JPH01207493A - 塗被紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は塗被紙の製造方法に関し、特に光沢ムラ、印刷
モトル及び平滑性の改良された印刷用塗被紙を効率良く
製造する方法を提供するものである。

「従来の技術」 近年印刷物のビジュアル化、カラー化、高級化に伴い、
特に印刷用塗被紙の塗被面の光沢度及び平滑性の改良要
望が高まっている。このため、印刷用塗被紙の製造工程
に関し各種の提案がされており、例えば塗料配合面では
プラスチックピグメントの配合が提案されており、塗被
方法についてはブレードコーターによる多層コーティン
グ法が、また仕上げ工程では８０℃以上の高温カレンダ
ーによる仕上方法（特開昭５４−１２５７１２号。

特公昭４９−２１２５２号等）等が数多く提案されてい
る。

高温カレンダーで塗被層の表面仕上げをする方法は比較
的安価な製造コストで塗被紙の光沢度や平滑性を改良す
ることができるが、白紙面の光沢ムラや印刷後の印刷モ
トルの発生といった欠陥が付随するため、なお改良の余
地が残されている。

「発明が解決しようとする課題点」 本発明の目的は、高温カレンダーによる塗被紙の仕上げ
方法において認められる上記の如き光沢ムラ、印刷モト
ル等の発生を伴うことなく塗被層表面の平滑性を著しく
改良する方法を提供するものである。

高温カレンダーによる高速条件下での塗被紙の仕上げ処
理において光沢ムラや印刷モトルが発生する原因は以下
のように推測される。即ち、カレンダー仕上げ前の塗被
紙は、原紙本来が有する地合ムラ、塗被層の塗被ムラか
らくる密度の不均一性を有しており、特に、抄紙機やコ
ーターの高速化に伴いその傾向が増大している。そして
不均一な塗被紙を高温、高圧条件下でカレンダー仕上げ
すると、測定数値上の光沢度や平滑性は改良されるが、
白紙光沢にはバラツキがあって光沢ムラとなり、印刷イ
ンキの吸収性にもバラツキがあって印刷上トルが認めら
れる。これは塗被紙に含まれる不均一性の凸部（緻密な
部分）が凹部（粗い部分）より高い高温加圧処理を受け
、結果的に塗被層表面の顔料の平面化配向が促進される
ため、この部分のみ光沢度が異常に高くなり、また塗被
層表面の毛細管空隙も減少するためインキ吸収が部分的
に著しく遅くなり、結果的に印刷モトルが発生するもの
と思われる。そして、この現象はカレンダーロールの温
度が高くなるほど著しくなる傾向にある。

本発明者等はかかる現象の改良について鋭意研究の結果
、塗被紙の乾燥条件がこれらの欠陥の発生に大きく関与
していることを見出した。即ち、原紙に塗料を塗被した
後で、従来の蒸気加熱、ガスヒーター加熱、熱風加熱、
ドラム加熱等によって乾燥すると、塗被層の表面部分の
乾燥のみが先行し、塗被層全体にわたる均一な乾燥（特
にＺ軸方向の乾燥）が行われず、結果的に塗被層の塗被
ムラに基づく乾燥ムラやバインダーのマイグレーション
が起こり、光沢ムラや印刷モトルの発生が助長されるこ
とが明らかとなった。

かかる知見に基づき、さらに鋭意研究を重ねた結果、湿
潤塗被層の乾燥のための手段として近赤外線を使用する
と、塗被層の乾燥が全体的に均一となり、しかも嵩高い
塗被層が得られるため、本発明の目的達成の為に極めて
顕著な効果が得られることが判り、遂に本発明を完成す
るに至った。

「課題点を解決するための手段」 本発明の方法は、原紙に顔料及び接着剤を主成分とする
塗料を塗被し、乾燥後１００℃以上に加熱した高温カレ
ンダーで表面仕上げをする塗被紙の製造方法において、
湿潤状態の塗被層の固化又は乾燥手段として近赤外線を
使用することを特徴とする塗被紙の製造方法である。

「作用」 本発明の方法において、塗被層を形成する為に用いられ
る塗被組成物は、従来の塗被紙用組成物と同様に顔料及
び接着剤を主たる成分とするものである。

顔料としては、例えばクレー、カオリン、水酸化アルミ
ニウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン、硫酸バリウム
、酸化亜鉛、サチンホワイト、硫酸カルシウム、タルク
、プラスチックピグメント等の如き通常の塗被紙用顔料
の一種以上が適宜選択して使用される。

接着剤としては、例えばカゼイン、大豆蛋白、合成蛋白
等の蛋白ｆ類；スチレン・ブタジェン共重合体、メチル
メタクリレート・ブタジェン共重合体等の共役ジエン系
重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び／又はメタ
クリル酸エステルの重合体又は共重合体等のアクリル系
重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体等の
ビニル系重合体ラテックス、或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
性したアルカリ溶解性或いはアルカリ非溶解性の重合体
ラテックス；ポリビニルアルコール、オレフィン・無水
マレイン酸樹脂、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤；
陽性澱粉、酸化澱粉等の澱粉ｅ；カルボキシメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘
導体等の如き通常の塗被紙用接着剤の一種以上が適宜選
択して使用される。

なお、一般に接着剤は顔料１００重量部に対して５〜５
０重量部、より好ましくはｌＯ〜３０重量部程度の範囲
で調節される。また、塗被組成物中には、必要に応じて
消泡剤、着色剤、離型剤、流動変性剤等の各種助剤が適
宜配合されるが、塗被層の固化を促進する助剤として、
例えばアミン、アミド、ポリアクリルアミン等や亜鉛、
アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等
の多価金属の塩を顔料１００重量部に対して０．１〜１
０重量部重量部加してもよい。

塗被組成物は、一般の塗被紙製造に用いられる例えばブ
レードコーター、エヤーナイフコーター、ロールコータ
−、リバースロールコータ−、バーコーター、カーテン
コーター、ダイスロットコーター、グラビヤコーター、
チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター等の
塗被装置を設けたオンマシン或いはオフマシンコーター
によって原紙上に一層あるいは多層に分けて塗被される
。

その際の塗被組成物の固形分濃度は、一般に４０〜７５
重量％程度であるが、操業性を考慮すると４５〜７０重
量％の範囲が好ましい。

原紙としては、一般の印刷用塗被紙に用いられる米坪３
０〜４００　ｇ／ｍ程度のペーパーベースやボードベー
スの原紙が用いられるが、抄紙方法については特に限定
されず、酸性抄紙、アルカリ性抄紙いずれであってもよ
く、勿論、高歩留バルブを含む中質原紙も使用できる。

また、サイズプレス、ビルブレード等で予備塗工した原
紙も使用可能である。

原紙への塗被組成物の塗被量は、一般に乾燥重量で片面
あたり３〜５０　ｇ／ｒｄ程度であるが、得られる塗被
紙の白紙品質、印刷適性等を考慮すると８〜２５　ｇ／
Ｉ程度の範囲で調節するのが望ましい。

本発明の方法は微塗工祇、中質コート紙、軽量コート紙
、上質コート紙、アート紙、ダルアート紙、スーパーア
ート祇、キャストコート祇等各種の印刷用塗被紙の製造
に有効であり、嵩高に乾燥された塗被層を比較的低緊度
で均一に平滑化できるため、アルミ蒸着紙や感熱記録紙
等の特殊紙のアンダーコート層の仕上げにも有効である
。

従来から湿潤塗被層を乾燥する方法としては、蒸気加熱
、熱風加熱、ガスヒーター加熱、電気ヒーター加熱、赤
外線ヒーター加熱、高周波加熱、レーザー加熱、電子線
加熱等各種の方式が採用されており、赤外線乾燥も良く
知られている。

なお、赤外線は一般に波長が０．７５〜２．５μｍの近
赤外線、２．５〜２５μｍの中間赤外線、２５〜２００
０μｍの遠赤外線に大別される（機器分析のてびき一化
学同人／１９７９年４月２０日発行参照）が、従来から
使用されている赤外線乾燥機では、波長が２．５μｍ以
上の中間赤外領域や遠赤外領域の赤外線が専ら使用され
ており１１本発明で使用するような近赤外領域の赤外線
乾燥は比較的新しい乾燥方式である。

本発明の方法では、この近赤外領域の赤外線を選択的に
利用するものであり、波長が０．７５〜２゜５μｍ１よ
り好ましくは１．０〜２．０μｍである近赤外線を使用
するものである。因に、波長が０．７５μｍより短くな
ると、コート層の乾燥及び固化のための水分の蒸発に対
する効果が極めて少なくなり、逆に２．５μｍより長く
なると、単なる水分の蒸発、乾燥には有効であるが、本
発明の所望の効果を得ることができな（なる。

本発明の方法で近赤外線による乾燥が白紙の光沢ムラ、
印刷モトル及び平滑性の改良に有効な理由は明らかでは
ないが、近赤外線は塗被層に対する透過力が強く、且つ
エネルギー密度も高いため、高速での塗被紙の製造にお
いても湿潤塗被層が瞬時に、しかも均一に固化及び乾燥
され、結果的に塗被層が嵩高く仕上げられることが重大
な要因と思われる。そして、このために原紙面の被覆性
が良くなり、高温カレンダーでのプレスニップでのロー
ルと塗被層の密着性が均一化され、また原紙や塗被層を
従来技術のように高緊度に潰さなくても良好な光沢と平
滑性を得られるため、光沢ムラや印刷モトルのない優れ
た塗被紙が得られるものと推測される。

本発明の方法では、例えばスーパーカレンダー、グロス
カレンダー（特開昭４９−１３２３０５号。

公表特許公報６３−５００１８８号）、ソフトコンパク
トカレンダー（祇パルプ技術タイムス、６２年８月号、
３１〜３６頁、ＰＰＩ、１９８７年１１月号、４５〜４
７頁、ＷＦＰ、１９８５年、２２゜８７３〜８７７頁）
等の金属ロール又はドラムと弾性ロールより成る各種カ
レンダーがオンマシンやオフマシンで適宜用いられるが
、金属ロール表面は硬質クロムメツキ等によって鏡面処
理してもよく、その表面温度は１００〜５００℃の高温
に保たれる。また、弾性ロールはポリウレタン、ポリア
ミド等の樹脂ロールやコツトン、アスベスト、ナイロン
、アラミツド繊維等を成型してロール化したもの等が適
宜使用されるが、アラミツドロールのように耐熱性の高
い材質が特に好ましく用いられる。

高温カレンダーで処理する際の各種処理条件は目的とす
る塗被紙の種類、原紙条件、塗被層の性質、コート量、
紙水分、仕上げ速度等に応じて適宜調節されるが、カレ
ンダーロールの表面温度は高い方が塗被層の可塑化がよ
り促進されるので好ましく、一般には１５０〜３００℃
程度の範囲で調節される。また、カレンダーロールの加
圧条件は線圧で１００〜５００ｋｇ／ｃｍ程度に維持す
るのが好ましく、一般には１５０〜３５０ｋｇ／ｃｍ程
度の範囲で調節され、加圧ニップの数はソフトコンパク
トカレンダーの場合には通常１ドラム当たり２〜６ニツ
プであるが、スーパーカレンダーの場合には３〜１１ニ
ップ程度が一般的である。ニップに入る前の塗被紙の水
分は約３〜１０％程度が好ましく、カレンダーの仕上げ
速度は紙の米坪、紙品種等によって大きく異なるが１０
０〜１３０Ｑｍ／Ｈｉｎの範囲が好ましい。

なお、仕上げ後の塗被紙の調湿、加湿のためにロールに
よる水塗り装置、静電加湿装置、蒸気加湿装置等を設置
したり、従来から塗被紙製造分野で知られている各種技
術を適宜組み合わせて使用することは勿論可能である。

「実施例」 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、勿論その範囲に限定されるものではない。また例中の
「部」及び「％」は特に断らない限りそれぞれ「重量部
」及び「重量％」を示す。

実施例１ カオリン（商品名：ＵＷ−９０，ＥＭＣ社製）８０部、
微粒化重質炭酸カルシウム（商品名：カービクル９０．
冨士カオリン社製）２０部、ポリアクリル酸ソーダ０．
２部をコーレス分散機を用いて水中に分散し固形分濃度
７０％の顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーに
酸化澱粉３部（固形分）、スチレン−ブタジェン共重合
体ラテックス１３部（固形分）を加え更に水を加えて固
形分濃度６１％の塗液を調製した。

この塗液を７０　ｇ　／　ｍの原紙に乾燥コート量が片
面あたり２５　ｇ／ｒｄとなるように両面ブレードコー
ターで塗被し、赤外線照射装置（赤外線波長１、２μｍ
）とエアフローティングドライヤーで紙水分が６％にな
るよう乾燥した。

次に、９段のスーパーカレンダーを用いて表面温度１１
０℃、線圧２００ｋｇ／ｃｍ、４００ｍ／分の条件下で
カレンダー処理を行い本発明の塗被紙を製造した。

得られた塗被紙について白紙の光沢度（ＪＩＳ−Ｐ−８
１４２）　、目視による光沢ムラ、ＲＩ印刷機で印刷し
た印刷面上におけるモトルの発生状況を評価し、その結
果を表に記載した。

実施例２ 赤外線照射装置の赤外線の波長を１．７μｍとした以外
は実施例１と同様にして塗被紙を得た。

実施例３ スーパーカレンダーの代わりに表面温度１６０℃、線圧
２００　ｋｇ／ｃｍのグロスカレンダーで処理した以外
は実施例１と同様にして塗被紙を得た。

実施例４ 塗液中に加熱固化促進剤として硫酸亜鉛水溶液３部（固
形分）を加え、固形分濃度６１％の塗液を調製した以外
は実施例１と同様にして塗被紙を得た。

実施例５ スーパーカレンダーの代わりに弾性ロール４本を有し、
表面温度２３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍのソフトコン
パクトカレンダー２基を使用して両面処理した以外は実
施例１と同様にして塗被紙を得た。

実施例６ 微粒カオリン（商品名ニアマシン８８．三菱商事社版売
）２０部、２級カオリン（商品名：ＨＴカカオン、ＥＭ
Ｃ社製）２０部、重質炭酸カルシウム（商品名二カービ
タル９０．富士カオリン社製）６０部、ポリアクリル酸
ナトリウム０．５部をコーレス分散機を用いて水中に分
散し固形分濃度７２％の顔料スラリーを調製した。この
顔料スラリーに燐酸エステル澱粉２部（固形分）、変性
酢酸ビニル−エチレン共重合体ラテックス１５部（固形
分）を加え更に水を加えて固形分濃度６３％の塗液を調
製した。

この塗液をＬＢＫＰ５０部、ＮＢＫＰ３０部、ＧＰ２０
部のパルプ配合からなる中性抄紙された５　２　ｇ／ｒ
ｄの原紙の片面に、オンマシンコーターで乾燥コート量
が１３　ｇ／ｒｒｌとなるようにブレードコーターで塗
被し、赤外線照射装置（赤外線波長１．５μｍ）とシリ
ンダードライヤーで乾燥した後、反対面にも同様に塗被
した。引き続き、紙水分５％で片面３本ロール、２ニツ
プで金属ロールの表面温度２５０℃、３５０ｋｇ／ｃｍ
のソフトコンパクトカレンダー２基を使用して６００ｍ
／分で両面処理し塗被紙を得た。

比較例１ 実施例１において赤外線照射を除いた以外は実施例１と
同様にして塗被紙を得た。

比較例２ 実施例１において赤外線照射装置の赤外線の波長を０．
７μｍとした以外は実施例１と同様にして塗被紙を得た
。

比較例３ 実施例１において赤外線照射装置の赤外線の波長を５．
７μｍとした以外は実施例１と同様にして塗被紙を得た
。

比較例４ 実施例１においてスーパーカレンダーでの処理条件を表
面温度７０℃、線圧３００ｋｇ／ｅ１ｍとした以外は実
施例１と同様にして塗被紙を得た。

比較例５ 実施例３においてグロスカレンダーでの処理条件を表面
温度７０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍとした以外は実施例
３と同様にして塗被紙を得た。

比較例６ 実ａ４１５においてソフトコンパクトカレンダーでの処
理条件を表面温度７０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍとした
以外は実施例５と同様にして塗被紙を得た。

比較例７ 実施例６において赤外線照射装置の赤外線の波長を３．
０μｍとした以外は実施例６と同様にして塗被紙を得た
。

なお、実施例１〜６、比較例２．４〜７で使用した赤外
線照射装置の光源はフィラメント、集光板、対向反射板
より構成されており、フィラメントにはタングステンを
使用し、これを１６００〜３８００’Ｋに電気加熱する
ことにより近赤外線を得た。そして、得られた近赤外線
を金コーティングした集光板（フィラメント上部に配置
）により集光し紙に放射した。また、紙を通過した近赤
外線は紙の裏側に配置されたアルミニウム板で反射され
、紙に再放射されるように成っており、塗被層がより一
層均−に乾燥されるよう工夫されている。

また、比較例３の赤外線照射装置の赤外線は都市ガスで
放射体を加熱することによって得た。即ち、特殊ガラス
チューブの表面に放射体として酸化ジルコニウム化合物
が塗布されており、このチューブを内側より都市ガスの
バーナーで加熱して遠赤外線を発生させ紙に放射した。

なお、比較例１では温度１７０℃のエアーフローティン
グドライヤーのみを使用した。

か（して得られた各実施例及び比較例の塗被紙について
実施例１と同様に白紙の光沢度、目視による光沢ムラ、
ＲＩ印刷機で印刷した印刷面上におけるモトルの発生状
況を評価し、その結果を表に記載した。なお、光沢ムラ
と印刷モトルの評価については、以下の評価基準に従っ
て判定し、その結果を表に記載した 〔評価基準〕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原紙に顔料及び接着剤を主成分とする塗料を塗被
   し、乾燥後１００℃以上に加熱した高温カレンダーで表
   面仕上げをする塗被紙の製造方法において、湿潤状態の
   塗被層の固化又は乾燥手段として近赤外線を使用するこ
   とを特徴とする塗被紙の製造方法。
2. （２）カレンダーの表面温度が１５０℃以上である請求
   項（１）記載の塗被紙の製造方法。
3. （３）カレンダーの加圧条件が１５０ｋｇ／ｃｍ以上で
   ある請求項（２）記載の塗被紙の製造方法。