JP2935059B2 - キャスト被覆紙の製造法 - Google Patents
キャスト被覆紙の製造法Info
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蛋白質含有紙被覆用組成物及び特に強い光
沢、滑らかさ、可動性、ドラム付着防糸性およびピツク
耐性が望まれる被覆紙に特に有用な紙被覆用組成物の製
法に関する。
沢、滑らかさ、可動性、ドラム付着防糸性およびピツク
耐性が望まれる被覆紙に特に有用な紙被覆用組成物の製
法に関する。
（従来技術とその課題） 次のような米国特許が知られている： 米国特許、2,274,983号、2,246,466号、2,849,344
号、2,881,076号、2,950,214号、3,081,182号、3,411,9
25号、4,048,380号、4,109,056号、4,277,524号、4,35
2,692号、4,421,564号、4,474,694号、4,3520,048号、
4,575,477号、4,581,257号、4,607,089号、4,620,992
号、4,812,550号。
号、2,881,076号、2,950,214号、3,081,182号、3,411,9
25号、4,048,380号、4,109,056号、4,277,524号、4,35
2,692号、4,421,564号、4,474,694号、4,3520,048号、
4,575,477号、4,581,257号、4,607,089号、4,620,992
号、4,812,550号。
更に膜被覆技術に関する文献には次のものがある： ココ,C.E.による“大豆蛋白質ラテツクスインターポ
リマース−性質と機能”Proceedings of the 1987 Coat
ing Conference TAPPI,133−139ページ； ケーシー.J.Pによる“超高級仕上被覆紙−被覆その他
の操作”Pigmented Coating Processes For Paper and
Board.TAPPI Monograph No.28,74−85ページ； オルソン,R.Aおおびヘルダール,P.Tによる“紙および
ボール紙被覆用分離大豆蛋白質接着剤”、Protein Bind
er In Paper and Paperboard Coating,TAPPI Monograph
No.75−96ページ；および ケーシー,J.P.による“顔料被覆”Pulp and Paper Ch
emistry and Chemical Technology,1551−1753,1961: これらの文献も参考のため本明細書に加えておく。
リマース−性質と機能”Proceedings of the 1987 Coat
ing Conference TAPPI,133−139ページ； ケーシー.J.Pによる“超高級仕上被覆紙−被覆その他
の操作”Pigmented Coating Processes For Paper and
Board.TAPPI Monograph No.28,74−85ページ； オルソン,R.Aおおびヘルダール,P.Tによる“紙および
ボール紙被覆用分離大豆蛋白質接着剤”、Protein Bind
er In Paper and Paperboard Coating,TAPPI Monograph
No.75−96ページ；および ケーシー,J.P.による“顔料被覆”Pulp and Paper Ch
emistry and Chemical Technology,1551−1753,1961: これらの文献も参考のため本明細書に加えておく。
被覆紙の基本的被覆技術は公知でありまたこれらの紙
の被覆用組成物に蛋白質接着バインダーを使用すること
もこの技術分野ではよく知られている。変性大豆蛋白質
の様な植物性蛋白質接着バインダーの使用も知られてい
る。しかしこれらの製品用接着バインダーは一般に良好
な白さ，滑らかさ、光沢均一性およびピツクレリーズが
もたらされるという理由でカゼイン−ラテツクス混合物
がえらばれている。
の被覆用組成物に蛋白質接着バインダーを使用すること
もこの技術分野ではよく知られている。変性大豆蛋白質
の様な植物性蛋白質接着バインダーの使用も知られてい
る。しかしこれらの製品用接着バインダーは一般に良好
な白さ，滑らかさ、光沢均一性およびピツクレリーズが
もたらされるという理由でカゼイン−ラテツクス混合物
がえらばれている。
紙被覆に使われる大豆蛋白質接着バインダーは一般に
アルカリ性溶液中で脱脂大豆フレークから抽出された後
等電的沈澱により回収された分離大豆蛋白質から製造さ
れたものである。回収大豆蛋白質は一般に加水分解その
他の化学処理により変性された紙被覆組成物中にバイン
ダーとして使用に適する蛋白質接着バインダー物質に製
造される。この種の結合剤は紙被覆工業に多くの用途が
ある。しかし最近米国特許第4,607,089号、第4,620,992
号及び第4,812,550号に開示されている様に変性接着バ
インダーもある紙被覆用用途に使用されている。
アルカリ性溶液中で脱脂大豆フレークから抽出された後
等電的沈澱により回収された分離大豆蛋白質から製造さ
れたものである。回収大豆蛋白質は一般に加水分解その
他の化学処理により変性された紙被覆組成物中にバイン
ダーとして使用に適する蛋白質接着バインダー物質に製
造される。この種の結合剤は紙被覆工業に多くの用途が
ある。しかし最近米国特許第4,607,089号、第4,620,992
号及び第4,812,550号に開示されている様に変性接着バ
インダーもある紙被覆用用途に使用されている。
しかし接着バインダーとして大豆蛋白質主体の物質が
一般に認められているにかかわらず被膜用接着バインダ
ーの製造には、特にカゼイン−合成樹脂混合物と比較し
た場合、大豆蛋白質はいくつかの欠点をもつ。殆んどの
キヤスト被覆フアンシー紙用の紙被覆用組成物は大豆蛋
白質を使用していない。通常使われているバインダーは
カゼイ及びラテツクスの様な合成接着剤の混合物であ
る。このカゼイン−合成組成物は滑らかさ、光沢および
連行性（runability）の最適組合せを与えている。
一般に認められているにかかわらず被膜用接着バインダ
ーの製造には、特にカゼイン−合成樹脂混合物と比較し
た場合、大豆蛋白質はいくつかの欠点をもつ。殆んどの
キヤスト被覆フアンシー紙用の紙被覆用組成物は大豆蛋
白質を使用していない。通常使われているバインダーは
カゼイ及びラテツクスの様な合成接着剤の混合物であ
る。このカゼイン−合成組成物は滑らかさ、光沢および
連行性（runability）の最適組合せを与えている。
しかし発明者は被覆用成分の特定の組合せによつて極
めて可撓性、滑らかさ及び光沢にすぐれた被覆紙を生成
できる大豆蛋白質を主体とする被覆用組成物を製造でき
ることを発見した。この被覆紙は特にピツク耐性とドラ
ムレリーズ性をもちカゼイン−ラテツクスの最良組成物
よりも良好である。本発明は接着バインダとして大豆−
合成グラフトポリマーの使用を必須としまた他の被覆用
成分と組合せてこのバインダーを調整する態様も包含し
ている。
めて可撓性、滑らかさ及び光沢にすぐれた被覆紙を生成
できる大豆蛋白質を主体とする被覆用組成物を製造でき
ることを発見した。この被覆紙は特にピツク耐性とドラ
ムレリーズ性をもちカゼイン−ラテツクスの最良組成物
よりも良好である。本発明は接着バインダとして大豆−
合成グラフトポリマーの使用を必須としまた他の被覆用
成分と組合せてこのバインダーを調整する態様も包含し
ている。
（発明の開示） 故に本発明の目的は極めて良好な光沢、滑らかさ、可
撓性、ピツク耐性及びドラムレリーズ性をもつ被覆紙の
製造法の提供にある。
撓性、ピツク耐性及びドラムレリーズ性をもつ被覆紙の
製造法の提供にある。
本発明は紙被覆用顔料及び大豆蛋白質合成グラフトコ
ポリマーよりなる接着バインダーよりなる紙被覆用水性
組成物を製造し、紙ウエブ基材上に上記紙被覆用水性組
成物をキャスチングドラムを用いてキャスト被覆し、被
覆された紙ウエブ基材を硬化して仕上がり被覆紙とする
ことを特徴とする高光沢、可撓性、滑らかさ、明るさ、
ドラム付着耐性及びピック耐性をもつキャスト被覆紙の
製造法である。
ポリマーよりなる接着バインダーよりなる紙被覆用水性
組成物を製造し、紙ウエブ基材上に上記紙被覆用水性組
成物をキャスチングドラムを用いてキャスト被覆し、被
覆された紙ウエブ基材を硬化して仕上がり被覆紙とする
ことを特徴とする高光沢、可撓性、滑らかさ、明るさ、
ドラム付着耐性及びピック耐性をもつキャスト被覆紙の
製造法である。
本発明は大豆蛋白質コポリマー接着バインダーを特定
被覆用顔料と混合して使用する。本発明は米国特許第4,
607,089号および第4,812,550号に記載の方法で製造され
たグラフト大豆コポリマーを利用するとよい。この接着
バインダーを特定顔料と混合使用すれば本発明の目的物
をえるに有効であることが発見された。
被覆用顔料と混合して使用する。本発明は米国特許第4,
607,089号および第4,812,550号に記載の方法で製造され
たグラフト大豆コポリマーを利用するとよい。この接着
バインダーを特定顔料と混合使用すれば本発明の目的物
をえるに有効であることが発見された。
従来からあるどの紙にも匹敵する滑らかさと光沢をも
ち更に可撓性の改良された被覆紙が本発明方法により製
造できる。特に本発明はカゼイン−ラテツクス接着バイ
ンダーを用い製造された紙と同等又はそれより優秀な性
質をもつ紙を製造できる。更にカゼイン−ラテツクスか
らえられた被覆用組成物でさえドラム付着およびピツク
で悩まされる。ピツクは印刷時における被覆用組成物の
紙基材への接着のロスである。
ち更に可撓性の改良された被覆紙が本発明方法により製
造できる。特に本発明はカゼイン−ラテツクス接着バイ
ンダーを用い製造された紙と同等又はそれより優秀な性
質をもつ紙を製造できる。更にカゼイン−ラテツクスか
らえられた被覆用組成物でさえドラム付着およびピツク
で悩まされる。ピツクは印刷時における被覆用組成物の
紙基材への接着のロスである。
ドラム付着はキヤスチングドラム上でおこる。ドラム
付着において被膜が局部的に紙基材への付着に失敗し小
粒としてキヤスチングドラムに付着する。キヤスチング
ドラムが回転するとこの粒子は更に被覆用物質を集め紙
表面に空所をのこす。この空所は粗い、多孔性の光沢な
い被覆紙を生ずる。ドラム付着は特に被覆用組成物中の
ラテック濃度が高いとおこる。ラテツクスはキヤスチン
グ法により生成された被覆紙に可撓性を与えるのに必要
であるからラテツクス成分は一般的な組成物において重
要である。しかし一般的な組成物はラテツクス成分が全
バインダーの約60％以上である様な被覆用組成物を使う
ことは実際にはない。この高ラテツクス濃度ではキヤス
チングドラムの高熱表面にラテツクスが接触しすぎる。
ラテツクスは熱可塑性であるからラテツクスがとけキヤ
スチングドラムに付着し上記のドラム付着となる。一般
的な被覆用組成物のこの特性、ドラム付着は被覆用組成
物に使用できるラテツクス量をきびしく制限し、ラテツ
クス添加によつて付与できる可撓性、滑らかさおよび光
沢を制限する。
付着において被膜が局部的に紙基材への付着に失敗し小
粒としてキヤスチングドラムに付着する。キヤスチング
ドラムが回転するとこの粒子は更に被覆用物質を集め紙
表面に空所をのこす。この空所は粗い、多孔性の光沢な
い被覆紙を生ずる。ドラム付着は特に被覆用組成物中の
ラテック濃度が高いとおこる。ラテツクスはキヤスチン
グ法により生成された被覆紙に可撓性を与えるのに必要
であるからラテツクス成分は一般的な組成物において重
要である。しかし一般的な組成物はラテツクス成分が全
バインダーの約60％以上である様な被覆用組成物を使う
ことは実際にはない。この高ラテツクス濃度ではキヤス
チングドラムの高熱表面にラテツクスが接触しすぎる。
ラテツクスは熱可塑性であるからラテツクスがとけキヤ
スチングドラムに付着し上記のドラム付着となる。一般
的な被覆用組成物のこの特性、ドラム付着は被覆用組成
物に使用できるラテツクス量をきびしく制限し、ラテツ
クス添加によつて付与できる可撓性、滑らかさおよび光
沢を制限する。
このような従来の知見に反し、大豆／合成コポリマー
を使用することにより、バインダー（即ち上記コポリマ
ー）中のラテックス成分（合成ポリマー部分）の量を上
記した約60％以上、例えば約80％程度にまで増加でき、
それを用いたはドラム付着に対し特別な耐性をもちまた
特に光沢、可撓性、滑らかさおよびピツク耐性に優れた
キャストコート紙即ちキャスト被覆紙が得られることを
見出した。
を使用することにより、バインダー（即ち上記コポリマ
ー）中のラテックス成分（合成ポリマー部分）の量を上
記した約60％以上、例えば約80％程度にまで増加でき、
それを用いたはドラム付着に対し特別な耐性をもちまた
特に光沢、可撓性、滑らかさおよびピツク耐性に優れた
キャストコート紙即ちキャスト被覆紙が得られることを
見出した。
ピツク耐性は被覆用組成物の被膜と乾燥工程中にその
中の接着バインダーその他成分の分離から生ずると思わ
れる。この影響を防ぐため被覆および紙生地乾燥中被覆
用成分の組成物中均一分散を保つ様種々の分散剤および
添加剤を被覆用組成物に添加できる。この方法は現在知
られている最良のカゼイン−ラテツクス混合接着バイン
ダーの製造に有効なのである。
中の接着バインダーその他成分の分離から生ずると思わ
れる。この影響を防ぐため被覆および紙生地乾燥中被覆
用成分の組成物中均一分散を保つ様種々の分散剤および
添加剤を被覆用組成物に添加できる。この方法は現在知
られている最良のカゼイン−ラテツクス混合接着バイン
ダーの製造に有効なのである。
本発明者は上記本発明の大豆コポリマーを特定顔料と
共に使用してカゼイン−ラテツクス主体の被覆用組成物
の制限を超える被覆用組成物が製造できることを知つた
のである。標準試験法によつて検べて高光沢、高可撓
性、良好色合い（白さ）、良好滑らかさをもちかつ実質
的に被覆ピツクのない被覆紙が製造できるのである。
共に使用してカゼイン−ラテツクス主体の被覆用組成物
の制限を超える被覆用組成物が製造できることを知つた
のである。標準試験法によつて検べて高光沢、高可撓
性、良好色合い（白さ）、良好滑らかさをもちかつ実質
的に被覆ピツクのない被覆紙が製造できるのである。
本発明者は蛋白質−合成コポリマーの使用はバインダ
ー（および被覆用組成物）中に混合できる合成（ラテツ
クス）成分量を以外にも増すことを発見した。このコポ
リマーバインダーにおいて合成部分又はラテツクス部分
は蛋白質シエルに取まかれ又は保護されている。結果と
して合成部分はキヤスチングドラムと接触させられず蛋
白質部分のみが実質的にドラムと接触する。したがつて
合成部分は過熱されず、とけず又はキヤスチングドラム
表面に付着しない。このコポリマーは80％程度合成部分
を含むもの（実施例では82％）が好ましく、この場合20
％の大豆部分はキヤスチングドラム表面から合成成分を
保護するに十分である。しかし80％の合成部分は80％フ
リーラテツクスと同等の可撓性、滑らかさ、光沢および
ピツク耐性を付与する。
ー（および被覆用組成物）中に混合できる合成（ラテツ
クス）成分量を以外にも増すことを発見した。このコポ
リマーバインダーにおいて合成部分又はラテツクス部分
は蛋白質シエルに取まかれ又は保護されている。結果と
して合成部分はキヤスチングドラムと接触させられず蛋
白質部分のみが実質的にドラムと接触する。したがつて
合成部分は過熱されず、とけず又はキヤスチングドラム
表面に付着しない。このコポリマーは80％程度合成部分
を含むもの（実施例では82％）が好ましく、この場合20
％の大豆部分はキヤスチングドラム表面から合成成分を
保護するに十分である。しかし80％の合成部分は80％フ
リーラテツクスと同等の可撓性、滑らかさ、光沢および
ピツク耐性を付与する。
本発明の被覆用組成物は大豆コポリマーバインダーと
共に粘土及び炭酸カルシウム顔料を使用すると良いが、
他の普通顔料も使用できる。本発明の被覆方法は上記し
た様な趣味（フアンシー）紙に要求されるすぐれた美的
光学的品質をもつ軟らかな光沢のよい滑らかな被覆紙を
製造する。特に本被覆用組成物は実質的にドラム付着お
よびピツクのない被覆紙を製造する。このコポリマー結
合剤と混合するに有効であることがわかつた粘土及び炭
酸カルシウムの量は本発明の被覆用組成物中に含まれて
いる全顔料重量のそれぞれ約10乃至90重量％でよい。コ
ポリマーバインダーは顔料の約10乃至25重量％含まれ
る。
共に粘土及び炭酸カルシウム顔料を使用すると良いが、
他の普通顔料も使用できる。本発明の被覆方法は上記し
た様な趣味（フアンシー）紙に要求されるすぐれた美的
光学的品質をもつ軟らかな光沢のよい滑らかな被覆紙を
製造する。特に本被覆用組成物は実質的にドラム付着お
よびピツクのない被覆紙を製造する。このコポリマー結
合剤と混合するに有効であることがわかつた粘土及び炭
酸カルシウムの量は本発明の被覆用組成物中に含まれて
いる全顔料重量のそれぞれ約10乃至90重量％でよい。コ
ポリマーバインダーは顔料の約10乃至25重量％含まれ
る。
本発明は下記実施例によつて更に諒解されるであろ
う。
う。
実施例 1. 下記組成物をもキャスト被覆用組成物を製造した： 粘 土 90 重量部 炭酸カルシウム 10 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 大豆合成インターポリマー 米国特許4,607,089号（RP 535） 〔82％ 合成部分〕 15 重量部 レリーズ剤 0.5 〃 上記被覆用組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液
pHを9.4に調節し水性組成物をキャスト被覆法により被
覆した。被膜重量は紙１連当り9.06kg（20ポンド）であ
つた。紙生地速度は毎分約76.25m（250フィート）であ
つた。被覆後生成紙の光沢、色、滑らかさ及びピツク耐
性を検べた。結果は表１のとおりである。被覆紙の可撓
性は非常によいとわかつた。
pHを9.4に調節し水性組成物をキャスト被覆法により被
覆した。被膜重量は紙１連当り9.06kg（20ポンド）であ
つた。紙生地速度は毎分約76.25m（250フィート）であ
つた。被覆後生成紙の光沢、色、滑らかさ及びピツク耐
性を検べた。結果は表１のとおりである。被覆紙の可撓
性は非常によいとわかつた。
実施例 2. 比較のためカゼイン−ラテツクスキャスト被覆用組成
物を下記配合により製造した： 粘土 90 重量部 炭酸カルシウム 10 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 カゼイン 10 〃 ラテツクス ６ 〃 レリーズ剤 0.5重量部 上記組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液pHを9.
4とした。水性組成物をキャスト被覆法により膜重量紙
１連当り9.06kgに被覆した。紙生地速度は毎分約76.25m
であつた。生成被覆紙の光沢、色、滑らかさ及びピツク
耐性を検べた。結果は表１に示すとおりで、被覆紙の可
撓性は優秀と判断された。
物を下記配合により製造した： 粘土 90 重量部 炭酸カルシウム 10 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 カゼイン 10 〃 ラテツクス ６ 〃 レリーズ剤 0.5重量部 上記組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液pHを9.
4とした。水性組成物をキャスト被覆法により膜重量紙
１連当り9.06kgに被覆した。紙生地速度は毎分約76.25m
であつた。生成被覆紙の光沢、色、滑らかさ及びピツク
耐性を検べた。結果は表１に示すとおりで、被覆紙の可
撓性は優秀と判断された。
実施例 3. 次の組成をもつキャスト被覆用組成物を製造した： 粘土 10 重量部 炭酸カルシウム 90 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 大豆合成インターポリマー 米国特許4,607,089号（RP 535） 〔合成部分 82％〕 15 重量部 レリーズ剤 0.5 重量部 上記被覆用組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液
pHを9.4とした。水性組成物をキャスト被覆法により紙
１連当り9.06kgの膜重量につけた。紙生地速度は毎分約
76.25mであつた。この方法で生成した被覆紙の光沢、
色、滑らかさ及びピツク耐性を検べその結果は表１に示
すとおりである。被覆紙の可撓性は良好と判定された。
pHを9.4とした。水性組成物をキャスト被覆法により紙
１連当り9.06kgの膜重量につけた。紙生地速度は毎分約
76.25mであつた。この方法で生成した被覆紙の光沢、
色、滑らかさ及びピツク耐性を検べその結果は表１に示
すとおりである。被覆紙の可撓性は良好と判定された。
実施例 4. 比較のため次の組成をもつカゼイン−ラテツクスキャ
スト被覆用組成物を製造した： 粘土 10 重量部 炭酸カルシウム 90 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 カゼイン 10 重量部 レリーズ剤 0.5 〃 上記被覆用組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液
pHを9.4とし、この水性組成物をキャスト被覆法を用い
て被覆した。生成被膜重量は紙１連当り9.06kgでありま
た紙生地速度は毎分約76.25mであつた。被覆の光沢、
色、滑らかさ及びピツク耐性を検べた結果を表１に示し
ている。被覆紙の可撓性は良好と判定された。
スト被覆用組成物を製造した： 粘土 10 重量部 炭酸カルシウム 90 〃 分散剤 0.2 〃 泡防止剤 0.1 〃 カゼイン 10 重量部 レリーズ剤 0.5 〃 上記被覆用組成物を室温水に懸濁させ（固体58％）液
pHを9.4とし、この水性組成物をキャスト被覆法を用い
て被覆した。生成被膜重量は紙１連当り9.06kgでありま
た紙生地速度は毎分約76.25mであつた。被覆の光沢、
色、滑らかさ及びピツク耐性を検べた結果を表１に示し
ている。被覆紙の可撓性は良好と判定された。
本発明の発明思想を逸脱しなければ本発明を種々変更
できることは当業者は認める処であろう。記述したいく
つかの態様は本発明の例証のためのもので、発明の範囲
を制限するものではない。
できることは当業者は認める処であろう。記述したいく
つかの態様は本発明の例証のためのもので、発明の範囲
を制限するものではない。
Claims (6)
- 【請求項１】紙被覆用顔料及び大豆蛋白質合成グラフト
コポリマーよりなる接着バインダーよりなる紙被覆用水
性組成物を製造し、紙ウエブ基材上に上記紙被覆用水性
組成物をキャスチングドラムを用いてキャスト被覆し、
被覆された紙ウエブ基材を硬化して仕上がり被覆紙とす
ることを特徴とする高光沢、可撓性、滑らかさ、明る
さ、ドラム付着耐性及びピック耐性をもつキャスト被覆
紙の製造法。 - 【請求項２】コポリマーの合成部分がコポリマーの約60
重量％以上である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】コポリマーが大豆蛋白質シエル上に重合さ
せた共役ジエンおよびビニルアリールモノマーのグラフ
トコポリマーである請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】コポリマーがブタジエン−スチレンコポリ
マーである請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】コポリマーの合成部分がコポリマーの約82
重量％以下である請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】被覆紙がファンシー紙である請求項１〜５
のいずれか１項に記載の方法。
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