(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】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、および接着剤として澱粉系高分子化合物を含む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み、前記澱粉系高分子化合物は、濃度３５重量％の当該澱粉系高分子化合物と水からなるスラリーをラピッドビスコアナライザー（Rapid Visco Analyzer：ＲＶＡ）を用いて、０〜５分の５分間で９８℃まで昇温、５〜９分の４分間は９８℃に保持、９〜１２分の３分間で５０℃まで降温、１２〜１６分の４分間は５０℃に保持という条件で蒸煮したときに、蒸煮開始から１６分後の粘度が７００ｍＰａ・ｓ以下である、前記製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、および接着剤として澱粉系高分子化合物を含む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み、
前記澱粉系高分子化合物は、濃度３５重量％の当該澱粉系高分子化合物と水からなるスラリーをラピッドビスコアナライザー（Rapid Visco Analyzer：ＲＶＡ）を用いて、０〜５分の５分間で９８℃まで昇温、５〜９分の４分間は９８℃に保持、９〜１２分の３分間で５０℃まで降温、１２〜１６分の４分間は５０℃に保持という条件で蒸煮したときに、蒸煮開始から１６分後の粘度が７００ｍＰａ・ｓ以下である、前記製造方法。
【請求項２】
前記澱粉系高分子化合物が、白色デキストリンである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記接着剤における、前記澱粉系高分子化合物の含有量が６０重量％以上である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記スプレー塗工液の固形分濃度が５５〜８０重量％である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項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。
【請求項６】
前記スプレー塗工液が、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。
【請求項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。
【請求項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実施する、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレー塗工により、良好な印刷品質が得られる印刷用塗工紙を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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に乾燥して製造される。塗工液の塗工量や塗工紙の仕上げ方法によって、印刷用塗工紙はキャストコート紙、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。
【０００３】
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ので原紙の表面の凹凸を平坦化する塗工方式であり、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るため、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、断紙が発生したりする。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、ロール転写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が困難である。
【０００４】
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て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。
【０００５】
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。例えば特許文献１には、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、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。
【０００６】
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、塗工液の固形分濃度を低くして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。
【０００７】
特許文献２には、ラテックスではなく、澱粉または澱粉系誘導体を主成分とする接着剤を含む、一定の粘度を有するスプレー塗工液が開示されている。しかし、当該スプレー塗工液は顔料を含有しない表面処理剤として使用されており、通常の顔料塗工液に使用する濃度よりもかなり低い濃度で澱粉系高分子が使用されている。
【０００８】
以上のように、従来のスプレー塗工方法では、高速塗工において、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−６８６１４号公報
【特許文献２】特開２００５−８２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
塗工液に保水性の高い澱粉系材料を高配合すると粘度が著しく増大しスプレー塗工適性が悪化してしまう。一方、塗工液を希釈して粘度の調整を図ると、水分が多くなるため塗工後の乾燥工程の負荷が大きくなり、塗工速度低下などの生産性が低下する。この状態で塗工速度を低下させて製造したとしても、塗工液の固形分濃度が低く保水性が低下しているため、原紙内への塗工液の浸透が大きく、白紙光沢度低下、表面強度低下などの品質低下が避けられない。
【００１１】
このような状況に鑑み、本発明は、高速塗工において、高い操業性と良好な印刷品質を両立させる、印刷用塗工紙の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、特定の粘度特性を有する澱粉系高分子化合物を使用することにより前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。当該粘度特性は、澱粉系高分子化合物を蒸煮した際の粘度で特定され、具体的には蒸煮時の最大粘度や、その後に観測される最低粘度ではなく、蒸煮開始から一定時間経過後の粘度で特定される。すなわち、前記課題は、以下の本発明：
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、および接着剤として澱粉系高分子化合物を含む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み、
前記澱粉系高分子化合物は、濃度３５重量％の当該澱粉系高分子化合物と水からなるスラリーをラピッドビスコアナライザー（Rapid Visco Analyzer：ＲＶＡ）を用いて、０〜５分の５分間で９８℃まで昇温、５〜９分の４分間は９８℃に保持、９〜１２分の３分間で５０℃まで降温、１２〜１６分の４分間は５０℃に保持という条件で蒸煮したときに、蒸煮開始から１６分後の粘度が７００ｍＰａ・ｓ以下である、前記製造方法により解決される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、スプレー塗工液の粘度を上げずに、固形分濃度を高めることができ、スプレー塗工液の保水性を高めることができる。よって、本発明により、高速塗工において、高い操業性と良好な印刷品質を両立させた印刷用塗工紙の製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各種澱粉系高分子をラピッドビスコアナライザーで分析した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）スプレー塗工
１）接着剤
本発明においては、スプレー塗工液の接着剤（バインダー）として、特定の粘度を有する澱粉系高分子化合物を用いる。澱粉系高分子化合物とは澱粉に由来する化合物、すなわち澱粉に対して、分解、修飾、変性、酸化、カチオン化等の処理を施して得られた物質である。澱粉とは、アミロース、アミロペクチンからなる混合物であり一般に、その混合比は澱粉の原材料である植物によって異なる。本発明で使用する澱粉系高分子化合物は特定の粘度特性を有するが、この特性は後述する条件で蒸煮して得た生成物の粘度で特定される。澱粉は、通常、水中に懸濁して加熱すると（蒸煮すると）、デンプン粒が吸水して次第に膨張する。加熱を続けると最終的にはデンプン粒が崩壊し、ゲル状に変化する。この現象を糊化という。このとき、デンプン懸濁液は白濁した状態から次第に透明になり、急激に粘度が上昇する。粒子が最大限吸水した時に粘度が最大となり、次いで粒子の崩壊により粘度は低下する。本発明においては、蒸煮により澱粉系高分子が糊化して粘度が最大となった後、温度を下げて静置した時の粘度が一定値以下となる澱粉系高分子化合物を用いる。
【００１６】
具体的に当該粘度はラピッドビスコアナライザー（以下「ＲＶＡ」ともいう）という測定機器を用いて測定する。ラピッドビスコアナライザーとは、容器に澱粉系高分子化合物と水を装入し、撹拌しながら温度を変化させ、その間の粘度変化を測定する装置であり、例えば、New Port Scientific社製の「Rapid Visco Analyzer:RVA、型式RVA-4」等が市販されている。
本発明においては、濃度３５重量％の澱粉系高分子化合物が水に分散したスラリーを準備し、ＲＶＡを用いて当該スラリーを以下の条件で蒸煮した際に、蒸煮開始から１６分後の５０℃における粘度が７００ｍＰａ・ｓ以下である生成物を与える澱粉系高分子化合物を用いる。このように測定した粘度を以下「ＲＶＡ粘度」ともいう。
＜蒸煮条件＞
・  ０〜  ５分：５分間で９８℃まで昇温
・  ５〜  ９分：９８℃にて保持
・  ９〜１２分：３分間で５０℃まで降温
・１２〜１６分：５０℃にて保持
＜粘度測定条件＞
蒸煮により得た生成物を、５０℃において、以下の条件でパドルを回転させ、１６０ｒｐｍで回転しているパドルにかかるトルクを測定し、粘度を算出する。
・測定開始後１０秒：９６０ｒｐｍ
・その後：１６０ｒｐｍ
【００１７】
ＲＶＡ粘度は７００ｍＰａ・ｓ以下であるが、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下、最も好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以下である。ＲＶＡ粘度の下限は限定されないが、過度に粘度が低いと印刷用塗工紙としたときの表面強度が劣る場合があるので、１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。
【００１８】
上記蒸煮において糊化する際に観測される最大粘度は１５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１３００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。糊化時の最大粘度がこのような範囲であると、澱粉系高分子化合物のハンドリングが容易であり、また塗工液に配合した場合に過度の粘度上昇を生じることがない。
【００１９】
本発明で用いる澱粉系高分子化合物は、上記粘度を有するものであれば特に制限されないが、その例としては、各種加工澱粉を始めとする澱粉、澱粉を加水分解して得られるデキストリンが挙げられる。これらは任意の方法で変性されていてもよい。変性、修飾、加工した澱粉としては、酸化澱粉、ヒドロキシエステル化澱粉（ＨＥＳ）、燐酸エステル澱粉、エステル化澱粉、デキストリンなどが挙げられる。
【００２０】
本発明で使用する澱粉系高分子化合物の原料は限定されないが、トウモロコシ、ポテト、タピオカなどが好ましく、ワキシー種のトウモロコシ（ワキシーコーン）やタピオカが特に好ましい。
【００２１】
中でも塗工液に配合した際、流動性がさらに良好（低粘度）となることから、デキストリンが好ましく、焙焼デキストリンがより好ましい。デキストリンとは、澱粉を加水分解して得られる澱粉系高分子化合物の総称であり、α-グルコースがグリコシド結合によって重合しており、糊精（こせい）とも呼ばれる。通常の澱粉は分子量が大きいが、デキストリンは澱粉の加水分解の工程で生ずる中間生成物であり、オリゴマー（グルコースが数個〜２０個程度が結合したもの）程度の分子量しかないとされている。焙焼デキストリンは、酸を加えて乾熱で焼いて生成したデキストリンであり、白色デキストリン、黄色デキストリン、ブリティッシュガムなどがある。本発明においては、特に白色デキストリンを使用することが好ましい。白色デキストリンをさらに加水分解するといわゆる黄色デキストリンとなるが、黄色デキストリンは、安定性が低く、顔料塗工層が着色するおそれがあるため、本発明においては白色デキストリンの使用が好ましい。
【００２２】
また、この他、ｃ☆ｆｉｌｍスターチ（Ｃａｒｇｉｌｌ社製）や、タピオカを原料とする変性澱粉も使用できる。中でも、低粘度であり、かつ強度が高い印刷用塗工紙を与えることができる、酸化アセチル化タピオカ澱粉がより好ましい。
【００２３】
一般に、澱粉系高分子化合物を塗工液に含有させる場合は、澱粉系高分子化合物を水に溶解させるために加熱を必要とする。よって、一定条件で蒸煮した後の澱粉系高分子化合物がどのような粘度を有するかは、塗工液の性能において重要となる。例えば、澱粉系高分子化合物として、α化澱粉などに代表される冷水可溶澱粉が知られている。冷水可溶澱粉も一定条件で蒸煮した場合、低い粘度を有するが、冷水可溶澱粉は冷水に溶けるようにもともと低分子量化されているため、紙に塗工した場合、得られる塗工紙の表面強度が低くなり好ましくない。
【００２４】
一方、本発明では前記の澱粉系高分子化合物を接着剤として用いる。この際、澱粉系高分子化合物はそのまま用いてもよいが、製紙分野で通常行なわれている条件で糊化し、その糊化物を接着剤として使用することが好ましい。当該糊化物を「澱粉系高分子糊化物」ともいう。具体的には、澱粉系高分子化合物と水とからなる固形分濃度２０〜５０重量％程度のスラリーを準備し、当該スラリーを９５℃の温度で２０分以上加熱して糊化して澱粉系高分子糊化物を得ることが好ましい。
【００２５】
塗工液に配合された澱粉系高分子化合物、または澱粉系高分子糊化物は低い粘度を有するが、これは澱粉系高分子化合物の分子量が低いためではない。従って、本発明においては冷水可溶澱粉を用いた場合のような問題は生じない。よって、本発明で用いる澱粉系高分子化合物の２０℃への水への溶解度は、２０重量％未満であることが好ましい。
【００２６】
さらに、澱粉系高分子化合物は粘度が低いため、顔料塗工液に配合してもその塗工液の粘度を大幅に増大させることがなく、スプレー塗工液の固形分濃度を高くできる。このため、原紙への塗工液の浸み込みが抑制されて有効塗工層が増えることから、光沢発現性の向上や表面強度の向上など、種々の塗工紙品質が向上する。
【００２７】
本発明においては、接着剤として前記澱粉系高分子のみを用いることもできるが、これ以外にも塗工紙用に従来から用いられている接着剤を併用できる。このような接着剤の例には、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、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤；カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類；前述の澱粉系高分子化合物以外の、酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉、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、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤が含まれる。接着剤は、１種類以上を適宜選択して使用できる。本発明では、澱粉系高分子化合物とは特性の異なるラテックスを接着剤として併用することが好ましいが、本発明の効果をより高めるためには、澱粉系高分子化合物の使用量を多くすることが好ましい。
【００２８】
澱粉系高分子化合物をそのまま使用する場合、接着剤中の澱粉系高分子化合物の量は６０〜１００重量％が好ましく、８０〜１００重量％がより好ましい。
【００２９】
また、澱粉系高分子化合物を澱粉系高分子糊化物として使用する場合、澱粉系高分子糊化物の配合量は、澱粉系高分子化合物に換算して表される。例えば、澱粉系高分子化合物と水を含む固形分濃度３５重量％の組成物から調製された澱粉系高分子糊化物を接着剤中にＸ重量％配合する場合、澱粉系高分子化合物に換算した量（重量％）は、Ｘ×０．３５となる。本発明において接着剤中の澱粉系高分子糊化物の配合量は、澱粉系高分子化合物に換算して６０〜１００重量％が好ましく、８０〜１００重量％がより好ましい。この場合、スプレー塗工液における接着剤の量も澱粉系高分子化合物に換算して表される。すなわち、接着剤の量を、前述のとおりに算出した澱粉系高分子化合物の換算量と、他の接着剤を含む場合は当該接着剤の量との合計で表す。このように表す接着剤の量を便宜的に「接着剤の固形分換算量」ともいう。例えば、澱粉系高分子化合物と水を含む固形分濃度が３５重量％の組成物から調製された澱粉系高分子糊化物を５０重量部、およびラテックスを５重量部含む接着剤を用いる場合、「接着剤の固形分換算量」は５０×０．３５＋５＝２２．５重量部となる。
【００３０】
本発明において、接着剤の配合量（澱粉系高分子糊化物を使用する場合は接着剤の固形分換算量）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。前記量が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、前記量が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。前記量が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。
【００３１】
接着剤の配合量を前記範囲にすることで塗工液において、顔料の含有量をある程度確保できる。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。
【００３２】
２）顔料
本発明においてスプレー塗工液は顔料を含む。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できる。これらの顔料として、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を例示できる。
【００３３】
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、顔料としては主として炭酸カルシウムを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％以上が好ましく、７０重量％以上がより好ましく、９０重量％以上がさらに好ましく、１００重量％が特に好ましい。
【００３４】
スプレー塗工液には、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できる。
【００３５】
３）粘度
スプレー塗工液のＢ型粘度は、３００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。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、印刷後面感が低下することがある。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。
【００３６】
スプレー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。本発明においては、前記粘度特性を有する澱粉系高分子化合物を用いるので、塗工液の固形分濃度を高くすることができる。塗工液のＢ型粘度を、３００ｍＰａ・ｓ以下とするためには、塗工液の固形分濃度は、５０〜９０重量％が好ましく、５５〜８０重量％が好ましく、５５〜６５重量％がより好ましい。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。
【００３７】
４）塗工条件等
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製造できる。塗工速度は１０００ｍ／分以上が好ましく、１３００ｍ／分がより好ましく、１５００ｍ／分以上がさらに好ましい。１０００ｍ／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。また、過度に塗工速度が速いと紙切れ等の不具合を生じる恐れがあるので、塗工速度は３０００ｍ／分以下が好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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、隣り合うノズルの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。
【００４０】
本発明では、スプレー塗工により最外塗工層を形成する。従来、澱粉類は粘度が上昇するため使用が避けられていたが、本発明では、前述のとおり低粘度の澱粉系高分子化合物またはその糊化物を接着剤として用いる。このため、塗工液の粘度を低く保ちながら接着剤の濃度を高くできるので、塗工液の保水性が向上し、塗工液が原紙上で広がりやすくなり、塗工ムラがなくなる。過度な粘度上昇がないため、顔料として炭酸カルシウムを比較的高い濃度で使用できる。このため、スプレー塗工において、高速塗工でありながら、高い操業性と良好な印刷品質を両立できる。
【００４１】
５）乾燥
スプレー塗工により形成された湿潤塗工層は、公知の手段で乾燥される。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。
【００４２】
（２）平滑化処理
前記方法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。
【００４３】
（３）印刷用塗工紙
本発明の印刷用塗工紙は、白色顔料と接着剤を含む顔料塗工層が原紙上に設けられた塗工紙であれば特に制限はなく、オフセット印刷、グラビア印刷、凸版印刷などに用いられる印刷用塗工紙はもちろん、板紙原紙上に顔料塗工層を有する白板紙も含む。本発明の印刷用塗工紙の紙中灰分は、３０重量％以上であることが好ましい。印刷用塗工紙の場合、灰分を多くして不透明度を高くすることが好ましい。
【００４４】
１）スプレー塗工層
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。
【００４５】
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いう。最外塗工層の塗工量は、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。
【００４６】
２）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。
【００４７】
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％程度が好ましい。
【００４８】
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。
【００４９】
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、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。
【００５０】
原紙の坪量は、２５〜４００ｇ／ｍ２程度が好ましい。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。
【００５１】
３）クリア塗工層
原紙の片面または両面は、クリア（透明）塗工層を有していてもよい。原紙上にクリア塗工を施すことにより、原紙の表面強度や平滑性を向上させることができ、また、顔料塗工をする際の塗工性を向上させることができる。クリア塗工の量は、片面あたり固形分で０．１〜４．０ｇ／ｍ２が好ましく、０．５〜２．５ｇ／ｍ２がより好ましい。
【００５２】
本発明においてクリア塗工とは、例えば、サイズプレス、ゲートロールコータ、プレメタリングサイズプレス、カーテンコータ、スプレーコータなどのコータ（塗工機）を使用して、澱粉、酸化澱粉などの各種澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を主成分とする塗布液（表面処理液）を原紙上に塗布（サイズプレス）することをいう。本発明においては、クリア塗工層のバインダーとして、前記澱粉系高分子化合物または前記澱粉系高分子糊化物を用いてもよい。
【００５３】
４）追加の顔料塗工層
本発明においては、スプレー塗工以外の方法により追加の顔料塗工層を設けることも可能である。例えば、ブレード塗工を行った後にスプレー塗工を行ってもよい。ただし、スプレー塗工層が最外塗工層となるようにする必要がある。
【００５４】
５）密度
本発明で得られる印刷用塗工紙の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。
【実施例】
【００５５】
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。
【００５６】
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（東洋インキ株式会社製ハイユニティ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）を以下の基準に基づき目視評価した。
◎：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。
【００５７】
［実施例１］
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重量部（固形分換算）、接着剤として澱粉系高分子化合物である白色デキストリン（Stabilys A030, Roquette社：前記条件での蒸煮１６分後の、５０℃、１６０ｒｐｍでのＲＶＡ粘度（以下単に「ＲＶＡ粘度」という）が３７４ｍＰａ・ｓ）の糊化物６重量部（白色デキストリン固形分換算）、およびスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス４重量部に水を加えて混合し、固形分濃度５９重量％のスプレー塗工液１を得た。この塗工液の室温でのＢ型粘度は、８０ｍＰａ・ｓであった。白色デキストリン糊化物は、濃度４０重量％の白色デキストリン水スラリーを、９５℃で２０分間蒸煮して得た固形分濃度４０重量％の糊化物である。
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重量％含有し、製紙用パルプとして化学パルプを１００重量％含有する坪量４０ｇ／ｍ２、密度０．７ｇ／ｃｍ３の上質紙を準備した。
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重量％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。
【００５８】
［実施例２］
接着剤の配合を、前記白色デキストリン（Stabilys A030, Roquette社：ＲＶＡ粘度が３７４ｍＰａ・ｓ）糊化物８重量部（白色デキストリン固形分換算）、およびスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス２重量部とした以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００５９】
［実施例３］
澱粉系高分子化合物として、白色デキストリン（Stabilys A040、Roquette社製：ＲＶＡ粘度が９７ｍＰａ・ｓ）を用いた以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００６０】
［実施例４］
接着剤の配合を、白色デキストリン（Stabilys A040, Roquette社：ＲＶＡ粘度が９７ｍＰａ・ｓ）糊化物８重量部（白色デキストリン固形分換算）、およびスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス２重量部とした以外は、実施例３と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００６１】
［実施例５］
接着剤の配合を、白色デキストリン（Stabilys A040, Roquette社：ＲＶＡ粘度が９７ｍＰａ・ｓ）糊化物１０重量部（白色デキストリン固形分換算）とし、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックスを用いなかった以外は、実施例３と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００６２】
［実施例６］
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）５０重量部（固形分換算）、軽質炭酸カルシウム５０重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００６３】
［比較例１］
澱粉系高分子化合物として、ヒドロキシエチル化澱粉（Ethylex 2005、Tate＆Lyle社：ＲＶＡ粘度が１４８６ｍＰａ・ｓ）を４重量部（固形分換算）使用した以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を製造した。
表１にこれらの評価結果を示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
実施例１〜６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、５のように澱粉系高分子化合物を多く含有する場合は、デルタグロスが高くなる傾向が見られた。また実施例６のように顔料に軽質炭酸カルシウムを使用した場合には、塗工液の粘度が高く、塗工液の固形分濃度を下げる必要があったため、得られた塗工紙の印刷面感およびデルタグロスはやや低下する傾向が見られた。
【図１】
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