JPH1150392A

JPH1150392A - オフセット印刷用塗被紙の製造方法

Info

Publication number: JPH1150392A
Application number: JP20614697A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Sato; 友治佐藤; Hideki Fujiwara; 秀樹藤原; Masahiro Hirakawa; 昌宏平川; Sachiro Fukutome; 幸朗福留
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-23
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JP3328554B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ゲートロールコータを用いて、高速条件で顔
料と接着剤を有する塗被液を塗被する製造工程で問題と
なる操業性を改善し、面状に優れたオフセット印刷用塗
被紙を提供することにある。【解決手段】接着剤成分としてデンプンあるいはその
誘導体を対顔料１００部に対して１５〜３５重量部配合
した塗被液を調製し、この塗被液を直径が１４００mm以
上のアプリケータロールを有するゲートロールコータを
用い、かつアプリケータロールに対するインナー及びア
ウターゲートロールの周速比が５０〜８０％の範囲内で
原紙に塗被す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、原紙に顔料と接着
剤を有する塗被液を塗被する塗被紙の製造において、ゲ
ートロール方式で塗被液を塗被するすることにより、低
コストで製造し得るオフセット印刷用塗被紙の製造方法
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。従って紙ユ
ーザーのコストダウン指向は一層強まってきており、使
用される紙もより低グレード化、薄物・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、塗被装置の広幅、高速化を進めており、高品
質を維持したまま生産性を上げることが重要な課題であ
る。従って近年生産設備としては、一台のマシンで抄紙
と塗被を同時に行うオンマシン塗被方式が多く採用され
る傾向にある。また、原紙に安価な顔料を含む下塗り塗
被液をオンマシンで塗被した後、上塗り塗被液を塗被す
ることにより、品質的には下塗り塗被により原紙の被覆
性が向上し、面状や印刷品質も良くなることから、軽量
塗被紙の製造においても多層塗被化が進む傾向がある。
そのためオンマシン塗被装置の一層の高速化が求められ
ている。

【０００４】高速塗被に適したオンマシン塗被方式とし
てゲートロールコータが知られている。このゲートロー
ルコータは一般的にはサイズ剤の塗被のように、顔料を
含まない塗被液の塗被に使われており、この場合は１１
００ｍ／分を超える高速塗被をすることができる。しか
しこのコータを用いて顔料を含有した塗被紙製造用塗被
液を原紙に塗被しようとすると次のような問題が生じ
る。

【０００５】（イ）剥離パターン（アプリケーションロ
ールニップ出口での紙離れが安定せず、紙表面に一定の
パターンの面ムラを生じる現象、（ロ）ガムアップ（ロ
ール径、周速が異なるロール間にかかるせん断力によっ
て塗被液が凝固してロール表面に付着する現象、（ハ）
ミスト（アプリケーションロールニップ出口で塗被液が
霧状になって飛散する現象、及び（ニ）ボイリング（塗
被液を給液するアウターゲートロールとインナーゲート
ロール間のニップ入口部の塗被液ポンドで泡を抱き込み
塗被液が沸騰するようにみられる現象で、ボイリングが
激しくなると、塗被液が周囲に飛散し、周辺の装置、機
械を著しく汚し、操業に支障をきたす）これらの現象は塗被速度が１０００ｍ／分を超えると目
立ち始め、１１００ｍ／分を超えると顕著になるため、
顔料を含有した塗被液を１１００ｍ／分を超えて塗工す
るのは難しい。

【０００６】一方品質的には、デンプンであらかじめ表
面サイズ処理しない原紙を用いるオンマシン塗被紙は、
従来の２ロールサイズプレス装置を用いてデンプンを原
紙に表面サイズした後、顔料と接着剤を含む塗被液を塗
被する単層塗被紙や２ロールサイズプレス装置を用いデ
ンプンを原紙に表面サイズした後、オフマシンで顔料と
接着剤を含む塗被液を２度塗被する多層塗被紙と比較
し、ドライ強度（べた印刷面の印刷表面強度）が劣る問
題を内在している。また、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
が増加しつつある。従ってこれらドライ強度、ベッセル
ピックの問題を改善するため、近年では特に塗被液中の
接着剤成分としてデンプンあるいはその誘導体を出来る
限り多く配合する傾向にある。しかし、一般にデンプン
あるいはその誘導体を多く配合すればするほど塗被液粘
度が上昇し、上記剥離パターンが多発し、塗被後の面状
も低下する問題が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況に鑑
み、本発明の課題はゲートロールコータを使用し、特に
塗被速度が１１００m/分以上の高速で塗被する製造工程
で問題となる剥離パターン、ボイリングの発生が無く、
塗被後の面状やドライ強度に優れたオフセット印刷用塗
被紙を提供することにある。

【０００８】

【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、原紙に顔料と接着剤
を有する塗被液を塗被するオフセット印刷用塗被紙の製
造方法において、接着剤成分としてデンプンあるいはそ
の誘導体を対顔料１００部に対して１５〜３５重量部配
合した塗被液を、直径が１４００mm以上のアプリケータ
ロールを有するゲートロールコータを用い、かつアプリ
ケータロールに対するインナー及びアウターゲートロー
ルの周速比が５０〜８０％の範囲内で原紙に塗被するこ
とにより本発明を成すに至った。更にその塗被紙上に上
塗り塗被しても良好な品質の多層塗被紙が得られること
ができた。

【０００９】以下発明の詳細を示す。

【００１０】本発明者等は、ゲートロールコータで顔料
と接着剤を有する塗被液を塗被した塗被紙がドライ強
度、ベッセルピックの問題を発生させないためには、接
着剤としてデンプンあるいはその誘導体を対顔料１００
部当たり少なくとも１５重量部以上配分する必要がある
ことを認めた。しかし、使用する顔料の種類や粒子径、
形状等にもよるが高速になるほど剥離パターンを多発し
易く、塗被紙の面状に劣る傾向があり、特に１１００m/
分以上ではこの傾向が顕著であることを認めた。これら
の問題は、例えば塗被液濃度を下げ、塗被液粘度を低下
させることによって解決できるが、乾燥負荷を増す上、
塗被液の原紙へのしみ込みが多くなり、原紙被覆性が劣
るため、塗被後の光沢ムラが多くなり、面状が低下して
しまう。またその他の手段として、平均粒子径の大きな
顔料や、ラテックスあるいは低分子量あるいは低粘度の
デンプンあるいはその誘導体を使用する等の処方上の変
更により塗被液粘度を下げる方法も提案されている。

【００１１】本発明者等は、これらの問題を設備面から
解決するため鋭意検討した結果、直径が１４００mm以上
のアプリケータロールを用いて塗被液を原紙に塗被する
ことが有効であることを認めた。同じ塗被速度では、ア
プリケータロールの直径が小さいほど、アプリケータロ
ールニップ上の塗被液膜が原紙に転写され、ニップ出口
において塗被膜がアプリケータロール側と原紙側にスプ
リットし、原紙がアプリケータロールから剥離する際の
剥離角及び剥離スピードが大きくなるため、剥離パター
ンが多く発生する。従って顔料１００部に対しデンプン
あるいはその誘導体を１５重量部以上含有する塗被液を
塗被する場合、高速で操業するほど顕著になってくる剥
離パターンの発生を抑えるには、アプリケータロールの
直径は１４００mm以上の大きさが必要であることを見い
だした。直径は出来る限り大きい方が良好であるが、過
度に大きくなるとロール自重が重くなりすぎ、たわみや
幅方向プロファイルに問題が生じたり、スペースやロー
ル取り替え作業性等の問題も生じるため、これらの問題
を別に解決しない場合は、直径の上限は２０００mm程度
である。

【００１２】但し、デンプンあるいはその誘導体を顔料
１００部当たり３５重量部より多く配合した塗被液を塗
被した場合には、塗被液粘度が高くなりすぎ、アプリケ
ータロール直径を大きくしただけでは、剥離パターンの
問題を解決できない。

【００１３】更に本発明者等は、ボイリングの問題につ
いてもその改善策を検討した結果、アプリケータロール
に対するインナー及びアウターゲートロールの周速比を
８０％以下にすることにより、ボイリングの発生を最小
限に抑えられることを認めた。この理由は明確ではない
が、インナーゲートロールとアウターゲートロール自体
の周速が下がり、ロール回転数が低下するため泡を抱き
込みにくくなるためと考えられる。但し周速比が５０％
より小さくなると、ロール間のせん断力により各ロール
の摩耗が激しくなり、ロール寿命が短くなる問題が生じ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明において、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、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、プ
ラスチックピグメントなどの有機顔料等を用いることが
でき、これらの顔料は必要に応じて単独または二種以上
混合して使用することができる。

【００１５】また塗被液に使用する接着剤のうちデンプ
ン誘導体は、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って、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等エステル化デンプ
ン、ヒドロキシエチルエーテル化デンプン等エーテル化
デンプン、酵素変性デンプンや冷水可溶性デンプン等が
用いられる。

【００１６】またデンプンあるいはその誘導体を単独で
用いるよりはラテックスを併用することが好ましい。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酸などである。

【００１７】またその他水性接着剤として、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セル
ロース誘導体や、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、ポリビニルピロリド
ン、オレフィン・無水マレイン酸樹脂等の接着剤を併用
することが出来る。

【００１８】上塗り塗被液及び下塗り塗被液について
も、上記顔料及び接着剤を使用する。

【００１９】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。

【００２０】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３０〜１００g/m²の原紙であり、目的に
より上質紙、中質紙を選択して使用する。

【００２１】また塗被には、アプリケータロール、イン
ナーゲートロール、アウターゲートロールの３本のロー
ルで原紙の片面を塗被する形式の６本ロールゲートロー
ルコータを使用して両面塗被することが好ましい。イン
ナー及びアウターゲートロールの直径はアプリケータロ
ールより小さく、８６０〜１４５０mmの範囲が好まし
い。

【００２２】更に、本発明の方法で得られた塗被紙に上
塗り塗被する際は主に、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
使用し、一層あるは二層以上塗被層を設けても良い。

【００２３】なお、ゲートロール塗被用の塗被液の濃度
は３０〜４５％の範囲で、塗被量は、原紙の片面当たり
固形分で２〜８g/m²の範囲で塗被するのが好ましい。こ
れは、２g/m²より少ない量を塗被する場合、装置上の限
界から塗被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。８g/m²より多い量を塗
被する場合は、逆に塗被液濃度を高くする必要があり、
この場合装置上塗被量のコントロールが困難になると同
時に、梨地状の面荒れやロールパターンが紙表面に発生
しやすくなるからである。また、上塗り塗被する際の塗
被液の濃度は６０〜６８％が好ましく、塗被量は通常片
面当たり固形分で６〜１４g/m²が好ましい。塗被紙は、
原紙に塗被液を塗被乾燥した後、そのまま、あるいはス
ーパーカレンダーやソフトカレンダー等の仕上げ工程を
経て製造されるが、本発明では、カレンダー処理の仕上
げ工程を用いた場合が白紙光沢むらがない良い面状を得
られる効果が大きい。

【００２４】

【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。

【００２５】〈品質評価方法〉 (1)顔料平均粒子径：セイシン企業光透過式粒度分布測
定装置SHC5000を用いて、重量累積分布の５０％点を
平均粒子径として測定した。 (2)白紙光沢度：ＪＩＳ P-8142に従い角度７５度鏡面
光沢度を測定した。 (3)剥離パターン：下塗り塗被後の紙面の剥離パターン
の発生状況を目視で判断した。 ◎＝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 (4)ボイリング：下塗り塗被時のボイリングの発生状況
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 (5)面状：上塗り塗被後の白紙光沢度のむらを目視で相
対評価した。 ◎＝全くむらがない、○＝ほとんどむらがない △＝むらがある、×＝むらが著しい (6)ドライ強度：ＲＩ−Ｉ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０．３
５ml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。○＝ピッキング発生しない、△＝ピッキ
ング発生する、×＝ピッキング発生が著しい

【００２６】［実施例１］顔料として平均粒子径が０．
６５μｍの重質炭酸カルシウム９５部及び０．５０μｍ
のカオリン５部を含有する顔料１００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、接着剤としてリン酸エステ
ル化デンプン２５部と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４部配合して濃度３８％の下塗
り塗被液を調製した。坪量４５g/m²の広葉樹晒しクラフ
トパルプ単独配合原紙に、直径が１４５０mmのアプリケ
ータロール及び９７０mmのインナーゲートロールと１０
２０mmのアウターゲートロールで構成されるゲートロー
ルコータを使用し、アプリケータロールに対するインナ
ー及びアウターゲートロールの周速比を５５％、塗被速
度１２００m/分で、固形分として５g/m²（両面）下塗り
塗被した後ソフトカレンダー処理（５０℃、８０kg/c
m）した。

【００２７】次いで前記重質炭酸カルシウム６０部及び
カオリン４０部を含有する顔料１００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、接着剤としてリン酸エステ
ル化デンプン４部と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１０部配合し、濃度６４％の上塗
り塗被液を調製し、高速ファウンテンタイプのブレード
コータを使用し、塗被速度１２００m/分で、固形分で１
６g/m²（両面）塗被した。

【００２８】更に２ロール・４スタックのソフトカレン
ダーを使用し、１〜３ニップがいずれも金属ロール温度
１５０℃、線圧２００kg/cm一定で、４ニップ目が４５
℃１００kg/cmの条件でカレンダー処理した。

【００２９】［実施例２］下塗り塗被液にデンプンとし
てヒドロキシエチルエーテル化デンプンを３０部使用
し、更に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２部配合した濃度３６％の下塗り塗被液を使
用し、直径が１８３０mmのアプリケータロール及び１０
２０mmのインナーゲートロールと１４５０mmのアウター
ゲートロールで構成されるゲートロールコータで、アプ
リケータロールに対するインナー及びアウターゲートロ
ールの周速比が７０％の条件で下塗り塗被した以外は実
施例１と全く同様に塗被紙を製造した。

【００３０】［実施例３］顔料として平均粒子径が０．
６５μｍの重質炭酸カルシウム５０部及び０．５０μｍ
のカオリン５０部を含有する顔料１００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、接着剤としてリン酸エス
テル化デンプン１７部と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１０部配合して濃度５０％の
塗被液を使用し、前記実施例１と同じ条件でゲートロー
ルコータで塗被した。その際塗被量は固形分で１４g/m²
（両面）塗被し、次いで２ロール・２スタックのソフト
カレンダーを用い、温度１００℃、１００kg/cmでカレ
ンダー処理し、そのまま単層塗被紙とした。

【００３１】［比較例１］直径が１２４０mmのアプリケ
ータロール及び８６０mmのインナーゲートロールと９１
０mmのアウターゲートロールで構成されるゲートロール
コータを使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を
製造した。

【００３２】［比較例２］直径が１０６０mmのアプリケ
ータロール及び８６０mmのインナーゲートロールと９１
０mmのアウターゲートロールで構成されるゲートロール
コータで、アプリケータロールに対するインナー及びア
ウターゲートロールの周速比が９５％の条件で、塗被速
度８５０m/分で下塗り塗被した以外は実施例１と全く同
様に塗被紙を製造した。

【００３３】［比較例３］下塗り塗被液にリン酸エステ
ル化デンプン１３部使用し、更に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１０部配合した濃度
３５％の下塗り塗被液を使用し、直径が７００mmのアプ
リケータロール及び５６０mmのインナーゲートロールと
６００mmのアウターゲートロールで構成されるゲートロ
ールコータで、アプリケータロールに対するインナー及
びアウターゲートロールの周速比が４０％の条件で、塗
被速度１０００m/分で下塗り塗被した以外は実施例１と
全く同様に塗被紙を製造した。

【００３４】［比較例４］下塗り塗被液にヒドロキシエ
チルエーテル化デンプンを１２部使用した以外は実施例
１と全く同様に塗被紙を製造した。

【００３５】［比較例５］下塗り塗被液に酸化デンプン
を３８部使用した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を
製造した。

【００３６】［比較例６］アプリケータロールに対する
インナー及びアウターゲートロールの周速比を４０％で
塗被した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造し
た。

【００３７】［比較例７］アプリケータロールに対する
インナー及びアウターゲートロールの周速比を９０％で
塗被した以外は実施例１と全く同様に塗被紙を製造し
た。

【００３８】［比較例８］直径が１２４０mmのアプリケ
ータロール及び８６０mmのインナーゲートロールと９１
０mmのアウターゲートロールで構成されるゲートロール
コータを使用した以外は実施例３と全く同様に塗被紙を
製造した。以上の結果を表１に示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１から明らかなように、実施例１、２及
び３は剥離パターン、ボイリングの問題はなく高速操業
性に優れ、品質的にも面状、ドライ強度に問題はない。

【００４１】これに対して、比較例１は剥離パターン、
面状に劣り、比較例２は剥離パターン、ボイリング、面
状が劣る。比較例３は剥離パターン、面状が劣り、ドラ
イ強度が劣る上、ロールの摩耗が大きい。比較例４はド
ライ強度が劣り、比較例５は剥離パターン、ボイリン
グ、面状が劣る。比較例６は、ロールの摩耗が大きい。
比較例７はボイリングが劣る。比較例８は剥離パター
ン、面状に劣る。

【００４２】

【発明の効果】ゲートロールコータを用いて、高速条件
で顔料と接着剤を有する塗被液を塗被する製造工程で問
題となる操業性を改善し、面状に優れたオフセット印刷
用塗被紙を提供する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福留幸朗山口県岩国市飯田町２丁目８番１号日本製紙株式会社岩国工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原紙に顔料と接着剤を含む塗被液を塗被
する塗被紙の製造方法において、接着剤成分としてデン
プンあるいはその誘導体を対顔料１００部に対して１５
〜３５重量部配合した塗被液を調製し、この塗被液を直
径が１４００mm以上のアプリケータロールを有するゲー
トロールコータを用い、かつアプリケータロールに対す
るインナー及びアウターゲートロールの周速比が５０〜
８０％の範囲内で原紙に塗被したことを特徴とするオフ
セット印刷用塗被紙の製造方法。
【請求項２】原紙に顔料と接着剤を含む塗被液を塗被
する塗被紙の製造方法において、接着剤成分としてデン
プンあるいはその誘導体を対顔料１００部に対して１５
〜３５重量部配合した下塗り塗被液を調製し、この下塗
り塗被液を直径が１４００mm以上のアプリケータロール
を有するゲートロールコータを用い、かつアプリケータ
ロールに対するインナー及びアウターゲートロールの周
速比が５０〜８０％の範囲内で原紙に塗被した後、上塗
り塗被液を上塗り塗被することを特徴とするオフセット
印刷用塗被紙の製造方法。
【請求項３】１１００m/分以上の塗被速度で塗被する
ことを特徴とする請求項１または２記載のオフセット印
刷用塗被紙の製造方法。