JPH04327295A - 印刷用塗被紙の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷用塗被紙の製造方
法に関し、特にカレンダー処理技術と原紙および塗被組
成物を検討することにより、嵩高で高品質の印刷用塗被
紙を操業性良く製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷用塗被紙は、印刷物のビジュアル化
、高級化が進む今日、ユーザーの要求に合った印刷用紙
として著しく増加している。そして特にインキ受理性・
印刷平滑・印刷光沢などの品質がより一層優れている印
刷用塗被紙が望まれている。これらの印刷用塗工紙の優
れた品質を得るために、多くの技術要因がある中でカレ
ンダー処理技術も重要な技術として無視できない。

【０００３】カレンダー処理技術は、金属・繊維・樹脂
などの材質から成るロールを組み合せた加圧ニップに紙
を通紙して、紙表面を平滑化することにより、紙外観や
印刷効果を高品質にする技術であり、ロール表面の性状
により高光沢紙用グロスカレンダー・艶消紙用マットカ
レンダーなどがある。

【０００４】そして、一般に高平滑・高光沢の表面を得
るためには、ニップの圧力を高くしなければならず、そ
の結果紙の厚みが損なわれ、紙腰が無くなる欠点がある
。この問題を解決する方法として、加熱した高温ロール
によってカレンダー処理する方法や蒸気を噴霧してカレ
ンダー処理する方法が知られているが、それぞれ効果と
同時に欠点もある。

【０００５】前者の加熱高温ロールによる方法は、低速
度の通紙においては効果を発揮するが、高速度の場合は
ニップ中の時間が短くなるため、短時間で紙表面に熱を
転移して可塑化することが困難になる。また、後者の蒸
気を噴霧する方法は、従来より検討されており、最近で
は本発明で用いる飽和蒸気でなく、過熱した蒸気を用い
る方法が、特開平２─１６０９９３号報に提案されてい
る。

【０００６】しかし、蒸気を噴霧して塗被紙を可塑化し
た状態でカレンダー処理を行うと、塗被紙表面の微小部
分がロールに取られて、ロールの表面が白く曇る現象、
所謂ロール汚れが発生する。この現象は実験室的な少量
の試験では問題が見つからないとしても、実際の連続操
業では問題がある。また、蒸気を加熱して用いるとロー
ル汚れが一層激しく発生し、操業性をさらに悪化させて
しまうことがある。そして、品質向上をはかるためにロ
ール温度を高くすることも、蒸気を噴霧してカレンダー
処理する場合には、ロール汚れが特に顕著になる傾向が
ある。

【０００７】通常、印刷用塗被紙の製造においては、１
０万ｍ程度の連続操業が行われるため、何千ｍ毎にロー
ルの手入れをしなければならない様では、実際の操業は
不可能である。

【０００８】このように、飽和蒸気を噴霧してカレンダ
ー処理する技術の最大のポイントは、その効果を充分に
発揮させ、なお且つ操業性の安定化をはかることである
が、これらについては十分な研究がなされておらず、実
際の製造技術としては生かされていないのが現状である
。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定の表面
物性を持つ原紙と特定の架橋剤を添加した塗被組成物を
使用することにより、飽和蒸気を噴霧してカレンダー処
理を行う技術を改良して、嵩高で平滑性に優れ、光沢度
の高い印刷用塗被紙を操業性良く製造する方法を提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、原紙上に顔料
と接着剤を主成分とする塗被組成物を塗被乾燥し、飽和
蒸気を紙に噴霧してカレンダー処理を行う印刷用塗被紙
の製造方法において、原紙の動的濡れ値が−０．３０〜
＋０．２０ｇの原紙を使用し、且つ塗被組成物中に架橋
剤を全顔料に対して０．０５〜５．０重量％含有させる
ことを特徴とする印刷用塗被紙の製造方法である。

【００１１】

【作用】本発明者等は、飽和蒸気を噴霧してカレンダー
処理する方法の操業性について検討を行った結果、蒸気
が噴霧された塗被層はその熱と水分により可塑化され、
カレンダーの加圧ニップで平滑化され易くなり、顔料の
配向も促進される効果があるが、それと同時に塗被層中
の接着剤が膨潤溶融し塗被層の強度を低下させ、塗被層
の一部が僅かづつではあるがカレンダーロールの表面に
付着し続け、ついに連続操業性が不可能になることをつ
きとめた。

【００１２】そこで可塑化状態にある塗被層接着剤の強
度と原紙の表面物性に注目して鋭意研究を重ね、塗被組
成物に架橋剤を添加して接着剤の分子間にネットワーク
を作ると、飽和蒸気によって可塑化された状態において
も、接着剤の強度低下を抑えることができるため、本発
明の目的を達成できることを見出した。そして、その効
果は使用する原紙の動的濡れ値が特定の値の時に限って
大きく効果を発揮することを発見し、遂にこの発明を完
成した。

【００１３】本発明において、原紙の「動的濡れ値」と
は２ｃｍ×５ｃｍの紙試験片を長手方向に水深１２ｍｍ
まで１６ｍｍ／ｓｅｃの速さで、静止した純水に浸漬し
、浸漬開始から２秒後に試験片にかかる力を測定し、こ
の測定値に試験片の浸漬体積による浮力を加算した力を
意味する。

【００１４】一般に試験片と水とが接触した瞬間は、接
触角θが０＜θ＜９０°であるから、試験片に上向きの
力が働き濡れ値はマイナスを示す。その後試験片の濡れ
が進むと接触角θが大きくなりθ＝９０°となった時に
上向きの力はゼロとなり、さらに濡れが進むとθ＞９０
°となり試験片には下向きの力が働き濡れ値はプラスに
転ずる。

【００１５】本発明において動的濡れ値の測定には、レ
スカ社製の「Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ
Ｔｅｓｔｅｒ　ＷＥＴＴ−３０００」を使用した。

【００１６】本発明では、水浸漬後２秒後の動的濡れ値
が−０．３０〜＋０．２０ｇ、より好ましくは−０．２
５〜＋０．１０ｇの範囲の原紙を使用する。因に、原紙
の動的濡れ値が＋０．２０ｇよりも大きい場合には、本
発明で特定する塗被液を用いても、乾燥工程で塗被層が
乾燥されるまでに塗被層内の水分が急激に原紙に浸透す
るため、塗被層内の接着剤や架橋剤も原紙方向に移動し
てしまい、結果として塗被層表面の接着剤や架橋剤の量
が減少し、十分なネットワークが形成されずロール汚れ
は極めて悪いものとなってしまう。

【００１７】一方、原紙の動的濡れ値が−０．３０ｇ未
満であると、原紙と塗被層の接着性が大きく低下してし
まい、塗被層内で十分なネットワークを形成しても、原
紙と塗被層の界面で部分的な剥離が生じるため、本発明
の所望の効果を得ることができない。

【００１８】原紙の動的濡れ値の調節は、パルプ組成、
叩解条件、填料の種類と添加量、紙力剤、内添サイズ剤
、紙面ＰＨ、表面サイズ剤、表面処理剤、乾燥条件など
個々の抄紙条件を適宜選択して行うことができる。また
、本発明でいう原紙の動的濡れ値は、従来から原紙の性
質を示すパラメーターとして一般に用いられているコッ
ブ吸水度やステッキヒトサイズ度の値とは一次的な相関
が認められない。

【００１９】なお、原紙の米坪については特に限定する
ものではなく、一般に３０〜４００ｇ／ｍ２　程度の範
囲で目的に応じて適宜選択して使用される。

【００２０】次に、本発明において塗被組成物に含有さ
せる架橋剤の添加量は全顔料に対して０．０５〜５．０
重量％とする必要がある。架橋剤の添加量が０．０５重
量％未満では、接着剤分子の三次元構造化の効果が低く
、そのためロール汚れ防止の作用が不十分となり、連続
操業を続けるとロール汚れを引き起こし操業不可能とな
ってしまう。一方、架橋剤の添加率を５．０重量％を越
えて多量に使用すると、架橋剤増加の効果は極めて少な
いばかりでなく、塗被液の粘度が上昇し塗被時の操業性
を悪化させてしまうため好ましくない。

【００２１】従って、架橋剤の添加量は全顔料に対して
０．０５〜５．０重量％、より好ましくは０．１〜３．
０重量％の範囲で適宜調節して添加するのが望ましい。

【００２２】本発明の架橋剤は、一般に製紙業界でオフ
セット印刷用・ラベル用・屋外ポスター用などの用途に
、耐水性を付与するために使用する架橋剤と同様のもの
で良く、最新紙加工便覧（テックタイムス編）Ｐ．４６
９にその概要が記載されている。また、架橋剤の分子量
、分子構造については特に限定するものではないが、反
応基としてアルデヒド基を２基以上有するもの、例えば
グリオキザールなど、あるいは、エポキシ基を２基以上
有するもの、例えばグリコール類のジグリシジルエーテ
ル、ポリオール類のポリグリシジルエーテル、ジカルボ
ン酸類のジグリシジルエステルなど、さらに、ジルコニ
ウム化合物、例えば酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウ
ムアンモニウム、硫酸ジルコニウムなどを用いた時にそ
の効果が著しく、ロールよごれ防止作用を大きく向上さ
せることができた。

【００２３】本発明の方法ではカレンダーロールの表面
温度を５０〜２５０℃の範囲に調整するとカレンダー平
滑化の効果がさらに増大する。また、カレンダーが塗被
機乾燥装置の直後に組み込まれているオンマシンカレン
ダーの場合は、ロール汚れが起きると全体の操業性の低
下となるため、特に本発明の方法を必要とするものであ
る。

【００２４】本発明の方法では、原紙のパルプ組成とし
ては上質系あるいは中質系の印刷用塗被紙に用いられる
晒、未晒、半晒などのＮＫＰ、ＬＫＰおよび新聞、雑誌
、情報用紙、印刷紙などを処理した古紙再生パルプ、あ
るいはＳＧＰ、ＴＭＰ、ＲＧＰ、ＣＴＭＰなどの高歩留
パルプなどが用いられ、その配合率は特に規定するもの
ではなく、適宜調節して使用される。

【００２５】また、原紙の抄紙方法については特に限定
されず、例えばトップワイヤー、ツインワイヤーを含む
長網マシン、一層または多層の丸網マシン、二者を併用
したマシン、ヤンキードライヤーマシンなどで酸性抄紙
、中性抄紙、アルカリ抄紙いずれであっても良く、また
、各種のサイズプレス、ビルブレードコーターなどで表
面処理や予備塗工を行うことも良い。

【００２６】そして、本発明の方法で用いられる塗被組
成物の顔料としては、例えばクレー、カオリン、焼成カ
オリン、デラミネーテッドカオリン、構造性カオリン、
水酸化アルミニウム、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カ
ルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、サ
チンホワイト、タルク、プラスチックピグメント、バイ
ンダーピグメントなどのような通常の塗被紙用顔料の一
種または二種以上が適宜選択して使用される。

【００２７】さらに、接着剤としては、例えばカゼイン
、大豆蛋白、合成蛋白などの蛋白類、スチレン・ブタジ
エン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス、
アクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステ
ルの重合体または共重合体などのアクリル系重合体ラテ
ックス、エチレン・酢酸ビニル重合体などのビニル系重
合体ラテックス、あるいはこれらの各種重合体ラテック
スをカルボキシル基などの官能基含有単量体で変性した
アルカリ溶解性、アルカリ膨潤性あるいはアルカリ非溶
解性の重合体ラテックスおよびバインダーピグメントと
呼ばれる各種の合成樹脂重合体、ポリビニルアルコール
、オレフィン−無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂など
の合成樹脂系接着剤、酸化澱粉、陽性澱粉、エステル化
澱粉、デキストリンなどの澱粉類、カルボキシルメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロ
ース誘導体などのような通常の塗被紙用接着剤の一種ま
たは二種以上が適宜選択して使用される。

【００２８】なお、接着剤は顔料１００重量部に対して
４〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部程度
の範囲で配合される。また塗液中には必要に応じて消泡
剤、着色剤、離型剤、流動変性剤などの各助剤が適宜配
合される。そして、本発明では先に述べたように、架橋
剤を全顔料に対して０．０５〜５．０重量％、状況に応
じて添加することが重要である。

【００２９】本発明の方法で用いられる塗被機としては
、一般の塗被紙製造に用いられる、例えばブレードコー
ター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバー
スロールコーター、バーコーター、ビルブレードコータ
ー、カーテンコーター、ダイスロットャーター、グラビ
アコーター、チャンプレックスコーター、サイズプレス
コーターなどの両面または片面塗被装置を設けたオンマ
シンあるいはオフマシンコーターによって塗被液が原紙
上に一層または多層に塗被される。

【００３０】その際の塗被液の固形分濃度は一般に４０
〜７５重量％程度であるが、操業性を考慮すると４５〜
７０重量％の範囲が好ましい。

【００３１】また、湿潤塗被層を乾燥する方法としては
、従来から知られている蒸気加熱、熱風加熱、ガスヒー
ター加熱、高周波加熱、電気ヒーター加熱、赤外線ヒー
ター加熱、レーザー加熱、電子線加熱などの各種乾燥方
式が適宜採用できる。

【００３２】本発明の方法においては、かくして得られ
た塗被紙を、飽和蒸気を噴霧してカレンダー処理を行う
ものであるが、その蒸気量およびカレンダー圧力、ニッ
プ数については特に限定されず、要求される品質に応じ
て適宜選択される。本発明におけるカレンダーとしては
、例えばスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフ
トコンパクトカレンダーなどの各種カレンダーがオンマ
シンやオフマシンの形態で使用される。そして、ここで
言うオンマシンカレンダーは、抄紙機に限らず塗工機に
組み込まれたオンコーターマシンカレンダーも含まれる
。

【００３３】

【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するものではない。な
お例中の部および％は、特に断らない限りそれぞれ重量
部および重量％を示す。

【００３４】実施例１〜３ 全顔料中カオリン（商品名；ＵＷ−９０、ＥＭＣ社製）
７０部、微粒化重質炭酸カルシウム２５部、サチンホワ
イト分散液（商品名；サチンホワイト、白石工業社製）
５部（固形分）、と全顔料に対してポリアクリル酸ソー
ダ０．２％（固形分）をコーレス分散機を用いて分散し
、固形分濃度６６％のスラリーを調製した。このスラリ
ーに全顔料１００部に対して酸化澱粉４部（固形分）、
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス１２部（固形
分）、および架橋剤を表１に示す種類と添加率（対全顔
料％）に基づきそれぞれ加え、さらに水を加えて固形分
濃度５６％の塗被液を調製した。

【００３５】この塗被液を、原紙の動的濡れ値が−０．
２０ｇ（実施例１）、−０．０５ｇ（実施例２）、＋０
．１０ｇ（実施例３）、に調節して抄紙された米坪８０
ｇ／ｍ２　の原紙に、片面当り乾燥重量で１５ｇ／ｍ２
になるようにブレードコーターで両面塗被を行い、１２
０℃の熱風乾燥機で乾燥して、水分５．８％の両面塗被
紙を得た。

【００３６】このようにして得られた両面塗被紙を、金
属ロールと弾性ロールで構成されるカレンダーで、金属
ロールの表面温度を４０℃として、飽和蒸気を噴霧して
通紙し平滑化処理した。この時の線圧は２５０Ｋｇ／ｃ
ｍで、速度は４００ｍ／ｍｉｎであった。

【００３７】実施例１〜３の各条件、即ち原紙の動的濡
れ値・塗被液の架橋剤の種類と添加率・連続操業性およ
び塗被紙の品質評価結果を表１に示した。

【００３８】実施例４ カレンダーの金属ロール表面温度を１１０℃・線圧を１
５０Ｋｇ／ｃｍとし、表１に示す架橋剤とした以外は、
実施例１と同様の方法で行った。この時の各条件と結果
を表１に示した。

【００３９】実施例５ カレンダーが塗被機の乾燥機の直後に組み込まれている
１ニップカレンダーで、金属ロール表面温度を９０℃・
線圧を２００Ｋｇ／ｃｍとし、表１に示す架橋剤の種類
と添加率とした以外は、実施例１と同様の方法で行い、
各条件と結果を表１に示した。

【００４０】比較例１ 実施例２において、動的濡れ値が＋０．３０ｇの原紙を
用いた以外は同様にして両面塗被紙を得た。この時の連
続操業性、および塗被紙の品質評価結果を表１に示した
。

【００４１】比較例２ 実施例２において、動的濡れ値が−０．３５ｇの原紙を
用いた以外は同様にして両面塗被紙を得た。この時の結
果を表１に示した。

【００４２】比較例３〜４ 表１に示す架橋剤の種類と添加率とした以外は実施例１
と同様にして行い、結果を表１に示した。

【００４３】〔測定方法、評価方法〕 光沢度　　　　；ＪＩＳ−Ｐ８１４２に準じて測定した
。 数値が大きい程光沢が良い。 連続操業性；○・・・１０時間以上の連続操業が可能。 ×・・・塗被層よりラテックスや顔料接着剤などが剥離
してカレンダーロール表面に付着し１０時間以上の連続
操業が不可能。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】表１に示す実施例の結果から明らかなよ
うに、本発明の方法で得られた印刷用塗被紙は、連続操
業性に優れ、且つ塗被紙光沢度に優れたものであった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗被
   組成物を塗被乾燥し、飽和蒸気を紙に噴霧してカレンダ
   ー処理を行う印刷用塗被紙の製造方法において、原紙の
   動的濡れ値が−０．３０〜＋０．２０ｇの原紙を使用し
   、且つ塗被組成物中に架橋剤を全顔料に対して０．０５
   〜５．０重量％含有させることを特徴とする印刷用塗被
   紙の製造方法。
2. 【請求項２】カレンダーロールの表面温度が５０〜２５
   ０℃である請求項１記載の印刷用塗被紙の製造方法。
3. 【請求項３】架橋剤の反応基がアルデヒド基である請求
   項１記載の印刷用塗被紙の製造方法。
4. 【請求項４】架橋剤の反応基がエポキシ基である請求項
   １記載の印刷用塗被紙の製造方法。
5. 【請求項５】架橋剤がジルコニウム化合物である請求項
   １記載の印刷用塗被紙の製造方法。
6. 【請求項６】カレンダーが塗被機乾燥装置の直後に組み
   込まれたカレンダーである請求項１記載の印刷用塗被紙
   の製造方法。