JP2670694B2

JP2670694B2 - 塗工軽量印刷紙の製造方法及び塗工軽量印刷紙

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Publication number: JP2670694B2
Application number: JP63312060A
Authority: JP
Inventors: 文雄武久; 豊明浅海; 誠奈良
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH02160993A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は塗工軽量印刷紙の製造において、不透明性、
嵩・剛性をほとんど低下させることなく、平滑性、印刷
後光沢等の印刷適性を大幅に向上できる塗工軽量印刷紙
の製造方法に関する。

［従来の技術］印刷紙はダイレクトメール、カタログ類の普及、増
加、出版物の増ページ等の状況と低コスト、省資源の要
求から近年ますます軽量化の方向に進みつつある。

これら坪量25〜60g/m²程度の軽量印刷紙は、表面サイ
ズ処理のみの普通紙若しくは微塗工紙或いは軽量塗工紙
が用いられている。

一方、印刷のビジュアル化、高級化の要求がますます
高くなっており、軽量印刷紙といえども、一般の印刷紙
なみの印刷適性が要求されている。軽量印刷紙には、印
刷性の向上と同時に、常に不透明性、嵩高さの改善が要
求される。

即ち、紙は薄くなればなる程、透明になり易いので、
裏面印刷が表面から見えないように不透明性を要求され
る。

そのために不透明性の高い酸化チタン等の填料を多量
に使用すると紙に剛性がなくなり、平判で印刷する際、
紙を供給して一枚づつ咬へさせるときに、折れたり、ず
れたりしてトラブルを起し易い。

紙の剛性は嵩高い程良いので、薄ければ薄いほど、嵩
高いことが要求されるが、嵩高いと平滑性が悪く、印刷
光沢が良くないという問題がある、印刷紙は表面サイズ処理又は顔料処理された後、通常
表面平滑性その他の印刷適性を得るために、カレンダー
処理されるが、このカレンダー処理により紙の密度が上
り、不透明度の低下、嵩の減少が生じるのが普通であ
る。

軽量印刷紙は特に坪量が軽いため、不透明性、嵩・剛
性などの特性と平滑性・光沢等の表面性、印刷適性を同
時に満足させることは難しい。

軽量印刷紙の上記特性を改良するために、これまで原
紙面では屈折率の大きい填料、紙層内空隙を大きくする
ような粒径の填料等の使用による不透明度の向上、吸油
量の大きい填料の配合による印刷インキの着肉性の向上
等の方法が行われている。また、塗工紙においては、不
透明度、印刷インキ着肉、印刷光沢の向上の観点から、
各種の無機顔料、有機顔料の選定、ラテックス、澱粉等
のバインダーの選定が種々行われている。

一般に印刷紙は表面平滑性を維持するために、マシン
カレンダー、スーパーカレンダー等によるカレンダー処
理が行われるが、カレンダー処理による密度の上昇を押
さえて平滑性、光沢を向上させる方法として、高温ロー
ルによる熱カレンダー処理或いはカレンダー処理直前に
紙表面への水塗布等の方法が知られている。

熱カレンダー処理は高光沢板紙の製造等に用いられる
が、原紙に消耗される熱量をロールに補給すること、ロ
ール間のニップ通過の短時間に紙に熱を転移させて紙を
高温化することは極めて難しい。また、両面処理を要
し、且つ厚さの薄い軽量印刷紙には適用できない。

カレンダー処理直前の水塗布は、最近では特開昭62−
177299号公報に見られるが、この発明は繊維壁の厚いパ
ルプを用いた嵩高の軽量印刷用紙である点に特徴があ
り、表面サイズ紙のカレンダー処理直前に水塗布を行な
っている点で、本発明とは異なる。また、水塗工の場
合、塗工又は、散布される水分は紙の片面0.5〜5g/m²と
多く（紙全体の平均水分を２〜10％上昇させる）高い印
刷適性を得るためのカレンダー処理に適さない上、カレ
ンダーロールの汚れ、紙の艶汚れを生じ易い。水塗工を
本発明の対象とする顔料塗工紙に用いると、水は塗層を
通して紙層まで浸透しにくく、カレンダーロールへの塗
料の付着の問題も起る心配がある。

［発明が解決しようとする課題］本発明は軽量印刷紙殊に塗工軽量印刷紙の上記の問題
点を解決するためになされたもので、本発明の目的は塗
工軽量印刷紙の不透明性、嵩、剛性をほとんど低下させ
ることなく、平滑性、印刷後光沢等の印刷適性を向上で
きる塗工軽量印刷紙の製造方法及びその製造方法により
得られる塗工軽量印刷紙を提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明は塗工軽量印刷紙の製造方法において、カレン
ダー処理直前に、低圧で軽度の過熱蒸気を下記（１）〜
（２）の条件で、紙に平行に噴出させ、紙表面を加湿及
び加熱した後、カレンダー処理を行うことを特徴とする
塗工軽量印刷紙の製造方法である。

（１）カレンダー処理直前、0.01〜0.3秒前に低圧で軽
度の過熱蒸気を噴出する。

（２）紙の表面に対する蒸気付着量が紙の片面当り0.05
〜0.3g/m²となるように噴出する。

また、本発明は白色度85％以上、不透明度80％以上
で、且つ蒸気処理面の平滑度400秒以上（JAPAN TAPPI N
o5の王研式平滑度試験器による）である上記の製造方法
により得られる顔料塗工の塗布量３〜10g/m²（塗料固形
分）の塗工軽量印刷紙である。

本発明の特徴は、塗工軽量印刷紙のカレンダー処理直
前に、低圧で軽度の過熱蒸気を特定の条件で紙の表面に
付着させる点にあるが、従来から紙のカール防止などに
蒸気を用いることが試みられてきたが、カレンダー処理
においては、使用する蒸気の形態、特性及び使用条件等
適当なものがなかったため、これまで見るべき提案はな
かった。

最近特開昭62−223388号公報に、紙シートに平行で、
且つシートの移動方向と反対の方向にシート表面に蒸気
流を供給する装置（蒸気シャワー）が提案された。この
装置は蒸気流がシートに噴出され、しかもシートの走行
方向と逆方向に流れる間にシートに均一に加湿と加熱を
行う特徴を有している点に本発明者等は着目し、本発明
の塗工軽量印刷紙に適用するのに、好ましい蒸気の一つ
ではないかと考え、その適用条件について検討を行なっ
た。

一般にカレンダー処理は、カレンダーロールのニップ
圧、ニップ数、紙の水分、紙の温度、ニップ時間等を上
げると、平滑性、光沢度が向上するが、嵩の減少、不透
明度の低下が大きくなる。印刷紙の平滑性、光沢を上げ
るには紙を緻密にする必要がある。

嵩の減少、剛度の低下、不透明度の低下なしに、カレ
ンダー処理でこの目的を達成するためには、紙の緻密化
を紙の微表面のみに止め、いかに紙層全体を潰さずに保
存するかと言うことに帰する。

本発明者等は、紙の微表面のみを緻密化するカレンダ
ー処理に、前記提案の装置から発生する蒸気流を適用す
ることで、塗工軽量印刷紙の前記問題点が解決できると
の知見を得て、鋭意研究を進めたのである。

即ち、前述のように、紙の平滑を上げ、印刷光沢を向
上させるには、特開昭62−177299号公報に見られるよう
に、水塗布（水ダンピング）を行った後、カレンダー処
理を行うのはよく知られている。

しかし、水塗布は塗布量を少なくするには限界がある
上に、塗工しない紙又は塗工してあっても表面サイズ程
度の塗布面においては、紙表面に均一に塗布することが
できるが、顔料塗工のように合成樹脂ラテックスをバイ
ンダーとして使用した塗膜面は、疎水性となるため、水
の均一な塗布は難しく、且つ温度も常温が普通である。

しかしながら、本発明で用いる蒸気は、水と異なり蒸
気量の調節が容易で、且つ温度も高温のため、顔料塗工
面も蒸気の熱量を付与されて瞬間的に軟化し、少量の蒸
気でも顔料塗工層を通過して、塗工層の下の紙表面のみ
に到達することが可能で且つ紙層の中心部までは熱も蒸
気も到達しない。従って蒸気処理後直ちにカレンダーが
けした場合、紙層のうち、顔料塗工層に近い層のみは密
度が上るが、中心層は密度が上らず、紙層自体の中心層
が密度低く、表層のみ密度が上ったカステラ構造とな
り、且つ顔料塗工層も平滑となって全体としては平均密
度がそれ程上らず、嵩があるにもかかわらず、印刷光沢
のある軽量印刷紙が得られるのである。

本発明の塗工軽量印刷紙は、坪量25〜60g/m²の無機、
有機の顔料とバインダーからなる塗料が原紙の片面又は
両面に片面当り３〜10g/m²塗工された塗工軽量印刷紙で
ある。

本発明は顔料塗工紙に適用して顕著な効果が得られ、
紙のサイズ度は高い方が好ましく、ステキヒトサイズ度
で３秒以上は必要であり、更に顔料を含む塗料或いは表
面サイズ剤の塗工量が多い方が好ましい。

本発明のカレンダー処理は、スーパーカレンダー、オ
ンマシンカレンダー、グロスカレンダー等一般的なカレ
ンダーすべてに適用できる。

本発明の低圧で軽度の過熱蒸気流を紙に噴出する装置
としては、紙と平行に蒸気を噴出する装置ノズルから紙
の表面に角度を持って噴出する装置などで、蒸気が紙表
面に付着して適度にシートの温度と水分を上昇させる調
整ができるものであれば使用できる。

本発明において使用する蒸気は、低圧で軽度の過熱蒸
気で蒸気圧1.0〜2.0Kg/cm²、好ましくは1.2〜1.5Kg/cm²
である。蒸気圧が高すぎると、紙に付与された水分と熱
のために、ロールニップでの紙ヤケ又は塗工紙の塗面の
破壊が生じる。また、蒸気圧が低すぎると平滑性、印刷
光沢の向上が難しい。

紙の表面に対する蒸気付着量は、紙片面当り0.05〜0.
3g/m²、好ましくは0.1〜0.25g/m²である。蒸気付着量が
少なすぎると付着した蒸気膜が紙表面全体を覆うことが
できないので、平滑・光沢むらを発生するおそれがあ
り、また多すぎると紙表面を覆う過剰の水分が紙内部に
浸入して不透明度の低下が生じる。

蒸気塗布後、カレンダーロールニップに入るまでの時
間は0.01〜0.3秒とする必要がある。これ以上長い時間
を置くと紙に付着した蒸気のドレイン粒子が紙内部に侵
入し、不透明度の低下を生じる。

カレンダー処理の際のニップ圧は、使用するカレンダ
ーにより異なるが、従来の蒸気を使用しないカレンダー
処理に比べて低いニップ圧で高い平滑性．印刷光沢が得
られるので密度を上げないで嵩が出せる。

上記の各種の条件の限定は、本発明者等が低坪量の塗
工軽量印刷紙のカレンダー処理に当り、不透明度、嵩、
剛度を低下させずに、平滑、印刷光沢等の印刷適性を向
上させる方法として、低圧で軽度の過熱蒸気流を紙表面
に流して紙表面に蒸気膜を付着させるテストを繰返して
定めたものである。

前述の公知の水を塗工する方法は、紙表面全体を濡ら
すためには相当量の水量を必要とする。片面当り0.5〜5
g/m²の水を塗工あるいは霧状塗工すれば、両面処理で紙
の水分は４〜20％上昇する事になる。この様な高い水分
条件下で、本発明が目指している高い平滑性、印刷適性
を得るカレンダー処理（ある程度のニップ加圧、加圧回
数を要する）では、嵩と不透明性が大幅に失われる。

これ以上の量の塗工もしくは霧状塗工では、紙表面全
体を均一に濡らす事は難しい。

その点、本発明の低圧で軽度の過熱蒸気で紙表面を濡
らす方法は、各種の方法の中で最も薄い膜で紙を濡らす
方法である。つまり、水の単分子膜程度の量で紙表面を
濡らすことができるのである。

さらに、この蒸気を使用するもう一つの目的は、蒸気
の紙表面への付着後の潜熱の放出により紙表面の温度を
上げる事である。

これにより、高温ロールによるカレンダー処理と同じ
効果を得る事が出来る。

カレンダー処理直前に、紙表面に水分を付与して、前
述の効果をあげるためには、水の量が少ない方が良い。
水分付着量が多いほど嵩の減少と不透明度の低下が大き
くなることは前述のとおりである。

このことから、本発明では低圧で軽度の過熱蒸気を使
用することで水分の付着量を極限することができる。水
塗布の場合は、紙の片面で0.5〜5g/m²（紙の平均水分を
２〜10％増加させる）に対して、本発明の低圧で軽度の
過熱蒸気では片面0.1〜0.3g/m²で十分で、これは両面塗
布を行なっても紙の水分の増加は１％以下である。本発
明においては、両面塗工紙に両面とも蒸気を付着させて
もよいし、また、片面塗工紙に両面に蒸気を付着させて
もよい。

［実施例］本発明の実施例を示す。

キャレンダー処理にチルドロールとコットンロールの
組合せから成る10段の通常のスーパーカレンダーを用
い、カレンダーのトップチルドロールと２番コットンロ
ールのニップ前に、通紙される紙の裏面に蒸気が噴出さ
れるように、スチームシャワー装置（サーモ・エレクト
ロン・ウェブ・システム社のスチーム・フォイル）のテ
スト機を設置して下記の実験を行った。

（１）カレンダーニップに入るまでの時間の検討坪量45g/m²の微塗工軽量印刷紙をスーパーカレンダー
に通紙して、スチームシャワーテスト機の位置を移動し
て、不透明度、印刷光沢を測定した結果を第１表に示
す。

通紙条件は速度250m/分、９ニップ、ニップ圧230Kg/c
m、ロールは加熱せず、常温。

スチームシャワーの蒸気の圧力は1.2Kg/cm²、紙表面
への蒸気付着量は0.17g/m²であった。

第１表の結果から、カレンダーニップへ最も近い位置
の0.01秒から、不透明度の低下が許容できる範囲を勘案
して0.3秒までとした。

紙試験方法坪量:JIS P 8124 厚さ:JIS P 8118 密度：同上不透明度:JIS P 8138 平滑度:JAPAN TAPPI No5の王研式平滑度試験器により測
定印刷光沢:RI試験印刷機でインキ量0.5g/m²の印刷を行な
った後、JIS P 8142により測定剛度:JIS P 8143クラークこわさ試験ステキヒト法サイズ度:JIS P 8122 （２）蒸気の紙表面付着量の検討前記（１）と同様に坪量40g/m²の微量塗工軽量印刷紙
を用いて、スーパーカレンダーの通紙条件を通紙速度50
0m/分、３ニップ、ニップ圧120Kg/cmとした以外は
（１）と同様にして、スチームシャワーで紙の裏面に蒸
気を噴出し、蒸気噴出量を調製して紙表面への蒸気付着
量を変化させた結果を第２表に示す。

第２表の結果から不透明度の低下と密度上昇による嵩
の減少から、蒸気付着量は0.3g/m²程度が限界と見られ
る。

（３）紙のサイズ度と蒸気使用の効果の検討内添サイジング及び表面サイジングを施して第３表に
示すステキヒト法サイズ度とした軽量印刷紙について、
前記（１）の実験条件と同様にして蒸気使用の有無につ
いての比較試験を行った結果を第３表に示す。

第３表の結果によれば、紙のサイズ度が１秒以下の場
合は密度上昇と不透明度の低下が大きく、サイズ度４
秒、７秒の場合は密度の上昇、不透明度の低下をほとん
ど生じないで平滑度の向上が可能であることが判る。

実施例１〜４、比較例１〜２坪量45g/m²の微塗工軽量印刷機を前記の実験条件と同
様にして、カレンダー処理直前に紙の裏面に蒸気流を流
して、蒸気を付着させながら、スーパーキャレンダー処
理を行い、第４表の結果を得た。蒸気の紙面への付着
量、キャレンダーの通紙条件は表に示す通りである。

第３表の結果によれば、蒸気を使用しない通常のカレ
ンダー処理（比較例1,2）に比べて、本発明の実施例は
紙の密度をそれほど上げず、また、不透明度の低下をそ
れほど伴わずに平滑度及び印刷光沢度を大幅に向上させ
ることができた。

表の結果から、本発明の方法は、蒸気を使用しない場
合に比べて、同一キャレンダー処理条件で、密度の上昇
なしに、印刷光沢度を60〜80％高めることができた。ま
た、従来と比較して密度を10％低くしても同一の印刷光
沢度の紙が得られることになり、つまり、同一印刷光沢
度の紙で厚さが10％厚い紙を得られることになる。従っ
て本発明の方法によれば、従来塗工軽量印刷紙のカレン
ダー処理に際し、紙の不透明性、嵩、剛性などの特性を
若干犠牲にしないと平滑性、印刷光沢などの印刷適性の
向上ができなかったのをカレンダー処理における低圧で
軽度の過熱蒸気流の適用条件を見出して、前記のような
問題を解決したもので第４表の結果から明らかなよう
に、密度をほとんど上昇させず、白色度85％以上で不透
明度80％以上を維持したまま、平滑度400秒以上、印刷
光沢度45％以上の塗工軽量印刷紙の製造が可能になっ
た。

［発明の効果］本発明の製造方法は、従来、塗工軽量印刷紙のカレン
ダー処理に当り、紙の不透明性、嵩、剛性などの低下な
しに、平滑性、印刷光沢などの印刷適性を向上すること
ができなかったのを低圧で軽度の過熱蒸気の流れを塗工
紙表面に本発明の特定の条件で付着させてカレンダー処
理を行うことにより、前記の不透明性、嵩、剛性をほと
んど低下させることなく、印刷適性を大幅に向上させる
ことができたものである。

これにより、従来の同一レベルの印刷光沢度を厚さが
約10％厚い紙で得られることになり、嵩、剛性に好結果
を与えることができる。

また、本発明の方法により、密度をほとんど上昇させ
ずに（厚さが薄くならないで嵩を保ったまま）白色度85
％以上で不透明度が80％以上であって、しかも平滑度40
0秒以上、印刷光沢度45％以上の塗工軽量印刷紙を安定
して得ることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗工軽量印刷紙の製造方法において、カレ
ンダー処理直前に、低圧で軽度の過熱蒸気を下記（１）
ないし（２）の条件で、紙に平行に噴出させ、紙表面を
加湿及び加熱した後、カレンダー処理を行うことを特徴
とする坪量が25〜60g/m²で、塗料の塗布量が片面当り３
〜10g/m²（塗料固形分）である塗工軽量印刷紙の製造方
法。（１）カレンダー処理直前0.01〜0.3秒前に低圧で軽度
の過熱蒸気を噴出する（２）紙の表面に対する蒸気付着量を片面当り0.05〜0.
3g/m²
【請求項２】白色度85％以上、不透明度80％以上で、且
つ蒸気処理面の平滑度400秒以上（JAPAN TAPPI No.5の
王研平滑度試験器による）である請求項１記載の製造方
法により得られる坪量が25〜60g/m²で、塗料の塗布量が
片面当り３〜10g/m²（塗料固形分）である塗工軽量印刷
紙。