JP5313545B2 - 多層塗り嵩高塗工紙 - Google Patents
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〔請求項1記載の発明〕
原紙の少なくとも片面に、少なくとも2層の塗工層が形成された塗工紙であって、
前記塗工層のうち、原紙に接する塗工層は水溶性高分子及びコールターカウンター法による粒子径10〜30μmの顔料(大粒径顔料)を20〜60質量%、コールターカウンター法による粒子径0.1〜2.0μmの顔料(小粒径顔料)を40〜80質量%含む無機顔料を含み、
前記水溶性高分子100質量部に対する前記無機顔料の割合が乾燥質量で1質量部以上100質量部以下であり、
前記大粒径顔料はアスペクト比3〜10の高扁平顔料であり、
かつ前記原紙に接する塗工層の片面当たりの塗工量が5g/m2以下である、
ことを特徴とする多層塗り嵩高塗工紙。
前記顔料が、製紙スラッジ由来の再生粒子である、
請求項1に記載の多層塗り嵩高塗工紙。
前記水溶性高分子が、澱粉及び澱粉誘導体の少なくとも一方である、
請求項1又は請求項2記載の多層塗り嵩高塗工紙。
前記原紙に接する塗工層が、保水性を有する高分子化合物を含む、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。
前記保水性を有する高分子化合物が、メタクリル酸−アクリル酸共重合体を主成分とする樹脂である、
請求項4記載の多層塗り嵩高塗工紙。
前記顔料が、脱墨フロス由来の再生粒子凝集体である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。
JIS P 8142:2005に記載の「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白紙光沢度が、20〜40%である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。
本形態の塗工紙は、少なくとも2層の塗工層を有する塗工紙において、前記塗工層のうち、原紙に接する塗工層(下塗り塗工層)に、水溶性高分子及び無機顔料を含み、かつ下塗り塗工層の片面当たりの塗工量を5g/m2以下とされた塗工層が形成されたものであるため、印刷適性と嵩高性に優れた塗工紙となる。
本形態の原紙は、パルプ繊維を主成分とする。このパルプ繊維の原料である原料パルプの種類は特に限定されず、一般に製紙用途で使用されているものを例示することができる。具体的には、例えば、化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等が好適に例示される。
本形態では、かくして得られる原紙の少なくとも片面(片面又は両面)に塗工層が少なくとも2層形成され、原紙に接する塗工層(下塗り塗工層)は、前記水溶性高分子に対する無機顔料の割合が乾燥質量で1質量%以上100質量%以下に抑えられている(つまり、顔料の配合量が、水溶性高分子の配合量と同量か、少量とされている。)。
製紙スラッジ由来の再生粒子(製紙スラッジを焼却して得られた焼却灰を粉砕した白色顔料)としては、例えば、特開2002−167523号公報に記載のものを使用することができる。具体的には、例えば、製紙スラッジを直径3〜10mmの紐状に押出成形し、長さ8〜10cmにカットし、次いでロータリーキルンで500〜1000℃で焼却し、この焼却により得た焼却灰を乾式粉砕、湿式粉砕の順で粉砕して得た、平均粒径0.1〜40μmの白色顔料を使用することができる。製紙スラッジ由来の再生粒子の品質としては、例えば、白色度(粉体白色度計((株)ケット科学研究所製、形式C−100))が60%以上であり、硬度(プラスチックワイヤー摩耗度(日本フィルコン製、3時間))が100mg未満のものを使用することができる。
脱墨フロス由来の再生粒子(古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とする製紙スラッジを脱水、乾燥、焼成及び粉砕工程を経ることにより得られ、焼成工程で凝集させ、粒子中にカルシウム、ケイ素及びアルミニウムの3成分を含有する再生粒子)としては、例えば、特開2007−99613号公報や、特開2007−100262号公報に記載のものを使用することができる。具体的には、例えば、水分率95〜98質量%程度の脱墨フロスに凝集剤を加え、50〜60質量%程度まで脱水して、脱水物を熱風乾燥・分級した後、450〜650℃の範囲で、未燃率が10質量%以上、15質量%未満となるよう焼成して凝集させる。焼成した無機粒子凝集体を、一次粒子が平均粒子径0.01〜0.1μm、この一次粒子が凝集した二次粒子が平均粒子径0.1〜40μmとなるよう粉砕して得られた白色顔料を使用することができる。脱墨フロス由来の再生粒子の品質としては、例えば、吸油量が30〜100ml/100gである。また、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%以上に調整し、さらには原料スラッジ中のカルシウム、シリカ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、無機粒子凝集体の細孔容積を0.15〜0.60cc/g、細孔表面積を10〜25m2/g、細孔半径を300〜1000オングストロームに調整した白色顔料を使用することもできる。
シリカ被覆再生粒子としては、例えば、特開2007−146354号公報や、特開2007−186800号公報に記載のものを使用することができる。具体的には、例えば、水分率95〜98%に脱水した脱墨フロスを、更に40%〜70%に脱水した後、100〜200℃の熱風で、水分率が2〜20質量%となるように乾燥する。乾燥物は、粒子径355〜2000μmのものが70質量%以上となるように調整する。乾燥物は510〜750℃の範囲で焼成して凝集させ、未燃分を調整した後、微細粒化し、一次粒子が平均粒子径0.01〜0.1μm、この一次粒子が凝集した二次粒子が平均粒子径0.1〜40μmとなるよう調整し、再生粒子凝集体を得る。この再生粒子凝集体は、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%以上に調整し、さら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、無機粒子凝集体の細孔容積を0.15〜0.60cc/g、細孔表面積を10〜25m2/g、細孔半径を300〜1000オングストロームに調整した白色顔料とすることが好ましい。この再生粒子凝集体を珪酸アルカリ水溶液に添加・分散しスラリーを調製した後に加熱攪拌しながら、液温70〜100℃で硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸の希釈液を添加し、シリカゾルを生成させ、最終反応液のPHを8.0〜11.0の範囲に調整することにより、再生粒子凝集体表面に粒子径10〜20nmのシリカゾル粒子を生成させて得られた白色顔料を使用できる。このシリカ被覆再生粒子は、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で30〜62:29〜55:9〜35の質量割合とすることで、シリカ析出効果による吸油性、不透明性を向上させることができる。シリカ被覆再生粒子の品質としては、例えば、吸油量が30〜100ml/100gである。
<下塗り塗工剤>
(水溶性高分子化合物)
・酸化澱粉(品番:酸化澱粉 エリエール商工製)
・ポリアクリルアミド(PAM、品番:ハリコートG−51、ハリマ化成社製)
・ヒドロキシエチルエーテル化澱粉(HES、品番:コートマスター K49F、三晶社製)
(顔料)
a)製紙スラッジ由来の再生粒子(再生粒子)
特開2002−167523号公報、試験例8の製法で粒径を調整して製造した。具体的には、DIPフローテーターのフロス又は脱水設備にて55〜65%に脱水して得られた製紙スラッジを、直径4.5mm、長さ8〜10cmの紐状にカットしてから、焼却炉において1000℃で焼却して再生粒子を生成した。
特開2007−146354号公報、実施例3の製法で粒径を調整して製造した。具体的には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを水分率60%まで脱水し(脱水工程)、120℃で乾燥して(乾燥工程)焼成工程入口での水分率が3%になるようにし、第1焼成工程で未燃分が7%となるように、第2焼成工程で未燃分が12質量%となるように焼成し(焼成工程)、粉砕して(粉砕工程)、再生粒子凝集体を生成した。
特開2007−146354号公報、実施例15の製法で粒径を調整して製造した。具体的には、古紙の処理工程から排出される脱墨フロスを水分率50%まで脱水し(脱水工程)、130℃で乾燥して(乾燥工程)焼成工程入口での水分率が3%になるようにし、第1焼成工程で未燃分が7%となるように、第2焼成工程で未燃分が12質量%となるように焼成し(焼成工程)、粉砕して(粉砕工程)、再生粒子凝集体の表面に、シリカを析出させたシリカ被覆再生粒子凝集体を生成した。
・カオリンクレー(品番:カオファイン、イメリス社製)
・湿式重質炭酸カルシウム(品番:ハイドロカーブ90K、オミヤコーリア社製)
・澱粉(品番:コートマスターK49F、GPC社製)
・アクリル樹脂(品番:SNシックナー929−S、サンノプコ社製)
・メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体(品番:ソマレックス270K、ソマール社製)
<上塗り塗工剤>
(顔料)
・カオリンクレー(品番:カオファイン、イメリス社製)
・湿式重質炭酸カルシウム(品番:ハイドロカーブ90K、オミヤコーリア社製)
(接着剤)
・酸化澱粉(品番:コートマスター K96F、三晶社製)
・ヒドロキシエチルエーテル化澱粉(HES、品番:コートマスター K49F、三晶社製)
・アセチル化酸化タピオカ澱粉(AOS、品番:マーメイドMC−3000、三晶社製)
・スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(SBR、平均粒子径:100μm、品番:PA−1071、日本エイアンドエル社製)
・アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス(NBR、平均粒子径:100μm、品番:Nipol 1571CL、日本ゼオン社製)
なお、ワイヤーパートではギャップフォーマを、プレスパートではオープンドローのないストレートスルー型を、ドライヤーパートではシングルデッキドライヤーを用いて抄紙した。コーターパートでは、ゲートロールコーター(GR)又はロッドメタリングサイズプレスコーター(RMSP)で下塗り塗工剤を塗工した後、プレカレンダーで平坦化処理し、ロッドメタリングサイズプレスで上塗り塗工剤を塗工した。カレンダーパートでは、マルチニップカレンダーを用いて平坦化処理を行った。コーターパート、カレンダーパートは、それぞれ抄紙機に組み込んだ、オンマシンコーター、オンマシンカレンダーを使用した。
(a)白紙光沢度
塗工紙をJIS P 8142:2005に記載の「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。
塗工紙をJIS P 8118:1998に記載の「紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定した。
A4サイズ(210mm×297mm)の塗工紙サンプル20枚を重ね、長辺の一方をホチキスで3箇所(上端、中央、下端)綴じて水平に置き、1枚ずつ合計10枚捲って、手肉感について以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:めくった後の紙がへたれず、手肉感に特に優れる。
○:めくった後の紙のへたれが僅かであり、手肉感に優れる。
△:めくった後の紙のへたれが少なく、手肉感が良好である。
×:めくった後の紙がへたれ、手肉感に劣る。
なお、前記評価基準のうち、◎、○、△を実使用可能と判断する。
次の条件で塗工紙に印刷を行って印刷試験体を作製した。
・印刷機:RI‐3型、(株)明製作所製
・インキ:WebRexNouverHIMARKプロセス(藍)、大日精化社製
・インキ量:上段ロールに0.3ml、下段ロールに0.2ml
・試験方法:上段、下段ロールでそれぞれインキを各3分間練り(2分間練った後、ロールを反転させてさらに1分間練る)、回転速度30rpmで2色同時印刷を行った。
前記印刷試験体について、白抜けおよび印刷ムラの発生度合いを目視及びルーペ(10倍)にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
◎:白抜けや印刷ムラがなく、印刷品質に特に優れる。
○:白抜けや印刷ムラの発生が僅かであり、印刷品質に優れる。
△:白抜けや印刷ムラの発生が少なく、印刷品質が良好である。
×:白抜けや印刷ムラが発生し、印刷品質に劣る。
なお、前記評価基準のうち、◎、○、△を実使用可能と判断する。
Claims (7)
- 原紙の少なくとも片面に、少なくとも2層の塗工層が形成された塗工紙であって、
前記塗工層のうち、原紙に接する塗工層は水溶性高分子及びコールターカウンター法による粒子径10〜30μmの顔料(大粒径顔料)を20〜60質量%、コールターカウンター法による粒子径0.1〜2.0μmの顔料(小粒径顔料)を40〜80質量%含む無機顔料を含み、
前記水溶性高分子100質量部に対する前記無機顔料の割合が乾燥質量で1質量部以上100質量部以下であり、
前記大粒径顔料はアスペクト比3〜10の高扁平顔料であり、
かつ前記原紙に接する塗工層の片面当たりの塗工量が5g/m2以下である、
ことを特徴とする多層塗り嵩高塗工紙。 - 前記顔料が、製紙スラッジ由来の再生粒子である、
請求項1に記載の多層塗り嵩高塗工紙。 - 前記水溶性高分子が、澱粉及び澱粉誘導体の少なくとも一方である、
請求項1又は請求項2記載の多層塗り嵩高塗工紙。 - 前記原紙に接する塗工層が、保水性を有する高分子化合物を含む、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。 - 前記保水性を有する高分子化合物が、メタクリル酸−アクリル酸共重合体を主成分とする樹脂である、
請求項4記載の多層塗り嵩高塗工紙。 - 前記顔料が、脱墨フロス由来の再生粒子凝集体である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。 - JIS P 8142:2005に記載の「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白紙光沢度が、20〜40%である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の多層塗り嵩高塗工紙。
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