JPH02269896A - 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、印刷用塗被紙の製造方法に関し、特に１００
℃以上の高温キャレンダーで表面仕上げを行い、印刷適
性に優れた塗被紙を極めて効率良く製造する方法に関す
る。

「従来の技術」 近年、印刷物のビジュアル化、カラー化、高級化指向に
伴い、とりわけ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、各種の提案がなされている。

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、又仕上げ工程では１００
℃以上の高温キャレンダーによる仕上げ方法（特開昭５
４−１２５７１２号、特公昭４９−２１２５２号等）等
が数多く提案されている。

しかしながら、これらの従来技術では光沢度や平滑性の
改良効果が必ずしも十分ではなく、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」 本発明の目的は、全く新規な発想に基づく高温仕上げ法
の採用によって塗被紙の光沢度、テリ、平滑性を著しく
改善する方法を提供するものである。

一般にキャレンダー仕上げ前の印刷用塗被紙は光沢度、
テリ、平滑性が極めて悪（、印刷効果にも劣っているた
め、キャレンダー仕上げによって塗被層の凹凸を平滑化
して優れた印刷適性が与えられる。この表面仕上げ処理
によって塗被面の光沢度やテリを顕著に向上させるため
には、原紙の平滑化と共に塗被層表面の個々の顔料粒子
を塗被層の表面に並行に並ぶように配向させることが基
本的に重要である。

しかしながら、塗被層中の顔料粒子は十分な印刷適性（
例えば印刷ピンキング強度）を備えるべく接着剤によっ
て原紙に強固に接着されているため、キャレンダーの圧
力作用による顔料の配向及、　　び原紙凹部への移動に
は自ずと限界がある。このため、顔料の配向性を高める
べく塗被層が湿潤状態にある間に加熱ドラムに圧接する
キャスト法が提案されている。このキャスト法では塗被
層面の高い光沢度、テリ、平滑性は得られるものの、キ
ャストドラム上で塗被層の水分を蒸発させる必要がある
ため、生産性が劣るという重大な欠点が付随する。

「課題を解決するための手段」 本発明は、原紙上に、顔料及び接着剤を主成分とする水
性塗被組成物を塗被乾燥後、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キャレンダーに通
紙して表面仕上げをする塗被紙の製造方法において、主
接着剤としてＴｇが１０〜７０℃の合成樹脂ラテックス
を使用し、顔料として平均粒子径が０．１〜０．８μｍ
のサチンホワイトを５〜３０重量部配合し、更に加熱キ
ャレンダーの金属ロールが下記式を満たす表面粗さＲｍ
ａにを有することを特徴とする塗被紙の製造方法である
。

Ｒｍａｘ≦８−（Ｔ十Ｐ）　／１００ Ｒｍａｘ：金属ロールの表面粗さ（μ１Ｉ）Ｔ：作動時
の金属ロール表面温度（’Ｃ）Ｐ：キャレンダー線圧力
（Ｋｇ／ｃａｂ）「作用」 而して、本発明の方法では、主接着剤として特定のＴｇ
を有する合成樹脂ラテックスを使用し、且つ特定された
平均粒子径を有するサチンホワイトを特定量含有せしめ
た塗被組成物を原紙に塗被、乾燥後、１００℃以上の加
熱キャレンダーに通紙して表面仕上げをすることによっ
て、塗被層面の光沢度、テリ、平滑性を大幅に改良せし
めるものである。

即−ち、本発明の方法はキャスト法で行われている塗被
層の可塑化を、上述した如く特定の合成樹脂ラテックス
とサテンホワイトで構成される塗被層を１００℃以上の
加熱キャレンダーに通紙することにより、熱エネルギー
と加圧エネルギーとで、極めて効果的に達成し、高平滑
化と同時に優れた印刷適性を有する塗被紙を得るもので
ある。

本発明の方法に依れば、顔料の配向が、キャスト塗被紙
の塗被層面に匹敵する程に促進され、−方キャスト法の
如き乾燥工程（裏面のみがらの水分蒸発）を経ないので
高速生産が可能となる。しかし、キャスト法に比較して
車位面積当たりのプレス圧が高いために、キャレンダー
での加圧仕上げ時に塗被層と金属ロールとの密着性が高
く、塗被層が金属ロールの表面状態、例えば微小な凹凸
等を転写（模写）し易いため、ロールの表面状態は塗被
層表面の品質を決定する上で、重要な要件となる。

従って、本発明の方法では塗被組成物中の顔料、接着剤
の特定に加えて、キャレンダーロールとして、下記式を
満足する表面粗さＲｍａｘを有する金属ロールを選択的
に使用するものである。即ち、Ｒ＋ｗａｘ　　≦８−　
　（Ｔ＋Ｐ）　　／１００Ｒｍａｘ：金属ロールの表面
粗さ（μｍ）Ｔ：作動時の金属ロール表面温度（１）Ｐ
：キャレンダー線圧力（Ｋｇ／ｃｍ）上記の式から明ら
かなように、本発明で用いられる金属ロールは、線圧力
が高くなる程、また、作動時の金属ロール表面温度が高
くなる程表面粗さＲｐａａｘを小さくする必要がある。

なお、金属ロール表面は硬質クロムメツキ等によって鏡
面処理を施されていても良い。

本発明の方法では、塗被組成物用顔料として、平均粒子
径が０．１〜０．８μｍのサテンホワイトを全顔料中に
５〜３０重量部配合することを特徴とするものである。

即ち、サチンホワイトの平均粒子径が０．８μｍを越え
ると、光沢、平滑、テリに関して所望の品質を得ること
ができず、又、０．１μｍ未満の場合には塗被層の接着
強度低下が懸念されるので、０．１μｍ未満のサテンホ
ワイトの使用は避けなければならない、更に、上記の如
き平均粒子径を有するサチンホワイトであっても、その
配合率が全顔料１００重量部に対し５重量部未満の場合
は、光沢、平滑、テリに関して所望の品質を得ることが
できない。一方、３０重量部を越えると効果が飽和し、
より優れた品質向上が期待できないのみならず、塗被液
の固形分濃度が低下する等の弊害が生じる。

従って、サチンホワイトについては上記した如く、その
平均粒子径と配合量を特定範囲内で調節することが重要
である。

なお、サチンホワイトの結晶形は一般に針状或いは棒状
であるが、その平均粒子径を特定する方法として、下記
による方法で得た測定値が最も有効なものであった。

即ち、分散剤として、ポリアクリル酸ソーダをサテンホ
ワイト（固形分）に対して５重量％添加して２〜３重量
％のスラリー液を調製し、更に、超音波分散器により５
分間分散させた後、重力沈降法（測定器／セディグラフ
５０００−０１：島津製作所製：比重１．７７とした。

）で粒度分布を測定し、得られた粒度分布から５０％の
法相当直径をサチンホワイトの平均粒子径とするもので
ある。

なお、サチンホワイト以外の顔料としては、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１種以上が適宜選択して
使用される。

次いで、塗被組成物中の接着剤であるが、本発明の方法
では主接着剤として合成樹脂ラテックスのＴｇが１０〜
７０℃、より好ましくは２０〜５０℃のものを使用する
ものである。因みに、Ｔｇが７０℃を越えるラテックス
では、高温加圧により顔料の配向は促進されるが、接着
強度が弱くなり、印刷時又は加熱キナレンダ−処理時に
塗被層の一部がピッキングを起こす恐れがある。一方、
Ｔｇが１０℃未満のラテックスを用いると塗被層の加熱
キャレンダーによる可塑化が十分に行われず、光沢、平
滑、テリの大幅な改善が期待できない。

なお、かかる合成樹脂ラテックスとしては、例えばスチ
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１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等の内、
そのＴｇが１０〜７０℃、より好ましくは２０〜５０℃
の範囲にあるものが適宜選択して使用されるものである
。

さらに、接着剤として、上記特定の合成樹脂ラテックス
の他に、例えばカゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白
質類；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；陽性化
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用塗被組成物に用いられる接着剤
の１種以上が本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択
して使用される。

なお、−ＩＩに接着剤は顔料１００重量部に対して５〜
５０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、塗被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、塗被層の固化を促進するための助剤として
、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良い。

かくして調製された塗被液は、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−、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或いは多層に分
けて塗被される。その際の塗被液の固形分濃度は一般に
４０〜７５重景％程度であるが、操業性を考慮すると４
５〜７０重量％の範囲が好ましい。

原紙への塗被液の塗被量は、一般に乾燥重量で片面当た
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３〜２５ｇ／ｒ
ｒｒ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℃以上に加熱されたキャレンダーに通紙して表面仕上
げをするものであるが、キャレンダーとしては、例えば
スーパーキャレンダー、グロスキャレンダ−（特開昭４
０−１３２３０５号、公表特許公ｆ１６３−５００１８
８号）ソフトコンパクトキャレンダ−（祇パルプ技術タ
イムス、６２年８月号、３１〜３６頁、ＰＰＩ、１９８
７年１）月号、４５〜４７頁、ＷＦＰ、１９８５年、２
２．８７３〜８７７頁）等の各種キャレンダーがオンマ
シンやオフマシンの形態で使用される。

本発明において、金属ロールと対をなす弾性ロールの材
質としては、従来から塗被紙用のキャレンダーで用いら
れている、例えばコツトン、フィルマッドコツトン、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いるため、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％以上含んで成形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・高圧下での耐久性
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、シツアー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の劣化が早く進むため
、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、本発明において、金属ロールの表面粗さＲｎ＋ａ
ｘ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キャレンダーロール巾
は１５００〜７５００ｍｍ程度であるため、ロールの巾
方向で測定値が相当にばらつく。従って、例えば測定器
として三豊製作所製の５ｕｒｆｔｅｓｔ　２０１を使用
し、測定長（Ｌ）を最大測定長８關として、金属ロール
全中にわたって、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。

高温キャ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、キャレンダーロールの表面温度が高い程
塗被層の可塑化が促進されるために好ましく、−ｇには
１００〜３００℃程度の温度範囲で調節される。

キャレンダーロールの加圧条件は線圧で１００〜５００
にｇ／ｃａ＋、より好ましくは１５０〜４００Ｋｇ　／
ｃｍ（７）範囲で調節される。キナレンダ−１基当たり
の加圧ニップ数はソフトコンパクトキャレンダーの場合
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基のキャレンダーで両面仕上げし
てもよい。また、スーパーキャレンダーの場合には３〜
１３ニップ程度が一般的である。なお、キャレンダーの
ニップに入る前の塗被紙の水分は３〜ｌＯ％程度が好ま
しく、キャ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１００〜１３００ｍ／ｍ１）１
程度の範囲が好ましい。また、表面処理後の塗被紙の調
湿、加湿の為にロールによる水塗り装置、静電加湿装置
、薄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。

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３０〜４００ｇ／ｒｒｒ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。

本発明者等は、上述の如く主接着剤となる合成樹脂ラテ
ックスのＴｇの特定、顔料であるサチンホワイトの平均
粒子径及び配合部数の特定、更に高温処理を行う金属ロ
ールの表面粗さＲｍａｘの３条件が相乗効果的に作用し
て本発明の所望の効果が初めてｊ）られることを見出し
たのである。従って、上記３条件のいずれか１つでも欠
けると所望とする光沢、平滑及びテリに関する大幅な改
良効果は期待出来ない。

「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をす
るが、勿論これらの実施例に限定されるものではない。

なお、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。

なお、得られた塗被紙の品質を下記の評価項目における
方法で評価した。

〔白紙光沢〕

村上色彩研究所製（ＧＭ−３０）により７５″と２０゜
の光沢値を測定した。（注：２０°の測定値は目視観察
による「テリ」の評価に近い） 〔平滑度〕 東英電子■製スムースター平滑度計（ＤＳＭ　−０１）
により測定した値。（注；値が小さい程、平滑性がよい
／ｃｍＨｇ） 〔目視評価〕 白紙を目視で観察し、光沢、平滑、表裏差、テリ等の総
合的な品質評価を判定した。

◎・・・・・・・・・・・・○・・・・・・・・・・・
・△・・・・・・・・・・・・×極めて良好　良好　　
不良　　　極めて劣る〔表面粗さ〕 三田製作所製の５ｕｒｆｔｅｓｔ　２０１で測定長（Ｌ
）を８關として測定した。

なお、結果を示す表の中で塗被紙の表と裏は、塗被紙が
加熱キャ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、弾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；　ＬＩＷ−９０／ＥＭＣ社製）７０
部、微粒子重質炭酸カルシウム（商品名；カービクル９
０部／富士カオリン社製）２０部及び平均粒子径が０．
５μｌのサテンホワイト１０部（各、固形分ベース）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、固形分濃度が６６％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２部（固形分）、Ｔｇが３
０℃のスチレン−ブクジエン共１ｒ合体ラテックス１５
部（固形分）を添加し、更に水を加えて固形分濃度が６
０％の塗被液を調製した。この塗被液を米坪７５　ｇ　
／　ｒｄの原紙に乾燥重量が片面当たり２０　ｇ　／　
ｎｆとなるようにブレードコーターで両面塗被後、１２
０℃のドライヤーで乾燥して水分６％の両面塗被紙を得
た。

このようにして得た塗被紙を表面温度が１２０℃、表面
粗さＲｍａｘが１μ１）　（実施例１）、２μｓ（実施
例２）、３μＩＩＩ（実施例３）からなる金属ロールと
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／金陽社製）からなる片
面３ニツプのソフトコンパクトキャレンダー２基を用い
て、スピード４００ｍ／分、線圧２００　Ｋｇ　／ｃｍ
の条件で表面仕上げをして、両面光沢塗被紙を得た。こ
のようにして得られた塗被紙について、前記した評価項
目に従って、評価を行い、その結果を表−１に示した。

実施例４ 実施例１において、弾性ロールのショアーＤ硬度が９２
°、金属ロールの表面温度を１６０℃とした以外は、同
様にして両面光沢塗被紙を得た。得られた塗被紙の品質
結果を表−１に示した。

実施例５〜７ 平均粒子径が０．３μｍのサテンホワイト２０部、カオ
リン（商品名；聞−９０）　５０部、微粒子重質炭酸カ
ルシウム（商品名；カービタル９０）　３０部（各、固
形分）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、固形分濃度６０％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１部、Ｔｇが一１６℃のスチレン−ブタジェン共
重合体ラテックス６部、更にＴｇが５０℃のスチレン−
ブタジェン共重合体ラテックス１５部（各、固形分）を
添加し、更に水を加えて固形分濃度が５４％の塗被液を
調製した。

この塗被液を、カオリン（商品名；　ＩＩＴ／ＥＭＣ社
製）２０部、重質炭酸カルシウム（商品名；ラフトン１
８００／備北粉化工業製）８０部（各、固形分）、酸化
澱粉１０部、スチレン−ブタジェン共重合体ラテックス
ｌＯ部（各、固形分）からなる塗被液をオ　　−ンマシ
ンのゲートロールコータ−で乾燥重量が両面で１０　ｇ
　／　ｒｄとなるように塗被した１５０ｇ／ｎ？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重量
が片面当たり１５ｇ／ｍ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℃、表面粗
さＲｍａｘｏ、５　、Ｅｌｍ　（実施例５）、Ｒｍａｘ
ｌ、２μｍ（実施例６）　、Ｒｍａｘ２．７μＩＩ＋（
実施例７）の金属ロールとショアーＤ硬度が９６″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
ニツプのソフトキャレンダーを用いて、スピード４５０
　ｍ７分、線圧２５０　Ｋｇ　／ｃＩｌ＋の条件で２回
通紙し、両面光沢塗被紙を得た。それぞれの塗被紙につ
いて評価を行い、得られた結果を表−１に示した。

実施例８ 実施例１において、Ｔｇが１５℃のスチレン−ブタジェ
ン共重合体・ラテックスを用いた以外は、同様にして両
面光沢塗被紙を得た。この様にして得られた塗被紙につ
いて評価を行い、得られた結果を表−１に示した。

比較例１〜３ 実施例１において、金属ロールのＲｔａａｘをそれぞれ
５μｌ１）（比較例１）、７μＩＩＩ（比較例２）、９
μ麟　（比較例３）とした以外は、同様にして両面光沢
塗被紙を得た。それぞれの塗被紙について評価を行い、
その結果を表−１に示した。

比較例４〜５ 実施例５において、金属ロールのＲｗａｘをそれぞれ４
．５μｍ（比較例４）、６μｍ（比較例５）とした以外
は、同様にして両面光沢塗被紙を得た。

それぞれの塗被紙について評価を行い、その結果を表−
１に示した。

比較例６ 実施例１において、平均粒子径が１．５μｍのサテンホ
ワイトを使用した以外は、同様にして両面光沢塗被紙を
得た。得られた塗被紙について評価を行い、その結果を
表−１に示した。

比較例７ 実施例１におい°ζ、Ｔｇが一５℃のスチレン−ブタジ
ェン共重合体ラテックスを使用した以外は、同様にして
両面光沢塗被紙を得た。得られた塗被紙について評価を
行い、その結果を表−１に示した。

「効果」 表−１の結果から明らかなように、本発明の実施例で得
られた塗被紙は光沢、平滑性、テリの極めて優れた印刷
用塗被紙であった。

特許出廓人　神崎製紙株式会社 ＧＣつ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原紙上に、顔料及び接着剤を主成分とする水性塗
   被組成物を塗被乾燥後、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キャレンダーに通紙し
   て表面仕上げをする塗被紙の製造方法において、主接着
   剤としてＴｇが１０〜７０℃の合成樹脂ラテックスを使
   用し、顔料として平均粒子径が０．１〜０．８μｍのサ
   チンホワイトを５〜３０重量部配合し、更に加熱キャレ
   ンダーの金属ロールが下記式を満たす表面粗さＲｍａｘ
   を有することを特徴とする塗被紙の製造方法。 Ｒｍａｘ≦８−（Ｔ＋Ｐ）／１００ Ｒｍａｘ：金属ロールの表面粗さ（μｍ） Ｔ：作動時の金属ロール表面温度（℃） Ｐ：キャレンダー線圧力（Ｋｇ／ｃｍ）
2. （２）合成樹脂ラテックスのＴｇが２０〜５０℃である
   請求項（１）記載の塗被紙の製造方法。
3. （３）加熱キャレンダーに通紙時のニップ線圧力が１０
   ０〜５００Ｋｇ／ｃｍである請求項（１）記載の塗被紙
   の製造方法。