JPH1072794A

JPH1072794A - トランスファーロール塗工紙及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1072794A
Application number: JP22286096A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nisougi; 秀昭二艘木; Hideki Fujiwara; 秀樹藤原
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】トランスファーロール塗工紙の製造方法に於
いて、塗工液をトランスファーロール塗工した塗工紙を
巻き出す作業の処理速度が高速、特に７００ｍ／分以上
に於ても粉塵の発生が起こらない塗工紙を提供すること
にある。【解決手段】原紙上に顔料と接着剤とを含有する塗工
層をトランスファーロール塗工して形成する塗工紙にお
いて、該顔料中の炭酸カルシウム及びその他の無機顔料
中に含まれる粒径が９μｍ以上の粒子比率と、接着剤中
の共重合体ラテックスの配合量が、以下の式−１の条件
を満たすことを特徴とするトランスファーロール塗工
紙。２０Ａ＋Ｂ≦１．２ｅ^0.17c（１）Ａ：顔料中の９μｍ以上の炭酸カルシウム粒子比率（重
量％）Ｂ：顔料中の９μｍ以上のその他無機顔料粒子比率（重
量％）Ｃ：ラテックス配合量（重量部）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、原紙に顔料と接着剤と
を含有する塗工液を、高速でトランスファーロール塗工
する場合における塗工紙及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷用紙も徐々に増大する傾向に
ある。とりわけ、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とが特徴である。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、紙ユーザーのコスト
ダウン指向は一層強まってきており、使用する紙もより
低グレード化、軽量化に向かっている。

【０００３】このような旺盛な需要に対応するため、紙
メーカーでは製品のより効率的な生産とコストダウンを
図るべく、高品質を維持したまま生産性を高めることが
求められている。

【０００４】塗工紙の生産方式としては、抄紙と塗工と
を別々の工程で行う通常用いられるオフマシン塗工方式
と、一台のマシンで抄紙と塗工を同時に行うオンマシン
塗工方式があり、オンマシン塗工方式の方がオフマシン
塗工方式に比べて、製品の製造原価を抑えることが可能
で、価格競争力のある製品を製造できる特徴がある。こ
のため、塗工紙及び微塗工紙の製品について、オンマシ
ン塗工方式で製造されるものが増えてきている。また多
層塗工紙の場合、原紙に安価な顔料を含む下塗り塗工液
をオンマシンで塗工した後、上塗り塗工液を塗工するこ
とにより、単層塗工紙より安価な製品が製造でき、ま
た、品質的にも下塗り塗工により原紙の被覆性が向上
し、面状や印刷品質も良くなることから近年、従来の高
級グレード（アート紙）に限らず、より塗工量の少ない
塗工紙の製造においても多層塗工による製品が増えてい
る。そのため、オンマシン塗工方式で使用されるトラン
スファーロール塗工の一層の高速化が求められている。

【０００５】トランスファーロール塗工の特徴として
は、極めて軽量塗工ができるため、サイズ液の塗工に適
したものとして知られているが、更に、装置がコンパ
クトであるにも拘わらず、広幅の紙巻取りに対し、
オンマシンで、紙切れの少ない状態で、数日間の連
続操業が可能である上、簡単に両面塗工が可能であ
り、しかも製品の表裏差が少ない、という幾多の長所
を有するものである。しかし、その反面、塗工面感が
ブレードに比べて劣る、塗工液特性に制限がある、
ロールのメンテナンスが必要、等の欠点があった。特に
塗工液特性に制限があり、あまり高い塗工液濃度の塗工
には向かないため、塗工液濃度を低く、一般的には４０
〜５５重量％で塗工していた。このため塗工液が原紙に
浸透しやすく、同一塗工量でもブレード塗工品に比べて
表面性が劣り、平滑性の低いものとなる。

【０００６】このように、トランスファーロール塗工し
た塗工紙では表面性がブレード塗工に比べて劣るため、
トランスファーロール塗工後の後工程、特にコーター、
レリーラー、ワインダー、カッター等の紙の巻き出し作
業において、粉塵が発生し、塗工紙の品質の更なる低下
を招き、著しく作業環境が低下する場合があった。そし
て、塗工、カレンダー、ワインダー等の処理速度が高速
になるほど発生しやすくなり、処理速度が７００ｍ／分
以上で、粉塵の発生が見られ、更に１１００ｍ／分以上
ではその発生が著しかった。

【０００７】塗工紙の分野における粉落ちとしては、例
えば特開昭６２ー２２１５９２号公報、特開昭６２ー２
６８６８２号公報、特開平１ー２５５５８０号公報、特
開平２ー１６０７９号公報等で、インクジェット記録用
紙等で紙表面から粉塵が脱落し、印刷装置内部、印字ヘ
ッド部を汚すほか、発色性や文字の再現性を低下させる
ことが記載されている。しかし、本発明でいう粉塵の発
生とは、塗工紙の製造工程、特に紙の巻き出し作業で紙
巻取り表面から多量の粉塵が舞い上がる現象であり、上
記の問題とは明らかに異なる。また、トランスファーロ
ール塗工紙の公報も出されているが、粉塵の発生につい
ての記載は見当たらない。特に、本発明における粉塵の
発生は、最近の塗工紙製造設備の高速化に伴い処理速度
が高速になったことにより製造上問題となった、新しい
課題である。

【０００８】粉塵の発生は、一般的には塗工層中に含ま
れる接着剤の量が不足したため塗工層自体の強度が不足
したことにより、塗工層の一部が脱落したものと考えら
れていた。バインダーを過剰な量添加した場合、ある程
度粉塵の発生を抑制することができるが、表面性が悪く
なるため、その効果は充分ではなく、更に、輪転オフセ
ット印刷用塗工紙の場合には、印刷機での熱風乾燥によ
るブリスターが発生してしまう。

【０００９】また、塗工紙の表面性を向上することによ
り、粉塵の発生を抑止しようとした場合、スチールロー
ルやソフトロールによるマシンカレンダー処理が有効な
ことが知られているが、スチールロールでは均一に処理
できないため、不均一な光沢ムラを生じてしまう。ま
た、ソフトロールでは平滑度は向上するもののブレード
塗工品並の平滑度を確保するには処理線圧をかなり高く
設定するか、若しくは処理速度を下げる必要があり、生
産性低下につながるため良策とはいえない。また、平滑
度を高めた場合でも巻き出し作業で粉塵が発生すること
も有り、マシンカレンダー処理では粉塵の発生が抑止で
きないことがあった。

【００１０】このように、トランスファーロール塗工し
た巻取りを巻き出す際に発生する粉塵は、従来のマシ
ン、コーター、ワインダー、レリーラー、カレンダー等
の処理速度では問題とはならなかったが、近年の高速化
に伴い、作業環境を悪化させるようになってきており、
従来の一般的な手法では十分な効果が得られないことか
ら、この問題を解決することが望まれていた。

【００１１】

【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、トランスファーロール塗工紙の製
造方法に於いて、塗工液をトランスファーロール塗工し
た塗工紙を巻き出す作業の処理速度が高速、特に７００
ｍ／分以上に於ても粉塵の発生が起こらない塗工紙及び
その製造方法を提供することにある。

【００１２】

【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、原紙上に顔料と接着
剤とを含有する塗工層をトランスファーロール塗工によ
り形成する塗工紙において、該顔料中の炭酸カルシウム
及びその他の無機顔料中に含まれる粒径が９μｍ以上の
粒子比率と、接着剤中の共重合体ラテックスの配合量
が、以下の式−１の条件を満たすことを特徴とすること
により、本発明を成すに至った。これにより、トランス
ファーロール塗工後の巻きだし作業において、粉塵の発
生を抑止で２０Ａ＋Ｂ≦１．２ｅ^0.17c（１）Ａ：顔料中の９μｍ以上の炭酸カルシウム粒子比率（重
量％）Ｂ：顔料中の９μｍ以上のその他無機顔料粒子比率（重
量％）Ｃ：ラテックス配合量（重量部）き、操業性を改善することができた。

【００１３】粉塵の発生は、塗工後の紙を巻き取る際に
紙同士が接触し、その摩擦により塗工紙表面の顔料が脱
落して紙の間に巻き込まれ、そして、塗工後の紙を再び
卷き出す際に脱落した粉がリール表面から舞い上がる現
象である。この原因について、オフマシンコーター、オ
フマシンカレンダー、レリーラー、ワインダー、カッタ
ー等で発生する粉塵を採取し、顕微鏡観察を行った結
果、粉塵は顔料を主成分とし、そのほとんどが粒径９μ
ｍ以上でものであることを確認した。また、比率として
不定形である重質炭酸カルシウムの比率が、カオリンな
どのその他の無機顔料に比べてかなり多いことが判明し
た。そこで、粒径９μ以上の粒子の比率が低くなるよう
に塗工液配合を変更した結果、粉塵の発生が激減し、９
μｍ以上の粒子が粉塵発生の原因であることを見出し
た。特に重質炭酸カルシウムの粗粒子成分を減らすこと
が、粉塵の抑制に大きな効果が有った。

【００１４】また、バインダーについては、粗粒子の顔
料の比率が高くなるにつれて、ラテックスを多く配合す
ることにより、粉塵の抑制に大きな効果があった。そし
て、式−１の範囲にはいるように、顔料及びラテックス
を調整することにより、処理速度７００ｍ／分、更に、
１１００ｍ／分以上でも粉塵の発生が見られないことを
見出したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明において使用する重質炭酸
カルシウム以外の顔料は、軽質炭酸カルシウム、カオリ
ン、クレー、サチンホワイト、水酸化アルミニウム、タ
ルク、酸化チタン、シリカ、プラスチックピグメント等
である。

【００１６】本発明において使用する共重合体ラテック
スの種類は特に規定するものではないが、スチレン・ブ
タジエン系、スチレン・アクリル系、アクリル系、酢酸
ビニル・アクリル系、ブタジエン・メチルメタクリル系
等の重合体あるいは各種共重合体ラテックス、あるいは
これらのラテックスの化学反応による変成物が使用され
る。

【００１７】また、本発明で使用する共重合体ラテック
ス以外の水溶性接着剤としては、酸化デンプン、エステ
ル化デンプン、酵素変性デンプン、エーテル化デンプン
やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デ
ンプン等のデンプン誘導体の他、カゼイン、ポリビニル
アルコールなどが挙げられ、これらを１種以上併用して
も良いし、あるいは単独で用いても良い。

【００１８】本発明の塗工液には分散剤、増粘剤、保水
剤、消泡剤、耐水化剤等通常の塗工紙用顔料に配合され
る各種助剤を使用しても良い。また原紙としては、一般
の印刷用塗工紙に用いられる坪量３０〜２００ｇ／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。

【００１９】本発明でいうトランスファーロール塗工と
は、塗工液供給手段によって、供給された塗工液を、メ
ータリング手段、要すればスムージング手段を経てアプ
リケーターロールに転写し、このロール上の塗工液を、
支持体に対し正回転で転写することを特徴とする塗工方
式である。塗工液供給手段、メータリング手段、スムー
ジング手段は基本的にはアプリケーターロールに対し複
数の正回転のロールで構成される。しかし、より高度な
メータリングやスムージングを目的とする場合、逆回転
のロールやロッド、あるいはブレードやエアーを逆方向
に取り付けることもある。本発明はこれらいずれのもの
にも支障無く適用することができる。

【００２０】尚、原紙表面上に塗工する塗工量は、原紙
の片面当たり固形分で２〜１５ｇ／ｍ²の範囲で塗工す
るのが好ましい。２ｇ／ｍ²より少ない量を塗工する場
合、装置上の限界から塗工液濃度を大幅に下げざるを得
ず、その結果原紙被覆性、面状が低下しやすい。１５ｇ
／ｍ²より多い量を塗工する場合は、逆に塗工液濃度を
高くする必要があり、この場合装置上塗工量のコントロ
ールが困難になると同時に、オレンジピール等梨地状の
面荒れやロールパターンが紙表面に発生する傾向にあ
る。

【００２１】本発明においては、トランスファーロール
塗工後に更に上塗り塗工して塗工紙を製造しても良い。

【００２２】また、原紙に塗工液をトランスファーロー
ル塗工した後の巻取りは、コーター、カレンダー、レリ
ーラー、ワインダー等で巻き出し作業を経て製造され
る。

【００２３】

【実施例】以下に実施例および比較例により更に詳述す
るが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
最初に、トランスファーロール塗工用塗工液の調整法を
示し、次いで塗工紙製造例を示す。なお、以下の実施例
において、部及び％は特に断らない限り重量部及び重量
％である。

【００２４】［トランスファーロール塗工用塗工液の調
整］指定顔料配合に、顔料に対して分散剤０．１部、水
酸化ナトリウム０．０４部を加え、セリエ分散機を用い
て水に分散し、固形分濃度７３％の顔料スラリーを調整
した。また、澱粉溶液は、澱粉粉末に水を加えて固形分
濃度を３０％にし、温度を９５℃以上に保ちながら、撹
拌溶解して調整した。こうして調整した澱粉溶液と固形
分濃度５０％のＳＢラテックスを上記顔料スラリーに添
加し、他に添加剤として、滑剤、耐水化剤を添加し、最
後に水を加えて目標濃度に調整し、トランスファーロー
ル塗工用塗工液とした。実施例及び比較例に用いた重質
炭酸カルシウムおよびカオリンの９μｍ以上の粒子比率
を、表−１に示した。

【００２５】

【表１】［塗工紙の製造および巻き出し作業］上記のようにして
得た塗工液を用い、所望の塗工量が得られるようにロー
ルの間隙と周速を調整して、５６ｇ／ｍ²の上質塗工原
紙に、片面で５ｇ／ｍ²の塗工量を両面に１２００ｍ／
分の速度でトランスファーロール塗工した。得られた塗
工紙を、レリーラーを使用して巻き出し作業を行った。［顔料中の粗粒子比率の測定法、粉塵発生の評価方法］〈顔料中の粗粒子比率の測定法〉顔料中の粗粒子の比率
は、ＭＡＬＶＥＲＮ社製レーザー式粒度分布測定器マス
ターサイザーＳで測定した。

【００２６】〈粉塵の発生〉塗工紙の巻き取りを、レリ
ーラーを使用して５００、７００、１２００、２０００
ｍ／分の速度で巻き出し、粉塵の発生程度を目視評価し
た。

【００２７】◎：粉塵の発生が全く観察されない。

【００２８】○：粉塵の発生がほとんど観察されない。

【００２９】△：巻取り表面から粉塵が舞い上がる事は
ないが、２４時間の連続作業では床面に粉塵が堆積す
る。

【００３０】×：巻取り表面から断続的に粉塵が舞い上
がる。

【００３１】××：巻取り表面から連続して粉塵が舞い
上がり、周囲にもやがかかったようになる。

【００３２】［実施例１、比較例１〜６］表２に示した
顔料と接着剤との配合で、上記塗工液調整法に従って、
実施例１及び比較例１〜６において、塗工液を調整し、
その塗工液を原紙に塗工して塗工紙を得た。次に塗工紙
をレリーラーを使用して、処理速度を上げていき粉塵の
発生を評価した。結果を表２に示した。

【００３３】

【表２】これらの実施例及び比較例から明らかなように、本発明
による塗工液を用いたトランスファーロール塗工紙は、
巻き替え作業において粉塵が発生しない。比較例の塗工
液は、実施例に用いた重質炭酸カルシウム９μｍ以上の
粒子の比率が高い重質炭酸カルシウム単独もしくは実施
例に用いた重質炭酸カルシウムとの混合系であるが、い
ずれも本発明で規定する式−１の範囲外にあるため、粉
塵の発生が認められる。

【００３４】［実施例２、比較例７〜１０］表３に示し
た顔料と接着剤との配合で、上記塗工液調整法に従っ
て、実施例２及び比較例７〜１０において、塗工液を調
整し、その塗工液を原紙にトランスファーロール塗工し
て塗工紙を得た。次に塗工紙をレリーラーを使用して、
処理速度を上げていき粉塵の発生を評価した。結果を表
３に示した。

【００３５】

【表３】これらの実施例及び比較例は、重質炭酸カルシウム５０
部に対し、カオリンを５０部配合したものである。カオ
リンの９μｍ以上の粒子比率と炭酸カルシウムの９μｍ
以上の粒子比率を比較すると、例えば、実施例２と比較
例８では、カオリンの９μｍ以上の粒子比率は同一であ
りながら、炭酸カルシウムの９μｍ以上の粒子比率が低
い方が粉塵が発生しない。

【００３６】

【表４】これらの実施例及び比較例は、接着剤として含まれるラ
テックスおよび澱粉の配合部数を変えたものである。実
施例３および比較例１１、１２を比較すると、同一顔料
配合でありながら、ラテックス配合部数が多いほど粉塵
の発生が少なくなることがわかる。実施例４および比較
例１３を比較しても同様で、式−１の範囲内にあるよう
にラテックス配合部数を設定することで、粉塵の発生を
抑止できることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】トランスファーロール塗工紙の製造方法
に於いて、塗工液をトランスファーロール塗工した塗工
紙を巻き出す作業の処理速度が高速、特に７００ｍ／分
以上に於ても粉塵の発生が起こらない塗工紙を得ること
ができる。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】特開昭６３ー９９３９５号公報には、ラテ
ックスのスチレン・ブタジエン量、ガラス転移点、粒子
径、配合量を規定することにより、ゲートロール塗工で
のガムアップやアプリケーターロール汚れの改善を行っ
ている。しかしながら、塗工速度が６００ｍ／分以上で
の効果と記載しているが、実際の高速条件についての記
載がない。

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工
層をトランスファーロール塗工により形成する塗工紙に
おいて、該顔料中の炭酸カルシウム及びその他の無機顔
料中に含まれる粒径が９μｍ以上の粒子比率と、接着剤
中の共重合体ラテックスの配合量が、以下の式−１の条
件を満たすことを特徴とするトランスファーロール塗工
紙。２０Ａ＋Ｂ≦１．２ｅ^0.17c（１）Ａ：顔料中の９μｍ以上の炭酸カルシウム粒子比率（重
量％）Ｂ：顔料中の９μｍ以上のその他無機顔料粒子比率（重
量％）Ｃ：ラテックス配合量（重量部）
【請求項２】原紙に顔料と接着剤とを含有する塗工液
を原紙にトランスファーロール塗工する塗工紙の製造方
法において、該顔料中の炭酸カルシウム及びその他の無
機顔料中に含まれる粒径が９μｍ以上の粒子比率と、接
着剤中の共重合体ラテックスの配合量が、以下の式−１
の条件を満たす塗工液を原紙の少なくとも片面にトラン
スファーロール塗工した後に、これらを７００ｍ／分以
上で後処理することを特徴とするトランスファーロール
塗工紙の製造方法。２０Ａ＋Ｂ≦１．２ｅ^0.17c（１）Ａ：顔料中の９μｍ以上の炭酸カルシウム粒子比率（重
量％）Ｂ：顔料中の９μｍ以上のその他無機顔料粒子比率（重
量％）Ｃ：ラテックス配合量（重量部）
【請求項３】後処理工程の速度が１１００ｍ／分以上
であることを特徴とする請求項２記載のトランスファー
ロール塗工紙の製造方法。