JP6841792B2 - 非塗工紙 - Google Patents

Description

本発明は、オフセット印刷に使用される非塗工紙であって、塗り絵本または絵本に好適な非塗工紙に関する。

塗り絵本および絵本に限らず、書籍に使用する紙は嵩高にする傾向がある。理由は様々である。一般的に、森林資源の節約、紙の不透明度の向上、書籍として体裁および質感の向上および書籍の軽量化などが理由である。

低坪量、かつ低密度であり、高不透明度で印刷適性、加工適性に優れ、しかも適度なサイズ性をもった嵩高上質紙、特に筆記用紙として、原紙の片面または両面に少なくとも一層以上のクリア塗工層を設け、坪量を３０〜６２ｇ／ｍ^２、紙厚を９０μｍ以上、灰分を２０重量％以下である上質紙が公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−０１７２３９号公報

従来から、塗り絵本および絵本が販売されている。特に、大人向けの塗り絵本および絵本が流行っている。塗り絵本または絵本を趣味にする人、嗜好する人および愛好家は、塗り絵において仕上がりの美的観点から、水彩絵具の乾燥性、および筆記性を要求する。水彩絵具の乾燥性が悪い場合に水彩絵具の乾燥後に容易に滲みまたは色ムラが発生するために美的観点から劣る。さらに、水彩絵具に対して、紙のコックリングの発生が抑制されることを要求する。ノートを意図した特許文献１に記載された上質紙は、上記の水彩絵具の乾燥性およびコックリングの要求を満足することができない。
水彩絵具の乾燥性およびコックリングの発生の抑制性を得るために、非塗工紙を嵩高にすると、紙が低密度になって、水彩絵具の乾燥性がむしろ劣化する場合がある。しかしながら、カレンダー処理などで単に高密度化および平滑化すると筆記性が低下するまたはコックリングが発生し易くなるために、これらの両立が困難である。

本発明の目的は、下記の項目が良好である非塗工紙を提供することである。
（１）水彩絵具の乾燥性
（２）筆記性
（３）水彩絵具に対する耐コックリング性

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明の目的は、以下により達成される。

パルプの８０質量％以上がＬＢＫＰであり、内添サイズ剤および表面サイズ剤を有し、坪量が１３０ｇ／ｍ^２以上２１０ｇ／ｍ^２以下、密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３以下、並びに灰分が１０．５質量％以上１４．５質量％以下且つガーレー透気度が１０秒以上１９秒以下である非塗工紙。

本発明により、水彩絵具の乾燥性、筆記性および水性絵具に対する耐コックリング性が良好である非塗工紙を提供することができる。

以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、「非塗工紙」とは、紙の断面を電子顕微鏡によって観察した際に、原紙と区別できる明確な層を有しない紙を指す。例えば、樹脂成分やポリマー成分を塗工し、塗工された前記成分が少量であって原紙に吸収され、結果として、紙の断面を電子顕微鏡によって観察した際に原紙と区別できる明確な層を有しない場合、「非塗工紙」に該当する。

非塗工紙は、以下により得ることができる。
非塗工紙は、ＬＢＫＰ（Leaf Bleached Kraft Pulp）、ＮＢＫＰ（Needle Bleached Kraft Pulp）などの化学パルプ、ＧＰ（Groundwood Pulp）、ＰＧＷ（Pressure GroundWood pulp）、ＲＭＰ（Refiner Mechanical Pulp）、ＴＭＰ（ThermoMechanical Pulp）、ＣＴＭＰ（ChemiThermoMechanical Pulp）、ＣＭＰ（ChemiMechanical Pulp）、ＣＧＰ（ChemiGroundwood Pulp）などの機械パルプ、およびＤＩＰ（DeInked Pulp）などの古紙パルプから選ばれる少なくとも１種のパルプに、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンおよび焼成カオリンなどの各種填料、さらに、内添サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオン化剤、紙力剤および着色染料などの各種添加剤を必要に応じて配合した紙料を、従来公知の抄紙機を用いて抄造することによって製造することができる。非塗工紙には、抄造後にカレンダー処理、表面サイズ剤を有するサイズプレス液で表面サイズ処理、あるいは表面処理等を施したものが含まれる。さらに非塗工紙には、カレンダー処理と、表面サイズ処理または表面処理とを施したものも含まれる。

紙料中には、その他の添加剤としてバインダー、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などから選ばれる１種または２種以上を、本発明の所望の効果を損なわない範囲で、適宜配合することができる。

抄造は、紙料を酸性、中性またはアルカリ性に調整して行われる。従来公知の抄紙機の例としては、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、コンビネーション抄紙機、円網抄紙機、ヤンキー抄紙機等を挙げることができる。

本発明において、非塗工紙は、パルプの少なくとも１種がＬＢＫＰであって、パルプに対してＬＢＫＰが８０質量％以上である。

本発明において、非塗工紙は、内添サイズ剤および表面サイズ剤を有する。
内添サイズ剤は、紙料に配合して紙に含有させるサイズ剤である。表面サイズ剤は、サイズプレス液に配合してサイズプレスまたは表面処理液に配合して表面処理することによって紙に含有させるサイズ剤である。非塗工紙における内添サイズ剤の含有量は、パルプ１００質量部に対して０．０８質量部以上８質量部以下が好ましい。非塗工紙における表面サイズ剤の含有量は、乾燥固形分の付着量として、片面あたり０．３ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下が好ましい。
内添サイズ剤は、製紙分野で従来公知のものであって、例えば、酸性紙であればロジン系サイズ剤、中性紙であればアルケニル無水コハク酸系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、中性ロジン系サイズ剤、脂肪酸系サイズ剤またはカチオン性スチレン−アクリル系サイズ剤などを挙げることができる。内添サイズ剤は、比較的少量でサイズ効果が得られる点から、アルキルケテンダイマー系サイズ剤が好ましい。
表面サイズ剤は、製紙分野で従来公知のものであって、例えば、各種澱粉、各種変性澱粉、各種ポリビニルアルコール、各種変性ポリビニルアルコール、スチレン−アクリル系サイズ剤、オレフィン系サイズ剤、スチレン−マレイン酸系サイズ剤などである。表面サイズ剤は、材料コストの点から、各種澱粉または各種変性澱粉が好ましい。

サイズプレスは従来公知の方式であって、例えば、インクラインドサイズプレス、ホリゾンタルサイズプレス、フィルムトランスファー方式としてロッドメタリングサイズプレス、ロールメタリングサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレスがあり、ロッドメタリングサイズプレスとしてシムサイザー、オプティサイザー、スピードサイザー、フィルムプレスを挙げることができ、ロールメタリングサイズプレスとしてゲートロールコーターを挙げることができる。その他に、ビルブレードコーター、ツインブレードコーター、ベルバパコーター、タブサイズプレス、カレンダーサイズプレス等を挙げることができる。好ましくは、インクラインドサイズプレス、ホリゾンタルサイズプレス、ゲートロールコーター、シムサイザー、フィルムプレスである。
表面処理する方法は従来公知の塗工装置を用いる方法であって、例えば、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター等の各種ブレードコーター、ショートドウェルコーター、カーテンコーター等を挙げることができる。

非塗工紙の坪量は、１３０ｇ／ｍ^２以上２１０ｇ／ｍ^２以下である。坪量は、ＪＩＳ Ｐ８１２４：２０１１「紙及び板紙−坪量の測定方法」に準じて求められる値である。
非塗工紙の密度は、０．７５ｇ／ｃｍ^３以下である。密度は、０．４０ｇ／ｃｍ^３以上０．７５ｇ／ｃｍ^３以下が好ましい。密度は、ＪＩＳ Ｐ８１１８：１９９８「紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法」に準じて求められる値である。

非塗工紙は、灰分が１０．５質量％以上１４．５質量％以下である。灰分は、ＪＩＳ Ｐ８２５１：２００３「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−５２５℃燃焼法」に準拠して求められる値である。測定の原理は以下である。試験片を、耐熱坩堝に入れて質量を測定し、５２５℃±２５℃のマッフル炉の中で燃焼し、灰化する。また、別の試験片で含有水分率を測定しておく。灰分（％）は、試料の含有水分率から求めた絶乾状態の試験片の質量に対する燃焼残さの質量比率として算出する。

非塗工紙は、ガーレー透気度が１０秒以上１９秒以下である。ガーレー透気度は、ＪＩＳ Ｐ８１１７：２００９「紙及び板紙−透気度および透気抵抗度試験方法−ガーレー法」に準拠して求められる値である。測定の原理は以下である。液体に浮かぶ内筒の垂直方向の重さによって空気を圧縮し、この空気が試験片を透過し、内筒は徐々に下降する。一定体積の空気が透過するのに要した時間を測定し、その値から計算によって透気度を求める。本発明のＪＩＳ Ｐ８１１７：２００９「紙及び板紙−透気度および透気抵抗度試験方法−ガーレー法」に準拠するガーレー透気度の測定は、例えば、東洋精機製作所社製Ｂ型ガーレーデンソメーターを用いて行うことができる。ここで、ガーレー透気度は数値が小さいほど透気性が良い。

非塗工紙は、（１）パルプの少なくとも１種がＬＢＫＰであってパルプに対して８０質量％以上がＬＢＫＰであること、（２）内添サイズ剤および表面サイズ剤を含有すること、（３）坪量が１３０ｇ／ｍ^２以上２１０ｇ／ｍ^２以下であること、（４）密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３以下であること、（５）灰分が１０．５質量部以上１４．５質量部以下且つガーレー透気度が１０秒以上１９秒以下であることの相乗効果の結果として、良好な、水彩絵具の乾燥性、筆記性および水彩絵具に対する耐コックリング性を得ることができる。
この理由は不明である。しかしながら発明者らは、上記（１）、（２）、（３）および（５）によって均一な水彩絵具の乾燥性が得られ、上記（２）、（４）および（５）によって筆記性が得られ、上記（１）、（２）、（３）および（５）によって水彩絵具に対する耐コックリング性が得られる、と推察する。

坪量および密度は、製紙分野において従来公知の紙の物性であって、従来公知の方法で調整することができる。坪量および密度は、例えば、紙料の濃度、紙料の抄紙機への供給量、抄紙機のプレスパートの制御およびカレンダー処理により調整することができる。本発明において、密度を下げるために嵩高剤は使用せず、非塗工紙は嵩高剤を含有しないことが好ましい。

灰分は、紙料に含まれる填料の含有量によって調整することができる。填料と透気度との関係は、填料の粒子径にも左右されるものの、軽質炭酸カルシウムでは透気度が小さくなる傾向を、不定形である重質炭酸カルシウムでは透気度が大きくなる傾向を、タルク、カオリンおよび二酸化チタン等がそれらの間にある。填料は、軽質炭酸カルシウムが好ましい。

ガーレー透気度は、叩解の程度、填料の種類および量、抄紙機のプレスパートの制御およびカレンダー処理により調整することが好ましい。また、ガーレー透気度は、坪量および密度によっても調整できる。例えば、本発明の範囲のガーレー透気度を得るために、坪量および密度を本発明の範囲としつつ、並びに抄紙機のプレスパートが３ニップ以上とし各線圧を調整し、カレンダー処理を軽度に実施または実施しない方法が好ましい。
ガーレー透気度の値は、プレスパートおよびカレンダー処理において、温度および線圧が低い場合に、小さくなる。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されない。ここで「質量部」および「質量％」は、乾燥固形分量あるいは実質成分量の各々「質量部」および「質量％」を表す。サイズプレスでの付着量は、乾燥固形分量を示す。

＜非塗工紙の調製＞
濾水度４５０ｍｌＣＳＦのＬＢＫＰ、濾水度５００ｍｌＣＳＦのＮＢＫＰおよび機械パルプ由来であるＤＩＰの合計１００質量部に、填料として軽質炭酸カルシウムを非塗工紙が所定の灰分になるように配合、アルキルケテンダイマー系サイズ剤０．２質量部、カチオン化澱粉１質量部、ポリアクリルアミド樹脂０．０１質量部、硫酸バンド０．８質量部、赤系着色染料を混合した紙料を調成した。得た紙料を長網抄紙機を用いて抄造し、抄造紙を得た。
得た抄造紙に、サイズプレスによって酸化澱粉を抄造紙の片面あたりの付着量が１ｇ／ｍ^２になるように処理し、非塗工紙を得た。
紙料の供給量、並びに抄紙機のＪ／Ｗ比および抄紙機のプレスパートを制御し、並びにサイズプレス後のカレンダー処理の条件を制御することによって最終的に非塗工紙が、所定の坪量、密度およびガーレー透気度になるように抄造した。ここで、サイズプレスでの付着量によってガーレー透気度が変化することが予想される。しかしながら、数ｇの付着量であればその変化は経験的に予測でき、制御に支障はない。

また、比較例９として、上記において内添サイズ剤であるアルキルケテンダイマー系サイズ剤を除き、非塗工紙を調製した。また、比較例１０として、上記から表面サイズ剤である酸化澱粉を付着させず、非塗工紙を調製した。

ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰおよびＤＩＰの各々の質量部は、表１に記載する。

似た従来品の比較として、比較例１１に市販品Ａを、比較例１２に市販品Ｂを、比較例１３に市販品Ｃを使用した。

各非塗工紙の坪量、密度、灰分およびガーレー透気度を表１に記載する。

＜水彩絵具の乾燥性の評価＞
得られた非塗工紙に対して、水彩絵具で描画し、描画領域における絵具の滲み程度および色ムラ程度の観点から水彩絵具の乾燥性を下記の基準により評価した。本発明において、評価３〜５であれば非塗工紙は水彩絵具の乾燥性が良好であるものとする。
５：滲みおよび色ムラが認められず、良好である。
４：滲みが極僅かに認められるものの色ムラが認められず、概ね良好である。
３：滲みおよび色ムラが僅かに認められるものの、そこそこ良好である。
２：上記３より劣るものの、実用上問題がない程度である。
１：実用上問題になる程度の絵具の滲みおよび流れがある。

＜筆記性の評価＞
得られた非塗工紙に対して、筆記性を２０人の被験者が評価した。筆記具には、株式会社トンボ鉛筆製リサイクル鉛筆木物語（登録商標）ＨＢを使用した。被験者は、非塗工紙１枚をスチール製事務用デスクの上に置き、書き心地を下記の５段階で官能評価した。結果は、被験者２０人の平均値（小数点以下四捨五入）として表した。本発明において、評価が３〜５であれば非塗工紙は筆記性が良好であるものとする。
５：極めて良好。
４：良好。
３：やや良好。
２：普通。
１：劣る。

＜水彩絵具に対する耐コックリング性の評価＞
得られた非塗工紙に対して、黒の水彩絵具で１５ｃｍ角のベタ画像を描画し、描画領域におけるコックリングの発生程度を下記の基準により評価した。本発明において、評価３〜５であれば非塗工紙は水彩絵具の乾燥性が良好であるものとする。
５：コックリングが認められず、良好である。
４：コックリングが極僅かに認められるものの、概ね良好である。
３：コックリングが僅かに認められるものの、そこそこ良好である。
２：上記３より劣るものの、実用上問題がない程度である。
１：実用上問題になる程度のコックリングが認められる。

評価結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明に該当する実施例１〜１５の非塗工紙は、水彩絵具の乾燥性、筆記性および水性絵具に対する耐コックリング性が良好であることが分かる。本発明の非塗工紙に該当しない比較例１〜１３の非塗工紙は、これら効果の全てを満足することができないと分かる。

Claims (1)

1. パルプの８０質量％以上がＬＢＫＰであり、内添サイズ剤および表面サイズ剤を有し、坪量が１３０ｇ／ｍ^２以上２１０ｇ／ｍ^２以下、密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３以下、並びに灰分が１０．５質量％以上１４．５質量％以下且つガーレー透気度が１０秒以上１９秒以下である非塗工紙。