JPH10273897A

JPH10273897A - 塗被紙

Info

Publication number: JPH10273897A
Application number: JP7786297A
Authority: JP
Inventors: Haruo Konno; 晴男金野; Tomoji Sato; 友治佐藤; Yasutoku Nanri; 泰徳南里
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】原紙に顔料と接着剤を含有する塗被液を塗被
する塗被紙に関し、トラッピングムラ、印刷表面強度
（ウェット強度、ドライ強度、ベッセルピック強度）、
ウェット着肉性に優れた品質を有する塗被紙を提供する
ことにある。【解決手段】本発明の塗被紙は、平均粒子径が４０〜
７０ｎｍの範囲内にあるスチレン・ブタジエン系ラテッ
クスと還元末端基量（ウィルシュテッターシューデル法
測定値）が０．０９〜０．１５ｍｍｏｌ／ｇのデンプ
ンあるいはその誘導体を含む塗被層を原紙の表面に設け
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷ムラ（トラッ
ピングムラ）、ウェット強度、ドライ強度、ベッセルピ
ック強度、ウェット着肉性に優れた高品質の塗被紙に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年印刷用紙は、チラシ、カタログ、パ
ンフレット、ダイレクトメール等広告、宣伝を目的とし
た商業印刷分野での需要が伸びている。これら商業印刷
物は、それ自体の商品価値は低いが、宣伝媒体として目
的が達成されることが重要であるので、低コストで印刷
仕上がりの良いものが求められてきている。

【０００３】このような旺盛な塗被紙の需要に対応する
ため、紙メーカーでは高品質を維持したまま生産性を上
げ、コストダウンを図ることが重要な技術課題であり、
（１）高速化（２）広幅化（３）オンライン生産化
（抄紙から塗被、表面仕上げまでの一貫生産）（４）多
層塗被化等により、コスト競争力に優れた製品が求めら
れている。近年、生産方式としては、オンマシンブレー
ドコータが多く採用される傾向にある。この方式は、抄
紙から塗被、表面仕上げまでを一貫生産するため、装置
（シートラン）が非常に長くなり、操業中一度紙切れが
発生した場合には、生産ロスが多くなることや、通紙に
時間、手間がかかることもあり、出来る限り省力、省ス
ペース化を図ることによって、生産効率を上げる努力が
なされている。乾燥工程においては、乾燥ゾーンの長さ
を出来る限り短くするため、原紙に顔料と接着剤を含む
塗被液を塗被した後、出来る限り強い乾燥を行い、蒸発
速度を高くするため、乾球温度１４０℃以上及び風圧８
０ｍｍＡｑ以上の強乾燥する傾向にある。しかし、急激
な乾燥をするほど、塗被液中のバインダー（デンプン、
ラテックス）のマイグレーションが大きくなり、トラッ
ピングムラ（重ね刷り時の印刷ムラ）が増加する問題が
生じる。

【０００４】一方近年印刷サイドにおいても、オフセッ
ト印刷の高速化とともに、インキの機上タックが上昇
し、広葉樹特有の導管のむけ（ベッセルピック）の問題
が増加しつつあり、ベッセルピック強度、ドライ強度
（単色ベタ部の表面強度）、ウェット着肉性が低下する
という問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況に鑑
み、本発明の課題は強乾燥を行う塗被紙の製造におい
て、トラッピングムラ、ウェット強度、ドライ強度、ベ
ッセルピック強度、ウェット着肉性に優れた塗被紙を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題について鋭意研究を重ねた結果、接着剤として平均粒
子径が４０〜７０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系ラ
テックス及び還元末端基量（ウィルシュテッターシュー
デル法測定値）が０．０９〜０．１５ｍｍｏｌ／ｇの
デンプンあるいはその誘導体を使用することにより本発
明を成すに至った。

【０００７】以下発明の詳細を示す。

【０００８】特開平８−１８８９８９号公報では、平均
粒子径が３０〜７０ｎｍでゲル含量が５０〜９０％であ
る小粒径ラテックスを使用することにより、１５００ｍ
／分以上の高速操業性に優れ、耐ブリスターと印刷表面
強度に優れた塗被紙を提案している。しかしながら、本
発明者等は更に検討を重ねた結果、粒子径が７０ｎｍ以
下のラテックスを使用した場合には、ウェット強度（重
ね刷り時、湿し水が付いた直後に印刷される印刷面の表
面強度）やウェット着肉性（湿し水が付いた直後に印刷
される印刷面のインキ濃度）が低下することを認めた。
また新たな問題として乾燥ゾーンの短縮のため塗被後に
急激な強乾燥（乾球温度１４０℃以上及び風圧８０ｍｍ
Ａｑ以上）を施した場合には、トラッピングムラが増加
し、その結果ウェット着肉性やウェット強度も更に低下
する傾向になることを認めた。

【０００９】以上の問題を解決するため鋭意検討した結
果、接着剤として平均粒子径が４０〜７０ｎｍであるラ
テックスと還元末端基量が０．０９〜０．１５ｍｍｏ
ｌ／ｇのデンプンあるいはその誘導体を併用することに
より、前記問題が著しく改善されることを見出し本発明
を完成した。

【００１０】デンプンあるいはその誘導体の還元末端基
量が０．１５ｍｍｏｌ／ｇより多い場合には、トラッ
ピングムラが増加し、ウェット着肉性が低下し、ウェッ
ト強度やドライ強度、ベッセルピック強度も低下する。
これは、デンプンの皮膜形成能が劣るためバインダーマ
イグレーションを起こしやすく、特に急激な乾燥を行っ
た場合にはその程度もひどく、トラッピングムラが増加
すると考えられる。また、急激な乾燥時には、ラテック
スもデンプンに伴ってマイグレーションすると考えら
れ、その結果、塗被層表層部のバインダー（デンプン、
ラテックス）分布量が増加し、表層部空隙量が低下する
ため、吸水性が低下し、ウェット着肉性も低下すると考
えられる。またデンプン自体の皮膜強度が低いためウェ
ット強度やベッセルピック強度も低下するものと考えら
れる。

【００１１】還元末端基量が０．０９ｍｍｏｌ／ｇよ
り小さい場合には、デンプン自体の糊液粘度が高くなり
すぎ、塗被液粘度が高くなりすぎて高速での操業性が劣
り、特に１３００ｍ／分以上の塗被速度で顕著であっ
た。

【００１２】またラテックスの粒子径が７０ｎｍより大
きい場合には、顔料とラテックス間の接着面積が低下す
るため、ドライ強度が低下する。逆に粒子径が４０ｎｍ
より小さい場合には、還元末端基量が０．０９〜０．１
５ｍｍｏｌ／ｇのデンプンあるいはその誘導体を使用し
た場合でも、トラッピングムラが増加し、ウェット着肉
性が低下する。トラッピングムラが増加する理由は明確
ではないが、ラテックス自体が小粒径であるため塗被液
中で動きやすく、急激な乾燥時に塗被層表層部にマイグ
レーションし易いため、あるいはラテックス製造時に多
用する親水性の乳化剤を介し、ラテックスが乾燥時に塗
被層表層部にマイグレーションし易いためと考えられ
る。またウェット着肉性が低下する理由についても、上
記マイグレーションにより塗被層表層部のバインダー分
布量が多くなり、表層部空隙量が減ったためと考えられ
る。

【００１３】また、使用するデンプンあるいはその誘導
体は、一般に使用される酸化デンプン、リン酸エステル
化デンプン、エーテル化デンプン、酵素変性デンプンや
冷水可溶性デンプン等であり、これらの中でリン酸エス
テル化デンプンあるいはヒドロキシエチルエーテル化デ
ンプンが好ましい。それ以外のデンプンを使用した場合
には、トラッピングムラは増加する傾向となる。この理
由は明確ではないが、一般にリン酸エステル化デンプン
やヒドロキシエチルエーテル化デンプンは、顔料とのな
じみが良い（吸着性に優れる）と言われているのに対し
て、その他のデンプンは顔料とのなじみが悪いため、顔
料との接着にあずからないフリーのデンプンが多く、こ
れがマイグレーションを引き起こすものと考えられる。
なお、デンプンの配合量は全顔料１００重量％当たり
１〜５重量％であることが好ましい。１重量％より少な
い場合には、塗被液の保水性が低下し、塗被ムラを生じ
る。５重量％より多い場合には、塗被液粘度が高くな
り、高速操業性が低下する。

【００１４】また、更に本発明で使用するデンプンある
いはその誘導体は、重量平均分子量が１．８×１０⁶〜
２．５×１０⁶であることが好ましい。重量平均分子量
が１．８×１０⁶より小さい場合には、トラッピングム
ラが増加し、ウェット着肉性、ウェット強度及び耐ベッ
セルピック強度も低下しやすい。また、重量平均分子量
が２．５×１０⁶より大きい場合には、デンプン自体の
糊液粘度が高くなりすぎ、塗被液を調製した際の粘度も
高くなりすぎるため、高速操業性が劣る傾向にある。

【００１５】

【本発明の実施の形態】本発明において、塗被液に使用
する接着剤は、スチレン・ブタジエン系ラテックスとデ
ンプンあるいはその誘導体を併用するが、ラテックスの
組成は、ごく一般的に使用されるスチレン・ブタジエン
共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体あ
るいはその変性物が使用され、モノマーとしては、スチ
レン、ブタジエンの他、メチルメタアクリレート他ビニ
ル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、アクリロニト
リル等その他ビニル化合物、あるいはアクリル酸、フマ
ル酸等ビニル系不飽和カルボン酸を用いることが望まし
い。また、本発明に使用するデンプンあるいは誘導体
は、前記のようにリン酸エステル化デンプンあるいはヒ
ドロキシエチルエーテル化デンプンが好ましいが、還元
末端基量が本発明の請求項に規定する範囲内にあれば、
デンプン原料の種類を問わず、必要に応じてデンプンに
物理的、化学的あるいは生物学的操作を施して得られる
ものであれば良い。

【００１６】本発明の塗被液に使用する顔料には、主に
重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムが使用され、
その他適宜使用する顔料としては一般に製紙用に使用さ
れるカオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、タル
ク、サチンホワイト、シリカ、硫酸バリウム、硫酸カル
シウム、酸化亜鉛、二酸化チタンなどの無機顔料、ある
いはプラスチックピグメントなどの有機顔料等を、必要
に応じて単独または２種以上混合して使用する。

【００１７】本発明の塗被液には分散剤、増粘剤、保水
剤、消泡剤、耐水化剤等通常の塗被紙用顔料に配合され
る各種助剤を使用しても良い。

【００１８】本発明の塗被装置は、ブレードコータ、バ
ーコータ、ロールコータ、エアナイフコータ、リバース
ロールコータ、カーテンコータ、サイズプレスコータ、
ゲートロールコータ等を用いることができるが、高速塗
被に適したロールアプリケーションタイプあるいはファ
ウンテンノズルタイプのブレードコータを使用するのが
好ましく、これらの塗被装置を用いて塗被液を一層もし
くは二層以上を原紙上に片面あるいは両面に塗被する。
塗被量は５〜２０ｇ／ｍ²が好ましい。

【００１９】また原紙としては、一般の印刷用塗被紙に
用いられる坪量３０〜１５０ｇ／ｍ²の原紙が好まし
く、目的により上質紙、中質紙を選択して使用する。

【００２０】以上のように原紙に塗被液を塗被乾燥され
た塗被紙は、通常のごとくそのままあるいはカレンダー
装置（スーパーカレンダー、ソフトカレンダー、グロス
カレンダー等）で表面仕上げして製造する。

【００２１】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に示す
が、これらによって本発明は何等制約を受けるものでは
ない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および
重量％を示す。

【００２２】〈品質評価方法〉（１）ラテックス平均粒子径：０．０５〜０．２％濃度
に希釈した試料を調製し、波長５２５ｎｍの吸光度を測
定し、あらかじめ作成した検量線により求めた。

【００２３】（２）還元末端基量（ウィルシュテッター
シューデル法）：還元末端基がアルカリ性ヨード溶液
（ＮａＩＯ）によって選択、定量的に酸化されてカルボ
キシル基となる反応を利用し、下記の反応のように酸化
に消費されたヨウ素（Ｉ₂）量から還元末端基量を求め
る。 CH₂OH(CHOH)nCHO+I₂+3NaOH → CH₂OH(CHOH)nCOONa+2NaI
+2H₂ 残留I₂+2Na₂S₂O₃ → Na₂S₄O₆+2NaI

【００２４】（３）重量平均分子量：ゲル濾過クロマト
グラフィーにより測定を行った。測定条件を以下に示
す。カラム：ＫＢ−８０６（Ｓｈｏｄｅｘ製）溶離液：１０ｍｍｏｌ臭化リチウム水溶液流量：０．２５ｍｌ／分注入量：１０μｌカラム温度：４０℃ 検出器：ＲＩ検出器（８３０−ＲＩ、日本分光製）標品として分子量既知のプルラン（Ｐ−８２、Ｓｈｏｄ
ｅｘ製）を用いてあらかじめ作成した検量線により重量
平均分子量を求めた。また測定用サンプルは１０倍量の
溶離液中で５分間９５℃に加熱溶解させた。これを０．
４５μのフィルターをパスしたものを測定に供した。

【００２５】（４）トラッピングムラ：ＲＩ−II型印刷
機（明製作所製）を用い、ＴＫハイプラス黄インキ（東
洋インキ製）を使用し、インキ量０．６ｍｌ一定で印刷
し、３０秒後にＴＫハイプラス紅インキ（東洋インキ
製）を使用し、インキ量０．２ｍｌ一定で印刷し、ムラ
の程度を目視で相対評価した。 ◎＝トラッピングムラがない、○＝トラッピングム
ラがほとんどない △＝トラッピングムラが若干あり、×＝トラッピングム
ラが著しい

【００２６】（５）ドライ強度：ＲＩ−II型印刷機（明
製作所製）を用い、東洋インキ製ＴＶ−２４を使用し、
インキ量０．３５ｍｌ一定で印刷し、印刷面のピッキン
グの程度を目視で相対評価した。 ◎＝全く発生しない、○＝ほとんど発生しない △＝発生する、×＝発生が著しい

【００２７】（６）ベッセルピック評価：ローランド印
刷機（ローランドファボリット製ＲＺＦ−０−１）を用
い、サカタインクス製ダイヤトーンＮＥＷＧＳＬ墨イ
ンキを使用し、印刷スピード９０００枚／ｈ、通紙枚数
８０００枚の時点のベタ部１０００ｃｍ²当たりの白点
数として評価した（白点数の多いものはベッセルピック
が多い）。

【００２８】（７）ウェット強度：ＲＩ−Ｉ型印刷機
（明製作所製）を用い、サンプルに湿し水を付与し５秒
後に、ＴＫハイプラス紅インキ（東洋インキ製）を使用
し、インキ量０．３ｍｌ一定で印刷し、ゴムロールに付
いた印刷跡を転写紙に手動で転写して、ピッキングの程
度を目視で相対評価した。 ◎＝全く発生しない、○＝ほとんど発生しない、△＝発
生する、×＝発生が著しい

【００２９】（８）ウェット着肉性：ＲＩ−Ｉ型印刷機
（明製作所製）を用い、サンプルに湿し水を付与し５秒
後に、ＴＫハイプラス紅インキ（東洋インキ製）を使用
し、インキ量０．３ｍｌ一定で印刷し、印刷物のインキ
濃度を測定した。数値が大きいほど良好である。

【００３０】（９）高速操業性：塗被中にブレードの刃
先に発生するスタラクタイト（ひげ状の塗被液凝集物）
の程度を目視で相対評価した。 ◎＝発生がない、○＝ほとんど発生しない、△＝若干発
生する、×＝発生が著しい

【００３１】（１０）塗被ムラ：塗被後の塗被紙を目視
で相対評価した。 ◎＝塗被ムラがない、○＝塗被ムラほとんどない、△＝
塗被ムラ若干あり、×＝塗被ムラが著しい

【００３２】［実施例１］重質炭酸カルシウム６５部、
カオリン３５部に対して、ポリアクリル酸ソーダ系分散
剤０．３部を添加し、カウレス分散機を用いて水に分散
した後、接着剤として平均粒子径が６０ｎｍであるカル
ボキシ変性スチレン・ブタジエン共重合ラテックスを１
０部配合し、還元末端基量が０．１２ｍｍｏｌ／ｇ
で、重量平均分子量が２．０×１０⁶であるリン酸エス
テル化デンプン３．５部を配合し、濃度６５％の塗被液
を調製した。

【００３３】この塗被液をデンプンで表面サイズした坪
量５４ｇ／ｍ²の広葉樹晒しクラフトパルプ単独配合原
紙に、高速ファウンテンブレードコータを使用し、塗被
速度１３００ｍ／分で、片面当たり固形分で１３ｇ／ｍ
²を両面に塗被し、乾燥した。なお乾燥には熱風ドライ
ヤー４基使用し、いずれも乾球温度１６０℃、風圧１０
０ｍｍＡｑで強乾燥した。更にソフトカレンダー処理
（１６０℃、３００ｋｇ／ｃｍ、２ニップ）した。

【００３４】［実施例２］接着剤として平均粒子径が５
０ｎｍであるカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重
合ラテックスを使用し、還元末端基量が０．１０ｍｍ
ｏｌ／ｇで、重量平均分子量が２．３×１０⁶であるヒ
ドロキシエチルエーテル化デンプンを使用した以外は実
施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００３５】［実施例３］接着剤として平均粒子径が４
５ｎｍであるカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重
合ラテックスを使用した以外は実施例１と同様に塗被紙
を製造した。

【００３６】［実施例４］接着剤として平均粒子径が５
５ｎｍであるカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重
合ラテックスを使用し、還元末端基量が０．１１ｍｍ
ｏｌ／ｇで、重量平均分子量が２．２×１０⁶であるリ
ン酸エステル化デンプンを使用した以外は実施例１と同
様に塗被紙を製造した。

【００３７】［実施例５］接着剤として平均粒子径が６
５ｎｍであるカルボキシ変性スチレン・ブタジエン共重
合ラテックスを使用し、還元末端基量が０．１０ｍｍ
ｏｌ／ｇで、重量平均分子量が２．３×１０⁶であるリ
ン酸エステル化デンプンを使用した以外は実施例１と同
様に塗被紙を製造した。

【００３８】［比較例１］平均粒子径が３０ｎｍである
ラテックスを使用し、還元末端基量が０．７２ｍｍｏｌ
／ｇで、重量平均分子量が０．５１×１０⁶である冷水
可溶性デンプンを使用した以外は実施例１と同様に塗被
紙を製造した。

【００３９】［比較例２］還元末端基量が０．１８ｍｍ
ｏｌ／ｇで、重量平均分子量が０．９３×１０⁶である
リン酸エステル化デンプンを使用した以外は実施例１と
同様に塗被紙を製造した。

【００４０】［比較例３］還元末端基量が０．０７ｍｍ
ｏｌ／ｇで、重量平均分子量が３．６×１０⁶である酸
化デンプンを６部使用した以外は実施例１と同様に塗被
紙を製造した。

【００４１】［比較例４］平均粒子径が１００ｎｍであ
るラテックスを使用し、還元末端基量が０．２２ｍｍｏ
ｌ／ｇで、重量平均分子量が０．６５×１０⁶であるリ
ン酸エステル化デンプンを０．７部使用した以外は実施
例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４２】［比較例５］平均粒子径が３５ｎｍである
ラテックスを使用し、還元末端基量が０．１１ｍｍｏｌ
／ｇで、重量平均分子量が２．２×１０⁶であるリン酸
エステル化デンプンを使用した以外は実施例１と同様に
塗被紙を製造した。

【００４３】［比較例６］平均粒子径が９０ｎｍである
ラテックスを使用し、還元末端基量が０．１１ｍｍｏｌ
／ｇで、重量平均分子量が２．２×１０⁶であるリン酸
エステル化デンプンを使用した以外は実施例１と同様に
塗被紙を製造した。以上の結果を表１及び表２に示し
た。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】表１から明らかなように、実施例１〜５は
トラッピングムラ、ドライ強度、ウェット強度、ベッセ
ルピック強度、ウェット着肉性、高速操業性に優れる。
比較例１、２はトラッピングムラが悪く、またドライ強
度、ベッセルピック強度、ウェット強度、ウェット着肉
性が劣った。比較例３はトラッピングムラ、ウェット着
肉性が若干劣り、スタラクタイトが発生して高速操業性
に劣り、塗被ムラが著しかった。比較例４はトラッピン
グムラが悪く、ドライ強度、ベッセルピック強度に劣
り、塗被ムラが著しかった。比較例５は、トラッピング
ムラが悪く、ウェット着肉性に劣った。比較例６は、ド
ライ強度、ベッセルピック強度が劣った。

【００４７】従って、本発明により製造された塗被紙は
従来にない優れた品質を与え、その効果は極めて大なる
ものがある。

【００４８】

【発明の効果】原紙に顔料と接着剤を含有する塗被液を
塗被する塗被紙に関し、強乾燥条件おいても、トラッピ
ングムラがなく、印刷表面強度（ウェット強度、ドライ
強度、ベッセルピック強度）、ウェット着肉性に優れた
品質を有する塗被紙を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原紙上に顔料と接着剤とを含有する塗被
層を有する塗被紙において、接着剤として平均粒子径が
４０〜７０ｎｍであるスチレン・ブタジエン系共重合
体ラテックス及び還元末端基量（ウィルシュテッターシ
ューデル法測定値）が０．０９〜０．１５ｍｍｏｌ／
ｇのデンプンあるいはその誘導体を含有することを特徴
とする塗被紙。
【請求項２】前記接着剤として使用するデンプンある
いはその誘導体がリン酸エステル化デンプンあるいはヒ
ドロキシエチルエーテル化デンプンであり、その配合量
が全顔料１００重量％当たり１〜５重量％であることを
特徴とする請求項１記載の塗被紙。
【請求項３】前記接着剤として使用するデンプンある
いはその誘導体の重量平均分子量が１．８×１０⁶〜
２．５×１０⁶にあることを特徴とする請求項１又は２
記載の塗被紙。