度１０００ｒｐｈで４色ベタ印刷を行い、各色の印刷面を目視にて４段階評価した。◎：非常に優れる、○：優れる、△：やや問題あり、×：問題あり、である。

本発明は、軽量化、微塗工化するのに適した塗工紙として、適用可能である。

設備構成例の第１のゾーンを示す概要説明図である。 設備構成例の第２のゾーンを示す概要説明図である。 設備構成例の第３のゾーンを示す概要説明図である。 設備構成例の第４のゾーンを示す概要説明図である。 設備構成例の第４のゾーンにおける変形例を示す概要説明図である。 ヘッドボックスの紙料の噴出を示す概要説明図である。 加熱金属ロールを示す概要説明図である。 電磁誘導作用による外部加熱装置例を示す概要説明図である。 クーリング設備例を示す概要説明図である。

１…第１ワイヤー、２…第２ワイヤー、３…ヘッドボックス、５…ブレード、１０…ギャップフォーマー、２１…第１プレス、２２…第２プレス、４０…アンダーコーター、５０…プレカレンダー、５１…金属ロール、５２…弾性ロール、６１Ａ…塗工機、７０…オンマシンカレンダー、Ｍ…金属ロール、Ｄ…弾性ロール、８０…リール。

Claims (3)

1. 上向きヘッドボックスを有するギャップフォーマーにより、基紙を抄紙し、その両面に、水溶性高分子を主成分とするアンダー塗工液を塗工してアンダー塗工層を設け、このアンダー塗工層の表面を、プレカレンダーにより平滑化処理し、その後に、その両面に接着剤及び顔料を主成分とするインク受容層を塗布により形成し、金属ロールと弾性ロールとの組み合わせからなるソフトカレンダーにて、平坦化処理する、
   ことを運転速度１３００ｍ／分以上の高速で連続的に行い、
   前記基紙は、原料パルプ種が、ＮＢＫＰ：ＬＢＫＰ：機械パルプの質量割合が、１５〜５０：４０〜５０：１０〜３５とされ、
   前記基紙は、ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、ＪＩＳ Ｐ ８１２１：１９９５に基づくカナダ標準ろ水度が、１６０〜４００ｃｃ（ＣＳＦ）であり、
   ＪＩＳ Ｐ ８２２０：１９９８に基づいて離解したときの、カヤニ平均繊維長測定器（ＦＳ‐１００）で測定したカヤニ平均繊維長が、０．８５〜１．２０ｍｍであり、
   得られた塗工紙の印刷光沢が６３．８％以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
2. 前記ギャップフォーマーにより形成した紙層を、ロール脱水手段及びブレード脱水手段の併用形態で脱水する、請求項１記載の塗工紙の製造方法。
3. 前記ギャップフォーマーにより形成した紙層を、シュープレスにより脱水し、その後に、上側が加熱ロールとされた多数本のロール構成によるシングルデッキドライヤーによるプレドライヤーにより乾燥し、次いで、前記アンダー塗工を行う請求項１又は請求項２記載の塗工紙の製造方法。

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