JP4841515B2 - 片艶紙の製造方法及び片艶紙 - Google Patents
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そこで、ロールコーターよりも比較的設備の簡易なスプレー方式による表面処理剤の塗布が検討されている(例えば、特許文献1〜3)。
特許文献2は新聞用紙の製造方法に関する技術であり、ツインワイヤー型抄紙機のプレスパートにおいて、1流体または気−液の2流体スプレーを用いて湿紙に天然又は合成高分子の水溶液又はエマルジョン若しくはスラリーからなる表面処理剤を噴霧することが開示されている。
特許文献3は発泡性粒子を含有する低密度紙に関する技術であり、乾燥前の湿紙上に天然高分子化合物および/または高分子樹脂をスプレー処理することにより、発泡性粒子脱落防止処理を施すことが開示されている。
第2発明の片艶紙は、紙に含まれる紙の表面強度および内部強度を高くする紙改質剤の合計含有量が0.30〜2.0g/m2であり、紙を2層に分割したときにおいて、艶面層における紙改質剤の含有率(A)と反艶面層における紙改質剤の含有率(B)の比(A/B)が1.2〜3.0であることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲でいう表面処理剤の塗布量および紙改質剤の含有量は、固形分の量を示している。
第2発明によれば、紙改質剤が紙層内部に適度に浸透、分散した状態となっているから、表面強度と内部強度の両方が高くなり、オフセット印刷にも対応することができる。
本発明の片艶紙は、オフセット印刷に対応できる表面強度と内部強度、および高い光沢度を有するものである。
片艶紙は、ヤンキードライヤーを備えた抄紙機で製造され、片艶紙の重要品質である艶(光沢度)はヤンキードライヤーとの接触により付与される。具体的には、ワイヤパート、プレスパート、プレドライヤーを通過した紙(湿紙)がタッチロールにより加熱されたヤンキードライヤーの表面に圧接され、加熱乾燥されることによりヤンキードライヤーの平滑性が紙に転写されるから、ヤンキードライヤーに接触した面に光沢が出現させることができる。通常、片艶紙において、光沢のある面を艶面、艶面と異なる面を反艶面という。
そして、本発明の片艶紙は、最終製品となった状態において、紙改質剤の合計含有量が0.30〜2.0g/m2であって、しかも、紙を2層に分割したときにおいて、艶面側の層(艶面層)における紙改質剤の含有率(A)と、反艶面側の層(反艶面層)における紙改質剤の含有率(B)の比(A/B)が1.2〜3.0となっているものである。
しかも、艶面層に十分な量の紙改質剤が含有されているので、印刷が行われる艶面の表面強度が高く、オフセット印刷を行ったときに、紙粉がブランケットに取られたり、白抜けやカスレ等の印刷不良のトラブルが発生することを防ぐことができる。
逆に、紙改質剤の合計含有量が0.30〜2.0g/m2であるから、A/Bが3.0より大きいと、艶面側の紙改質剤濃度が高いので表面強度は高くできるものの、艶面側以外の部分では紙改質剤が不足した状態となり内部強度が低くなる。
一方、紙改質剤の合計含有量が2.0g/m2より多いと、表面強度と内部強度と光沢度向上の効果が頭打ちとなる上、ヤンキードライヤーへの接着が強くなり過ぎる。すると、表面処理剤やパルプ繊維がヤンキードライヤーに取られて、汚れが発生する懸念がある。
よって、本発明の片艶紙は、最終製品となった状態において、紙改質剤の合計含有量が0.30〜2.0g/m2であることが好ましく、とくに、0.50〜2.0g/m2が好ましい。
本発明の片艶紙は、原料パルプとして、クラフトパルプ、古紙パルプ、機械パルプなどが使用できる。クラフトパルプとしては、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)などが使用できる。また、古紙パルプとしては、新聞古紙脱墨パルプ、上質古紙脱墨パルプなどの脱墨パルプや段ボール古紙パルプなどが使用できる。機械パルプとしては、ストーングラウンドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプ(PGP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)等を使用することができる。
なお、後述するように、表面処理剤をスプレー塗布するのであれば、表面処理剤にドライヤー剥離剤、ドライヤー接着剤、粘度調整剤、防腐剤などを添加してもよい。
図1は本実施形態の抄紙機におけるプレスパートPPの概略説明図であり、(A)はサクションロールSRを設けた例であり、(B)はサクションボックスSBを設けた例である。
以下では、湿紙において、片艶紙の艶面となる面をオモテ面、反艶面となる面をウラ面という。
このため、スプレー部SPによって表面処理剤が塗布された湿紙をサクションボックスSBまたはサクションロールSRによって吸引脱水することができるから、湿紙に塗布された表面処理剤を湿紙内に強制的に浸透させることができる。すると、表面処理剤が直接供給される湿紙オモテ面だけでなく、湿紙内部における表面処理剤の濃度を高くすることができる。つまり、湿紙内部における紙改質剤の濃度を高くすることができるので、紙の表面強度と内部強度の両方を向上させることができる。
しかも、湿紙に塗布された表面処理剤を短時間かつ確実効果的に湿紙内に浸透させることができるから、湿紙に浸透定着しない表面処理剤を見越して、余分な表面処理剤を塗布しなくても良くなり、湿紙に塗布する表面処理剤の量を抑えることができる。
表面処理剤の塗布量が0.30g/m2より少ないと、湿紙に対して十分な量の表面処理剤を浸透付着させることができないので、表面強度と内部強度と光沢度向上の効果が低くなる。
一方、表面処理剤の塗布量が2.0g/m2より多いと、表面強度と内部強度と光沢度向上の効果が頭打ちとなる上、ヤンキードライヤーへの接着が強くなり過ぎる。すると、表面処理剤やパルプ繊維がヤンキードライヤーに取られて、汚れが発生する懸念がある。
よって、本発明の片艶紙を製造する場合には、スプレー部SPから塗布される表面処理剤の塗布量は、0.30〜2.0g/m2が好ましく、0.50〜2.0g/m2がより好ましい。
なお、表面処理剤の塗布量は、表面処理剤の濃度やスプレー圧力によって調整することができる。
よって、スプレー部SPから塗布する表面処理剤の塗布濃度は、表面処理剤の種類によって異なるものの、概ね0.50〜2.0重量%とするのが好ましい。
有効性は、片艶紙の艶面層と反艶面層の澱粉含有量とその比率(艶面層/反艶面層)、艶面の白紙光沢、白抜け評価、内部強度評価によって評価した。
なお、以下の説明では、重量は固形分の量で表しており、%は特に断りのない限り、重量%を表す。
NBKP70重量部(ろ水度450mlCSF)、LBKP30重量部(ろ水度400mlCSF)からなる原料パルプを使用し、硫酸バンドでpHを5.5に調整し、酸性ロジンサイズ剤0.50重量%を添加して片艶紙を抄紙した。スプレー装置により、湿紙のオモテ面(艶面となる面)にカチオン澱粉(日本NSC株式会社製 商品名:CATO304)を糊化し濃度0.60%に調整した表面処理剤を圧力4.0kgf/cm2でスプレー塗布して坪量100g/m2の片艶紙を製造した。
表面処理剤は第1プレス部P1(図1参照)の上流側で塗布しており、スプレー塗布した直後の第1プレス部P1は、紙のオモテ面側がプレーンロール、ウラ面側がサクションロールとなっており、搾水とともにオモテ面からウラ面の方向へサクションプレスロールにより吸引脱水を行っている。スプレー装置は、フラット散水型スプレーノズル(株式会社ニイクラ製 1/4 SO495)を抄紙機の幅方向5cm間隔で配列したものを4系列設置して使用した。
澱粉濃度を0.70%に変化させた以外は実施例1と同様にして片艶紙を製造した。
(実施例3)
澱粉濃度を2.0%、スプレー圧力を4.5kgf/cm2に変化させた以外は実施例1と同様にして片艶紙を製造した。
(実施例4)
澱粉濃度を0.50%、スプレー圧力を3.5kgf/cm2に変化させた以外は実施例1と同様にして片艶紙を製造した。
表面処理剤をスプレー塗布する場所を第3プレス部P3の上流側で第2プレス部P2の下流側に変更した以外は実施例1と同様に片艶紙を製造した。なお、第3プレス部P3ではサクションプレスロールによる吸引脱水は行っていない。
(比較例2)
表面処理剤のスプレー塗布を行わず、カチオン澱粉(日本NSC株式会社製 商品名:CATO304)を0.50重量%内添した以外は実施例1と同様に片艶紙を製造した。
(比較例3)
澱粉濃度を0.40%にした以外は比較例1と同様にして、片艶紙を製造した。
(比較例4)
澱粉濃度を2.0%に変化させた以外は比較例1と同様にして、片艶紙を製造した。
(比較例5)
澱粉濃度を0.30%に変化させた以外は実施例1と同様にして、片艶紙を製造した。
(比較例6)
澱粉濃度を2.7%に変化させた以外は実施例1と同様にして、片艶紙を製造した。
紙を2層に分割した一方の試料について澱粉を蒸留水と塩酸で抽出し、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液KI‐I2(7.5g のWakoよう化カリウム161-03987と5.0gのWakoよう素092-00405を1.0Lの蒸留水に溶解させたもの)を加えて発色させた。そして吸光度計(HITACHI U−1500)により吸光度測定を行い、澱粉含有量を定量した。
(白紙光沢)
JISP8142「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法」
(白抜け評価)
RI印刷試験機を用いてベタ印刷し、白抜けを以下の4段階で評価した。
◎優れる、○良い、△やや悪い、×悪い
(内部強度評価)
JAPAN TAPPI No.18−2「紙及び板紙−内部結合強さ試験方法―第2部:インターナルボンドテスタ法」により、押さえ圧4.0kgf/cm2、押さえ時間10秒の条件で測定し、内部強度を以下の4段階で評価した。
◎300mJ以上、○270mJ以上300mJ未満、△250mJ以上〜270mJ未満、×250mJ未満
比較例2は表面処理剤のスプレー塗布を行わず、紙力増強剤を内添した例であるが、白紙光沢、白抜け評価が悪くなっている。
比較例3は塗布量が0.28g/m2と少なくなっており、白紙光沢、白抜け評価、内部強度評価が悪くなっている。
比較例4は塗布濃度が2.0重量%と高く、実施例3と同じであり白紙光沢は実施例3と同じく高いが、スプレー塗布後にサクションプレスロールによりオモテ面からウラ面の方向に吸引脱水を行っていないので、表面処理剤の分散が不十分となり、白抜け評価、内部強度評価が悪くなっている。
比較例5は、塗布量が0.28g/m2と少なくなっており、白紙光沢、白抜け評価、内部強度評価が悪くなっている。
比較例6は、塗布量が2.1g/m2と多くなっており、湿紙とヤンキードライヤーの接着が強くなりパルプ繊維がドライヤー表面にとられる問題が生じた。
また、本発明の抄紙機は、片艶紙や非塗工紙などの製造に適している。
P1 第1プレス部
P2 第2プレス部
P3 第3プレス部
SB サクションボックス
SR サクションロール
SP スプレー部
WP ワイヤパート
Claims (2)
- 片艶紙を製造する方法であって、
抄紙機のプレスパートにおいて、片艶紙において艶面となる湿紙のオモテ面に、片艶紙の表面強度および内部強度を高くする表面処理剤を0.30〜2.0g/m 2 スプレー塗布し、
該スプレー塗布と同時にまたは該スプレー塗布後、前記湿紙のオモテ面からウラ面の方向に吸引脱水を行う
ことを特徴とする片艶紙の製造方法。 - 紙に含まれる紙の表面強度および内部強度を高くする紙改質剤の合計含有量が0.30〜2.0g/m2であり、紙を2層に分割したときにおいて、艶面層における紙改質剤の含有率(A)と反艶面層における紙改質剤の含有率(B)の比(A/B)が1.2〜3.0である
ことを特徴とする片艶紙。
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