(57)【要約】【課題】２ロール型のサイズプレス使用により塗層表面のインキ受理性に優れ、かつ表面強度の高い低密度書籍用紙を提供する。【解決手段】密度０．７０以下の原紙に、変性澱粉および中空粒子顔料を含有するサイズプレス液であって、かつ該変性澱粉に対して５０〜１００質量％の該中空粒子顔料を含有する該サイズプレス液を、２ロールのインクラインドサイズプレス方式によるコーターを用いて付着量１．５〜３．５ｇ／ｍ２塗工してなることを特徴とする低密度書籍用紙。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度０．７０以下の原紙に、変性澱粉および中空粒子顔料を含有するサイズプレス液であって、かつ該変性澱粉に対して５０〜１００質量％の該中空粒子顔料を含有する該サイズプレス液を、２ロールのインクラインドサイズプレス方式によるコーターを用いて付着量１．５〜３．５ｇ／ｍ２塗工してなることを特徴とする低密度書籍用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低密度書籍用紙に関するものであり、さらに詳しくは２ロール型のサイズプレス使用により塗層表面のインキ受理性に優れ、かつ表面強度の高い低密度書籍用紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、出版物においては、印刷物の低コスト化、紙の軽量化が求められており、書籍においても、紙の低密度化が図られてきている。ただし、低密度化するためには低密度パルプおよび粗いパルプ原料や嵩高剤の使用、またハード面では抄紙機プレスロール、カレンダーロールの低加圧などにより、紙表面の平滑性やインキ受理性が失われるため、印刷物のインキ着肉性が損なわれる方向になっている。従来の技術はこの改良として、紙表面の平滑性や表面サイズ剤の増量などがあるが、高密度方向にシフトしたり、紙の剛度が上がり、しなやかさが失われるなどの低密度書籍用紙に求められる品質特性が悪化する傾向にあった。
【０００３】
紙の主原料であるパルプ原料としては、低密度紙の製造には、化学薬品により繊維中の補強材料であるリグニンを抽出した化学パルプより、薬品は使用しないでリファイナーやグラインダーで木材を磨り潰すことにより製造される機械パルプの方が繊維は剛直となり、低密度化には有利となる。その中でも、グランドパルプ（ＧＰ）は低密度化には有利である。通常の製紙用パルプは、叩解処理によって繊維を柔軟にし、フィブリル化するが、叩解処理は低密度化とは相反する処理であり、できるだけ行わないことが低密度化のためには良い手段である。
【０００４】
ただし、ＧＰやサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）は機械パルプであり、上質紙への配合は規格上の問題や、経時による褪色、また印刷面のインキ受理性の低下がおこり、印刷面質の悪化となってくる。
【０００５】
従って、上質紙の低密度紙を製造の場合には、パルプ面では化学パルプのみの配合となるが、パルプ化樹種により紙の密度は大きく影響を受ける。すなわち、木材繊維自体が粗大な方が低密度化は可能である。上質紙には主に広葉樹材パルプが配合されているが、広葉樹材で比較的低密度化が可能な樹種を選別して使用することも求められてくる。
【０００６】
また、近年の環境保護機運の高まりや、資源保護の必要性から古紙パルプの配合増が叫ばれている。古紙パルプは化学パルプと機械パルプの混合物であり、パルプの性質として機械パルプより密度は高くなる傾向がある。一方、紙中に含まれる填料分あるいは塗工紙の顔料分として、一般的に使用される、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレーはその配合により密度を高くする傾向にある。このように古紙パルプの配合および填料分の配合増は用紙密度を高くする方向になる。
【０００７】
以上のように、パルプ面のみから十分な用紙の低密度化を達成することは、木材資源の状況、用紙の品質設計を考えた場合に非常に困難である。
【０００８】
紙抄造時における低密度化の検討として、抄造時にはパルプ原料のリファイナー処理をできるだけ低負荷で運転すること、次にプレス工程ではできるだけプレス圧を低くするか、一部のプレスを解放すること、また紙の表面に平滑性を付与するために行われるカレンダー処理も、できるだけ低加圧で実施するか解放すると良い。さらには印刷時の紙の表面強度を付与する目的で行われる澱粉などの水溶性高分子の表面塗工の付着量は多くしないことが望ましい。
【０００９】
このようなパルプ化、抄造時の工夫の他に、近年は内添用の低密度化薬品の開発が進み、紙用の低密化薬品が市販され製紙メーカーで使用されてきている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、嵩比重０．３ｇ／ｍｌ以下の無定形シリカ若しくは無定形シリケートの嵩高填料を、低密度化薬品と組み合わせて内添する方法が記載されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
上記の低密度パルプの使用、抄造時のリファイナー処理の低負荷、プレスやカレンダーの低加圧条件での操業、低密度化薬品の添加などの低密度化対策はいずれも、製造された紙表面の面質が悪化方向にシフトする。
【００１２】
また、低密度化にともないシートの強度低下が起こり、印刷時の表面強度が低下し、オフセット印刷時のムケや内部の剥離が懸念される。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−２６９７９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８２３９２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低密度化によって起こる印刷面のインキ受理性や、印刷面強度の低下に対して、２ロール型インクラインドサイズプレスを用いて原紙に塗工された塗層表面のインキ受理性に優れ、かつ表面強度の高い低密度書籍用紙を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明の低密度書籍用紙を発明するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明の低密度書籍用紙は、密度０．７０以下の原紙に、変性澱粉および中空粒子顔料を含有するサイズプレス液であって、かつ該変性澱粉に対して５０〜１００質量％の該中空粒子顔料を含有する該サイズプレス液を、２ロールのインクラインドサイズプレス方式によるコーターを用いて付着量１．５〜３．５ｇ／ｍ２塗工してなることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の低密度書籍用紙について、詳細に説明する。
【００１８】
本発明の低密度書籍用紙に塗工する中空粒子顔料は、コアに部分に水を充満した球体状エマルジョンであり、アフタードライヤー乾燥時にその水はコア部分を離散し、粒子のシェル部分を拡散、通過して空気と置換され空隙を有する構造となる。そのことにより嵩高さも損なうことなく塗工される原紙表面の隠蔽性、平滑性向上により印刷時のインキ受理性が向上できる。現在市販されている中空粒子顔料としてはローム・アンド・ハース・ジャパン社のローペイクＨＰ−９１などがある。なお、使用する中空粒子顔料としては、上述した薬品のみに限定されるものではない。
【００１９】
ここで、中空粒子顔料の配合率が１００質量％を越えた場合、塗層の表面強度の低下および低密度書籍用紙の密度上昇となる。一方、中空粒子顔料の配合率が５０質量％未満では、塗層表面の十分な隠蔽性が確保できず、印刷時のインキ受理性の向上は期待できない。
【００２０】
中空粒子顔料を含む塗工液の付着量が１．５ｇ／ｍ２未満の場合、塗層の表面強度および内部結合強度が低下する。また、塗層表面の十分な隠蔽性が確保できず印刷時のインキ受理性も劣る。
【００２１】
中空粒子顔料を含む塗工液の付着量が３．５ｇ／ｍ２を越える場合については、印刷時のインキ受理性は優れるが、塗層の表面強度が低下し、印刷時の面ムケの発生が多くなる。
【００２２】
本発明の中空粒子顔料を含む塗工液は、２ロール型インクラインドサイズプレス方式での塗工に較べ、ゲートロールコーターなどの転写型ロールコーターでは、原紙表面への均一な塗工性が得られず、印刷面インキ受理性も劣る。
【００２３】
本発明のサイププレス塗工には、変性澱粉として、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉などを使用することができ、表面サイズ剤、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤、防腐剤などの通常用いられている各種助剤を併用できる。
【００２４】
本発明に用いられる原紙は、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、ＤＩＰなどの古紙パルプなどのパルプを含み、内添薬剤として嵩高剤、および必要に応じて軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種の填料、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオン化剤、紙力増強剤などの各種添加剤を任意の割合で含み、酸性、中性、アルカリ性で抄造される。
【００２５】
使用される抄紙機としては、長網方式、円網方式、ツインワイヤー方式、ハイブリッド方式、ギャップフォーマー型、ロールフォーマー型など各種形式の抄紙機を用いて抄造することができる。
【００２６】
本発明による原紙に塗工する方法は、２ロール型インクラインドサイズプレスに限定するものとする。
【００２７】
かくして、塗工、乾燥された塗工紙は、必要とする原紙の密度、平滑度を得るためにマシンカレンダーなどの各種カレンダー処理を施すことが可能である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例を用いてさらに詳細に本発明を説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例中の「部」および「％」はそれぞれ「質量部」および「質量％」を示す。
【００２９】
実施例中の諸測定値は、以下の方法によって得られたものである。
【００３０】
１）印刷面インキ受理性
作製したシートをダイヤ印刷機（三菱重工業社製）で印刷後、１日間空調室（ＪＩＳ  Ｐ８１１１に規定されている条件下）に放置したものを使用し、マクベス反射型濃度計で印刷面のインキ濃度を測定した。併せて目視でも印刷面を観察し、総合してＡ〜Ｅの５段階で判定した。インキ受理性の指標として、特性が良好をＡ〜不良をＥとして示し、Ｂまでを許容範囲とした。
【００３１】
２）印刷面ムケ
作製したシートをダイヤ印刷機（三菱重工業社製）で印刷したものを使用し、印刷面のムケを目視で観察し、Ａ〜Ｅの５段階評価で判定した。表面強度の指標として、ムケ特性が良好をＡ〜ムケ特性が不良をＥとして示し、Ｃまでを許容範囲とした。
【００３２】
実施例１
＜原紙の作製＞
＜パルプの配合＞
ＬＢＫＰ（瀘水度４７０ｍｌｃｓｆ）                              ９０部
ＮＢＫＰ（瀘水度４８０ｍｌｃｓｆ）                              １０部
原紙は上記のパルプ配合と下記の内添薬品配合で調成した。
【００３３】
＜内添薬品の配合＞
硫酸アルミニウム                                              ０．４部
軽質炭酸カルシウム（平均粒径；３．４μ、カルサイト系）        １９部＊
＊原紙中灰分量で表示。
市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ）          ０．１３部
市販カチオン化澱粉                                            １．２部
市販嵩高剤                                                    ０．７部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤                ０．０４部
上記のパルプ、内添薬品の配合にて６０ｇ／ｍ２の坪量（絶乾）の原紙を、長網抄紙機で抄造し原紙とした。
【００３４】
＜サイズプレス塗工紙の作製＞
抄紙機プレドライヤー後に設置された２ロール型インクラインドサイズプレスに、下記の配合の塗工液を上記の原紙上に、両面で２．４ｇ／ｍ２塗工して、シリンダードライヤーで乾燥した。
【００３５】
＜サイズプレス塗液配合＞
酸化澱粉（日本食品化工社製ＭＳ−３８００）                    １００部
スチレン・アクリル系表面サイズ剤                              ７．５部
（ハリマ化成社製ハーサイズＫＮ−５００）
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                ５０部
（ローム・アンドハース・ジャパン社製ＨＰ−９１）
【００３６】
＜マシンカレンダー仕上げ＞
上記の条件でサイズプレス塗工された塗工紙をマシンカレンダーを用い、乾燥直後に１ニップ条件で処理し、原紙の密度０．７０ｇ／ｃｍ３の印刷用塗工紙を得た。以上のようにして製造した低密度書籍用紙の特性は下記表１に示した。
【００３７】
実施例２
実施例１における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                ７５部
【００３８】
実施例３
実施例１における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                              １００部
【００３９】
実施例４
実施例１における抄紙機プレスの一部を解放条件とし、原紙の密度０．６４ｇ／ｃｍ３の低密度書籍用紙を得た。酸化澱粉の抄紙時濃度を５．０％にし、中空粒子顔料配合は次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                ５０部
【００４０】
実施例５
実施例４における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                              １００部
【００４１】
比較例１
実施例１における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                  ０部
【００４２】
比較例２
比較例１における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                ２５部
【００４３】
比較例３
比較例１における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料社                            １１３部
【００４４】
比較例４
実施例４における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                                ４０部
【００４５】
比較例５
比較例４における中空粒子顔料配合を次のとおりとした。
スチレン・アクリル系中空粒子顔料                              １２０部
【００４６】
比較例６
実施例１の原紙上への塗工液付着量を１．３ｇ／ｍ２とした。
【００４７】
比較例７
実施例１の原紙上への塗工液付着量を３．７ｇ／ｍ２とした。
【００４８】
比較例８
実施例１の塗工方式をゲートロールコーターとした。
上記実施例および比較例の諸条件と得られた低密度書籍用紙の評価結果を下記表１にまとめて示した。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
評価：
表１の実施例１〜５、比較例１〜５の結果より、本発明の低密度書籍用紙は、印刷面インキ受理性と印刷面ムケのバランスに優れたものが得られた。
【００５１】
なお、比較例１〜５の結果では、中空粒子顔料の配合率が５０質量％未満の塗工液を塗工すると、印刷面ムケは良好であるが印刷面インキ受理性劣る結果となった。また、中空粒子顔料の配合率が１００質量％を越える配合では、印刷面インキ受理性は良好であるものの、印刷面ムケを悪化させる。
【００５２】
【発明の効果】
以上から明かなように、本発明の低密度書籍用紙は、中空粒子顔料を５０〜１００質量％含有するサイズプレス液を原紙に塗工することにより、塗層表面の印刷面ムケを悪化させずに、良好な印刷面インキ受理性に優れた低密度書籍用紙を得ることができる。