JPH06294099A

JPH06294099A - 印刷用顔料塗被紙及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06294099A
Application number: JP8305793A
Authority: JP
Inventors: Takao Arai; 隆夫荒井; Koji Igarashi; 宏二五十嵐
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】高品質な印刷用顔料塗被紙を得ること。【構成】塗層の塗布液が顔料の総量１００重量部に対
し、ポリビニルアルコール０．５〜２．５重量部含有す
るもので、該塗布液がカーテン塗布装置で塗布される。【効果】光沢及び塗層強度に優れ、塗布むら及び塗布
欠点の発生がない印刷用顔料塗被紙が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷用顔料塗被紙及び
その製造方法に関し、顔料を含有する塗布液を連続走行
する帯状の基材（以下、「ウェブ」と称する）に塗布し
た印刷用顔料塗被紙及びその製造方法に関するものであ
る。特に、アート、コート紙等の印刷用紙及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、顔料塗被紙は、未塗布の上質
紙と比較して平滑性、光沢が高く、インクの吸収性が均
一であるため、印刷用紙として用いられている。特に近
年、印刷物の視覚化が進み、印刷用紙に対する要求も多
様化してきており、さらに、印刷方式もグラビア、輪転
オフセット、枚葉オフセット等多種にわたり、それぞれ
の印刷方式に適合した特性を持つ印刷用紙の開発が進ん
でいる。また、効率生産あるいは大量生産を目的とした
印刷速度の高速化も、急激に進んでいる。

【０００３】このような状況のなかで、顔料塗布を行う
印刷用紙に対する要求は、以下の通りである。光沢及び平滑性に優れること塗布むらや塗布欠点の発生がないこと印刷機の高速化及び多色化に耐える塗層強度を有す
ること

【０００４】ここで、顔料塗布を行う印刷用紙の塗布方
式も多岐にわたるが、具体的には、ブレード塗布方式、
ロッド塗布方式、エアナイフ塗布方式、ロール塗布方式
を挙げることができる。しかしながら、これらの塗布方
式では、塗布液に含まれる水溶性バインダーの種類や添
加量を、工程の安定性を考慮すると、制約せざるを得
ず、品質の向上に多大な効果を有する水溶性バインダー
の添加を、断念することを余儀なくされ、高品質な印刷
用紙を得ることが望めない状況にある。

【０００５】すなわち、ポリビニルアルコールは、塗布
液に比較的少量の配合で、高い塗層強度が得られ、天然
の水溶性バインダーで発生する腐敗による塗布液性状の
変化がないという特徴を有するため、塗被紙の塗層を構
成する水溶性バインダーとして用いられている。しかし
ながら、ポリビニルアルコールは、配合した塗布液の流
動特性がダイラタント挙動を示すことから、塗布操作に
おいて障害となる要素を持っている。

【０００６】例えば、ブレード塗布方式やロッド塗布方
式では、塗布操作において、ストリークやスクラッチ等
の塗布欠点が生じ易い。特に、ポリビニルアルコールを
配合した塗布液は、ダイラタント挙動を示すため、ブレ
ードあるいはロッドでは、ブレードあるいはロッド直下
の計量部の間隙を狭くする必要があり、ストリークある
いはスクラッチが発生する確率は高くなる。

【０００７】このように、ストリークやスクラッチが発
生すると、発生部分は全て損紙となるため、生産の効率
化やコストの面で、大きな損失となる。また、これらの
塗布欠点の発生は、塗布速度が高速化されるほど、一層
顕著なものとなり、生産の効率化と品質の向上が両立し
ない。

【０００８】また、かかる塗布法は、余剰な液の供給か
ら計量までの間に、ウェブに塗布液中の水あるいはバイ
ンダー成分が必要以上に浸入し、塗布液が高濃度化する
ため、ストリークやスクラッチの発生確率は、さらに高
くなる。また、余剰分として掻き落とされた液は、供給
前の液の組成と異なる。したがって、時間の経過ととも
に塗布液の組成が変化し、安定した品質の製品を得るこ
とができない。

【０００９】エアナイフ塗布方式は、エアナイフ特有の
パターンを塗層に発生し易く、特にポリビニルアルコー
ルを配合した塗布液を用いた場合に著しい。これは、ポ
リビニルアルコールを添加したダイラタント挙動を示す
塗布液では、ポリビニルアルコールを添加しない塗布液
に較べて、エアドクターから流出するジェット流の流速
を高く設定する必要が生じ、これに伴って渦流が発生す
るためである。このことにより、塗層の表面の光沢、平
滑度は著しく低下し、単に品質が低下するだけでなく、
印刷時にも重大な障害となる。この傾向は、塗布速度を
高くした場合に顕著なものとなり、生産の効率化と品質
の向上が両立しない。

【００１０】ロール塗布方式は、ロールの組み合わせ等
により様々な形式のものが存在するが、基本的には、複
数ロールを組み合わせてロール間での塗布液の転写によ
り液を計量しウェブに転写する塗布方式である。かかる
塗布方式は、ロール特有のパターンを発生し易く、ま
た、ポリビニルアルコールを含有した塗布液を用いた場
合には、塗布ロール面とウェブの転写後の剥離の際に、
スプリットパターンと称される剥離ムラを生じ易く、塗
布面の光沢、平滑性が低下し、品質が低下するだけでな
く、印刷時にも重大な障害となる。この傾向は、塗布速
度を高くすると顕著になる。

【００１１】このように、比較的少量の添加で塗層強度
が向上し、塗布液の腐敗等による塗布液の性状変化に起
因する塗布故障の発生のない高品質な印刷用顔料塗被紙
を得ることができるポリビニルアルコールを含有した塗
布液を、面質の低下、及び、塗布欠点の発生することな
く塗布可能な塗布方式が存在しないのが現状であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
塗層強度を得るために効果的なポリビニルアルコールを
含有した塗布液の塗布を行う場合に生じる塗布むらや塗
布欠点の発生を防止し、光沢や平滑性の高い高品質な印
刷用顔料塗被紙を得ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリビニルア
ルコールを、総顔料量１００重量部に対して０．５〜
２．５重量部含有した塗布液を、カーテン塗布装置によ
り塗布することにより、光沢及び平滑性に優れ、塗布む
らや塗布欠点の発生なく、高速印刷に耐え得る十分な塗
層強度を有する印刷用顔料塗被紙及びその製造方法を提
供するものである。

【００１４】カーテン塗布においては、塗布線領域にお
ける伸張時の粘度が、支持体上に均一な塗層を形成する
上で、重要な操作因子となる。つまり、剪断負荷時の粘
度が低いと、カーテン膜が支持体に転移する塗布線領域
で、局所的な循環流等の「乱れ」が発生し、均一な塗層
を得ることができない。

【００１５】ここで、ポリビニルアルコールを添加する
ことにより、塗布液の粘度を上昇させることができ、特
に、カーテン塗布において、重要なカーテン膜とウェブ
の接触する領域（以下、塗布線領域と称す）における伸
張時の粘度を上昇させることができる。

【００１６】かかる現状を鑑み、本発明者らが、ポリビ
ニルアルコールの添加量に関して、検討を行った結果、
添加量を、総顔料量１００重量部に対して０．５〜２．
５重量部の範囲とすることにより、塗層強度に優れ、光
沢及びインク着肉性に優れた印刷用顔料塗被紙が得られ
ることが判明した。つまり、ポリビニルアルコールの添
加部数が、０．５重量部より少ないと、塗布線領域にお
ける伸張時の粘度上昇に関する効果が低く、また、塗層
に十分な強度が得られない。さらに、カーテン膜の安定
性が低くなり、カーテンが破壊し、塗布故障を発生する
ことがある。一方、２．５重量部より多いと、光沢ある
いはインク着肉の低下が起こり、また、粘度が高くなり
過ぎ、塗布線領域において空気同伴現象が起こり、塗層
の均一性が著しく損なわれる。

【００１７】本発明は、上記の如く、塗層をカーテン塗
布方式により塗布することを特徴としている。しかしな
がら、かかる塗層を形成する塗布液に、ポリビニルアル
コールを、総顔料量１００重量部に対して０．５〜２．
５重量部添加し、カーテン塗布装置を用いて、該塗布液
を塗布することにより、光沢及び平滑性に優れ、塗布む
らや塗布欠点の発生がなく、印刷速度の高速化に耐える
塗層強度を有する印刷用顔料塗被紙を得る方法を開示し
たものは、未だ見あたらない。

【００１８】以下、添付図面に基づき、本発明の実施態
様について詳細に説明する。図１は本発明の実施態様を
示した印刷用顔料塗被紙塗布用の塗布装置の概略図であ
る。予め調製された塗布液は塗布液貯蔵タンク１１よ
り、給液ポンプ１２によって、コーターヘッド１へ送ら
れる。

【００１９】コーターヘッド１の内部はマニホールド
６、スリット２からなり、それぞれ高精度の仕上げが施
されている。供給された塗布液はマニホールド６に満た
され、更にスリット２に送られるときに通過する狭い間
隙において、ポンプ１２の送液による動圧の影響が軽減
され、幅方向における圧力分布が均一化され、リップ３
より流出し、垂直なカーテン膜４を形成する。

【００２０】幅方向でプロファイルが均一となった垂直
カーテン膜４は、連続走行しているウェブ５と接触し、
ウェブ５に塗布される。ここでエッジガイド１０ａ、１
０ｂはコーターヘッド１の幅を超えず、更にウェブ５の
幅を超えて設けられ、垂直カーテン膜はウェブ５の幅を
超えて形成される。垂直カーテン膜４がウェブ５の幅を
超えて形成されているのは、垂直カーテン膜４の両端部
における塗層の厚塗りを防止するためである。ウェブ５
の幅を超えて流下する塗布液は、受液槽９に回収され、
塗布液貯蔵タンク１１に戻された後再び塗布される。ま
た、ウェブ５が切断した時など塗布が中断された場合
も、塗布液は受液槽９に回収される。

【００２１】連続走行しているウェブ５と垂直カーテン
膜４との塗布線領域にはウェブ５に同伴する空気流を遮
蔽し、カーテン周辺の空気の回流などで垂直カーテン膜
４が乱れることなくウェブ５に達するようにするため遮
風板８が設けられている。また、ウェブ５の搬送方向は
塗布線領域の直前でロール７により方向転換することに
より、ウェブ５に同伴する空気の塗布線領域への影響を
最小限にとどめるように構成されている。

【００２２】形成させた垂直カーテン膜４を安定した状
態で塗布するためには、ウェブ５からコーターヘッド１
下部の流出部までの高さがある程度必要とされるが、本
実施態様においてはその高さを制御することも可能であ
り、垂直カーテン膜４の安定に適した高さは６０〜３０
０ｍｍ、好ましくは１００〜２５０ｍｍ、更に好ましく
は１２０〜１８０ｍｍである。

【００２３】本発明は、以上の実施態様に限定されるこ
となく、様々な変形が可能であることは言うまでもな
い。前述した実施態様において、形成したカーテン膜の
幅はウェブ５の幅より大としたが、これは塗層両端部に
おける塗布量の増加を防止するためであって、このよう
な塗布量増加が小であるか、もしくはあまり問題とされ
ない場合、または特公昭４９−１４１３０号公報等に開
示される方法、その他塗布量増加防止方法を採用するこ
とにより解消しうる場合には、垂直カーテン膜をウェブ
５の幅に一致させるか、あるいはこれより多少小として
も差し支えない。

【００２４】また、カーテンヘッドにプロファイル調整
機構あるいは制御機構を付設することも可能である。図
１に示されるスリット２に開度プロファイル調整機構を
付設すると、幅方向でより均一な塗布量プロファイルを
得ることができる。

【００２５】本発明において使用されるポリビニルアル
コールの重合度は、４００以上が好ましい。これは、重
合度が低すぎると、添加量当たりの塗布液の粘度上昇効
果が低いため、均一な塗布量を得るために必要な粘度を
得るために必要な添加量が多くなり、光沢低下などの障
害の発生が問題となる。

【００２６】本発明において使用されるポリビニルアル
コールの鹸化度は、９０〜９９％が望ましい。９０％よ
り小さいと、湿強度が低くなり、９９％より高いと、結
晶化の進行が著しく、インク着肉の低下を招く。

【００２７】本発明において、塗布液の粘度範囲は、通
常、５０〜１０００ｃｐｓの範囲に調整されることが好
ましい。塗布液の粘度が５０ｃｐｓより低いと、塗布線
で液膜が乱れて、ウェブへの転移が安定した状態で行う
ことができない。塗布液の粘度が、１０００ｃｐｓを超
えると、空気同伴が起こり易くなり、塗層が不均一とな
る。

【００２８】本発明において、顔料を主成分とする塗布
液とは、顔料とバインダー、その他添加剤と共に水に溶
解もしくは分散せしめた液であって、顔料、バインダ
ー、その他添加剤の濃度が、１０〜７０重量％のものを
言う。顔料、バインダーの配合割合は、一般に顔料１０
０重量部に対し、バインダーが５重量部以上、好ましく
は、１０〜７０重量部であることが望ましい。

【００２９】本発明で用いる塗被紙用顔料としては、サ
チンホワイトの他、カオリン、クレー、炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸
バリウム、硫酸カルシウム、シリカ、マイカ、活性白
土、レーキ、プラスチックピグメント、バインダーピグ
メント等が挙げられる。

【００３０】本発明に用いられるバインダーとしては、
ポリビニルアルコールのほか、スチレン・ブタジエン
系、酢ビ・アクリル系、エチレン・酢ビ系、ブタジエン
・メチルメタクリル系、酢ビ・ブチルアクリレート系等
の各種共重合体、無水マレイン酸共重合体、イソブテン
・無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタク
リレート系共重合体等の合成系接着剤、酸化澱粉、エー
テル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらを
フラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、カゼイ
ン、大豆蛋白等の天然系接着剤などのような一般に知ら
れた接着剤が挙げられる。また、必要に応じて、増粘
剤、保水剤、耐水化剤、着色剤等の通常の塗被紙用顔料
に配合される各種助剤が適宜使用できる。

【００３１】かくして得られた本発明の塗被組成物は、
ウェブの両面ないし片面に、単層ないし多層コーティン
グされるものである。多層塗布における下層部の塗布に
は、カーテン塗布装置以外の塗布装置の使用も可能であ
り、さらに、下層塗布部を乾燥せずに上層塗布を行うウ
ェットオンウェット塗布を行ってもよい。

【００３２】本発明で使用されるウェブとしては、一般
に使用される上質紙、中質紙、更紙、マシンコート紙、
アート紙、キャストコート紙、合成紙、レジンコーテッ
ド紙、プラスティックフィルム等を含む。

【００３３】本発明において、顔料を主成分とする塗布
液の塗布量は乾燥重量規準で、１ｇ／ｍ²以上、好まし
くは、３〜３０ｇ／ｍ²が適当である。

【００３４】

【作用】顔料を主成分とする塗層の塗布液が、ポリビニ
ルアルコールを、総顔料量１００重量部に対して０．５
〜２．５重量部含有し、かかる塗布液を、カーテン塗布
装置により塗布することにより、光沢及び平滑性に優
れ、塗布むらや塗布欠点の発生なく、高速印刷に耐え得
る十分な塗層強度を有する印刷用顔料塗被紙が得られ
る。

【００３５】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、これに限定されるものではな
い。なお、以下に示す部および％はいずれも重量基準で
ある。

【００３６】実施例１７８ｇ／ｍ²の坪量（絶乾）の上質紙に、カーテン塗布
装置により、絶乾の塗布量が１５ｇ／ｍ²となるよう
に、以下の配合の固形分濃度が５５％の塗布液を調整
し、塗布速度４００ｍ／ｍｉｎで塗布し、印刷用顔料塗
被紙の作製を行い、実施例１とした。

【００３７】市販重質炭酸カルシウム（カービタル９０）２０部市販１級カオリン（ウルトラホワイト９０）５０部市販２級カオリン（カオブライト）２５部市販サチンホワイト５部市販ポリビニルアルコール（クラレ製ＰＶＡ−１１７）２．３部市販スチレン・ブタジエン・ラテックス１３部市販ポリアクリル酸系分散剤０．３部アンモニア０．１部

【００３８】実施例２塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、１．５部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、実施例２とした。

【００３９】実施例３塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、０．７部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、実施例３とした。

【００４０】比較例１塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、３．２部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、比較例１とした。

【００４１】比較例２塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、２．８部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、比較例２とした。

【００４２】比較例３塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、０．４部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、比較例３とした。

【００４３】比較例４塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、０．２部とした以外は、実施例１と同一の方法で、
印刷用顔料塗被紙の作製を行い、比較例４とした。

【００４４】比較例５塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、１．３部とし、塗布装置としてブレード塗布装置を
用いた以外は、実施例１と同一の方法で、印刷用顔料塗
被紙の作製を行い、比較例５とした。

【００４５】比較例６塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、１．４部とし、塗布装置としてエアナイフ塗布装置
を用いた以外は、実施例１と同一の方法で、印刷用顔料
塗被紙の作製を行い、比較例６とした。

【００４６】比較例７塗布液の配合のうち、ポリビニルアルコールの添加量
を、１．３部とし、塗布装置としてオフセットグラビア
塗布装置を用いた以外は、実施例１と同一の方法で、印
刷用顔料塗被紙の作製を行い、比較例７とした。

【００４７】かくして得られた印刷用顔料塗被紙は、ス
ーパーカレンダー仕上げを行い、以下の５項目に関して
評価を行った。

【００４８】１）白紙光沢度村上式光沢度計を用い、入射角７５゜−反射角７５゜と
してカレンダー処理後の試料の光沢度の測定を行った。

【００４９】２）印刷光沢度村上式光沢度計を用い、入射角６０゜−反射角６０゜と
して印刷後の試料の光沢度の測定を行った。印刷は、ロ
ーランド４色オフセット印刷機にて、４色の重色部の光
沢度を測定した。

【００５０】３）塗層強度ＲＩ−II型印刷試験機を使用して、一定量のインキ（Ｉ
ＰＩインキＮｏ．７）を試料に印刷した直後、別の塗被
紙に転写し、塗層の剥離程度を目視で判断した。評価基
準は、全く剥離の観察されないものを５として、５段階
評価を行った。

【００５１】４）塗布むら塗層の均一性は、塩化アンモニウムの水−イソプロピル
アルコール溶液に試料を浸漬後、１３０゜Ｃで原紙層を
焼き、塗層の原紙被覆性を目視で評価した。評価は、５
段階評価とし、被覆性にムラが全く見られないものを５
と判定し、ややムラが見られるものを４と判定し、原紙
の露出がない程度のムラを３と判定し、原紙の露出が見
られ、印刷時に着肉ムラが予想されるものを２と判定
し、原紙面の露出が著しく、ピッキング等印刷時の障害
が甚大であると予想されるものを１と判定した。

【００５２】５）塗布欠点ここで塗布欠点とは、未塗布部あるいは塗布過剰部を伴
う欠陥を指す。塗布欠点の検出は、塗布装置に設置した
光学式の欠点検出装置により行い、塗布長さに対する欠
点の長さをもって欠点率とした。欠点検出装置で、検出
できる塗布欠点は、ストリーク、スクラッチ等の未塗布
部分のある欠点と汚れ等の塗布過剰部であり、検出は、
幅が、０．３ｍｍ以上のものであれば検出可能である。
欠点の長さは、欠点部を削除するときの余白を考慮し
て、欠点の前後に１ｍを加えた長さとして、例えば、欠
点の実際の長さが、０．１ｍの場合でも、欠点の長さ
は、２．１ｍとなる。

【００５３】

【表１】

【００５４】評価結果を、表１に示す。実施例１〜３に
示すように、塗布液のポリビニルアルコールの添加量
が、０．５〜２．５部の範囲で、カーテン塗布装置によ
り塗布を行えば、光沢及び塗層強度に優れ、塗布むら及
び塗布欠点の発生がない印刷用顔料塗被紙が得られる。
比較例１、２に示すように、塗布液のポリビニルアルコ
ールの添加量が、０．５部より少ない場合には、カーテ
ン膜の塗布線の不安定化に伴う塗布むらの発生が見られ
た。また、比較例３、４に示すように、ポリビニルアル
コールの添加量が２．５部より多い場合には、空気同伴
に起因する塗布むらの発生が見られた。さらに、比較例
５〜７に示すように、ブレード塗布方式を用いた場合に
は、塗布欠点の発生が避けられず、エアナイフ塗布方式
及びオフセットグラビア塗布方式では、塗布むらの発生
が見られた。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、光沢及び塗層強度に優
れ、塗布むら及び塗布欠点の発生がない印刷用顔料塗被
紙が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すカーテン塗布装置の概
略図である。

【符号の説明】

１コーターヘッド２スリット３リップ４カーテン膜５ウェブ６マニホールド７ロール８遮風板９受液槽１０ａ、１０ｂエッジガイド１１貯蔵タンク１２給液ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料を主成分とする塗層を設けてなる印
刷用顔料塗被紙において、該塗層の塗布液が、ポリビニ
ルアルコールを、総顔料量１００重量部に対して０．５
〜２．５重量部含有するものであり、該塗層がカーテン
塗布装置により塗布された塗層であることを特徴とする
印刷用顔料塗被紙。
【請求項２】顔料を主成分とする塗布液を基材上に塗
布してなる印刷用顔料塗被紙の製造方法において、ポリ
ビニルアルコールを、総顔料量１００重量部に対して
０．５〜２．５重量部添加し、カーテン塗布装置を用い
て、該塗布液を塗布することを特徴とする印刷用顔料塗
被紙の製造方法。