JPH10245796A - 光沢紙の製造方法 - Google Patents

光沢紙の製造方法

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JPH10245796A
JPH10245796A JP10040033A JP4003398A JPH10245796A JP H10245796 A JPH10245796 A JP H10245796A JP 10040033 A JP10040033 A JP 10040033A JP 4003398 A JP4003398 A JP 4003398A JP H10245796 A JPH10245796 A JP H10245796A
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JP
Japan
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weight
paper
coating
paper sheet
composition
Prior art date
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JP10040033A
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John Claude Husband
クロード ハズバンド ジョン
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Imerys Minerals Ltd
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ECC International Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 グラビア印刷法により印刷を行う際に改良さ
れた結果を示す、光沢のある出版用グレードの紙を製造
する方法を提供する。 【解決手段】 グラビア印刷法により印刷された時に改
良された印刷特性を示す、光沢のある出版用本文用紙を
製造する方法であって、（ａ）セルロース・ファイバー
材料及び粒状填料材料を含む製紙組成物からペーパーシ
ートを製造する工程、（ｂ）任意に、該ペーパーシート
を、粒状コーティング顔料材料及び親水性バインダーの
水性懸濁液を含むコーティング組成物でコーティングし
てもよい工程、及び（ｃ）ペーパーシートをカレンダー
仕上げする工程を含み、ここで、工程（ａ）において、
該製紙組成物に用いられる粒状填料材料を、セルロース
・ファイバー材料への添加前に、表面処理剤の添加によ
り処理して、該粒状填料材料を疎水性にし、該表面処理
剤が、親水性部分及び疎水性部分を有する分子を含み、
該疎水性部分が、８〜30個の炭素原子を有する炭化水素
基を少なくとも１つ含むことを特徴とする該方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光沢紙の製造に関
するものである。具体的には、本発明は、グラビア印刷
により改良印刷を施すのに適する光沢のある出版用グレ
ードの紙(publication grade gloss paper) 、特には、
スーパーカレンダー処理をした雑誌用紙及び軽量コート
紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光沢紙は、幅広いタイプが用いられてお
り、かつスーパーカレンダー処理をした紙及び軽量コー
ト紙を含む。スーパーカレンダー処理をした紙は、公知
の方法でローラー間を繰り返し通過させて、光沢を付与
するための更なるコーティングの適用を必要とせずに受
入れ可能な印刷特性及び滑らかさを提供する紙である。
スーパーカレンダー処理をした雑誌用紙は、そのグレー
ドにより、約３〜約33重量％の無機填料を含み、かつ45
〜70ｇ・ｍ-2の範囲の単位面積あたりの重量、即ちグラ
メージ(grammage)を有する。スーパーカレンダー処理を
した紙は、特に欧州においては、グラビア印刷法により
雑誌に印刷を行うために使用されることが多い。軽量コ
ート紙は、一般にはロールアプリケーター（その後ドク
ターブレードが行われる）により、又は短時間滞留アプ
リケーター(short dwell time applicator) の手段によ
り、該コーティング重量が片側あたり約５〜約13ｇ・ｍ
-2の範囲となるような状況下でコーティングされる。そ
れは、グラビア法及びウェブオフセット(web offset)法
の両法により雑誌、カタログ、ダイレクトメールに印刷
を行うために使用される。そのベースペーパー(base pa
per)は、約２〜約30重量％の無機填料を含んでいてもよ
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、グラ
ビア印刷法により印刷を行う際に改良された結果を示
す、光沢のある出版用グレードの紙を製造する方法を提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下の
方法が提供される：グラビア印刷法により印刷された時
に改良された印刷特性を示す、光沢のある出版用グレー
ドの紙を製造する方法であって、（ａ）セルロース・フ
ァイバー材料及び粒状填料材料を含む製紙組成物からペ
ーパーシートを製造する工程、（ｂ）任意に、該ペーパ
ーシートを、粒状コーティング顔料材料及び親水性バイ
ンダーの水性懸濁液を含むコーティング組成物でコーテ
ィングしてもよい工程、及び（ｃ）ペーパーシートをカ
レンダー仕上げする工程を含み、ここで、工程（ａ）に
おいて、該製紙組成物に用いられる粒状填料材料を、セ
ルロース・ファイバー材料への添加前に、表面処理剤の
添加により処理して、該粒状填料材料を疎水性にし、該
表面処理剤が、親水性部分及び疎水性部分を有する分子
を含み、該疎水性部分が、８〜30個の炭素原子を有する
炭化水素基を少なくとも１つ含むことを特徴とする該方
法。好ましくは、前記分子は、前記炭化水素が線状脂肪
族基であるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】好ましくは、表面処理剤は、工程
（ａ）に用いられる粒状填料材料の乾燥重量の0.１〜3.
０重量％、特には0.５〜2.０重量％を構成する量で、該
粒状填料材料と共に存在する。粒状填料材料は、好まし
くは、カオリニティッククレー(kaolinitic clay) 、カ
オリン、メタカオリン(metakaoline) 又はアルカリ土類
金属カーボネート、特には沈降及び／又はグラウンド(g
round)材料であってもよい炭酸カルシウムである。
【０００６】粒状填料材料が、弱陰性表面を有する場
合、例えば、カオリン、カオリニティッククレー又はメ
タカオリンを含む場合、表面処理剤は、好ましくは、以
下の添加剤（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかである： （ｉ）炭素原子８〜30個の鎖長を有する炭化水素基を少
なくとも１つ有するアミン又は第四アンモニウム化合
物、若しくは該化合物の塩、又は（ｉｉ）炭素原子８〜
30個の鎖長を有する炭化水素基を少なくとも１つ有する
カチオン若しくは両性界面活性剤。特に適切な両性界面
活性剤は、イミダゾリンをベースとするものであり、か
つ以下の一般式を有するものである：
【０００７】
【化２】
【０００８】（式中、Ｒは炭素原子８〜30個の鎖長を有
する炭化水素基である）。特に適切な両性界面活性剤
は、１−ヒドロキシエチル−２−ヘプタデセニルイミダ
ゾリンである。表面処理剤は、添加剤（ｉ）及び（ｉ
ｉ）の双方を含んでいてもよい。前記アミンは、第一、
第二又は第三アミンであり得る。好ましい一般的な形の
アミンは、以下の形の第一アミン塩である：
【０００９】
【化３】
【００１０】（式中、Ｒa は、飽和又は不飽和であって
もよい脂肪族基又は脂肪族基の混合物のいずれか、又は
双方であってもよい）。Ｘ- は、適切な電荷釣合アニオ
ン(charge balancing anion)、例えば、塩化物等のハロ
ゲン化物である。Ｒa 基の混合物を有するそのようなア
ミンは、例えば、天然源から誘導することができ、例え
ば、牛脂の処理により得ることができる。
【００１１】粒状填料材料が弱陰性表面を有する場合、
例えば、アルカリ土類金属カーボネートを含む場合、表
面処理剤は、好ましくは、炭素原子８〜30個の鎖長を有
する炭化水素基を少なくとも１つ有するカルボン酸、例
えば脂肪酸、又はその酸の水溶性塩を含む。その代わり
に又は更に、アルカリ土類金属カーボネートを、例え
ば、該アルカリ土類金属カーボネートの乾燥重量をベー
スとして0.１〜2.０重量％のアニオン界面活性剤で処理
することができる。特に適切なアニオン界面活性剤は、
ドデシル硫酸ナトリウムである。界面活性剤が使用され
る場合、それは、また、コーティングされた材料がパル
プに添加されて、製紙組成物が形成される時には、該組
成物の１重量％までの量で、発泡を低減させるための消
泡剤を含むことが望ましい。他の従来の添加剤が、第１
の態様の方法の工程（ａ）に用いられる製紙組成物中に
含まれていてもよい。例えば、0.５重量％までの歩留り
剤、例えばカチオン又はアニオン又は非イオン性ポリア
クリルアミドを、鉱物性の、いわゆる微粒子添加剤（例
えばベントナイト又はシリカ）と共に、組成物に添加し
てもよい。
【００１２】工程（ａ）の製紙組成物に用いられる表面
処理剤、無機填料材料の量は、好ましくは、工程（ａ）
の製紙組成物に用いられる填料及びセルロース・ファイ
バーの全乾燥重量の約３〜約33％の範囲内とする。処理
する填料材料は、工程（ａ）の製紙組成物の形成の際、
表面処理されていても又はされていなくてもよい他の粒
状填料材料と混合することができる。工程（ａ）は、一
般には、製紙業界の当業者には周知の方法で行うことが
できる。従って、製紙組成物は、例えば0.３〜1.０重量
％の固形鉱物を含む希釈水性懸濁液の形態で、抄紙機に
おいて、当該技術分野で“ワイヤ”として知られる移動
ワイヤメッシュベルト構造(a moving wire mesh belt s
tructure) に施すことができ、その上において、固形物
が保持され、ペーパーウェブ又はシートが形成される。
ワイヤ上における部分脱水の後に、ペーパーウェブ又は
シートを移動ベルト上に移し、その上において、更なる
脱水及び乾燥が行われる。製造されたペーパーシート
を、更に、工程（ｃ）のカレンダー仕上げによる処理を
して、滑らかな光沢表面を提供する。カレンダー仕上げ
の前に、カレンダー仕上げの後に適切に強化された程度
の光沢を提供するであろう表面コーティング層を提供す
るための工程（ｂ）のコーティングを行っても、行わな
くてもよい。
【００１３】工程（ｂ）を、適用する場合には、公知の
方法で行うことができる。工程（ｂ）においては、適用
するペーパーコーティング組成物の固形含量は、60重量
％より高く、好ましくは、少なくとも70重量％であり、
より好ましくはコーティング工程において使用可能な適
切な流体組成物を提供し得る限りにおいて可能な限り高
いものである。工程（ｂ）の粒状コーティング顔料は、
当該技術分野において用いられるコーティング顔料、例
えば、カオリン又は焼成カオリンクレー、加工、天然又
は沈降炭酸カルシウム（ｐｃｃ）、二酸化チタン、硫酸
カルシウム、サテンホワイト、タルク及びいわゆる“プ
ラスチック顔料”並びにそれらの顔料のブレンド（例え
ばカオリンとｐｃｃ）からなる群から選択することかで
きる。
【００１４】コーティング組成物のバインダーは、周知
の親水性接着剤、例えば、公知の植物源（小麦、トウモ
ロコシ、ポテト、タピオカ等）から得られる天然スター
チから誘導されたものを含んでいてもよい。スターチ
は、未改変のもの、即ち生のスターチであってもよく、
又はそれは、当該技術分野において公知の１以上の化学
的処理により改変させたものであってもよい。あるいは
また、バインダーは、蛋白質材料又は当該技術分野にお
いて周知の１つのラテックス、又は異なる類似の接着剤
の混合物を含んでいてもよい。それぞれのケースにおい
て、接着剤又はバインダーは、コーティング組成物の固
形含量の４〜30重量％、例えば８〜20重量％、特には８
〜15重量％を構成していてもよい。使用する量は、上述
したようなコーティング組成物及び接着剤タイプに依存
し、それ自体、１以上の成分を包含していてもよい。種
々の公知のクラスの添加剤を、コーティング及びコーテ
ィングする材料のタイプに依存して、工程（ｂ）に用い
られるコーティング組成物中に含ませることかできる。
そのようなクラスの任意の添加剤の例を以下に挙げる。
【００１５】（１）架橋剤：例えば、０〜５重量％のレ
ベル；例えばグリオキサール、メラミンホルムアルデヒ
ド樹脂、炭酸ジルコニウムアンモニウム。 （２）保水剤：例えば２重量％までの量：例えば、カル
ボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチル
セルロース、ＰＶＡ（ポリビニルアセテート）、スター
チ、タンパク質、ポリアクリレート、ガム、アルギン酸
塩、ポリアクリルアミドベントナイト、そのような用途
のために販売されている商業的に入手可能な他の製品。 （３）粘度調整剤又は増粘剤：例えば、２重量％までの
レベル；例えば、ポリアクリレート、エマルションコポ
リマー、ジシアンアミド、トリオール、ポリオキシエチ
レンエーテル、ウレア、硫酸化ヒマシ油、ポリビニルピ
ロリドン、モンモリナイト、ＣＭＣ（カルボキシメチル
セルロース）、アルギン酸ナトリウム、キサンタンガ
ム、ケイ酸ナトリウム、アクリル酸コポリマー、ＨＭＣ
（ヒドロキシメチルセルロース）及びＨＥＣ（ヒドロキ
シエチルセルロース）等。
【００１６】（４）潤滑剤／カレンダー処理剤：例え
ば、２重量％までのレベル；例えば、ステアリン酸カル
シウム、ステアリン酸アンモニウム、ステアリン酸亜
鉛、ワックスエマルション、ワックス、アルキルケテン
ダイマー、グリコール。 （５）分散剤：例えば、２重量％までのレベル；例え
ば、ポリアクリレート及びアクリレート種を含有するコ
ポリマー、特にポリアクリレート塩（例えばナトリウム
及びアルミニウム、任意に第II族金属塩のもの) 等の高
分子電解質、ヘキサメタリン酸ナトリウム、非イオン性
ポリオール、ポリリン酸、縮合リン酸ナトリウム、非イ
オン性界面活性剤、アルカノールアミン、及び上記作用
のために商業的に使用される他の試薬。 （６）消泡剤／脱泡剤；例えば、１重量％までのレベ
ル；例えば、界面活性剤、トリブチルホスフェート、脂
肪族ポリオキシエチレンエステルと脂肪族アルコール、
脂肪酸石鹸、シリコーンエマルション、及び鉱油中の他
のシリコーン含有組成物、ワックス及び無機粒状物のブ
レンド、乳化炭化水素及びこの作用をもたらすために商
業的に販売されている他の化合物のブレンド。
【００１７】（７）乾燥又は湿潤ピック(pick)改良添加
剤：例えば、２重量％までのレベル；例えば、メラミン
樹脂、ポリエチレンエマルション、ユリアホルムアルデ
ヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリアミド、ステア
リン酸カルシウム及びスチレン無水マレイン酸等。 （８）乾燥又は湿潤摩擦改良及び耐摩耗性添加剤：例え
ば、２重量％までのレベル；例えば、グリオキサールベ
ースの樹脂、酸化ポリエチレン、メラミン樹脂、ユリア
ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエ
チレンワックス及びステアリン酸カルシウム等。 （９）グロス−インクホールドアウト(gloss-ink hold-
out)添加剤：例えば、２重量％までのレベル；例えば、
酸化ポリエチレン、ポリエチレンエマルション、ワック
ス、カゼイン、グアールガム、ＣＭＣ、ＨＭＣ、ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸アンモニウム及びアル
ギン酸ナトリウム等。
【００１８】（10）蛍光増白剤(optical brightening a
gent (OBA) and fluorescent whitening agent (FWA))
：例えば、１重量％までのレベル；例えば、スチルベ
ン誘導体。 （11）染料：例えば、0.５重量％までのレベル。 （12）殺生剤／変敗調整剤(spoilage control agent)：
例えば、１重量％までのレベル；例えば、メタホウ酸
塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、チオシア
ネート、有機イオウ、安息香酸ナトリウム及び上記作用
のために商業的に販売されている他の化合物（例えば、
Calgon Corporation製の殺生剤ポリマー類）。 （13）平滑化及びイブニング剤(evening aid) ：例え
ば、２重量％までのレベル；例えば、非イオン性ポリオ
ール、ポリエチレンエマルション、脂肪酸、エステル及
びアルコール誘導体、アルコール／エチレンオキシド、
ＣＭＣナトリウム、ＨＥＣ、アルギン酸塩、ステアリン
酸カルシウム及び上記作用のために商業的に販売されて
いる他の化合物。
【００１９】（14）耐脂及び耐油添加剤：例えば、２重
量％までのレベル；例えば、酸化ポリエチレン、ラテッ
クス、ＳＭＡ（スチレン無水マレイン酸）、ポリアミ
ド、ワックス、アルギン酸塩、タンパク質、ＣＭＣ及び
ＨＭＣ。 （15）耐水添加剤：例えば、２重量％までのベレル；例
えば、酸化ポリエチレン、ケトン樹脂、アニオンラテッ
クス、ポリウレタン、ＳＭＡ、グリオキサール、メラミ
ン樹脂、ユリアホルムアルデヒド、メラミンホルムアル
デヒド、ポリアミド、ステアレート及び上記作用のため
に商業的に入手可能な他の材料。 （16）不溶化剤：例えば、２重量％までのレベル。 上記添加剤の全てについて、引用した重量％は、組成物
中に存在する顔料（１００％）の乾燥重量をベースとし
たものである。添加剤が最小量で存在する場合には、そ
の最小量は、顔料の乾燥重量をベースとして0.01重量％
であってもよい。
【００２０】また、適用される場合の工程（ｂ）におい
て用いられるコーティング組成物に含まれる粒状コーテ
ィング顔料材料を、例えば、工程（ａ）に用い得る適切
な粒状填料材料について記載したような表面処理剤を用
いて表面処理することができ、そのような処理の利点
は、後述の実施例において説明する。しかしながら、粒
状コーティング顔料材料に、そのような処理を施すこと
は必須のことではない。工程（ｂ）において使用するた
めのコーティング組成物は、以下のように製造すること
ができる。顔料の分散水性懸濁液は、従来の分散剤、例
えばポリアクリレートを用いて形成する。その懸濁液の
固形含量は、50重量％より高くてもよく、例えば、60重
量％より高くてもよい。その懸濁液を、その後、接着剤
及び他の任意の成分と混合して、コーティング組成物を
形成する。接着剤は、存在する含量の全乾燥重量をベー
スとして４〜30重量％を構成していてもよい。
【００２１】工程（ｂ）のコーティング組成物における
使用に特に好ましいクラスの顔料は、カオリン又は炭酸
カルシウム又はその２種のブレンドを含むことを見出し
た。上述したように、そのような顔料材料は、任意に、
工程（ａ）に用いられる製紙組成物における填料材料と
して有用な粒状材料を処理する際に使用することに関連
して特定した表面処理剤の１つを用いて表面処理するこ
とができる。当該技術分野の当業者には知られているで
あろうが、コーティング顔料材料は、一般には、紙充填
剤を提供するために使用されるものよりも微細な、即
ち、一般に小さい粒子サイズを有するものである。任意
に他の材料（例えば、沈降炭酸カルシウム）を伴う、板
状の粒状顔料（例えば、少なくとも25の平均アスペクト
比を有するカオリン粒状物）は、滑らかな光沢表面を提
供するのに特に好ましいコーティング顔料材料である。
【００２２】コーティング工程（ｂ）は、コーティング
される材料、適用されるコーティング組成物及びオペレ
ーターにより決定された他の要因、例えば速度及び作業
容易性に依存するであろう公知の方法で、従来のコーテ
ィング機を用いて行うことができる。紙及び他のシート
材料をコーティングする方法については、広範に出版が
なされており、周知である。例えば、そのような方法
は、"Pulp and Paper International" (1994年５月)(第
18〜19頁参照) に記載されている。シートは、シート形
成機上において、即ち“オン−マシーン”で、又は、コ
ーター(coater)又はコーティング機上において“オフ−
マシーン”で、コーティングすることができる。高固形
分組成物の使用が、コーティング工程において望まし
く、なぜなら、それにより、その後蒸発する水がより少
なくなるからである。しかしながら、当該技術分野にお
いて周知のように、固形分レベルは、高粘度及びレベリ
ングの問題が生じる程にまで高くすべきでない。
【００２３】本発明の方法の工程（ｂ）に有用な、全て
の公知のコーティング方法には、（Ａ）コーティング組
成物を、コーティングされる材料に施す手段、即ちアプ
リケーター；及び（Ｂ）正確なレベルのコーティング組
成物が施されることを確実なものとする手段、即ち計量
装置が必要とされる。過剰のコーティング組成物がアプ
リケーターに施されると、計量装置により、それが下流
へと運び出される(downstream)。あるいはまた、正確な
量のコーティング組成物は、計量装置により、例えばフ
ィルムプレス(film press)としてアプリケーターに施す
ことができる。コーティングの適用及び測定時に、ペー
パーウェブサポートは、バッキングロールから、即ち１
つ又は２つのアプリケーターを介して、なにもないとこ
ろ(nothing) へと並べられる（即ちちょうどの張力(jus
t tension)) 。過剰量が最終的に除去される前にコーテ
ィングが紙と接触する時間を、滞留時間(dwell time)と
し、これは、短時間であっても長時間であってもよく、
変動し得るものである。
【００２４】コーティングは、通常、コーティングステ
ーション(coating station) でコーティングヘッド(coa
ting head)により添加する。所望の特性に従い、ペーパ
ーグレード(paper grade) が、単層コーティング、二重
層コーティング、三重層コーティングのものであっても
よい。１より多くのコーティングを提供する時、最初の
コーティング（プレコート）は、安価な配合を有し、コ
ーティング組成物中の顔料がより少ないこととなり得
る。二重コーティング、即ち紙の各側おけるコーティン
グを施すコーターは、それぞれのヘッドによりコーティ
ングされる側の数に応じて、２又は４つのコーティング
ヘッドを有するであろう。コーティングを施した場合
に、光沢のある出版用グレードの紙の大抵のものは、単
一のコーティング層のみを有する。大抵のコーティング
ヘッドは、１回で片側のみをコーティングするが、数種
のロールコーター（例えばフィルムプレス、ゲートロー
ル、サイズプレス）は、１回の通過で両サイドをコーテ
ィングする。工程（ｂ）に用い得る公知のコーターの例
としては、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロ
ッドコーター、バーコーター、マルチヘッドコーター、
ロールコーター、ロール／ブレードコーター、キャスト
コーター、ラボラトリーコーター、グラビアコーター、
キスコーター、液体アプリケーションシステム、リバー
スロールコーター及び押出しコーターがある。
【００２５】工程（ｃ）に用いるカレンダー処理は、周
知の方法であり、そのような方法を行うためのカレンダ
ー処理及びいわゆるスーパーカレンダー処理機は、幅広
い範囲で入手可能である。紙をカレンダー処理する際、
滑らかさ及び光沢が改良され、バルクが、コーティング
されたペーパーシートをカレンダーニップ又はローラー
間に１回以上通過させることにより低減される。通常、
紙は、ニップ間を５回以上通過させる。通常、エラスト
マーコーティングされたロール(elastmer coated roll)
を現在の機械に用いて、高固形分組成物のプレスを行
う。上昇温度を施してもよい。コーティング及びカレン
ダー処理後の紙は、30〜70ｇ・ｍ-2、特には49〜65ｇ・
ｍ-2、より好ましくは35〜48ｇ・ｍ-2の単位面積あたり
の全重量を有していてもよい。最終コーティングは、好
ましくは、ペーパーシートの片側あたりでの単位面積あ
たりの重量が好ましくは、３〜20ｇ・ｍ-2、特には５〜
13ｇ・ｍ-2である。そのようなコーティングは、光沢の
ある出版用グレードの紙について通常望まれるように、
紙の両側へ施すことができる。あるいはまた、カレンダ
ー処理前にコーティング工程が行われない場合、紙は、
65〜70ｇ・ｍ-2の範囲内の単位面積あたりの重量を有す
るスーパーカレンダー処理された紙を含み得んでいても
よい。コーティングされた紙は、いわゆる軽量コーティ
ング（ＬＷＣ）又は超軽量コーティング（ＵＬＷＣ）紙
であってもよい。
【００２６】本発明の方法により製造した紙の光沢は、
45より高いタッピ（ＴＡＰＰＩ）ユニットを有していて
もよく、各紙のコーティングの１ＭＰａの圧力でのパー
カープリントサーフ(Parker Print Surf) 値は２μｍ未
満であってもよい。コーティングした紙の表面の光沢
は、タッピ標準規格No. 480 ts-65 に規定された試験に
より測定することができる。紙の表面から、ある角度で
反射した光の強度を測定し、公知の光沢値の標準と比較
する。入射束及び反射光の双方は、紙の表面に対して通
常、75°の角度でのものである。その結果を、ＴＡＰＰ
Ｉ光沢単位で表す。
【００２７】パーカープリントサーフ試験は、紙表面の
滑らかさの測定を可能とするものであり、公知の標準的
な力で、圧縮空気のための出口を有する上部板と下部板
の間に締付(clamp) された、コーティングされた紙のサ
ンプルから圧力下で漏れる空気の割合を測定することを
含み、その上部表面は、試験下での紙の性質に従って、
軟質又は硬質いずれかの参考サポート材料(referecne s
upporting material)のシートで覆われている。空気の
脱出割合から、紙表面と参考材料との間におけるμｍで
の三乗平均差(root mean cube gap)を計算する。これが
より小さい値であれば、試験下での紙の表面滑らかさの
程度がより高いものであり得る。製紙後の工程（ｃ）に
おいては、紙は、望ましくは、グラビア印刷法を用いて
印刷することができる。グラビア印刷法は、印刷技術の
分野の当業者には周知の方法のいずれにおいて行うこと
ができる。
【００２８】後に説明するように、製造した紙を印刷す
る際の印刷性能は、予期せぬことにまた利益的に、ベー
スシートの製造（その後、工程（ｂ）及び（ｃ）におい
て、任意のコーティング、及びカレンダー処理を受け、
グラビア法により印刷される）の際の工程（ａ）での表
面処理粒状填料材料の導入により改良される。製紙業界
において特定の用途のために表面処理鉱物を使用するこ
とが知られているが、任意のコーティング及びカレンダ
ー処理後の印刷特性を改良するためにこのように処理填
料材料を用いるとする特定使用は、従来公知の又は示唆
された手順とは異なる。本発明の実施態様を以下の実施
例に関連して記載することにする。
【００２９】
【実施例】カナディアン漂白スルフィット軟材パルプか
ら製紙用完成紙料を製造した。そのパルプを一晩濾過水
に浸し、１０分間打解し、コンシステンシー約1.8 重量
％まで水で希釈し、カナダ標準フリーネス３００までビ
ーターで叩解した。次にパルプを水で再度希釈し、さら
に打解に供し、最終繊維容量0.5 重量％を得た。残りは
本質的に水であった。希釈セルロースパルプに混合する
ために、以下の三種の填料組成物を製造した： Ａ．等価球形直径が２μｍよりも小さい粒度分布が６５
重量％の粒子を含有するカオリン粘土をミキサーで水に
分散し、カオリンを１０乾燥重量％含有する懸濁液を調
製した。 Ｂ．同じカオリン粘土のさらなるサンプルを、乾燥カオ
リンの重量をベースとして１重量％の溶融第一水添牛脂
アミンと共に、９０℃で１５分間、機械的混合機中で混
合することにより表面処理した。次に、表面処理したカ
オリンを機械攪拌を使用して水に分散させ、表面処理し
たカオリンを１０乾燥重量％含有する懸濁液を調製し
た。
【００３０】Ｃ．同じカオリン粘土のさらなるサンプル
をＢのようにして表面処理し、次に、その表面処理した
カオリンを、表面処理した乾燥カオリンの重量をベース
として1.8 重量％のドデシル硫酸ナトリウム及び0.1 重
量％の消泡剤を含有する水に分散させ、カオリンを６０
乾燥重量％含有する懸濁液を調製した。最後に、その懸
濁液をカオリン１０乾燥重量％まで水で希釈した。消泡
剤は、商業的に入手できるシリコーンベース化合物水中
の３０％活性エマルションである。十分な量の各填料組
成物を希釈したセルロースパルプに添加して、填料及び
セルロース繊維の全重量をベースとして乾燥填料１５重
量％を得た。セルロース繊維の重量をベースとして0.02
重量％量のカチオン性ポリアクリルアミドを含有する保
持剤を添加した。どの場合も、ワイヤー速度1000m/min
を使用するフォルメトダイナミック製造機により、製紙
用ストックからでハンドシートを製造した。完成したハ
ンドシートの乾燥物質重量は60〜65g/m2の範囲であっ
た。組成物１及び２を含有する二種の異なる紙を、以下
の表１に記載した配合に従って製造した：
【００３１】
【表１】 組成物１ 組成物２ コーティング顔料１ 100 0 （重量部） コーティング顔料２ 0 100 （重量部） ラテックス接着剤１ 2.4 2.4 （重量部） ラテックス接着剤２ 2.4 2.4 （重量部） アンモニウムステアレート 0.8 0.8 （重量部） 乾燥固体 重量％ 51.1 51.0
【００３２】コーティング顔料１は、上述のＡの填料組
成物に使用したものと同じカオリン粘土である。コーテ
ィング顔料２は、カオリンを６０乾燥重量％含有する懸
濁液の形態のコーティング組成物に混合した以外は、上
述のＣの填料組成物に使用したものと全く同じカオリン
粘土である。ラテックス接着剤１はアルカリ濃化剤アク
リル性ラテックスである。ラテックス接着剤２は、濃化
剤性質がそれ程あきらかでないアクリル性ラテックスで
ある。アンモニウムステアレートは、３０％活性のアン
モニウムステアレート分散水の形態の潤滑剤として添加
した。各紙コーティング組成物の粘度を、スピンドル速
度100rpmでブルックフィールド粘度計により測定した。
組成物１の粘度は800mPa.s、組成物２の粘度は960mPa.s
であることが分かった。
【００３３】填料組成物Ａ、Ｂ及びＣをそれぞれ含有す
る製紙用ストックから製造したハンドシートを、英国特
許公開第2,225,261 号公報に記載されているように、そ
の上側（すなわち、シート製造機のワイヤーに接触して
いない面）をバッキングシートの一番上に取り付け、さ
らに“HELICOATER（商標) ”実験室用紙コーティング機
のドラムの周りに巻き付けた。三種の各填料組成物で充
填したシートを、コーティング組成物１及びコーティン
グ組成物２の両方で異なる操作でコーティングした。各
操作において、ドラムの回転速度は、紙速度400m/min、
ブレード角45°になるようにしたが、バイアスに力をか
けてドラムに対するブレードが操作ごとに変化して、約
６g/m2〜約１２g/m2の範囲の種々のコーティング割合と
した。コーティングしたハンドシートを、赤外線ランプ
及び熱空気を組み合わせて使用して乾燥し、一晩、２３
℃及び５０％相対湿度の条件下においた。次にハンドシ
ートを、温度６５℃及び圧力1000psi(6.89MPa)において
スーパーカレンダーのロール間を10回通過させることに
よりカレンダーにかけ、さらに上述したのと同じ条件下
に再度おいた。
【００３４】コーティングしたハンドシートそれぞれに
ついて、TAPPI 標準No.T480ts-65に規定された方法によ
り、Hunterlab D16 グロスメーターを用いて、紙に対し
て垂直に入射角及び測定角75°で紙の光沢を測定した。
種々のコーティング重量でコーティングした紙のサンプ
ルのグラビア印刷特性について、“Printing technolog
y ”第１巻、第１号、９−２２頁、1969年４月に発行さ
れた論文、 A.Swan,“Realistic papter tests for var
ious printing processes ”に記載された方法により測
定した。グラビア印刷シリンダーを使用し、深くエッチ
ングしたセル領域で固い黒色領域を得、それ程エッチン
グしていないセルの領域ではハーフトーン領域を得た。
そのハーフトーン領域を使用して、テスト印刷し損なっ
たグラビア点のパーセンテージを評価した。このパーセ
ンテージは“％欠失点”として表した。固い黒色領域を
使用して、Mecbeth 濃度計によりグラビア印刷濃度を測
定した。コーティングしたハンドシートの摩擦係数を、
Monsanto張力計により測定した。４つの測定した特性そ
れぞれを、コーティング重量に対してプロットし、各場
合において８g/m2に対応する特性値を内挿により求め
た。結果を以下の表２に示す：
【００３５】
【表２】 填料組成物 コーティング組成物 紙の光沢 ％欠失点 摩擦係数 印刷濃度 Ａ（比較例） １ 52 3.0 0.35 1.90 Ｂ（実施例） １ 50 2.0 0.35 1.90 Ｃ（実施例） １ 48 1.0 0.35 1.90 Ａ（比較例） ２ 55 2.0 0.29 1.80 Ｂ（実施例） ２ 54 1.2 0.28 1.80Ｃ（実施例） ２ 55 0.5 0.26 1.78
【００３６】表２の結果から、水添した牛脂から誘導し
た長鎖アルキル基を有する第一アミン１重量％で処理し
たカオリン粘土を填料として含有する紙製造ストック
（填料組成物Ｂ）から紙を製造したとき、及び従来の、
未処理のコーティング顔料を含有する組成物（コーティ
ング組成物１）で紙をコーティングし、カレンダーにか
けたときは、グラビア印刷の特性が驚くべき程向上する
が（欠失点のパーセンテージの減少により明らかであ
る）、印刷濃度又は摩擦係数は全く減少していないこと
が分かる。しかしながら、界面活性剤をまた填料組成物
（填料組成物Ｃ）に混合し、その組成物を、処理した顔
料を含有するコーティング組成物（コーティング組成物
２）でコーティングすると、グラビア印刷の特性がさら
に改良される。このようにして製造したコーティングさ
れた紙は、著しく良好なグラビア印刷の特性を有し、摩
擦係数が有用に減少するが、費用において印刷濃度が減
少する。
【００３７】実施例２ スーパーカレンダーかけをした（コーティングしていな
い）SC- 雑誌用紙の紙製造用完成紙料を、化学熱動力パ
ルプ７０重量％と化学パルプ３０重量％との混合物から
製造した。パルプを一晩濾過水に浸し、１０分間打解
し、コンシステンシー約1.8 重量％まで水で希釈し、カ
ナダ標準フリーネス３００まで実験室用ビーターで叩解
した。懸濁液を繊維0.5 重量％のコンシステンシーまで
希釈し、さらに打解した。希釈セルロースパルプに混合
するために、以下の五種の填料組成物を製造した： Ｄ．等価球形直径が２μｍよりも小さい粒度分布が３４
重量％の粒子を含有するカオリン粘土をミキサーで水に
分散し、カオリンを１０乾燥重量％含有する懸濁液を調
製した。 Ｅ．Ｄに記載のカオリン粘土のさらなるサンプルを、カ
オリンの乾燥重量をベースとして１重量％の溶融第一水
添牛脂アミンと共に、９０℃で１５分間、機械的混合機
中で混合することにより表面処理した。次に、表面処理
したカオリンを機械攪拌を使用して水に分散させ、表面
処理したカオリンを１０乾燥重量％含有する懸濁液を調
製した。
【００３８】Ｆ．Ｄに記載の同じカオリン粘土のさらな
るサンプルをＥのようにして表面処理し、次に、その表
面処理したカオリンを、表面処理した乾燥カオリンの重
量をベースとして1.8 重量％のドデシル硫酸ナトリウム
及び0.1 重量％の消泡剤を含有する水に分散させ、カオ
リンを６０乾燥重量％含有する懸濁液を調製した。最後
に、その懸濁液をカオリン１０乾燥重量％まで水で希釈
した。消泡剤は、シリコーンベース化合物水中の３０％
活性エマルションである。 Ｇ．等価球形直径が２μｍよりも小さい粒度分布が８６
重量％の粒子を含有する粉砕した天然チョークをミキサ
ーで水に分散し、チョークを１０乾燥重量％含有する懸
濁液を調製した。 Ｈ．サンプルＧと同じ粒度規格に調製したが、チョーク
の乾燥重量をベースとして１重量％のステアリン酸で表
面処理した粉砕した天然チョークのサンプルを、チョー
クの乾燥重量をベースとして0.75重量％のドデシル硫酸
ナトリウム界面活性剤を含有する水に懸濁して、７０乾
燥重量％のチョークを含有する懸濁液を調製し、さらに
その懸濁液をチョークが１０乾燥重量％となるまで水で
希釈した。
【００３９】十分な量の各填料組成物を希釈したセルロ
ースパルプに添加して、填料及びセルロース繊維の全乾
燥重量をベースとして填料３０重量％を得た。セルロー
ス繊維の重量をベースとして0.02重量％量のカチオン性
ポリアクリルアミドを含有する保持剤を添加した。各場
合において、ワイヤー速度1000m/min を使用するフォル
メットダイナミック製造機により、製紙用ストックから
ハンドシートを製造した。完成したハンドシートの乾燥
物質重量は約６０g/m2であった。ハンドシートを２３℃
及び相対湿度５０％の条件下に一晩おき、繊維材料の比
較的柔らかいロールに対してバイアスにした研磨スチー
ルロールを有するスーパーカレンダーを使用する同一の
スーパーカレンダープログラムに供した。スチールロー
ルは温度７５℃まで加熱し、ライン圧力９２kg/cm で一
緒にバイアスにした。各ハンドシートは、ハンドシート
製造基のワイヤーメッシュシートに接触している“ワイ
ヤー側”及び反対の“上側”を有する。各ハンドシート
は、スチールロールに接触する上側でスーパーカレンダ
ーを７回通過させ、次にスチールロールに接触するワイ
ヤー面で３回通過させた。カレンダーにかけた後、ハン
ドシートを再度２３℃及び相対湿度５０％の条件下に一
晩おいた。
【００４０】カレンダーにかけたハンドシートについ
て、紙の光沢、印刷濃度、グラビア印刷特性（％欠失
点）”及び表面平滑性について測定した。印刷光沢は、
Hunterlab D16 グロスメーターを用いて、紙に対して垂
直に入射角及び測定角75°で紙の光沢を測定した。印刷
濃度及び％欠失点を上述の実施例１に記載したようにし
て測定した。ハンドシートの表面平滑性を、パーカープ
リントサーフ器により測定した。結果を以下の表３に示
す：
【００４１】
【表３】 サンプル 印刷光沢 印刷濃度 ％欠失点 表面平滑性 （％） （標準濃度単位） （μｍ） Ｄ（比較例） 68 1.91 8.6 2.06 Ｅ（実施例） 61 1.90 3.2 1.85 Ｆ（実施例） 68 1.91 2.7 1.61 Ｇ（比較例） 55 1.72 7.4 1.98 Ｈ（実施例） 60 1.75 4.7 1.91
【００４２】これらの結果から、サンプルＤ、Ｅ及びＦ
の結果を比較した場合、本発明の態様に従う方法により
表面処理したカオリン填料を、スーパーカレンダーをか
けた雑誌用紙の製造に使用すると、印刷濃度及び印刷光
沢にそれほど影響を与えずに、グラビア印刷操作におけ
る欠失点のパーセンテージを実質的に減少させ、紙の表
面平滑性を向上させることがわかる。サンプルＧ及びＨ
の結果を比較すると、本発明の態様に従う方法により表
面処理したチョーク填料を使用すると、グラビア印刷の
特性及び表面平滑性において同様の向上がもたらされる
ことが分かった。
【００４３】実施例３ スーパーカレンダーかけをした（コーティングしていな
い）雑誌用紙の紙製造用完成紙料を、熱動力パルプ７０
重量％と漂白したスルフィットパルプ３０重量％との混
合物から製造した。スルフィットパルプを一晩濾過水に
浸し、１０分間打解し、コンシステンシー約1.8 重量％
まで水で希釈し、カナダ標準フリーネス３００まで実験
室用ビーターで叩解した。熱動力パルプを一晩濾過水に
浸し、２０分間打解し、コンシステンシー３重量％まで
水で希釈し、２０分間打解し、さらにコンシステンシー
２重量％まで水で希釈し、最後に１０分間打解した。次
に、２つの希釈懸濁液を、熱動力パルプ：スルフィット
パルプの所望の乾燥重量比を得るのに必要な割合で混合
し、その混合した件だけ着をさらに打解し、最後にコン
システンシー0.5 重量％まで希釈した。希釈セルロース
パルプに混合するために、以下の四種の填料組成物を製
造した： Ｉ．等価球形直径が２μｍよりも小さい粒度分布が３４
重量％の粒子を含有するカオリン粘土を実験室用ミキサ
ーで水に分散し、カオリンを１０乾燥重量％含有する懸
濁液を調製した。 Ｊ．同じカオリン粘土のさらなるサンプルを、カオリン
の乾燥重量をベースとして１重量％の溶融第一水添牛脂
アミンと共に、９０℃で１５分間、機械的混合機中で混
合することにより表面処理した。次に、表面処理したカ
オリンを水に分散させ、表面処理したカオリンを１０乾
燥重量％含有する懸濁液を調製した。
【００４４】Ｋ．同じカオリン粘土のさらなるサンプル
を水に分散させ、乾燥カオリンを１０重量％含有する懸
濁液を実験室用ミキサーにより調製し、次に、起泡しな
いように穏やかに攪拌しながら、乾燥カオリンの重量を
ベースとして、１重量％の１−ヒドロキシエチル−２−
ヘプタデセニルイミダゾリン両性界面活性剤をこの懸濁
液に添加した。 Ｌ．同じカオリン粘土のさらなるサンプルを、使用した
両性界面活性剤の量が乾燥カオリンの重量をベースとし
て２重量％であること以外は上述のサンプルＫに記載し
たのと同様にして処理した。十分な量の各填料組成物を
希釈したセルロースパルプに添加して、填料及びセルロ
ース繊維の全乾燥重量をベースとして填料３０重量％を
得た。セルロース繊維の重量をベースとして0.02重量％
量のカチオン性ポリアクリルアミドを含有する保持剤を
添加した。各場合において、上述の実施例２に記載した
のと全く同じ条件下でスーパーカレンダーをかけ、同様
な条件下に置いた製紙用ストックからハンドシートを製
造した。次に、カレンダーにかけたハンドシートについ
て、印刷光沢、印刷濃度、グラビア印刷特性（％欠失
点）及び表面平滑性について実施例２と同様に測定し
た。印刷光沢は、Hunterlab D16 グロスメーターを用い
て、紙に対して垂直に入射角結果を以下の表４に示す：
【００４５】
【表４】 サンプル 印刷光沢 印刷濃度 ％欠失点 表面平滑性 （％） （標準濃度単位） （μｍ） Ｄ（比較例） 61 1.90 5.0 1.62 Ｅ（実施例） 56 1.84 1.4 1.69 Ｆ（実施例） 57 1.88 2.4 1.61 Ｇ（実施例） 59 1.89 1.3 1.43
【００４６】これらの結果から、本発明の態様に従う方
法により表面処理したカオリン填料のスーパーカレンダ
ーをかけた雑誌用紙の製造に填料として使用すると、グ
ラビア印刷の特性を実質的に向上させ、サンプルＬの場
合にはさらに印刷光沢及び印刷濃度にそれほど影響を与
えずに紙の表面平滑性を向上させることがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｃ 1/28 Ｃ０９Ｃ 1/28 3/08 3/08 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ａ 7/12 7/12 Ｚ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 グラビア印刷法により印刷された時に改
    良された印刷特性を示す、光沢のある出版用グレードの
    紙を製造する方法であって、（ａ）セルロース・ファイ
    バー材料及び粒状填料材料を含む製紙組成物からペーパ
    ーシートを製造する工程、（ｂ）任意に、該ペーパーシ
    ートを、粒状コーティング顔料材料及び親水性バインダ
    ーの水性懸濁液を含むコーティング組成物でコーティン
    グしてもよい工程、及び（ｃ）ペーパーシートをカレン
    ダー仕上げする工程を含み、 ここで、工程（ａ）において、該製紙組成物に用いられ
    る粒状填料材料を、セルロース・ファイバー材料への添
    加前に、表面処理剤の添加により処理して、該粒状填料
    材料を疎水性にし、該表面処理剤が、親水性部分及び疎
    水性部分を有する分子を含み、該疎水性部分が、８〜30
    個の炭素原子を有する炭化水素基を少なくとも１つ含む
    ことを特徴とする該方法。
  2. 【請求項２】 工程（ａ）において、界面活性剤が、粒
    状填料材料の乾燥重量の0.１〜2.０重量％を構成する量
    で存在する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 表面処理され、かつ工程（ａ）に用いら
    れる前記粒状填料材料が、カオリニティッククレー、焼
    成カオリン及びアルカリ土類金属カーボネートからなる
    群から選択される請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 工程（ａ）において、前記粒状填料材料
    が、カオリン又は焼成カオリンを含み、かつ、前記界面
    活性剤が、（ｉ）炭素原子８〜30個の鎖長を有する炭化
    水素基を少なくとも１つ有するアミン又は第四アンモニ
    ウム化合物、又は該アミン又は第四アンモニウム化合物
    の塩、又は（ｉｉ）炭素原子８〜30個の鎖長を有する炭
    化水素基を少なくとも１つ有するカチオン若しくは両性
    界面活性剤のいずれか、又はその双方を含む請求項１〜
    ３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記両性界面活性剤が、以下の一般式： 【化１】 （式中、Ｒは、炭素原子８〜30個の鎖長を有する炭化水
    素基である）を有する請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記粒状無機材料が、アルカリ土類金属
    カーボネートを含み、かつ表面処理剤が、炭素原子８〜
    30個の鎖長を有する炭化水素基を少なくとも１つ有する
    カルボン酸又はその水溶性塩を含む請求項１〜３のいず
    れか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 工程（ａ）において、粒状填料材料がア
    ルカリ土類金属カーボネートを含み、表面処理剤がアニ
    オン界面活性剤を含む請求項１〜３のいずれか１項に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 表面処理剤が界面活性剤を含み、かつ組
    成物が消泡剤を含む請求項４〜７のいずれか１項に記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 工程（ｂ）が適用されて、該工程（ｂ）
    において、コーティング組成物が、該コーティング組成
    物の全固形含量をベースとして４〜30重量％の親水性バ
    インダーを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 工程（ｂ）に用いられるコーティング組
    成物中に含まれる粒状コーティング顔料材料が、疎水性
    化表面処理剤で表面処理されている請求項９に記載の方
    法。
  11. 【請求項11】 工程（ａ）に用いられるコーティング組
    成物に含まれる粒状コーティング顔料材料が、表面処理
    剤で表面処理されていない請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項12】 形成されたペーパーシートが、グラビア
    印刷用の軽量又は超軽量のコーティングされた光沢シー
    トである請求項９〜11のいずれか１項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 任意の工程（ｂ）が適用されず、工程
    （ｃ）により形成されたペーパーシートが、グラビア印
    刷用のスーパーカレンダー処理された光沢シートである
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 請求項１〜13のいずれか１項に記載の方
    法により光沢シートを製造すること、及びグラビア印刷
    法により該ペーパーシート上に印刷を行うことを含む印
    刷されたペーパーシートを製造する方法。
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