(57)【要約】      （修正有）【課題】紙剥けが生じにくい印刷用紙を提供するとともに、紙剥けの発生を事前に予測するための印刷用紙の評価方法、及び印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法を提供する。【解決手段】印刷用紙を裁断して矩形の試験片を採取し、当該試験片の片面に縦方向と平行に３本の粘着テープを貼った後、調湿し、中央に貼った粘着テープにより印刷用紙を縦方向に剥離させ、定速伸張形引張試験機により測定する印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法である。印刷用紙の水分を２０〜２５％に調湿して測定するのが望ましい。前記湿潤剥離強さにより、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用紙を裁断して矩形の試験片を採取し、当該試験片の片面に縦方向と平行に３本の粘着テープを貼った後、調湿し、中央に貼った粘着テープにより印刷用紙を縦方向に剥離させ、定速伸張形引張試験機により測定する印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法。
【請求項２】
印刷用紙の水分を２０〜２５％に調湿して測定する、請求項１に記載の湿潤剥離強さ試験方法。
【請求項３】
請求項２に記載の試験方法によって得られる湿潤剥離強さにより、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測する印刷用紙の評価方法。
【請求項４】
前記湿潤剥離強さ（Ｗ）を標準状態での乾燥剥離強さ（Ｄ）で除した値（Ｗ／Ｄ）により、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測する印刷用紙の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法、印刷用紙の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷用紙の多くは、オフセット輪転印刷機により印刷される。オフセット輪転印刷機では印刷部にて、版胴に湿し水とインキを供給した後、版胴からブランケットへ転写し、転写されたインキが用紙へと印刷される。
【０００３】
ここで、印刷部において印刷用紙の品質が安定していなければ、湿し水やインキにより紙剥けが発生し、ブランケット・版・用紙へ紙片が付着し、ゴミ付きとしてクレームの対象になってしまうことがある。また、輪転機を一時停止した際、紙の耳部に湿し水が付着してしまった場合、輪転機を再始動する際に筋状に紙剥けを起こしてしまうことがある。
【０００４】
そこで、紙剥けが生じにくい印刷用紙の開発とともに、紙剥けの発生を事前に予測するための印刷用紙の評価方法、及び印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法の開発が求められている。なぜなら、既存の剥離強さの試験方法は、湿潤状態の剥離強さを評価する試験方法として適さないからである。（本願明細書で印刷用紙の「湿潤状態」とは、水中に浸漬した後のような印刷用紙の状態ではなく、紙の水分が通常の外気との平衡水分より高くなっている状態を示す。）
【０００５】
汎用の剥離強さ試験方法として、いわゆるＴ字剥離強さ（Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１９−１：２０００板紙−すき合わせ層のはく離強さ試験方法−第１部：最大荷重測定法）やインターナルボンドテスタ法（Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１８−２：２０００紙及び板紙−内部結合強さ試験方法−第２部）があるが、いずれも紙の両面に粘着テープを貼った状態から測定するので、湿潤状態の紙を測定するのは困難である。例えば、Ｔ字剥離強さでは、粘着テープを紙の両面に貼り、予め手で剥離させて剥離の起点を作っておき、恒室内にある引張試験機にセットして剥離強さを測定する。粘着テープを貼った後には調湿できないため、粘着テープを貼る前に調湿する必要があるが、測定までに印刷用紙が放湿してしまい再現性に問題がある。
【０００６】
一方、湿った状態の紙の表面強度を測定する方法として、ＲＩ試験機を用いたＲＩウエットピックがある。これは、湿潤ロールにより紙面を湿らせておき、インクを付着させて紙剥けを観察する方法であり、オフセット輪転印刷機での状況をよく再現しているが、相対評価しかできず、結果を数値化することができない。
【０００７】
特許文献１には、新聞用紙の剥離長を測定し、傾斜紙庫で新聞巻取紙を取扱う際に起こる剥離や断紙を評価することが記載されているが、前述した印刷時の紙剥けとの関連性は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５０３８６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は上記事情に鑑み、オフセット輪転印刷機において紙剥けが生じにくい印刷用紙を提供することを目的に、紙剥けの発生を事前に予測するための印刷用紙の評価方法、及び印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決したものであって、
第１発明は、印刷用紙を裁断して矩形の試験片を採取し、当該試験片の片面に縦方向と平行に３本の粘着テープを貼った後、調湿し、中央に貼った粘着テープにより印刷用紙を縦方向に剥離させ、定速伸張形引張試験機により測定する印刷用紙の湿潤剥離強さ試験方法である。
【００１１】
第２発明は、第１発明において、印刷用紙の水分を２０〜２５％に調湿して測定することを特徴とする湿潤剥離強さ試験方法である。
【００１２】
第３発明は、第２発明に記載の試験方法によって得られる湿潤剥離強さにより、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測する印刷用紙の評価方法である。
【００１３】
第４発明は、前記湿潤剥離強さ（Ｗ）を標準状態での乾燥剥離強さ（Ｄ）で除した値（Ｗ／Ｄ）により、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測する印刷用紙の評価方法である。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、印刷用紙の湿潤剥離強さを精度よく測定することができる。第２発明によれば、印刷用紙の湿潤剥離強さを適切に評価することができる。第３発明によれば、オフセット輪転印刷機での印刷用紙の紙剥け発生を予測することができる。第４発明によれば、オフセット輪転印刷機での印刷用紙の紙剥け発生をより適切に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における水温と印刷用紙の水分の関係を示すグラフ。
【図２】実施例における加湿時間と印刷用紙の水分の関係を示すグラフ。
【図３】本発明の湿潤剥離強さ試験方法における粘着テープ貼付け状態の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、印刷時における紙剥けを評価できる印刷用紙の湿潤剥離強さの試験方法について鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。
【００１７】
以下、本願発明について具体的に説明するが、本発明の趣旨に反しない限り、これらの記載に限定されるものではない。
【００１８】
（湿潤剥離強さの試験手順）
印刷用紙を裁断し、縦方向（紙の流れ方向と平行の方向）の長さが１５０ｍｍ、横方向（紙の流れと垂直な方向）の長さが５４ｍｍの矩形の試験片を採取し、３本の粘着テープを縦方向に貼る。紙の中央を通るように幅２４ｍｍの粘着テープを貼り、両端に幅１５ｍｍの粘着テープを貼る。その後、中央の一本を少し剥がし試料の一部を剥離させておく。次に、デシケーター内に水を入れた容器を入れ、粘着テープを貼った試料を吊り下げ、紙の水分を２０〜２５％にする。このとき、水の温度は４０℃、加湿時間を１５〜２０分に設定することで、紙の水分が２０〜２５％になる。デシケーターから取り出した試料を、引張試験機を用いて剥離強さを測定する。引張試験機の設定は、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１９−１：２０００板紙−すき合わせ層のはく離強さ試験方法−第１部：最大荷重測定法  に基づき、つかみ移動速度２００ｍｍ／分にて剥離させ、荷重チャートの平均値を読み取る。正逆２方向の測定を行い平均値を湿潤剥離強さとする。
【００１９】
得られた湿潤剥離強さ（Ｗ）が乾燥剥離強さ（標準状態の剥離強さ）（Ｄ）に対してどの程度であるか（Ｗ／Ｄ）を算出することで、オフセット印刷での剥離発生を予測することができる。
【００２０】
（湿潤状態）
湿潤引張り強さは紙を完全に水中に浸漬した後に試験を行う方法である。この状態で印刷用紙の剥離強さを測定しようとしても、剥離する前に破れてしまい測定できないし、印刷機での剥離を評価するには水分が高過ぎると思われる。そこで湿潤状態での測定を検討した。（本願明細書で「湿潤状態」とは、完全に水中に浸漬した印刷用紙の状態ではなく、紙の水分が通常の外気での平衡水分より高い状態を示す。）
【００２１】
（粘着テープの貼り方）
公知の剥離強さの試験方法では、紙の両面に粘着テープを貼った状態から紙を剥離させて、剥離強さを測定している。しかし、湿潤状態の紙に粘着テープを貼ると接着が不十分となり剥離強さを測定することができない。さらに、両面に粘着テープを貼った状態（粘着テープが対向している状態）で調湿しようとしても、紙が空気に触れないので調湿できない。そのため、本願発明の試験方法では、片面だけに粘着テープを貼った状態で調湿している。粘着テープの種類は、調湿状態において紙に均一に接着するものであれば特に限定されず、例えば、セロテープ（登録商標）が使用できる。粘着テープの幅は特に限定されないが、前述した例のようにすれば操作性よく試験を行うことができる。
【００２２】
３本の粘着テープを使用する理由は次のとおりである。つまり、１本の粘着テープで測定しようとした場合、紙と粘着テープの幅を同じにすると、紙が湿潤状態のため剥離強さが弱く、紙が途中で破断して測定できない。また、粘着テープの幅を紙の幅より狭くすると、剥離の途中で紙がテープ幅より広く剥離してしまい測定できない。粘着テープを３本にし、引張り試験機にセットする際に、中央の１本と端の２本の粘着テープ部分を別々につかみ具にセットすることで上記２点の問題を解消することができる。
【００２３】
（調湿、紙の水分について）
通常、紙の試験方法は、ＪＩＳＰ８１１１：１９９８「紙、板紙及びパルプ−調湿及び試験のための標準状態」に基づき、標準状態（２３±１℃、５０±２％ｒ．ｈ．）にて行われるが、標準状態の紙の水分は、５〜１５％程度である。また、紙を完全に水中に浸漬し、表面の水を拭き取ると水分は４０〜６０％程度となるが、印刷機で紙に湿し水が付着してもそこまでの水分にはならない。そこで、本願発明では、飽和蒸気を用いて紙の調湿を行うことで、紙の水分が２０〜２５％になるように調湿している。水分２０〜２５％がオフセット輪転印刷機で湿し水による水分が付着した状態に近いと考えられるし、調湿が容易で水分のばらつきが少ない。
【００２４】
温度と湿度の設定が可能な恒温恒湿室を用い、不飽和蒸気の雰囲気で紙の水分を２０〜２５％に調湿することは可能であるが、高温多湿条件が必要であり、高温では紙が変質してしまうおそれがある。そこで、本願発明では、飽和蒸気により、調湿を行うこととし、前述したように密閉容器としてデシケーターを用いて調湿することとした。
【００２５】
具体的には、室温のデシケーター内に水を入れた容器を入れ、粘着テープを貼った試料を吊り下げる。このとき、水の温度は４０℃、加湿時間を１５〜２０分に設定することで、紙の水分を２０〜２５％にすることができる。水温が高いと加湿時間を短くできるが、水分のばらつきが大きくなる。水温が低いと加湿時間が長くなり測定時間が長くなるし、所定の水分にならない場合がある。加湿時間が長いと水分が高くなる。短いと水分のばらつきが大きくなる。なお、通常の非塗工印刷用紙であれば、このようにすれば紙の水分が２０〜２５％になるが、ならない場合は加湿時間を調整することで、紙の水分を２０〜２５％にすることができる。
【００２６】
デシケーターから取り出した試料を引張試験機を用いて剥離強さを測定する。引張試験機の設定はＪ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１９−１：２０００板紙−すき合わせ層のはく離強さ試験方法−第１部：最大荷重測定法  に基づき、つかみ移動速度２００ｍｍ／分、荷重チャートの平均値を読み取る。正逆２方向測定し、平均値を湿潤剥離強さとする。
【００２７】
正逆２方向の測定を行うのは、同じ縦方向でも紙に方向性があるためで、ワインダーで仕上げた巻取りは、通常そのまま印刷機で使用されるが、所定の幅に仕上げ直される場合は巻き替えられて印刷方向が逆になるためである。
【００２８】
得られた湿潤剥離強さにより、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を予測することができる。
【００２９】
湿潤剥離強さは、湿潤紙力増強剤の使用、パルプ配合、パルプの叩解条件、繊維配向性、地合い等が関連していると思われるが、湿潤剥離強さがオフセット印刷での剥離発生の指標となるため、最適な印刷用紙の製造条件を見出すことができる。また、過剰品質となることなく印刷用紙を製造できるので、製造コストの点で有利となる。
【００３０】
印刷用紙に要求される湿潤剥離強さの数値は、印刷用紙の種類や印刷条件等によって要求値が異なると思われるが、得られた湿潤剥離強さ（Ｗ）を標準状態での乾燥剥離強さ（Ｄ）で除した値（Ｗ／Ｄ）を評価することで、オフセット印刷での剥離発生をより適切に予測することができる。
【００３１】
本発明の印刷用紙の抄造に用いられる抄紙機は、両面脱水方式であるギャップフォーマー、ハイブリッドフォーマー、オントップフォーマーなどが望ましいが、これに限定されない。
【００３２】
本発明の印刷用紙の抄造に用いられるパルプ原料としては、特に限定されるものではない。例えば、グランドウッドパルプ（ＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、クラフトパルプ（ＫＰ）などが使用できる。
【００３３】
また、配合する填料としては、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、ホワイトカーボン、二酸化チタン、尿素ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂などの一般的に使用されている填料であれば良い。
【００３４】
更に、必要に応じて、鹸化ロジンサイズ剤、ロジンエマルジョンサイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水琥珀酸などの内添サイズ剤、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カチオン化澱粉などの紙力増強剤、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ジアルデヒドデンプン、ポリアクリルアミド及びポリエチレンイミンなどの湿潤紙力増強剤や、ろ水性向上剤、歩留まり向上剤、染料、ｐＨ調整剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤などを含有してもよい。また、抄紙ｐＨは酸性、中性のいずれでもよい。
【００３５】
更にまた、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉などの澱粉類、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの表面処理剤を塗布してもよい。また、スチレンアクリル酸重合物などの表面サイズ剤、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン等の顔料を塗布してもよい。
【００３６】
塗布装置としては、特に限定されないが、ツーロールサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ゲートロールコーターなどのロールコーターや、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーターなどの装置が使用される。
【００３７】
湿潤剥離強さ（Ｗ）を標準状態での乾燥剥離強さ（Ｄ）で除した値（Ｗ／Ｄ）を大きくすることにより、オフセット輪転印刷機での紙剥け発生を抑えた印刷用紙を得ることができる。このようにするには、湿潤剥離強さを高くする必要がある。ただし、正方向と逆方向の湿潤剥離強さに大きな差がないようにするのが望ましい。通常は問題なくても前述したように巻き替えを行った場合に問題となることがある。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により、本発明の効果を示す。
（調湿の方法：加湿条件の設定）
加湿時の適切な温度を決定するために、密閉容器としてデシケーター（容量２０Ｌ）を用い、デシケーター内に温水を入れた容器（ビーカーに３００ｍｌの温水を入れたもの）３個を入れ、印刷用紙の試験片をデシケーター内の天井に粘着テープで吊り下げて、調湿する試験を行った。水温を４０℃、５０℃、６０℃とした各水準で、複数の印刷用紙をそれぞれ１５分加湿し、印刷用紙の水分（ＪＩＳＰ８１２７：２０１０による）を測定した。その結果、水温が高いほど水分のばらつきが大きくなった。（図１）
【００３９】
つぎに、水分のばらつきが最も小さかった水温４０℃において、加湿時間を１０分、１５分、２０分、４０分、６０分に設定し、サンプルを調湿して水分を測定した。その結果、１０分では水分が低く、加湿時間が長くなると水分のばらつきが大きくなった。（図２）
【００４０】
以上より、水温４０℃、１５〜２０分間で、印刷用紙の水分を２０〜２５％にばらつき無く調湿することができることがわかった。このようにして、調湿条件を設定することができる。
【００４１】
（湿潤剥離強さの測定）
印刷用紙を裁断し、縦方向（紙の流れ方向と平行の方向）の長さが１５０ｍｍ、横方向（紙の流れ方向と垂直の方向）の長さが５４ｍｍの矩形の試験片を採取し、試験片の片面側に３本の粘着テープを縦方向に貼った。３本の内、紙の中央に幅２４ｍｍの粘着テープ１本を貼り、これに隣接するように両端に幅１５ｍｍの粘着テープを貼った。（図３）両端の粘着テープを押さえながら中央の１本を少し剥がし試験片の一部を剥離させておく。次に、密閉容器として室温のデシケーターを用い、デシケーター内に４０℃の水を入れた容器を入れ、デシケーター内を飽和蒸気で満たされた状態にし、前記粘着テープを貼った試験片をデシケーター内の天井に粘着テープで吊り下げ、２０分間加湿した。取り出した試験片を、引張試験機を用いて剥離強さを測定した。引張試験機の設定は、Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１９−１：２０００板紙−すき合わせ層のはく離強さ試験方法−第１部：最大荷重測定法  に基づき、つかみ移動速度２００ｍｍ／分にて荷重チャートの平均値を読み取った。紙の流れ方向について正逆２方向（Ｎ数＝３）測定し、平均値を湿潤剥離強さとした。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本願発明の湿潤剥離強さ試験方法は、多層抄き板紙を使用した段ボールの湿潤時の剥離の評価に利用できる可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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