JP2013204174A - 塗工白板紙およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料を含む塗工液から形成されるカーテン膜に原紙を通すことにより原紙上に塗工層を形成することを含む、塗工白板紙の製造方法であって、前記塗工液が重量平均分子量400万〜5000万のポリカルボン酸系共重合物のW/O型エマルジョンからなる粘性改良剤およびアニオン性界面活性剤を含有し、塗工速度が100〜800m/分である、前記方法。
【選択図】なし
Description
(1)顔料を含む塗工液から形成されるカーテン膜に原紙を通すことにより原紙上に塗工層を形成することを含む、塗工白板紙の製造方法であって、
前記塗工液が、重量平均分子量が400万〜5000万のポリカルボン酸系共重合物のW/O型エマルジョンからなる粘性改良剤およびアニオン性界面活性剤を含有し、
塗工速度が100〜800m/分である、前記方法;および
(2)当該方法により製造された塗工白板紙。
本発明の粘性改良剤は、重量平均分子量400万〜5000万のポリカルボン酸系共重合物のW/O型エマルジョンからなる。本発明においては、ポリカルボン酸系共重合体の中でも一般に用いられていない、重量平均分子量が非常に大きいポリカルボン酸系共重合物を塗工液に添加することで、塗工液の低剪断速度における曳糸性が向上し、板紙へのカーテン塗工において低流量でもカーテン膜の安定性が保たれる。
本発明ではアニオン性界面活性剤を併用することにより、塗工液の表面張力を低下させ、その結果、カーテン膜の膜切れを防止する。
本発明で使用される原紙は、古紙パルプが配合されていれば、それ以外の配合されるパルプ特に制限されない。例えば、晒化学パルプ、未晒化学パルプなどを使用できる。古紙パルプとしては、脱墨処理がなされていてもなされていなくてもよい。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用できる。
また、本発明においては、原紙の平滑性が低くても所望の効果が奏されるため、平滑性の低い原紙を用いてもよい。しかしながらパドリングと呼ばれるカーテン塗工時の塗料溜まりが発生しない範囲で、平滑性の高い原紙を使用することが好ましい。原紙の平滑性を高めるために、カーテン塗工前にプレカレンダー等の処理を行なってもよい。さらに、原紙の平滑性を改善する手段として、カーテン塗工前に、澱粉を主成分としたクリア塗料または顔料を含んだ塗料を原紙に塗工することができる。このプレ塗工された原紙は、乾燥工程を経ないまま、すなわち原紙上の塗料が濡れた状態で、カーテン塗工に供してもよい。このように、カーテン塗工に供される前のプレ塗工後の原紙の状態は制限されない。
本発明に用いる塗工液は、顔料を含む。顔料は制限されず、塗工紙用に従来から用いられている顔料を使用できる。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、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸、ケイ酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料、プラスチックピグメント等の有機顔料、有機・無機複合顔料等を使用できる。中でも重質炭酸カルシウムまたは軽質炭酸カルシウムが好ましい。これらの顔料は単独で使用できるが、必要に応じて二種以上を混合して使用してもよい。
塗工液の固形分濃度は、好ましくは50〜75重量%であり、さらに好ましくは60〜72重量%である。塗工液の固形分濃度が、40重量%未満であると、塗工乾燥時における塗工層の体積変化が大きくなり、結果として塗工後の表面平滑性が劣ることがある。また塗工液の固形分濃度が75重量%より多いと、塗工液の流動性が悪化し、均一なカーテン膜を形成することが難しくなる。
1)装置
本発明においては、カーテン塗工に用いられる公知の装置を使用することができる。公知のカーテン塗工装置としては、ダイから塗工液を下向きに吐出することにより直接カーテン膜を形成するスロット型カーテン塗工装置と、ダイから塗工液を上向きに吐出し、ダイ上の斜面で塗工液の膜を形成しつつ流動していき、その後ダイを離れて自由落下することによりカーテン膜を形成するスライド型カーテン塗工装置がある。本発明においてはいずれの装置を使用してもよいが、低速での2層塗工であれば、スロット型が好ましい。
カーテン塗工においては、単位時間当たりの単位幅における体積流量が塗工量や塗工速度と相関しており、式1のような関係がある。
塗工量は、各層の合計で、片面あたり乾燥重量で10〜30g/m2が好ましい。塗工量が10g/m2未満では、塗工層が薄くなり、白板紙の白色度、白色ムラの改善が十分にできないことがある。一方、一つの層の塗工量が30g/m2を越えると、塗工時の乾燥性が悪くなるなど操業性が低下したり、バインダーマイグレーションによる印刷ムラの原因になったりするので好ましくない。片面あたり15〜25g/m2の範囲の塗工量とすることが好適である。
本発明においては、カーテン塗工以外の方法により追加の塗工層を設けることも可能である。例えば、ブレード塗工を行った後にカーテン塗工を行ってもよい。ただし、カーテン塗工によって形成された塗工層が最外塗工層となるようにすることが好ましい。
本発明の塗工白板紙は、原紙上に塗工層を設けた後、通常の乾燥工程を経て製造されるが、必要に応じて表面処理工程等で平滑化処理してもよい。好ましい態様において、製造後の塗工紙水分が3〜10重量%、より好ましくは4〜8重量%程度となるように調整して仕上げられる。平滑化処理には、通常のスーパーキャレンダ、グロスキャレンダ、ソフトキャレンダ、熱キャレンダ、シューキャレンダ等の平滑化処理装置を用いることができる。平滑化処理装置は、オンマシンやオフマシンで適宜用いられ、加圧装置の形態、加圧ニップの数、加温等も適宜調整される。
本発明は、塗工量を適量に抑えることができるので、片面塗工であれば密度が0.9g/cm3未満、両面塗工であれば0.9〜1.0g/cm3の範囲の嵩高な塗工白板紙を製造できる。また、本発明は、固形分濃度を下げずに塗工できるため、白紙光沢度を45%以上とすることができ、かつ表面強度に優れた塗工白板紙を製造できる。
密度:JIS P8118「紙及び板紙−厚さ及び密度の試験方法」に準拠して測定した。
表面強度:RI−II型印刷試験機を用い、大日本インキ化学工業株式会社製IGT測定用インキ墨TV25を0.40cc使用して印刷を行った後、印刷面を台紙に写し取った。写し取った台紙から以下の基準:
◎:表面の剥けは全く見られない
○;表面の剥けはほとんど見られない
△;表面の剥けが若干認められるが、使用上は問題ない
×;表面の剥けが酷く、使用できない
により表面強度を評価した。
◎:膜切れが全く発生ない
○:まれに膜切れが発生する(1時間に1回程度)
△:しばしば膜切れが発生する(1分間に1回程度)
×:膜を形成できない
に基づいて評価した。
[原紙]
脱墨古紙100%の割合で配合したパルプを使用して米坪40g/m2の表下層、脱墨しない雑誌古紙100%で配合したパルプを使用して米坪210g/m2の中層、中層と同様のパルプを使用して米坪40g/m2の裏層をそれぞれ抄造し抄き合わせ、抄紙速度130m/分にてプレス、乾燥処理、プレカレンダー処理を行い、米坪290g/m2、密度0.75g/cm3の塗工白板紙原紙を得た。
重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 97)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500)25重量部からなる顔料スラリーを調製した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成ケミカル社製、B1735)12重量部、滑剤(日新化学社製、DEF−791TF)0.5重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol−291−PG。スルホコハク酸系)0.2重量部、粘性改良剤(ソマール社製、ソマレックス530。ポリカルボン酸系共重合物のW/O型エマルジョン。重量平均分子量:約2000万)0.1重量部を添加した。さらに水を添加して、30℃、60rpmにおけるB型粘度が1500mPa・sになるように調整した。固形分濃度は65重量%とした。
上記塗工液を、スロット型カーテン塗工装置にて単層塗工を行い、乾燥した。塗工量は、乾燥後の重量で25g/m2であり、塗工白板紙の坪量は315g/m2であった。塗工速度は、オンマシンにより抄紙と一貫して行ったため、抄紙速度と同じく130m/分であった。
得られた塗工白板紙をカレンダー処理することにより、塗工白板紙を得た。処理速度は、オンマシンにより抄紙、塗工と一貫して行ったため、抄紙速度および塗工速度と同じく130m/分であった。
実施例1において、抄紙および塗工速度を130m/分から390m/分に、塗工量を25g/m2から15g/m2に変更し、原紙中層パルプの米坪を210g/m2から220g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ坪量の塗工白板紙を得た。
実施例1において、塗工液に界面活性剤、粘性改良剤ともに添加しない以外は、実施例1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例1において、塗工液に粘性改良剤を添加しない以外は、実施例1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例1において、塗工液に界面活性剤、粘性改良剤ともに添加せず、かつ塗工液の固形分濃度を65重量%から40重量%に変更した以外は、実施例1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例1において、塗工液に界面活性剤、粘性改良剤ともに添加せず、かつ塗工量を25g/m2から45g/m2に変更し、原紙中層パルプの米坪を210g/m2から190g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同じ坪量の塗工白板紙を得た。
Claims (7)
- 顔料を含む塗工液から形成されるカーテン膜に原紙を通すことにより原紙上に塗工層を形成することを含む、塗工白板紙の製造方法であって、
前記塗工液が、重量平均分子量が400万〜5000万のポリカルボン酸系共重合物のW/O型エマルジョンからなる粘性改良剤およびアニオン性界面活性剤を含有し、
塗工速度が100〜800m/分である、前記方法。 - 前記塗工白板紙の顔料塗工量が10〜30g/m2である、請求項1に記載の方法。
- 前記塗工速度が、100〜350m/分である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ポリカルボン酸系共重合物がアクリルアミド系共重合物である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記塗工液の固形分濃度が50〜75重量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記界面活性剤がアルキルスルホン酸系界面活性剤である、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の方法により製造された塗工白板紙。
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