WO2011122599A1 - 印刷用塗工紙の製造方法 - Google Patents

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利一 村松
大篭　幸治
川島　正典
岡本　匡史
敬介 田上
周 荒樋
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日本製紙株式会社
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    • D21H23/50—Spraying or projecting

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a coated paper for printing that can obtain good print quality by spray coating.
  • coated paper for printing is manufactured by coating a base paper with a pigment coating solution containing pigments and adhesives as the main components, followed by drying. Depending on the method, it is classified into cast coated paper, art paper, coated paper, fine coated paper, and the like. These coated papers for printing are subjected to multicolor printing or single color printing and are widely used as commercial printed materials such as leaflets, brochures, and posters, or as publications such as books and magazines. In recent years, color offset printing has become widespread, and printing quality such as printing surface feeling and printing glossiness of coated paper for printing is more important than ever.
  • the coating layer can be coated flat on the paper, and a coated paper having high smoothness and high white paper gloss can be obtained.
  • the blade coating method is a coating method that flattens unevenness on the surface of the base paper that is pressed into the base paper under pressure when the coating liquid passes through the blade, so that the fibers of the base paper are completely covered This requires a large amount of coating.
  • an unnecessarily large coating liquid is applied, which is not preferable when reducing the weight of the paper.
  • the roll transfer method can obtain a coating layer along the unevenness of the surface of the base paper, and can reduce the coating amount as compared with the blade method.
  • this coating method has a problem that mist is generated during high-speed coating, and it cannot be said that it is sufficiently compatible with recent increases in the speed of paper machines and coating machines. Further, when the coating amount is small, it is difficult to sufficiently cover the base paper.
  • the spray coating method is, for example, a method in which a coating fluid is sprayed on the surface of paper from a single fluid nozzle called airless spray to coat the paper.
  • This system is characterized in that the base paper and the coating head do not contact each other, and the load on the base paper during coating is small. Therefore, compared with the conventional coating method, high-speed coating is possible, and good operability can be obtained without causing problems due to contact between the base paper and the coating head.
  • the contour coating method it is possible to coat the base paper with a smaller coating amount than blade coating and roll transfer coating.
  • the spray coating method can realize more efficient coating than the conventional coating method.
  • the spray coating method forms a coated surface along the unevenness of the surface of the base paper compared to the blade method and roll transfer method, so the printing quality such as the printing surface feeling is inferior, and the coated paper manufacturing method is It is hard to say that the method of its use has been fully studied.
  • the manufacturing method of the coating paper for offset printing which has a high blank paper glossiness and low air permeability which provides one or more coating layers only by spray coating is disclosed (refer patent document 1). Even with this method alone, even if a high white paper glossiness is obtained by calendering or the like, it is not possible to improve the deterioration of the feeling after printing due to the unevenness of the base paper.
  • Patent Documents 2 and 3 it is disclosed in Patent Documents 2 and 3 that a spray method is used for undercoat coating of multilayer coating.
  • a spray method is used for undercoat coating of multilayer coating.
  • they use a spray coating having a good covering property for the under layer.
  • the top layer coating uses a contact type coating method such as a blade method, the paper making speed cannot be increased, and there are problems such as problems caused by contact between the blade and the base paper.
  • the method described in the patent document cannot be said to make use of the advantages of non-contact type spray coating.
  • JP 2005-68614 A Japanese Patent Laid-Open No. 2007-10023 JP 2008-179915 A
  • an object of the present invention is to produce a coated paper for printing capable of obtaining good printing quality by spray coating.
  • the subject is the following present invention: A method for producing a coated paper for printing having at least one coating layer on at least one side of a base paper, A coating liquid containing a pigment and an adhesive containing starch, wherein (a) the starch is contained in an amount of 30 to 100% by weight in the total adhesive, and (b) measured at 30 ° C. and 100 rpm.
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a coated paper for printing which can obtain a printing quality such as good printing glossiness and printing surface feeling by using spray coating.
  • a printing quality such as good printing glossiness and printing surface feeling by using spray coating.
  • high-speed coating is possible, productivity is improved, and manufacturing costs can be reduced.
  • the present invention is a coating liquid comprising a pigment and an adhesive containing starch, comprising (a) 30 to 100% by weight of the starch in the total adhesive, and (b) 30 ° C., A spray coating liquid having a B-type viscosity of 300 mPa ⁇ s or less measured at 100 rpm is prepared, and the coating liquid is spray-coated to form an outermost coating layer.
  • a spray coating liquid having a B-type viscosity of 300 mPa ⁇ s or less measured at 100 rpm is prepared, and the coating liquid is spray-coated to form an outermost coating layer.
  • the present invention conventionally, by increasing the water retention of the coating liquid by blending the starch, which has been avoided to use because the viscosity increases, into the coating liquid, the spreading of the coating liquid on the base paper is increased.
  • the outermost coating layer which is the outermost coating layer among the coating layers formed on the base paper is formed by spray coating.
  • the outermost coating layer is a coating layer that is farthest from the base paper, and is also simply referred to as the outermost layer hereinafter.
  • the spray coating layer is one layer, the coating layer is the outermost coating layer.
  • Other coating layers may be formed by a method other than the spray coating method, but high operability can be obtained by forming all the coating layers by spray coating. Unless otherwise specified, the spray coating layer in this specification means the outermost coating layer.
  • a preferable coating speed is 1000 to 3000 m / min, more preferably 1300 m to 3000 m / min, and further preferably 1500 to 3000 m / min.
  • Spray coating can be performed either on-machine or off-machine.
  • air spray or airless spray can be used, but airless spray can pressurize the coating liquid and spray at high speed, and the fine coating liquid due to the shear stress due to the contact between the coating film and the atmosphere.
  • the droplets can be spread in a good state on the paper surface.
  • airless spraying is preferable because it can reduce contamination at the nozzle tip.
  • the pressure when spraying the coating liquid from the spray nozzle is preferably 5 MPa (50 bar) or more.
  • the upper limit of the pressure is preferably 20 MPa (200 bar) or less.
  • the diameter (inner diameter) of the spray nozzle is preferably 0.20 to 0.60 ⁇ m, and more preferably 0.30 to 0.60 ⁇ m.
  • the diameter is less than this lower limit, it is difficult to discharge the coating liquid, and when the diameter exceeds this upper limit, dripping or the like tends to occur.
  • the printing surface feeling is improved.
  • a coating liquid having a solid content concentration of 60% by weight or less is spray-coated at the pressure using the nozzle, the printing surface feeling is further improved.
  • the coating is preferably performed by installing a plurality of spray nozzles at intervals, and the preferred distance between the nozzle tip and the paper surface at that time is 90 to 110 mm. Outside this range, uncoated portions tend to occur, and defects such as interference between coating liquids from adjacent nozzles tend to occur, making it difficult to obtain a good coated layer surface.
  • the coating amount of the coating layer formed by spray coating and dried preferably exceeds 3.0 g / m 2 per side, and is 6.0 g / m 2. The above is more preferable. A coating amount of 3.0 g / m 2 or less is not preferable because the surface of the coated paper is inferior. Further, the coating weight is preferably from 15.0 g / m 2 or less, more preferably 12.0 g / m 2. When the coating amount is more than 15.0 g / m 2 , the weight of the paper becomes heavy, which is not preferable.
  • pigment used in the coating layer of the present invention those conventionally used as coating pigments for paper can be used.
  • the types of these pigments include inorganic calcium pigments such as heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, clay, kaolin, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white.
  • organic pigments such as plastic pigments.
  • calcium carbonate more preferably heavy calcium carbonate.
  • the content of heavy calcium carbonate is preferably 50% by weight of the total pigment, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 100% by weight.
  • the adhesive used in the present invention contains starches.
  • the starch is a natural polymer obtained by polymerizing a number of ⁇ -glucose molecules by glycosidic bonds or a modified one thereof.
  • the water retention of the coating solution is maintained by the starch, and the base paper surface can be sufficiently covered.
  • Specific starches include oxidized starch, cationized starch, urea phosphated starch, and hydroxyethyl etherified starch.
  • the content of starch is 30 to 100% by weight, preferably 50 to 100% by weight, more preferably 60 to 100% by weight, based on the total amount of adhesive.
  • a preferable range of the amount of dehydration is 100 ml or less. However, if the content is less than 30% by weight, the water retention of the coating liquid is inferior, so that the coverage of the base paper is lowered.
  • an adhesive conventionally used for coated paper can be used.
  • These adhesives include various copolymers such as styrene / butadiene, styrene / acrylic, ethylene / vinyl acetate, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, polyvinyl alcohol, and maleic anhydride.
  • Examples include synthetic adhesives such as copolymers, acrylic acid / methyl methacrylate copolymers, proteins such as casein, soy protein, and synthetic proteins, and cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose. You may use together.
  • the total amount of all adhesives in the spray coating layer is preferably 5 to 30 parts by weight, more preferably 5 parts by weight or more and less than 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment.
  • the total amount of the adhesive exceeds 30 parts by weight, the viscosity of the coating liquid becomes high, and there may be disadvantages such as operability problems such as difficulty in passing through pipes and screens, and cost increases.
  • the total amount of the adhesive is 20 parts by weight or more, the ratio of the pigment contained in the coating liquid is relatively low, which is not preferable because the print quality tends to deteriorate.
  • the total amount of the adhesive is less than 5 parts by weight, a sufficient surface strength cannot be obtained, which is not preferable.
  • content of the pigment in a coating liquid is securable by making the total amount of an adhesive agent below into a fixed amount in this way.
  • auxiliaries such as dispersants, thickeners, water retention agents, antifoaming agents, water resistance agents, dyes and fluorescent dyes can be used as auxiliaries.
  • the B type viscosity of the coating liquid used for spray coating of the present invention is 300 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity is 300 mPa ⁇ s or less, the blank surface feeling and the printing surface feeling of the coated paper for printing obtained are improved, and the operability is also improved.
  • the viscosity is higher than 300 mPa ⁇ s, the coating liquid does not spread sufficiently to the paper surface after colliding with the paper, resulting in coating unevenness and the like, resulting in poor white paper feeling and post printing surface feeling.
  • the viscosity is preferably 30 mPa ⁇ s or more.
  • the B type viscosity of the coating liquid is measured at a rotation speed of 100 rpm and 30 ° C. using a rotor corresponding to the viscosity.
  • the viscosity of the coating solution can be adjusted mainly by the solid content concentration in the coating solution.
  • the solid content concentration is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, and further preferably 50% by weight or less.
  • the solid content concentration is preferably 30% by weight or more. Solid content concentration is calculated
  • the base paper used in the present invention contains pulp, filler, and various auxiliaries. Although it does not specifically limit as a pulp, A chemical pulp, a semichemical pulp, a mechanical pulp, a used paper pulp etc. can be used, These can be used properly according to the objective suitably.
  • the filler used for the base paper should be a known filler such as light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, talc, kaolin, clay, silica, amorphous silicate, titanium oxide, synthetic resin filler, and light calcium carbonate-silica composite. Can do.
  • the blending amount of the filler into the base paper is not particularly limited, but can be about 3 to 40% by weight with respect to the dry weight of the pulp.
  • Paper can be added within the range.
  • the paper making method of the base paper is not particularly limited, and can be prepared by an acidic paper making method, a neutral paper making method, and an alkali paper making method using a long net machine including a top wire, a round net machine, and a gap former machine. Further, a base paper or the like preliminarily coated with starch, polyvinyl alcohol or the like using a size press, a gate roll coater, a bill blade or the like can also be used.
  • the coating base paper those having a basis weight of about 25 to 400 g / m 2 used for general coated paper can be used. From the viewpoint of the balance weight and quality, the basis weight of the coating base paper is preferably 30 ⁇ 180g / m 2, more preferably 30 ⁇ 80g / m 2.
  • a wet coating layer is formed by spray coating on the base paper or the coating layer provided on the base paper.
  • a method for drying the wet coating layer for example, usual methods such as a steam heater, a gas heater, an infrared heater, an electric heater, a hot air heater, a microwave, and a cylinder dryer are used.
  • the coated coated paper produced in the present invention may be subjected to a smoothing process by a calendar process such as a super calender or a high temperature soft nip calender.
  • the ash content and density of the printing coated paper obtained in the present invention are not particularly limited, and may be within the range of ordinary printing coated paper.
  • Dynamic water retention measurement method Device name: Use a water retention meter manufactured by Kaltec Scientific, 30 ° C., pressure 0.5 Bar , Measurement was performed using a designated film (filter) “AA-GWR Test Filters (KALTEC SCIENCE, INC.), GWR420” under the condition of a liquid volume of 20 ml for 40 seconds. The smaller this value, the higher the dynamic water retention.
  • Example 1 Preparation of spray coating liquid 1 As a pigment, 100 parts of heavy calcium carbonate slurry (FMT-90, manufactured by PMMA Tech Co., Ltd.) and as an adhesive, an alkali thickened styrene-butadiene copolymer latex ( After adding 6 parts of glass transition temperature -20 ° C., gel content 85%) and 4 parts of hydroxyethylated starch (Etilex 2005 manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd.), water is added and spray coating is performed with a solid content concentration of 50%. A working liquid 1 was obtained. The B-type viscosity of this coating solution was 30 mPa ⁇ s.
  • a high-quality paper containing 7% light calcium carbonate as a filler per weight of the base paper and 100% chemical pulp as a papermaking pulp and having a basis weight of 40 g / m 2 and a density of 0.7 g / cm 3 was used.
  • An airless spray coater (coating condition: spraying pressure condition: on the above base paper) at a coating speed of 1500 m / min so that the coating amount per side of the above-mentioned spray coating liquid 1 is 7 g / m 2.
  • Double-sided coating was performed using 8 MPa (80 bar), nozzle interval: 60 mm, distance between nozzle and paper surface: 100 mm, nozzle diameter: 0.5 ⁇ m, and then dried so that the moisture content of the coated paper was 6%. .
  • Example 2 A coating liquid was prepared by adding 6 parts of the hydroxyethylated starch (Echilex 2005, manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd.) as the spray coating liquid 1, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1. .
  • the B-type viscosity of this coating solution was 50 mPa ⁇ s.
  • Example 3 Add 4 parts of alkali thickening type styrene-butadiene copolymer latex (glass transition temperature -20 ° C, gel content 85%) of spray coating liquid 1, hydroxyethylated starch (Echilex manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd.) 2005) A coating liquid having 8 parts was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1. The B type viscosity of this coating solution was 90 mPa ⁇ s.
  • Example 4 A coating liquid containing only 16 parts of hydroxyethylated starch (Echilex 2005, manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd.) as the adhesive of spray coating liquid 1 was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1. It was.
  • the B-type viscosity of this coating liquid was 300 mPa ⁇ s.
  • Example 5 A coating solution having a solid content concentration of the spray coating solution 1 of 48% was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the B-type viscosity of this coating solution was 8 mPa ⁇ s.
  • Example 6 A coating liquid with a solid content concentration of spray coating liquid 1 of 55% was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the B type viscosity of this coating solution was 80 mPa ⁇ s.
  • Example 7 A coating liquid having a solid content concentration of spray coating liquid 1 of 60% was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the B-type viscosity of this coating liquid was 300 mPa ⁇ s.
  • Example 8 A coated paper was obtained in the same manner as in Example 3 except that the spray pressure was 5 MPa (50 bar) so that the coating amount per side was 3 g / m 2 .
  • Example 9 A coated paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nozzle diameter of the airless spray coater was 0.3 ⁇ m and the spray pressure condition was 12 MPa (120 bar).
  • Example 10 In the coating solution prepared in Example 6, except that 75 parts of heavy calcium carbonate slurry (FMT-90 manufactured by PMMA TECH) and 25 parts of fine clay (Khydra Hydra gloss) were used as pigments. A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 6. The B type viscosity of this coating solution was 90 mPa ⁇ s.
  • Example 11 12 parts of alkali-thickening type styrene-butadiene copolymer latex (glass transition temperature -20 ° C., gel content 85%), hydroxyethylated starch (Echirex 2005 manufactured by Sanwa Starch Co., Ltd.) ) was prepared as 8 parts, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the B type viscosity of this coating liquid was 120 mPa ⁇ s.
  • Example 1 A coating liquid was prepared by using only 8 parts of the adhesive of spray coating liquid 1 as an alkali-thickening type styrene-butadiene copolymer latex (glass transition temperature-20 ° C., gel content 85%). A coated paper for printing was obtained in the same manner as above. The B-type viscosity of this coating solution was 10 mPa ⁇ s.
  • Spray coating liquid 1 is coated with 8 parts of alkali-thickened styrene-butadiene copolymer latex (glass transition temperature -20 ° C, gel content 85%) and a solid content of 60%. A liquid was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1. The B type viscosity of this coating solution was 60 mPa ⁇ s.
  • Example 3 A coating liquid with a solid content concentration of the spray coating liquid 1 of 65% was prepared, and a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the B-type viscosity of this coating solution was 1000 mPa ⁇ s.
  • Example 4 A coating paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that a coating liquid having a solid content concentration of 65% was prepared and applied using the blade method.
  • the B-type viscosity of this coating solution was 1000 mPa ⁇ s.
  • Example 5 A coating paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that a coating liquid having a solid content concentration of 63% was prepared and applied using the GRC method. The B type viscosity of this coating solution was 750 mPa ⁇ s.
  • Table 1-1 and Table 1-2 show the evaluation results.
  • Example 1 From the results shown in Table 1-1, it is clear that in Examples 1 to 10, it is possible to produce a coated paper for printing having excellent printing surface feeling and high printing gloss by spray coating.
  • delta gloss tends to be high.
  • Example 8 when the coating amount is low, the printing surface feeling tends to be slightly inferior.
  • Example 9 since the nozzle diameter was reduced and the discharged particles were reduced, the printing surface feeling, printing gloss, and delta gloss were improved.
  • Example 10 Since the coating liquid used in Example 10 contains clay as a pigment, it has a slightly higher viscosity than the coating liquid of Example 6 that does not contain clay, and the printing surface feeling and delta gloss of the resulting coated paper are also high. There was a tendency to decrease slightly. Moreover, in Example 11, although the operativity was excellent, the tendency for the printing surface feeling to fall a little was seen. This is presumably because the blending ratio of the pigment was relatively low because the total amount of the adhesive was large.

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Abstract

　良好な印刷品質を有する印刷用塗工紙をスプレー塗工により製造する方法を提供する。具体的には、原紙の少なくとも片面に１以上の塗工層を有する印刷用塗工紙の製造方法であって、顔料と、澱粉類を含む接着剤と、を含有する塗工液であって、（ａ）前記澱粉類を全接着剤中３０～１００重量％含み、かつ（ｂ）３０℃、１００ｒｐｍで測定したＢ型粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であるスプレー塗工液を調製する工程、当該塗工液をスプレー塗工して最外塗工層を形成する工程を含む方法によって印刷用塗工紙を製造する。

Description

印刷用塗工紙の製造方法
　本発明は、良好な印刷品質が得られる印刷用塗工紙をスプレー塗工により製造する方法に関する。
　一般に印刷用塗工紙は、原紙上に顔料と接着剤とを主成分とする顔料塗工液を塗工した後、乾燥して製造され、塗工液の塗工量や塗工紙の仕上げ方法によって、キャストコート紙、アート紙、コート紙、微塗工紙等に分類される。これら印刷用塗工紙は、多色印刷又は単色印刷を施して、チラシ、パンフレット、ポスター等の商業用印刷物として、あるいは書籍、雑誌等の出版物として広く使用されている。近年、カラーオフセット印刷が普及し、印刷用塗工紙の印刷面感や印刷光沢度等の印刷品質が以前にもまして重要視されている。
　顔料塗工液を原紙上に塗工する方式として、一般的にはブレード方式、ロール転写方式が挙げられる。ブレード塗工方式は、塗工層を紙に平坦に塗工することが可能であり、高平滑かつ高白紙光沢度である塗工紙が得られる。しかしながら、ブレード塗工方式では塗工液がブレードを通過する際に圧力を受け原紙内に押し込まれる、原紙の表面の凹凸を平坦化する塗工方式であるため、原紙の繊維を完全に被覆するためには多くの塗工量を必要とする。特に、原紙に接する塗工層を形成する場合には必要以上の塗工液が塗工され、紙の軽量化を図る際には好ましくない。また、原紙とブレードが接するためストリークが発生したり、断紙が発生する。ロール転写方式は原紙の表面の凹凸に沿った塗工層を得ることができ、ブレード方式と比較して塗工量を低く抑えることができる。しかしながら、この塗工方式は高速塗工時にミストが発生する問題があり、近年の抄紙機や塗工機の高速化に十分に対応しているとはいえない。また、塗工量が少ない場合、十分に原紙を被覆することは困難である。
　このような状況の中、近年、紙パルプの分野において、新しい塗工方式としてスプレー塗工方式が提案されている。スプレー塗工方式とは、例えば、エアレススプレーと呼ばれる一流体ノズルよりコーティング塗工液を紙の表面に吹き付け、紙を塗工する方式である。この方式は、原紙と塗工ヘッドが接触せず、塗工時の原紙への負荷が少ない点に特徴がある。そのため、従来の塗工方式に比べて、高速の塗工が可能であり、原紙と塗工ヘッドが接触することに起因する問題が起こらず良好な操業性が得られる。また、輪郭塗工方式のため、ブレード塗工、ロール転写塗工と比較して少ない塗工量で原紙を被覆することが可能である。このようにスプレー塗工方式は従来の塗工方式よりも効率的な塗工を実現できる。
　しかしながらスプレー塗工方式は、ブレード方式やロール転写方式と比較して原紙の表面の凹凸に沿った塗工面を形成するため、印刷面感等、印刷品質が劣り、塗工紙の製造方法としては、その活用方法が十分検討されているとは言い難い。例えば、スプレー塗工のみにて１層以上の塗工層を設ける、高い白紙光沢度かつ低い透気度を有するオフセット印刷用塗工紙の製造方法が開示されているが（特許文献１参照）、この方法のみではカレンダ処理等にて高い白紙光沢度が得られたとしても、原紙の凹凸に起因する印刷後の面感の悪化を改善できない。
　また、スプレー塗工方式では小さなスプレーノズルから塗工液を噴出するため、塗工液の粘度を低くする必要がある。例えば、特許文献１では、塗工液の流動性と光沢を確保する観点から、澱粉のような水溶性接着剤の使用をできるだけ控え、水分散性ラテックスを接着剤として使用することが好ましいことが指摘されている。このように、従来のスプレー塗工の塗工液では、接着剤としてラテックスを使用することが一般的であった。しかしながら、このような塗工液では保水性が低下し、塗工液が原紙へ沈み込み、被覆性が低下し、その結果、印刷面感、印刷光沢度が低下する。また、塗工液濃度を低くし低粘度化した場合も、塗工液の保水性が低下し、表面の被覆性が低下するので、印刷品質が低下する。このように、最外層の塗工においてスプレー塗工は十分に最適化されてはいない。
　また、多層塗工のアンダー層塗工にスプレー方式を用いることが、特許文献２および３に開示されている。これらは、トップ層の浸み込みを抑えるために、被覆性の良好なスプレー塗工をアンダー層に使用している。しかし、トップ層の塗工にブレード方式などの接触型の塗工方式を用いているので抄造速度が上げられない、ブレードと原紙が接触する事に起因する問題が生じる等の問題があり、当該特許文献に記載の方法は、非接触型のスプレー塗工の利点を生かしているとはいえない。
　以上のように、従来のスプレー塗工方法では、高速塗工、高い操業性と良好な印刷品質を両立させることは非常に困難であった。
特開２００５－６８６１４号公報 特開２００７－１００２３号公報 特開２００８－１７９９１５号公報
　このような状況を鑑みて、本発明の課題は、良好な印刷品質を得られる印刷用塗工紙をスプレー塗工により製造することにある。
　本発明者らは鋭意検討した結果、スプレー塗工による顔料塗工において、良好な印刷品質を得るために、澱粉を接着剤として高配合しながらも粘度を適正な範囲とすることで上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち前記課題は、以下の本発明：
　原紙の少なくとも片面に１以上の塗工層を有する印刷用塗工紙の製造方法であって、
　顔料と、澱粉類を含む接着剤と、を含有する塗工液であって、（ａ）前記澱粉類を全接着剤中３０～１００重量％含み、かつ（ｂ）３０℃、１００ｒｐｍで測定したＢ型粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であるスプレー塗工液を調製する工程、
　当該塗工液をスプレー塗工して最外塗工層を形成する工程を含む、前記製造方法により解決される。
　本発明により、スプレー塗工を用い、良好な印刷光沢度、印刷面感などの印刷品質を得られる印刷用塗工紙の製造方法が提供できる。また、本発明によれば、高速での塗工も可能であり、生産性が向上し、さらに製造コストも抑えることができる。
　本発明は、顔料と、澱粉類を含む接着剤と、を含有する塗工液であって、（ａ）前記澱粉類を全接着剤中３０～１００重量％含み、かつ（ｂ）３０℃、１００ｒｐｍで測定したＢ型粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であるスプレー塗工液を調製し、当該塗工液をスプレー塗工して最外塗工層を形成する。本発明においては、従来、粘度が上昇するため使用が避けられていた澱粉類を塗工液に配合して塗工液の保水性を向上させることにより、塗工液の原紙上での広がりを促進させ塗工ムラをなくし、一方で過度な粘度の上昇を抑制するために顔料に主として炭酸カルシウムを用い濃度を最適な値に調整することにより、高速塗工、高い操業性と良好な印刷品質を両立させる、スプレー塗工による印刷用塗工紙の製造方法を提供できる。
　［スプレー塗工層］
　本発明では、原紙上に形成される塗工層のうち、最も外側の塗工層である最外塗工層をスプレー塗工にて形成する。最外塗工層とは、原紙から最も離れた塗工層であり、以下単に最外層ともいう。スプレー塗工層が１層の場合は、当該塗工層が最外塗工層となる。他の塗工層は、スプレー塗工方式以外の方式で形成されてもよいが、総ての塗工層をスプレー塗工で形成すると高い操業性が得られる。特に断らない限り、本明細書においてスプレー塗工層とは最外層塗工層を意味する。
　［スプレー塗工方式］
　スプレー塗工方式は高速塗工適性に優れているため、非常に効率よく塗工紙を生産できる。好ましい塗工速度の範囲は１０００～３０００ｍ／分であり、より好ましくは１３００ｍ～３０００ｍ／分、さらに好ましくは１５００～３０００ｍ／分である。１０００ｍ／分以上、より好ましくは１５００ｍ／分以上で塗工することにより、紙と塗工液が衝突した際、紙の高速移動により塗工液中の顔料が紙の表面に沿って配向しやすく平滑性が向上する。さらに、この衝撃により塗工液が広がりやすくなり原紙の被覆性が向上する。
　スプレー塗工はオンマシン、オフマシンのどちらで行なってもよい。スプレーノズルとしては、エアスプレー、エアレススプレーを使用できるが、エアレススプレーは塗工液を加圧して高速噴射することが可能であり、塗工膜と大気の接触によるせん断応力により微細な塗工液の粒を形成して紙表面に液滴を良好な状態で拡がらせることができる。さらに、エアレススプレーはノズル先端の汚れを軽減することができるので好ましい。また、より均一な塗工層表面を形成して白紙面感、印刷面感等の品質を向上させるために、以下の条件でスプレー塗工を行うことが好ましい。スプレーノズルから塗工液を噴射する際の圧力は５ＭＰａ（５０ｂａｒ）以上が好ましい。また圧力の上限は２０ＭＰａ（２００ｂａｒ）以下が好ましい。スプレーノズルの径（内径）は、０．２０～０．６０μｍが好ましく、さらには、０．３０～０．６０μｍが好ましい。径がこの下限未満であると塗工液を吐出しにくく、径がこの上限を超えると、液だれ等を生じやすくなる。径の大きなノズルを用いて低い吐出圧で塗工した場合に比べて、径の小さなノズルを用いて高い吐出圧で同等塗工量を塗工すると、印刷面感が向上する。特に固形分濃度が６０重量％以下の塗工液を、前記ノズルを用いて前記圧力でスプレー塗工すると印刷面感がより一層向上する。塗工は、間隔をおいて複数のスプレーノズルを設置して行うことが好ましく、その際のノズルの先端と紙の表面との好ましい距離は９０～１１０ｍｍである。この範囲を外れると、未塗工部分が発生する傾向にあり、また、隣り合うノズルからの塗工液が干渉しあう等の不具合が発生しやすく、良好な塗工層表面を得にくい。
　スプレー塗工により形成されかつ乾燥された塗工層（以下「スプレー塗工層」ともいう）の塗工量は、片面当たり３．０ｇ／ｍ２を超えることが好ましく、６．０ｇ／ｍ２以上がより好ましい。塗工量が３．０ｇ／ｍ２以下の場合は、塗工紙の面感が劣るので好ましくない。また、塗工量は１５．０ｇ／ｍ２以下が好ましく、１２．０ｇ／ｍ２以下がより好ましい。塗工量が１５．０ｇ／ｍ２より多い場合は、紙の重量が重くなるので好ましくない。
　［スプレー塗工液中の顔料］
　本発明の塗工層に用いる顔料としては、従来から紙の塗工顔料として用いられるものを使用することができる。これらの顔料の種類としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、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、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料や、プラスチックピグメント等の有機顔料が挙げられる。
　また、塗工液とした時に低粘度となる点、製造コスト上の点から、炭酸カルシウムを主に用いることが好ましく、重質炭酸カルシウムを用いることがより好ましい。重質炭酸カルシウムの含有量は、全顔料中５０重量％が好ましく、９０重量％以上がより好ましく、１００重量％がさらに好ましい。
　［スプレー塗工液中の接着剤］
　本発明において用いる接着剤は、澱粉類を含有する。澱粉類とは、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合によって重合した天然高分子またはこれを変性したものである。澱粉により塗工液の保水性が保たれ、原紙表面を十分に被覆することができる。具体的な澱粉類としては、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などが挙げられる。澱粉類の含有量は、全接着剤量中３０～１００重量％であるが、好ましくは５０～１００重量％、さらに好ましくは６０～１００重量％である。塗工液の保水性を高める作用のある澱粉類の接着剤中の配合率を高くすることにより、塗工液が原紙上に広がりきる前に沈み込むことによって生じる塗工ムラを抑制し、印刷面感、印刷光沢を向上することができる。また、塗工液の保水性が向上することにより塗工液の脱水量も減少する。そのため、脱水量の好ましい範囲としては、１００ｍｌ以下である。しかしながら、前記含有量が３０重量％より少ないと塗工液の保水性が劣るので原紙の被覆性が低下する。
　澱粉類以外の接着剤としては、塗工紙用に従来から用いられている接着剤を使用できる。これらの接着剤しては、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体、あるいは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接着剤、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体が挙げられ、１以上を併用してもよい。
　本発明において、スプレー塗工層中の全接着剤の合計量は、顔料１００重量部に対して、５～３０重量部が好ましく、５重量部以上２０重量部未満がより好ましい。接着剤の合計量が３０重量部を超える場合は、塗工液の粘度が高くなり、配管やスクリーンを通過し難くなるという操業性上の問題、コストの上昇等のデメリットが生じうる。また、接着剤の合計量が２０重量部以上であると、塗工液に含まれる顔料比率が相対的に低くなるので、印刷品質が低下する傾向にあり好ましくない。接着剤の合計量が５重量部未満の場合は、十分な表面強度が得られず好ましくない。すなわち本発明においては、接着剤の合計量をこのように一定量以下にすることで塗工液における顔料の含有量を確保できる。この結果、従来のスプレー塗工に比較して格段に印刷面感、印刷光沢度等、印刷品質、インキの着肉性が向上した印刷用塗工紙を得ることができる。
　本発明の塗工液には、助剤として分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。
　［スプレー塗工液の粘度］
　本発明のスプレー塗工に用いる塗工液のＢ型粘度は、３００ｍＰａ・ｓ以下である。粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であると得られる印刷用塗工紙の白紙面感、印刷面感が向上し、さらに操業性も良好になる。粘度が３００ｍＰａ・ｓより高い場合は、塗工液が紙に衝突した後に紙表面に対して十分に拡がらず塗工ムラ等が発生して白紙面感、印刷後面感に劣る。しかしながら粘度が低すぎると被覆性が低下するので、粘度は３０ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。塗工液のＢ型粘度は、その粘度に応じたローターを用いて、１００ｒｐｍの回転速度、３０℃で測定される。
　塗工液の粘度は主として塗工液中の固形分濃度で調整できる。本発明において固形分濃度は、７０重量％以下が好ましく、６０重量％以下がより好ましく、５０重量％以下がさらに好ましい。また、得られる塗工紙の品質を考慮すると、固形分濃度は３０重量％以上が好ましい。固形分濃度は塗工液を乾燥したときに得られる固形分の量から求められる。
　［原紙］
　本発明で用いる原紙は、パルプと填料と各種助剤とを含む。パルプとしては、特に限定されないが、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることができ、これらを適宜目的に応じて使い分けることができる。
　原紙に用いる填料は、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、無定型シリケート、酸化チタン、合成樹脂填料、軽質炭酸カルシウム－シリカ複合物等の公知の填料を使用することができる。填料の原紙への配合量は、特に限定されないが、パルプの乾燥重量に対して、３～４０重量％程度とすることができる。
　これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、嵩高剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添加し抄紙することができる。
　原紙の抄紙方法は特に限定されず、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、ギャップフォーマーマシンを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式により調製できる。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレード等を用いて、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙等も使用できる。
　塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５～４００ｇ／ｍ２程度のものを使用できる。軽量化と品質のバランスの観点からは、塗工原紙の坪量は、３０～１８０ｇ／ｍ２が好ましく、３０～８０ｇ／ｍ２がより好ましい。
　［スプレー塗工層の乾燥］
　本発明では、前記原紙または原紙の上に設けられた塗工層の上に、スプレー塗工により湿潤塗工層を形成する。湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
　［カレンダ処理］
　本発明で製造された印刷用塗工紙は、スーパーカレンダー、高温ソフトニップカレンダー等のカレンダ処理により平滑化処理を行ってもよい。
　［印刷用塗工紙の灰分、密度］
　本発明で得られる印刷用塗工紙の灰分および密度は特に限定されず、通常の印刷用塗工紙の範囲としてよい。
　以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。特に断らない限り、例中の部および％は、それぞれ重量部、重量％を示す。得られた印刷用塗工紙について以下に示す方法に基づいて評価した。
（評価方法）
（１）印刷面感：ローランド平判印刷機（４色）にて、平判印刷用インキ（東洋インキ製ハイユニティＭ）を用いて藍→紅→黄→墨の順に印刷速度８０００枚／分で印刷し、得られた印刷物の特に４色および藍単色ベタ印刷部およびハーフトーン（５０％）印刷部の印刷面感（　着肉ムラ、光沢度ムラなど）を目視評価した。
◎：非常に良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る
（２）印刷光沢度：得られた印刷物の４色ベタ印刷部の表面をＪＩＳ　Ｐ　８１４２に基づいて測定した。
（３）デルタグロス：ＪＩＳ　Ｐ　８１４２に基づいて測定した白紙光沢度と印刷光沢度の差を測定した。
（４）操業性：塗工時の操業性、断紙、ストリーク等のトラブルの発生、生産性等を鑑みて、以下の基準で評価した。
◎：非常に良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る
（５）動的保水度の測定方法
　装置名Ｋａｌｔｅｃ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製ウォーター・リテンション・メーターを使用し、３０℃ 、圧力０．５Ｂａｒ、４０秒間、液量２０ｍｌの条件にて、指定のフィルム（フィルター）「ＡＡ－ＧＷＲ　Ｔｅｓｔ　Ｆｉｌｔｅｒｓ（ＫＡＬＴＥＣ　ＳＣＩＥＮＣＥ，ＩＮＣ．）、ＧＷＲ４２０」を用いて測定した。この数値が小さいほど動的保水度が高い。
　［実施例１］スプレー塗工液１の調製
　顔料として、重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製ＦＭＴ－９０）１００部に、接着剤として、アルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度－２０℃、ゲル含量８５％）６部、およびヒドロキシエチル化澱粉（三和澱粉社製　エチレックス２００５）４部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度５０％のスプレー塗工液１を得た。この塗工液のＢ型粘度は、３０ｍＰａ・ｓであった。
　塗工原紙として、填料として軽質炭酸カルシウムを原紙重量あたり７％含有し、製紙用パルプとして化学パルプを１００％含有する坪量４０ｇ／ｍ２、密度０．７ｇ／ｃｍ３の上質紙を用いた。
　上記の原紙に、前述のスプレー塗工液１を片面当たりの塗工量が７ｇ／ｍ２になる様に、１５００ｍ／分の塗工速度でエアレススプレーコーター（塗工条件：スプレー加圧条件：８ＭＰａ（８０ｂａｒ）、ノズル間隔：６０ｍｍ、ノズルと紙面との距離：１００ｍｍ、ノズル径：０．５μｍ）を用いて両面塗工を行い、続いて塗工紙水分が６％となる様に乾燥した。
　乾燥後、高温ソフトニップカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。
　［実施例２］
　スプレー塗工液１のヒドロキシエチル化澱粉（三和澱粉社製　エチレックス２００５）の添加量を６部とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、５０ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例３］
　スプレー塗工液１のアルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度－２０℃、ゲル含量８５％）の添加量を４部、ヒドロキシエチル化澱粉（三和澱粉社製　エチレックス２００５）８部とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、９０ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例４］
　スプレー塗工液１の接着剤を、ヒドロキシエチル化澱粉（三和澱粉社製　エチレックス２００５）１６部のみとした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、３００ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例５］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を４８％とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、８ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例６］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を５５％とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、８０ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例７］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を６０％とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、３００ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例８］
　片面当たりの塗工量が３ｇ／ｍ２になる様に、スプレー加圧条件を５ＭＰａ（５０ｂａｒ）としたこと以外は、実施例３と同様の方法で塗工紙を得た。
　［実施例９］
　エアレススプレーコーターのノズル径を０．３μｍとし、スプレー加圧条件を１２ＭＰａ（１２０ｂａｒ）としたこと以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
　［実施例１０］
　実施例６で調製した塗工液において、顔料として、重質炭酸カルシウムスラリー（ファイマテック社製ＦＭＴ－９０）７５部と、微粒クレー（ＫＡＭＩＮ社製ハイドラグロス）２５部を用いたこと以外は、実施例６と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、９０ｍＰａ・ｓであった。
　［実施例１１］
　スプレー塗工液１の接着剤をアルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度－２０℃、ゲル含量８５％）１２部、ヒドロキシエチル化澱粉（三和澱粉社製　エチレックス２００５）を８部とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、１２０ｍＰａ・ｓであった。
　［比較例１］
　スプレー塗工液１の接着剤をアルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度－２０℃、ゲル含量８５％）８部のみとした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、１０ｍＰａ・ｓであった。
　［比較例２］
　スプレー塗工液１の接着剤をアルカリ増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度－２０℃、ゲル含量８５％）８部のみとし、固形分濃度を６０％とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、６０ｍＰａ・ｓであった。
　［比較例３］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を６５％とした塗工液を調製し、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、１０００ｍＰａ・ｓであった。
　［比較例４］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を６５％とした塗工液を調製し、ブレード方式を用いて塗工したこと以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、１０００ｍＰａ・ｓであった。
　［比較例５］
　スプレー塗工液１の固形分濃度を６３％とした塗工液を調製し、ＧＲＣ方式を用いて塗工したこと以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。この塗工液のＢ型粘度は、７５０ｍＰａ・ｓであった。
　表１－１および表１－２に評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　表１－１の結果より、実施例１～１０ではスプレー塗工により印刷面感に優れ、印刷光沢度が高い印刷用塗工紙を製造できることが明らかである。特に、実施例２～４のように、澱粉を多く含有する場合は、デルタグロスが高くなる傾向にある。また、実施例８の結果から、塗工量が低い場合は、印刷面感がやや劣る傾向にある。実施例９では、ノズル径を小さくしたため吐出される粒子が小さくなるので、印刷面感、印刷光沢、デルタグロスは良化した。
　実施例１０で使用した塗工液は顔料としてクレーを含むので、クレーを含まない実施例６の塗工液と比べて若干粘度が高く、得られた塗工紙の印刷面感およびデルタグロスもやや低下する傾向が見られた。また、実施例１１では、操業性は優れるものの印刷面感がやや低下する傾向が見られた。これは接着剤合計量が多いため相対的に顔料の配合率が低くなったためと推察される。
　表１－２の結果より、比較例１、２では、澱粉を含有していない塗工液を用いるため、塗工液の保水性が低く、塗工液が原紙を被覆できず印刷面感が低下したことが明らかである。比較例３では、澱粉を含有しているもののＢ型粘度が高く、スプレーノズルから塗工液が噴出される時に、塗工液が十分に分散されないので、原紙が被覆されずに印刷面感が低下した。比較例４、５では操業性が低下した。

Claims (8)

  1. 　原紙の片面または両面に１以上の塗工層を有する印刷用塗工紙の製造方法であって、
    　顔料と、澱粉類を含む接着剤と、を含有する塗工液であって、（ａ）前記澱粉類を全接着剤中３０～１００重量％含み、かつ（ｂ）３０℃、１００ｒｐｍで測定したＢ型粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であるスプレー塗工液を調製する工程、
    　当該塗工液をスプレー塗工して最外塗工層を形成する工程を含む、前記製造方法。
  2. 　前記接着剤の含有量が、顔料１００重量部に対し、５重量部以上２０重量部未満である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記澱粉類の含有量が、全接着剤中５０～１００重量％である、請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 　前記スプレー塗工液の固形分濃度が６０重量％以下である、請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
  5. 　前記最外塗工層の塗工量が、片面あたり６ｇ／ｍ２以上である、請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 　前記顔料が、重質炭酸カルシウムを全顔料中９０重量％以上含む、請求項１～５のいずれかに記載の製造方法。
  7. 　前記スプレー塗工における塗工速度が１５００ｍ／分以上である、請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
  8. 　径が０．２０～０．６０μｍのノズルを用いて、塗工液吐出時の圧力が５ＭＰａ以上の条件においてスプレー塗工を行う、請求項１～７のいずれかに記載の製造方法。
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