JP4167829B2 - 紙ウエブをコートする方法およびコーティング組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、コーティングまたはカレンダ仕上げされた紙ウエブを製造する請求項１の序文に係る方法に関する。
【０００２】
このような方法によれば、繊維質原料から紙ウエブを製紙機で形成し、このウエブをコートおよびカレンダ仕上げする。
【０００３】
また、本発明は、請求項１９に係るコーティング組成物にも関する。このコーティング組成物は、鉱物顔料、バインダ、およびそれ自体公知の添加剤を含有する。
【０００４】
一般にコート紙に関しては、コート紙がカラー画像の印刷にますます使用されつつあるという動向がある。カラー画像の品質に関しては、いわゆる色空間が重要な概念となる。実際には、紙の白色度が高いほど、紙の表面上に異なる色調を印刷することができるということを意味する。同じ理由で、紙はできる限り平滑でなければならない。
【０００５】
紙の白色度は、鉱物顔料を含有するコーティング混合物で紙ウエブをコーティングすることにより高めることができる。従来知られているコーティング混合物（スリップ剤）およびそれらの顔料には、コーティングの分布が一様でない、すなわち保護に乏しいという不都合があった。特に、コーティングが少量であると、保護が乏しいことにより、印刷がむらになったり、紙の白色度がむらになる。コーティング量を増やすことによりむらを低減しようとすることがしばしば試みられるが、これはかえって他の問題を招く。製紙の経済性を保つため、原紙の重量を低減する（コート紙の総重量は一定に保つ。）ことが一般に必要であり、その結果、バルクおよび剛性は悪化し、不透明度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、従来技術に関係する不都合を排除し、紙および厚紙ウエブをコーティングする新規な選択肢を提供することである。
【０００７】
本発明は、重質炭酸カルシウムまたは好ましくは沈降炭酸カルシウム等の微細に分離された炭酸カルシウムと共に顔料としての石膏を含有するコーティング混合物で、紙または相当の繊維ウエブをコートした場合に、紙の白色度が顕著に向上するという驚くべき知見に基くものである。同時に、紙の平滑度および光沢は良好に保たれる。
【０００８】
本発明に従うコーティング混合物中に鉱物顔料の主たる特性は、石膏と炭酸塩との混合物により構成される。石膏は、混合物中の顔料の総量の少なくとも１０％を構成する。顔料の他に、コーティング組成物は、少なくともバインダ、および場合によっては増粘剤等のそれ自体公知の添加剤を含む。
【０００９】
より詳細には、本発明に係る方法は、主として請求項１の特徴記載部に述べられている内容を特徴とする。
【００１０】
本発明に係るコーティング組成物は、請求項１９の特徴記載部に述べられている内容を特徴とする。
【００１１】
本発明は顕著な利点をもたらすものである。従来、十分な光沢を確保するため、コーティング混合物中にカオリンを板状粒子形状で用いる必要があったが、現在では、十分な光沢と平滑度、およびＰＣＣカオリン混合物を含むものよりも良好な白色度と不透明度は、ＰＣＣと石膏の混合物、およびＰＣＣと重質炭酸塩と石膏との混合物等の炭酸カルシウムと石膏の混合物を用いて得られる。
【００１２】
得られた利点は、部分的には顔料の有利な相互充填によるものであり、部分的には本発明に従うコーティング組成物により得られる良好な保護によるものであると説明できる。本発明により、顔料がウエブ表面上でトランプの家（house of cards）状に配置されていると考えられるコーティングが得られる。この分野の文献から、顔料のトランプの家状充填の概念は周知である。この概念の本質的部分は、例えば板状カオリン粒子の中でも、例えばカオリン粒子が互いに密接に沈降するのを防ぎ、したがって構造が多孔質となり、色の吸収および光の散乱に有利となる球状粒子を具えるとよいという考えである。実際に、例えば顕微鏡写真中でトランプの家状構造を観察することは、非常に困難、または不可能であり、トランプの家状構造の利点は、実際には紙の他の特性中に間接的に見られる。トランプの家状充填を石膏顔料で達成したという示唆は文献中には見られない。
【００１３】
本発明に従う方法により製造した紙は、ヒートセット印刷に対する印刷特性が良好であり、かつ白色度、不透明度、光沢および平滑度が良好である。したがって、本発明に従う方法およびコーティング組成物を用いて、種々の印刷用紙を製造することができる。本発明は、多色印刷に用いるコーティング紙に特に好適である。石膏含有顔料は紙表面の電気特性に有利な影響を有しているので、石膏含有顔料は電子写真用紙のコーティングに非常に好適である。
【００１４】
以下、詳細な説明のを用い、図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。図中、ｔｓは紙の上面を示し、ｗｓは紙のワイヤ側を示すものとする。
【００１５】
本発明において、「紙」という用語は紙および厚紙の両者を指す。実際、本発明は一般に、坪量が約５０〜４５０ｇ／ｍ^２である繊維質ウエブをコーティングするのに好適である。原紙は、中質紙または上質紙であってよい。中質原紙は、砕木パルプ（ＧＷ）、圧力砕木パルプ（ＰＧＷ）、熱処理機械パルプ（ＴＭＰ）または化学機械パルプ（ＣＭＰ；ＣＴＭＰ）等の機械パルプまたは化学機械パルプを含有してもよい。機械パルプの製造において、通常圧力下（ＧＷ）または昇圧下（ＰＧＷ）で機械的に塊を磨砕することにより、あるいは蒸気の存在下でパルプを精製する（ＴＭＰ）ことにより、木材原料を離解する。化学機械パルプの製造は、化学離解工程と機械離解工程の両方を含む。化学機械法は、ＣＭＰ法およびＣＴＭＰ法であり、ＣＭＰ法においては、木材原料を通常圧力下で精製するが、ＣＴＭＰ法においては、圧力リファイナーパルプを作る。ＣＭＰ法の歩留まりは一般にＣＴＭＰ法の歩留まりよりも低い（９０％未満）。これは、薬剤投与量がより多いという事実に基く。一般に、中質原紙は、化学セルロースチップ、特には針葉樹パルプを含有する。このパルプは補強パルプの役割を果たし、ウエブをより強くする。化学パルプの量は約１〜６０重量％であり、約１０〜４０重量％であることが好ましい。機械パルプは、針葉樹由来または広葉樹由来とすることができる。以下の実施例において、ポプラから調製した化学機械パルプを含有する紙ウエブのコーティングを説明する。本発明に従うコーティング組成物により、良好な保護と高い白色度が得られる。これは、中質原紙のコーティングに非常に有利である。こうした紙の白色度は上質原紙のそれよりも低く、したがって従来のコート紙は色むらがあるように見える傾向があることが知られている。
【００１６】
上質原紙は、従来の硫酸法、延長硫酸塩蒸解、亜硫酸法、中性亜硫酸法、または過オキソ酸蒸解等のオルガノソルブ法等の、それ自体公知の化学蒸解法により作られた針葉樹パルプまたは広葉樹パルプを含有してもよい。
【００１７】
中質原紙および上質原紙のいずれも、ＥＣＦまたはＴＣＦ漂白等の従来の漂白法により漂白して、白色度を８０％より高くすることが好ましい。塩素ガス工程を含む漂白手順を用いることもできる。
【００１８】
前記したところは、紙の原料として木材を用いて説明を行ったが、バガスおよびクサヨシ等の一年生草または多年生草も繊維質原料に使うことができることに留意すべきである。
【００１９】
本発明に従うコーティング混合物を、単コート混合物ならびにいわゆるプレコートおよび／または表面コート混合物として用いることができる。一般に、本発明に従うコーティング混合物は、１０〜１００重量部の石膏顔料と炭酸カルシウム顔料との混合物、０．１〜３０重量部の少なくとも１種のバインダ、および０．１〜１０重量部のそれ自体公知の他の添加剤を含む。
【００２０】
プレコート混合物の典型的な組成は次のとおりである。
コーティング顔料
（石膏／炭酸カルシウム） 合計で１００重量部
バインダ 顔料の１〜２０重量％
添加剤および助剤 顔料の０．１〜１０重量％
水 残分
【００２１】
プレコート混合物において、炭酸カルシウム顔料に対する石膏顔料の比は、重量で計算して、以下に説明する単コート混合物または表面コート混合物と同じである。すなわち、約２０：８０〜９５：５である。
【００２２】
水をプレコート混合物に加えて、乾燥固体物含量を一般に４０〜７０％とする。
【００２３】
本発明によれば、単コート混合物（または表面コート混合物とすることも可）の組成は、例えば次のとおりである。
コーティング顔料Ｉ
（石膏） １０〜９５重量部
コーティング顔料ＩＩ
（炭酸塩） ５〜９０重量部
コーティング顔料ＩＩＩ
（カオリン等） ０〜８５重量部
顔料合計 １００重量部
バインダ 顔料の１〜２０重量％
添加剤および助剤 顔料の０．１〜１０重量％
水 残分
【００２４】
水を加えて、コーティング混合物中の乾燥固形物含量を典型的には５０〜７５％とする。
【００２５】
針状石膏含量と球状炭酸カルシウム粒子（特にはＰＣＣ粒子）との混合物により得られる構造は明白にトランプの家状であり、それ自体で良好な保護を与える。これをさらに向上するため、前記した本発明に従うコーティング組成物において、粒度分布の急激な顔料を用いることが好ましい。この場合、顔料粒子の最大３５％が０．５μｍ未満であり、好ましくは最大１５％が０．２μｍ未満である。この急激な分布は、石膏と炭酸カルシウムの両者において有利である。
【００２６】
石膏がコーティング顔料の少なくとも１０重量％、好適には３０重量％、好ましくは５０重量％、特に好ましくは少なくとも６０重量％を構成する。石膏の上限は、顔料の一般に約８０重量％であり、したがって特に好適な範囲は６０〜８０重量％である。典型的には、炭酸塩の量は少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％である。
【００２７】
炭酸カルシウムおよび石膏（硫酸カルシウム）の他に使用可能な鉱物顔料には、任意の従来の顔料が含まれる。この例を幾つか挙げると、珪酸アルミニウム、カオリン（含水珪酸アルミニウム）、水酸化アルミニウム、珪酸マグネシウム、タルク（含水珪酸マグネシウム）、二酸化チタン、硫酸バリウムおよびこれらの混合物である。合成顔料も使用可能である。好ましくは、コーティング組成物が、石膏および炭酸塩以外の鉱物顔料を最大１０％含む。
【００２８】
前記した顔料の中で、沈降または粉砕した炭酸カルシウムまたは石膏が主顔料である。これらは、一般にコーティング混合物の乾燥固形物の５０％以上を構成する。焼成したカオリン、二酸化チタン、サテンホワイト、水酸化アルミニウム、ケイアルミン酸ナトリウムおよびプラスチック顔料は付加的顔料であり、これらの量は、一般に混合物中の乾燥固形物の２５％未満である。列挙可能な特別な顔料は、高品質カオリンと炭酸カルシウム、および硫酸バリウムと酸化亜鉛を含む。
【００２９】
さらに、二重コート中の表面コートは前記の顔料のいずれかを含有してもよいが、本発明に従うコートを同様に含むことができることに留意すべきである。
【００３０】
本発明に従う特に好適なコーティング組成物の例は次のとおりである。
石膏 １０〜９０部および
沈降炭酸カルシウム １０〜９０部または
重質炭酸カルシウム １０〜９０部
顔料の合計 １００部
および
バインダ 顔料の１〜２０％
増粘剤 顔料の０．１〜１０％
【００３１】
光沢面を作るために、鉱物顔料の１〜２０重量％の量のプラスチック顔料をコーティング組成物に入れることが最も好ましい。
【００３２】
本発明の好ましい実施態様によれば、二重コート中のプレコートは、本発明に従う石膏／炭酸カルシウム混合物であり、一方、表面上には従来のコーティング、特には表面の光沢を向上させるコーティングが存在する。したがって、このようなコーティング混合物は、ポリスチレン顔料等のプラスチック顔料を含有することが好ましい。表面コート混合物は、鉱物顔料として、それ自体公知の炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、珪酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、珪酸マグネシウム、二酸化チタン、および／または硫酸バリウム、あるいはこれらの混合物を含有してもよい。
【００３３】
石膏と他の顔料とを混合する場合には、スラリーの粘度が顕著に上昇する場合がある。これは、石膏から溶解したカルシウムイオンの、他の顔料の分散系に対する影響によるものである。このいわゆる石膏ショックは、例えば、まず水に石膏を混合し、その後、激しく撹拌しつつ炭酸カルシウムと任意の他の顔料を加えることにより回避することができる。また、石膏ショックは石膏濃度が高い（鉱物顔料量の３％より高い）場合にも問題とならない。概して、混合物中に十分な量（例えば、顔料の量の少なくとも１０重量％）の石膏が存在し、混合時に十分に強く撹拌している場合には、石膏ショックは回避される。また、参照によりその内容を本出願に援用するフィンランド国特許公報第８４３８０号明細書に記載のように、石膏および他の顔料を分散剤で処理することにより防止することもできる。
【００３４】
コーティング組成物に使用される結合剤は、製紙業において一般に使用される任意の公知のバインダであってよい。個別のバインダに加えて、バインダの混合物を用いることもできる。典型的なバインダの例としては、エチレン結合的に不飽和な化合物のポリマーまたはコポリマー、例えば、アクリル酸、イタコン酸またはマレイン酸等の、カルボキシル基を含むコモノマーも含み得るブタジエン−スチレン型のコポリマー、およびカルボキシル基を含むコモノマーを有するポリビニルアセタートで構成された合成ラテックスである。前記の物質と共に、バインダとして、例えば水溶性ポリマー、デンプン、ＣＭＣ、ヒドロキシエチルセルロース、およびポリビニルアルコールをさらに用いることができる。
【００３５】
さらにまた、コーティング組成物中に、分散剤（例えばポリアクリル酸のナトリウム塩）、混合物の粘度および保水性に影響を与える薬剤（例えば、ＣＭＣ、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリラート、アルギナート、ベンゾアート）、いわゆる潤滑剤、防水性を向上させるのに用いる硬化剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、および保存剤等の、従来の添加剤および助剤を用いることができる。例えば、潤滑剤にはスルホン化油、エステル、アミン、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸アンモニウムが含まれ、防水性向上剤にはグリオキサールが含まれ、光学的助剤にはジアミノスチルベンジスルホン酸誘導体が含まれ、消泡剤にはリン酸エステル、シリコーン、アルコール、エーテル、植物油が含まれ、ｐＨ調整剤には水酸化ナトリウム、アンモニアが含まれ、保存剤にはホルムアルデヒド、フェノール、第四級アンモニウム塩が含まれる。
【００３６】
原料ウエブにそれ自体公知の手法でコーティング混合物を適用することができる。紙および／または厚紙をコーティングする、本発明に従う方法を、従来のコーティング装置、すなわちブレードコーティング、フィルムコーティング、またはＪＥＴ適用を用いて実施することができる。
【００３７】
コーティング中に、少なくとも一方の面、好ましくは両方の面に、坪量が５〜３０ｇ／ｍ^２であるコーティング層を形成する。
【００３８】
前記のとおり、繊維製品をカレンダ仕上げする。それ自体公知の手法、例えばスーバーカレンダをウエブの後処理と共に用いて、カレンダ仕上げを行うことができる。
【００３９】
本発明の好適な実施態様によれば、未コートウエブまたは前記の手法でコートしたウエブを、オンラインのソフトカレンダ仕上げにかける。カレンダ仕上げの直線圧力は、一般に少なくとも２００ｋＮ／ｍであり、カレンダ仕上げの速度は少なくとも８００ｍ／ｍｉｎである。紙製品または厚紙製品の光沢は、カレンダ仕上げの直線圧力および温度の影響を顕著に受け得る。一般に、直線圧力および温度を高く（例えば約１２０〜１７０℃）してカレンダ仕上げを行う場合には、光沢のある紙製品が得られる。これらの製品の光沢度は５０％を超える。この場合、硬質ロールと軟質ロールとの間に形成された少なくとも２個のニップを有するオンラインカレンダ機内で、紙ウエブをカレンダ仕上げする。紙のカレンダ仕上げにおける直線圧力は、例えば約２５０〜４５０ｋＮ／ｍである。
【００４０】
他の実施態様によれば、カレンダロールを実質的に加熱しない。この代替実施態様は、マット紙の製造に好適である。この場合、光沢度が５０％以下のカレンダ仕上げされた紙ウエブが作られる。この場合、紙ウエブは、例えば２００〜３５０ｋＮ／ｍの直線圧力でカレンダ仕上げされる。
【００４１】
本発明により、印刷性に優れ、平滑性が良好で、不透明度および白色度の高い材料からなる、コートされ、カレンダ仕上げされたウエブを作ることが可能である。
【００４２】
特に好適な製品は、高い光沢度が高い不透明性とバルクと相まった、コートされたオフセット用紙である。したがって、最大２０％の針葉樹繊維を含有し、白色度が最低７０％であり得るポプラＣＴＭＰから作られた原紙を石膏顔料でコーティングすることにより、坪量９０ｇ／ｍ^２において、容易にウエブの白色度を少なくとも８５％、および不透明度を少なくとも９０％に高めることができる。紙の白色度は、目視で非常に均等に見える。
【００４３】
一般に、紙の坪量は５０〜４５０ｇ／ｍ^２とすることができる。一般に、原紙の坪量は３０〜２５０ｇ／ｍ^２、好ましくは３０〜８０ｇ／ｍ^２であり、厚紙に対しては、坪量は９０〜４００ｇ／ｍ^２である。
【００４４】
坪量が約５０〜７０ｇ／ｍ^２であり、コートが片面当たり１０〜２０ｇ／ｍ^２であるこの種の原紙をコーティングし、紙をカレンダ仕上げすることにより、坪量が７０〜１１０ｇ／ｍ^２であり、白色度が少なくとも９０％であり、不透明度が約９０％であり、かつ表面粗さが光沢紙の場合には最大１．３μｍ、マット紙の場合には最大２．８μｍである製品が得られる。光沢紙に対して得られる光沢度は、６５％以上である（ハンター７５）。
【００４５】
以下の非制限的実施例により本発明を説明する。実施例において、紙の特性に関して示した測定結果は、次の標準法を用いて測定した。
【００４６】
白色度：ＳＣＡＮ−Ｐ６６−９３（Ｄ６５／１０°）
濾水度、ＣＳＦ：ＳＣＡＮ Ｍ ４：６５
不透明度：ＳＣＡＮ−Ｐ８：９３（Ｃ／２）
表面粗さ：ＳＣＡＮ−Ｐ７６：９５
ベントセン粗さ：ＳＣＡＮ−Ｐ２１：６７
光沢度：Ｔａｐｐｉ Ｔ４８０（７５／）およびＴ６５３（２０／）
【００４７】
（実施例１ ポプラＣＴＭＰの製造）
チップを薬剤に含浸し、含浸したチップを２段階で精製し、かつパルプを過酸化物で漂白することによりポプラＣＴＭＰを調製した。この方法において、次の条件に従った。
【００４８】
パルプの含浸：
過酸化物とアルカリ液、およびＤＴＰＡ（金属のキレート化）の２段階で行い、さらに濾液を再循環した。薬剤はいずれも約１０〜１５ｋｇ／トンの投与量で添加する。
【００４９】
精製：
第１段階 ４〜５バールに加圧。パルプ排水性（ＣＳＦ）約３００〜４００ｍｌ。
第２段階 開放／１〜２バール。パルプ排水性（ＣＳＦ）約１５０〜１８０ｍｌ。スクリーニング後、排水性の値は所望のレベル、すわわち約９０〜１００ｍｌに低下する。
【００５０】
漂白：
少量の水、過酸化物とアルカリ液をそれぞれパルプ１トン当たり約３０ｋｇ用いて２段階（中濃度および高濃度）で行う。目標白色度は約８０である。
【００５１】
したがって、次の特性を有するパルプを製造することができる。本実施例では、繊維の８５％がポプラであり、１５％がトウヒであった。
−濾水度、ＣＳＦ ９０
−ＰＦＩ刃、０．０５％
−BauerMcNett繊維スクリーニングの結果
２８メッシュに残ったもの ３．３％
２８／４８ ３１．９％
４８／１００ １９．０％
１００／２００ １３．５％
２００メッシュ通過 ３２．３％
−坪量ｇ／ｍ^２ ６４．２
−密度、ｋｇ／ｍ^３ ５４９
−透気度、ガーリー、ｓ １０６
−白色度 ％ ７７．５
−光散乱係数 ｍ^２／ｋｇ ５８．０
−引張指数、Ｎｍ／ｇ ３５．０
−引裂指数、ｍＮｍ^２／ｇ ３．３
−内部結合強度、Ｊ／ｍ^２ １３５
【００５２】
（実施例２ 原紙の製造）
生産規模試験において、原紙を実施例１に従うＣＴＭＰから次のようにして製造した。
【００５３】
以下のものを投与した混合物から原紙を製造した。
−ミルの通常の製造から発生し、樺の硫酸パルプ、針葉樹硫酸パルプおよびＰＣＣ充填剤からなる廃棄パルプを２５％。
−ＳＲ２５レベルまで精製された針葉樹硫酸パルプ５０％と実施例１のポプラＣＴＭＰ５０％とを含有する新しいパルプを７５％。製紙において、ポプラＣＴＭＰ単独では全く後精製しなかった。いわゆる機械パルプ精製において、パルプをごく僅かに精製処理した。機械パルプは針葉樹硫酸パルプとポプラＣＴＭＰとで構成される。
【００５４】
さらに、ＰＣＣを充填剤として紙に加え、機械リールにおける総充填剤含量（廃棄パルプからの充填剤を含む）を１１．８〜１３．２％の範囲とした。
【００５５】
製紙機ワイヤー速度を８９５ｍ／ｍｉｎとした。この機械において、この坪量およびこの紙処方に対して使用可能な速度領域は、１１００〜１２００ｍ／ｍｉｎであった。機械カレンダを用いて紙を軽くカレンダ仕上げした。
【００５６】
両方の試験に対して、紙の機械リールを幾つか作った。一方の坪量は約６５ｇ／ｍ^２であり、他方の坪量は５５ｇ／ｍ^２であった。紙の最も重要な品質の値は次のとおりであった。
−坪量 ６５．６ｇ／ｍ^２
−充填剤含量 １２．０％
−バルク １．６５ｋｇ／ｄｍ^３
−白色度（Ｄ６５／１０°光）、紙の上面 ９５．２
−白色度（Ｄ６５／１０°光）、紙のワイヤー側 ９４．８
−不透明度 ８９．６％
−ベントセン空隙率 ４２０ｍｌ／ｍｉｎ
−ベントセン粗さ、紙の上面 ３０６ｍｌ／ｍｉｎ
−ベントセン粗さ、紙の上面 ３５５ｍｌ／ｍｉｎ
−内部結合強度 ３００Ｊ／ｍ^２
−引張強さ、紙の流れ方向 ４．１ｋＮ／ｍ
−引張強さ、紙の幅方向 １．３ｋＮ／ｍ
−引裂強さ、紙の流れ方向 ４３９ｍＮ
−引裂強さ、紙の幅方向 ５４５ｍＮ
【００５７】
（実施例３ 光沢紙のコーティングおよびカレンダ仕上げ）
次に、実施例２の原紙を試験機を用いてコートおよびカレンダ仕上げした。コーティングの処方を表１に示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
コーティングペーストの目標固形含量は６６％であり、ｐＨ８．５であった。
【００６０】
ＪＥＴ適用により、１０００ｍ／ｍｉｎの速度でコーティングを行った。コーティング目標量は、紙の各面で１３ｇ／ｍ^２であった。
【００６１】
ＰＣＣおよび石膏顔料は、その形状から、紙の光沢という点では良い顔料ではないので、試験３においては、プラスチック顔料Ｒｏｐａｑｕｅ ＨＰ−１０５５を混合物に添加した。このプラスチック顔料はカレンダ仕上げ中に軟化し、したがって紙の光沢を大きく向上させる。
【００６２】
コーティングの後、紙を次のようにしてカレンダ仕上げした。
−速度 １１００ｍ／ｍｉｎ
−直線圧力 ２５０、３００および３５０ｋＮ／ｍ
−カレンダ温度 １５０℃
−ニップ 硬質／軟質＋軟質／硬質
【００６３】
したがって、ヒートセット−オフセット印刷特性の非常に優れた紙が得られた。紙の技術的特性を図１〜５に示す。
【００６４】
図１の結果において、石膏顔料を用いた場合には、紙の白色度が３単位以上改善されることが明らかである。ＰＣＣとカオリンの混合物を基準とする。白色度は増加するものの、ｂ色調値（図２）は低下する。これは実際には望ましい特性であり、これらの現象は実際には互いに関係している。一般に、不透明度の低下は白色度の増加と関連しているが、結果（図３）によると、石膏を含有するコーティング混合物はこれに苦しむことは無い。カレンダ仕上げの直線圧力に関する、全ての試験における不透明度（図３）および平滑度（図４）は同じレベルである。石膏顔料を含有する紙の光沢度（図５）は参照紙（ＰＣＣ−カオリンペースト）のそれよりも低いレベルにまで低下するが、プラスチック顔料を混合物に添加することにより、他の特性は有利なレベルに維持したまま、光沢度を調整することができる。
【００６５】
顔料の白色度の観点から、上記の結果を検証することが望ましい。
【００６６】
顔料の錠剤から測定された白色度の値は、
−カオリン（Ｈｙｄｒａｇｌｏｓｓ ９０）：８８．５〜９０．５％
−ＰＣＣ（Ｏｐａｃａｒｂ Ａ４０）：９５％
−石膏（ＣｏＣｏａｔ）：９４％
である。
【００６７】
これらの図に基き、ＰＣＣと石膏の混合物でコートした紙の白色度は、ＰＣＣとカオリンの混合物でコートした紙の白色度よりも優れていることが予想できる。顔料混合物の白色度は、通常、顔料の白色度をもとに、重量比で重み付けした平均値として計算することができる。したがって、次の値が得られる。
−比率６０／４０のＰＣＣ−カオリン混合物：白色度９２．８％
−比率７０／３０のＰＣＣ−石膏混合物：白色度９４．７％
【００６８】
この約２単位の白色度の改善に関して、他の製紙パラメーターを一定に維持した場合、一般的には１〜１．５単位の改善が見られる。この結果は原紙の白色度およびコーティング量により決まるが、少なくとも実施例１〜3の場合には、前記のように容易に推定できる。図1の結果をこの観点から検討すると、白色度の約３．５単位の改善は驚くほど高い。
【００６９】
通常、白色度が増加すると不透明度は低下するので、同時に不透明度が不変のままであるという事実も驚くべきことである。
【００７０】
印刷光沢測定値、すなわち図６も、ＰＣＣ−石膏混合物の驚くべき有利なトランプの家構造を示している。一般に、特にカオリンコーティングペーストは印刷光沢が良好である。なぜなら、印刷インクが、コーティングの奥深くまで浸透することなく、板状カオリン粒子の表面および粒子間の狭い孔内に定着するからである。ＰＣＣ−石膏コーティングはＰＣＣカオリン混合物よりも印刷光沢が明らかに低いと考えられているが、印刷光沢は同レベルまたは高くさえある。
【００７１】
（実施例４ マット紙のコーティングおよびカレンダ仕上げ）
次に、実施例２の原紙を試験機を用いてコートおよびカレンダ仕上げした。コーティングの処方を表２に示す。
【００７２】
【表２】

【００７３】
コーティングペーストの目標固形含量は６５〜６６％であり、ｐＨ８．５であった。
【００７４】
ＪＥＴ適用により、１０００ｍ／ｍｉｎの速度でコーティングを行った。コーティング目標量は、紙の各面で１３ｇ／ｍ^２であった。
【００７５】
コーティングの後、紙を次のようにしてカレンダ仕上げした。
−速度 １１００ｍ／ｍｉｎ
−直線圧力 ３００ｋＮ／ｍ
−ロールは加熱せず。
−ニップ 軟質／軟質を１個。
【００７６】
したがって、ヒートセット−オフセット印刷特性の非常に優れた紙が得られた。紙の技術的特性を図７〜１１に示す。ｕｎｃａｌはカレンダ仕上げしなかったサンプルを示す。
【００７７】
実施例３の光沢紙に対して行ったと同様にして、顔料の白色度の値をもとに、マット紙に対して推定される顔料混合物の白色度は次のとおりである。
−比率６０／４０のＰＣＣ−カオリン混合物：白色度９３．９
−比率７０／３０のＰＣＣ−石膏混合物：白色度９４．２
【００７８】
計算によると、実際にはおそらく０．２単位の白色度の増加が期待できる。しかし、図７によれば、白色度の増加は約３．５単位であった。これは非常に驚くべき結果である。
【００７９】
また、マット紙に対して、印刷光沢の測定値も驚くべきである。ここで、石膏の影響下、ＰＣＣ−カオリン混合物と比較して、印刷光沢が低下するものと予測されていた。しかし、ＰＣＣ−石膏コーティングの印刷光沢値は、ＰＣＣ−カオリン混合物のそれよりも、若干低いだけである。
【００８０】
さらに、ＰＣＣの代わりに、粉砕した炭酸塩（ＨＣ−９０）を使うこともできることが分かる。しかし、図８の結果より、不透明度に関しては、粉砕した炭酸塩よりもＰＣＣの方がより有利であることが分かる。平滑度（図９）に関しては、ＰＣＣ−石膏混合物は他のペーストに相当することに留意すべきである。さらにまた、白色度が増加することにより得られる利点はｂ色調（図１０）に見られる。すなわち、ｂ−色調が減少する。バルク（図１１）に関しては、板状カオリンを針状石膏で置換すると有利であり、バルクが最大約５％向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 種々の試験における光沢紙の白色度を示す。
【図２】 種々の試験における光沢紙のｂ^＊色調を示す。
【図３】 種々の試験における光沢紙の不透明度を示す。
【図４】 種々の試験における光沢紙の平滑度を示す。
【図５】 種々の試験における光沢紙の光沢を示す。
【図６】 種々の試験における光沢紙の印刷光沢を示す。
【図７】 種々の試験におけるマット紙の白色度を示す。
【図８】 種々の試験におけるマット紙の不透明度を示す。
【図９】 種々の試験におけるマット紙の平滑度を示す。
【図１０】 種々の試験におけるマット紙のｂ^＊色調を示す。
【図１１】 種々の試験におけるマット紙のバルクを示す。

Claims (24)

1. 製紙機中で繊維質原材料から坪量３０〜２５０ｇ／ｍ^２の紙ウエブを形成し、紙ウエブを顔料を含有したコーティング混合物でコートし、かつコートした紙ウエブをカレンダ仕上げすることにより、コートした紙ウエブを製造する方法において、
   鉱物顔料として主に石膏と沈降炭酸カルシウムの混合物であって、石膏の量が石膏と沈降炭酸カルシウムの総量の１０重量％以上である混合物を含有するコーティング組成物を用いて紙ウエブをコートして、坪量が５〜３０ｇ／ｍ^２のコーティング層を紙ウエブの少なくとも一方の面に形成することを特徴とする、コートした紙ウエブを製造する方法。
2. 沈降炭酸カルシウム １０〜９０重量部、および
   石膏 ９０〜１０重量部、
   顔料合計 １００重量部、
   ならびに
   バインダ 顔料の１〜２０重量％、
   増粘剤 顔料の０．１〜１０重量％、
   を含有するコーティング組成物で紙ウエブをコートする、請求項１記載の方法。
3. コーティング組成物が鉱物顔料の１〜２０重量％のプラスチック顔料を含有する、請求項１または２記載の方法。
4. コーティング組成物が他の鉱物顔料を最大１０％含有する、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
5. 石膏が、コーティング顔料の１０重量％以上、最も好適には３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、特に好ましくは６０重量％以上を構成する、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
6. コーティングをジェット塗布により行う、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
7. 坪量が５〜３０ｇ／ｍ^２のコーティング層を紙ウエブの両方の面に形成する、請求項１〜６のいずれか一項記載の方法。
8. コートした紙をオンラインソフトカレンダ機でカレンダ仕上げする、請求項１〜７のいずれか一項記載の方法。
9. ２００ｋＮ／ｍ以上の直線圧力で紙ウエブをカレンダ仕上げする、請求項８記載の方法。
10. カレンダ温度が１２０〜１７０℃である、請求項１〜９のいずれか一項記載の方法。
11. 光沢度が５０％を超えるカレンダ仕上げ紙ウエブを作る、請求項１０記載の方法。
12. 軟質ロールと硬質ロールとの間に形成された少なくとも２個のニップを有するオンラインカレンダ機内で紙ウエブをカレンダ仕上げする、請求項１１記載の方法。
13. ２５０〜４５０ｋＮ／ｍの直線圧力で紙ウエブをカレンダ仕上げする、請求項１１または１２記載の方法。
14. カレンダロールを実質的に加熱しない、請求項８、９、１１、１２または１３記載の方法。
15. 光沢度が５０％以下であるカレンダ仕上げ紙ウエブを作る、請求項１４記載の方法。
16. ２００〜３５０ｋＮ／ｍの直線圧力で紙ウエブをカレンダ仕上げする、請求項１４または１５記載の方法。
17. 繊維質材料の少なくとも一部がポプラ科の木材の化学機械パルプで構成されている紙ウエブをコートする、請求項１〜１６のいずれか一項記載の方法。
18. 石膏含有コーティング混合物を単コート混合物またはプレコート混合物として用いる、請求項１〜１７のいずれか一項記載の方法。
19. −鉱物顔料１００重量部、
    −バインダ１〜３０％、および
    −それ自体公知の添加剤０．１〜１０％、
    を含有し、バインダと添加剤の量を鉱物顔料から計算した繊維質ウエブのコーティング用コーティング組成物において、
    鉱物顔料が、石膏と沈降炭酸カルシウムの混合物であって、その中の石膏の比率が６０〜８０重量％である混合物を含むことを特徴とする、繊維質ウエブのコーティング用コーティング組成物。
20. 沈降炭酸カルシウム ２０〜４０重量部、および
    石膏 ８０〜６０重量部、
    顔料合計 １００重量部、
    ならびに
    バインダ 顔料の１〜２０重量％、
    増粘剤 顔料の０．１〜１０重量％、
    を含有する、請求項１９記載のコーティング混合物。
21. コーティング組成物が鉱物顔料の１〜２０重量％のプラスチック顔料を含有する、請求項１９または２０記載のコーティング混合物。
22. コーティング組成物が他の鉱物顔料を最大３０％含有する、請求項１９〜２１のいずれか一項記載のコーティング混合物。
23. 請求項１〜１８のいずれか一項記載の方法により作られた電子写真用紙。
24. コートしたオフセット用紙を含む、請求項２３記載の紙。

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