JPH09158085A - オフセット印刷用塗被紙の製造方法及び塗被紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 原紙に少なくとも顔料と接着剤を含有する顔
料塗被液組成物において炭酸カルシウムを５０〜８０重
量％含有し、高せん断速度（１０⁶ 秒^ー1）下における粘
度が４０〜９０ｃｐｓ以下である顔料塗被液を、ファウ
ンテンノズルより噴出した後、プレブレードとファウン
テンノズル出口からのドウェル長が１５０〜６００ｍｍ
のアフターブレードとを有するダブルブレードで塗被液
を２回かき取る方式で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。 【効果】高速条件下において、エッジ汚れ、スタラクタ
イトが発生せず、操業性、生産性に優れ且つ塗被後の表
面性、印刷適性を飛躍的に改善し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原紙に顔料塗被液を塗
被する場合において高速操業性に優れ、且つ塗被後の面
状、表面平滑性、印刷適性に優れたオフセット印刷用塗
被紙の製造方法およびそ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、とりわけチラシ、カ
タログ、パンフレット、ＤＭ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。また、出版印刷分
野でも情報化社会の進展とともにコンピュータ、マルチ
メディア、ファミコン関連書籍、雑誌を中心に需要が増
している。しかし、一方で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】このような旺盛な軽量塗被紙の需要に対応
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、塗被設備の広幅、高速化を進め
ている。この様な状況下で高品質を維持したまま生産性
を上げることは重要な技術的課題である。

【０００４】従来の塗被紙の生産設備としては、一台の
マシンで抄紙と塗被を同時に行う生産性を重視したオン
マシン塗被方式と、品質を重視した高塗被量の塗被に適
するオフマシン塗被方式がある。いずれの塗被方式にお
いても近年更に生産性を向上させるため、一層高速化が
要求されている。

【０００５】オンマシン塗被に一般に使用されるフィル
ムトランスファー方式の塗被装置であるゲートロールコ
ータやブレードあるいは口ッドメタリングサイズプレス
コータは、ミスト等の操業性やロールパターン、剥離パ
ターンによる面状低下の問題から、操業可能な最高速度
は現在までのところ、約１１００ｍ／分が限界であると
されている。またこれらフィルムトランスファー方式と
比較し、ファウンテンタイプのブレード方式の塗被装置
であるショ一トドウェルブレードコータは面状に優れる
ことから、高品質と高生産性を両立し得るオンマシン塗
被装置として近年採用されるようになった。

【０００６】しかし、ショートドウェルブレードコータ
の場合も、操業可能な最高速度は現在までのところ、１
３００ｍ／分が限界であり、塗被量も片面当たり１０ｇ
／ｍ2 程度が限界であった。この原因は、高速になると
塗被量プロファイルが不十分になり、ストリークと呼ば
れる塗被ムラが発生するためである。また品質的にもブ
レードで塗被液をかき取る前に、繊維を膨潤させる時間
と圧力が不十分なため、繊維がブレードの後で膨潤する
傾向になり、結果として最終的な表面性が低下する。

【０００７】これら高速操業性の問題は塗被液濃度を低
下させることによって低減できるが、乾燥負荷を増すう
え、品質上、塗被液の原紙へのしみ込みが多くなり、塗
被量のコントロールが難しくなると同時に、原紙被覆性
が劣り表面性、面状、印刷適性が低下してしまう問題が
ある。高速操業性と高品質を両立するためには、より高
濃度の塗被液を、ある程度高塗被量で塗被しなければな
らないが、高速化、高濃度、高塗被量化するほど操業
上、品質上の問題点が顕在化するため、両者の両立が困
難な現状である。

【０００８】以上のような問題点を解決する試みとし
て、最近ファウンテンノズルから噴出した塗被液を原紙
に転写した後、プレブレードとアフターブレードとを有
するダブルブレードでかき取る塗被方式が考案された
（紙パルプ技術協会誌１９９３年２月号Ｐ６６、紙パル
プ技術協会平成４年度年次大会講演要旨集Ｐ１４５）。
この原理はファウンテンノズルより塗被液を噴出した直
後のノズル出口にプレブレードを設けることにより、原
紙への塗被液転写膜厚を制御し、高速操業時の塗被ムラ
を軽減することが特徴である。またこのプレブレードで
塗被面をならす効果により、転写膜厚の平滑性が保た
れ、２枚目のアフターブレード後においても優れた表面
性が得られることから、従来のショートドウェルブレー
ドコータでは困難であった高速塗被と高塗被量化が可能
となるものである。このダブルブレードを用いて、重質
炭酸カルシウムの配合量、塗被液濃度及び使用する澱粉
溶液のせん断速度下の粘度等を規定することにより、高
速高濃度塗被による生産性と品質を向上させることが特
開平６ー２７２１９４号公報に記載されている。しかし
ながらこの公報においては、塗被速度が１０００ｍ／分
までの操業性と品質が良好であることが示されているに
すぎない。実際、本発明者等もこの塗被方式について検
討した結果、塗被速度が１０００ｍ／分以上では、プレ
ブレードの刄先に塗被液の凝集物が発生するスタラクタ
イト、ブリーディングといったトラブルが多発するこ
と、また両端のエッジ部分に霧状塗被液が飛散するミス
トが発生し、両端部刄先周辺を汚すトラブルを起こすこ
と、更にこれらの凝集物、汚れは塗被紙表面にも転移し
て塗被ムラ、面状等品質にも悪影響を及ぼし、１０００
ｍ／分以上の塗被は実用的でなかった。

【０００９】スタラクタイトとはブレードの刄先に発生
する塗被液の凝集物で、悪化程度が小さい時には乾燥状
態の凝集物が刄先から鍾乳石状に発生し、悪化が進むと
湿潤状態の凝集物がブレード刄先全面に付着するトラブ
ルである。また、スタラクタイトが更に悪化したブレー
ド刃先全面に生じる湿潤状態の凝集物をブリーディング
という。

【００１０】このように現状では、プレブレードの刄先
に発生するスタラクタイト、エッジ汚れ等操業上の問題
から、高速操業性、作業性が不十分であった。

【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、ダブルブレードを用いて２回かき
取る塗被方式を使用し、高速条件、特に１３００ｍ／分
以上の高速においても操業上問題となるスタラクタイ
ト、ブレードエッジ汚れ等の操業性を改善するとともに
塗被後の品質に優れたオフセット印刷用塗被紙の製造方
法及び塗被紙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、上記課題
について鋭意検討した結果、ファウンテンノズルから噴
出させた顔料塗被液をプレブレードとアフターブレード
からなるダブルブレードにより２度かき取る方式で塗被
する印刷用塗被紙の製造方法において、該顔料塗被液が
炭酸カルシウムを５０〜８０重量％含有し、高せん断速
度（１０⁶ 秒^-1）下における粘度が４０〜９０ｃｐｓで
あり、ファウンテンノズル出口からアフターブレードま
でのドウェル長を１５０〜６００ｍｍにすることによっ
て、本発明に至った。

【００１３】これにより、プレブレードでのスタラクタ
イト及びエッジ汚れをなくすことができ、その結果１３
００ｍ／分以上の高速で高濃度、高塗被量の塗被が可能
となり、アフターブレード後の最終製品においても面
状、表面性、印刷適性が飛躍的に向上することを認め
た。

【００１４】顔料中の炭酸カルシウム配合量が５０重量
％より少ない場合には、スタラクタイト、エッジ汚れが
発生し操業上問題となる。炭酸カルシウム配合量が８０
重量％より多くなると、操業性は問題ないが、顔料の配
向性が劣ることからダブルブレードによる品質向上効果
が小さくなり、表面性、印刷適性の向上が望めない。ま
た、顔料塗被液の高せん断速度（１０⁶ 秒^ー1）下におけ
る粘度は４０〜９０ｃｐｓの範囲が必要であり、特に６
０〜８５ｃｐｓが好ましい。高せん断速度（１０
⁶ 秒^ー1）下における粘度が４０ｃｐｓより低い場合、面
状や光沢ムラに劣り白紙光沢が低下してしまう。高せん
断速度（１０⁶ 秒^ー1）下における粘度が９０ｃｐｓを超
える場合、スタラクタイト、エッジ汚れが発生し操業上
問題がある。尚、本発明において、高せん断速度（１０
⁶ 秒^ー1）下における粘度は、高圧毛細管粘度計（アント
ン・パール社製）によって測定した値である。

【００１５】またファウンテンノズル出口からアフター
ブレードまでのドウェル長が１５０〜６００ｍｍである
ことが必要であり、２００〜４００ｍｍがより好まし
い。１５０ｍｍより小さい場合には、ショートドウェル
ブレードの場合と同様アフターフレード後においても原
紙の膨潤がある程度起こるため、表面性、印刷適性が不
十分となる。６００ｍｍより大きい場合には、アフター
ブレードで塗被液をかき取る前に、原紙中へ塗被液が不
均一にしみ込んでしまう影響が出るため、面状、表面性
が低下してしまう。

【００１６】また炭酸カルシウムは平均粒子径が０．５
〜１．０μｍであれば更に良好な結果が得られることを
認めた。０．５μｍより小さい場合には、高せん断速度
下の粘度が９０ｃｐｓを越える傾向にありスタラクタイ
ト、エッジ汚れが発生し易い。１．０μｍより大きい場
合には、操業性に問題はないが、表面性、印刷適性、特
に印刷後光沢が低下する問題が生じる傾向にある。

【００１７】本発明は、顔料塗被液濃度を固形分で６４
〜６７％に調節し、１３００ｍ／分以上の高速条件で塗
被した場合に、より顕著な効果を発揮するものである。
塗被液濃度が６４％より低い場合には、高せん断速度下
の粘度は９０ｃｐｓより低く、操業性は良好であるが、
表面性、印刷適性が低下しやすい。６７％を越える場合
には、高せん断速度下の粘度を９０ｃｐｓより低くする
ことが難しい。また１３００ｍ／分より低速の条件で
は、ショートドウェルブレードコータと比較し、生産性
及び品質の点でより優れた効果が現れにくい。

【００１８】また顔料塗被量は原紙の片面当たり固形分
で４〜３０ｇ／ｍ² の範囲で塗被するのが望ましく、特
に６〜１８ｇ／ｍ² が好ましい。高濃度で４ｇ／ｍ² よ
り少ない量を塗被する場合、装置上の限界から顔料塗被
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。３０ｇ／ｍ² より多い量を塗被す
る場合は、プレブレードでの転写面の乱れに起因する塗
被ムラが多く発生する傾向になる。

【００１９】本発明で使用する炭酸カルシウムは重質炭
酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムいずれでも良く、ま
たその他に使用する塗被用顔料は、特に規定するもので
はないが、製紙用に一般に用いられるカオリン、クレ
一、サチンホワイト、プラスチックピグメント、二酸化
チタン、シリカ等が使用される。

【００２０】また使用する接着剤としては、スチレン・
ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸
ビニル系等の各種共重合体及びポリビニルアルコール、
無水マレイン酸共重合体等の合成系接着剤、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を用いる。これら接着剤は、顔料１
００重量部当たり１０〜３０重量部の範囲で使用するの
が好ましい。

【００２１】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。また、塗被用原紙として
は、一般の印刷用塗被紙に用いられる坪量３０〜２００
ｇ／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。その他、使用するパルプ濾水度は特に
規定されないが、カナダ標準型濾水度で２５０〜４００
ｍｌの範囲が好ましい。

【００２２】以上のごとく顔料塗被液を、ダブルブレー
ドを有する塗被装置で原紙に塗被乾燥された塗被紙は、
そのまま艶消し塗被紙として製品化されるか、あるいは
通常のごとく、更にスーパーカレンダー、ソフトカレン
ダー等の仕上げ工程により光沢付けがなされ光沢塗被紙
として製品化される。

【００２３】

【作用】本発明においては、炭酸カルシウムを特定量配
合した顔料塗被液をプレブレードとファウンテンノズル
出口からのドウェル長を規定したアフターブレードとを
有するダブルブレード方式の塗被装置で高速条件下で塗
被することにより、塗被液が強いせん断力を受けてもス
タラクタイト、ブレードエッジ汚れ等の発生が見られ
ず、塗被後の表面性及び印刷適性も良好な艶消し塗被紙
を得ることができる。

【００２４】スタラクタイト、ブレードエッジ汚れ等が
発生しないのは、炭酸カルシウムの配合量及び高せん断
速度下の粘度を規定することにより、塗被液のせん断力
による凝集が抑えられ、霧状化しにくいためであると考
えられる。また、特定の顔料塗被液をファウンテンノズ
ル出口に設けたプレブレードで塗被面を一端ならした
後、更にドウェル長を特定したアフターブレードでかき
取ることにより、原紙の膨潤や原紙に塗被液が不均一に
しみ込むことを抑えることができ、そのため表面性や印
刷適性が良好になると思われる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明のオフセット印刷用塗被紙
は、顔料に炭酸カルシウムを特定の配合量で含有し、高
せん断速度（１０⁶ 秒^ー1）下の粘度が一定値以下である
塗被液を、ファウンテンノズルより噴出した後、プレブ
レードとファウンテンノズル出口からのドウェル長を規
定したアフターブレードとを有するダブルブレードで塗
被液を２回かき取ることによって製造される。

【００２６】炭酸カルシウムの平均粒子径は０．５〜
１．０μｍであること、塗被液濃度は固形分で６４〜６
７％であることが好ましい。

【００２７】

【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、例中の部数及び％はそれぞれ重量部、重量
％を示す。

【００２８】く品質評価方法〉 （１）炭酸カルシウム平均粒子径 セイシン企業製光透過式粒度分布測定装置ＳＨＣ５００
０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。

【００２９】（２）高せん断速度下の粘度評価 以下の毛細管粘度値で評価した。塗被液を３０℃に保温
し、アントンパール社製高圧毛細管粘度計ＨＶＡ―６型
を使用して、直径０．４ｍｍ、管長１０ｍｍの毛細管を
用いて、せん断速度１×１０6 秒ー1の条件下で測定した
粘度値。

【００３０】（３）白紙光沢度 ＪＩＳ P-8142に従い角度７５度で測定した。

【００３１】（４）平滑度 JAPAN Tappi No5 に従い、王研式平滑度試験機で測定
した。

【００３２】（５）印刷後光沢 ＲＩ−ＩＩ型印刷機（明製作所製）を用い、サカタイン
クス製オフセット印刷用インキ（商品名：ダイアトーン
ＧＳＬ紅）を０．３５ｃｃ使用して印刷し、一昼夜放置
後、７５度光沢度を測定した。

【００３３】（６）白紙面状評価 白紙光沢度のむらを目視で判断した。

【００３４】 ◎＝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 （７）プレブレードエッジ汚れ発生評価 塗被時に汚れの発生状況を目視で判断した。

【００３５】 ◎＝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 （８）スタラクタイト発生評価 塗被時にプレブレード刄先に発生する状況を目視観察し
た。

【００３６】 ◎＝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 ［実施例１］平均粒子径が０．６０μｍの重質炭酸カル
シウム（白石カルシウム（株）、ハイドロカーボ９０）
６５部及び平均粒子径が０．５５μｍのカオリン（ＥＣ
Ｃ（株）、βコート）３５部を含有する顔料１００部に
対して、分散剤（東亜合成（株）、アロンＴ−４０）を
０．３部添加し、カウレス分散機を用いて水に分散した
後、接着剤としてリン酸エステル化デンプン４部、スチ
レン・ブタジエン系ラテックス１０部を配合し、高せん
断速度下の粘度が８０ｃｐｓである固形分濃度６５％の
顔料塗被液を調製した。

【００３７】坪量５４ｇ／ｍ² で、カナダ標準型濾水度
が３００ｍｌの広葉樹晒しクラフトパルプ単独原紙に、
塗被装置としてファウンテンノズル出口からアフターブ
レードまでのドウェル長が４００ｍｍであるダブルブレ
ードコータ（バルメット社製）を使用し、上記顔料塗被
液を塗被速度１４００ｍ／分で、片面当たり固形分で１
４ｇ／ｍ² を両面に塗被し、熱風ドライヤで乾燥した。

【００３８】［実施例２］平均粒子径が０．９μｍの重
質炭酸カルシウム（三共精粉（株）、エスカロン＃２２
００）を使用し、ドウェル長を２００ｍｍとした以外は
実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００３９】［実施例３］重質炭酸カルシウムの配合量
を７５部とした以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造
した。

【００４０】［実施例４］顔料塗被液の固形分濃度を６
３％とした以外は、実施例３と同様に塗被紙を製造し
た。

【００４１】［比較例１］重質炭酸カルシウムの配合量
を４０部とした以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造
した。

【００４２】［比較例２］ドウェル長を６５０ｍｍとし
た以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造した。 ［比較例３］平均粒子径が１．２μｍの重質炭酸カルシ
ウム（三共製粉（株）、エスカロン＃２０００）を使用
し、その配合量を８５部とした以外は、上記実施例１と
同様に塗被紙を製造した。

【００４３】［比較例４］顔料塗被液を塗被する塗被装
置として、シングルブレードコータ（ＩＨＩ製）を使用
した以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造した。

【００４４】［比較例５］顔料塗被液の固形分濃度を６
８％とした以外は、実施例１と同様に塗被紙を製造し
た。

【００４５】［比較例６］ドウェル長を１００ｍｍとし
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に示した。

【００４６】 表１から明らかなように、実施例１、２、３、４はスタ
ラクタイト、ブレードエッジ汚れが全く認められず、白
紙光沢度、平滑度、印刷後光沢が高く、白紙面状も優れ
ている。これに対して、比較例１、５はスタラクタイ
ト、ブレードエッジ汚れの発生が著しい。比較例２、６
は白紙面状が劣る。比較例３は、白紙光沢度、印刷後光
沢、平滑度が低く、白紙面状が劣る。比較例４は白紙光
沢度、印刷後光沢が低い。

【００４７】従って、本発明により製造されたオフセッ
ト印刷用塗被紙は、従来にない優れた操業性、塗被紙品
質を与え、この効果は極めて大なるものがある。

【００４８】

【発明の効果】プレブレードとアフターブレードとを有
するダブルブレード方式を使用し、高速条件、特に１３
００ｍ／分以上の高速で、顔料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、最終的な製品の表面
性、印刷適性等に優れたオフセット印刷用塗被紙を得る
ことができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファウンテンノズルから噴出させた顔料
   塗被液をプレブレードとアフターブレードからなるダブ
   ルブレードにより２度かき取る方式で塗被する印刷用塗
   被紙の製造方法において、該顔料塗被液が炭酸カルシウ
   ムを５０〜８０重量％含有し、高せん断速度（１０⁶ 秒
   ^-1）下における粘度が４０〜９０ｃｐｓであり、ファウ
   ンテンノズル出口からアフターブレードまでのドウェル
   長が１５０〜６００ｍｍであ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。
2. 【請求項２】 前記炭酸カルシウムの平均粒子径が０．
   ５〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の
   オフセット印刷用塗被紙の製造方法。
3. 【請求項３】 前記顔料塗被液の固形分濃度が６４〜６
   ７重量％であり、１３００ｍ／分以上の高速条件で塗被
   することを特徴とする請求項１または２に記載のオフセ
   ット印刷用塗被紙の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかよりなる製造方
   法で製造されたオフセット印刷用塗被紙。