JP3797070B2

JP3797070B2 - 低密度塗工板紙の製造方法

Info

Publication number: JP3797070B2
Application number: JP2000230957A
Authority: JP
Inventors: 憲司遠藤; 昌史竹田; 幸志石田
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP2002038393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗工板紙の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは印刷適性と塗工面白紙外観に優れ、かつリサイクル原料を多配合した低密度塗工板紙を製造することが可能な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗工板紙は厚い塗工紙の総称である。この板紙は美粧印刷を施し、包装材料として使用されることが多い。そのため、印刷適性が優れていることが求められるばかりでなく、塗工面白紙外観も良好なことが要求される。更に、箱の構成素材としても使用される場合には、同一米坪でかつ原材料が同じであれば、低密度である方が、剛度が上がり箱強度も強くなるため好ましい。
【０００３】
本発明において印刷適性とは、主にグラビア印刷における網点欠落数やオフセット印刷における印刷面光沢を意味する。この印刷適性の良化と低密度化とは相反することが多く、印刷適性の向上を図ると、一般に密度は高くなることから、この両者を高水準でバランスを取ることが難しかった。
【０００４】
また、近年循環型社会を構築する一環として、可能な限りリサイクルされた原材料の使用を進めることが、社会的に要請されている。この趣旨に照らし塗工板紙を考えると、古紙パルプの配合を可能な限り多くすることや、鉱物資源としての顔料や石油資源から製造する合成接着剤等を使用する顔料塗料の塗工量を可能な限り減らすこと等が望ましい製造方法となる。
【０００５】
従来、印刷適性向上策としては（１）顔料塗料の塗工量増、（２）原紙表層にＬＢＫＰとかＧＰ等の平滑性の良好なパルプの配合、（３）仕上り塗工板紙紙水分の増等が行われ、塗工面外観の良化策としては、（１）顔料塗料に高白色度顔料の配合量増、（２）顔料塗料の塗工量増、（３）表層への高白色度パルプの配合量増、（４）カレンダー条件の緩和、（５）ソフトニップカレンダーの使用等がなされ、低密度化対策としては、（１）ＴＭＰ等の嵩高パルプの配合、（２）パルプ特に古紙パルプ中の無機分除去、（３）カレンダー処理条件の緩和、（４）ソフトニップカレンダーの使用等が実施されて来た。
【０００６】
しかしながら、これらの対策には課題があり、顔料塗料の塗工量増は鉱物資源や石油資源の多消費になり、ＬＢＫＰ、ＧＰ、ＴＭＰの配合は古紙パルプの減配に繋がるという問題がある。仕上り塗工板紙水分の増加は白色度の低下、ひどい場合は艶汚れ(ブラックニング)が顕著になり、塗工面外観が悪化してしまう。高白色度顔料としては炭酸カルシウム、二酸化チタン等があるが、これらの顔料は光沢の発現性が悪く、配合を増やすと、光沢が低下してくるという問題がある。白色度の高いパルプは化学パルプを晒したものになるため、この配合を増やすことは、古紙パルプの減配になる。また、パルプ中の無機分を除去することは、除去した無機分だけ原材料を余分に使用するため、原材料の多消費に繋がる。カレンダー条件緩和は平滑性が低下し、印刷適性が悪くなるという問題が起こる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、未だ印刷適性と塗工面白紙外観に優れ、かつリサイクル原料を多配合しても低密度塗工板紙が可能となる製造方法は確立されていないのが現状である。
本発明は、印刷適性と塗工面白紙外観に優れ、かつリサイクル原料を多配合しても低密度塗工板紙が可能となる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、塗工用原紙の塗工予定面側に微細水滴を付着せしめ、該処理面をメタルロールに当ててプレカレンダー処理を行い、次いで顔料塗工し乾燥後、再度カレンダー処理を行うという塗工板紙の製造方法により、前記課題を達成することができることを見出し、以下の本発明を完成した。
【０００９】
（１）ＮＢＫＰパルプ主体のパルプ配合の表層と、古紙パルプ主体の表下層、中層及び裏層とを抄き合わせた湿紙シートをドライヤーで乾燥した乾紙シートを８０℃以下に冷却した塗工板紙用原紙の塗工予定面側に蒸気噴霧により微細水滴付着処理を施し、該微細水滴付着処理面をメタルロールに当てて１６０℃〜２５０℃でプレカレンダー処理し、次いで顔料塗工して乾燥した後、該顔料塗工面をメタルロールに当ててカレンダー処理することを特徴とする低密度塗工板紙の製造方法。
【００１０】削除
【００１１】削除
【００１２】削除
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の低密度塗工板紙の製造方法において、８０℃以下、好ましくは７０℃以下の温度に制御されている乾紙シートの塗工面に微細水滴を付着させてメタルロールによりプレカレンダー処理して製造される塗工板紙用原紙を使用した塗工板紙が低密度であると同時に、印刷適性と塗工面白紙外観にも優れている、という相反する特性を備えることの明確な理由の解明は今後の研究を待たなければならないが、現段階では、一応、次のように推測される。即ち、顔料塗料を塗工する前に、塗工用原紙の塗工予定面側に水スプレーないし蒸気噴霧により、僅かの水分を与えることで、塗工予定面側表面のパルプのみ可塑化し柔らかくなる。次いで、この可塑化した面をメタルロールに当て、プレカレンダー処理をするため、表面のみ平滑化され、それ以外の部分は余り潰されていない低密度状態が維持されて非常に表面平滑な低密度の塗工用原紙が得られる。この原紙に顔料塗料を塗工するため、塗工量分布が非常に均一で、しかも平滑性の良好な塗工層が形成される。
【００１４】
このような塗工層はカレンダー処理すると、光沢、平滑性の発現性が非常に良くなる。従って、所定の光沢、平滑性を得るためのカレンダー処理条件を緩和できることとなって塗工板紙を潰さないで済むことと、前述した低密度な原紙であることも寄与して、印刷適性、塗工面白紙外観の優れた低密度塗工板紙が製造できるものと考えられる。更に、塗工層が均一なことは、塗工面の白色度ムラ減少に繋がっており、このことも塗工面白紙外観の向上の一助になっていると推測される。
【００１５】
本発明の方法において、蒸気噴霧によって微細水滴を付着せしめるためには、紙温度を８０℃以下に冷却することが必要である。紙温度を８０℃以下に制御するための方法に特に制限はなく、湿紙シートを加熱乾燥した乾紙シートの場合、蒸気噴霧に先立って、例えばクーリングシリンダーや冷風処理等によって冷却することができる。なお、紙温度が８０℃を越えると、次の処理である蒸気を噴霧した時、蒸気が紙面上で結露せず、塗工予定面に微細水滴を必要量付着させることができないため不可である。
【００１６】
紙温度が低くなるにつれて、プレカレンダー処理をした時の紙の密度上昇が小さくなるが、通常は問題点として平滑発現効果の低下を伴うため、所定の平滑度を得るにはプレカレンダー条件を強くする必要が生じ、結果として低密度には結びつかなくなってしまう。そのため、従来紙温度を下げても、密度低下にほとんど繋げられなかった。然るに、本発明では塗工予定面のパルプを可塑化するため、紙温度を下げてもプレカレンダー処理時の平滑発現効果を高く維持できる。これらにより、低密度でしかも高平滑度の塗工用原紙を得ることが可能となった。
【００１７】
なお、蒸気噴霧方法はどのような方法でも良い。さらに、蒸気噴霧には通常媒体として水を使用するが、必要に応じて薬品を混合併用してもよい。
紙面に対する水蒸気噴霧量は、０．５〜５０ｇ／ｍ^２であり、好ましくは１〜２５ｇ／ｍ^２である。０．５ｇ／ｍ^２未満であると本発明の目的が達成できないし、５０ｇ／ｍ^２を超えると、紙表面が黒ずむブラックニング現象の発生や、スチールロールへの紙粉の付着量が多くなって不適当である。
【００１８】
次いで、プレカレンダー処理を行うが、蒸気噴霧によって微細水滴付着処理した面をメタルロールに当てる以外は、特に制限はない。メタル面は樹脂面等と違い、表面を非常に平滑な鏡面に研磨仕上げをするこもできるし、更にクロム等でメッキ処理をすれば、キズが付きにくい鏡面が得られる。従って、これにより可塑化した塗工予定面を処理すると、非常に平滑な面が得られるため、本発明では最適である。
【００１９】
カレンダーとしては、例えばマシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、グロスカレンダー、スーパーカレンダー等がある。カレンダーのロール温度、ニップ間の線圧、ニップ数等の処理条件は、塗工板紙に要求される品質等によって変ってくる。
【００２０】
メタルロールの温度は１２０℃以上、好ましくは１２０℃〜３００℃で行うことが好ましい。１２０℃未満では、プレカレンダー処理による塗工板紙原紙を平滑化する効果発現性が不十分であり、３００℃を越えると、原紙焼けとかツヤ汚れが起き、塗工面白紙外観が悪化する可能性がある。さらに好ましくは１６０〜２５０℃で、この範囲であれば、カレンダーの種類によりその処理時カレンダー圧は異なるが、もっとも低圧で平滑化の効果をもたらすことが可能でその結果、密度を低くすることができる。微細水滴処理後にプレカレンダー処理したときの王研式平滑度は１３秒以上である。
【００２１】
顔料塗料を塗工するコーターに特に制限はない。例えば、ブレードコーター、ロッドブレードコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ゲートロールコーター、メタリングサイズプレス、サイズプレス、グラビアコーター、ビルブレードコーター、ベルババコーター等がある。顔料塗料の塗工回数はシングル塗工でも、２回以上の多段塗工でも良い。
【００２２】
再度のカレンダー処理は、顔料塗料塗工面を始めにメタルロールに当てる以外、特に制限はない。カレンダーの種類やカレンダー処理条件も前述したと同様に、塗工板紙に要求される品質等によって適宜選択される。
【００２３】
塗工用原紙を抄造する時のパルプは何を使用しても良く、例えばＮＵＫＰ、ＬＵＫＰ、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ等の化学パルプ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＧＰ、ＳＣＰ等の機械パルプ、新聞、雑誌オフィス用紙、情報用紙、段ボール、紙器箱等の古紙パルプ等が使用される。これらのパルプの配合割合にも特に制限はない。本発明の方法によれば、リサイクル原料を多配合しても印刷適性、塗工面外観の優れた低密度の塗工用原紙の製造が可能となるが、これに限定されるものではなく、バージンパルプ多配合系に適用した場合、古紙多配合系に比較し、一般に印刷適性や塗工面白紙外観性、更には低密度性に優れた塗工用原紙ができるため、なお一層良好な塗工板紙が得られることが多い。
【００２４】
板紙の抄造に当っては、通常は多層の抄合わせが好ましい。内添薬品も必要に応じて使用することができ、例えば、硫酸バンド、ロジン等のサイズ剤、ポリアクリルアミドや澱粉等の紙力増強剤、ポリアミド等の濾水歩留り向上剤、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン等の耐水化剤、消泡剤、タルク等の填料、染料、スライムコントロール剤、抗菌剤等を使用することができる。
【００２５】
顔料塗料は、顔料、接着剤及びその他助剤から構成されるが、これに使用される原材料に特に制限はない。顔料としては、例えば無機顔料として、クレー〔焼成クレー、化学変性(構造化)クレー等の各種変性クレーを含む〕、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、サチンホワイト、タルク等があり、有機顔料としては、ポリスチレンやポリアクリル樹脂系の中実ないし中空のピグメント、尿素樹脂系ピグメント等があり、これらを使うに当っては単独でも二種以上混合してもよい。
【００２６】
接着剤としては、例えば澱粉(リン酸エステル化澱粉、カチオン化澱粉等の各種変性澱粉を含む)、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリスチレンーブタジエン系ラテックス、ポリ酢酸ビニル系ラテックス、ポリアクリル系ラテックス、ポリウレタン系ラテックスがあり、単独ないし二種以上混合使用してもよい。
【００２７】
助剤としては、例えば分散剤、水酸化ナトリウムとかアンモニア水等のPH調整剤、消泡剤、蛍光染料、離型剤、耐水化剤、流動性改良剤、防腐剤、染料、着色顔料等があり、これらは必要に応じて顔料、接着剤と併用される。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、配合、濃度等を示す数値は、固型分又は有効成分の質量基準の数値である。
【００２９】
実施例１
表層として、パルプ配合を脱墨上質紙古紙／ＮＢＫＰ＝９５／５、付け量５０ｇ、表下層として、パルプ配合を脱墨新聞古紙＝１００、付け量５０ｇ、中層として、パルプ配合を離解雑誌古紙＝１００、付け量１４０ｇ、裏層として、パルプ配合を離:解雑誌古紙／離解段ボール古紙＝５０／５０、付け量５０ｇで抄紙、抄合せ、プレス処理を行った。次いで、この湿紙シートをドライヤーで乾燥処理行った。この乾紙シートをクーリングシリンダーで冷却した。クーリングシリンダー出口で乾紙シート紙温度を測定したところ６７℃であった。この冷却した面に５０ｇ／ｍ^２の量で水蒸気噴霧処理を行い、次いで全てがメタルロールで構成されたマシンカレンダーでプレカレンダー処理を行った。プレカレンダー条件はニップ線圧が１３５Ｎ／ｍｍ、ロール温度が１７５℃、処理ニップ回数が１回であった。
【００３０】
このプレカレンダー処理を行った塗工用原紙に、ロッドコーターで下塗り顔料塗料を１０ｇ／ｍ^２塗工乾燥し、ブレードコーターで上塗り顔料塗料を１０ｇ／ｍ^２塗工乾燥し、グロスカレンダーでスムースター測定値が７ｃｍになるようにカレンダー処理を行い塗工板紙（１）を得た。得られた塗工板紙（１）はＪＩＳＰ８１１１に準じて調湿を行い、この調湿済サンプルの密度をＪＩＳＰ８１１８に準じて測定した。結果を表２に記す。また、大蔵省式グラビア印刷試験機を用いて塗工板紙（１）の墨１色印刷を行い、セル深さ５μｍの網点で、７０％以上網点が欠落した単位面積当たりの数を測定し、単位面積当たりの全網点数に対する網点欠落率を求めた。結果を表２に記す。
【００３１】
また、オフセット枚葉印刷機を用いて塗工板紙（１）のプロセス印刷を行い、印刷面の光沢をＪＩＳＰ８１４２に準じて測定した。結果を表２に記す。塗工板紙（１）の塗工面白紙外観は目視で５段階評価を行った。
５(良):艶汚れは全くなく、白色ムラがほとんどないもの。
４:艶汚れ、白色ムラがややあるもの。
３:艶汚れ、白色ムラがあるもの。
２:艶汚れ、白色ムラがやや目立つもの。
１(劣):艶汚れが非常に目立つもの。
【００３２】
実施例２、３
表１に記載した条件に変更する以外は、実施例１と同様に行ってサンプルを得た。そのサンプルを実施例１と同様に評価を行った。結果を表２に記す。
【００３３】
比較例１ないし５
表１に記載した条件に変更する以外は、実施例１と同様に行ってサンプルを得た。それらのサンプルについて実施例１と同様に評価を行った。結果を表２に記す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
(補注)
・ＮＢＫＰ:晒針葉樹パルプ
・ＬＢＫＰ:晒広葉樹パルプ
・ＢＣＴＭＰ:晒化学処理サーモメカニカルパルプ
・比較例４は表下層の付け量を５０ｇから８０ｇに増やし、中層の付け量を１４０ｇから１１０ｇに減らした。
・下塗り顔料塗料配合
顔料配合:ＨＴＰＲＥＤＩＳＰＥＲＳ(クレー、エンゲルハード社製)／タマパールＴＰ −１２１（軽質炭酸カルシウム、奥多摩工業社製）＝４５部／５５部
バインダー配合:ニールガムＡ−８５（尿素リン酸エステル化澱粉、アベベ社製）／Ｌ −１６１２(カルボキシル化スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス、旭化成社製）＝７部/１２部
・上塗り顔料塗料配合
顔料配合:ウルトラホワイト９０(クレー、エンゲルハード社製)／ブリリアント１５(軽質炭酸カルシウム、白石工業社製)/クロノスＫＡ−１５(二酸化チタン、チタン工業社製)＝６５部／２５部／１０部
バインダー配合:ニールガムＡ−８５／Ｌ−１６１２＝２部／１６部
【００３６】
【表２】

【００３７】
【発明の効果】
表１及び表２から明らかなように、本発明の方法によれば、印刷適性と塗工面白紙外観に優れ、かつ低密度の塗工板紙の製造が可能である。また、古紙パルプ等のリサイクル原料の多配合をも可能とするものである。
なお、実施例には板紙原紙について微細水滴付着処理し、プレカレンダー処理した場合の作用効果について説明したが、本発明の方法が特徴とする、原紙に微細水滴付着処理を行い、ついでメタルロールによってカレンダー処理して表面平滑性に優れ、かつ低密度の紙を得る方法は、板紙原紙に限らず、同様に表面平滑性と低密度とを合わせ備えることが要求される種々の紙の製造方法としても適用することができる。

Claims

ＮＢＫＰパルプ主体のパルプ配合の表層と、古紙パルプ主体の表下層、中層及び裏層とを抄き合わせた湿紙シートをドライヤーで乾燥した乾紙シートを８０℃以下に冷却した塗工板紙用原紙の塗工予定面側に蒸気噴霧により微細水滴付着処理を施し、該微細水滴付着処理面をメタルロールに当てて１６０℃〜２５０℃でプレカレンダー処理し、次いで顔料塗工して乾燥した後、該顔料塗工面をメタルロールに当ててカレンダー処理することを特徴とする低密度塗工板紙の製造方法。