説明

印刷用塗工紙の製造方法

【課題】基紙の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙の製造方法を提供。さらに詳しくは、基紙上の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙を製造する際に、カーテン塗膜が走行する基紙に伴う空気によって不均一かつ不連続となったり、該塗膜が基紙上に接触し、基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされて引き起こる塗工層欠陥を生ずることなく、微細な塗工層欠陥を減少させた印刷用塗工紙の製造方法の提供。
【解決手段】基紙の少なくとも片面に1層以上の塗工層を設ける印刷用塗工紙の製造方法において、該塗工層のうち少なくとも1層がカーテン塗工方式によって設けられたものであり、該塗工層用の塗工液が、ヘンキー歪み0〜5において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.005〜1Pa・sを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基紙上の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、印刷用塗工紙の需要は増加しており、カタログやパンフレット、ポスターや電車の車内広告、雑誌の広告ページやチラシ等に広範に用いられている。要求される品質は用途により変化し、白紙光沢、印刷光沢、白色度、不透明度など様々であるが、美しい印刷面を持つことが最も重要であると言える。これは、印刷面感と表され、均一でムラのない印刷面により達成される。また印刷用塗工紙には、印刷面感を損なう要因となる塗工欠陥が存在しないことが重要である。
【0003】
一般的に、印刷用塗工紙は、ブレード塗工方式またはフィルムプレス塗工方式を用いて、1000m/minを上回る速度で製造される。
【0004】
しかしながら、ブレード塗工方式もフィルムプレス塗工方式も、塗工欠陥を発生させる危険性ならびに作業上の難点がある。
【0005】
ブレード塗工方式の場合には、ブレード直下での高い剪断速度によって誘発される粒子の凝集が紙片上にストリークと呼ばれる筋状の塗工欠陥をもたらすことがある。
【0006】
さらに、ブレード塗工方式で塗工された印刷用塗工紙の塗工層の厚み分布は、基紙の非平面性によって影響を受けるために一様でない。この不均一な塗工層の厚み分布が、印刷時のインキ着肉ムラとなり、モットリングと呼ばれる印刷欠陥となる。
【0007】
また、使用ブレードは、印刷用塗工紙に必要な平滑性を得るために強い押しつけ圧で使用されるために摩耗が著しく、頻繁に交換する必要があり、作業効率の低下ならびに必要経費の増大となる。
【0008】
フィルムプレス塗工方式の場合には、基紙の表面特性ならびに空隙率および塗工液の濃度によって決定される、極めて限られた範囲のコーティングウィンドウと呼ばれる塗工速度と塗工量の条件内でしか、印刷用塗工紙の製造が行えず、このコーティングウィンドウから外れた塗工速度ないし塗工量においては、基紙に塗工液を塗工するためのアプリケーターロール上で塗工液に生じる剪断速度によって、基紙の表面上に不均一な膜裂けパターンによる塗工欠陥を生じる。また、基紙に塗工される前の塗工液がミストと呼ばれる霧状の小滴となり飛散して、基紙ないし塗工装置に付着して、塗工欠陥や作業環境の悪化を招く。
【0009】
さらに、フィルムプレス塗工方式で塗工された印刷用塗工紙の塗工層の厚み分布は、基紙の非平面性によってある程度の影響を受けるために一様でない。この不均一な塗工層の厚み分布は、ブレード塗工方式に比べて多少の改善は見られるが、印刷時のインキ着肉のムラとなり、モットリングを引き起こす。
【0010】
印刷用塗工紙の製造方法において、これらブレード塗工方式ならびにフィルムプレス塗工方式に比して、カーテン塗工方式は一般的ではない。しかしながら、写真工業等においては高い技術水準を誇り公知の塗工方式である。写真工業で使用されている乳剤および液体は、低い固体含有率および極めて低い粘度を有し、さらにその塗工速度が非常に遅く、600m/minを下回ってすらいる。これに反して、印刷用塗工紙の製造時には、写真工業で使用されている塗工液に比べて高い固体含有率および高い粘度を有する顔料含塗工液が使用されており、塗工速度も1000m/minを上回る。
【0011】
しかしながら、カーテン塗工方式で印刷用塗工紙を製造した場合には、基紙上に塗工液を塗工する際に、高い剪断速度が生じないため、ストリークや膜裂けパターンおよびミストを発生しない。また基紙上に前計量された塗工液が圧力を受けることなく一様に供給され、塗工層自体の圧縮も小さいことから、塗工層の厚み分布は均一となる。このため塗工層の厚み分布に起因する印刷時のモットリングが発生しない。
【0012】
ただし、カーテン塗工方式でも塗工欠陥が発生する場合がある。カーテン塗工では、塗工液を落下させて一様で連続したカーテン膜を形成する必要があるが、塗工欠陥の一つは、このカーテン膜が走行する基紙に同伴される空気によって一様で連続しなくなった場合であり、カーテン膜の乱れが基紙上にそのまま塗工層として転写され塗工欠陥となる。また一つは、カーテン膜が基紙上に接触した際に基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされるために、塗工液中で局所的に剪断および歪み速度が加わり、塗工層上に割れが発生する場合であり、塗工層割れが発生した部分が塗工欠陥となる。
【0013】
カーテン膜の基紙上への引き延ばしによる塗工層の割れを解決する方法として、塗工液のヘンキー歪み1〜15におけるCaBER法で測定される伸張粘度を1〜1000Pa・sとする製造方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、塗工液が、ヘンキー歪み1〜15の範囲においてCaBER法で測定される伸張粘度1Pa・sを超える場合、形成されたカーテン膜が、加えられる剪断力に対して示す変形応答性が大き過ぎ、カーテン膜と基紙との動的接触線が直線上から鋸刃状に乱されるとともに基紙進行方向前方へと大きく移動する。結果、カーテン膜と基紙との間に巻き込まれる微細な空気泡の数が増大する。このため、目視で容易に確認される大きな塗工欠陥は改善できるが、1mm以下の微細な塗工欠陥を解消するに至らない。なお、この微細な塗工欠陥は一定以上の発生頻度になることで印刷用塗工紙の印刷面感を著しく損なう。この傾向は、基紙が同伴する空気量や塗工される際の引き延ばしの度合いが大きくなる1200m/min以上の塗工速度や、カーテン膜の膜圧が薄くなる10g/m以下の低塗工量域でより顕著となる。またカーテン塗工方式で起こり起こりうる塗工液の変形は、ヘンキー歪みが0〜5の範囲に収まるものであり、逆にヘンキー歪みが5より大きい範囲において、塗工液のCaBER法による伸張粘度の値は不連続でばらつきが大きく、塗工液のカーテン塗工方式への適性を見るには適当でないと言える。
【0014】
また、基紙に同伴される空気によるカーテン膜の乱れを解決する方法として、塗工液の貯蔵弾性率を0.3〜15Paとし、かつB型粘度計により測定される粘度を100〜500mPa・sとする塗工方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、塗工液の貯蔵弾性率は、塗工液の弾性体としての振る舞いを表す指標であり、落下するカーテン膜が基紙に同伴される空気に対して示す抵抗力の目安とはなるが、カーテン膜を形成する際の塗工液の引き延ばしに対する粘性や、カーテン膜が基紙上に接触した際に基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされる際の剪断力に対しての耐性を考えるには不充分である。他方、B型粘度計は二重円筒を用いた定常流粘度計であり、構造粘性を持った塗工液の粘度を測定する際に、円筒状のボブ周辺にしか剪断力が加わらず、かつ剪断力も弱いため、カーテン膜を形成する際の塗工液の引き延ばしに対する粘性や、カーテン膜が基紙上に接触した際に基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされる剪断力に対しての耐性を測定するには不充分な方法である。このため、この方法で問題としている塗工欠陥よりもさらに微細である1mm以下の塗工欠陥を解消する迄には至っていない。また、この方法が適用できる塗工液の濃度に関しても、印刷用塗工紙に要求される品質を達成するには低い濃度であると言える。これは、印刷用塗工紙に用いられる塗工液は塗工液濃度が上がるとB型粘度も上昇する傾向にあり、この方法に記載されている範囲にB型粘度を抑えようとした場合、塗工液の濃度が低くならざるを得ず、結果として塗工液の基紙内部への落ち込みが激しくなり、品質が低下するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特表2008−513616号公報
【特許文献2】特開2001−149851号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、基紙上の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙を製造する際に、カーテン膜が走行する基紙に同伴される空気によって一様で連続しなくなったり、カーテン膜が基紙上に接触した際に基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされて引き起こる塗工欠陥を生ずることなく、微細な塗工欠陥を減少せしめ、印刷用塗工紙に要求される品質を満たす製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は、基紙上の少なくとも片面に1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙の製造方法において、該塗工層のうち少なくとも1層がカーテン塗工方式によって設けられたものであり、該塗工層用の塗工液が、ヘンキー歪み0〜5において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.005〜1Pa・sを有することを特徴とする、印刷用塗工紙の製造方法である。本発明は上記塗工液のヘンキー歪み2〜4.5のいずれかの測定点において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.15Pa・s以上を有する印刷用塗工紙の製造方法である。本発明は上記いずれかの塗工液が、下記式で表されるTanδが加圧3Paならびに周波数1Hzにおいて0.5〜3.0である印刷用塗工紙の製造方法である。
(数1) Tanδ=E″/E′
(ただし、E″は損失弾性率、E′は貯蔵弾性率を示す。)
これら本発明の製造方法により、前記の問題を解決するに至った。
【発明の効果】
【0018】
本発明により、基紙上の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙を製造する際に、カーテン膜が走行する基紙に同伴される空気によって一様で連続しなくなったり、カーテン膜が基紙上に接触した際に基紙が走行する速度まで加速されて引き延ばされて引き起こる塗工欠陥を生ずることなく、微細な塗工欠陥を減少せしめ、印刷用塗工紙に要求される品質を満たす製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施例を示すカーテン塗工装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の基紙上の少なくとも片面に、カーテン塗工方式によって1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙を製造する方法について、詳細に説明する。
【0021】
カーテン塗工方式において、微細な塗工欠陥を減少させることを考えるにあたり、塗工液の落下によるカーテン膜の形成、同伴される空気に対してのカーテン膜の変形、カーテン膜の基紙上への引き延ばしを考慮する必要があり、この場合に塗工液を伸長する流れとして取り扱い、その伸張の変形量としては、伸張粘度が用いる。
【0022】
本発明で用いているCaBER法における伸張粘度の測定方法であるが、2枚の円形のプレート間に少量の試料をセットし、充分に速い速度でプレート間の距離を大きくすることで、試料に瞬間的な伸張ひずみを与えるものである。このとき、引き延ばしにより試料は糸状となり、時間経過とともに細くなっていく。この直径の時間当たりの変化量を測定することで、表面張力とあわせて、伸張粘度を算出している。詳しくは、試料の伸張粘度ηは、表面張力がσであれば、ずれ応力τならびに伸張の度合いεを用いて
(数2) η=τ/ε
で与えられる。ここで、測定時間tにおける試料の直径がD(t)であるとき、糸状となった試料の測定部分に働くずれ応力τ(t)は
(数3) τ(t)=σ/D(t)
となる。また伸張の度合いε(t)は
(数4) ε(t)=(−2/D(t))dD/dt
となり、η(t)は
(数5) η(t)=(σ/D(t))/((−2/D(t)dD/dt)
と表せる。ここで、伸張粘度は測定時間tの関数として表されており、これを試料の変形量に対する物理量に変換するために、ヘンキー歪みωを用いる。ヘンキー歪みの定義は、試料の最終長さを初期長さによって割った自然対数であり、CaBER法においては、糸状の試料を円柱と考えて、直径の変化を高さ変化に置き換えると、測定開始時の直径Dinitialを用いて
(数6) ω=2ln(Dinitial/D(t))
となる。
【0023】
ここでカーテン塗工方式に用いる塗工液のCaBER法で測定される伸張粘度の変化とヘンキー歪みの関係について述べる。ヘンキー歪みが0〜2.0では、伸張粘度の値は、極めて小さく、ほぼ一定した値をとり続ける。ヘンキー歪みが2.0〜5.0では伸張粘度の値は連続したゆるやかな増加傾向を示す。ヘンキー歪みが5.0を超えると、伸張粘度の値は急激で不連続な増加傾向を示し、極大値をとった後に、多少の減少傾向を示す。もちろん塗工液の伸張特性により、伸張粘度の値がゆるやかな増加に転じるヘンキー歪みの値や、急激な増加に転じるヘンキー歪みの値ならびに極大値をとるヘンキー歪みの値は前後する。
【0024】
また、カーテン塗工方式における塗工液の変化量に対応したヘンキー歪みの範囲は、変化量をカーテン膜の膜圧変化で考える。この場合、試料の初期長さをカーテンヘッドのスリット幅とし、試料の最終長さを基紙に塗工された塗工液の厚みとする。ここで、求められるヘンキー歪みはスリット幅の大きさ、塗工液の濃度ならびに比重、塗工量等によって変化する。ヘンキー歪みの下限となる値は、スリット幅と塗工層の厚みが同一の場合であり、ヘンキー歪みは0となる。またヘンキー歪みの上限となる値は、諸条件を印刷用紙をカーテン塗工方式で塗工した範囲で最も大きくなる様に組み合わせてみても、ヘンキー歪みは5以下となる。また、一般的な印刷用紙の塗工で用いられている材料を、カーテン塗工方式に適した塗工濃度ならびに比重、一般的な印刷用紙の塗工条件の中で用いると、ヘンキー歪みは好ましくは2〜4.5の範囲である。
【0025】
本発明において、塗工液が、ヘンキー歪み0〜5において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.005〜1Pa・sを有する必要がある。伸張粘度が0.005〜1Pa・sである場合、塗工液は適切な伸張変形性を示し、一様で連続したカーテン膜を形成するとともに、基紙上に引き延ばされた際にも、塗工層の割れを生じることが少ない。伸張粘度が0.005Pa・sを下回る場合は、塗液の伸張性が充分でなく、一様で連続したカーテン膜を形成することが困難となる。伸張粘度が1Pa・sを上回る場合は、一様で連続したカーテン膜を形成するが、基紙に同伴される空気による変形量が大きく、カーテン膜と基紙との間に空気泡を巻き込むこととなり、微細な塗工欠陥が多発する。この傾向は、基紙によって同伴される空気量や塗工される際の引き延ばしの度合いが大きくなる1200m/minを超える塗工速度や、カーテン膜の膜圧が薄くなる10g/m以下の低塗工量域でより顕著となる。
【0026】
本発明において、塗工液が、ヘンキー歪み2〜4.5のいずれかの測定点において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.15Pa・s以上を有することがさらに好ましい。本発明者が鋭意検討した結果、一般的に印刷用紙をカーテン塗工方式で塗工した際のヘンキー歪みは2〜4.5の範囲に入っており、この範囲で0.15Pa・s以上と高い伸張粘度を有することが、より適切な伸張変形性を示し、一様で連続したカーテン膜を形成するとともに、基紙上に引き延ばされる際にも、塗工層の割れを生じることが極めて少なく、基紙によって同伴される空気を巻き込むことによる微細な塗工欠陥をより減少せしめることができる。
【0027】
しかしながら、上記のヘンキー歪みとCaBER法で測定される伸張粘度の関係を満たす塗工液を用いても、微細な塗工欠陥を解消せしめるには至らない。本発明者が鋭意検討した結果、微細な塗工欠陥の一部は、カーテン膜が基紙上に引き延ばされる際に塗工層の割れに至るのではなく、塗工液の基紙内部への染み込み過程ならびに乾燥工程において塗工層の割れに至っていることを解明した。これはカーテン膜が基紙上に引き延ばされて生じた塗工層内の歪みが、塗工液の基紙内部への染み込み過程ならびに乾燥工程によって生じる収縮力によって割れに至るものと考えられる。このためカーテン塗工方式に用いる塗工液には、一様で連続したカーテン膜を形成せしめる粘性体としての性質と、基紙内部への染み込み過程ならびに乾燥工程における収縮力への抵抗力を示す弾性体としての性質をバランス良く併せ持つことが好ましい。
【0028】
本発明において、上記のヘンキー歪みとCaBER法で測定される伸張粘度の関係を満たす塗工液が、数式1で表されるTanδが加圧3Paならびに周波数1Hzにおいて0.5〜3.0であることが好ましい。なお、損失弾性率E″は粘性体の指標であり、貯蔵弾性率E′は弾性体の指標であり、Tanδが1以上で塗工液は粘性体の性質が強くなり、1以下で塗工液は弾性体の性質が強くなる。Tanδが0.5〜3.0の場合に、カーテン膜が基紙上に引き延ばされる際に生じる微細な塗工欠陥および塗工液の基紙内部への染み込み過程ならびに乾燥工程による収縮力によって生じる微細な塗工欠陥を最も減少せしめる。
【0029】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の実施態様を示した印刷用塗工紙の塗工装置の概略図である。あらかじめ調整された塗工液は塗工液貯蔵タンク11より、給液ポンプ12によって、フィルターを介して、コーターヘッド1に送られる。
【0030】
コーターヘッド1の内部はマニホールド6、スリット2からなり、それぞれ高精度の仕上げが施されている。供給された塗工液はマニホールド6に満たされ、さらにスリット2に送られるときに通過する狭い間隙において、ポンプ12の送液による動圧の軽減がされ、幅方向における圧力分布が均一化され、リップ3より流出し、垂直カーテン膜4を形成する。
【0031】
幅方向でプロファイルが均一となった垂直カーテン膜4は、連続走行している基紙5と接触し、基紙5に塗工される。ここでエッジガイド10a、10bはコーターヘッド1の幅を超えず、さらに基紙5の幅を超えて設けられ、垂直カーテン膜4は基紙5の幅を超えて形成される。垂直カーテン膜4が基紙5の幅を超えて形成されているのは、垂直カーテン膜4の両端部における塗工液の厚塗りを防止するためである。基紙5の幅を超えて流下する塗工液は、受液槽9に回収され、塗工液貯蔵タンク11に戻された後に再び塗工される。また、基紙5が切断したときなど塗工が中断された場合も、塗工液は受液槽9に回収される。
【0032】
連続走行している基紙5と垂直カーテン膜4との接触部(以後、「塗工部」という。)には基紙5に同伴する空気流を遮断し、カーテン周辺の空気の回流などで垂直カーテン膜4が乱れることなく基紙5に達するようにするため遮風板8が設けられている。また、基紙5の搬送方向は塗工部の直前でロール7により方向転換することにより、基紙5に同伴する空気の塗工部への影響を最小限にとどめるように構成されている。
【0033】
形成させた垂直カーテン膜4を安定した状態で塗工するためには、基紙5からコーターヘッド1下部の流出部までの高さがある程度必要とされるが、本実施態様においてはその高さを制御することも可能であり、垂直カーテン膜4の安定に適した高さは60〜300mm、好ましくは100〜250mm、さらに好ましくは120〜180mmである。
【0034】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、様々な変形が可能であることは言うまでもない。前述した実施態様において、形成したカーテン膜の幅は基紙5の幅より大としたが、これは塗工層両端部における塗工量の増加を防止するためであって、このような塗工量増加が小であるか、もしくはあまり問題とされない場合、または特公昭49−14130号公報等に開示される方法、その他塗工量増加防止方法を採用することにより解消しうる場合には、垂直カーテン膜を基紙5の幅に一致させるか、あるいはこれより多少小としても差し支えない。
【0035】
また、カーテンヘッドにプロファイル調整機構あるいは制御機構を付設することも可能である。図1に示されるスリット2に開度プロファイル調整機構を付設すると、幅方向でより均一な塗工量プロファイルを得ることができる。
【0036】
本発明は印刷用塗工紙に関するものであり、本発明の塗工液の条件を満たす限りにおいて、一般に印刷用塗工紙を製造する上で用いられるものはあらゆる顔料、薬品等を配合して構わない。
【0037】
本発明に用いられる基紙は、LBKP、NBKPなどの化学パルプ、GP、PGWRMP、TMP、CTMP、CGPなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合して抄造され、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。
【0038】
本発明に用いられる基紙としては、ノーサイズプレス原紙、あるいは澱粉、ポリビニルアルコールなどでサイズプレスされた基紙などを挙げることができる。また本発明における基紙の抄紙方法における抄紙機は、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、コンビネーション抄紙機、丸網抄紙機、ヤンキー抄紙機など製紙業界で公知の抄紙機が適宜使用できる。
【0039】
本発明に用いられる塗工液に配合される顔料としては、特に制限はなく、例えば、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、サチンホワイト、タルク、水酸化アルミニウム、プラスティックピグメントなどが挙げられる。これを単独で用いても構わないし、これらのうち複数種を併用することは何ら制限されるものではない。
【0040】
本発明に用いられる塗工液に配合される接着剤としては、特に制限はなく、例えば、通常のデンプン、酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン、酵素変性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などのデンプン類、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン/ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン/エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。これを単独で用いても構わないし、これらのうち複数種を併用することは何ら制限されるものではない。
【0041】
本発明に用いられる塗工液に配合される界面活性剤としては、特に制限はなく、例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型などのノニオン系界面活性剤、ベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体などの両性界面活性剤が挙げられる。これを単独で用いても構わないし、これらのうち複数種を併用することは何ら制限されるものではない。
【0042】
本発明に用いられる塗工液には、本発明の塗工液の条件を満たす限りにおいて、一般的に塗工紙を製造する上で用いられるものはあらゆる薬品等を配合して構わない。例えば、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などが挙げられる。その他、必要に応じて、分散剤、pH調整剤、潤滑剤、消泡剤、耐水化剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤などの各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。必要に応じて他の成分を配合して構わない。
【0043】
本発明における印刷用塗工紙は、基紙上の少なくとも片面に1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙において、該塗工層のうち少なくとも1層がカーテン塗工方式によって設けられたものであることを特徴とする。少なくとも1層以上、カーテン塗工方式によって塗工層を設けない場合、上記のような印刷用塗工紙は得られない。それ以外にも塗工層を設ける場合、その塗工方式は特に制限されるものではなく、各種ブレード、またはサイズプレス、ゲートロール、シムサイザーなどの各種メタードフィルムトランスファー、エアナイフ、ロッドなどが挙げられる。また本発明における印刷用塗工紙の塗工層は、一層でも多層でも、特に制限されるものではなく、多層塗工を実施する場合、上記各塗工方式を適宜組み合わせて塗工層を設けることは、何ら制限されるものではない。もちろん2層以上、カーテン塗工方式によって設けることも何ら制限されるものではない。
【0044】
本発明の印刷用塗工紙において、基紙上に設けられる塗工層の、乾燥後の合計質量としては特に限定されるものではないが、通常、片面に設けられる塗工層の合計が5〜25g/m2であり、好ましくは7〜18g/m2である。
【実施例】
【0045】
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0046】
各実施例、比較例における塗工液ならびに印刷用塗工紙の物性評価は以下の方法で行った。
<評価方法>
1)伸張粘度
塗工液の伸張粘度は、サーモハーケ社のCaBER1伸張粘度計を用いて測定を行った。測定の際のギャップサイズは0.5mm、伸張距離は4.7mm、伸張条件はLiner 20ms、塗工液温度は20℃とした。
【0047】
2)Tanδ
塗工液のTanδは、サーモハーケ社のRheoStress600回転式レオメーターを用いて、貯蔵弾性率E′、損失弾性率E″を測定し、得られた測定結果より算出した。測定の際の加圧は3Pa、周波数は1Hz、塗工液温度は20℃とした。
【0048】
3)印刷面感
RI印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色の重色ベタ印刷を施した後、一昼夜室温にて放置し、印刷面を目視判定し、印刷面感を1〜5点の範囲で評価した。ただし本発明においては、3点以上を発明の対象とした。
5点:印刷面の全体にガサツキ、不均一性、インキ受理ムラが観察されない状態
4点:印刷面の極一部にわずかなガサツキ、不均一性、インキ受理ムラが観察される状態
3点:印刷面の極一部にガサツキ、不均一性、インキ受理ムラが観察される状態
2点:印刷面の一部にガサツキ、不均一性、インキ受理ムラが観察される状態
1点:印刷面の全体にガサツキ、不均一性、インキ受理ムラがはっきりと観察される状態
【0049】
4)大きな塗工欠陥
カーテン膜の乱れに伴う目視で容易に確認される大きな塗工欠陥は、得られた印刷用塗工紙の塗工層表面を目視観察して、1〜20cm程度の大きな塗工欠陥の10m2当たりの発生頻度を目視評価した。ただし本発明においては、4点以上を発明の対象とした。
5点:巨大な塗工欠陥が0個/10m2
4点:巨大な塗工欠陥が1〜2個/10m2
3点:巨大な塗工欠陥が3〜9個/10m2
2点:巨大な塗工欠陥が10〜49個/10m2
1点:巨大な塗工欠陥が50個以上/10m2
【0050】
5)微細な塗工欠陥
空気同伴ならびにカーテン膜の引き延ばしに伴う微細な塗工欠陥は、得られた印刷用塗工紙の塗工層表面を画像解析し、0.05〜1mm程度の大きさの塗工欠陥の1cm2当たりの発生頻度を評価した。ただし本発明においては、3点以上を発明の対象とした。
5点:微細な塗工欠陥が0〜4個/cm2
4点:微細な塗工欠陥が5〜9個/cm2
3点:微細な塗工欠陥が10〜19個/cm2
2点:微細な塗工欠陥が20〜49個/cm2
1点:微細な塗工欠陥が50個以上/cm2
【0051】
基紙は以下のような配合で調製し、坪量70g/m2の塗工用原紙を抄造した。ここでの質量部は、全パルプ固形分100質量部に対する各材料の固形分質量比率である。これにサイズプレスで片面当たり0.30g/m2の市販酸化デンプンを付着させ、基紙とした。
<基紙配合>
LBKP(濾水度440mlcsf)70質量部
NBKP(濾水度490mlcsf)30質量部
<内添薬品>
軽質炭酸カルシウム(原紙中灰分で表示)6.0質量部
市販カチオン化デンプン1.0質量部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤0.030質量部
【0052】
上記のようにして製造した基紙に対して、各実施例、各比較例のようにして調製した塗工液を、前記カーテン塗工方式にてそれぞれ1000m/min、1500m/minの塗工速度で、片面ずつ、両面に塗工し、このとき片面当たりの塗工量は各速度に対して、それぞれ9g/m2、13g/m2とした。得られた塗工紙を、ソフトカレンダー処理(処理速度を200m/min、硬度Hs84度で表面粗さ0.3Sの90℃に加熱された金属ロールと硬度90ShDのエラグラス製弾性ロールからなるソフトカレンダーを用いて、加圧条件を200kN/m、加熱された金属ロール面に表裏各1回ずつ当たるように処理)により仕上げ処理し、印刷用塗工紙を製造した。
【0053】
(実施例1)
塗工液を以下のようにして調製した。以下、各実施例、比較例で用いる質量部は、塗工液中全顔料固形分100質量部に対する各材料の固形分質量比率である。顔料として、市販湿式重質炭酸カルシウム(カービタル90)50質量部および市販1級カオリン(ウルトラホワイト90)50質量部に、市販ポリアクリル酸系分散剤(アロンT−40)0.10質量部添加して、分散機で固形分濃度72質量%で分散したものに、接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部、市販ポリビニルアルコール3.5質量部添加し、さらに市販ステアリン酸カルシウムを0.50質量部添加し、水酸化ナトリウムでpH9.7に調整し、界面活性剤として市販アセチレングリコール(オルフィンE1010)0.1質量部添加して、塗工液を得た。得られた塗工液を調整水で固形分濃度56質量%にした。得られた塗工液を上記のような塗工ならびに仕上げ処理を施し、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表1に示す。
【0054】
(実施例2)
接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部、市販ポリビニルアルコール0.5質量部添加とし、得られた塗工液を調整水で固形分濃度58質量%とした以外は、実施例1と同様にして、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表2に示す。
【0055】
(実施例3)
接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部、市販ポリビニルアルコール0.5質量部添加とし、界面活性剤として市販アセチレングリコール(オルフィンE1010)0.3質量部添加とし、得られた塗工液を調整水で固形分濃度60質量%とした以外は、実施例1と同様にして、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表3に示す。
【0056】
(実施例4)
接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部、市販ポリビニルアルコール3.5質量部添加とし、界面活性剤として市販アセチレングリコール(オルフィンE1010)0.3質量部添加とし、得られた塗工液を調整水で固形分濃度56質量%とした以外は、実施例1と同様にして、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表4に示す。
【0057】
(比較例1)
顔料として、市販湿式重質炭酸カルシウム(カービタル90)100質量部を用い、接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部添加とし、界面活性剤を用いずに、得られた塗工液を調整水で固形分濃度64質量%とした以外は、実施例1と同様にして、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表5に示す。
【0058】
(比較例2)
接着剤として、市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを10質量部、市販ポリビニルアルコール1.5質量部添加とし、界面活性剤として市販アセチレングリコール(オルフィンE1010)0.7質量部添加とし、得られた塗工液を調整水で固形分濃度42質量%とした以外は、実施例1と同様にして、印刷用塗工紙を製造した。得られた塗工液の液物性と印刷用塗工紙の評価結果を表6に示す。
【0059】
【表1】

【0060】
【表2】

【0061】
【表3】

【0062】
【表4】

【0063】
【表5】

【0064】
【表6】

【0065】
表1、表2ならびに表5、表6から明らかな様に、ヘンキー歪み0〜5においてCaBER法で測定される伸張粘度を0.005〜1Pa・sの範囲とすることで、印刷用塗工紙に要求される品質を満たしながら、塗工欠陥を問題無い範囲まで減少せしめることがわかる。
【0066】
表1、表2ならびに表3から明らかな様に、ヘンキー歪み2〜4.5のいずれかの測定点において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.15Pa・s以上であるとき、印刷用塗工紙に要求される品質を満たしながら、さらに塗工欠陥を問題無い範囲まで減少せしめることがわかる。
【0067】
表1、表2、表3ならびに表4から明らかな様に、ヘンキー歪み0〜5においてCaBER法で測定される伸張粘度が0.005〜1Pa・sの範囲あるいはヘンキー歪み2〜4.5のいずれかの測定点において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.15Pa・s以上であるとき、塗工液のTanδが加圧3Paならびに周波数1Hzにおいて0.5〜3.0の範囲であるときに、印刷用塗工紙に要求される品質を満たしながら、著しく塗工欠陥を減少せしめることがわかる。
【符号の説明】
【0068】
1 コーターヘッド
2 スリット
3 リップ
4 カーテン膜
5 基紙
6 マニホールド
7 ロール
8 遮風板
9 受液槽
10a、10b エッジガイド
11 貯蔵タンク
12 給液ポンプ
【産業上の利用可能性】
【0069】
本発明における印刷用塗工紙の製造方法は、オフセット印刷用塗工紙およびその製造方法に留まらず、グラビア印刷、乾式電子写真、熱転写、インクジェット等の他の印刷方式に用いる印刷用塗工紙の製造方法として使用することもできる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基紙上の少なくとも片面に1層以上の塗工層を設けてなる印刷用塗工紙の製造方法において、該塗工層のうち少なくとも1層がカーテン塗工方式によって設けられたものであり、該塗工層用の塗工液が、ヘンキー歪み0〜5において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.005〜1Pa・sを有することを特徴とする、印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項2】
塗工液が、ヘンキー歪み2〜4.5のいずれかの測定点において、CaBER法で測定される伸張粘度が0.15Pa・s以上を有することを特徴とする、請求項1に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
【請求項3】
塗工液が、下記式で表されるTanδが加圧3Paならびに周波数1Hzにおいて0.5〜3.0であることを特徴とする、請求項1または2に記載の印刷用塗工紙の製造方法。
(数1) Tanδ=E″/E′
(ただし、E″は損失弾性率、E′は貯蔵弾性率を示す。)

【図1】
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【公開番号】特開2010−174407(P2010−174407A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−18779(P2009−18779)
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000005980)三菱製紙株式会社 (1,550)
【Fターム(参考)】