JPH01221596A - 塗被紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は塗被紙の製造方法に関し、特に放射線硬化技術
を利用して光沢度、テリ、平滑性の著しく改良された印
刷用塗被紙を効率良く製造する方法を提供するものであ
る。

「従来の技術」 近年印刷物のビジュアル化、カラー化、高級化に伴い、
特に印刷用塗被紙の塗被面の光沢度、テリ及び平滑性の
改良要望が高まっている。このため、印刷用塗被紙の製
造工程に関し各種の提案がされており、例えば塗料配合
面ではプラスチックピグメントの配合が提案されており
、塗被方法についてはブレードコーターによる多層コー
ティング法が、また仕上げ工程では１００℃以上の高温
カレンダーによる仕上方法（特開昭５４−１２５７１２
号、特公昭４９−２１２５２号等）等が数多く提案され
ている。

しかし、これらの従来技術では光沢度や平滑性の改良効
果が必ずしも充分ではなく、なお改良の余地が残されて
いる。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明の目的は、全く新規な発想に基づく高温仕上げ法
の採用によって塗被紙の光沢度、テリ、平滑性を著しく
改良する方法を提供するものである。

一般にカレンダー仕上げ前の印刷用塗被紙は光沢度、テ
リ、平滑性が極めて悪く、印刷効果にも劣っているため
、カレンダー仕上げによって塗被層の凹凸を平滑化して
優れた印刷適性が与えられる。この表面仕上げ処理によ
って塗被面の光沢度やテリを顕著に向上させるためには
、原紙の平滑化と共に塗被層表面の個々の顔料粒子を塗
被層の表面に平行に並ぶように配向させることが基本的
に重要である。

しかし、塗被層中の顔料粒子は充分な印刷適性（例えば
印刷ピッキング性）を備えるべく接着剤によって原紙に
強固に接着されているため、カレンダーの圧力作用によ
る顔料の配向及び原紙凹部への移動には自ずと限界があ
る。このため顔料の配向性を高めるべく塗被層が湿潤状
態にある内に加圧するキャスト法が提案されている。こ
のキャスト法では塗被層面の高い光沢度、テリ、平滑性
は得られるものの、塗被層の水分を乾燥させる必要があ
るため生産性が劣るという重大な欠点が付随する。

「問題点を解決するための手段」 かかる現状に鑑み達成された本発明の方法は、原紙に顔
料及び接着剤を主成分とする塗料を塗被し、乾燥後１０
０℃以上に加熱した高温カレンダーで表面仕上げをする
塗被紙の製造方法において、該塗料中に放射線硬化型の
モノマー及び／又はオリゴマーを含有せしめ、カレンダ
ーで表面仕上げした後に放射線を照射することを特徴と
する塗被紙の製造方法である。

「作用」 本発明の方法では、塗料中に配合する放射線硬化型のモ
ノマーやオリゴマーの硬化作用を利用して塗被層面の光
沢度、テリ、平滑性を大幅に改良せしめるものであるが
、特に塗料中に添加する接着剤の配合割合を比較的少な
くし、接着剤による顔料の結合が弱い状態（印刷ピンキ
ングも弱い）で塗被層を高温カレンダー仕上げすると、
顔料の配向はキャスト塗被紙に匹敵する程に促進され、
しかも、その後の放射線照射によって塗料中の放射線硬
化型モノマーやオリゴマーが硬化して顔料の接着性が高
まるため、塗被層の表面強度を充分維持した状態で高度
の光沢度、テリ、平滑性が得られる。また、キャスト法
の如く乾燥工程を必要としないため高速生産も可能とな
る。

放射線硬化型モノマーやオリゴマーを利用した塗被紙の
製造方法については、例えば塗料に放射線硬化型上ツマ
−やオリゴマーを添加し、平滑化工程後に放射線を照射
して紙の腰を改良する方法（特開昭６２−２０６０９８
号）が知られている。

しかし、この方法には本発明の如く高温カレンダーで塗
被層表面を処理して顔料を高度に配向させ、結果的に光
沢度、テリ、平滑性を大幅に改良する技術については何
も開示されていない。

また、特開昭５９−１８９８９８号や特開昭６１−２８
０９７号にはキャスト紙の製造法において放射線を用い
ることが開示されているが、いずれもキャスト法の改良
技術であり、湿潤状態の塗被層を加温ドラムに圧接して
いるため後乾燥が必要となり高速生産は依然として不可
能である。

本発明の方法において、塗液中に含有せしめられる放射
線硬化型のモノマー及びオリゴマーは、放射線の照射に
よって重合し硬化するものが使用されるが、例えば分子
中にビニル系不飽和二重結合を１個以上有する化合物が
挙げられる。

放射線硬化型モノマーの具体例としては例えば下記のモ
ノマーが挙げられる。

■　（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の
エチレン性不飽和モノ又はポリカルボン酸及びそれらの
金属塩、アンモニウム塩、アミン塩。

■　（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）
アクリルアミド等のアミド基含有モノマーゆ ■　メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（
メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリレート等のエチレン性不飽和カルボン酸のエステル
類。

■　酢酸ビニル等のエチレン性不飽和アルコールのエス
テル類。

■　エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロ
ピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリオー
ルとエチレン性不飽和カルボン酸のジエステル類。

■　Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド等のビスアク
リルアミド類。

■　ジビニルベンゼン等のジビニル化ｌｌ。

■　トリメチロールプロパントリ　（メタ）アクリレー
ト等のトリエステル類等。

また、放射線硬化型オリゴマーの具体例としては例えば
下記が挙げられる。

■　ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等
のポリエーテル（メタ）アクリレート類。

■　２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のヒ
ドロキシル基含有（メタ）アクリレートとトリレンジイ
ソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート等のジイソシアネートとの反応に
よって得られるポリウレタンジ（メタ）アクリレート類
。

■　コハク酸、アジピン酸、フタル酸、マレイン酸、ト
リメリド酸等の多塩基酸とエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン
、ペンタエリドリフト等の多価アルコールから得られる
ポリエステルのモノ、ジ、トリ又はポリ　（メタ）アク
リレートであるポリエステル（メタ）アクリレート類。

■　ビスフェノールＡ−エピクロルヒドリン型エポキシ
化合物等のエポキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反
応で得られるエポキシジ（メタ）アクリレート類等。

これらの放射線硬化型モノマー及びオリゴマーのうち、
水溶性の化合物はそのまま塗料中に添加され、疎水性の
化合物は界面活性剤等で乳化分散したエマルジョンとし
て使用される。また、必要に応じてベンゾフェノン、ア
セトフェノン等のカルボニル化合物、アゾビスイソブチ
ロニトリル等のアゾ化合物、ベンゾチアゾリルスルフィ
ド等のイオウ化合物１、四臭化炭素等のハロゲン化物、
ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物等の重合開始剤を
組み合わせて使用することもできる。

本発明において、放射線硬化型モノマー及びオリゴマー
は、水性接着剤や顔料と共に混合されてサイズプレス用
塗液や顔料塗被用塗液として調製されるが、塗液中に添
加される放射線硬化型モノマー及び／又はオリゴマーの
配合量は、使用する放射線硬化型上ツマ−やオリゴマー
の種類、目的とする印刷用塗被紙の種類、塗液の塗布量
等に応じて適宜調節される。しかし、放射線硬化型モノ
マーやオリゴマーの配合量が顔料１００重量部に対し０
．１重量部以下だと所望の改善効果が得られず、また２
０重量部を越えると印刷適性が低下するため、一般に１
．０〜１０重量部重量部箱囲で調節するのが好ましい。

上記塗液を構成する水性接着剤としては、例えばスチレ
ン・ブタジェン系、スチレン・アクリル系、酢ビ・アク
リル系、エチレン・酢ビ系、ブタジェン・メチルメタク
リル系、酢ビ・ブチルアクリレート系等の各種共重合体
及びポリ酢酸ビニル等のアルカリ感応性又はアルカリ非
感応性接着剤、さらにはポリビニルアルコール、無水マ
レイン酸・スチレン共重合体、イソブチン・無水マレイ
ン酸共重合体、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、酸化澱粉、エーテル化澱粉、
エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュド
ライして得られる冷水可溶性澱粉、カゼイン、大豆蛋白
等の天然系接着剤等各種公知の接着剤が挙げられる。

また、顔料としてはカオリン、クレー、タルク、硫酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭
酸カルシウム、超微粒化重質炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、サチンホワイト、二酸化チタン、亜硫酸カ
ルシウム、硫酸亜鉛、プラスチックピグメント等の各種
塗工紙用顔料が例示され、これらがそれぞれの顔料性質
に応じて適宜配合される。

なお、接着剤の配合量は塗布方法、塗料配合、仕上方法
等によって異なるが、放射線硬化型上ツマ−やオリゴマ
ーが硬化した後の接着強度の改良効果を考慮し、従来の
塗被紙製造に用いられる量より少なめに配合され、−船
釣に顔料１００重量部に対して５〜５０重量部、より好
ましくは１０〜３０重量部程度置部囲で調節される。ま
た、かかる塗液中には、必要に応じて分散剤、増粘剤、
保水剤、消泡剤、耐水化剤、滑剤、染料、ＰＨ調節剤等
各種助剤を適宜配合することもできる。

また、塗液の調製に際しては、各種のミキサー、ニーダ
−、ボールミル、サンドミル等の混合、攪拌機が塗液の
種類に応じて適宜選択して用いられる。

本発明において、放射線硬化型モノマーやオリゴマーを
含有する塗液は、例えばサイズプレス塗液や顔料塗工用
塗液として含浸ないしは塗布する方法で原紙に供給され
、乾燥されて微塗工祇、中質コート紙、軽量コート紙、
上質コート紙、アート紙、スーパーアート祇、キャスト
コート祇等の印刷用塗被紙が製造される。勿論、サイズ
プレス塗液と顔料塗工用塗液の双方に放射線硬化型モノ
マーやオリゴマーを含有せしめてもよい。

また、顔料塗被用塗液を塗被する場合には、原紙の両面
又は片面に単層ないし多層コーティングされるが、この
場合、両面の塗液組成物の配合を常法に従って適宜変え
ることができる。なお、塗被液の原紙へのコート量は、
サイズプレス塗液では一般に０．５〜１０　ｇ　／　ｍ
程度、顔料塗工用塗被液では片面につき３〜３０　ｇ　
／　ｍ程度となるように調節するのが望ましい。

塗液の供給方法については特に限定されず、サイズプレ
スコーク−、ゲートロールコータ−、エアーナイフコー
ター、ロールコータ−、パドル及びインバーター型のブ
レードコーターでブレー゛ドがベベル及びベント型のコ
ーター、さらにはビルブレード、ツインブレード、ツー
スドリームコーター、チャンプレックスコーター等の各
種ブレードコーターやショートドウエルコーター等通常
の各種塗布装置が用いられる。

本発明の方法では、上述の如き塗液を合成紙、酸性紙、
中性紙、中質紙、上質紙等の原紙に塗被乾燥した後で、
１００℃以上に加熱した高温カレンダーで表面仕上げす
るが、例えばスーパーカレンダー、グロスカレンダー（
特開昭４９−１３２３０５号、公表特許公報６３−５０
０１８８号）、ソフトコンパクトカレンダー（祇パルプ
技術タイムス、６２年８月号、３１〜３６頁；ＰＰＩ、
１９８７年１）月号、４５〜４７頁、ＷＦＰ、１９８５
年、２２，８７３〜８７７頁）等の金属ロール又はドラ
ムと弾性ロールより成る各種カレンダーがオンマシンや
オフマシンで適宜用いられる。なお、金属ロール表面は
硬質クロムメツキ等によって鏡面処理してもよく、その
表面温度は１００〜５００°Ｃの開部に保たれる。また
、弾性ロールはポリウレタン、ポリアミド等の樹脂ロー
ルやコノトン、アスベスト、ナイロン、アラミツド繊維
等を成型してロール化したもの等が適宜使用されるが、
アラミツドロールのように耐熱性の訪い材質が特に好ま
しく用いられる。

高温カレンダーで処理する際の各種処理条件は目的とす
る塗被紙の種類、原紙条件、塗被層の性質、コート量、
紙水分、仕上げ速度等に応じて適宜調節されるが、カレ
ンダーロールの表面温度は高い方が塗被層の可塑化がよ
り促進されるので好ましく、一般には１５０〜３００℃
程度の範囲で調節される。また、カレンダーロールの加
圧条件は線圧で１００〜５００　ｋｇ／ｃｍ程度に維持
するのが好ましく、一般には１５０〜３５０ｋｇ／ｃ＋
ｎ程度の範囲で調節され、加圧ニップの数はソフトコン
パクトカレンダーの場合には通常ｌドラム当たり２〜６
ニツプであるが、スーパーカレンダーの場合には３〜１
）ニップ程度が一般的である。ニップに入る前の塗被紙
の水分は約３〜１０％程度が好ましく、カレンダーの仕
上げ速度は紙の米坪、紙品種等によって大きく異なるが
５０〜１３００ｍ／ｍｉｎの範囲が好ましい。

本発明の方法では、かくして得られた塗被紙に放射線を
照射するものであるが、この放射線は４００ｎｍより短
い波長の電磁波を意味し、具体的には紫外線、電子線、
γ線、α線、Ｘ線等が例示される。好ましくは紫外線や
電子線が使用されるが、紫外線は水銀ランプ、キセノン
ランプ等によって塗被紙に照射され、電子線は例えばス
キャンニング方式、カーテンビーム方式、ブロードビー
ム方式等により、１００〜３００ｋＶ程度の加速電圧で
、０．１〜１０Ｍｒａｄ程度の線量となるように処理す
るのが好ましい。

「実施例」 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、勿論その範囲に限定されるものではない。また例中の
「部」及び「％」は特に断らない限りそれぞれ「重量部
」及び「重量％」を示す。

実施例１ カオリン（商品名：ＵＷ−９０，ＥＭＣ社製）８０部、
微粒化重質炭酸カルシウム（商品名：カービクル９０．
冨士カオリン社製）２０部、ポリアクリル酸ソーダ０．
２部をコーレス分散機を用いて水中に分散し固形分濃度
７０％の顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーに
酸化澱粉２部（固形分）、スチレン−ブタジェン共重合
体ラテックス（商品名：　ＪＳＲＯ６９８，日本合成ゴ
ム社製）９部（固形分）を加えた後、放射線硬化型樹脂
としてオリゴエステルアクリレート乳化物（商品名：Ｍ
６１００．東亜合成社製）４部（固形分）を添加し、更
に水を加えて固形分濃度６０％の塗ン夜を５周製した。

この塗液を７０ｇ／ｍの原紙に乾燥後の塗被■が片面あ
たり２５ｇ／ｍとなるようにオフのショート・ドウエル
型ペンドブレードコーターで両面に塗被し、紙水分が約
６％になるように乾燥した。

次に、９段のスーパーカレンダーを用いて金属ロールの
表面温度１）０°Ｃ１線圧２００　ｋｇ／ｃｍ、４００
ｍ／分の条件下でカレンダー処理を行なった後、照射線
量５Ｍｒａｄで電子線を照射して本発明の塗被紙を製造
した。

得られた塗被紙について白紙の光沢度（ＪＩＳ−Ｐ−８
１４２）　、スムースター平滑度（Ｊ−ＴＡＰＰＩ　ｆ
ｌｈ５　ｍ−７４）目視による白紙のテリ、Ｒ１印刷機
で印刷した場合の表面強度及びインキグロスを評価し、
その結果を表に記載した。

実施例２ 放射線照射処理として、電子線の代わりに高圧水銀ラン
プの紫外線を用いた以外は実施例１と同様にして塗被紙
を製造し、実施例１と同様に評価してその結果を表に記
載した。

実施例３ スーパーカレンダーの代わりに表面温度１６０℃、線圧
２００　ｋｇ／ｃｒｎの条件でグロスカレンダー処理し
た以外は実施例１と同様にして塗被紙を製造し、実施例
１と同様に評価してその結果を表に記載した。

実施例４ 放射線硬化剤としてポリエチレングリコールジアクリレ
ート乳化物（商品名：　４ＥＧ−Ａ、共栄社油脂化学社
製）７部（固形分）を加えた塗液を使用し、且つスーパ
ーカレンダーの代わりに表面温度２５０℃、線圧１６０
ｋｇ／ｃｍの条件でグロスカレンダー処理した以外は実
施例１と同様にして塗被紙を製造し、実施例１と同様に
評価してその結果を表に記載した。

実施例５ 放射線硬化剤としてトリメチロールプロパントリアクリ
レート乳化物４部（固形分）を加えた塗液を使用し、且
つスーパーカレンダーの代わりに表面温度２００℃、線
圧２００　ｋｇ／ｃｍの条件でソフトコンパクトカレン
ダー処理した以外は実施例１と同様にして塗被紙を製造
し、実施例１と同様に評価してその結果を表に記載した
。

実施例６ カオリン（商品名：ＵＷ−９０，ＥＭＣ社製）１００部
を分散剤としてヘキサメタ燐酸ソーダ０゜５部を用いて
水中に分散し固形分濃度７０％の顔料スラリーを調製し
た。この顔料スラリーに冷水可溶型酸化澱粉２０部（固
形分）、変性スチレン−ブタジェン共重合体ラテックス
１０部（固形分）を加えた後、実施例５で使用した放射
線硬化剤を４部（固形分）添加し、更に水を加えて固形
分濃度５５％の塗液を調製した。

この塗液を米坪４５　ｇ／ｍの原紙に乾燥後の塗被量が
両面で１４ｇ／ｍとなるようにオンマシンのゲートロー
ルコータ−で塗被し、紙水分が約５％となるように乾燥
した以外は実施例５と同様にして塗被紙を製造し、実施
例１と同様に評価してその結果を表に記載した。

比較例Ｉ 塗液中へのオリゴエステルアクリレート乳化物の添加を
やめ、スチレン−ブタジェン共重合体ラテックスの添加
量を１３部（固形分）に変えた以外は実施例１と同様に
して塗被紙を製造し、実施例１と同様に評価してその結
果を表に記載した。

比較例２ 塗液中のオリゴエステルアクリレート乳化物の添加量を
２２部（固形分）に変更し、スチレンーブクジエン共重
合体ラテックスの添加をやめた以外は実施例１と同様に
して塗被紙を製造し、実施例１と同様に評価してその結
果を表に記載した。

比較例３ 塗液中のオリゴエステルアクリレート乳化物の添加量を
０．０５部（固形分）に変更し、且つスチレン−ブタジ
ェン共重合体ラテックスの添加量を１２．５部（固形分
）に変更した以外は実施例１と同様にして塗被紙を製造
し、実施例１と同様に評価してその結果を表に記載した
。

比較例４ スーパーカレンダーでの処理条件を金属ロールの表面温
度８０℃、線圧２００ｋｇ／ｃｍとした以外は実施例１
と同様にして塗被紙を製造し、実施例１と同様に評価し
てその結果を表に記載した。

比較例５ グロスカレンダーでの処理条件を表面温度９０℃、線圧
３００　ｋｇ／ａｍとした以外は実施例３と同様にして
塗被紙を製造し、実施例１と同様に評価してその結果を
表に記載した。

比較例６ ソフトコンパクトカレンダーでの処理条件を表面温度７
０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｎ＋とした以外は実施例５と
同様にして塗被紙を製造し、実施例１と同様に評価して
その結果を表に記載した。

〔評価基準〕

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原紙に顔料及び接着剤を主成分とする塗料を塗被
   し、乾燥後１００℃以上に加熱した高温カレンダーで表
   面仕上げをする塗被紙の製造方法において、該塗料中に
   放射線硬化型のモノマー及び／又はオリゴマーを含有せ
   しめ、カレンダーで表面仕上げした後に放射線を照射す
   ることを特徴とする塗被紙の製造方法。
2. （２）放射線が電子線である請求項（１）記載の塗被紙
   の製造方法。
3. （３）カレンダーの表面温度が１５０℃以上である請求
   項（２）記載の塗被紙の製造方法。
4. （４）カレンダーの加圧条件が１５０ｋｇ／ｃｍ以上で
   ある請求項（３）記載の塗被紙の製造方法。