JPH02160993A - 塗工軽量印刷紙の製造方法及び塗工軽量印刷紙 - 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］ 本発明は塗工軽量印刷紙の製造において、不透明性、嵩
・剛性をほとんど低下させることなく、平滑性、印刷後
光沢等の印刷適性を大幅に向上できる塗工軽量印刷紙の
製造方法に関する。

［従来の技術］ 印刷紙はダイレクトメール、カタログ類の普及、増加、
出版物の増ページ等の状況と低コスト、省資源の要求か
ら近年ますます軽量化の方向に進みつつある。

これら坪量２５〜６０ｇ／−ｒＩｌ程度の軽量印刷紙は
、表面サイズ処理のみの普通紙若しくは微塗工紙或いは
軽量塗工紙が用いられている。

一方、印刷のビジュアル化、高級化の要求がますます高
くなっており、軽量印刷紙といえども、一般の印刷紙な
みの印刷適性が要求されている。

軽量印刷紙には、印刷性の向上と同時に、常に不透明性
、嵩高ざの改善が要求される。

即ち、紙は薄くなればなる程、透明になり易いので、裏
面印刷が表面から見えないように不透明性を要求される
。

そのために不透明性の高い酸化チタン等の填料を多聞に
使用すると紙に剛性がなくなり、平判で印刷する際、紙
を供給して一枚づつ咬へさせるときに、折れたり、ずれ
たりしてトラブルを起し易い。

紙の剛性は嵩高い程良いので、薄ければ薄いほど、嵩高
いことが要求されるが、嵩高いと平滑性が悪く、印刷光
沢が良くないという問題がある、印刷紙は表面サイズ処
理又は顔料処理された後、通常表面平滑性その他の印刷
適性を得るために、カレンダー処理されるが、このカレ
ンダー処理により紙の密度が上り、不透明度の低下、嵩
の減少が生じるのが普通である。

軽量印刷紙は特に坪量が軽いため、不透明性、嵩・剛性
などの特性と平滑性・光沢等の表面性、印刷適性を同時
に満足させることは難しい。

軽量印刷紙の上記特性を改良するために、これまで原紙
面では屈折率の大ぎい填料、紙層的空隙を大きくするよ
うな粒径の填料等の使用による不透明度の向上、吸油量
の大きいＩ１４料の配合による印刷インキの着肉性の向
上等の方法が行われている。また、塗工紙においては、
不透明度、印刷インキ着肉、印刷光沢の向上の観点から
、各種の無機顔料、有機顔料の選定、ラテックス、澱粉
等のバインダーの選定が種々行われている。

一般に印刷紙は表面平滑性を維持するために、マシンカ
レンダー、スーパーカレンダー等によるカレンダー処理
が行われるが、カレンダー処理による密度の上昇を押さ
えて平滑性、光沢を向上させる方法として、高温ロール
による熱カレンダー処理或いはカレンダー処理直前に紙
表面への水塗布等の方法が知られている。

熱カレンダー処理は高光沢板紙の製造等に用いられるが
、原紙に演耗される熱量をロールに補給すること、ロー
ル間のニップ通過の短時間に紙に熱を転移させて紙を高
温化することは極めて難しい。また、両面処理を要し、
且つ厚さの薄い軽量印刷紙には適用できない。

カレンダー処理直前の水塗布は、最近では特開昭６２−
１７７２９９号公報に見られるが、この発明は繊維壁の
厚いパルプを用いた嵩高の軽量印刷用紙である点に特徴
があり、表面サイズ紙のカレンダー処理直前に水塗布を
行なっている点で、本発明とは異なる。また、水準■の
場合、塗■又は、散布される水分は紙の片面０．５〜５
ｇ／ＴＩｔと多く（紙全体の平均水分を２〜１０％上昇
させる）高い印刷適性を得るためのカレンダー処理に適
さない上、カレンダーロールの汚れ、紙の艶汚れを生じ
易い。

水準■を本発明の対象とする顔料４１紙に用いると、水
は塗層を通して紙層まで浸透しにくく、カレンダーロー
ルへの塗料の付着の問題も起る心配がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は軽量印刷紙殊に塗工軽量印刷紙の上記の問題点
を解決するためになされたもので、本発明の目的は塗工
軽量印刷紙の不透明性、嵩、剛性をほとんど低下させる
ことな（、平滑性、印刷後光沢等の印刷適性を向上でき
る塗工軽１印刷紙の製造方法及びその製造方法により得
られる塗工軽量印刷紙を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は塗工軽量印刷紙の製造方法において、カレンダ
ー処理直前に、低圧で軽度の過熱蒸気を下記（１）〜（
２）の条件で、紙に平行に噴出させ、紙表面を加湿及び
加熱した後、カレンダー処理を行うことを特徴とする塗
工軽量印刷紙の製造方法である。

（１）カレンダー処理直前、００１〜０．３秒前に低圧
で軽度の過熱蒸気を噴出する。

（２）紙の表面に対する蒸気付着量が紙の片面当り０．
０５〜０．３９／ｉとなるように噴出する。

また、本発明は白色度８５％以上、不透明度８０％以上
で、且つ蒸気処理面の平滑度４００秒以上（ＪへＰＡＮ
　ＴＡＰＰＩ　Ｎｏ５の王研式平滑度試験器による）で
ある上記の製造方法により得られる顔料塗工の塗布量３
〜１０ｙ／Ｔｄ、（塗料固形分）の塗工軽量印刷紙であ
る。

本発明の特徴は、塗工軽量印刷紙のカレンダー処理直前
に、低圧で軽度の過熱蒸気を特定の条件で紙の表面に付
着させる点にあるが、従来から紙のカール防吐などに蒸
気を用いることが試みられてぎたが、カレンダー処理に
おいては、使用する蒸気の形態、特性及び使用条件等適
当なものがなかったため、これまで見るべき提案はなか
った。

最近特開昭６２−２２３３８８号公報に、紙シートに平
行で、且つシートの移動方向と反対の方向にシト表面に
蒸気流を供給する装置（蒸気シャワー）が提案された。

この装置は蒸気流がシートに噴出され、しかもシートの
走行方向と逆方向に流れる間にシートに均一に加湿と加
熱を行う特徴を有している点に本発明者等は着目し、本
発明の塗工軽量印刷紙に適用するのに、好ましい蒸気の
一つではないかと考え、その適用条件について検討を行
なった。

一般にカレンダー処理は、カレンダーロールのツブ圧、
ニップ数、紙の水分、紙の温度、ニップ時間等を上げる
と、平滑性、光沢度が向上するが、嵩の減少、不透明度
の低下が大きくなる。印刷紙の平滑性、光沢を上げるに
は紙を緻密にする必要がある。

嵩の減少、剛度の低下、不透明度の低下なしに、カレン
ダー処理でこの目的を達成するためには、紙の緻密化を
紙の微表面のみに止め、いかに紙層全体を潰さずに保存
するかと言うことに帰する。

本発明者等は、紙の微表面のみを緻密化するカレンダー
処理に、前記提案の装置から発生する蒸気流を適用する
ことで、塗工軽量印刷紙の前記問題点が解決できるとの
知見を得て、鋭意研究を進めたのである。

即ち、前述のように、紙の平滑を上げ、印刷光沢を向上
させるには、特開昭６２−１７７２９９号公報に見られ
るように、水塗布（水ダンピング）を行った後、カレン
ダー処理を行うのはよく知られている。

しかし、水塗布は塗布量を少なくするには限界がある上
に、塗工しない紙又は塗Ｔしてあっても表面サイズ程度
の塗布面においては、紙表面に均一に塗布することがで
きるが、顔料塗工のように合成樹脂ラテックスをバイン
ダーとして使用した塗膜面は、疎水性となるため、水の
均一な塗布は難しく、且つ温度も常温が普通である。

しかしながら、本発明で用いる蒸気は、水と異なり蒸気
量の調節が容易で、且つ温度も高温のため、顔料塗工面
も蒸気の熱量を付与されて瞬間的に軟化し、少量の蒸気
でも顔料塗工層を通過して、塗工層の下の紙表面のみに
到達することが可能で且つ紙層の中心部までは熱も蒸気
も到達しない。

従って蒸気処理後直ちにカレンダーがけした場合、紙層
のうち、顔料塗工層に近い層のみは密度が上るが、中心
層は密度が上らず、紙層自体の中心層が密度低く、表層
のみ密度が上ったカステラ構造となり、且つ顔料塗工層
も平滑となって全体としては平均密度がそれ程上らず、
高があるにもかかわらず、印刷光沢のある軽量印刷紙が
得られるのである。

本発明の塗工軽量印刷紙は、坪量２５〜６０９／ｍ２の
無機、有機の顔料とバインダーからなる塗料が原紙の片
面又は両面に片面当り３〜ｉｏｇ／　ｍ塗工された塗工
軽量印刷紙である。

本発明は顔料塗工紙に適用して顕著な効果が得られ、紙
のサイズ度は高い方が好ましく、ステキヒトサイズ度で
３秒以上は必要であり、更に顔料を含む塗料或いは表面
ナイズ剤の塗工量が多い方が好ましい。

本発明のカレンダー処理は、スーパーカレンダー、オン
マシンカレンダー、クロスカレンダー等一般的なカレン
ダーすべてに適用できる。

本発明の低圧で軽度の過熱蒸気流を紙に噴出する装置と
しては、紙と平行に蒸気を噴出する装置。

ノズルから紙の表面に角度を持って噴出する装置などで
、蒸気が紙表面に付着して適度にシートの温度と水分を
上昇させる調整ができるものであれば使用できる。

本発明において使用する蒸気は、低圧で軽度の過熱蒸気
で蒸気圧１．０〜２．０　Ｋ９　／　ｃｍ、好ましくは
１．２〜１．５Ｋｙｉｃｉである。蒸気圧が高すぎると
、紙に付与された水分と熱のために、ロールニップでの
紙ヤケ又はＩＩ紙の塗面の破壊が生じる。また、蒸気圧
が低ずぎると平滑性、印刷光沢の向上が難しい。

紙の表面に対する蒸気付着量は、紙片面当り００５〜０
．３ｇ／尻、好ましくは０．１〜０．２５ｇ／尻である
。蒸気付着量が少なすぎると付着した蒸気膜が紙表面全
体を覆うことができないので、平滑光沢むらを発生する
おそれがあり、また多すぎると紙表面を覆う過剰の水分
が紙内部に浸入して不透明度の低下が生じる。

蒸気塗布後、カレンダーロールニップに入るまでの時間
は０，０１〜０，３秒とする必要がある。これ以上長い
時間を置くと紙に付着した蒸気のトレイン粒子が紙内部
に侵入し、不透明度の低下を生じる。

カレンダー処理の際のニップ圧は、使用するカレンダー
により異なるが、従来の蒸気を使用しないカレンダー処
理に比べて低いニップ圧で高い平滑性、印刷光沢が得ら
れるので密度を上げないで嵩が出せる。

上記の各種の条件の限定は、本発明者等が低坪量の塗工
軽量印刷紙のカレンダー処理に当り、不透明度、嵩、剛
度を低下させずに、平滑、印刷光沢等の印刷適性を向上
させる方法として、低圧で軽度の過熱蒸気流を紙表面に
流して紙表面に蒸気膜を付着させるテストを繰返して定
めたものである。

前述の公知の水を塗工する方法は、紙表面全体を濡らす
ためには相当量の水量を必要とする。片面当り　０５〜
５ｇ／Ｔｄの水を塗工あるいは霧状塗工ずれば、両面処
理で紙の水分は４〜２０％上昇する事になる。この様な
高い水分条件下で、本発明が目脂している高い平滑性、
印刷適性を得るカレンダー処理（ある程度のニップ加圧
、加圧回数を要する）では、嵩と不透明性が大幅に失わ
れる。

これ以下の量の塗工もしくは霧状法■では、紙表面全体
を均一に濡らす事は難しい。

その点、本発明の低圧で軽度の過熱蒸気で紙表面を濡ら
す方法は、各種の方法の中で最も薄い膜で紙を濡らす方
法である。つまり、水の単分子膜程度の」で紙表面を濡
らずことができるのである。

さらに、この蒸気を使用するもう一つの目的は、蒸気の
紙表面への付着後の潜熱の放出により組人面の温度を上
げる事である。

これにより、高温ロールによるカレンダー処理と同じ効
果を得る事が出来る。

カレンダー処理直前に、紙表面に水分を付与して、前述
の効果をあげるためには、水の量が少ない方が良い。水
分付着量が多いほど嵩の減少と不透明度の低下が大きく
なることは前述のとおりである。

このことから、本発明では低圧で軽度の過熱蒸気を使用
することで水分の付着量を極限することができる。水塗
布の場合は、紙の片面で０．５〜５ｇ／ｍ（紙の平均水
分を２〜１０％増加させる）に対して、本発明の低圧で
軽度の過熱蒸気では片面０．１〜０．３ｇ／ｍ２で十分
で、これは両面塗布を行なっても紙の水分の増加は１％
以下である。本発明においては、両面塗工紙に両面とも
蒸気を付着させてもよいし、また、片面塗工紙に両面に
蒸気を付着させてもよい。

［実施例］ 本発明の実施例を示す。

キャレンダー処理にチルドロールとコットンロルの組合
せから成る１０段の通常のスーパーカレンダーを用い、
カレンダーのトップチルドロールと２番コツトンロール
のニップ前に、通紙されろ紙の裏面に蒸気が噴出される
ように、スチームシャワー装置（サーモ・エレクトロン
・ウェブ・システム社のスチーム・フォイル）のテスト
機を設置して下記の実験を行った。

（１）カレンダーニップに入るまでの時間の検討坪量４
５９／ｆｆｌの微塗工軽量印刷紙をスーパーカレンダー
に通紙して、スチームシャワーテスト機の位置を移動し
て、不透明度、印刷光沢を測定した結果を第１表に示す
。

通紙条件は速度２５０　ｍ／分、９ニツプ、ニップ圧２
３０　Ｋ９　／　ｃｍ　、ロールは加熱せず、常温。

スチームシャワーの蒸気の圧力は１．２に９／ｃｍ。

紙表面への蒸気付着量は０．１７９／Ｔｄであった。

第１表 第１表の結果から、カレンダーニップへ最も近い位置の
０．０１秒から、不透明度の低下が許容できる範囲を勘
案して０．３秒までとした。

紙試験方法 坪　　　量　：　　ＪＩＳ　　Ｐ　　！１１２４厚　　
　さ　：　ＪＩＳ　　Ｐ　　８１１８密　　度：同上 不透明度：　ＪＩＳ　Ｐ　８１３８ 平滑度：　ＪＡＰＡＮ　ＴＡＰＰＩ　Ｎｏ５の王研式平
滑度試験器により測定 印刷光沢：ＲＩ試験印刷機でインキ量０．５ｙ／ｍの印
刷を行なった後、ＪＩＳ　Ｐ　８１４２により測定 剛　　麿：　ＪＩＳ　Ｐ　８１４３クラークこわさ試験
ステキヒト法すイズ度：　ＪＩＳ　Ｐ　８１２２（２）
蒸気の紙表面付着量の検討 前記（１）と同様に坪量４０ｇ／ｍの微＠塗工軽量印刷
紙を用いて、スーパーカレンダーの通紙条件を通紙速度
５００′ｒｒＬ／分、３ニツプ、ニップ圧１２０に９　
／　ｃｍとした以外は（１）と同様にして、スチームシ
ャワーで紙の裏面に蒸気を噴出し、蒸気噴出量を調製し
て紙表面への蒸気付着量を変化させた結果を第２表に示
す。

第２表 第３表 第２表の結果から不透明度の低下と密度上昇による嵩の
減少から、蒸気付着量は０．３９／ｒｔｔ程度が限界と
見られる。

（３）紙のサイズ度と蒸気使用の効果の検討内添サイジ
ング及び表面サイジングを施して第３表に示すステキヒ
ト法すイズ度とした軽量印刷紙について、前記（１）の
実験条件と同様にして蒸気使用の有無についての比較試
験を行った結果を第３表に示す。

第３表の結果によれば、紙のサイズ度が１秒以下の場合
は密度上昇と不透明度の低下が大きく、サイズ度４秒、
７秒の場合は密度の上昇、不透明度の低下をほとんど生
じないで平滑度の向上が可能であることが判る。

実施例１〜４、比較例１〜２ 坪量４５ｇ−／ｆｆｌの微塗工軽量印刷機を前記の実験
条件と同様にして、カレンダー処理直前に紙の裏面に蒸
気流を流して、蒸気を付着させながら、スーパーキャレ
ンダー処理を行い、第４表の結果を得た。蒸気の紙面へ
の付着量、キャレンダーの通紙条件は表に示す通りであ
る。

第３表の結果によれば、蒸気を使用しない通常のカレン
ダー処理（比較例１．２）に比べて、本発明の実施例は
紙の密度をそれほど上げず、また、不透明度の低下をそ
れほど伴わずに平滑度及び印刷光沢度を大幅に向上させ
ることができた。

表の結果から、本発明の方法は、蒸気を使用しない場合
に比べて、同一キャレンダー処理条件で、密度の上昇な
しに、印刷光沢度を６０〜８０％高めることができた。

また、従来と比較して密度を１０％低くしても同一の印
刷光沢度の紙が得られることになり、つまり、同一印刷
光沢度の紙で厚さが１０％厚い紙を得られることになる
。従って本発明の方法によれば、従来塗工軽量印刷紙の
カレンダー処理に際し、紙の不透明性、嵩、剛性などの
特性を若干犠牲にしないと平滑性、印刷光沢などの印刷
適性の向上ができなかったのをカレンダー処理における
低圧で軽度の過熱蒸気流の適用条件を見出して、前記の
ような問題を解決したもので第４表の結果から明らかな
ように、密度をほとんど上昇させず、白色度８５％以上
で不透明度８０％以上を維持したまま、平滑度４００秒
以上、印刷光沢度４５％以上の塗工軽量印刷紙の製造が
可能になった。

［発明の効果コ 本発明の製造方法は、従来、塗工軽量印刷紙のカレンダ
ー処理に当り、紙の不透明性、嵩、剛性などの低下なし
に、平滑性、印刷光沢などの印刷適性を向上することが
できなかったのを低圧で軽度の過熱蒸気の流れを塗Ｔ紙
表面に本発明の特定の条件でイ」着させてカレンダー処
理を行うことにより、前記の不透明性、嵩、剛性をほと
んど低下させることなく、印刷適性を大幅に向上させる
ことができたものである。

これにより、従来の同一レベルの印刷光沢度を厚さが約
１０％厚い紙で得られることになり、嵩、剛性に好結果
を与えることができる。

また、本発明の方法により、密度をほとんど上昇させず
に（厚さが薄くならないで嵩を保ったまま）白色度８５
％以上で不透明度が８０％以上であって、しかも平滑度
４００秒以上、印刷光沢度４５％以上の塗工軽量印刷紙
を安定して得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塗工軽量印刷紙の製造方法において、カレンダー処
   理直前に、低圧で軽度の過熱蒸気を下記（１）〜（２）
   の条件で、紙に平行に噴出させ、紙表面を加湿及び加熱
   した後、カレンダー処理を行うことを特徴とする塗工軽
   量印刷紙の製造方法。 （１）カレンダー処理直前０．０１〜０．３秒前に低圧
   で軽度の過熱蒸気を噴出する （２）紙の表面に対する蒸気付着量を片面当り０．０５
   〜０．３ｇ／ｍ＾２ ２、白色度８５％以上、不透明度８０％以上で、且つ蒸
   気処理面の平滑度４００秒以上（ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ
   Ｎｏ．５の王研式平滑度試験器による）である請求項１
   記載の製造方法により得られる顔料塗工の塗布量片面３
   〜１０ｇ／ｍ＾２（塗料固形分）の塗工軽量印刷紙。