(57)【要約】【課題】軽量化、及び微塗工に対応しながら、生産性を高め、なおかつ塗工紙に必要な品質を備える塗工紙を製造する。【解決手段】原紙表面に塗工層を設ける手段として、塗工方法の異なる塗工設備にて、原紙表層に、少なくとも２層の塗工層を塗被する。特には、ロールコータ６０塗工とブレードコータ６５Ａ塗工との組み合わせにより塗被する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙表面に塗工層を設ける手段として、塗工方法の異なる塗工設備にて、原紙表層に、少なくとも２層の塗工層を塗被することを特徴とする塗工紙の製造方法。
【請求項２】
ロールコータ塗工とブレードコータ塗工との組み合わせにより塗被する請求項１記載の塗工紙の製造方法。
【請求項３】
最終的に塗工層表面を、金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載の塗工紙の製造方法。
【請求項４】
オンマシン内で次記の連続的な工程が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
それぞれループをなす２つのワイヤー間にヘッドボックスから紙料を噴出して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する工程；
乾燥紙匹に対して下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程；
プレカレンダーにより平坦化処理する工程；
次記の（１）又は（２）の単独工程、あるいは（１）の工程後に（２）の工程を行う塗工工程を選択する塗工工程、
（１）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をロール塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うロールコータ塗工工程、
（２）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をブレード塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うブレードコータ塗工工程；
少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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工程。
【請求項５】
原紙表面に、ロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて塗工層が塗被され、その塗工層表面を金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理されていることを特徴とする塗工紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工紙の製造方法及び製造設備に関する。
特に、本発明は、原紙表面に塗工層を設ける手段として、塗工方法の異なる塗工設備、例えばロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて、原紙表層に少なくとも２層の塗工層を設けることに係り、好適には１３００ｍ／分以上、特には１５５０ｍ／分以上の高速で、オンマシンにより抄紙から最終仕上げまで一貫した生産を効率的に、高品質に行うことができる塗工紙の製造方法と塗工紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のビジュアル化の推進、マルチメディア化の流れに対応して、出版・広告・宣伝等の媒体として幅広く利用されてきた印刷物についても、ビジュアル化やカラー化など高品位化のニーズが急速に増加している。このようなユーザーの要求の変化に伴って、従来の非塗工の印刷用紙から印刷用塗工紙への切り替えが増加し、印刷用塗工紙の需要が急速に増加している。
【０００３】
加えて、印刷工程からは作業性改善や効率化につながる印刷用紙のハンドリング性や印刷機上での走行安定性についての品質要請もますます厳しくなってきている。
【０００４】
この品質要請の中で、製紙業界では省力化・製造コスト削減を目的として抄紙機の広幅化・高速化が進んでいる。
【０００５】
塗工紙への品質要請と省力化・製造コスト削減の中で、時流は原紙の低米坪化と微塗工化にあり、製造現場においては、高速運転可能な特性を活かしたままで、より優れた印刷特性を備えた印刷用塗工紙の製造技術への改革が強く求められている。
【０００６】
これらの品質要請に対して、原紙に、顔料と接着剤を有する下塗り塗被層と上塗り塗被層を有するオフセット印刷用塗被紙において、原紙に内添填料として針状または柱状の軽質炭酸カルシウムを原紙の重量を基準として３〜２０重量％含有し、下塗り塗被層にゲル含有量が７５〜９０重量％で、平均粒子径が４０〜７０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを含有し、上塗り塗被層にゲル含量が４０〜７０重量％で、平均粒子径が４０〜８０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを含有させること（特許文献１）、あるいは、原紙に顔料と接着剤を有する塗被液を塗被する塗被紙の製造方法において、原紙抄紙機のプレスパートにシュープレスを用いて湿紙を搾水、乾燥した原紙及び／または該原紙に塗被液を塗被した下塗り塗被紙を、金属ロールと弾性ロールで構成されるソフトカレンダーの、金属ロール表面温度が４０〜９０℃、線圧が３０〜１５０ｋｇ／ｃｍの条件で処理した後、顔料と接着剤を有する塗被液を塗被すること（特許文献２）等の技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、塗工層処方の見直しや、プレスパートでの改善等は、従来技術の延長線であり、印刷見栄えの改善が図れるとしても、製造現場における操業性及び生産性の改善にはつながらず、抜本的な解決策にはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７９９９２号
【特許文献２】特開平１１−００１８９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の主たる課題は、近年の用紙コスト削減に起因する製品坪量が６４ｇ／ｍ2未満の軽量化、及び微塗工化に対応しながら、生産性を高め、なおかつ塗工紙に必要な品質を備える塗工紙を製造することにある。
【００１０】
他の課題は、光沢度が５５％以上、より望ましくは６０％以上の光沢度を有し印刷見栄えの良い塗工紙を得ることにある。別の課題は、環境問題に対応して古紙が１０％以上の高配合であっても、高い生産性をもって製造できるようにすることにある。さらなる課題は以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
原紙表面に塗工層を設ける手段として、塗工方法の異なる塗工設備にて、原紙表層に、少なくとも２層の塗工層を塗被することを特徴とする塗工紙の製造方法。
【００１２】
＜請求項２項記載の発明＞
ロールコータ塗工とブレードコータ塗工との組み合わせにより塗被する請求項１または２記載の塗工紙の製造方法。
【００１３】
＜請求項３項記載の発明＞
最終的に塗工層表面を、金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載の塗工紙の製造方法。
【００１４】
＜請求項４項記載の発明＞
オンマシン内で次記の連続的な工程が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
それぞれループをなす２つのワイヤー間にヘッドボックスから紙料を噴出して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する工程；
乾燥紙匹に対して下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程；
プレカレンダーにより平坦化処理する工程；
次記の（１）又は（２）の単独工程、あるいは（１）の工程後に（２）の工程を行う塗工工程を選択する塗工工程、
（１）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をロール塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うロールコータ塗工工程、
（２）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をブレード塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うブレードコータ塗工工程；
少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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工程。
【００１５】
＜請求項５項記載の発明＞
原紙表面に、ロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて塗工層が塗被され、その塗工層表面を金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理されていることを特徴とする塗工紙。
【００１６】
塗工設備は、サイズプレス、カレンダーサイズ、ワイヤーバー、エアナイフコータ、ロールコータ（ゲートロールコータ等、ロールを用いて塗液を転写する塗工方式）、ブレードコータ（ビルブレードコータ等、ブレードにより塗液を掻き落として塗工層を形成する方法）、スプレー等があり、欧州では生産効率優先でロールコータを使用する設備が多く稼動し、国内では品質優先でブレードコータが多く稼動している。
【００１７】
しかし、本発明が提案する、異なる塗工設備の組み合わせからなる塗工紙の製造方法及び塗工紙は他に例がなく、さらに最終的に塗工層表面を金属ロールと弾性ロールからなる平坦化設備にて平坦化処理した事例はない。
【００１８】
同種のロールコータやブレードコータを使用した塗工紙の製造は盛んに行われてきているが、異なる塗工設備の組み合わせ、例えばロールコータとブレードコータからなる組み合わせは、設備構造が複雑になり、保全面でも多用な知識を必要とするため採用されなかったものである。
【００１９】
同種のブレードコータの組み合わせからなる塗工紙の製造設備では、設備フローが長大になり広い設置スペースが必要になるとともに、品質要請である低米坪、古紙の高配合品の製造においては、紙力の低下の問題で高速抄紙時、例えば１３００ｍ／分を超える速度では、ブレードタッチ圧の影響で断紙が多発する問題が生じる。抄紙速度やブレードタッチ圧を抑える方策があるものの、生産効率の悪化、塗工量調整が困難になる。
【００２０】
同種のロールコータの組み合わせは、設置スペースは少ないものの、ロールからの転写による塗工のため、塗工面の平滑性がブレードコータより劣るため、高光沢度の要求や高印刷適性を満足することができない。
【００２１】
ロール塗工とブレード塗工との概要比較を行うと、片面当たりの塗工量との相関で優劣が明確になる。すなわち、８ｇ／ｍ2以上では、ブレード塗工によると被覆性及び平滑性に優れるのに対し、ロール塗工では原紙の凹凸に応じて表面が凹凸になりがちであり平滑性に劣る。これに対し６ｇ／ｍ2以下では、ブレード塗工によると原紙の凹部内に塗液が乗るだけで原紙の凸部が露出がちのものとなり被覆性が劣るのに対し、ロール塗工の場合には被覆性に優れるものである。さらに、塗工量とは基本的に無関係で、ブレード塗工の場合には断紙の割合が高い（高速になるに従い、あるいは古紙配合量が多くなるに従いその傾向が顕著になる）のに対し、ロール塗工では断紙の割合は低い。６ｇ／ｍ2以下の低塗工量であっても、顔料として高い被覆性やグロスが得られる高アスペクト比のクレー、例えばデラミネーテッドクレー（薄板状結晶構造クレー）を使用すると、高速で塗工する際に粘度が高くなるために、ロール塗工の方が適している。ロール塗工では、塗工量が８ｇ／ｍ2以上となると、幅方向のプロファイルを制御することが難しく、また、いわゆるオレンジピールパターンが発生し、面感やインクの着肉性が劣るようになるのに対して、ブレード塗工ではかかる問題は通常は発生しない。ブレード塗工ではたとえば塗料濃度６５％以上の高濃度塗工が可能であり、ロール塗工では塗料濃度が５６％またはそれ以下とする必要があり、紙１ｋｇ当たりの乾燥エネルギーコストがブレード塗工の方が少なくなる。
このように、ロールコータ塗工とブレードコータ塗工とは異なる傾向を示す。
【００２２】
外国及びわが国も含め、塗工紙を製造する場合、抄紙機と塗工機とを別々にしたオフマシンコータと、抄紙機に塗工機を組み込んでオンマシンコータとが知られている。オフマシンコータの場合には、抄紙段階でサイズプレスを通すことが一般的である。プレカレンダーを通すことは本発明者が知る限り行われていない。オンマシンコータの場合には、サイズプレスを通すことはごく少数である。その換わりに、プレカレンダーを通すことが行われている（両者を備える設備は知らない。）。
【００２３】
特に、オフマシンによる塗工設備では、低坪量の塗工原紙は、オートスプライサーによるスプライサー時に断紙が大きな問題となる。
【００２４】
オートスプライサーは、生産効率向上を目的に、コータを停止させないまま、紙継ぎを行う設備であり、紙継ぎ部分は、原紙と原紙間に設けられる接着テープ等接着手段からなる構成による凸部を形成するため、１０００ｍ／分未満の塗工速度では断紙は生じにくいものの、１０００ｍ／分を超える速度、特に１３００ｍ／分を超える速度では、巻取りの回転同調速度の微妙なズレ、紙繋ぎ部とドクター刃先との接触により断紙が容易に発生してしまう。
【００２５】
断紙を改善するため、原紙自体の引張り強度を向上させる方策が採られるが、発明者の知見では、少なくとも引張り強度（ＭＤ）が３．０ｋＮ／ｍ以上が必要であり、引張り強度が低い古紙を高配合した低米坪の原紙では、多量の紙力増強剤を内添させる等の方策が必要であり、大幅なコストアップを避けられない。
【００２６】
オンマシンによる塗工においては、オートスプライサーは不要であり、原紙自体の強度も低く設定できる。しかし、現状において、運転速度（設計速度ではない。）としては高速のものでも１２００ｍ／分程度である。
【００２７】
より高速の１３００ｍ／分を超える抄紙速度（運転速度）を得ようとすると、２．６ｋＮ／ｍ以上の引張り強度（ＭＤ）が求められ、オンマシンによる塗工においては、特に古紙を高配合した場合においては、オフマシンと同様に、紙力増強剤を内添させる等の方策が必要でありコストアップを避けられない。
【００２８】
近年の、古紙パルプを高配合した原紙は、バージンパルプを主原料とした原紙と異なり、引張り強度の低下や異物（夾雑物）混入が顕著であり、原紙坪量が３０〜４５ｇ／ｍ2程度で１０００ｍ／分を超える速度、特に１３００ｍ／分を超える速度での塗工を行おうとする場合においては、断紙の問題は常につきまとっている。
【００２９】
ブレードコータにおいての断紙は、ブレードの押し付け圧により生じやすく、特にオンマシンでの断紙は、抄紙機から塗工設備の一連の設備を止めるため、生産ロス、生産効率の低下が甚大であるため、現状では低米坪の塗工紙の製造はオフマシンによる塗工が一般的に行われている。
【００３０】
本発明者らは、第一に原紙表面に塗工層を設ける手段として、異なる塗工設備の組み合わせ、好ましくは、ロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて、原紙表層に、少なくとも２層の塗工層を設けること。第二に、塗工層表面を、金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理を行うことで、本発明の課題である、生産効率の良い高速抄紙機を用い、低米坪・古紙高配合で印刷見栄えの良い塗工紙を提供できる技術を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００３１】
本発明は、抄紙し、乾燥させた紙匹に対してでんぷんなどの下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程、プレカレンダーにより平坦化処理する工程を経て、塗工工程を連続で行うことができる。
【００３２】
この塗工工程は、次記の（１）又は（２）の単独工程、あるいは（１）の工程後に（２）の工程を行う塗工工程を選択する塗工工程である。
（１）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をロール塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うロールコータ塗工工程。
（２）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をブレード塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うブレードコータ塗工工程。
【００３３】
その後に、少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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ものである。
【００３４】
前記の塗工工程での選択は、一つのラインにおいて、原紙米坪、古紙配合の有無及び配合量、塗工量、ライン速度、製品米坪、要求される光沢度、平滑性などの品質などによって行うことができる。これによって、一つのラインにおいて、軽量微塗工紙、微塗工紙、Ａ３塗工紙、必要によりＡ２塗工紙を共通的に製造できる。これらの区分は、当業界において明確ではないが、たとえば６４．０ｇ／ｍ2または６０．２ｇ／ｍ2以上のＡ３塗工紙についてはブレードコータを、５８．０ｇ／ｍ2または５４．２ｇ／ｍ2の微塗工紙についてはブレードコータまたはロールコータを、５１．２ｇ／ｍ2以下の軽量微塗工紙についてはロールコータを使用することができる。
【００３５】
本発明の第１の特徴は、でんぷんなどの下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程、並びにプレカレンダーにより平坦化処理する工程をオンマシンコータに組み込んでいることである。
【００３６】
サイズプレスにより澱粉のアンダー塗工を行うと、そのでんぷんにより紙の剛度、紙力を高めることができ、原紙の低米坪化や古紙の高配合によっても（特にブレード塗工の場合における）断紙を防止でき、夾雑物の突出を抑え、また、後の塗工液に対する平滑化にも寄与する。
【００３７】
続いて、プレカレンダーにより平坦化処理を行うのが望ましい。プレカレンダーは平滑化にも寄与するほか、特には、続く塗工後の幅方向のプロファイルを均一化するために寄与する。すなわち、でんぷんなどの下塗り塗工液を塗布した紙の表面を、均一化する機能がある。特に目的とする紙幅が７０００ｍｍ以上の場合には、塗工後の幅方向のプロファイルの崩れが大きくなるのに対し、プレカレンダーにより平坦化処理を行うことで均一化を図ることができる。特に、続いて、ロールコータにて８ｇ／ｍ2以上の塗工を行おうとする場合に、ロールコータでの幅方向のプロファイル制御は難しいのに対し、プレカレンダーを採用することで、幅方向のプロファイルの均一化を図ることができる。また、表面が幅方向に均一化されるために、ブレード塗工する場合において、ブレードのタッチを均一化し断紙を防止することにも寄与する。
【００３８】
第２の特徴は、前述の選択的な塗工工程又は設備を備えていることである。この点についての利点は、先に述べたので再説はしない。
【００３９】
第３の特徴は、少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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工程又は設備を有することである。特に６段、より望ましくは８段（７ニップ）、１０段のマルチニップカレンダーが最適である。
【００４０】
低塗工量化に伴って平滑性及び光沢度の確保が困難になる。これに対し、本発明の平坦化処理する工程を備えると、塗工量が７ｇ／ｍ2以下、特に６ｇ／ｍ2以下であり、製品米坪５４．２ｇ／ｍ2未満、原紙米坪が４５．０ｇ／ｍ2以下である場合などにおいても目的の光沢度５５％以上、特に６０％以上の塗工紙を得ることができる。
【００４１】
（熱ソフトカレンダー）マルチニップカレンダー自体を設けることは公知であるものの、採用例はさほど多くはなく、ましてサイズプレスにより塗布する下塗り塗工及びプレカレンダーとの組合せは、オフマシンコータ及びオンマシンコータのいずれにも対して嚆矢とするものである。本発明によるこれらの組合せは、高い平滑性及び高い光沢度をもたらす観点から、５１．２ｇ／ｍ2以下の軽量微塗工紙の製造をも可能とするのである。
【００４２】
ロールコータによる塗工を行った後、ブレードコータによる塗工を行うことが可能である。先に述べたように、ロールコータによる場合には、低塗工量でも塗料の被覆性が良好である。そこで、まずロールコータによる塗工を行った後、ブレードコータによる塗工を行うと、良好な被覆性を示す第１塗工層上に、平滑性に優れるブレードコータにより第２塗工層を塗被するので、総塗工量として６ｇ／ｍ2以下の低塗工量（微塗工）であっても、あるいは片面当たり７〜９ｇ／ｍ2程度の塗工量において被覆性、平滑性及び光沢度において優れた塗工紙を得ることができる。
【００４３】
また、第１塗工層は被覆性が確保できればよいから、高品質の塗工液を使用する必要はなく、低コストで塗工液の塗工を行い、ブレードコータにおいて、高品質の塗工層を設けることも可能である利点がある。
【００４４】
また、サイズプレスを設けることで、澱粉などのアンダー塗工を可能にするほか、必要ならば、顔料と接着剤を使用して塗工することも可能である。
【００４５】
本発明は１３００ｍ／分以上またはこれを超える高速抄紙で、特には運転速度が１５５０ｍ／分以上、１６００ｍ／分〜１８００ｍ／分で低米坪の微塗工紙の製造を可能にする。運転速度が１３００ｍ／分以上となると、１３００ｍ／分以下、現状において高速であるとされている１２００ｍ／分の運転速度の場合と、要求される品質に対する技術的課題の様相が一変する。まして、オンマシンコータの場合には、解決に困難な課題が山積する。
【００４６】
本発明の原紙は、それぞれループをなす２つのワイヤー間にヘッドボックスから紙料を噴出して紙層を形成する、たとえばギャップタイプのツインワイヤーフォーマで抄紙する工程、ワイヤーパートにおいてサクション（フォーミング）ロール及び／またはブレードによる脱水手段にて湿紙を形成する工程を経たのち、サイズプレスに供される。ギャップタイプのツインワイヤーフォーマで抄紙された原紙は、低米坪においても十分な紙力を有するので好ましい。
【００４７】
サイズプレスにて澱粉を塗布することで紙力の更なる向上を図ることができる。
【００４８】
更に、プレカレンダーにて原紙表面の（特に幅方向の）平坦性を向上させることで、塗工設備においてブレードのタッチ圧が高くとも断紙に至らない、十分な紙力と平坦性を持たせることが可能である。塗工後において、弾性ロールと金属ロールからなる複数段のマルチニップカレンダーにて高速、高温で平坦化処理することで、塗工層表面の平坦性と高光沢を得ることを可能にしている。
【００４９】
本発明者は、技術要請にある低米坪化と環境に優しい古紙の高配合への対応と、高品質な見栄えの良い印刷適性・光沢性を得るには、ロールコータの前工程にサイズプレスを設け、更にはプレカレンダーをも設けることで、古紙由来の夾雑物による印刷見栄え不良や傷入りの解消と、低米坪におけるロールコータ特有の問題である塗工プロファイルムラによる印刷ムラ、光沢ムラの改善に極めて有効な手段であることを見出したものである。
【００５０】
また、サイズプレスでの塗液中には、必要に応じて通常使用される表面サイズ剤、消泡剤、防腐剤、増粘剤等が適宜併用される。
【００５１】
また、印刷適性で求められる剛度、いわゆる紙の腰を保持したまま、塗工紙表面の平坦性、光沢を得るには、高温で紙を潰すことなく平坦化処理する必要があり、従来一般に採用されている、複数のスタックでの平坦化処理は、設置スペースを必要とするだけでなく、設備を高温化することが困難であり、原紙への平坦化効率が極めて悪いため、実質的に断紙を避けながら、剛度を維持し平坦性、光沢を得るには抄紙速度を上げることが不可能であり、１２００ｍ／分以下の抄造速度で製造せざるを得ない状況である。
【００５２】
本発明におけるより好ましい態様においては、本発明における金属ロールと弾性ロールの組み合わせからなる平坦化設備、例えばマルチニップカレンダーとの組み合わせが挙げられる。マルチニップカレンダーの更に好ましい態様としては、マルチニップカレンダーの金属ロールに対して、ジャケットロールが適用される。マルチニップカレンダーは、複数段の金属ロールと弾性ロールの組み合わせからなり、ロール毎の各ニップ圧が個々に４５０ｋＮ／ｍ程度まで高められるものであり、ロール数を６〜１２段とすることで、従来のスーパーカレンダーでは対応できなかった、抄速１３００ｍ／分以上、延いては１６００ｍ／分以上の高速塗工に対しても十分に平坦化処理が可能である。
【００５３】
場合によっては、各ロール間を１〜２ニップ残して開放し、マット調の塗工紙を製造することも可能であるが、ロール数を６〜１２段で平坦化処理することで、１３００ｍ／分以上の高速抄紙においても、白紙光沢度が５５％以上、特には６０％以上の塗工紙を得ることができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、低米坪で古紙高配合の原紙であっても、高速抄紙機により高精彩で高品質な塗工紙を高い生産効率で生産を可能にできる。本発明の効果は、長期間にわたって鋭意検討した、後に示す実施例及び比較例によって明らかとなる。
【００５５】
本発明による塗工紙の製造方法により、抄紙速度が１３００ｍ／分を超える高速抄紙を行うにおいて、きわめて良好な操業性を確保できるとともに、光沢度、平滑性、印刷適性などに優れた高品質の塗工紙を製紙原料から製品に至る一貫した抄紙装置（オンラインマシン）にて製造することができる。
【００５６】
本発明は、たとえば原紙に原料パルプとして古紙パルプが１０％以上配合され、原紙米坪が２８〜８０ｇ／ｍ2（特には３５〜４８ｇ／ｍ2）、製品米坪が３０〜１０３ｇ／ｍ2（特には３８〜６４ｇ／ｍ2）、片面塗工量が２〜２３ｇ／ｍ2（特には４〜９ｇ／ｍ2）の塗工紙、あるいは微塗工紙を、抄紙速度１３００ｍ／分以上、たとえば平均抄紙速度で１６００ｍ／分〜１８００ｍ／分の高速で抄紙から巻き取りまで連続的かつ一貫で製造することを意図している。なお、ロール塗工では、片面２〜１０ｇ／ｍ2（特には５〜７ｇ／ｍ2）、ブレード塗工では、片面６〜１５ｇ／ｍ2（特には７〜９ｇ／ｍ2）の塗工量とするのが望ましい。通常は両面塗工を行うのが望ましく、したがって前記の片面塗工量の２倍となる。
【００５７】
本発明においては、操業員の省人化も成しえる。巻き戻しを行うリリーラー設備、運転停止および紙つなぎが必要なオフカレンダーにおいては、一般的に４組（４名）３交代、計１６名の操業員が必要であるが、本発明によりこの１６名の省人可が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を説明しながら、さらに本発明を詳説する。
図１が参照されるように、それぞれループをなす２つのワイヤー（第１ワイヤー１と第２ワイヤー２との）間にヘッドボックス３から紙料Ｊを噴出して紙層を形成するギャップタイプのツインワイヤーフォーマ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との間にワイヤー間に吐出されて紙層が形成され、その紙層はサクション（フォーミング）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、たとえば原料濃度２０％程度まで脱水される。
【００５９】
ここで、脱水機構として、図示例ではロール手段及びブレード脱水手段の併用形態を示したが、好ましくは両方であるが、一方のみでも可能である。
【００６０】
ヘッドボックス３は、鉛直または下流側に傾斜した状態で上向き設置され、図６に拡大で示すように、紙料吐出方向線が水平線となすと吐出角度θが、５０度〜９０度であるのが望ましい。本発明が意図する高速抄紙の下では、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。ギャップタイプのツインワイヤーフォーマにおいて、ヘッドボックス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。
【００６１】
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。実施の形態でのプレスパートは、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、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、紙層をストレートでニップする形態としてある。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ではボトム側にベルトを採用し、再湿防止を脱水の向上を図る構成となっている。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。
【００６２】
プレスパートを通った水分５０％程度の湿紙は、図２も参照されるように、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の適宜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、本発明が対象とする１３００ｍ／分以上の高速抄紙において、断紙が少なく、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。ダブルデッキ方式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。
【００６３】
ドライヤー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。
【００６４】
プレドライヤーパートにて乾燥された紙匹は、図３に示すように、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）によるサイズプレス４０において、澱粉などのサイズ剤や、必要によりピグメント塗工液などの下塗り塗工液が塗布される。サイズプレス４０としては、図示のロッドメタリングサイズプレスコータのほか、ゲートロールコータ４０Ａなどでもよい。
【００６５】
下塗り塗工液としては、前述のように澱粉のほか、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などのデンプン誘導体、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、他方、必要により、ピグメントを添加してもよく、そのピグメントとしては、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通常の塗工紙用顔料がそれぞれの顔料性質に応じて配合される。さらに接着剤として、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など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など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などの酢酸ビニル共重合体ラテックスといったアルカリ非感応性或いはアルカリ感応性の合成樹脂エマルジョンなどの合成樹脂接着剤等通常の塗工紙用接着剤を使用できる。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ができる。下塗り剤の塗布量としては、０．０１〜４ｇ／ｍ2、特には０．２〜３ｇ／ｍ2が好ましい。
【００６６】
前記フィルムトランスファー方式の塗布手段としては、ゲートロールコータ、シムサイザ、ブレードメタリングサイズプレスあるいはロッドメタリングサイズプレスなどが使用できる。特の望ましいのはロッドメタリングサイズプレスであり、このロッドメタリングサイズプレスコータを使用する場合には、操業上ストリーク発生を避ける上で、表面が平滑なロッドを用いることが望ましい。そのロッドの径を１５〜５０ｍｍにすることにより、より好ましい操業性と品質を得ることができる。直径が１５ｍｍより小さいロッドでは、フィルムの形成能が低下し面状が劣る傾向にあり、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がない。ロッドとして、溝付きロッド、ワイヤー線巻き付けロッドなども使用できる。
【００６７】
下塗り塗工液の塗布後、アフタードライヤーにおいて表面汚れが生じないように、予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。
【００６８】
図示のシングルデッキ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の乾燥が行われる。
【００６９】
その後に、コータ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する。この場合、１３００ｍ／分以上の抄紙速度が条件の下で、しかも断紙を生じさせない様に、且つ第２ブレード塗工設備での断紙をも生じさせない様に平坦な塗工層が求められるから、水性塗工液を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。
【００７０】
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、サイズ剤を塗布した表面を、プレカレンダー５０により平滑化するのが望ましい。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。
【００７１】
プレカレンダー５０での操業条件は、金属ロールを熱ロールとするのが望ましく、たとえば１００〜３００℃、特に１５０〜２５０℃とし、線圧を５０ＫＮ／ｍとするのが望ましい。両ロールを金属ロールとすることもでき、さらに幅方向のプロファイル制御のためにキャリパーコントロールロールを使用することもできる。
【００７２】
プレカレンダー５０に続く、本発明のコータパートにおいては、塗被紙の両面に対する第１のロール塗工工程と、塗被紙の両面に対する第２のブレード塗工工程とを有し、選択的な塗工を行う。
【００７３】
すなわち、第１のロール塗工工程を経る場合、ロールコータ６０により塗被紙の両面に塗工を行い、エアーターンバー６１を通した後、幅方向に温度制御可能な赤外線を使用した補助乾燥装置６２（他のものにおいても同様の機能を有する）、第１ガス式エアードライヤー６３Ａ、赤外線補助乾燥装置６７Ａ、第１カンバスドライヤー６４にて乾燥を行う。その後、バイパス路Ｙを通して、第２カンバスドライヤー６８にて乾燥を行い、カレンダー７０に導く。
【００７４】
第２のブレード塗工工程を経る場合、プレカレンダー５０を通した後、バイパス路Ｘを通し、ロールコータ６０を経ることなく、直接的に第１ブレードコータ６５Ａに導き、ここで片面の塗工を行う。塗工後に、赤外線補助乾燥装置６６Ａ、第１ガス式エアードライヤー６３Ａ、赤外線補助乾燥装置６７Ａ、第１カンバスドライヤー６４にて乾燥を行う。
【００７５】
その後に、バイパス路Ｙを通すことなく、第２ブレードコータ６５Ｂに導き、ここで他の片面の塗工を行う。塗工後に、赤外線補助乾燥装置６６Ｂ、第２ガス式エアードライヤー６３Ｂ、赤外線補助乾燥装置６７Ｂ、第２カンバスドライヤー６８にて乾燥を行い、カレンダー７０に導く。
【００７６】
ここで、バイパス路Ｚを使用し、ロールコータ６０により塗被紙の両面に下層塗工を行い、第１ブレードコータ６５Ａ及び第２ブレードコータ６５Ｂを使用して、上層塗工も行うことができる。
【００７７】
上記の赤外線補助乾燥装置は、それぞれ主に水分率調整のため、幅方向に温度制御のために使用でき、その採用の可否は適宜選択できる。
【００７８】
第１ブレードコータ６５Ａ及び第２ブレードコータ６５Ｂでは、高速抄紙の場合、片面７ｇ／ｍ2以上の塗工量が必要な場合には、アプリケータとして高速供液を可能とするジェットファウンテン方式が望ましく、掻き落しはブレードによるものである。片面７ｇ／ｍ2未満の塗工量が必要な場合は、高速用に改良された、ショートドゥエルブレードコータでもよい。
【００７９】
ブレード塗工において、ロール塗工の場合における流れ方向及び幅方向の塗工ムラを解消するために、図１０に示すように、ジェットファウンテン方式の塗工を採用する場合におけるアプリケータ９０のファウンテン角αは、３０〜９０度、より望ましくは４０〜６０度である。ファウンテン角αが前記範囲外であると、肌荒れや塗布ムラを生じる。ブレード刃先部分は、３０〜５０度のベベル角θを有するものが望ましい。ブレードの厚みは０．４５〜０．６０ｍｍが望ましい。高い硬度を持たせるために、ブレード刃先部分はタングステンまたは酸化アルミナを主成分とする溶射素材で構成する、たとえばブレードの刃先部分を構成する母材にタングステンを溶射した構成とし、１０００〜１７００Ｈｖのビッカース硬度を有しているものが、塗布性に優れる条件である。
【００８０】
この場合、ブレード交換後において、新たなブレードタッチ時における、高抄速でのブレード焼け防止のために、水シャワー冷却などの冷却手段を設けるのが望ましい。
【００８１】
最後に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、オプチロードタイプの垂直配置９ニップの１スタック型のマルチニップカレンダーであり、７ニップの１スタック型をも使用でき、また併示した、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することもできる。
【００８２】
カレンダー７０は最終的な平滑性及び光沢性を左右する。従って、この観点及び高速抄紙の観点から種々の配慮が必要である。
【００８３】
カレンダー７０の段数は、少なくとも２ニップを有する限り限定はされないが、複数段に構成された金属ロールＭと弾性ロールＤ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望ましい。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。
【００８４】
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。高速での抄紙を図るためには、図７〜図９に示すように、前記金属ロール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の表面温度が２３０℃以上、特に２３０〜５００℃にて処理するものが望ましい。具体例では、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。
【００８５】
金属ロールＭの温度を２５０℃〜３８０℃で、特には３００℃を超え３８０℃以下の温度での表面処理をし、できる限り低いニップ圧で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。
【００８６】
金属ロール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の周囲に誘導コイルを設け、その誘導コイルに交流電流を流すことで、コイルに磁束を発生させ回転部としての外側シェル（外筒）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）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、本発明の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、誘導コイルをロールの幅方向（ロール自体の長手方向）に分割（たとえば３〜６分割）し、シェルに設けた温度センサによる温度信号に基づき、対応する誘導コイルに流す交流電流量を制御することで、ロール幅方向の特に表面の温度制御が高精度で可能である利点がある。
【００８７】
この場合、特にシェル内部に長手方向に延びるジャケット路を、周方向に間隔をおいて多数１０本〜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、シェルの自己発熱による熱を吸収し、熱をロール表面全体において均一化できる点がより優れる。
【００８８】
本発明に従って、高温で表面処理すると、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、紙が表層部だけでなく、全層に渡って潰れやすくなるため、嵩が低下する。しかるに、はるかに高い高温処理で、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できるものである。
【００８９】
他方、金属ロールの表面温度の高温化に伴って、金属ロールのシェル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。
【００９０】
この例を主に図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。
【００９１】
外部加熱装置７７は、電磁誘導加熱に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（たとえば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。
【００９２】
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を通る送風温度を制御するものである。
【００９３】
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にて平滑処理された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。
【００９４】
図４に示すマルチニップカレンダーに代えて、図５に示すように、たとえば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からなるソフトカレンダー７０Ａでもよい。
【実施例】
【００９５】
実施例及び比較例により本発明の効果を明らかにする。
本発明のワイヤーパート形式、ヘッドボックスの配置角度、サクションの形態、塗工形態、熱ソフトカレンダー及び抄紙速度などの要因を変えて、紙の品質評価を行った。また、各実施例は各要因のすべてについて個々のラインを新設したものではなく、テストプラントによるテスト例が主たるものであることを断っておく。
【００９６】
紙の品質評価は次記のとおりである。
１．夾雑物：夾雑物面積は、光学顕微鏡にＣＣＤカメラを接続し画像解析装置（ＬＵＺＥＸ  ＡＰ）を介して１画素８μｍの倍率でＡ４版１枚のシートを測定し、１０ｃｍ2当たりに平均して求めた。尚、０．００５ｍｍ2以下の夾雑物は、目視で視認できないレベルであり問題とならないため除外した。
２．地合評価：実施例で規定する地合評価は、東洋精機社製、シートフォーメーションテスターを用い透過光量の変動を時系列信号としてとらえ評価した。この測定機では、ムラの波長約０．１６〜８０ｍｍの範囲で２８点の測定が可能であるが、実施例では、４．０〜８０ｍｍの範囲の１４点について、官能検査での透かし地合で、大きな濃淡として表れる地合と密接な関係があることから、この範囲での変動率の和を測定した。ムラ指数が６％未満の場合には、地合は非常に均一であり、地合ムラに起因する塗工紙表面の光沢ムラも起こりにくく、塗工層の形成も均一となり、印刷時の印刷ムラ、印刷光沢ムラ等がなくなり、印刷適性は向上する。
３．断紙：実機に匹敵するテストプラントを用い、抄速１５００ｍ／分、乾燥温度一定で３時間テスト操業を行い、乾燥方法の違いによる断紙回数を評価したものである。○：断紙０回、△：１回、×：１回以上である。
４．シワ：テストプラントを用い、抄速１３００ｍ／分、乾燥温度一定で３時間テスト操業を行い、乾燥方法の違いによるシワの発生を評価したものである。○：シワ入り０回、△：シワ入り１回、×：シワ入り１回以上である。
５．比容積：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８（１９７６）に準拠して測定。
６．光沢：ＪＩＳ  Ｐ  ８１４２に従い、角度７５度で測定した。
７．光沢ムラ：Ａ４サイズの試験紙を調整し、女性５人、男性５人にて目視で５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
８．印刷ムラ：四六版サイズの試験紙を調整し、ローランドオフセット印刷機にて印刷し、恒室にて２４時間放置後、サンプルのブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色重ね刷りベタ印刷部について、女性５人、男性５人にて目視で５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
９．剛度：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５に準拠し測定した。
１０．黄変化（カレンダー処理による）：製品を四六版サイズに調整し、表面女性５人、男性５人にて目視で製品の黄色の程度を５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
１１．生産性：テストマシンにおける各実施例でのウエットエンドの安定性、プレスパートでの脱水性、ドレネージ、ストリークの発生状況などを操業者５人で観察し、それぞれの評価結果を集約し５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
１２．総合評価：品質項目全てを４段階で総合評価した。◎：生産効率・品質面良好、○：生産効率・品質面問題なし、△：一部問題がある、×：問題がある、である。
なお、ロールコータのロール硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１  Ａ硬度値であり、ブレードの硬度は、Ｈｖ（ハードビッカース）硬度である。ロール表面粗度は、ＪＩＳ  Ｐ  ０６０１に準拠した中心線平均粗さを示す。
【００９７】
原紙条件は次記のとおりである。
＜紙基材の作成＞
下記のパルプ、内添薬品配合で６０ｇ／ｍ2の坪量（絶乾）の原紙を抄造し、紙基材を作成した。
＜パルプの配合＞
実施例表に沿って調整した。本発明においては、高速抄紙における夾雑物の影響で断紙が多発するため、製品における夾雑物の量を、夾雑物測定手段における測定量において、Ａ４サイズ１枚当たりにおいて０．０１０ｍｍ2／１０ｃｍ2以下になるように調整した原料パルプを使用している。
紙基材は上記のパルプ配合と下記の内添薬品配合で調成された。
＜内添薬品の配合＞
・軽質炭酸カルシウム ：１０重量部（平均粒径；３．４μ、カルサイト系）
・市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ） ：０．０３重量部
・市販カチオン化澱粉 ：０．２重量部
・市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤 ：０．０３重量部
＜サイズプレス＞
澱粉塗液を、０．５ｇ／ｍ2上記の紙基材上に塗布し乾燥した。
＜塗工紙の作成＞
ロールコータとブレードコータで下記の配合の塗液を上記のサイズプレス後の紙基材上に、実施例に沿って塗布して、乾燥した。
＜上塗り塗液配合＞
下記のとおりである。
（顔料）
・紡錘形軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業製ＴＰ１２１、３．４μｍ）：３０重量部
・市販微粒カオリン（アマゾン８８、平均粒子径：０．８μｍ）：７０重量部
（バインダー及び添加剤）
・市販燐酸エステル化澱粉（日本食品化工製ＭＳ４４００） ：１重量部
・スチレンブタジエンラテックス（日本合成ゴム製０６１７） ：１２重量部
・市販ポリアクリル酸系分散剤 ：０．１重量部
・市販ステアリン酸カルシウム ：０．３重量部
・水酸化ナトリウム ：０．１５重量部
【００９８】
以上の条件の下、及び表に示す条件で、各種の要因を探索したところ、表１〜表３６に示す結果が得られた。実施例１〜４２は、ロール塗工とブレード塗工の併用の例を、実施例４３〜実施例５６はロール塗工のみの例を、実施例５７〜６９はブレード塗工のみの例を示す。
【００９９】
【表１】
2014058773.tif 000003
【０１００】
【表２】
2014058773.tif 000004
【０１０１】
【表３】
2014058773.tif 000005
【０１０２】
【表４】
2014058773.tif 000006
【０１０３】
【表５】
2014058773.tif 000007
【０１０４】
【表６】
2014058773.tif 000008
【０１０５】
【表７】
2014058773.tif 000009
【０１０６】
【表８】
2014058773.tif 000010
【０１０７】
【表９】
2014058773.tif 000011
【０１０８】
【表１０】
2014058773.tif 000012
【０１０９】
【表１１】
2014058773.tif 000013
【０１１０】
【表１２】
2014058773.tif 000014
【０１１１】
【表１３】
2014058773.tif 000015
【０１１２】
【表１４】
2014058773.tif 000016
【０１１３】
【表１５】
2014058773.tif 000017
【０１１４】
【表１６】
2014058773.tif 000018
【０１１５】
【表１７】
2014058773.tif 000019
【０１１６】
【表１８】
2014058773.tif 000020
【０１１７】
【表１９】
2014058773.tif 000021
【０１１８】
【表２０】
2014058773.tif 000022
【０１１９】
【表２１】
2014058773.tif 000023
【０１２０】
【表２２】
2014058773.tif 000024
【０１２１】
【表２３】
2014058773.tif 000025
【０１２２】
【表２４】
2014058773.tif 000026
【０１２３】
【表２５】
2014058773.tif 000027
【０１２４】
【表２６】
2014058773.tif 000028
【０１２５】
【表２７】
2014058773.tif 000029
【０１２６】
【表２８】
2014058773.tif 000030
【０１２７】
【表２９】
2014058773.tif 000031
【０１２８】
【表３０】
2014058773.tif 000032
【０１２９】
【表３１】
2014058773.tif 000033
【０１３０】
【表３２】
2014058773.tif 000034
【０１３１】
【表３３】
2014058773.tif 000035
【０１３２】
【表３４】
2014058773.tif 000036
【０１３３】
【表３５】
2014058773.tif 000037
【０１３４】
【表３６】
2014058773.tif 000038
【０１３５】
「考察」
本発明に従って実施例は、比較例に比較して、高速抄紙でありながら、高い品質の紙が得ることができることが判る。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】抄紙機の設備構成例の第１のゾーンを示す概要説明図である。
【図２】抄紙機の設備構成例の第２のゾーンを示す概要説明図である。
【図３】抄紙機の設備構成例の第３のゾーンを示す概要説明図である。
【図４】抄紙機の設備構成例の第４のゾーンを示す概要説明図である。
【図５】抄紙機の設備構成例の第４のゾーンにおけるカレンダーパートの変形例を示す概要説明図である。
【図６】ヘッドボックスの紙料の噴出を示す概要説明図である。
【図７】加熱金属ロールを示す概要説明図である。
【図８】電磁誘導作用による内部加熱装置例を示す概要説明図である。
【図９】クーリング設備例を示す概要説明図である。
【図１０】ブレード塗工機の例を示す概要説明図である。
【符号の説明】
【０１３７】
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…ツインワイヤーフォーマ、２１…第１プレス、２２…第２プレス２２、４０…サイズプレス、４１…エアーターンバー、５０…プレカレンダー、５１…金属ロール、５２…弾性ロール、６０…ロールコータ、６５Ａ…第１ブレードコータ、６５Ｂ…第２ブレードコータ、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、９０…アプリケータ、９１…ブレード。
【図１】
2014058773.tif 000039
【図２】
2014058773.tif 000040
【図３】
2014058773.tif 000041
【図４】
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【図５】
2014058773.tif 000043
【図６】
2014058773.tif 000044
【図７】
2014058773.tif 000045
【図８】
2014058773.tif 000046
【図９】
2014058773.tif 000047
【図１０】
2014058773.tif 000048
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月23日(2014.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工紙の製造方法及びその製造設備に関する。
特に、本発明は、原紙表面に塗工層を設ける手段として、塗工方法の異なる塗工設備、例えばロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて、原紙表層に少なくとも２層の塗工層を設けることに係り、好適には１３００ｍ／分以上、特には１５５０ｍ／分以上の高速で、オンマシンにより抄紙から最終仕上げまで一貫した生産を効率的に、高品質に行うことができる塗工紙の製造方法と塗工紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のビジュアル化の推進、マルチメディア化の流れに対応して、出版・広告・宣伝等の媒体として幅広く利用されてきた印刷物についても、ビジュアル化やカラー化など高品位化のニーズが急速に増加している。このようなユーザーの要求の変化に伴って、従来の非塗工の印刷用紙から印刷用塗工紙への切り替えが増加し、印刷用塗工紙の需要が急速に増加している。
【０００３】
加えて、印刷工程からは作業性改善や効率化につながる印刷用紙のハンドリング性や印刷機上での走行安定性についての品質要請もますます厳しくなってきている。
【０００４】
この品質要請の中で、製紙業界では省力化・製造コスト削減を目的として抄紙機の広幅化・高速化が進んでいる。
【０００５】
塗工紙への品質要請と省力化・製造コスト削減の中で、時流は原紙の低米坪化と微塗工化にあり、製造現場においては、高速運転可能な特性を活かしたままで、より優れた印刷特性を備えた印刷用塗工紙の製造技術への改革が強く求められている。
【０００６】
これらの品質要請に対して、原紙に、顔料と接着剤を有する下塗り塗被層と上塗り塗被層を有するオフセット印刷用塗被紙において、原紙に内添填料として針状または柱状の軽質炭酸カルシウムを原紙の重量を基準として３〜２０重量％含有し、下塗り塗被層にゲル含有量が７５〜９０重量％で、平均粒子径が４０〜７０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを含有し、上塗り塗被層にゲル含量が４０〜７０重量％で、平均粒子径が４０〜８０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを含有させること（特許文献１）、あるいは、原紙に顔料と接着剤を有する塗被液を塗被する塗被紙の製造方法において、原紙抄紙機のプレスパートにシュープレスを用いて湿紙を搾水、乾燥した原紙及び／または該原紙に塗被液を塗被した下塗り塗被紙を、金属ロールと弾性ロールで構成されるソフトカレンダーの、金属ロール表面温度が４０〜９０℃、線圧が３０〜１５０ｋｇ／ｃｍの条件で処理した後、顔料と接着剤を有する塗被液を塗被すること（特許文献２）等の技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、塗工層処方の見直しや、プレスパートでの改善等は、従来技術の延長線であり、印刷見栄えの改善が図れるとしても、製造現場における操業性及び生産性の改善にはつながらず、抜本的な解決策にはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７９９９２号
【特許文献２】特開平１１−００１８９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の主たる課題は、近年の用紙コスト削減に起因する製品坪量が６４ｇ／ｍ2未満の軽量化、及び微塗工化に対応しながら、生産性を高め、なおかつ塗工紙に必要な品質を備える塗工紙を製造することにある。
【００１０】
他の課題は、光沢度が５５％以上、より望ましくは６０％以上の光沢度を有し印刷見栄えの良い塗工紙を得ることにある。別の課題は、環境問題に対応して古紙が１０％以上の高配合であっても、高い生産性をもって製造できるようにすることにある。さらなる課題は以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
オンマシン内で次記の工程が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
それぞれループをなす２つのワイヤー間に上向きヘッドボックスから紙料を噴出し、脱水手段で脱水して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する抄紙工程；
このワイヤーパートからプレスパートに移行した紙層をシュープレスによりニップして脱水を行うプレスパート脱水工程；
プレスパート脱水工程からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するプレドライヤー乾燥工程；
プレドライヤー乾燥工程により乾燥した乾燥紙匹に対してその両面に下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布するサイズプレス工程；
サイズプレス工程からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するアフタードライヤー乾燥工程；
塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液を塗工する塗工工程。
【００１２】
＜請求項２項記載の発明＞
前記シュープレスは、ダブルフェルトの第１プレスと、ボトム側がベルトである第２プレスとを順に有する請求項１記載の塗工紙の製造方法。
【００１３】
＜請求項３項記載の発明＞
前記アフタードライヤー乾燥工程と前記塗工工程との間に、下塗り塗工液を塗布した表面を、プレカレンダーにより平滑化するプレカレンダーによる平坦化工程を有する請求項１または２記載の塗工紙の製造方法。
【００１４】
＜請求項４項記載の発明＞
前記プレカレンダーの上側が金属ロールで下側が弾性ロールである請求項３記載の塗工紙の製造方法。
【００１５】
＜請求項５項記載の発明＞
オンマシン内で次記の手段が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上で抄紙されるように構成されたことを特徴とする塗工紙の製造設備。
それぞれループをなす２つのワイヤー間に上向きヘッドボックスから紙料を噴出し、脱水手段で脱水して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する抄紙手段；
このワイヤーパートからプレスパートに移行した紙層をシュープレスによりニップして脱水を行うプレスパート脱水手段；
プレスパート脱水手段からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するプレドライヤー乾燥手段；
プレドライヤー乾燥手段により乾燥した乾燥紙匹に対してその両面に下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布するサイズプレス手段；
サイズプレス手段からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するアフタードライヤー乾燥手段；
塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液を塗工する塗工手段。
【００１６】
塗工設備は、サイズプレス、カレンダーサイズ、ワイヤーバー、エアナイフコータ、ロールコータ（ゲートロールコータ等、ロールを用いて塗液を転写する塗工方式）、ブレードコータ（ビルブレードコータ等、ブレードにより塗液を掻き落として塗工層を形成する方法）、スプレー等があり、欧州では生産効率優先でロールコータを使用する設備が多く稼動し、国内では品質優先でブレードコータが多く稼動している。
【００１７】
しかし、本発明が提案する、異なる塗工設備の組み合わせからなる塗工紙の製造方法及び塗工紙は他に例がなく、さらに最終的に塗工層表面を金属ロールと弾性ロールからなる平坦化設備にて平坦化処理した事例はない。
【００１８】
同種のロールコータやブレードコータを使用した塗工紙の製造は盛んに行われてきているが、異なる塗工設備の組み合わせ、例えばロールコータとブレードコータからなる組み合わせは、設備構造が複雑になり、保全面でも多用な知識を必要とするため採用されなかったものである。
【００１９】
同種のブレードコータの組み合わせからなる塗工紙の製造設備では、設備フローが長大になり広い設置スペースが必要になるとともに、品質要請である低米坪、古紙の高配合品の製造においては、紙力の低下の問題で高速抄紙時、例えば１３００ｍ／分を超える速度では、ブレードタッチ圧の影響で断紙が多発する問題が生じる。抄紙速度やブレードタッチ圧を抑える方策があるものの、生産効率の悪化、塗工量調整が困難になる。
【００２０】
同種のロールコータの組み合わせは、設置スペースは少ないものの、ロールからの転写による塗工のため、塗工面の平滑性がブレードコータより劣るため、高光沢度の要求や高印刷適性を満足することができない。
【００２１】
ロール塗工とブレード塗工との概要比較を行うと、片面当たりの塗工量との相関で優劣が明確になる。すなわち、８ｇ／ｍ2以上では、ブレード塗工によると被覆性及び平滑性に優れるのに対し、ロール塗工では原紙の凹凸に応じて表面が凹凸になりがちであり平滑性に劣る。これに対し６ｇ／ｍ2以下では、ブレード塗工によると原紙の凹部内に塗液が乗るだけで原紙の凸部が露出がちのものとなり被覆性が劣るのに対し、ロール塗工の場合には被覆性に優れるものである。さらに、塗工量とは基本的に無関係で、ブレード塗工の場合には断紙の割合が高い（高速になるに従い、あるいは古紙配合量が多くなるに従いその傾向が顕著になる）のに対し、ロール塗工では断紙の割合は低い。６ｇ／ｍ2以下の低塗工量であっても、顔料として高い被覆性やグロスが得られる高アスペクト比のクレー、例えばデラミネーテッドクレー（薄板状結晶構造クレー）を使用すると、高速で塗工する際に粘度が高くなるために、ロール塗工の方が適している。ロール塗工では、塗工量が８ｇ／ｍ2以上となると、幅方向のプロファイルを制御することが難しく、また、いわゆるオレンジピールパターンが発生し、面感やインクの着肉性が劣るようになるのに対して、ブレード塗工ではかかる問題は通常は発生しない。ブレード塗工ではたとえば塗料濃度６５％以上の高濃度塗工が可能であり、ロール塗工では塗料濃度が５６％またはそれ以下とする必要があり、紙１ｋｇ当たりの乾燥エネルギーコストがブレード塗工の方が少なくなる。
このように、ロールコータ塗工とブレードコータ塗工とは異なる傾向を示す。
【００２２】
外国及びわが国も含め、塗工紙を製造する場合、抄紙機と塗工機とを別々にしたオフマシンコータと、抄紙機に塗工機を組み込んでオンマシンコータとが知られている。オフマシンコータの場合には、抄紙段階でサイズプレスを通すことが一般的である。プレカレンダーを通すことは本発明者が知る限り行われていない。オンマシンコータの場合には、サイズプレスを通すことはごく少数である。その換わりに、プレカレンダーを通すことが行われている（両者を備える設備は知らない。）。
【００２３】
特に、オフマシンによる塗工設備では、低坪量の塗工原紙は、オートスプライサーによるスプライサー時に断紙が大きな問題となる。
【００２４】
オートスプライサーは、生産効率向上を目的に、コータを停止させないまま、紙継ぎを行う設備であり、紙継ぎ部分は、原紙と原紙間に設けられる接着テープ等接着手段からなる構成による凸部を形成するため、１０００ｍ／分未満の塗工速度では断紙は生じにくいものの、１０００ｍ／分を超える速度、特に１３００ｍ／分を超える速度では、巻取りの回転同調速度の微妙なズレ、紙繋ぎ部とドクター刃先との接触により断紙が容易に発生してしまう。
【００２５】
断紙を改善するため、原紙自体の引張り強度を向上させる方策が採られるが、発明者の知見では、少なくとも引張り強度（ＭＤ）が３．０ｋＮ／ｍ以上が必要であり、引張り強度が低い古紙を高配合した低米坪の原紙では、多量の紙力増強剤を内添させる等の方策が必要であり、大幅なコストアップを避けられない。
【００２６】
オンマシンによる塗工においては、オートスプライサーは不要であり、原紙自体の強度も低く設定できる。しかし、現状において、運転速度（設計速度ではない。）としては高速のものでも１２００ｍ／分程度である。
【００２７】
より高速の１３００ｍ／分を超える抄紙速度（運転速度）を得ようとすると、２．６ｋＮ／ｍ以上の引張り強度（ＭＤ）が求められ、オンマシンによる塗工においては、特に古紙を高配合した場合においては、オフマシンと同様に、紙力増強剤を内添させる等の方策が必要でありコストアップを避けられない。
【００２８】
近年の、古紙パルプを高配合した原紙は、バージンパルプを主原料とした原紙と異なり、引張り強度の低下や異物（夾雑物）混入が顕著であり、原紙坪量が３０〜４５ｇ／ｍ2程度で１０００ｍ／分を超える速度、特に１３００ｍ／分を超える速度での塗工を行おうとする場合においては、断紙の問題は常につきまとっている。
【００２９】
ブレードコータにおいての断紙は、ブレードの押し付け圧により生じやすく、特にオンマシンでの断紙は、抄紙機から塗工設備の一連の設備を止めるため、生産ロス、生産効率の低下が甚大であるため、現状では低米坪の塗工紙の製造はオフマシンによる塗工が一般的に行われている。
【００３０】
本発明者らは、第一に原紙表面に塗工層を設ける手段として、異なる塗工設備の組み合わせ、好ましくは、ロールコータとブレードコータの組み合わせからなる塗工設備にて、原紙表層に、少なくとも２層の塗工層を設けること。第二に、塗工層表面を、金属ロールと弾性ロールからなる組み合わせの平坦化設備にて平坦化処理を行うことで、本発明の課題である、生産効率の良い高速抄紙機を用い、低米坪・古紙高配合で印刷見栄えの良い塗工紙を提供できる技術を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００３１】
本発明は、抄紙し、乾燥させた紙匹に対してでんぷんなどの下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程、プレカレンダーにより平坦化処理する工程を経て、塗工工程を連続で行うことができる。
【００３２】
この塗工工程は、次記の（１）又は（２）の単独工程、あるいは（１）の工程後に（２）の工程を行う塗工工程を選択する塗工工程である。
（１）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をロール塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うロールコータ塗工工程。
（２）塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液をブレード塗工し、これを乾燥することを、一方の面及び他方の面に対して行うブレードコータ塗工工程。
【００３３】
その後に、少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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ものである。
【００３４】
前記の塗工工程での選択は、一つのラインにおいて、原紙米坪、古紙配合の有無及び配合量、塗工量、ライン速度、製品米坪、要求される光沢度、平滑性などの品質などによって行うことができる。これによって、一つのラインにおいて、軽量微塗工紙、微塗工紙、Ａ３塗工紙、必要によりＡ２塗工紙を共通的に製造できる。これらの区分は、当業界において明確ではないが、たとえば６４．０ｇ／ｍ2または６０．２ｇ／ｍ2以上のＡ３塗工紙についてはブレードコータを、５８．０ｇ／ｍ2または５４．２ｇ／ｍ2の微塗工紙についてはブレードコータまたはロールコータを、５１．２ｇ／ｍ2以下の軽量微塗工紙についてはロールコータを使用することができる。
【００３５】
本発明の第１の特徴は、でんぷんなどの下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布する工程、並びにプレカレンダーにより平坦化処理する工程をオンマシンコータに組み込んでいることである。
【００３６】
サイズプレスにより澱粉のアンダー塗工を行うと、そのでんぷんにより紙の剛度、紙力を高めることができ、原紙の低米坪化や古紙の高配合によっても（特にブレード塗工の場合における）断紙を防止でき、夾雑物の突出を抑え、また、後の塗工液に対する平滑化にも寄与する。
【００３７】
続いて、プレカレンダーにより平坦化処理を行うのが望ましい。プレカレンダーは平滑化にも寄与するほか、特には、続く塗工後の幅方向のプロファイルを均一化するために寄与する。すなわち、でんぷんなどの下塗り塗工液を塗布した紙の表面を、均一化する機能がある。特に目的とする紙幅が７０００ｍｍ以上の場合には、塗工後の幅方向のプロファイルの崩れが大きくなるのに対し、プレカレンダーにより平坦化処理を行うことで均一化を図ることができる。特に、続いて、ロールコータにて８ｇ／ｍ2以上の塗工を行おうとする場合に、ロールコータでの幅方向のプロファイル制御は難しいのに対し、プレカレンダーを採用することで、幅方向のプロファイルの均一化を図ることができる。また、表面が幅方向に均一化されるために、ブレード塗工する場合において、ブレードのタッチを均一化し断紙を防止することにも寄与する。
【００３８】
第２の特徴は、前述の選択的な塗工工程又は設備を備えていることである。この点についての利点は、先に述べたので再説はしない。
【００３９】
第３の特徴は、少なくとも２ニップを有する複数段に構成された金属ロールと弾性ロール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工程又は設備を有することである。特に６段、より望ましくは８段（７ニップ）、１０段のマルチニップカレンダーが最適である。
【００４０】
低塗工量化に伴って平滑性及び光沢度の確保が困難になる。これに対し、本発明の平坦化処理する工程を備えると、塗工量が７ｇ／ｍ2以下、特に６ｇ／ｍ2以下であり、製品米坪５４．２ｇ／ｍ2未満、原紙米坪が４５．０ｇ／ｍ2以下である場合などにおいても目的の光沢度５５％以上、特に６０％以上の塗工紙を得ることができる。
【００４１】
（熱ソフトカレンダー）マルチニップカレンダー自体を設けることは公知であるものの、採用例はさほど多くはなく、ましてサイズプレスにより塗布する下塗り塗工及びプレカレンダーとの組合せは、オフマシンコータ及びオンマシンコータのいずれにも対して嚆矢とするものである。本発明によるこれらの組合せは、高い平滑性及び高い光沢度をもたらす観点から、５１．２ｇ／ｍ2以下の軽量微塗工紙の製造をも可能とするのである。
【００４２】
ロールコータによる塗工を行った後、ブレードコータによる塗工を行うことが可能である。先に述べたように、ロールコータによる場合には、低塗工量でも塗料の被覆性が良好である。そこで、まずロールコータによる塗工を行った後、ブレードコータによる塗工を行うと、良好な被覆性を示す第１塗工層上に、平滑性に優れるブレードコータにより第２塗工層を塗被するので、総塗工量として６ｇ／ｍ2以下の低塗工量（微塗工）であっても、あるいは片面当たり７〜９ｇ／ｍ2程度の塗工量において被覆性、平滑性及び光沢度において優れた塗工紙を得ることができる。
【００４３】
また、第１塗工層は被覆性が確保できればよいから、高品質の塗工液を使用する必要はなく、低コストで塗工液の塗工を行い、ブレードコータにおいて、高品質の塗工層を設けることも可能である利点がある。
【００４４】
また、サイズプレスを設けることで、澱粉などのアンダー塗工を可能にするほか、必要ならば、顔料と接着剤を使用して塗工することも可能である。
【００４５】
本発明は１３００ｍ／分以上またはこれを超える高速抄紙で、特には運転速度が１５５０ｍ／分以上、１６００ｍ／分〜１８００ｍ／分で低米坪の微塗工紙の製造を可能にする。運転速度が１３００ｍ／分以上となると、１３００ｍ／分以下、現状において高速であるとされている１２００ｍ／分の運転速度の場合と、要求される品質に対する技術的課題の様相が一変する。まして、オンマシンコータの場合には、解決に困難な課題が山積する。
【００４６】
本発明の原紙は、それぞれループをなす２つのワイヤー間にヘッドボックスから紙料を噴出して紙層を形成する、たとえばギャップタイプのツインワイヤーフォーマで抄紙する工程、ワイヤーパートにおいてサクション（フォーミング）ロール及び／またはブレードによる脱水手段にて湿紙を形成する工程を経たのち、サイズプレスに供される。ギャップタイプのツインワイヤーフォーマで抄紙された原紙は、低米坪においても十分な紙力を有するので好ましい。
【００４７】
サイズプレスにて澱粉を塗布することで紙力の更なる向上を図ることができる。
【００４８】
更に、プレカレンダーにて原紙表面の（特に幅方向の）平坦性を向上させることで、塗工設備においてブレードのタッチ圧が高くとも断紙に至らない、十分な紙力と平坦性を持たせることが可能である。塗工後において、弾性ロールと金属ロールからなる複数段のマルチニップカレンダーにて高速、高温で平坦化処理することで、塗工層表面の平坦性と高光沢を得ることを可能にしている。
【００４９】
本発明者は、技術要請にある低米坪化と環境に優しい古紙の高配合への対応と、高品質な見栄えの良い印刷適性・光沢性を得るには、ロールコータの前工程にサイズプレスを設け、更にはプレカレンダーをも設けることで、古紙由来の夾雑物による印刷見栄え不良や傷入りの解消と、低米坪におけるロールコータ特有の問題である塗工プロファイルムラによる印刷ムラ、光沢ムラの改善に極めて有効な手段であることを見出したものである。
【００５０】
また、サイズプレスでの塗液中には、必要に応じて通常使用される表面サイズ剤、消泡剤、防腐剤、増粘剤等が適宜併用される。
【００５１】
また、印刷適性で求められる剛度、いわゆる紙の腰を保持したまま、塗工紙表面の平坦性、光沢を得るには、高温で紙を潰すことなく平坦化処理する必要があり、従来一般に採用されている、複数のスタックでの平坦化処理は、設置スペースを必要とするだけでなく、設備を高温化することが困難であり、原紙への平坦化効率が極めて悪いため、実質的に断紙を避けながら、剛度を維持し平坦性、光沢を得るには抄紙速度を上げることが不可能であり、１２００ｍ／分以下の抄造速度で製造せざるを得ない状況である。
【００５２】
本発明におけるより好ましい態様においては、本発明における金属ロールと弾性ロールの組み合わせからなる平坦化設備、例えばマルチニップカレンダーとの組み合わせが挙げられる。マルチニップカレンダーの更に好ましい態様としては、マルチニップカレンダーの金属ロールに対して、ジャケットロールが適用される。マルチニップカレンダーは、複数段の金属ロールと弾性ロールの組み合わせからなり、ロール毎の各ニップ圧が個々に４５０ｋＮ／ｍ程度まで高められるものであり、ロール数を６〜１２段とすることで、従来のスーパーカレンダーでは対応できなかった、抄速１３００ｍ／分以上、延いては１６００ｍ／分以上の高速塗工に対しても十分に平坦化処理が可能である。
【００５３】
場合によっては、各ロール間を１〜２ニップ残して開放し、マット調の塗工紙を製造することも可能であるが、ロール数を６〜１２段で平坦化処理することで、１３００ｍ／分以上の高速抄紙においても、白紙光沢度が５５％以上、特には６０％以上の塗工紙を得ることができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、低米坪で古紙高配合の原紙であっても、高速抄紙機により高精彩で高品質な塗工紙を高い生産効率で生産を可能にできる。本発明の効果は、長期間にわたって鋭意検討した、後に示す実施例及び比較例によって明らかとなる。
【００５５】
本発明による塗工紙の製造方法により、抄紙速度が１３００ｍ／分を超える高速抄紙を行う場合において、きわめて良好な操業性を確保できるとともに、光沢度、平滑性、印刷適性などに優れた高品質の塗工紙を製紙原料から製品に至る一貫した抄紙装置（オンラインマシン）にて製造することができる。
【００５６】
本発明は、たとえば原紙に原料パルプとして古紙パルプが１０％以上配合され、原紙米坪が２８〜８０ｇ／ｍ2（特には３５〜４８ｇ／ｍ2）、製品米坪が３０〜１０３ｇ／ｍ2（特には３８〜６４ｇ／ｍ2）、片面塗工量が２〜２３ｇ／ｍ2（特には４〜９ｇ／ｍ2）の塗工紙、あるいは微塗工紙を、抄紙速度１３００ｍ／分以上、たとえば平均抄紙速度で１６００ｍ／分〜１８００ｍ／分の高速で抄紙から巻き取りまで連続的かつ一貫で製造することを意図している。なお、ロール塗工では、片面２〜１０ｇ／ｍ2（特には５〜７ｇ／ｍ2）、ブレード塗工では、片面６〜１５ｇ／ｍ2（特には７〜９ｇ／ｍ2）の塗工量とするのが望ましい。通常は両面塗工を行うのが望ましく、したがって前記の片面塗工量の２倍となる。
【００５７】
本発明においては、操業員の省人化もなし得る。巻き戻しを行うリリーラー設備、運転停止および紙つなぎが必要なオフカレンダーにおいては、一般的に４組（４名）３交代、計１６名の操業員が必要であるが、本発明によりこの１６名の省人化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を説明しながら、さらに本発明を詳説する。
図１が参照されるように、それぞれループをなす２つのワイヤー（第１ワイヤー１と第２ワイヤー２との）間にヘッドボックス３から紙料Ｊを噴出して紙層を形成するギャップタイプのツインワイヤーフォーマ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との間にワイヤー間に吐出されて紙層が形成され、その紙層はサクション（フォーミング）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、たとえば原料濃度２０％程度まで脱水される。
【００５９】
ここで、脱水機構として、図示例ではロール手段及びブレード脱水手段の併用形態を示したが、好ましくは両方であるが、一方のみでも可能である。
【００６０】
ヘッドボックス３は、鉛直または下流側に傾斜した状態で上向き設置され、図６に拡大で示すように、紙料吐出方向線が水平線となすと吐出角度θが、５０度〜９０度であるのが望ましい。本発明が意図する高速抄紙の下では、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。ギャップタイプのツインワイヤーフォーマにおいて、ヘッドボックス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。
【００６１】
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。実施の形態でのプレスパートは、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、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、紙層をストレートでニップする形態としてある。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ではボトム側にベルトを採用し、再湿防止を脱水の向上を図る構成となっている。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。
【００６２】
プレスパートを通った水分５０％程度の湿紙は、図２も参照されるように、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の適宜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、本発明が対象とする１３００ｍ／分以上の高速抄紙において、断紙が少なく、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。ダブルデッキ方式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。
【００６３】
ドライヤー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。
【００６４】
プレドライヤーパートにて乾燥された紙匹は、図３に示すように、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）によるサイズプレス４０において、澱粉などのサイズ剤や、必要によりピグメント塗工液などの下塗り塗工液が塗布される。サイズプレス４０としては、図示のロッドメタリングサイズプレスコータのほか、ゲートロールコータ４０Ａなどでもよい。
【００６５】
下塗り塗工液としては、前述のように澱粉のほか、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などのデンプン誘導体、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、他方、必要により、ピグメントを添加してもよく、そのピグメントとしては、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通常の塗工紙用顔料がそれぞれの顔料性質に応じて配合される。さらに接着剤として、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など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など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などの酢酸ビニル共重合体ラテックスといったアルカリ非感応性或いはアルカリ感応性の合成樹脂エマルジョンなどの合成樹脂接着剤等通常の塗工紙用接着剤を使用できる。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ができる。下塗り剤の塗布量としては、０．０１〜４ｇ／ｍ2、特には０．２〜３ｇ／ｍ2が好ましい。
【００６６】
前記フィルムトランスファー方式の塗布手段としては、ゲートロールコータ、シムサイザ、ブレードメタリングサイズプレスあるいはロッドメタリングサイズプレスなどが使用できる。特の望ましいのはロッドメタリングサイズプレスであり、このロッドメタリングサイズプレスコータを使用する場合には、操業上ストリーク発生を避ける上で、表面が平滑なロッドを用いることが望ましい。そのロッドの径を１５〜５０ｍｍにすることにより、より好ましい操業性と品質を得ることができる。直径が１５ｍｍより小さいロッドでは、フィルムの形成能が低下し面状が劣る傾向にあり、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がない。ロッドとして、溝付きロッド、ワイヤー線巻き付けロッドなども使用できる。
【００６７】
下塗り塗工液の塗布後、アフタードライヤーにおいて表面汚れが生じないように、予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。
【００６８】
図示のシングルデッキ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の乾燥が行われる。
【００６９】
その後に、コータ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する。この場合、１３００ｍ／分以上の抄紙速度が条件の下で、しかも断紙を生じさせない様に、且つ第２ブレード塗工設備での断紙をも生じさせない様に平坦な塗工層が求められるから、水性塗工液を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。
【００７０】
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、サイズ剤を塗布した表面を、プレカレンダー５０により平滑化するのが望ましい。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。
【００７１】
プレカレンダー５０での操業条件は、金属ロールを熱ロールとするのが望ましく、たとえば１００〜３００℃、特に１５０〜２５０℃とし、線圧を５０ＫＮ／ｍとするのが望ましい。両ロールを金属ロールとすることもでき、さらに幅方向のプロファイル制御のためにキャリパーコントロールロールを使用することもできる。
【００７２】
プレカレンダー５０に続く、本発明のコータパートにおいては、塗被紙の両面に対する第１のロール塗工工程と、塗被紙の両面に対する第２のブレード塗工工程とを有し、選択的な塗工を行う。
【００７３】
すなわち、第１のロール塗工工程を経る場合、ロールコータ６０により塗被紙の両面に塗工を行い、エアーターンバー６１を通した後、幅方向に温度制御可能な赤外線を使用した補助乾燥装置６２（他のものにおいても同様の機能を有する）、第１ガス式エアードライヤー６３Ａ、赤外線補助乾燥装置６７Ａ、第１カンバスドライヤー６４にて乾燥を行う。その後、バイパス路Ｙを通して、第２カンバスドライヤー６８にて乾燥を行い、カレンダー７０に導く。
【００７４】
第２のブレード塗工工程を経る場合、プレカレンダー５０を通した後、バイパス路Ｘを通し、ロールコータ６０を経ることなく、直接的に第１ブレードコータ６５Ａに導き、ここで片面の塗工を行う。塗工後に、赤外線補助乾燥装置６６Ａ、第１ガス式エアードライヤー６３Ａ、赤外線補助乾燥装置６７Ａ、第１カンバスドライヤー６４にて乾燥を行う。
【００７５】
その後に、バイパス路Ｙを通すことなく、第２ブレードコータ６５Ｂに導き、ここで他の片面の塗工を行う。塗工後に、赤外線補助乾燥装置６６Ｂ、第２ガス式エアードライヤー６３Ｂ、赤外線補助乾燥装置６７Ｂ、第２カンバスドライヤー６８にて乾燥を行い、カレンダー７０に導く。
【００７６】
ここで、バイパス路Ｚを使用し、ロールコータ６０により塗被紙の両面に下層塗工を行い、第１ブレードコータ６５Ａ及び第２ブレードコータ６５Ｂを使用して、上層塗工も行うことができる。
【００７７】
上記の赤外線補助乾燥装置は、それぞれ主に水分率調整のため、幅方向に温度制御のために使用でき、その採用の可否は適宜選択できる。
【００７８】
第１ブレードコータ６５Ａ及び第２ブレードコータ６５Ｂでは、高速抄紙の場合、片面７ｇ／ｍ2以上の塗工量が必要な場合には、アプリケータとして高速供液を可能とするジェットファウンテン方式が望ましく、掻き落しはブレードによるものである。片面７ｇ／ｍ2未満の塗工量が必要な場合は、高速用に改良された、ショートドゥエルブレードコータでもよい。
【００７９】
ブレード塗工において、ロール塗工の場合における流れ方向及び幅方向の塗工ムラを解消するために、図１０に示すように、ジェットファウンテン方式の塗工を採用する場合におけるアプリケータ９０のファウンテン角αは、３０〜９０度、より望ましくは４０〜６０度である。ファウンテン角αが前記範囲外であると、肌荒れや塗布ムラを生じる。ブレード刃先部分は、３０〜５０度のベベル角θを有するものが望ましい。ブレードの厚みは０．４５〜０．６０ｍｍが望ましい。高い硬度を持たせるために、ブレード刃先部分はタングステンまたは酸化アルミナを主成分とする溶射素材で構成する、たとえばブレードの刃先部分を構成する母材にタングステンを溶射した構成とし、１０００〜１７００Ｈｖのビッカース硬度を有しているものが、塗布性に優れる条件である。
【００８０】
この場合、ブレード交換後において、新たなブレードタッチ時における、高抄速でのブレード焼け防止のために、水シャワー冷却などの冷却手段を設けるのが望ましい。
【００８１】
最後に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、オプチロードタイプの垂直配置９ニップの１スタック型のマルチニップカレンダーであり、７ニップの１スタック型をも使用でき、また併示した、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することもできる。
【００８２】
カレンダー７０は最終的な平滑性及び光沢性を左右する。従って、この観点及び高速抄紙の観点から種々の配慮が必要である。
【００８３】
カレンダー７０の段数は、少なくとも２ニップを有する限り限定はされないが、複数段に構成された金属ロールＭと弾性ロールＤ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望ましい。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。
【００８４】
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。高速での抄紙を図るためには、図７〜図９に示すように、前記金属ロール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の表面温度が２３０℃以上、特に２３０〜５００℃にて処理するものが望ましい。具体例では、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。
【００８５】
金属ロールＭの温度を２５０℃〜３８０℃で、特には３００℃を超え３８０℃以下の温度での表面処理をし、できる限り低いニップ圧で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。
【００８６】
金属ロール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の周囲に誘導コイルを設け、その誘導コイルに交流電流を流すことで、コイルに磁束を発生させ回転部としての外側シェル（外筒）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）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、本発明の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、誘導コイルをロールの幅方向（ロール自体の長手方向）に分割（たとえば３〜６分割）し、シェルに設けた温度センサによる温度信号に基づき、対応する誘導コイルに流す交流電流量を制御することで、ロール幅方向の特に表面の温度制御が高精度で可能である利点がある。
【００８７】
この場合、特にシェル内部に長手方向に延びるジャケット路を、周方向に間隔をおいて多数１０本〜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、シェルの自己発熱による熱を吸収し、熱をロール表面全体において均一化できる点がより優れる。
【００８８】
本発明に従って、高温で表面処理すると、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、紙が表層部だけでなく、全層に渡って潰れやすくなるため、嵩が低下する。しかるに、はるかに高い高温処理で、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できるものである。
【００８９】
他方、金属ロールの表面温度の高温化に伴って、金属ロールのシェル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。
【００９０】
この例を主に図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。
【００９１】
外部加熱装置７７は、電磁誘導加熱に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（たとえば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。
【００９２】
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を通る送風温度を制御するものである。
【００９３】
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にて平滑処理された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。
【００９４】
図４に示すマルチニップカレンダーに代えて、図５に示すように、たとえば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からなるソフトカレンダー７０Ａでもよい。
【実施例】
【００９５】
実施例及び比較例により本発明の効果を明らかにする。
本発明のワイヤーパート形式、ヘッドボックスの配置角度、サクションの形態、塗工形態、熱ソフトカレンダー及び抄紙速度などの要因を変えて、紙の品質評価を行った。また、各実施例は各要因のすべてについて個々のラインを新設したものではなく、テストプラントによるテスト例が主たるものであることを断っておく。
【００９６】
紙の品質評価は次記のとおりである。
１．夾雑物：夾雑物面積は、光学顕微鏡にＣＣＤカメラを接続し画像解析装置（ＬＵＺＥＸ  ＡＰ）を介して１画素８μｍの倍率でＡ４版１枚のシートを測定し、１０ｃｍ2当たりに平均して求めた。尚、０．００５ｍｍ2以下の夾雑物は、目視で視認できないレベルであり問題とならないため除外した。
２．地合評価：実施例で規定する地合評価は、東洋精機社製、シートフォーメーションテスターを用い透過光量の変動を時系列信号としてとらえ評価した。この測定機では、ムラの波長約０．１６〜８０ｍｍの範囲で２８点の測定が可能であるが、実施例では、４．０〜８０ｍｍの範囲の１４点について、官能検査での透かし地合で、大きな濃淡として表れる地合と密接な関係があることから、この範囲での変動率の和を測定した。ムラ指数が６％未満の場合には、地合は非常に均一であり、地合ムラに起因する塗工紙表面の光沢ムラも起こりにくく、塗工層の形成も均一となり、印刷時の印刷ムラ、印刷光沢ムラ等がなくなり、印刷適性は向上する。
３．断紙：実機に匹敵するテストプラントを用い、抄速１５００ｍ／分、乾燥温度一定で３時間テスト操業を行い、乾燥方法の違いによる断紙回数を評価したものである。○：断紙０回、△：１回、×：１回以上である。
４．シワ：テストプラントを用い、抄速１３００ｍ／分、乾燥温度一定で３時間テスト操業を行い、乾燥方法の違いによるシワの発生を評価したものである。○：シワ入り０回、△：シワ入り１回、×：シワ入り１回以上である。
５．比容積：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８（１９７６）に準拠して測定。
６．光沢：ＪＩＳ  Ｐ  ８１４２に従い、角度７５度で測定した。
７．光沢ムラ：Ａ４サイズの試験紙を調整し、女性５人、男性５人にて目視で５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
８．印刷ムラ：四六版サイズの試験紙を調整し、ローランドオフセット印刷機にて印刷し、恒室にて２４時間放置後、サンプルのブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色重ね刷りベタ印刷部について、女性５人、男性５人にて目視で５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
９．剛度：ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５に準拠し測定した。
１０．黄変化（カレンダー処理による）：製品を四六版サイズに調整し、表面女性５人、男性５人にて目視で製品の黄色の程度を５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
１１．生産性：テストマシンにおける各実施例でのウエットエンドの安定性、プレスパートでの脱水性、ドレネージ、ストリークの発生状況などを操業者５人で観察し、それぞれの評価結果を集約し５段階評価した。評価３以上が許容レベルとした。
１２．総合評価：品質項目全てを４段階で総合評価した。◎：生産効率・品質面良好、○：生産効率・品質面問題なし、△：一部問題がある、×：問題がある、である。
なお、ロールコータのロール硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１  Ａ硬度値であり、ブレードの硬度は、Ｈｖ（ハードビッカース）硬度である。ロール表面粗度は、ＪＩＳ  Ｐ  ０６０１に準拠した中心線平均粗さを示す。
【００９７】
原紙条件は次記のとおりである。
＜紙基材の作成＞
下記のパルプ、内添薬品配合で６０ｇ／ｍ2の坪量（絶乾）の原紙を抄造し、紙基材を作成した。
＜パルプの配合＞
実施例表に沿って調整した。本発明においては、高速抄紙における夾雑物の影響で断紙が多発するため、製品における夾雑物の量を、夾雑物測定手段における測定量において、Ａ４サイズ１枚当たりにおいて０．０１０ｍｍ2／１０ｃｍ2以下になるように調整した原料パルプを使用している。
紙基材は上記のパルプ配合と下記の内添薬品配合で調成された。
＜内添薬品の配合＞
・軽質炭酸カルシウム ：１０重量部（平均粒径；３．４μ、カルサイト系）
・市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ） ：０．０３重量部
・市販カチオン化澱粉 ：０．２重量部
・市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤 ：０．０３重量部
＜サイズプレス＞
澱粉塗液を、０．５ｇ／ｍ2上記の紙基材上に塗布し乾燥した。
＜塗工紙の作成＞
ロールコータとブレードコータで下記の配合の塗液を上記のサイズプレス後の紙基材上に、実施例に沿って塗布して、乾燥した。
＜上塗り塗液配合＞
下記のとおりである。
（顔料）
・紡錘形軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業製ＴＰ１２１、３．４μｍ）：３０重量部
・市販微粒カオリン（アマゾン８８、平均粒子径：０．８μｍ）：７０重量部
（バインダー及び添加剤）
・市販燐酸エステル化澱粉（日本食品化工製ＭＳ４４００） ：１重量部
・スチレンブタジエンラテックス（日本合成ゴム製０６１７） ：１２重量部
・市販ポリアクリル酸系分散剤 ：０．１重量部
・市販ステアリン酸カルシウム ：０．３重量部
・水酸化ナトリウム ：０．１５重量部
【００９８】
以上の条件の下、及び表に示す条件で、各種の要因を探索したところ、表１〜表３６に示す結果が得られた。実施例１〜４２は、ロール塗工とブレード塗工の併用の例を、実施例４３〜実施例５６はロール塗工のみの例を、実施例５７〜６９はブレード塗工のみの例を示す。
【００９９】
【表１】
2014058773.tif 000049
【０１００】
【表２】
2014058773.tif 000050
【０１０１】
【表３】
2014058773.tif 000051
【０１０２】
【表４】
2014058773.tif 000052
【０１０３】
【表５】
2014058773.tif 000053
【０１０４】
【表６】
2014058773.tif 000054
【０１０５】
【表７】
2014058773.tif 000055
【０１０６】
【表８】
2014058773.tif 000056
【０１０７】
【表９】
2014058773.tif 000057
【０１０８】
【表１０】
2014058773.tif 000058
【０１０９】
【表１１】
2014058773.tif 000059
【０１１０】
【表１２】
2014058773.tif 000060
【０１１１】
【表１３】
2014058773.tif 000061
【０１１２】
【表１４】
2014058773.tif 000062
【０１１３】
【表１５】
2014058773.tif 000063
【０１１４】
【表１６】
2014058773.tif 000064
【０１１５】
【表１７】
2014058773.tif 000065
【０１１６】
【表１８】
2014058773.tif 000066
【０１１７】
【表１９】
2014058773.tif 000067
【０１１８】
【表２０】
2014058773.tif 000068
【０１１９】
【表２１】
2014058773.tif 000069
【０１２０】
【表２２】
2014058773.tif 000070
【０１２１】
【表２３】
2014058773.tif 000071
【０１２２】
【表２４】
2014058773.tif 000072
【０１２３】
【表２５】
2014058773.tif 000073
【０１２４】
【表２６】
2014058773.tif 000074
【０１２５】
【表２７】
2014058773.tif 000075
【０１２６】
【表２８】
2014058773.tif 000076
【０１２７】
【表２９】
2014058773.tif 000077
【０１２８】
【表３０】
2014058773.tif 000078
【０１２９】
【表３１】
2014058773.tif 000079
【０１３０】
【表３２】
2014058773.tif 000080
【０１３１】
【表３３】
2014058773.tif 000081
【０１３２】
【表３４】
2014058773.tif 000082
【０１３３】
【表３５】
2014058773.tif 000083
【０１３４】
【表３６】
2014058773.tif 000084
【０１３５】
「考察」
本発明に従って実施例は、比較例に比較して、高速抄紙でありながら、高い品質の紙が得ることができることが判る。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】抄紙機の設備構成例の第１のゾーンを示す概要説明図である。
【図２】抄紙機の設備構成例の第２のゾーンを示す概要説明図である。
【図３】抄紙機の設備構成例の第３のゾーンを示す概要説明図である。
【図４】抄紙機の設備構成例の第４のゾーンを示す概要説明図である。
【図５】抄紙機の設備構成例の第４のゾーンにおけるカレンダーパートの変形例を示す概要説明図である。
【図６】ヘッドボックスの紙料の噴出を示す概要説明図である。
【図７】加熱金属ロールを示す概要説明図である。
【図８】電磁誘導作用による内部加熱装置例を示す概要説明図である。
【図９】クーリング設備例を示す概要説明図である。
【図１０】ブレード塗工機の例を示す概要説明図である。
【符号の説明】
【０１３７】
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…ツインワイヤーフォーマ、２１…第１プレス、２２…第２プレス２２、４０…サイズプレス、４１…エアーターンバー、５０…プレカレンダー、５１…金属ロール、５２…弾性ロール、６０…ロールコータ、６５Ａ…第１ブレードコータ、６５Ｂ…第２ブレードコータ、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、９０…アプリケータ、９１…ブレード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンマシン内で次記の工程が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
それぞれループをなす２つのワイヤー間に上向きヘッドボックスから紙料を噴出し、脱水手段で脱水して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する抄紙工程；
このワイヤーパートからプレスパートに移行した紙層をシュープレスによりニップして脱水を行うプレスパート脱水工程；
プレスパート脱水工程からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するプレドライヤー乾燥工程；
プレドライヤー乾燥工程により乾燥した乾燥紙匹に対してその両面に下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布するサイズプレス工程；
サイズプレス工程からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するアフタードライヤー乾燥工程；
塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液を塗工する塗工工程。
【請求項２】
前記シュープレスは、ダブルフェルトの第１プレスと、ボトム側がベルトである第２プレスとを順に有する請求項１記載の塗工紙の製造方法。
【請求項３】
前記アフタードライヤー乾燥工程と前記塗工工程との間に、下塗り塗工液を塗布した表面を、プレカレンダーにより平滑化するプレカレンダーによる平坦化工程を有する請求項１または２記載の塗工紙の製造方法。
【請求項４】
前記プレカレンダーの上側が金属ロールで下側が弾性ロールである請求項３記載の塗工紙の製造方法。
【請求項５】
オンマシン内で次記の手段が順に組み込まれ、かつ抄紙速度１３００ｍ／分以上で抄紙されるように構成されたことを特徴とする塗工紙の製造設備。
それぞれループをなす２つのワイヤー間に上向きヘッドボックスから紙料を噴出し、脱水手段で脱水して紙層を形成するツインワイヤーフォーマで抄紙する抄紙手段；
このワイヤーパートからプレスパートに移行した紙層をシュープレスによりニップして脱水を行うプレスパート脱水手段；
プレスパート脱水手段からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するプレドライヤー乾燥手段；
プレドライヤー乾燥手段により乾燥した乾燥紙匹に対してその両面に下塗り塗工液をサイズプレスにより塗布するサイズプレス手段；
サイズプレス手段からの紙匹の一方の上側面に加熱ロールが接するシングルデッキドライヤーにより乾燥するアフタードライヤー乾燥手段；
塗被紙に接着剤及び顔料を主成分とする水性塗工液を塗工する塗工手段。
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月27日(2014.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
【表１９】
2014058773.tif 000085
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
【表２０】
2014058773.tif 000086
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
【表２１】
2014058773.tif 000087
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
【表２２】
2014058773.tif 000088
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
【表２３】
2014058773.tif 000089
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
【表２４】
2014058773.tif 000090
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
【表３１】
2014058773.tif 000091
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
【表３２】
2014058773.tif 000092
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
【表３３】
2014058773.tif 000093
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
【表３４】
2014058773.tif 000094
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
【表３５】
2014058773.tif 000095
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
【表３６】
2014058773.tif 000096