JP4377425B2 - 微塗工紙の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、微塗工紙の製造方法に関するものである。特に、米坪が６０ｇ／ｍ²以下と軽量でありながら高剛度であり、塗工量が片面あたり１０ｇ／ｍ²以下と低塗工量でありながら白色度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れた微塗工紙の製造方法に関するものである。

現在、低コストで効率的に塗工紙を製造するために、抄紙機と塗工機とが一体化したオンマシンコーターが幅広く用いられている。オンマシンコーターによる塗工方式としては、主にフィルム転写方式とブレード塗工方式とがある。このうち、ゲートロールコーターやロッドメタリングコーターのようなフィルム転写コーターは、コンパクトで、操業性がよく、また、種々の製品要求品質に対応が容易であることから、オンマシンでのサイズ剤塗工設備や顔料塗工設備として多く採用されている。
フィルム転写方式は、アプリケーターロール上の計量された塗工液を原紙（基紙）に転写する方式であり、塗工時に原紙にかかる負荷がブレード塗工方式と比較して相対的に小さいため、操業時の断紙トラブル等が少ないという利点があり、極めて高い生産効率を得ることができる。また、フィルム転写コーターは、原紙表面の輪郭に沿った塗工、いわゆる輪郭塗工を行うことができるため、原紙表面の被覆性が高く、塗工紙を製造するに適しているといえる。
印刷用紙は、省資源化、輸送コストの低減等の面から、用紙の軽量化、つまりは塗工紙から微塗工紙への移行が進んでいる。軽量化の手段としては、原紙米坪の低減および塗工量の低減であるが、原紙米坪の低減は、紙厚が薄くなることによる剛度の低下を招き、塗工量の低減は、白紙光沢度や印刷光沢度の低下の問題がある。剛度の低下は、高速印刷や自動制御、紙の搬送に不具合が生じる問題が発生しやすく、また、原紙紙厚が薄くなることは、昨今の印刷物に対するフルカラー化に印刷不透明度という点で相反する面も有している。塗工量を低減すると、表面の被覆性が低下し、白紙光沢度や印刷光沢度が低下するだけでなく、光沢ムラが発生して美粧性が低下する。これらの問題を解決し、軽量化を図りながら剛度を維持し、高速印刷を可能にした微塗工紙の開発が要望されている。
剛度を向上させるためには、より強靭な針葉樹パルプを配合する方法があるが（特許文献１）、繊維長の長い針葉樹パルプの増配は、表面性の低下や印刷適性の低下を招き、印刷適性が低下するため好ましくない、また、平坦化工程の線圧を低下させることで、剛度の低下を最小限に抑える方法が考えられるが、用紙に平坦性、光沢性を付与できず、印刷後に印字部の光沢が低下するため、好ましくない。
低線圧でも充分な白紙光沢度、印刷光沢度を得る方法としては、潰れやすい有機顔料を添加する方策があるが、塗工液の流動性を悪化させ、塗工ムラや光沢ムラが発生するなど、品質面、作業面の両方において好ましくない。
特開２００６−０９７１４９号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、米坪が６０ｇ／ｍ²以下と軽量でありながら高剛度を有し、塗工量が片面あたり１０ｇ／ｍ²以下と低塗工量でありながら白色度、白紙光沢度、印刷光沢度性に優れた微塗工紙の製造方法に関するものである。なお、「微塗工紙」とは、顔料塗工層の塗工量が片面で１２ｇ／ｍ²以下の塗工紙を指すが、本発明の微塗工紙は、塗工量が片面で１０ｇ／ｍ²以下の塗工紙を対象とする。

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〕
基紙の少なくとも片面上に、
酸化澱粉を主成分とする塗料を片面あたり０．１ｇ／ｍ²〜１．０ｇ／ｍ²で塗布し、
前記酸化澱粉の塗布後に線圧１０〜５０ＫＮ／ｍでカレンダー処理を行い、
顔料とバインダーを主成分とする少なくとも１層の顔料塗工層をフィルム転写型ロールコーターで片面あたり６．０ｇ／ｍ²〜９．５ｇ／ｍ²塗布し、
さらに金属ロール温度１００℃以上、線圧１００〜６００ＫＮ／ｍでカレンダー処理し、
これら酸化澱粉塗工、カレンダー処理、顔料塗工、カレンダー処理をこの順にオンマシンで行う微塗工紙の製造方法であって、
前記基紙の原料パルプに占める古紙パルプの質量割合が７０％以上であり、
パルプスラリーに、カチオン性凝結剤、カチオン性凝集剤をスクリーン前、アニオン性凝集剤をスクリーン後に添加し、
前記アニオン性凝集剤がベントナイトまたはコロイダルシリカであり、
前記顔料に、平均粒子径０．４μｍ〜０．８μｍ、アスペクト比が５以上のデラミネーテッドクレーを顔料１００質量部に対して１０〜５０質量部含有させ、
前記デラミネーテッドクレー以外のクレーを顔料１００質量部に対して１０〜５０質量部含有させ、
酸化澱粉と顔料塗工層の合計が片面あたり５．１ｇ／ｍ²〜１０ｇ／ｍ²とし、
緊度が１．０ｇ／ｃｍ³〜１．２ｇ／ｃｍ³、 かつ、次の式により導く比こわさが０．２５ｍ²／ｇ〜０．４ｍ²／ｇ、ＪＩＳ Ｐ ８１４２による白紙光沢度が３０〜６０％、米坪が６０ｇ／ｍ²以下である微塗工紙を得ることを特徴とする微塗工紙の製造方法。
比こわさ（ｍ²／ｇ）＝（剛度（縦）× 剛度（横））^1/2 ÷ 米坪

〔請求項２記載の発明〕
前記ベントナイトをパルプに対して純分で０．１重量％〜５．０重量％添加する請求項１に記載の微塗工紙の製造方法。

〔請求項３記載の発明〕
前記カチオン性凝結剤がポリエチレンイミンであり、前記カチオン性凝集剤がポリアクリルアミドである請求項１または２に記載の微塗工紙の製造方法。

〔請求項４記載の発明〕
前記カチオン性凝集剤の平均分子量が６００万〜１６００万である請求項１〜３のいずれか１項に記載の微塗工紙の製造方法。

米坪が６０ｇ／ｍ²以下と軽量でありながら高剛度を有し、塗工量が片面あたり１０ｇ／ｍ²以下と低塗工量でありながら白色度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れた微塗工紙が得られる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。
〔微塗工紙〕
本発明に係る微塗工紙は、基紙に澱粉からなる塗工液をロール塗工した後に、顔料と接着剤からなる塗工液をロール塗工し、表面仕上げを行うことにより製造できる。
本発明に係る微塗工紙は、基紙表面に、好適にはロールコーターによるフィルム転写方式にて水溶性高分子を塗布し、この水溶性高分子の塗布後に、同じくフィルム転写方式にて、顔料および接着剤を主成分とする顔料塗工層が設けられている。水溶性高分子としては、澱粉やその誘導体、ポリビニルアルコールやポリアクリル酸塩などの合成高分子、紙力増強剤、サイズ剤などを挙げることができる。
本発明において特に好ましい水溶性高分子は、澱粉であり、この澱粉を基紙にフィルム転写塗布することにより、低塗工量でも紙の剛度を向上させることができ、顔料および接着剤をフィルム転写塗工することにより、低塗工量でも白紙光沢、印刷光沢を向上でき、かつ、これら塗工量を減少させ、紙全体に占めるパルプの割合を上昇させることで、低米坪、特に６０ｇ／ｍ²以下の微塗工紙において、高速印刷に耐え得る充分な剛度が得られるのである。

得られる微塗工紙は、緊度が１．０ｇ／ｃｍ³〜１．２ｇ／ｃｍ³、かつ、次の式により導く比こわさが、０．２５ｍ²／ｇ〜０．４５ｍ²／ｇであることが好ましく、０．３０ｍ²／ｇ〜０．４０ｍ²／ｇであることがより好ましく、０．３２ｍ²／ｇ〜０．４０ｍ²／ｇであることが最も好ましい。
比こわさ（ｍ²／ｇ）＝（剛度（縦）×剛度（横））^1/2 ÷ 米坪
ここに剛度及び米坪の測定方法は後記参照される。比こわさが０．２５ｍ²／ｇ未満であると、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、比こわさが０．４０ｍ²／ｇを超えると、印刷用途において取り扱いにくいほど剛直になり、印刷作業性が低下する。

このような塗工紙を得るには、塗工紙片面あたりの塗工量は、水溶性高分子と顔料塗工層の合計が３ｇ／ｍ²〜１０ｇ／ｍ²となることが好ましい。また、前記水溶性高分子の塗布量は０．１〜１．５ｇ／ｍ²であり、前記顔料塗工層の塗工量が２．９〜９．９ｇ／ｍ²であることが好ましい。塗工量が３ｇ／ｍ²未満では剛度だけでなく白紙光沢度に劣り、塗工量が１０ｇ／ｍ²を超えると、剛度のみならず嵩高性に劣る。
また、水溶性高分子を塗布した後に、プレカレンダーにより平坦化処理することで、顔料塗工後の平滑性、光沢性を向上でき、かつ、塗工層の軽量化を進めることができる。

顔料塗工層には、平均粒子径が０．２μｍ〜１．０μｍ、好ましくは０．４μｍ〜０．８μｍ、アスペクト比が５以上、好ましくは１０以上のデラミネーテッドクレーを、１０質量部〜６０質量部、より好ましくは１０質量部〜５０質量部含むことが好ましい。平均粒子径０．２μｍ以上であり、アスペクト比５以上のデラミネーテッドクレーは、塗工層表面の被覆性が高いため、低塗工量においても高い光沢性と平滑性を付与でき、また、印刷インキが塗工層表面に留まりやすく、印刷光沢を向上できるため好ましい。平均粒子径が０．２μｍを下回り、アスペクト比が５を下回るクレーでは、被覆性に劣るだけでなく、クレーが原紙に沈み込みやすいため、上記効果が得られない。アスペクト比の上限は特に限定されないが、概ね５０を超過すると、塗料の粘度が高くなり、塗工ムラが発生しやすいなど塗工性に劣り、また、クレー同士の重なり合いによる空隙が大きくなるため、印刷時にインキが均一な被膜を形成できず、印刷光沢が低下するため好ましくない。

一方で、本発明に係る微塗工紙は、ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５に基づく白紙光沢度が、３０〜６０％であるのが好ましく、４０％〜４５％であるのがより好ましい。白紙光沢度が３０％未満であると、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、白紙光沢度は６０％を超えても良いが、６０％以下とすることで、いわゆるギラギラとした視認を覚えない、目に優しい塗工紙となる。上記のとおり表面被覆性の良好なデラミネーテッドクレーを用い、かつ、顔料塗工層をフィルム転写塗工すると、低塗工量でありながら被覆性の高い塗工層表面が得られるため、白紙光沢度と印刷光沢度に優れた塗工紙となる。また、塗工後に光沢を付与するためのスーパーカレンダー処理において、所定の光沢度を得るために必要な線圧（ニップ圧）が低くて済むため、紙の潰れを最小限に抑えることができ、本発明の目的である、剛度に優れた微塗工紙が得られる。

〔パルプ配合〕
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：古紙パルプの質量割合が、０〜１０：０〜３０：７０〜１００とされているのが好ましく、５〜１０：１０〜２０：７０〜１００とされているのがより好ましい。ＮＢＫＰの質量割合が１０％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３０％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。古紙パルプの質量割合が７０％未満であると、古紙パルプ特有の平坦で柔軟な性状の繊維が少なくなり、用紙表面の平坦性、光沢性向上が低下する。

〔ウエットエンド〕
本発明の微塗工紙を得るには、前記パルプからなるパルプスラリーに填料、凝結剤、凝集剤を添加することが好ましい。
＜凝結剤＞
凝結剤としては、例えばポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアミン（ＰＶＡｍ）、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ポリダドマック、ＰＤＡＤＭＡＣ）、ポリアミン（ＰＡｍ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）等の有機高分子系凝結剤や、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム等の無機系凝結剤があげられる。これらの中でも、ＰＡＭ、ＰＤＡＤＭＡＣ、ＰＡｍ及びＰＥＩの少なくとも１種を用いることが好ましい。特に、ＰＥＩはカチオン密度が高く、アニオン性の微細成分を効率的に集める作用が高いため、得られる原紙の表面性が向上できるため好ましい。ＰＥＩの平均分子量は１０万〜４００万が好ましく、１００万〜２００万であることがさらに好ましい。平均分子量が１０万未満であると、アニオン性の微細繊維を十分に吸着できなくなり、また、平均分子量が４００万を超過すると、アニオン性の微細繊維を集めすぎて原紙の地合いを崩し、塗工ムラや美粧性の低下を招くため、好ましくない。凝結剤の添加量は、カチオン要求量低減率と、カチオン性凝結剤添加後の紙料濾液のカチオン要求量とが満足されるように調整することが好ましい。したがって、カチオン性凝結剤の添加量は、後述する凝集剤の添加量にも左右されるが、パルプに対して固形分で０．１％〜０．５％、さらには０．１５％〜０．４％であることが好ましい。かかる凝結剤の添加量が０．１％未満では、その効果が不充分となる恐れがあり、一方０．５％を超えると、原紙の地合いを崩し、塗工ムラや美粧性の低下を招く恐れがある。
本発明においては、前記したように、パルプの調製段階で凝結剤を添加することが好ましいが、例えば、前記パルプ及び填料、並びに必要に応じて内添サイズ剤、定着剤、歩留り向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤、消泡剤等の各種製紙助剤等は、配合チェストで混合されて完成原料となる。したがって、配合チェストからマシンチェストの間で凝結剤が添加されることが好ましく、カチオン性凝結剤を完成原料に充分に混合するには、配合チェストへ添加することがより好ましい。

＜カチオン性凝集剤＞
本発明においては、前記パルプの調製段階でカチオン性凝結剤を添加した後、さらに該パルプの調製段階に続く抄紙工程前段でカチオン性凝集剤を添加することが好ましい。
紙料は、アニオン性を呈するパルプや填料からなるため、カチオン性凝集剤を添加することで、凝集作用を得ることができる。かかるカチオン性凝集剤としては、例えば平均分子量が６００万〜１６００万、さらには１０００万〜１４００万であり、かつカチオン化度が０〜１０ｍｅｑ／ｇのカチオン性水溶性重合体又は共重合体を使用することができる。本発明では、大きなフロックを形成できるＰＡＭを用いることが、微細繊維の歩留りを向上させ、原紙の表面性を改善できるため好ましい。カチオン性凝集剤の平均分子量が６００万未満であると、該カチオン性凝集剤を用いた効果が充分に発現されない恐れがあり、一方１６００万よりも大きいと、フロックが大きくなり地合いを崩し、塗工ムラや光沢ムラが発生するため好ましくない。また、カチオン化度が０ｍｅｑ／ｇ未満であると、該カチオン性凝集剤を用いた効果が充分に発現されない恐れがあり、一方、１０ｍｅｑ／ｇより大いと、フロックが大きくなり地合いを崩し、塗工ムラや光沢ムラが発生するため好ましくない。
またカチオン性凝集剤の添加量は、パルプに対して純分で０．０１％〜０．１％、さらには０．０２％〜０．０５％であることが好ましい。カチオン性凝集剤の添加量が０．０１％未満だと、所定の凝集効果が充分に発現されない恐れがあり、一方０．１％を超えると、フロックが大きくなり地合いを崩し、塗工ムラや光沢ムラが発生するため好ましくない。

＜アニオン性凝集剤＞
本発明では、上記カチオン性凝結剤、カチオン性凝集剤を添加した後に、アニオン性凝集剤を添加することが好ましい。アニオン性凝集剤を添加することで、カチオン性凝集剤によって発生したフロックを効果的に凝集でき、微細繊維の歩留り向上に伴なう表面性の改善が得られる。アニオン性凝集剤は、従来から歩留り向上剤として使用されてきたものを使用することができる。具体的には、アニオン性ポリアクリルアミド系物質、コロイダルシリカ、ベントナイトが挙げられ、これらの群から選ばれる１種類、または２種類以上を併用しても良い。本発明では、よりパルプスラリーに対する分散性が高く、パルプ同士を結び付けやすいベントナイトが好ましい。
ベントナイトの添加量は、パルプに対して純分で０．１％〜５．０％、さらには０．５％〜３．０％であることが好ましい。ベントナイトの添加量が０．１％未満だと、所定の凝集効果が充分に発現されない恐れがあり、一方５．０％を超えると、凝集効果に偏りが生じて地合いを崩しやすく、塗工ムラや光沢ムラが発生するため好ましくない。
カチオン性凝集剤、アニオン性凝集剤の添加場所としては カチオン性凝集剤をスクリーン前、アニオン性凝集剤をスクリーン後に添加することが好ましい。これは、地合いが悪化しない程度にフロックの形成を抑えつつ、最大限に微細繊維の歩留りを向上させて原紙の表面性を改善するためには、カチオン性凝集剤により大きなフロックを得た後に、スクリーンによるシェアで一旦フロックを分解し、再度、アニオン性凝集剤でフロックを形成することが好ましいためである。
本発明のごとく、古紙パルプを７０％以上に高配合する塗工紙においては、特に微細繊維の歩留りを向上させることで、本発明の目的である高剛度が達成できる。つまり、微細繊維が存在することで、原紙の表面が均一になり塗工ムラが発生し難く、白紙光沢度、印刷光沢度が向上しやすくなり、カレンダー処理におけるニップ圧を軽減できるため、剛度に優れた微塗工紙が得られる。塗工紙の表面性、光沢性を充分に向上させるには、上記のごとく、所定のカチオン性凝結剤、カチオン性凝集剤、アニオン性凝集剤を、所定の割合で組み合わせることが好ましい。

〔抄紙設備〕
本発明において使用できる抄紙設備としては、特に限定されないが、本発明の目的である、高剛度や嵩高さを得るには、ギャップフォーマからなるワイヤーパート、オープンドローのないストレートスルー型からなるプレスパート、シングルデッキドライヤーからなるドライヤーパートを組み合わせることが好ましい。理由は次の通りである。
＜ワイヤーパート（ヘッドボックス）＞
調製されたパルプスラリーは、ヘッドボックスを経由してワイヤーパートに送られる。ワイヤーパートとしては、長網フォーマや、長網フォーマにオントップフォーマを組み合わせたもの、あるいはツインワイヤーフォーマなど、特に限定されないが、ヘッドボックスから噴出された紙料ジェットを２枚のワイヤーで直ちに挟み込むギャップタイプのギャップフォーマが、両面から脱水するため表裏差が少なく、塗工ムラ、印刷ムラに表裏差が発生し難いため好ましい。
＜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、さらに脱水が行われる。プレス機としては、ストレートスルー型、インバー型、リバース型のいずれであってもよく、またこれらの組み合わせも使用することができるが、オープンドローを無くしたストレートスルー型が、紙を保持しやすく、断紙などの操業トラブルが少ないため、好ましい。脱水方式としては、通常行われているサクションロール方式やグルーブドプレス方式等の方法を使用することができるが、シュープレスは脱水性と平滑性とを向上できるため、より好ましい。
＜プレドライヤーパート＞
プレスパートを通った湿紙は、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。プレドライヤーパートは、断紙が少なく、嵩を落とすことなく高効率に乾燥を行える、ノーオープンドロー形式のシングルデッキドライヤーが好ましい。ダブルデッキ方式にて乾燥する方式も可能だが、キャンバスマーク、断紙、シワ、紙継ぎ等の操業性の面で、シングルデッキ方式に劣るため好ましくない。

〔下塗り塗工〕
以上の原紙には、剛度を向上させる目的で、水溶性高分子をロールコーターを用いて、下塗り塗工する。
水溶性高分子としては、例えば、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、生澱粉などの澱粉またはその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの合成高分子、耐水化や表面強度向上を目的とした紙力増強剤、サイズ性付与を目的とした外添サイズ剤、または一般に表面処理剤として通常使用されるものを単独で、あるいはこれらを数種類混合して使用することができる。これらのうち酸化澱粉が、剛度を向上させつつ、白色度の低下を最小限に抑え、塗工作業性を向上させることができるため特に好ましい。
水溶性高分子として酸化澱粉を用いた場合の塗布量は、特に限定されないが、好ましくは片面あたり０．１〜１．５ｇ／ｍ²、より好ましくは０．２〜１．３ｇ／ｍ²、最も好ましくは、０．３〜１．０ｇ／ｍ²である。０．１ｇ／ｍ²未満では、被覆性が悪く、原紙の剛度を向上させる効果が少ない。１．５ｇ／ｍ²を超えると、剛度は向上するが、澱粉本来の色が塗工紙に現れやすくなり、白色度が低下するだけでなく、塗工液の増加により、ロール表面から塗工液が飛散して、塗工ミストが発生し、欠陥や異物となりやすく、作業性が低下するため好ましくない。
このような水溶性高分子は、例えば、２ロールサイズプレスコーターやゲートロールコーター、ブレードメタリングサイズプレスコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーター、又はシムサイザーやＪＦサイザー等のフィルム転写型ロールコーター等の塗工機によって塗布することができる。フィルム転写型ロールコーターは、塗工量が少なくても表面被覆性が高いため、低塗工量でも剛度が高い塗工紙を得られるため好ましい。上記以外の塗工機、例えばブレードコーターやエアーナイフコーターは、低塗工量では被覆性が悪くなり、非塗工部分が生じやすいため好ましくなく、スプレーコーターやカーテンコーターについては、均一な塗工が得られず、光沢ムラとなりやすいため好ましくない。

〔平坦化処理（プレカレンダー）〕
下塗り塗工後の原紙は、上塗り塗工（顔料塗工）を行う前に、プレカレンダーによる平坦化処理を行うことが好ましい。プレカレンダーは、上側が金属ロールで下側が弾性ロールであるソフトカレンダーが、表面の改良性が高いため好ましい。プレカレンダーは、１段又は必用に応じ２段以上の組合せで行うこともできる。プレカレンダーでの処理により、水溶性高分子塗布後の基紙表面を平坦化処理することができるとともに、後の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、剛度が高くで嵩高な塗工紙を得ることができる。また、基紙表面を平坦化処理することで上塗り塗工の塗工性を向上させ、ミストの発生を抑え、塗工液の塗工ムラを抑えることができる。プレカレンダーの線圧は、好ましくは１０〜８０ＫＮ／ｍであり、より好ましくは１０〜５０ＫＮ／ｍである。１０ＫＮ／ｍ未満であると、水溶性高分子塗布後の基紙の平坦化が進まず、また、８０ＫＮ／ｍを超過すると、必要以上に原紙を圧迫するため、剛度が低下し、緊度が上昇して嵩高さに劣るため好ましくない。

〔上塗り塗工（顔料塗工）〕
次に、原紙の一方又は双方の面に、顔料及び接着剤を含む塗工液を塗工して塗工層を設ける。顔料は、平均粒子径０．２μｍ以上、アスペクト比が５以上のデラミネーテッドクレーを配合することが好ましい。デラミネーテッドクレーの配合量は、顔料１００質量部に対して１０質量部〜６０質量部、より好ましくは１０〜５０質量部である。本願の目的である、より低塗工量で高白紙光沢度、高印刷光沢度を得るためには、被覆性の高いデラミネーテッドクレーを用いることが好ましい。しかしながら、デラミネーテッドクレーは塗工液での流動性が悪く、６０質量部を超えて配合すると、塗工ムラが発生するため好ましくない。また配合量１０質量部未満では、目的の被覆性が得られず、白紙光沢度、印刷光沢度が低下する。
前述した微細繊維の歩留り向上による表面性の改善効果に加え、顔料塗工としてデラミネーテッドクレーからなる塗工液を塗工することにより、白紙光沢を維持しつつ塗工量を低減でき、紙全体に占めるパルプの割合が上昇し、更なる剛度の改善が得られる。
また、従来は原紙の表面性が悪いと、フィルム転写塗工時に塗料がミスト状になって飛散する問題があり、特に塗料の流動性が悪いデラミネーテッドクレーを配合した場合に、飛散が顕著となっていた。しかし、顔料塗工前に水溶性高分子を塗布することで、原紙の平滑性が向上でき、均一なフィルム転写塗工が可能となるため、ミストの飛散を抑えつつ、デラミネーテッドクレーを配合することが可能となった。加えて、水溶性高分子を塗布することで、上塗り塗工後の平滑性が向上しやすくなり、光沢が出やすくなるため、より塗工量が少なくて済み、パルプ由来の剛度が更に向上できる。一方で、白紙光沢度の向上に伴ない、印刷光沢度についても相乗効果により向上する。

デラミネーテッドクレー以外の顔料として、例えば、カオリン、微粒カオリン、炭酸カルシウム、タルク、サチンホワイト、亜硫酸カルシウム、石膏、硫酸バリウム、ホワイトカーボン、焼成カオリン、構造化カオリン、珪藻土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベントナイト、セリサイト等の無機顔料や、ポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルマリン樹脂微粒子、微小中空粒子、多孔質微粒子等の有機顔料等の中から、一種又は二種以上を適宜選択して配合しても良い。デラミネーテッドクレー以外には、白色度の向上作用が大きい炭酸カルシウム、より好ましくは安価な重質炭酸カルシウムを用いることができる。
低ニップで高白紙光沢度を発現させる有機顔料は、カレンダーのニップ圧を軽減させるために配合することができるが、塗工ムラが発生しやすくなる。本発明は有機顔料を用いずに、目的の高剛度や嵩高さ、高白紙光沢度、高印刷光沢度を得る方法であるため、配合しなくても良い。

以上の顔料とともに塗工液に配合される接着剤の種類は特に限定がないが、例えば、カゼイン、大豆蛋白等の蛋白質類；スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系ラテックス、アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルの重合体ラテックス若しくは共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン−酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系ラテックス、あるいはこれらの各種共重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性又は非溶解性のラテックス等のラテックス類；ポリビニルアルコール、オレフィン−無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂系接着剤；酸化澱粉、陽性化澱粉、エステル化澱粉、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等のセルロース誘導体等の、通常ダル調塗工紙に用いられる接着剤が挙げられ、これらの中から一種又は二種以上を適宜選択して使用することができる。

塗工剤中の顔料と接着剤との割合には特に限定がないが、好ましくは顔料１００質量部に対して接着剤が固形分比で３〜１７質量部であり、より好ましくは５〜１５質量部である。接着剤の量が３質量部未満では、塗工層の形成性が低下し、表面強度が低下する。他方、１７質量部を超えると、接着剤の量が多すぎて、顔料由来の光沢性が発現しにくく、白紙光沢度が低下する。
さらに本塗工液には、例えば、蛍光増白剤や蛍光増白剤の定着剤、消泡剤、離型剤、着色剤、保水剤等の、通常使用される各種助剤を適宜配合することもできる。
原紙への上塗り層（顔料塗工層）の塗工は、例えば、複数段階、通常はプレドライヤーパートとアフタードライヤーパートとの２段階で行われるドライヤーパートの間のコーターパートにおいて行われることが好ましい。このコーターパートにおいても、下塗り塗工と同様に、例えば、２ロールサイズプレスコーターやゲートロールコーター、ブレードメタリングサイズプレスコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーター、又はシムサイザーやＪＦサイザー等のフィルム転写型ロールコーター等の塗工機によって塗布することができる。フィルム転写型ロールコーターは、低塗工量でも表面被覆性と剛度が高い塗工紙を得られるため好ましい。上記以外の塗工機、例えばブレードコーターやエアーナイフコーターは、低塗工量での塗工ができないため好ましくなく、スプレーコーターやカーテンコーターは、低塗工量での塗工は可能だが均一な塗工面が得られないため、光沢ムラが発生しやすくなり好ましくない。

前述した微細繊維の歩留り向上とデラミネーテッドクレーによる表面性の改善効果に加えて、フィルム転写塗工を行うことで得られる均一な顔料塗工層による表面性の改善を組み合わせると、相乗効果により、白紙光沢が向上するだけでなく、印刷時のインキ吸収性を均一にでき、均一なインキ被膜が形成されるため、得られる印刷物は印刷光沢度が７０％以上、更には７５％以上まで向上させることができる。上記組み合わせにより微塗工紙を製造することで、米坪が６０ｇ／ｍ²以下と軽量でありながら高剛度であり、塗工量が片面あたり１０ｇ／ｍ²以下と低塗工量でありながら白色度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れた微塗工紙が得られる。
塗工装置はまた、抄紙機と一体なったオンマシンコーターを用いると、オフマシンコーターに比べて、より高温の原紙に塗工でき、さらなる白紙光沢度、印刷光沢度の向上が図れるため好ましい。なお、ドライヤーパートでの乾燥方法としては、例えば、熱風加熱、ガスヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱等の各種加熱乾燥方式を適宜採用することができる。
原紙への塗工液の塗工量は、片面あたり、好ましくは２．９ｇ／ｍ²〜９．９ｇ／ｍ²、より好ましくは５．０ｇ／ｍ²〜９．５ｇ／ｍ²、最も好ましくは、６．０ｇ／ｍ²〜９．０ｇ／ｍ²である。塗工液の量が片面あたり２．９ｇ／ｍ²未満では、用紙表面に未塗工部分が生じ易く、白紙光沢度の低下や印刷光沢のムラが生じる恐れがある。片面あたり９．９ｇ／ｍ²以上塗工すると、原紙よりも顔料塗工層の密度が高いため、得られる塗工紙の重量と緊度が増加し、嵩高な塗工紙が得られない。

〔カレンダーパート〕
塗工層に光沢性や平坦性、印刷適性を付与する目的で、少なくとも一方が熱ロールとされた一対のロール、好ましくは弾性ロール及び金属ロール間に通紙して平坦化処理を施すことが好ましい。一般に平坦化処理は、弾性ロールと金属ロールとの間に塗工紙を通し、塗工紙に高ニップ圧をかけて摩擦力により塗工紙表面を磨き、光沢性を付与するものであり、ニップ圧で紙を潰すため、紙の剛度と嵩高さが損なわれると共に、塗工紙の微細な凸部にニップ圧と摩擦力が集中し、繊維焼けが発生したり、熱と圧力により、塗工紙自体が黄変化したりする、退色の問題があった。この問題を回避するため、カレンダーの線圧は、１００〜６００ＫＮ／ｍが好ましく、１００〜４００ＫＮ／ｍがより好ましい。１００ＫＮ／ｍ未満であると、顔料塗工層の平坦化が進まず、また、６００ＫＮ／ｍを超過すると、必要以上に原紙を圧迫するため、剛度が低下し、緊度が上昇するため好ましくない。金属ロールの温度は、１００〜３００℃が好ましく、１００〜２００℃がより好ましい。１００℃未満であると、顔料塗工層の平坦化が進まず、また、３００℃を超過すると、繊維焼けが発生したり、熱と圧力により、塗工紙自体が黄変化したりする、退色が発生するため好ましくない。
カレンダー設備としては、スーパーカレンダーやソフトカレンダー等の平坦化設備を用いることができる。中でも、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、ニップ圧を調整しやすく、剛度や白紙光沢度を調整しやすいため最適である。また、カレンダーの設置場所としては、抄紙機及び塗工機と一体になったオンマシンタイプが好ましい。オンマシンタイプでは、塗工後すぐ、紙面温度が高い状態で平坦化処理できるため、白紙光沢度が向上しやすく、目的の塗工紙が得られやすい。

次に、本発明の微塗工紙を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
〔実施例１〜２９、比較例１〜２０〕
まず、原料パルプとして、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ及び雑誌古紙から生産したＭＤＩＰを５：２５：７０の割合（質量比）で混合し、このパルプ１００質量部（絶乾量）に対して、各々固形分で、軽質炭酸カルシウム（品番：ＴＰ−１２１−６Ｓ、奥多摩工業（株）製）１０％、カチオン化澱粉（品番：アミロファックスＴ−２６００、アベベジャパン（株）製）３％、カチオン性凝結剤（品番：カチオファストＳＦ、ＢＡＳＦ（株）製）０．２％、カチオン性凝集剤（品番：パーコールＥ２４Ｘ、チバ・スペシャリティ・ケミカル（株）製）０．０３％、アニオン性凝集剤（品番：ベントナイト、チバ・スペシャリティ・ケミカル（株）製）２．０％を添加してパルプスラリーを得た。但し、比較例１８はカチオン性凝結剤を配合せず、比較例１９はカチオン性凝集剤を配合せず、比較例２０はアニオン性凝集剤を配合しなかった。
次に、ワイヤーパート、プレスパート、プレドライヤーパートを経て紙匹を製造した後、この両面に澱粉塗液を表１及び表２に記載の塗工量で下塗り塗工した。この下塗り塗工後、アフタードライヤーパートで乾燥し、プレカレンダーパートで、表１及び表２に記載のニップ圧で平坦化処理を行った。次いで、コーターパートにて、表１及び表２に記載の条件で調製した顔料及び接着剤（顔料１００質量部に対し、１０質量部）を含む塗工液を、表１及び表２に記載の塗工量となるよう、表１及び表２に記載した設置場所および設備で、原紙の両面に塗工した。

顔料及び接着剤の詳細は、次の通りである。
（顔料）
・微粒カオリンクレー（品番：ＡＭＡＺＯＮ、カダム社製）
・デラミネーテッドカオリンクレー（品番：カピムＤＧ、（株）イメリス ミネラルズ・ジャパン製、アスペクト比１１）
・湿式重質炭酸カルシウム（品番：エスカロン＃９０、三共製粉（株）製）
（接着剤）
・スチレン−ブタジエンラテックス（品番：ＰＡ５０３６、日本エイアンドエル（株）製）

次に、両面に塗工層が形成された原紙をアフタードライヤーパートに供して塗工層を乾燥させ、カレンダーパートにて表１に示すカレンダー条件で平坦化処理を施した。その後、リールパート、ワインダーパートに供して塗工紙を得た。
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、フィルム転写型ロールコーターで下塗り塗工した後、プレカレンダーで平坦化処理し、フィルム転写型ロールコーターで上塗り塗工した。また、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。

得られた塗工紙について、各物性を以下の方法にて調べた。結果は、表１および表２に示す。
（ａ）米坪
ＪＩＳ Ｐ ８１２４：１９９８「紙及び板紙‐坪量測定方法」に記載の方法に準拠して測定した。
（ｂ）紙厚及び密度（緊度）
ＪＩＳ Ｐ ８１１８：１９９８「紙及び板紙‐厚さ及び密度の試験方法」に記載の方法に準拠して測定した。
（ｃ）剛度
ＪＩＳ Ｐ ８１４３：２０００「紙のクラークこわさ試験機によるこわさ試験方法」に記載の方法に準拠して、紙の縦方向および横方向について測定した。
（ｄ）比こわさ
次の式を用いて算出した。
比こわさ（ｍ²／ｇ）＝（剛度（縦）×剛度（横））^1/2 ÷ 米坪
（ｅ）白色度
カラーアナライザー（型番：ＭＳ−２０２０ＰＬＵＳ、マクベスグレタグ社製）にて測定した。測定条件はＵＶＩＮ（紫外線を含む）、ＳＣＩ（反射光を含む）、Ｃ光源、視野角２°。
（ｆ）白紙光沢度
ＪＩＳ Ｐ ８１４２：２００５「紙及び板紙‐７５度鏡面光沢度の測定方法」に記載の方法に準拠して測定した。
（ｇ）印刷光沢度
次の条件で印刷試験体を調製し、白紙光沢度と同じ方法で光沢度を測定して、印刷光沢度とした。
印刷機 ：ＲＩ‐３型、株式会社明製作所社製
インキ ：ＷｅｂＲｅｘ Ｎｏｕｖｅｒ ＨＩＭＡＲＫプロセス藍、大日精化株式会社製
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、ロールを反転させ更に１分間練る）、回転速度３０ｒｐｍで２色同時印刷を行った。
（ｈ）操業性
塗工ムラを以下の評価基準に基づいて評価した。
◎：塗工ムラが発生せず、安定して塗工できた
○：塗工ムラが若干発生したが、比較的安定して塗工できた。
△：塗工ムラが多少発生し、安定した塗工が得られなかった。
×：塗工ムラが発生し、塗工が安定しなかった。
なお、前記評価基準のうち、◎、○、△を実使用可能と判断する。

実施例１〜２９の塗工紙はいずれも、比こわさが０．２５ｍ²／ｇ〜０．４５ｍ²／ｇと高く、緊度が１．０ｇ／ｃｍ³〜１．２ｇ／ｃｍ³と嵩高でありながら、所定の白色度、白紙光沢度（３０〜６０％）、印刷光沢度を有しており、かつ、操業性の良好な、優れた塗工紙である。
これに対して、比較例１〜２０の塗工紙は、塗工方法や塗工量が実施例のように特定されていないため、比こわさ、緊度、白色度、白紙光沢度、印刷光沢度、作業性のいずれかが悪い塗工紙である。

本発明の微塗工紙は、嵩高であるため省資源、コスト削減や、ボリューム感、高級感があり、かつ、高剛度を有するため、高速印刷や自動制御、紙の搬送で問題が発生せず、また、白色度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れているため美粧性が高く、例えば、チラシや雑誌、パンフレット等の商業印刷に好適に利用することができる。

Claims (4)

1. 基紙の少なくとも片面上に、
   酸化澱粉を主成分とする塗料を片面あたり０．１ｇ／ｍ²〜１．０ｇ／ｍ²で塗布し、
   前記酸化澱粉の塗布後に線圧１０〜５０ＫＮ／ｍでカレンダー処理を行い、
   顔料とバインダーを主成分とする少なくとも１層の顔料塗工層をフィルム転写型ロールコーターで片面あたり６．０ｇ／ｍ²〜９．５ｇ／ｍ²塗布し、
   さらに金属ロール温度１００℃以上、線圧１００〜６００ｋＮ／ｍでカレンダー処理し、
   これら酸化澱粉塗工、カレンダー処理、顔料塗工、カレンダー処理をこの順にオンマシンで行う微塗工紙の製造方法であって、
   前記基紙の原料パルプに占める古紙パルプの質量割合が７０％以上であり、
   パルプスラリーに、カチオン性凝結剤、カチオン性凝集剤をスクリーン前、アニオン性凝集剤をスクリーン後に添加し、
   前記アニオン性凝集剤がベントナイトまたはコロイダルシリカであり、
   前記顔料に、平均粒子径０．４μｍ〜０．８μｍ、アスペクト比が５以上のデラミネーテッドクレーを顔料１００質量部に対して１０〜５０質量部含有させ、
   前記デラミネーテッドクレー以外のクレーを顔料１００質量部に対して１０〜５０質量部含有させ、
   酸化澱粉と顔料塗工層の合計が片面あたり５．１ｇ／ｍ²〜１０ｇ／ｍ²とし、
   緊度が１．０ｇ／ｃｍ³〜１．２ｇ／ｃｍ³、 かつ、次の式により導く比こわさが０．２５ｍ²／ｇ〜０．４ｍ²／ｇ、ＪＩＳ Ｐ ８１４２による白紙光沢度が３０〜６０％、米坪が６０ｇ／ｍ²以下である微塗工紙を得ることを特徴とする微塗工紙の製造方法。
   比こわさ（ｍ²／ｇ）＝（剛度（縦）× 剛度（横））^1/2 ÷ 米坪
2. 前記ベントナイトをパルプに対して純分で０．１重量％〜５．０重量％添加する請求項１に記載の微塗工紙の製造方法。
3. 前記カチオン性凝結剤がポリエチレンイミンであり、前記カチオン性凝集剤がポリアクリルアミドである請求項１または２に記載の微塗工紙の製造方法。
4. 前記カチオン性凝集剤の平均分子量が６００万〜１６００万である請求項１〜３のいずれか１項に記載の微塗工紙の製造方法。