JP2967723B2 - オフセット印刷用塗被紙の製造方法及び塗被紙 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、原紙に下塗り顔料塗被
液を塗被する場合において高速操業性に優れ、且つ上塗
り塗被後の表面性、印刷適性等に優れたオフセット印刷
用塗被紙の製造方法及びその塗被紙に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷用紙の需要も徐々に増加する
傾向にある。とりわけチラシ、カタログ、パンフレッ
ト、ダイレクトメール等広告、宣伝を目的とした商業印
刷分野での需要が伸びていることが特徴である。これら
商業印刷物は、それ自体の商品価値は低いが、宣伝媒体
として目的が達成されることが重要であるので、低コス
トで印刷仕上がりが良く、輸送あるいは郵便コストも低
いものが求められている。このような情況下で高品質を
維持しつつ生産性を上げ、コストダウンを図るべく、塗
被方式の検討、塗被の高速化、塗料の見直しなどを進め
ている。

【０００３】塗被紙の生産方式としては、抄紙と塗被を
別々の工程で行うオフマシン塗被方式と、一台のマシン
上で抄紙と塗被を連続して行うオンマシン塗被方式があ
り、オンマシン塗被方式の方が塗被時間の短縮、巻取り
の枠替えの減少等により効率的な生産が可能である。

【０００４】また、多層塗被方式で塗被紙を製造する
と、安価な顔料を下塗り塗被液に利用できることにより
コストダウンが図れ、多層塗被紙自体も下塗り塗被によ
り原紙の被覆性が向上することから、上塗り塗被後の品
質も向上すると言われている。そのため、多層塗被紙を
オンマシン塗被方式で製造することにより、品質の維持
と生産の効率化を図ることが考えられる。

【０００５】しかし、オンマシン塗被方式で製造した多
層塗被紙は、必ずしも品質的に優れているとは言い難
く、単層塗被紙と比べると平滑度、白紙光沢度、印刷後
光沢が劣るという問題がある。単層塗被紙より品質が向
上するのは、下塗りと上塗りの合計塗被量をかなり多く
した場合であった。この理由は以下の通りである。

【０００６】従来、単層塗被紙を製造する場合、原紙の
紙層間強度を確保し、原紙中に顔料塗被液が過度に浸透
することを防ぐために、デンプンなどで表面サイズ塗被
した後に顔料塗被液を塗被していた。一方、オンマシン
方式で多層塗被する場合には、上記表面サイズ処理と下
塗り顔料塗被を同時に行うために、どうしても表面サイ
ズが不十分となり、下塗り顔料塗被液が原紙内部に浸透
してしまう。そのため単層塗被紙と同じ有効塗被層を確
保するためにはトータルの顔料塗被量を単層塗被紙の場
合より多くしなければならなかった。したがって、現状
ではオンマシン多層塗被が必ずしもコストダウンに結び
ついていない。

【０００７】一方、オンマシン塗被方式による塗被の高
速化は、操業性、品質上の問題から、現在までのところ
約１１００ｍ／分が限界であるとされている。オンマシ
ン塗被装置としては一般に、ゲートロールコータやブレ
ードあるいはロッドメタリングサイズプレスコータなど
のフィルムトランスファー方式のコータが用いられる。
この方式のコータを１１００ｍ／分以上の高速で操業す
る場合に顕著になる問題としては、アプリケーションロ
ールのニップ出口で塗被液が霧状になって飛散するミス
ト発生トラブルや、ロール径、周速が異なるロール間に
かかるせん断力によって、塗被液が凝固してロール表面
に付着するガムアップトラブルが挙げられる。また、高
速化すればするほど乾燥時間が短くなり、下塗り顔料塗
被後の乾燥が不十分なまま、シリンダードライヤーに入
るために、最初の一本目のシリンダーロールが汚れる問
題（以下アフタードライヤー汚れと称す）が一層顕著に
なる。

【０００８】これらの問題のうちミスト、ガムアップは
塗被液濃度を低下させることによって低減できることが
知られている。しかし、このような処置は、下塗り顔料
塗被液の原紙へのしみ込みが多くなり、塗被量のコント
ロールが難しくなると同時に、原紙被覆性が低下するこ
とにより、上塗り塗被後の表面性、面状、印刷適性が低
下してしまう品質上の問題がある。また低濃度化すると
乾燥が後工程にずれ込むため、アフタードライヤー汚れ
はますますひどくなる。

【０００９】以上のごとく、オンマシンで多層塗被する
場合、単層塗被紙の場合と同じ塗被量では表面性、印刷
適性が劣り、また塗被速度が高速になるほど操業性の問
題が顕著になることから品質と操業性を両立することは
困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明の課題は、オンマシン塗被方式を使用し、高
速条件、特に１１００ｍ／分以上の高速における下塗り
顔料塗被工程での操業性を改善し、更に上塗り塗被後の
品質に優れたオフセット印刷用塗被紙の製造方法及びそ
の方法で製造した塗被紙を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題について鋭意研究を重ねた結果、原紙に顔料塗被液を
少なくとも二度塗被するオフセット印刷用塗被紙の製造
方法において、フィルムトランスファー方式の塗被装置
を使用して下塗り層を塗被し、更に赤外線乾燥装置で乾
燥した直後に、金属ロールと弾性ロールで構成されるソ
フトカレンダーを用いてカレンダー処理した後、該カレ
ンダー処理した下塗り塗被層に上塗り塗被液を塗被する
ことにより本発明を成すに至った。

【００１２】即ち本発明は、フィルムトランスファー方
式による下塗り塗被直後に赤外線乾燥装置を用いること
と通常塗被紙の仕上げ工程で使用するソフトカレンダー
処理とを組み合わせた点に特徴がある。赤外線乾燥装置
による下塗り層の乾燥は、塗被後できるだけすみやかに
行うことが好ましい。そうすることにより下塗り塗被液
の原紙中への浸透を抑えることができる。また、赤外線
乾燥装置による下塗り層の乾燥は、その直後に行われる
ソフトカレンダー処理の効果に大きく影響する。完全に
乾燥してしまえばソフトカレンダー処理による下塗り塗
被面の表面性が良好にならず、上塗り塗被後の白紙光沢
度や平滑度の効果が十分でない。故に、乾燥の程度は、
その直後に行われるソフトカレンダーに汚れが付着しな
い程度で、且つソフトカレンダーの効果を十分に引き出
す程度に行うことが好ましい。

【００１３】本発明においては、フィルムトランスファ
ー方式の塗被装置を使用して、１１００ｍ／分以上の高
速で塗被してもアフタードライヤー汚れが発生しないの
で、高い操業性を得ることができる。これは、高いエネ
ルギー密度を有し、透過性の高い近赤外領域の波長の赤
外線で、塗被紙と非接触で、塗被層表面のみでなく塗被
層全体を急速に乾燥させることができるためである。

【００１４】更に本発明により、操業性とともに、単層
塗被紙と同一塗被量では、上塗り塗被後の最終製品の白
紙光沢度、平滑度、印刷後光沢等の品質を向上させるこ
とができ、また同一品質であれば、塗被量を減少させる
ことができ、コスト上のメリットを得ることができる。
この理由は以下のように考えられる。塗被紙を通常の乾
燥装置、例えば熱風ドライヤーで乾燥しても、塗被紙の
表面温度は約５０〜６０℃である。一方、高い乾燥能力
を持つ赤外線で乾燥すると塗被紙の表面温度は８０℃以
上の高温となる。このように表面が高温の状態でソフト
カレンダー処理すると、塗被層表面がより可塑化されや
すい状態でカレンダー面と接するため、塗被層表面は全
体的に均一化され、白紙光沢度、平滑度が向上すると考
えられる。このようにして、フィルムトランスファー方
式で塗被後、赤外線乾燥装置で乾燥し、ソフトカレンダ
ー処理した下塗り層は、つづいて上塗り塗被工程に移行
する。上塗り塗被は、下塗り層のソフトカレンダー処理
後に行うこともできるが、上塗り塗被前に下塗り層を更
にシリンダードライヤーにより乾燥し、再度カレンダー
処理しても良い。

【００１５】以上のような、塗被方式、乾燥、カレンダ
ー方法を採用することにより、高速操業性に優れ、また
最終製品の白紙光沢度、平滑度、印刷後光沢を向上させ
ることができ、優れた品質を得ることができる。

【００１６】本発明におけるソフトカレンダー処理は、
ソフトカレンダーの金属ロールの温度を８０〜１８０℃
の範囲内に調節して行うことが望ましい。８０℃より低
い温度では、表面性、印刷後光沢の向上効果が得られに
くい。また、１８０℃より高い温度では、極表層部の表
面性、凹凸の指標となる白紙光沢度が、過度に上がりす
ぎるため、上塗り塗被時にブレードの刃先に異物が引っ
かかり易くなるためストリークが発生しやすくなる。

【００１７】本発明においてフィルムトランスファー方
式の塗被装置は、ゲートロールコータ、ブレードあるい
はロッドメタリングサイズプレスコータなどが使用でき
る。特に口ッドメタリングサイズプレスコータを使用す
る場合には、表面が平滑で且つロッド径を３０〜５０ｍ
ｍにすることにより、より好ましい操業性と品質を得る
ことができる。表面が平滑なロッドでない場合には、ス
トリーク発生という新たな操業上の問題が生じ易い。ま
た、直径が３０ｍｍより小さいロッドでは、塗被液フィ
ルムの形成能が低下し、原紙の被覆状態が均一にならず
面状が劣る傾向にある。この傾向は、ロッド径が増すに
つれ少なくなるが、５０ｍｍより大きい口ッドでは効果
が変わらないため、特に大きくする必要がない。

【００１８】また、下塗り顔料塗被液濃度については、
４０〜５５％がより好ましい。４０％より低い場合に
は、現在の赤外線乾燥装置の乾燥能力では、１１００ｍ
／分以上の高速操業においては塗被液の原紙内部への浸
透が大きくなりすぎて、ソフトカレンダー処理による表
面性の向上が不十分となり易い。反対に５５％より高い
場合には、ミスト発生トラブルが多発傾向にある。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の顔料塗被液に使用する顔
料については、重質炭酸カルシウムが主に使用される
が、要求品質に応じて軽質炭酸カルシウム、カオリン、
クレー、タルク、サチンホワイト、プラスチックピグメ
ント、二酸化チタン等を併用する。また、顔料塗被液に
使用する接着剤としては、スチレン・ブタジエン系、ス
チレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系等の各種
共重合体エマルジョン及びポリビニルアルコール、無水
マレイン酸共重合体等の合成系接着剤、酸化デンプン、
エステル化デンプン、酵素変性デンプン、エーテル化デ
ンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可
溶性デンプン等を用いる。

【００２０】本発明の顔料塗被液には分散剤、増粘剤、
保水剤、消泡剤、耐水化剤等通常の塗被紙用顔料に配合
される各種助剤を使用しても良い。また、原紙として
は、一般の印刷用塗被紙に用いられる坪量３０〜１００
ｇ／ｍ² が好ましく、目的により上質紙、中質紙を選択
して使用する。

【００２１】下塗り顔料塗被液の塗被量は、原紙の片面
当たり固形分で３〜８ｇ／ｍ² の範囲で塗被するのが好
ましい。３ｇ／ｍ² より少ない量の塗被は装置上の限界
から困難であり、塗被液濃度を下げた場合には、塗被液
の原紙内部への浸透が大きくなり表面性が低下しやす
い。８ｇ／ｍ² より多い量を塗被する場合は、塗被液濃
度を高くする必要があり、装置上塗被量のコントロール
が難しい。

【００２２】下塗り顔料塗被後の赤外線乾燥装置として
はガス赤外線、電気赤外線いずれのタイプでも良く、そ
のマシン方向放射長は５００〜２０００ｍｍで使用する
ことが望ましい。５００ｍｍより短い場合には、塗被紙
の表面温度が高くならないため、ソフトカレンダー処理
後の表面性向上効果が不十分であったり、塗被紙の水分
が高過ぎるためにソフトカレンダーロールの汚れが生じ
やすい。また２０００ｍｍより長い場合には、塗被紙の
水分が少なくなりすぎるため、やはりソフトカレンダー
処理後の表面性向上効果が現れにくくなる。

【００２３】またソフトカレンダーの型式は、通紙の容
易さ、省スペースを考慮して２ロール、１スタックまた
はタンデムタイプの２スタックが好ましい。弾性ロール
の材質は特に限定するものではないが、耐熱性に優れる
変性ウレタン系、エポキシ系、ポリエーテル系等のプラ
スチック及びこれらの複合系から成るものが好ましい。
また弾性ロールの硬度は、耐久性の良いショア硬度Ｄ８
０〜９４のものを使用することが望ましい。また、ソフ
トカレンダーを構成する金属ロールのＪＩＳＢ０６５１
で定義される表面粗さ（Ｒｚ：十点平均表面粗さ）は２
〜１５μｍであることが望ましく、より好ましくは３〜
１０μｍである。２μｍより小さい金属ロールでカレン
ダー処理すると、上塗り顔料塗被をブレード方式の塗被
装置で実施した場合に、操業上ストリークが若干多めに
なる傾向が見られた。この原因は、平滑な金属ロールの
表面が下塗り塗被紙表面に転写され、極表層部の凹凸が
少なくなりすぎるため、上塗り塗被の際、異物がブレー
ド刄先に引っかかり易くなったためと考えられる。逆に
１５μｍより大きい金属ロールでカレンダー処理する
と、粗い金属ロール表面が、下塗り塗被紙表面に転写さ
れ、極表層部の凹凸が多くなりすぎ、上塗り塗被後の白
紙光沢度の向上が不十分になり易かった。尚、金属ロー
ルの材質は特に限定するものではないが、一般に鋼鉄製
チルドロール等の金属ロールをサンドブラスト法や腐食
法等によって表面仕上げしたものが好ましい。

【００２４】次に本発明において、上塗り顔料塗被液の
顔料、接着剤組成、配合量、塗被量等は特に限定され
ず、一般に使用される顔料、接着剤で良い。塗被液濃度
は６０〜６８％が好ましく、塗被量は通常片面当たり固
形分で６〜１４ｇ／ｍ² が好ましい。上塗り塗被装置
は、特に限定されないが、通常ファウンテンブレード、
あるいはロールアプリケーションブレードが用いられ
る。

【００２５】本発明においては、フィルムトランスファ
ー方式を用いた下塗り層と上塗り層は、それぞれ単層の
みでなく多層になっても良い。

【００２６】上塗り顔料塗被液を塗被後乾燥された塗被
紙は、通常のごとくスーパーカレンダー、ソフトカレン
ダー等の仕上げ工程により光沢付けがなされる。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に示す
が、これらによって本発明は何等制約を受けるものでは
ない。なお、例中の部数及び％はそれぞれ重量部、重量
％を示す。

【００２８】〈品質評価方法〉 （１）炭酸カルシウム平均粒子径：光透過式粒度分布測
定装置ＳＨＣ５０００（セイシン企業製）を用いて、重
量累積分布の５０％点を平均粒子径として測定した。

【００２９】（２）アフタードライヤー汚れ発生評価：
下塗り塗被時にシリンダードライヤーの汚れの発生状況
を目視で判断した。

【００３０】 ◎＝全く発生しない、○＝ほとんど発生しない △＝発生する、×＝発生が著しい （３）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ−８１４２に従い角度７
５度で測定した。

【００３１】（４）平滑度：ＪＡＰＡＮ Ｔａｐｐｉ
Ｎｏ５に従い、王研式平滑度試験器で測定した。

【００３２】（５）印刷後光沢：ＲＩ―ＩＩ型印刷機
（明製作所製）を用い、サカタインクス製オフセット印
刷用インキ（商品名：ダイアトーンＧＳＬ紅）を０．３
５ｃｃ使用して印刷し、一昼夜放置後、７５度光沢度を
測定した。

【００３３】［実施例１］平均粒子径が０．６０μｍの
重質炭酸カルシウム（白石カルシウム（株）、ハイドロ
カーボ９０）９０部及び平均粒子径が０．５５μｍのカ
オリン（ＥＣＣ（株）、βコート）１０部を含有する顔
料１００部に対して、分散剤（東亜合成（株）、アロン
Ｔ−４０）を０．３部添加し、カウレス分散機を用いて
水に分散した後、接着剤としてリン酸エステル化デンプ
ン１９部、スチレン・ブタジエン系ラテックス４部を配
合し、固形分濃度４８％の下塗り顔料塗被液を調製し
た。

【００３４】更に、上記重質炭酸カルシウムを７０部、
カオリン３０部に対して、ポリアクリル酸ソーダ系分散
剤０．３部を添加し、カウレス分散機を用いて水に分散
し、接着剤としてリン酸エステル化デンプン５部とスチ
レン・ブタジエン系共重合ラテックスを１０部配合し、
固形分濃度６５％の上塗り顔料塗被液を調製した。

【００３５】坪量５４ｇ／ｍ2 で、カナダ標準型濾水度
が３００ｍｌの広葉樹晒しクラフトパルプ単独原紙に、
下塗り塗被する装置としてゲートロールコータを使用
し、塗被速度１２００ｍ／分で、片面当たり固形分で５
ｇ／ｍ2 を両面に塗被した後、ガス赤外線乾燥装置（マ
ースデン社製、放射長１０００ｍｍ）で乾燥し、更にＪ
ＩＳ Ｂ０６５１で定義される表面粗さ（Ｒｚ：十点平
均表面粗さ）が４μｍである金属ロールを有する２ロー
ル・２スタックのソフトカレンダー（バルメット社製）
で１００℃でカレンダー処理（線圧：１００ｋｇ／ｃ
ｍ）し、シリンダードライヤーで乾燥後、通常の金属ロ
ールのみで構成されるカレンダーで処理して一端ワイン
ダーで巻取った。

【００３６】更に上塗り顔料塗被する装置として、ファ
ウンテンブレードコータ（ＩＨＩ製）を使用し、塗被速
度１３００ｍ／分で上塗り塗被液を、片面当たり固形分
で８ｇ／ｍ2 を両面に塗被した。更に１２段スーパーカ
レンダーを用いて光沢仕上げを行った。

【００３７】［実施例２］金属ロールのＪＩＳ Ｂ０６
５１で定義される表面粗さ（Ｒｚ：十点平均表面粗さ）
が８．０μｍである金属ロールを有するソフトカレンダ
ーを使用する以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造し
た。

【００３８】［実施例３］１４０℃でソフトカレンダー
処理する以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００３９】［実施例４］ソフトカレンダー処理した直
後にファウンテンブレードコータ（ＩＨＩ製）を使用し
て上塗り塗被し、長さ４ｍの熱風乾燥装置（ＩＨＩ製）
を用いて乾燥した後にシリンダードライヤーで乾燥した
以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４０】［実施例５］ゲートロールコータの代わり
に、表面が平滑で直径が４０ｍｍであるロッドを有する
ロッドメタリングサイズプレスコータを使用した以外
は、実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４１】［比較例１］赤外線乾燥装置の代わりに長
さ４ｍの熱風乾燥装置（ＩＨＩ製）を用いた以外は、実
施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４２】［比較例２］ソフトカレンダーを使用しな
い以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４３】［比較例３］赤外線乾燥装置を用いて下塗
り塗被紙を乾燥し、更にシリンダードライヤーで乾燥し
た後にソフトカレンダー処理した以外は、実施例１と同
様に塗被紙を製造した。

【００４４】［比較例４］赤外線乾燥装置の代わりに長
さ４ｍの熱風乾燥装置（ＩＨＩ製）を用いて下塗り塗被
紙を乾燥し、更にシリンダードライヤーで乾燥した後に
ソフトカレンダー処理した以外は、実施例１と同様に塗
被紙を製造した。

【００４５】以上の結果を表１に示した。

【００４６】

【表１】 表１から明らかなように、実施例１から５はアフタード
ライヤー汚れ、ストリークの発生が全くなく、白紙光沢
度、平滑度、印刷後光沢が高い。これに対し、比較例
１、４はアフタードライヤー汚れが多く、白紙光沢度、
平滑度、印刷後光沢も低い。比較例２、３は白紙光沢
度、平滑度、印刷後光沢が低い。

【００４７】従って、本発明により製造されたオフセッ
ト印刷用塗被紙は従来にない優れた操業性、塗被紙品質
を与え、その効果は極めて大なるものがある。

【００４８】

【発明の効果】フィルムトランスファー方式の塗被装置
で高速条件、特に１１００ｍ／分以上の高速で下塗り顔
料塗被液を塗被する製造工程で問題となる操業性を改善
し、上塗り塗被後の、白紙光沢度、平滑度、印刷適性に
優れたオフセット印刷用塗被紙を得ることができる。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原紙に、顔料と接着剤を含有する顔料塗
   被液を少なくとも二度塗被する塗被紙の製造方法におい
   て、下塗り層をフィルムトランスファー方式の塗被装置
   を使用して塗被し、赤外線乾燥装置で乾燥した直後に、
   金属ロールと弾性ロールで構成されるソフトカレンダー
   を用いてカレンダー処理した後、該カレンダー処理した
   下塗り塗被層上に上塗り層を塗被することを特徴とする
   オフセット印刷用塗被紙の製造方法。
2. 【請求項２】 金属ロールの温度が８０〜１８０℃の範
   囲内でカレンダー処理することを特徴とする請求項１記
   載のオフセット印刷用塗被紙の製造方法。
3. 【請求項３】 フィルムトランスファー方式の塗被装置
   として、表面が平滑なロッドを有する口ッドメタリング
   サイズプレスコータを使用することを特徴とする請求項
   １または２記載のオフセット印刷用塗被紙の製造方法。
4. 【請求項４】 顔料塗被液濃度が固形分で４０〜５５％
   範囲内で調製され、１１００ｍ／分以上の速度で下塗り
   塗被することを特徴とする請求項１〜３記載のいずれか
   よりなるオフセット印刷用塗被紙の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１〜４記載のいずれかよりなる製造
   方法で製造されたオフセット印刷用塗被紙。