(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙に顔料と接着剤を含む塗被液をオンマシンで多層塗被する塗被紙の製造方法において、フィルムトランスファー方式の塗被装置を用い原紙に下塗り塗被液を固形分で４〜１０g/m2（両面）塗被した後、上塗り塗被する直前に平滑度（王研式平滑度計測定値）が３０〜１００秒になるよう軽度にソフトカレンダー処理することを特徴とし、更にファウンテンアプリケート方式のブレードコータを用い、ファウンテン角が４０〜６０°で、ブレードのチップ角が４５〜５０°、ブレード厚さが 0.45〜0.60mm の範囲内で上塗り塗被液を塗被することを特徴とする多層塗被紙の製造方法。
【請求項２】
１１００m/分以上の塗被速度で下塗り及び上塗り塗被することを特徴とする請求項１記載の多層塗被紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、原紙に顔料と接着剤を含む塗被液をオンマシンで多層塗被する製造方法において、生産効率、高速操業性に優れ、面状に優れた多層塗被紙の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年印刷用紙は、チラシ、カタログ、パンフレット、ダイレクトメール等広告、宣伝を目的とした商業印刷分野での需要が伸びている。これら商業印刷物は、それ自体の商品価値は低いが、宣伝媒体として目的が達成されることが重要であるので、低コストで印刷仕上がりの良いものが求められてきている。従って紙ユーザーのコストダウン指向は一層強まってきており、使用される紙もより低グレード化、薄物・軽量化に向かっている。
【０００３】
このような旺盛な需要に対応するため、紙メーカーでは製品のより効率的な生産とコストダウンを図るべく、塗被装置の広幅、高速化を進めており、高品質を維持したまま生産性を上げることが重要な課題である。従って近年生産設備としては、一台のマシンで抄紙と塗被を同時に行うオンマシン塗被方式が多く採用される傾向にある。また、原紙に安価な顔料を含む下塗り塗被液をオンマシンで塗被した後、上塗り塗被液を塗被することにより、品質的には下塗り塗被により原紙の被覆性が向上し、面状や印刷品質も良くなることから、軽量塗被紙の製造においても多層塗被化が進む傾向がある。したがって軽量塗被紙の製造工程においても、近年では生産効率アップとコストダウンを同時に追求すべく、オンマシンで多層塗被する試みがなされ始めている。しかしこの場合、抄紙から上塗り塗被、乾燥まで装置の長さが非常に長くなるため、一度紙切れ（断紙）が発生すると通紙に時間がかかり生産効率が大きく低下するため、出来る限り断紙回数を減らすための製造技術確立が必要となっている。
【０００４】
一般的にオンマシンの下塗り塗被には、フィルムトランスファー方式の塗被装置が使用され、また上塗り塗被にはブレードコータが専ら使用される。ブレードコータは塗被液の給液方法によりロールアプリケート、ファウンテンアプリケート、ショートドウェル型アプリケートに分けられる。一般に塗被量が少ない軽量塗被紙の製造に際し、従来のロールアプリケート、ファウンテンアプリケート方式のブレードコータで塗被するとアプリケート後ブレードでメタリングするまでの間に、塗被液が原紙中に浸み込み、塗被液の流動性が低下する結果、メタリング時のブレードニップ圧を高くする必要がある。その結果塗被面の被覆性が低下し、断紙も発生し易いと言われている。そこで塗被液の原紙への浸透時間を短くし、より軽いブレードニップ圧で塗被することが可能なショートドウェル型アプリケート方式（以下ショートドウェルコータと称す）が専ら軽量塗被紙の製造に使用されている。しかし同時に、ショートドウェルコータはアプリケータ部（塗被液供給部）とメタリング部（掻き取り部）が同室内にあるため、メタリングによる余剰塗被液の戻り流速と原紙に引きずられる塗被液流速が分岐する際に発生する渦流の幅方向の強さが変動することにより、幅方向に２０〜３０mmおきに、１０〜２０mm幅の筋状の塗被ムラ（以後ウェットストリークと称す）が発生するというショートドウェルコータ特有の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は上記のごときフィルムトランスファー方式の塗被装置を用い、原紙に顔料と接着剤を含む下塗り塗被液を塗被した後、更にオンマシンで同様に顔料と接着剤を含む上塗り塗被液を塗被するオンマシン多層塗被紙の製造方法において、断紙やストリークの発生が少なく操業性に優れ、面状に優れた多層塗被紙の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、フィルムトランスファー方式の塗被装置を用い、原紙に下塗り塗被液を固形分で４〜１０g/m2（両面）塗被した後、上塗り塗被する直前に平滑度（王研式平滑度計測定値）が３０〜１００秒になるよう軽度にソフトカレンダー処理し、更にファウンテンアプリケート方式のブレードコータを用い、ファウンテン角が４０〜６０°で、ブレードのチップ角が４５〜５０°、ブレード厚さが 0.45〜0.60mm の範囲内で上塗り塗被液を塗被することにより本発明を成すに至った。
【０００７】
以下に発明の詳細を示す。
【０００８】
本発明者等は、オンマシンコータを使用し高速条件、とりわけ１１００m/分以上の速度で軽量多層塗被紙を製造する最適な製造方法について鋭意検討した結果、従来から軽量塗被紙の製造に多く使用されるショートドウェルコータを使用するとウェットストリークの発生が顕著となり、塗被紙の面状が低下が避けられないことを認めた。
【０００９】
またロールアプリケート方式のブレードコータを使用した場合には、特に１１００m/分以上の速度で塗被した際、アプリケータロールのニップの不安定要因（空気の抱き込み、塗被液フィルムの分裂、剥離の不安定、ニップ出口での塗被液のミスティング等）に起因するスキップコートや塗被斑点、面ムラの発生が大きいことを認めた。
【００１０】
したがってこれらの問題を解決するため更に鋭意検討した結果、ファウンテンアプリケート方式のブレードコータを特定の条件下で使用することにより初めて、断紙発生も少なく、ウェットストリークや面ムラがなく、優れた面状が得られることを認めた。
【００１１】
すなわち、ファウンテン角が６０°より大きい場合には、吹き出された塗被液が原紙に転移しきれず、ファウンテンの裏側から流れ出る現象（バックフロー）が発生し、その結果塗被ムラが発生し、面状が低下することを認めた。逆にファウンテン角が４０°より小さい場合には、脱泡機で取り除けない塗被液中の微小な泡が、ファウンテンの中に入り、しだいに大きくなった泡がファウンテンノズルリップ出口に向かい、最後はリップの出口で解放された泡がはじけ、塗被液の膜厚が不均一になり面状が劣る。
【００１２】
また、ブレードのチップ角が４５°より小さい場合には、ブレードの押し圧（押し込み量）が高くなるため、断紙が発生し易い。逆にチップ角が５０°を越える場合には、ブレードのびびり（幅方向の不均一な微小振動）が発生し易く、塗被面状が低下することを認めた。
【００１３】
ブレードの厚さについても0.45mmより薄いものを用いた場合には、ブレード押し圧が高くなり、断紙が発生し易くなり、また塗被量ムラが発生し易かった。また、本発明のごとくオンマシンコータを使用する場合には、従来のオフマシンコータと異なり、高速で走行している原紙表面にブレードの刃先を接触する必要があり、その場合ブレードの厚さが0.60mmより厚いものを用いると刃先が原紙に接触した瞬間の張力変動が大きくなり、断紙し易くなることを認めた。
【００１４】
また本発明においては、原紙に下塗り塗被液を固形分で４〜１０g/m2（両面）塗被した後、平滑度（王研式平滑度計測定値）が３０〜１００秒になるよう軽度にソフトカレンダー処理することが好ましいことを認めた。塗被量が４g/m2より少ない場合あるいは平滑度が３０秒より低い場合には、上塗り塗被後の平滑度も低くなり面状に劣る。また、逆に塗被量が１０g/m2より多い場合あるいは平滑度が１００秒より高い場合には、ブレードの刃先に異物がひっかかり易くなるため従来のストリーク（以後ブレードストリークと称す）の発生が多くなることを認めた。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明において、下塗り及び上塗り塗被液に使用する顔料には、主に重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、タルク、サチンホワイト、シリカ、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、二酸化チタンなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料等を用いることができ、これらの顔料は必要に応じて単独または二種以上混合して使用することができる。
【００１６】
また塗被液に使用する接着剤のうちデンプン誘導体は、デンプン原料の種類を問わず、必要に応じてデンプンに物理的、化学的あるいは生物学的操作を施して得られるものであって、一般に使用される酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン等エステル化デンプン、ヒドロキシエチルエーテル化デンプン等エーテル化デンプン、酵素変性デンプンや冷水可溶性デンプン等が用いられる。
【００１７】
またデンプンあるいはその誘導体を単独で用いるよりはラテックスを併用することが好ましい。ラテックスの組成は、ごく一般的に使用される、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体あるいはその変性物が使用され、モノマーとしては、スチレン、ブタジエンの他、メチルメタアクリレート他ビニル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、アクリロニトリル等その他ビニル化合物、あるいはアクリル酸、フマル酸等ビニル系不飽和酸などである。
【００１８】
またその他水性接着剤として、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セルロース誘導体や、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、オレフィン・無水マレイン酸樹脂等の接着剤を併用することが出来る。
【００１９】
本発明の塗被液には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等通常の塗被紙用顔料に配合される各種助剤を使用しても良い。
【００２０】
また原紙としては、一般の印刷用塗被紙に用いられる坪量３０〜１００g/m2の原紙であり、目的により上質紙、中質紙を選択して使用する。
【００２１】
また下塗り塗被には、ゲートロールコータやロッドメタリングあるいはブレードメタリング方式のサイズプレスコータ等に代表されるフィルムトランスファーコータを使用し、上塗り塗被には、前記のごとくファウンテンアプリケート方式のブレードコータを使用する。
【００２２】
なお、下塗り塗被液の濃度はおおむね３０〜４５％の範囲で調整される。上塗り塗被液の濃度は６０〜６８％が好ましい。また、本発明では、下塗り塗被液、上塗り塗被液を１度ずつ塗被しても良いし、あるいはそれぞれ１度以上塗被しても良い。上塗り塗被液を塗被乾燥された塗被紙の表面は、通常のごとくそのままあるいはスーパーカレンダー、ソフトカレンダー等の仕上げ工程により光沢付けがなされる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に示すが、これらによって本発明は何等制約を受けるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
【００２４】
〈品質評価方法〉
(1)顔料平均粒子径：セイシン企業光透過式粒度分布測定装置SHC5000を用いて、重量累積分布の５０％点を平均粒子径として測定した。
(2)白紙光沢度：ＪＩＳ  P-8142に従い角度７５度鏡面光沢度を測定した。
(3)平滑度：王研式平滑度計により測定した。
(4)面状：上塗り塗被後の白紙光沢度のむらを目視で相対評価した。
◎＝全くむらがない、○＝ほとんどむらがない
△＝むらがある、    ×＝むらが著しい
(5)断紙の頻度：
○＝断紙発生の頻度が非常に少ない、△＝頻度多い、
×＝頻度が非常に多い
(6)ストリーク発生：各種ストリーク（ウェットストリーク、ブレードストリーク）や塗被斑点の発生状況を目視で評価した。
○＝ストリーク等発生の頻度が非常に低い
×＝ストリーク等発生の頻度が高い
【００２５】
［実施例１］
顔料として平均粒子径が０．６５μｍの重質炭酸カルシウム９５部及び０．５０μｍのカオリン５部を含有する顔料１００部に対して、ポリアクリル酸ソーダ系分散剤０．３部を添加し、カウレス分散機を用いて水に分散し、接着剤としてリン酸エステル化デンプン２６部とカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重合ラテックスを３部配合して濃度３８％の下塗り塗被液を調製した。坪量４５g/m2の広葉樹晒しクラフトパルプ単独配合原紙にゲートロールコータを使用し、塗被速度１２００m/分で、固形分で５g/m2（両面）下塗り塗被乾燥した後、オンラインで金属ロールとショアＤ硬度９０のプラスチックロールで構成される２ロール・１スタックのソフトカレンダーを用いカレンダー処理（５０℃、８０kg/cm）し、王研式平滑度を５０秒とした。
【００２６】
次いでそのままオンラインで前記重質炭酸カルシウム６０部及びカオリン４０部を含有する顔料１００部に対して、ポリアクリル酸ソーダ系分散剤０．３部を添加し、カウレス分散機を用いて水に分散し、接着剤としてリン酸エステル化デンプン４部とカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重合ラテックスを１１部配合し、濃度６４％の上塗り塗被液を調製し、ファウンテンアプリケート方式のブレードコータを使用し、塗被速度１２００m/分で、固形分で１６g/m2（両面）塗被した。その際ファウンテン角は４３°で、ブレードのチップ角は４６°、ブレード厚さは0.48mmの条件で上塗り塗被乾燥した。
【００２７】
更に２ロール・４スタックのソフトカレンダーを使用し、１〜３ニップがいずれも金属ロール温度１５０℃、線圧２００kg/cm一定で、４ニップ目が４５℃１００kg/cmの条件でカレンダー処理した。
【００２８】
［実施例２］
下塗り塗被にブレードメタリングサイズプレスコータを使用し７g/m2（両面）下塗り塗被した後、ソフトカレンダー処理（その際の王研式平滑度は７０秒だった）し、上塗り塗被条件としてファウンテン角は５５°で、ブレードのチップ角は４８°、ブレード厚さは0.55mmの条件で、固形分で１５g/m2（両面）塗被した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００２９】
［比較例１］
下塗り塗被液を固形分で３g/m2（両面）塗被した後、ソフトカレンダー処理（４０℃、３０kg/cm：その際の王研式平滑度は２０秒だった）し、上塗り塗被にショートドウェルコータを使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３０】
［比較例２］
下塗り塗被後、ソフトカレンダー処理（１３０℃、２００kg/cm）し、王研式平滑度を１３５秒とし、上塗り塗被にショートドウェルコータを使用した以外は実施例２と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３１】
［比較例３］
上塗り塗被にロールアプリケート方式のブレードコータを使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３２】
［比較例４］
ファウンテン角を３５°とした以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３３】
［比較例５］
ファウンテン角を７５°とした以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３４】
［比較例６］
ブレードのチップ角を３５°とした以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３５】
［比較例７］
ブレードのチップ角を５３°とした以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３６】
［比較例８］
ブレード厚さが0.40mmのものを使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３７】
［比較例９］
ブレード厚さが0.65mmのものを使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３８】
［比較例１０］
下塗り塗被液を固形分で３g/m2（両面）塗被した後、ソフトカレンダー処理（その際の王研式平滑度は２５秒だった）し、上塗り塗被条件としてファウンテン角を７０°で塗被した以外は実施例２と全く同様に塗被紙を製造した。
【００３９】
［比較例１１］
下塗り塗被液を固形分で１４g/m2（両面）塗被した後、ソフトカレンダー処理（１００℃、１６０kg/cm：その際の王研式平滑度は１２０秒だった）し、上塗り塗被条件としてチップ角を４０°で塗被した以外は実施例２と全く同様に塗被紙を製造した。
【００４０】
以上の結果を表１及び表２に示した。
【００４１】
【表１】
0004447060.tif 000002
【００４２】
【表２】
0004447060.tif 000003
【００４３】
表１から明らかなように、実施例１、２は面状に優れ、断紙やストリーク等の発生が少なく高速操業性に優れる。
【００４４】
これに対して、表１及び表２から明らかなように、比較例１はウェットストリークが発生し面状に劣り、製品の表面性（平滑度）が劣る。比較例２はウェットストリーク、ブレードストリーク共発生頻度が高く、面状に劣る。比較例３は塗被斑点やスキップコートが多く発生し、面状に劣る。比較例４、５は面状に劣り、比較例６断紙が発生し易く、比較例７は面状に劣り、比較例８は面状に劣り、断紙が発生し易い。比較例９は断紙が発生し易く、比較例１０は面状に劣り、製品の平滑度も低い。比較例１１は断紙およびブレードストリークが発生し易い。
【００４５】
従って、本発明により製造された多層塗被紙は従来にない優れた塗被紙品質を与え、その効果は極めて大なるものがある。
【００４６】
【発明の効果】
フィルムトランスファー方式で下塗り塗被し、そのままオンマシンで上塗り塗被する多層塗被紙の製造方法において、断紙やストリークの発生が少なく高速操業性に優れ、面状、塗被ムラに優れた多層塗被紙の製造方法を提供することができる。