JPH01250493A - 両面光沢塗被紙の製造方法 - 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」 本発明は両面光沢塗被紙の製造方法に関し、特に１００
℃以上の加熱カレンダーで表面仕上げして、生産性よく
、しかも表裏差のない高平滑性を有する両面光沢塗被紙
を製造する方法に関するものである。

「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、テリ及び平滑性の
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プレ
トコ−ターによる多層コーティング法が、また仕上げ工
程ではｌ００℃以上の高温カレンダーによる仕上げ法（
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。

１００℃以上の高温カレンダーによる塗被紙の表面仕上
げ処理法では、接着剤として用いられる合成樹脂ラテッ
クス等の熱可塑性物質に対する熱エネルギーの影響と加
圧条件の影響で塗被層が効果的に可塑化されるため、キ
ャスト法のように過度に塗被層を湿潤化する必要がなく
、結果的に乾燥に伴う水分や蒸気の移動に起因する塗被
層の平滑性や光沢度の低下が少なく、極めて生産効率よ
く強光沢塗被紙を製造することができる。

しかし、金属ロールの表面温度を１００℃以上の高温に
すると、両面塗被紙の白紙品質において著しい表裏差が
生じる欠点が付随するため、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」 かかる現状に鑑み、本発明者等は１００℃以上の高温カ
レンダーによる両面塗被紙の表面仕上げ法に付随する上
記の如き欠点の改良について鋭意研究の結果、高温カレ
ンダーによる両面塗被紙の表面仕上げ法では、特にカレ
ンダーを構成する弾性ロールの表面粗さが表裏差を発生
する極めて重要な因子であることを突き止めた。即ち、
１００℃以上の高温条件下では、６０〜７０℃といった
通常の温度でカレンダー処理する場合よりも塗被層が可
塑化されるため、両面塗被紙においては、塗被層表面が
ニップ部で金属ロールと弾性ロールの面を写し取り易く
なり、金属ロールに圧接される塗被面は鏡面に近いロー
ル面を写し取って高平滑に仕上げられるが、弾性ロール
に接触する塗被面の平滑性は充分に上がらず、結果的に
光沢度と平滑度との相乗的な作用も影響して、目視で観
察される両面塗被紙の表裏差が大きくなり、塗被紙の高
級感を損ねる重大な欠陥となっていることが明らかとな
った。しかも高度の光沢や平滑性を備えた塗被紙はど表
裏差が目立ち易いことも明らかとなった。

「課題を解決するための手段」 かかる知見に基づき、カレンダーを構成する弾性ロール
の表面粗さと両面塗被紙に発生する表裏差との関係につ
いて、弾性ロールの硬度や金属ロールの表面温度をも含
めて鋭意研究を重ねた結果、弾性ロールの表面粗さを弾
性ロールの硬度と金属ロールの表面温度に応じて規定す
ることによって、嵩高で高度の光沢度や平滑性を存し、
しかも表裏差の少ない両面塗被紙が生産性よく得られる
ことが明らかとなり本発明を完成するに至った。

本発明は、顔料及び接着剤を主成分とする水性塗液を原
紙に塗布乾燥後、１００℃以上に加熱された金属ロール
と弾性ロールからなる加熱カレンダーに通紙して表面仕
上げをする両面光沢塗被紙の製造方法において、加熱カ
レンダーの弾性ロールが下記式を満たす表面粗さＲ、Ａ
Ｘ　（ＪＩＳ　ＢＯ６５１で定義）を有することを特徴
とする両面光沢塗被紙の製造方法である。

ＲＭＡＸ≦−０，１Ｄ−０，０１Ｔ＋４０ＲＭＡＸ　　
、弾性ロールの表面粗さ（μｍ）Ｄ　；弾性ロールのシ
ョアーＤ硬度（″）Ｔ　；作動時の金属ロールの表面温
度（℃）「作用」 本発明の方法において、塗被層を形成するために用いら
れる水性塗液は、従来の塗被紙用塗液と同様に顔料及び
接着剤を主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、サテンホワイト、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
等の蛋白質類；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、酸化澱粉等の澱粉類；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等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１０〜３０重量部程度の範囲
で配合される、また、塗液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、塗被層の同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０．１〜１０重量部
重量部加してもよい。

塗液は、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−、パーコーター、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。

その際の塗液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。なお、原紙としては、一般の印刷用塗被
紙に用いられる米坪３０〜４００　ｇ　／　ｎ（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、高歩留パルプを
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。

原紙への塗液の塗被量は、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３〜２５　ｇ／ｒｒｒ
程度の範囲で調節するのが望ましい。

また、湿潤塗被層を乾燥する方法としては、従来から知
られている藤気加熱、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、電子線加熱等の各種方式が適宜採用できる
。

本発明の製造方法では、かくして得られた塗被紙を１０
０℃以上に加熱されたカレンダーに通紙して表面仕上げ
をするものであるが、カレンダーとしては、例えばスー
パーカレンダー、グロスカレンダー（特開昭４０−１３
２３０５号、公表特許公ｔす６３−５００１８８号）、
ソフトコンパクトカレンダー（ｉパルプ技術タイムス、
６２年８月号、３１〜３６頁、ＰＰＩ、１９８７年１）
月号、４５〜４７頁、ＷＦＰ、１９８５年、２２゜８７
３〜８７７頁）等の各種カレンダーがオンマシンやオフ
マシンの形態で使用される。なお、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い。

そして、本発明の方法では、上記の如き各種カレンダー
の弾性ロールとして、特に下記式を満たす表面粗さを有
する弾性ロールを選択的に使用するものである。

ＲＭＡＸ　　≦−０．１Ｄ−０．０　１７＋４０ＲＭＡ
Ｘ　　；弾性ロールの表面粗さ（μｍ）Ｄ　；弾性ロー
ルのショアーＤ硬度（″）Ｔ　；作動時の金属ロールの
表面温度（°Ｃ）上記関係式から明らかなように、本発
明の方法で用いられる弾性ロールは、弾性ロールのショ
アーＤ硬度が硬くなればなる程、また金属ロールの表面
温度が高温になればなる程、表面粗さＲＭ／ＩＸを小さ
（する必要があり、特に下記式を満たすような表面粗さ
を有する弾性ロールがより好ましく用いられる。

ＲＭＡＸ≦−０，Ｌ　Ｄ−０，０１７＋　３５従来、カ
レンダーを構成する弾性ロールの表面粗さについては、
特に注意が払われておらず、本発明の如く弾性ロールの
ショアーＤ硬度と金属ロールの表面温度との関係で弾性
ロールの表面粗さを規定することにより、得られる両面
塗被紙の表裏差を改良する技術思想は全く知られていな
い。

なお、本発明者等の実験によれば、研磨によって表面粗
さＲＭＡＸを５μｍ以下とした弾性ロールでも、２００
ｍ／ｍｉｎ以上の高速で、金属ロールの表面温度を１０
０℃以上に上げ、線圧１００ｋｇ／ｃｍ以上の条件で塗
被紙を処理すると、塗被紙の地合いむらや塗被むらに起
因する凹凸によって、表面粗さが急速に低下してくるこ
とが明らかとなった。

特に、コーテッドポスト紙のように厚い紙では地合いむ
らや平滑性がより劣っているため表面粗さの低下が著し
く、硬度の低い弾性ロールや復元性の小さな材質で形成
された弾性ロールを使用すると、さらにその傾向が著し
いことも明らかとなった。

そのため、本発明の方法では実際に使用されている状態
の弾性ロールについて表面粗さを規定する必要があり、
操業中に弾性ロールの表面粗さが本発明の規定を外れる
場合には、カレンダーを停止して条件を満足するロール
に交換する必要がある。

弾性ロールの材質としては、従来から塗被紙用のカレン
ダーで用いられている例えばコツトン、フィルマットコ
ツトン、ホワイトコツトン、ウールンペーパー、アスベ
スト等も使用可能であるが、これら天然繊維を主素材と
する弾性ロールは、高温耐久性に劣っており、且つ表面
粗さの低下傾向も速いため、例えばウレタン、ポリアミ
ド、エポキシ、イソシアネート、シリコン、弗化ビニリ
デン、フェノール等の樹脂を一層或いは多層にしてロー
ルとした（特開昭６２−２８２０９３号）弾性ロールや
、ナイロン、テトロン、アラミド等の合成繊維を５０％
以上含んで成型された弾性ロール等（以下総称して樹脂
ロールと呼ぶ）が好ましく、特に耐熱性の強いアラミツ
ド、エポキシ、ポリアミド等の樹脂ロールがより好まし
く用いられる。

弾性ロールの硬度については、高温・裔圧下での耐久性
や通紙下での粗面化抵抗性を考慮するとショアーＤ硬度
７５６以上のロールが望ましく、金属ロールの表面温度
が１５０℃以上と高い場合には、ショアーＤ硬度８５″
以上の弾性ロールを使用するのが好ましい。また、弾性
ロールの表面温度が高い程ロール表面の粗面化が速く進
むため、ロール内部や外部から冷却液や冷却エアーで弾
性ロールを冷却するのが好ましい。

なお、本発明の方法において、弾性ロールの表面粗さＲ
ＭＡＸはＪＩＳ　ＢＯ６５１で定義される方法に基づき
測定されるが、通常の印刷用塗被紙のカレンダーロール
巾は１５００〜１５００ｍｍ程度であるため、ロールの
中方向で測定値が相当にばらつく。従って、例えば測定
器として三層製作所製の５ｕｒｆｔｅｓｔ　２０１を使
用し、測定長（Ｌ）を最大測定長３ｍｍとして、弾性ロ
ール命中にわたって少なくとも１０回測定しくロール巾
が広い場合にはさらに回数多く測定する）、得られた測
定値の平均値をもって表面粗さＲＭＡＸを規定する必要
がある。

高温カレンダーで塗被紙の表面処理をする際の各種処理
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が高いほど塗
被層の可塑化が促進されるため好ましく、一般には１０
０〜３００℃程度の温度範囲で調節される。

カレンダーロールの加圧条件は線圧で１００〜５００ｋ
ｇ／ｃｍ程度の範囲が好ましく、カレンダー１基当たり
の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ドラム或いは１０−ル当たり２〜６ニツプで
あり、必要に応じて２基のカレンダーで両面仕上げして
もよい。また、スーパーカレンダーの場合には３〜１３
ニップ程度が一般的である。

従って、表面仕上げにおいて塗被紙は２〜１２本程度の
弾性ロールに加圧接触することになる。

弾性ロールの表面粗さの低下度合は、通紙する塗被紙の
地合、塗りむら、米坪、紙水分、弾性ロールの材質、硬
度、ロール温度、圧力、スピード等多くの条件により異
なるため、常時測定して管理するのは手間であるが、得
られる両面塗被紙に表裏差が生じることに大きな影響を
与えるのは、特に後半の弾性ロールであるため、本発明
の方法では、少なくとも後半の弾性ロールの１本に前記
−般式の関係を満足する表面粗さＲＭＡＸを有する口−
ルを使用して操業する必要がある。勿論、全ての弾性ロ
ールが前記一般式の規定を満たしていることが最も好ま
しい。

なお、カレンダーのニップに入る前の塗被紙の水分は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１００〜１３
００　ｍ／ｍｉｎ程度の範囲が好ましい。また、表面処
理後の塗被紙の調湿、加湿のためにロールによる水塗り
装置、静電加温装置、藤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。また側型の
「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。

なお、各評価項目の評価法は下記のとおりである。

〔白紙光沢〕

村上色彩研究断裂（ＧＭ−３Ｄ）により７５度と２０度
の光沢値を測定した。（２０度の測定値は目視観察によ
る「テリ」の評価に近い） 〔平滑度〕 スムースター測定装置（東英電子側製）　ＤＳＭ−０１
により測定した。（ｃｍ　Ｈｇ　）〔表裏差〕 白紙を目視で観察し、光沢、平滑、テリ等の総合的な品
質評価から表裏差を判定した。

◎　に）　　○　悼　　△　に）　　×極めて良好　良
好　　不良　　極めて劣る〔表面粗さＲＭＡＸ） 三層製作所製の５ｕｒｆｔｅｓｔ　２０１で測定長（Ｌ
）を８璽鳳として測定した。

なお、結果を示す表の中で塗被紙の表と裏は、塗被紙が
加熱カレンダー処理で最後に金属ロール面に当たった方
を表とし、伸性ロール面に当たった方を裏として表示し
た。

実施例１〜３ カオリン（商品名；ＵＷ−９０，ＥＭＣ社製）８０部、
微粒子重質炭酸カルシウム（商品名；カービクル９０．
富士カオゾン社製）２０部を分散剤としてポリアクリル
酸ソーダ０．２部を用いてコーレス分散機で分散し、固
形濃度６８％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（固形分）２部、スチレン・ブタジェン
共重合体ラテックス（商品名、ＪＳＲＯ６９６，日本合
成ゴム社製）（固形分）１３部を加え、更に水を加えて
固形濃度６０％の塗液を調製した。

この塗液を７５ｇ／ｍの原紙に乾燥塗布量が片面当たり
２０ｇ／ｍとなるようにブレードコーターで両面塗被し
、１２０℃のドライヤーで乾燥して水分６％の両面塗被
紙を得た。

この両面塗被紙を表面温度１２０℃の金属ロールと表面
粗さＲ？ＩＡＸが５μｍ〔実施例１〕　１６μｍ〔実施
例２〕２５μｍ〔実施例３〕でショアーＤ硬度が８６°
であるポリウレタン系の樹脂弾性ロール（商品名；エラ
グラス、金属社製）からなる片面４ニツプのソフトコン
パクトカレンダー２基を用いて、スピード３００ｍ／分
、線圧２００ｋｇ　／　ＣＩｌ＋の条件で表面仕上げし
て両面光沢塗被紙を得た。それぞれの塗被紙について前
記評価項目に従って評価を行いその結果を表に記載した
。

実施例４ 実施例１で使用した樹脂弾性ロールのショアーＤ硬度を
７８°とした以外は実施例１と同様にして両面光沢塗被
紙を製造し、評価結果を表に記載した。

実施例５〜７ サテンホワイト（商品名；サチンホワイト白石工業社製
）１０部、カオリン（商品名；ＵＷ−９０、ＥＭＣ社製
）５０部、微粒子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）４０部を分散剤としてポ
リアクリル酸ソーダ０．１部を用いてコーレス分散機で
分散し、固形濃度６５％の顔料スラリーを調製した。こ
の顔料スラリーにリン酸変性澱粉（固形分）１部、スチ
レン・ブタジェン共重合体ラテックス（商品名；ＪＳＲ
Ｏ６９６，日本合成ゴム社製）（固形分）１５部を加え
、更に水を加えて固形濃度６０％の塗液を調製した。

この塗液を、カオリン（商品名、ＨＴ、ＥＭＣ社製）２
０部、重質炭酸カルシウム（商品名；カービタル７５．
冨士カオリン社製）８０部、ＧＰＣ酸化変性澱粉１５部
、スチレン・ブタジェン共重合体ラテックス（固形分）
１０部からなる塗料をオンマシンのゲートロールコータ
−で乾燥塗布量が両面で１０　ｇ　／　ｍとなるように
塗被した１５０ｇ／ｍの原紙に、オフマシンのショート
・ドウエル・コーターで乾燥塗布量が片面当たり１５ｇ
／ｄとなるように塗被して両面塗被紙を得た。

この両面塗被紙を表面温度２００°Ｃの金属ロールと表
面粗さＲＭＡＸが７μｍ〔実施例５〕　１）μｍ〔実施
例６〕　１９μｍ〔実施例７〕でショアーＤ硬度が９０
’であるエポキシ樹脂からなる弾性ロールで構成される
片面４ニンプのソフトコンパクトカレンダーを用いて、
スピード４００ｍ／分、線圧２５０ｋｇ／ｃｍの条件で
２回通紙で表面仕上げして両面光沢塗被紙を得た。それ
ぞれの塗被紙についての評価結果を表に記載した。

実施例８ 実施例５で得られた両面塗被紙を、弾性ロールとしてシ
ョアーＤ硬度が８６°でＲＷＡＸが２１μｍであるフィ
ルマツトロールを有する１２段のスーパーカレンダーで
表面仕上げして両面光沢塗被紙を得た。なお、スーパー
カレンダーの金属ロールの表面温度は上から３木目と１
０本本目ともに１２０℃とし、スピード３００ｍ／分、
線圧２０Ｑ　ｋｇ　／　ｃｍの条件で処理したが、最下
段の弾性ロールは操業開始後約１０時間ででＲＭＡＸが
３３μｍとなったため、ロール研磨が必要となった。

実施例９ ５０　ｇ　／　ｍの原紙に乾燥塗布量が片面当たり１２
　ｇ　／　ｒｒｒとなるように塗被した以外は実施例１
と同様にして両面塗被紙を得た。得られた両面塗被紙を
実施例１と同様に表面仕上げして両面光沢塗被紙を得た
。な、お、操業開始１日後の２基目のソフトコンパクト
カレンダーの弾性ロールの表面粗さＲＭＡＸは２５μｍ
であったが、その時点で得られた両面光沢塗被紙の評価
結果を表に記載した。

比較例１〜３ 実施例１で使用した樹脂弾性ロールのＲＭＡＸをそれぞ
れ３３μｍ〔比較例１〕３７μｍ〔比較例２〕　４２μ
ｍ〔比較例３〕とした以外は実施例１と同様にして両面
光沢塗被紙を製造し、それぞれの評価結果を表に記載し
た。

比較例４〜５ 実施例５で使用した弾性ロールのＲＭＡＸをそれぞれ３
１μｍ〔比較例４〕３９μｍ〔比較例５〕とした以外は
実施例５と同様にして両面光沢塗被紙を製造し、それぞ
れの評価結果を表に記載した。

比較例６ 弾性ロールのショアーＤ硬度を９３″とした以外は比較
例４と同様にして両面光沢塗被紙を製造し、評価結果を
表に記載した。

「効果」 表の結果から明らかなように、本発明の各実施例で得ら
れた両面光沢塗被紙は、いずれも目視の表裏差が改良さ
れており、光沢度、平滑度においても表裏差の少ない極
めて高級な印刷用紙であった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）顔料及び接着剤を主成分とする水性塗液を原紙に
   塗布乾燥後、１００℃以上に加熱された金属ロールと弾
   性ロールからなる加熱カレンダーに通紙して表面仕上げ
   をする両面光沢塗被紙の製造方法において、加熱カレン
   ダーの弾性ロールが下記式を満たす表面粗さＲ＿Ｍ＿Ａ
   ＿Ｘ（ＪＩＳＢ０６５１で定義）を有することを特徴と
   する両面光沢塗被紙の製造方法。 ＲＭＡＸ≦−０．１Ｄ−０．０１Ｔ＋４０ ＲＭＡＸ；弾性ロールの表面粗さ（μｍ） Ｄ；弾性ロールのショアーＤ硬度（°） Ｔ；作動時の金属ロールの表面温度（℃）
2. （２）弾性ロールが７５°以上のショアーＤ硬度を有す
   る樹脂ロールである請求項（１）記載の製造方法。
3. （３）弾性ロールが８０°以上のショアーＤ硬度を有す
   る樹脂ロールである請求項（２）記載の製造方法。
4. （４）弾性ロールの表面粗さＲＭＡＸが下記式を満たす
   請求項（１）記載の製造方法。 ＲＭＡＸ≦−０．１Ｄ−０．０１Ｔ＋３５