JPH06341094A

JPH06341094A - 塗工紙

Info

Publication number: JPH06341094A
Application number: JP12865493A
Authority: JP
Inventors: Hisao Ishikawa; 久夫石川; Seiichi Ide; 成一井出; Chitose Kawamata; 千登勢河又
Original assignee: New Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】高い剛度を有し、かつ良好な耐ブリスター性
を有する塗工紙を提供する。【構成】紙の両面に塗工層を設ける塗工紙製造用の原
料パルプスラリーに210〜550%の保水値を有し、かつ平
均繊維長が0.01〜0.4mmの微細繊維状セルロース物質を
全原料パルプ当り0.5〜20重量％添加して抄紙し、その
表面に被覆層を塗工して塗工紙を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗工紙に関し、更に詳し
くは、高い剛度を有し、良好な耐ブリスター性を有する
塗工紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の進展に伴い、塗工紙
は著しい需要の伸びをしめすと同時にその塗工紙の製造
法および用途が多岐に亘ってきている。こうしたなかで
塗工紙の品質に対しても多くの性能の改善が求められて
いる。印刷物のビジュアル化、カラー化、高級化等が進
み、白色度、光沢度、平滑性の向上は勿論のこと、特に
塗工紙の高級感を伴う剛度（腰）の改善要求がたかまっ
ている。又、印刷技術の進歩により高速印刷が行われる
ようになり、印刷作業適性の優れた紙の剛度の強い塗工
紙が要望されている。紙の剛度を強くすることは、印
刷、機器処理上の作業性に欠くことのできない重要な品
質である。

【０００３】塗工紙に要求される重要な他の品質とし
て、近年、特に印刷の主流を占めるオフセット輪転機用
塗工紙には、耐ブリスターが要求されている。ブリスタ
ーとは、オフセット印刷において、高速印刷後高温で乾
燥する際、塗工紙内部の水分が瞬間的に膨張し、その水
蒸気圧が紙の内部強度よりも大きい場合に塗工紙表面に
生ずる火ぶくれ（ブリスター）である。このようなブル
スターが発生すると、印刷物の商品価値は著しく損なわ
れるため高い耐ブリスター性の塗工紙が求められてい
る。

【０００４】一方、紙の剛度を高める方法としては、
（１）紙の厚さを厚くする、（２）剛度の高いパルプを
使用する、等の方法があるが、これらの方法では剛度の
向上に限界があり、表面性など他の重要品質が悪化する
などの問題を生じることもある。また他の剛度を高める
方法として、被覆層の塗被液中に剛度を高める薬品、例
えばポリビニールアルコール成分とポリアクリルアミド
成分とからなるブロック共重合体を添加する方法（特公
平３ー２３６７８号公報）等が知られているが、すべて
の塗被液に適用できるものではなく、必ずしも十分では
ない。

【０００５】耐ブリスター性を向上させる方法として
は、ポリアクリルアミド系の紙力増強剤を添加する方法
（特開平３ー２２７４９１号公報）が知られているが、
十分満足のいく効果をあげておらず、又添加量を多くす
ると紙質感を損なう問題がある。又他の方法として被覆
層の塗被液に共重合体ラテックスを添加する方法（特開
平３ー２７１９７号公報、特開平３ー１８０５９３号公
報）が知られているが十分な効果を挙げているとはいえ
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の塗工
紙の上記問題点を解決し、高い剛度を有し、良好な耐ブ
リスター性を有する塗工紙を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく、塗工紙について原料パルプに注目して
鋭意研究した結果、微細繊維状セルロース物質を原料パ
ルプに添加して抄紙することにより、高い剛度を有し、
又耐ブリスター性の良好な塗工紙を製造できることを見
出した。すなわち本発明に係わる塗工紙は、木材パルプ
を主原料とする原紙と、この原紙の両面に形成され、か
つ顔料とバインダー樹脂を主成分とする被覆層とを有す
る塗工紙において、前記原紙の原料パルプ中に、JAPAN
TAPPI No.26-78により規定される保水値が２１０〜５５
０％で、かつ平均繊維長が０．０１〜０．４mmの微細繊
維状セルロース物質を全原料パルプに対して０. ５〜２
０重量％配合したことを特徴とするものである。

【０００８】本発明のための保水値は、微細繊維状セル
ロース物質の微細化と連動しており、微細化の指標とし
て用いた。本発明のための保水値が 210％以上の微細繊
維状セルロース物質の形態は、例えば振動型粉砕装置に
てセルロース物質から得られたパルプのスラリーを湿式
粉砕処理したものを光学顕微鏡で観察すると、保水値が
２１０〜２５０％では繊維幅２０〜３０μｍあるパルプ
繊維の一部が破壊され、繊維幅３〜５μｍの微細繊維状
のものが生成し始めた状態にある。更に保水値が上昇す
るに従い、繊維細胞壁が壊れ、繊維幅３〜５μｍのフィ
ブリルが多くなり、これら繊維同士が数本から数十本、
一部で結合乃至絡み合った形状になる。また、繊維を走
査電子顕微鏡にて観察すると繊維幅０．５μｍ以下の微
細な繊維も観察される。保水値は、セルロース物質、パ
ルプの種類、粉砕方式等により変化する。

【０００９】原料パルプに微細繊維状のセルロース物質
を添加して用いると塗工紙の剛度、耐ブリスター性が向
上する。これは微細繊維状セルロース物質の繊維幅が，
上記の様に、細いことから繊維表面積の増大と繊維間ネ
ットワークの形成に寄与し、パルプの繊維間結合を強め
る働きしており、この作用により剛度、耐ブリスター性
が向上するものと推定される。

【００１０】本発明において用いられる微細繊維状セル
ロース物質の長さについては、平均繊維長０．０１〜
０．４mmのものの方が前記の効果が大きく、繊維長が
０．４mmを超えて大き過ぎても、又０．０１mm未満のよ
うに小さ過ぎても効果が小さい。これは繊維長の違いに
より、繊維間のネツトワークの形成の仕方が異なること
が考えられる。

【００１１】微細繊維状セルロース物質の原料パルプに
対する添加割合が０．５重量％未満では添加の効果は見
られず、又２０重量％を超えて添加すると、この原料を
用いて抄紙機において抄紙する際にワイヤーからの脱水
が悪くなり、塗工紙原紙を抄造することが困難になる。
一方、微細繊維状セルロース物質の添加割合は、微細繊
維状セルロース物質の有する保水値にも関係し、同じ添
加の効果を得るのに保水値の高い方が、添加割合を少な
くできるが、使用できる保水値の上限は５５０％程度で
ある。

【００１２】本発明に使用される微細繊維状セルロース
物質は、セルロース物質からのパルプ繊維のスラリーを
振動型粉砕装置、奈良機械製作所製「マイクロス粉砕装
置」、高圧均質化装置、メディア撹拌式粉砕装置、コロ
イドミル等により処理することにより得られる。

【００１３】振動型粉砕装置は、粉砕容器を高速振動さ
せることにより、容器内に充填されたビーズ、ボールま
たはロッド間で試料に衝撃、摩擦、剪断等の力を試料に
作用させて粉砕装置である。奈良機械製作所製マイクロ
ス粉砕装置は、粉砕容器とその中で回転する主軸及び主
軸の回転と連動して公転する数本の副軸から構成され、
各副軸にそれぞれ多数のリング状粉砕媒体が付けられ、
公転、自転するリングと粉砕容器壁面の間で試料を処理
する装置である。又、高圧均質化装置は、セルロース繊
維スラリーを少なくとも3000 psiの圧力差で小径オリフ
ィスを高速度で通過させて粉砕する装置である。メディ
ア撹拌式湿式粉砕装置は、固定した粉砕容器に挿入した
撹拌機を高速で回転させて、粉砕容器内に充填したメデ
ィア（例、ガラスビーズ、アルミナビーズ等）と試料を
撹拌して剪断応力、衝撃力等の力を発生させて試料を粉
砕する装置であり、塔式、槽式、流通管式、アニュラー
式等あるが、メディア撹拌方法であればどの装置でも使
用可能である。コロイドミルとしては、砥粒を樹脂で固
めた回転する円盤状のグラインダー間で試料を処理する
例えば増幸産業製スーパーマスコロイダーが挙げられ
る。

【００１４】又、処理方法としては、バッチ式或いは連
続式の何れでも良いし、数台の装置を直列に接続して、
第一段で粗く処理し、後段で微細に処理することも可能
である。また、第一段と第二段で種類の違う装置で処理
することも可能である。

【００１５】本発明の微細繊維状セルロースに供する原
料には、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、古紙パルプ、こ
れらの混合パルプ、又麻等の非木材パルプ、コットン等
の繊維状セルロース、更にはセルロース微粉体または粒
子類が使用可能である。

【００１６】塗工紙の原料パルプについては、製法や種
類等について特に限定するものではなく、例えばＫＰ、
ＳＰ、ＡＰ法等によって得られる針葉樹パルプ、広葉樹
パルプ等の化学パルプやＳＣＰの他にＴＭＰ、ＣＴＭ
Ｐ、ＲＧＰ、ＧＰ、ＰＧＷ等の各種機械パルプたＤＩＰ
等の古紙パルプあるいは麻パルプ等の非木材パルプや合
成パルプ等が適宜組み合わされて使用される。尚、本発
明において使用される原紙は、その米坪が２０〜４００
ｇ／ｍ² 程度のものが用途、目的に合わせて適宜使用で
きる。

【００１７】被覆層を形成する方法としては、一般に公
知公用の塗工装置、例えばバーコーター、ロールコータ
ー、ブレードコーター、エアナイフコーター、カーテン
コーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、
サイズプレスコーター等の装置が用いられる。これらの
装置はオンマシン或いはオフマシンコーターの形として
慣用の方法で用いられるものであって、特に限定される
ものではない。

【００１８】本発明の被覆層に用いられる顔料として
は、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、サチンホワイ
ト、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリ
カ、酸化亜鉛、活性白土、酸性白土、珪藻土などの無機
顔料、バインダーピグメント、プラスチックピグメン
ト、中空ピイグメント等の有機顔料などが挙げられ、こ
れらは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用
いてもよい。

【００１９】本発明の被覆層に用いられるバインダー樹
脂としては、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アク
リル系、スチレン・ブタジエン・アクリル系、酢ビ系、
エチレン・酢ビ系、アクリル・酢ビ系等の各種共重合体
およびポリビニルアルコール、無水マレイン酸・スチレ
ン共重合体等の合成バインダー、酸化澱粉、エーテル化
澱粉、酵素変性澱粉およびそれらをフラッシュドライし
て得られた冷水可溶性澱粉、熱変性澱粉、カゼイン、大
豆蛋白質等の天然系バインダーの一般に知られたバイン
ダー樹脂は全て使用できる。また必要に応じて分散剤、
増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水剤、着色剤等の各種助剤
が適宜使用できる。

【００２０】被覆層組成物は、前記顔料およびバインダ
ー樹脂を含有するものであり、それらの使用割合につい
ては、バインダー樹脂を固型分換算で顔料１００重量部
当り、３〜４０重量部、好ましくは６〜２０重量部にな
るような割合で用いることが必要である。被覆層の塗工
量は特に制限はないが通常の塗工量範囲である固型分で
片面当り２〜５０ｇ／ｍ² 、好ましくは５〜３０ｇ／ｍ
² である。

【００２１】本発明における原料パルプスラリーには、
必要に応じて澱粉、澱粉誘導体或いは、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリルア
ミド等の湿式紙力増強剤、乾式紙力増強剤を含有させて
もよい。更には、通常の抄紙で使用される添加剤、例え
ばサイズ剤、消泡剤、染料、スライムコントロール剤、
填料、歩留向上剤等を必要に応じて含ませることができ
る。

【００２２】本発明で用いたJAPAN TAPPI No.26-78によ
り規定される保水値の測定法で一部変更した条件は、G3
のガラスフィルターを取り付けた、低部に穴の開いた円
筒状の遠心管に試料を入れ、3000G で15分間遠心力を作
用させることにより脱水処理し、この遠心脱水された湿
潤試料の重量を測定し、更に105℃で少なくとも5時間に
亘って乾燥させて乾燥重量を測定し、遠心脱水処理後の
湿潤試料重量から乾燥試料重量を減算し、これを乾燥試
料重量で除算し、これに１００を乗算して得られる値を
意味するものである。

【００２３】尚、遠心脱水処理すべき供試試料について
は、粉砕処理後の生成物の保水値が高いため、そのまま
で保水値の測定を行うと脱水が困難となり、水相が試料
上部に残るので、前処理としてろ過により予備脱水して
固形分濃度８〜１２重量％にしてから保水値測定に供し
た。

【００２４】又、平均繊維長は、フィンランド国KAJAAN
I社製 FS-200型繊維長測定装置で測定した数平均繊維長
値及びFS-200型繊維長測定装置では0.05mm以下の測定が
困難なため、繊維長の更に短いものは島津製作所製 SAL
D-1100型粒度分布測定装置により測定した数値である。
本発明では前記した如き微細繊維状セルロース物質を塗
工紙用原料パルプに添加して用いることにより高い剛
度、高い耐ブリスター性を有する塗工紙を得ることがで
きる。

【００２５】

【実施例】下記実施例によって本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれによって制限されるものでは
ない。なお、実施例および比較例中の「部」はすべて
「固型分重量部」である。

【００２６】実施例１〜２フリーネス(c.s.f) ４３５mlに叩解した広葉樹漂白クラ
フトパルプ（ＬＢＫＰ）と、表１に示す保水値及び平均
繊維長を有する微細繊維状セルロースとを、表１に示す
割合で配合したパルプスラリーを調製し、次いで、これ
らのパルプスラリーを JIS P 8209 により規定される方
法で、実験室用角型手抄機を用いて絶乾坪量５０ｇ／
ｍ² となるよう抄紙した。また湿紙をプレスする際にプ
レス圧を変化させて同一緊度の紙を作製した。又、下記
の処方により紙塗被液組成物を調製した。

【００２７】塗被液配合処方カオリナイトクレー（ＨＴクレー、エンケ゛ルハート゛製）７０部炭酸カルシウム（カーヒ゛タル 90、イー・シー・シー・シ゛ャハ゜ン製）３０部ＳＢＲラテックス（JSR0692、日本合成ゴム製）１０部酸化デンプン（王子エースＢ、王子コーンスターチ製）３部分散剤アロンＴ４０（東亜合成製）１部以上を分散混合した後、固形分濃度を６０％に調製し
た。

【００２８】上記の如くして得た塗被液を乾燥重量で片
面当たり２０ｇ／ｍ² となるように前記原紙の両面に塗
工した後、１２０℃の熱風乾燥機で３０秒間乾燥した。
得られた塗工紙を２０℃、６５％RHにて一昼夜放置し
た。このようにして得られた塗工紙について、下記の方
法により測定し評価した。（１）剛度の測定法 TAPPI スタンダードT-543pm-84により規定される剛度を
ガーレこわさ試験機を使用して測定した。（２）耐ブリスター性 RI印刷試験機にて両面印刷した後、調湿した塗工紙を加
熱したオイルバスに投げ込み、ブリスターの発生した最
低温度を示す。

【００２９】比較例１〜４フリーネス(c.s.f) ４３５mlに叩解した広葉樹漂白クラ
フトパルプ（ＬＢＫＰ）と表１に示す保水値及び平均繊
維長を有する微細繊維状セルロースとを表１に示す割合
で配合したパルプスラリーであること以外実施例１〜２
と同様に手抄紙を作製し、更に塗被液を塗工した塗工紙
を作製し、塗工紙の評価を行った。実施例１〜２及び比
較例２〜４で使用した微細繊維状セルロースは、中央化
工機製振動型粉砕装置（ＭＢ−１型）を用い、径5mm ジ
ルコニアビーズ容量２０００ml、1重量％パルプスラリ
ー９００mlを粉砕容器（3400ml）に入れ、回転数、振幅
条件及び供試パルプの種類を変えて湿式粉砕処理により
得たものである。

【００３０】実施例３〜４及び比較例５フリーネス(c.s.f) ４４０mlに叩解した広葉樹漂白クラ
フトパルプとフリーネス(c.s.f.)４７０mlに叩解した針
葉樹漂白クラフトパルプ及び表２に示す保水値、平均繊
維長を有する微細繊維状セルロースとを表２に示す割合
で配合したパルプスラリーを調製し、次いで、これらの
パルプスラリーを JIS P 8209 により規定され方法で、
実験室用角型手抄機を用いて絶乾坪量２００ｇ／ｍ² と
なるよう抄紙した。湿紙をプレスする際にプレス圧を変
化させて同一緊度の紙を作製した。

【００３１】又、塗被液組成物は実施例１〜３で使用し
たものと同じものを使用し、塗被液を乾燥重量で片面当
たり２０ｇ／ｍ² となるように前記原紙の両面に塗工し
た後、１２０℃の熱風乾燥機で３０秒間乾燥した。得ら
れた塗工紙を20℃、65％RHにて一昼夜放置した。

【００３２】実施例１〜２及び比較例５で使用した微細
繊維状セルロースは、ダイノミル装置（シンマルエンタ
ープライゼス社製、KDL-PILOT型）に径1.7mmガラスビー
ズを充填率６０％になるよう容器に充填し、１重量％パ
ルプスラリーを連続的に装置に通しで粉砕処理して得た
ものである。

【００３３】実施例５及び比較例６〜７フリーネス(c.s.f) ４６５mlに叩解した広葉樹漂白クラ
フトパルプ（ＬＢＫＰ）と表３に示す保水値及び数平均
繊維長を有する微細繊維状セルロースとを表３に示す割
合で配合したパルプスラリーを調製し、次いで、これら
のパルプスラリーをJIS P 8209 に準じ、実験室用角型
手抄機を用いて絶乾坪量６０ｇ／ｍ² となるよう抄紙
した。また湿紙にプレスをかける際にプレス圧を変化さ
せて同一緊度の手抄紙を作製した。

【００３４】実施例５で使用した微細繊維状セルロース
物質は、セルロース微粉体（日本製紙製ＫＣフロック、
平均径25μｍ、保水値62％）を中央化工機製振動型粉砕
装置（ＭＢ−１型）を用いて湿式粉砕処理して得たもの
である。又、紙塗被液組成物は実施例１〜２で使用した
ものと同じものを使用し、塗被液を乾燥重量で片面当た
り２０ｇ／ｍ² となるように前記原紙の両面に塗工した
後、120℃の熱風乾燥機で30秒間乾燥した。得られた塗
工紙を20℃、65％HR にて一昼夜放置した。

【００３５】比較例８湿式粉砕処理していない未処理セルロース微粉体（日本
製紙製、ＫＣフロック、平均径25μｍ、保水値62％）を
５％、広葉樹晒クラフトパルプ（フリーネス、c.s.f ４
６５ml）９５％であること以外実施例５と同様に手抄紙
を作製し、更に塗被液を塗工し、塗工紙の評価を行っ
た。

【００３６】表１に実施例１〜２及び比較例１〜４で得
られた緊度０．９ｇ／ｃｍ³ における塗工紙の剛度、耐
ブリスター性の値を示す。表２に実施例３〜４及び比較
例５で得られた緊度０．８ｇ／ｃｍ³ における塗工紙の
剛度、耐ブリスター性の値を示す。又、表３に実施例５
及び比較例６〜８で得られた緊度０．９ｇ／ｃｍ³ にお
ける塗工紙の剛度、耐ブリスター性の値を示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】表１〜表３により、本発明の塗工紙は剛度
が高く、耐ブリスター性が高い（実施例１〜５）のに対
し、本発明で用いた微細繊維状セルロース物質を含まな
い塗工紙（比較例１、５、６）及び平均繊維長0.01mm以
下、0.4mm 以上の微細繊維状セルロース物質、保水値21
0%以下の微細繊維状セルロース物質を配合したものは剛
度、耐ブリスター性の向上効果がないか、小さい（比較
例２〜４、７）。又、公知のセルロース微粉体を用いる
と未配合の塗工紙に比べ剛度、耐ブルスター性がむしろ
低下した（比較例６、８）。更に比較例３に示すように
本発明で用いた微細繊維状セルロ゜ス物質を多く使用す
るとろ水性が悪くなり抄紙が困難となった。

【００４１】これらの結果から、本発明において、平均
繊維長と保水値が前記数値範囲内にある微細繊維状セル
ロース物質を所定量配合した塗工用原紙を使用すること
が優れた剛度、耐ブリスター性を有する塗工紙を得る上
で不可欠な要件であることが判る。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明は、紙
の両面に塗工層を設ける塗工紙用原料パルプに特定の微
細繊維状セルロース物質を添加することにより高い剛
度、良好な耐ブリスター性を有する塗工紙を得ることを
可能にする。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材パルプを主原料とする原紙と、この
原紙の両面に形成され、かつ顔料とバインダー樹脂を主
成分とする被覆層とを有する塗工紙において、前記原紙
の原料パルプ中に、JAPAN TAPPI No.26-78により規定さ
れる保水値が２１０〜５５０％で、かつ平均繊維長が
０．０１〜０．４mmの微細繊維状セルロース物質を全原
料パルプに対して０. ５〜２０重量％配合したことを特
徴とする塗工紙。