JP2001262499A - 印刷用塗工紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気同伴に伴う塗工紙表面上の塗工ムラの発生
しない印刷用塗工紙の製造方法を提供する。 【解決手段】顔料と接着剤を主成分とする塗工液を基材
上に塗工してなる印刷用塗工紙の製造方法において、該
塗工液中に電子線硬化性樹脂を含有する塗工液を、カー
テン塗工装置を使用して塗工し、該塗工液を、アプリケ
ーション前後のいずれか一方又は両方で硬化させること
を特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用塗工紙の製
造方法に関し、更に詳しくは、塗工ムラの発生しない優
れた印刷用塗工紙の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、顔料塗工紙は、未塗工の上質
紙と比較して平滑性、光沢が高く、インクの吸収性が均
一であるため、印刷用塗工紙として用いられている。特
に近年、印刷物の視覚化が進み、印刷用塗工紙に対する
要求も多様化しており、さらに、印刷方式もグラビア、
輪転オフセット、枚用オフセットなど多種にわたり、そ
れぞれの印刷様式に適合した特性を持つ印刷用塗工紙の
開発が進んでいる。このような状況の中で、顔料塗工を
行う印刷用塗工紙の塗工技術に対する要求は、表面の平
滑性が高く、塗工欠点のない製品を高い生産性下で得る
ことである。

【０００３】顔料塗工を行う印刷用塗工紙の塗工方法も
多岐にわたるが、具体的には、ブレード塗工法、エアナ
イフ塗工法、ロール塗工法を挙げることが出来る。しか
しながら、これらの塗工方式では、塗工液に含まれる顔
料の種類や形状を、塗工製品の品質や工程の安定性を考
慮すると、制約せざるを得ず、品質の向上に多大な効果
を有する顔料の添加を断念することを余儀なくされ、高
品質な印刷用塗工紙を得ることが望めない状況にある。

【０００４】すなわち、ブレード塗工法では、塗工操作
において、ストリークやスクラッチなどの塗工欠陥が生
じ易い。ストリークやスクラッチが発生すると、発生部
分は全て損紙となるため、生産の効率化やコストの面で
大きな損失となる。また、これらの欠陥の発生は、塗工
速度が高速化されるほど、また、塗工濃度が高くなるほ
ど一層顕著なものとなり、生産の効率化と品質の向上が
両立しない。

【０００５】また、かかる塗工法は、余剰な液の供給か
ら計量までの間に、ウェブに塗工液中の水あるいはバイ
ンダー成分が必要以上に進入するため、余剰分として掻
き落とされた液は、供給前の駅の組成と異なる。従っ
て、時間の経過と共に塗工液の組成が変化し、安定した
品質の製品を得ることが出来ない。

【０００６】エアナイフ塗工法は、エアナイフ特有のパ
ターンを塗工層に発生し易い。このことにより、塗工層
の表面の光沢、平滑度は著しく低下し、単に品質が低下
するだけでなく、印刷時にも重大な傷害となる。この傾
向は、塗工速度を高くした場合や液を高濃度化した場合
に顕著なものとなり、生産の効率化と品質の向上が両立
しない。

【０００７】ロール塗工法は、ロールの組み合わせなど
により様々な形式のものが存在するが、基本的には、複
数ロールを組み合わせてロール間での塗工液の転写によ
り液を計量しウェブに転写する塗工方法である。かかる
塗工方法は、ロール特有のパターンを発生しやすく、ま
た、塗工ロール面とウェブの転写後の剥離の際に塗工面
の光沢、平滑性が低下し、品質が低下するだけでなく、
印刷時にも重大な傷害となる。この傾向は、液濃度、あ
るいは、塗工速度を高くすると顕著になる。

【０００８】これらに対し、カーテン塗工法は、塗工液
が流路を規制されて流れる場が、コーターヘッドの内部
のスリットの部分だけであり、このスリット幅の選択範
囲は広いが、通常は、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの間であ
る。カーテン塗工法では、リップから流出した液は、ウ
ェブに接触するまで自由表面を形成するため、流路を規
制されない。これに対して、ロッドやブレード塗工方式
では、塗工液の計量が行われるブレードとウェブの最小
の間隙は、通常は、０．０５ｍｍ以下である。従って、
凝集物や異物などが塗工液中に存在する場合に、ストリ
ークとして現れる確率は、ブレード塗工方式より、カー
テン塗工方式の方が極めて低い。

【０００９】また、カーテン塗工方式は、前計量型の塗
工方式であるため、ヘッドから流出した塗工液が回収さ
れて使用される量が少ない。一方、ブレード塗工方式
は、一旦、塗工液を過剰に供給した後に、掻き落として
計量を行う後計量型の塗工方式であるため、回収される
液量は、カーテン塗工方式と比較して多い。また、ブレ
ード塗工方式では、過剰な塗工液がウェブに供給された
ときに、塗液中の水あるいはバインダーがウェブに選択
的に吸収され、回収液が高濃度化して塗工液が高濃度化
したり、原紙表面に付着している異物が回収液に同伴し
てストリークの原因更に、カーテン塗工方式は、ブレー
ド塗工方式のように原紙とメタリングブレードが接触し
ているような接触式の塗工方法でないために紙切れが非
常に起こり難く、操業的にも安定しているという利点も
有している。従って、カーテン塗工方式では、長時間の
操業でも塗工液が濃度変化することなく、安定した塗工
が行える。更に、カーテン塗工方式は、ブレード塗工方
式のように原紙とメタリングブレードが接触しているよ
うな接触式の塗工方法でないために紙切れが非常に起こ
り難く、操業的にも安定しているという利点も有してい
る。

【００１０】このように、カーテン塗工方式は、前計量
型の塗工装置であり、塗工時に塗工液の掻き落としがな
いため、塗工液がウェブの表面形状に沿った極めて均一
な、いわゆる輪郭塗工層を形成する。これは、ウェブに
多少の凸凹が存在しても、塗工層が均一であるため、塗
工ムラの発生がなく、特に、平滑性に優れたウェブ上に
塗工を行った場合には、塗布面の平滑性と塗布量の均一
性に優れた理想的な印刷用塗工紙を得ることが出来る。

【００１１】しかしながら、カーテン塗工方式にも問題
点は存在する。カーテン塗工方式は高速塗工適性に優れ
た塗工方式ではあるが、生産性の向上を目的として、更
なる塗工速度の増加を図った場合、ウェブと塗工液中に
空気が同伴される、いわゆる空気同伴という現象が現れ
てくる。即ち、走行するウェブによって運ばれる空気の
流れがカーテン膜、及びカーテン膜とウェブの接触線に
衝突して、カーテン膜と接触線を動揺せしめ、ウェブと
塗工液との間に空気を同伴せしめる現象であり、この空
気同伴現象が生じると、塗工された塗工表面には、ピン
ホール状の未塗工部分が現れ、これが塗工ムラとなり、
このピンホール状の未塗工部分は印刷後においても、印
刷されることが無く、印刷ムラとなって残ってしまう。

【００１２】このような空気同伴現象は、塗工速度が速
ければ速いほど顕著になり、また、ウェブの平滑性が低
下するほど顕著な現象となって現れる。

【００１３】印刷用塗工紙においては、このような塗工
欠陥は致命的であるため、この空気同伴現象の発生を抑
制することは塗工の高速化を行う上で重要な課題となる
ことは明白である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、エアナイフ塗工方式、ブレード塗工方式、ロール塗
工方式では実現することが不可能であった高品質な製品
の製造と紙切れなく長時間の生産が可能な安定した操業
性を、カーテン塗工方式を用いることにより実現し、空
気同伴現象の伴う塗工ムラを発生させることなく、高速
塗工が可能な印刷用塗工紙の製造方法を提供することで
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の印刷用塗
工紙の製造方法は、顔料と接着剤を主成分とする塗工液
を基材上に塗工してなる印刷用塗工紙の製造方法におい
て、該塗工液中に電子線硬化性樹脂を含有する塗工液
を、カーテン塗工装置を使用して塗工し、該塗工液を、
アプリケーション前後のいずれか一方又は両方で硬化さ
せることを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の印刷用塗工紙につ
いて、詳細に説明する。本発明の印刷用塗工紙の製造方
法は、カーテン塗工方式にて空気同伴無く、高速での安
定操業が可能な印刷用塗工紙の製造方法であるが、この
空気同伴という事象についてもう少し詳しく述べると、
空気同伴とは、例えば塗工速度の増加に伴い、原紙と塗
工液の間に空気が同伴され、この気泡が乾燥時に塗工層
表面に現れ、結果としてピンホール状の塗工ムラとなっ
て現れる現象である。この気泡は、小さなものであれば
塗工液中に溶解され問題とはならないものの、大きい気
泡は完全に溶解されることなく、塗工層表面に塗工ムラ
を形成する。本発明者は、このような空気同伴現象につ
いて様々な実験を行い、このような気泡が主要因である
空気同伴の防止方法として、電子線硬化性樹脂を含有し
た塗工液をアプリケーション前後のいずれか一方、又は
両方で硬化させることで達成されることを見いだした。
即ち、アプリケーションされる塗工液を硬化させること
により、例え、原紙と塗工液の間に気泡が同伴されたと
しても、この同伴された気泡は、硬化された塗工液表面
に現れることはなく、原紙中に拡散していき、問題とは
ならないことは明らかである。硬化させる手段として
は、アプリケーション前後のいずれか一方、又はその両
方が考えられるが、基本的に同伴された気泡が塗工層表
面上に現れてくる前であれば前後、又はその両方で硬化
させたとしても問題とはならない。また、塗工液を硬化
させる面に関しては、これもどちらの面からでも良い
が、原紙と接触する面を硬化させると、原紙に対する塗
工液の接着が弱くなるためあまり好ましくなく、原紙と
接触しない面からの硬化が好ましい。

【００１７】本発明で用いられる原紙は、特に限定され
るものではなく、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ等の化学パルプ、
ＧＰ，ＰＧＷ，ＲＭＰ，ＴＭＰ，ＣＴＭＰ，ＣＭＰ，Ｃ
ＧＰ等を含む機械パルプ、ＤＩＰ等の古紙パルプを含
み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タル
ク、クレー、カオリン等の各種填料、サイズ剤、定着
剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤等の各
種添加剤を含み、酸性または中性もしくはアルカリ性で
抄造される。

【００１８】この原紙を抄造する抄紙機は、円網、長
網、ツインワイヤー等の各種フォーマーおよびそれらの
各種フォーマーを組み合わせ、抄き合わせを行う抄紙機
等である。

【００１９】本発明に用いる塗工用顔料は、特に限定さ
れるものではなく、例えば、カオリンクレー、デラミネ
ーテッドクレー、焼成クレー、重質炭酸カルシウム、沈
降性（軽質）炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タ
ルク、二酸化チタン等が挙げられる。

【００２０】本発明に用いられるラテックスバインダー
としては、スチレン・ブタジエン共重合体等の共役ジエ
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等
のアクリル系重合体ラテックス、スチレン・酢酸ビニル
系共重合体等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等の官能
基含有単量体で変性したアルカリ感応性あるいはアルカ
リ非感応性の重合体ラテックス等の共重合体ラテックス
等を用いることができる。特に、顔料結合力、作業性、
コストの面等を考慮して、スチレン・ブタジエン共重合
体等の共役ジエン系共重合体ラテックスが好ましく用い
られる。

【００２１】また、その他のバインダーとして、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、大豆蛋白などの天然系バインダーなどを
併用することができ、更に保水性を高めるために、アル
カリ増粘型ラテックス、カルボキシメチルセルロース、
メチルセルロース、アルギン酸ナトリウムなどの保水剤
を適宜配合しても良い。

【００２２】本発明に用いられる電子線硬化性樹脂とし
て用いることの出来る樹脂としては、エチレン性不飽和
結合を有する化合物が挙げられるが、より具体的には以
下の樹脂が挙げられる。

【００２３】（１）脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪
族の多価アルコール、及びポリアルキレングリコールの
ポリ（メタ）アクリレート （２）脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族の多価アル
コールにアルキレンオキサイドを付加させた多価アルコ
ールのポリ（メタ）アクリレート （３）ポリエステルポリ（メタ）アクリレート （４）ポリウレタンポリ（メタ）アクリレート （５）エポキシポリ(メタ)アクリレート （６）ポリアミドポリ（メタ）アクリレート （７）ポリ（メタ）アクリロイルオキシアルキルリン酸
エステル （８）（メタ）アクリロイルオキシ基を側鎖、又は末端
に有するビニル系、又はジエン系化合物 （９）単官能（メタ）アクリレート、ビニルピロリド
ン、（メタ）アクリロイル化合物 （１０）エチレン性不飽和結合を有するシアノ化合物 （１１）エチレン性不飽和結合を有するモノ、又はポリ
カルボン酸、及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウ
ム塩、アミン塩など （１２）エチレン性不飽和（メタ）アクリルアミド、又
はアルキル置換（メタ）アクリルアミド、及びその多量
体 （１３）ビニルラクタム、及びポリビニルラクタム化合
物 （１４）エチレン性不飽和結合を有するエーテル、ポリ
エーテル、及びそのエステル （１５）エチレン性不飽和結合を有するアルコール、ポ
リオール、及びそのエステル （１６）スチレン、ジビニルベンゼンなど１個以上のエ
チレン性不飽和結合を有する芳香族化合物 （１７）（メタ）アクリロイルオキシ基を側鎖、又は末
端に有するポリオルガノシロキサン系化合物 （１８）エチレン性不飽和結合を有するシリコーン化合
物 （１９）上記（１）〜（１８）記載の化合物の多量体、
或いはオリゴエステル（メタ）アクリレート変性物

【００２４】これらの電子線硬化性樹脂は、単独、又は
他の樹脂と併用して使うことが出来るが、本発明で用い
ている塗工液は水溶性であるため、これら電子線硬化性
樹脂は水などに乳化させて用いることが好ましい。ま
た、これら電子線硬化性樹脂の添加量としては特に制限
はないが、印刷用塗工紙の品質設計上、１０重量部以下
が好ましく、更に、塗工液の硬化程度を考慮した場合、
４〜８重量部の添加が更に好ましい。

【００２５】さらに、その他一般に使用されている助剤
である界面活性剤、分散剤、増粘剤、消泡剤、滑剤、染
料、ｐＨ調整剤などを適宜使用しても良い。

【００２６】本発明における塗工組成物は、上記した各
成分を秤量し、例えば、コーレス分散機、ケディミルの
ような分散機などを用いて配合し、容易に調整できる。

【００２７】本発明による塗工組成物を原紙に塗工する
方法は、カーテン塗工方式であり、前記原紙の片面、あ
るいは両面に、片面塗工量が絶乾重量で５〜２０ｇ/ｍ²
の範囲内、好ましくは１０〜２０ｇ/ｍ²の範囲内で、オ
ンマシン、オフマシンにより塗工することが出来る。塗
工量が５ｇ/ｍ²より少ないと、実質的にはカーテン膜の
形成が不安定であり、カーテン膜を安定させる手段とし
て、供給流量を増加すべく、塗工液の希釈を余儀なくさ
れるが、例え塗工液を希釈し、カーテン膜を安定させた
としても５ｇ/ｍ²以下では、空気同伴と言うよりも塗工
層のカバリング性という点で十分なカバリングが実現さ
れず、また、乾燥における負荷がかかりコスト的にも満
足のいくものが得られず、本発明の目的には則さない。
また、２０ｇ/ｍ²より多いと、確かに空気同伴の改善に
は非常に効果的であるものの、効果は頭打ちとなり、更
にコストの増加を伴うために適さない。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明の内容は実施例に限られるものではない。

【００２９】空気同伴に伴う塗工ムラの評価は、下記の
方法によって行った。製造した塗工紙の塗工層表面を画
像解析し、空気同伴により発生しているピンホール状の
塗工欠陥の面積率を測定し、その発生程度が、×：発生
している、○：ほとんど発生していない、◎：全く発生
していない、として評価した。なお、印刷用塗工紙を用
いた印刷物として満足できるレベルは、○以上である。

【００３０】実施例１ 原紙は、パルプ配合として、市販ＬＢＫＰ（濾水度３５
０ｍｌｃｓｆ）を３０重量部、市販ＮＢＫＰ（濾水度４
２０ｍｌｃｓｆ）を７０重量部、内填する顔料として、
形質炭酸カルシウムを配分量で１０重量％、その他アル
キルケテンダイマー系内填サイズ剤を０．０３重量部、
市販カチオン化澱粉を１．０重量部、市販カチオン系ポ
リアクリルアミド歩留まり向上剤を０．０３重量部で調
整したものを用いた。

【００３１】次に、顔料として、重質炭酸カルシウム５
０重量部、カオリン５０重量部、分散剤としてポリアク
リル酸ソーダを０．４重量部をコーレス分散機を用いて
水に分散し、バインダーとしてスチレン・ブタジエン系
のラテックスバインダーを１０重量部、リン酸エステル
化澱粉を４重量部、電子線硬化性樹脂として２官能のア
クリレート（日本化薬株式会社製、ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ
−１６７）を５重量部加えて撹拌し、その後、ｐＨが
９．７になるようにＮａＯＨを添加し、保水剤としてカ
ルボキシメチルセルロースを、界面活性剤としてアセチ
レングリコールを添加した後、水を加えて固形分濃度６
０％の塗工組成物を得た。

【００３２】次に、塗工組成物を、塗工速度１０００ｍ
／ｍｉｎのカーテンコーターを用いて、フェルト面とワ
イヤー面の塗工量がそれぞれ１０ｇ/ｍ²と１１ｇ/ｍ²、
カーテン膜の下流側片方向面から、電子線加速電圧２０
０ｋＶ、吸収染料２Ｍｒａｄの電子線照射を行いなが
ら、塗工紙の水分値が６．０重量％となるように塗工、
乾燥し、得られた長さ１００００ｍの印刷用塗工紙をロ
ール表面温度６０℃、線圧２００ｋｇ／ｃｍ、速度４０
０ｍ／分の条件でスーパーカレンダー処理し、空気同伴
の程度を評価した。

【００３３】実施例２〜３、比較例１〜５ 下記表１記載のように、アプリケーション前、及び、又
はアプリケーション後に電子線照射を行うか、電子線硬
化性樹脂を添加せずに同様の条件でカーテン塗工を行う
こと以外は、実施例１と同様に行った。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から明らかなごとく、本発明における
印刷用塗工紙は、空気同伴による塗工ムラの発生しない
優れた印刷用塗工紙であることが判る。

【００３６】

【発明の効果】本発明の印刷用塗工紙の製造方法は、塗
工液中に電子線硬化性樹脂を含有する塗工液を、カーテ
ン塗工装置を使用して塗工し、該塗工液を、アプリケー
ション前後のいずれか一方又は両方で硬化させることに
より、空気同伴に伴う塗工ムラの発生しない印刷用塗工
紙を製造することが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料と接着剤を主成分とする塗工液を基
   材上に塗工してなる印刷用塗工紙の製造方法において、
   該塗工液中に電子線硬化性樹脂を含有する塗工液を、カ
   ーテン塗工装置を使用して塗工し、該塗工液を、アプリ
   ケーション前後のいずれか一方又は両方で硬化させるこ
   とを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。