JP6858679B2 - キャストコート紙の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態において用いる支持体はパルプを主成分とする。ここで、パルプを主成分とは、支持体の繊維のうちパルプが50質量%以上であることをいう。好ましくは、70質量%以上である。ここで使用するパルプとしては、例えば、LBKP(広葉樹さらしクラフトパルプ)、NBKP(針葉樹さらしクラフトパルプ)などの化学パルプ、TMP(サーモメカニカルパルプ)、GP(砕木パルプ)、CTMP(ケミサーモメカニカルパルプ)、RMP(リファイナーメカニカルパルプ)、などの機械パルプ、DIP(脱インキパルプ)などの木材パルプ及びコットン、ケナフ、竹、バガスなどの非木材パルプである。これらは、単独で使用するか、又は任意の割合で混合して使用することができる。また、本発明の目的とする効果を損なわない範囲において、合成繊維を更に配合することができる。環境保全の観点から、ECF(Elemental Chlorine Free)パルプ、TCF(Total Chlorine Free)パルプを含有することが好ましい。
本実施形態においては、支持体の少なくとも一方の面に顔料と接着剤とを含有する顔料塗工層用塗工液を塗工する。顔料塗工層用塗工液を塗工した後、乾燥し、顔料塗工層を設ける。ここで用いる顔料としては、特に限定するものではなく、公知の顔料を1種以上混合することが可能である。例えば、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の無機顔料である。また、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料を必要に応じて併用することも可能である。本実施形態においては、顔料塗工層を高平滑とできるほうが有利であるため、これらの顔料の中でもタルクやカオリンのような平板顔料を好適に使用することができる。カオリンの中でもデラミネーテッドカオリン(デラミクレー)が特に好ましい。
本実施形態においては、前記顔料塗工層の表面に数平均繊維径が1〜50nmであるセルロースナノファイバーを含有するセルロースナノファイバー塗工層用塗工液を塗工し、乾燥してセルロースナノファイバー塗工層を設ける。セルロースナノファイバー塗工層用塗工液は、水にセルロースナノファイバーを分散させたものである。セルロースナノファイバー塗工層用塗工液中のセルロースナノファイバーの固形分濃度は好ましくは98質量%以上、より好ましくは99質量%以上、更に好ましくは100質量%である。セルロースナノファイバー塗工層用塗工液中には、本発明の目的とする効果を損ねない範囲で、サイズ剤、撥水剤、界面活性剤、架橋剤などの各種助剤を使用することができるが、顔料塗工層用塗工液のように、顔料と接着剤は含有させない。
本実施形態では、支持体に塗工層を設け、次いでセルロースナノファイバー塗工層を設けた後、リウェット法によるキャスト処理を行う。まず、乾燥後のセルロースナノファイバー塗工層の表面に再湿潤液(リウェット液)を塗布し、セルロースナノファイバー塗工層を膨潤させる。次いで、セルロースナノファイバー塗工層が湿潤状態にあるうちに、加熱された鏡面ドラム(キャストドラム)に圧接する。こうして得られたキャストコート紙のキャスト処理面は、高い光沢度と平滑度とを有する。
各実施例及び比較例で用いるCNFは下記の通りである。尚、各CNFは市販品であり、全て水中に分散された状態のものである。
CNF(A):TEMPO酸化法セルロースナノファイバー
(製品名 レオクリスタI-2SP、数平均繊維径4nm、濃度2.0質量%、B型粘度(60rpm、20℃)15000mPa・s、第一工業製薬社製)
CNF(B):水中衝突解繊法セルロースナノファイバー
(製品名 BiNFi-s IMa−10002、数平均繊維径35nm、濃度2.0質量%、B型粘度(60rpm、20℃)6800mPa・s、スギノマシン社製)
CNF(C):機械的解繊法セルロースナノファイバー
(製品名 CNF250、数平均繊維径70nm、濃度2.0質量%、B型粘度(60rpm、20℃) 2050mPa・s、モリマシナリー社製)
蟻酸0.5%と、離型剤(R−053D、脂肪酸誘導体、日新化学研究所社製)0.05%とを水中に分散および溶解させ、pHが2.4のリウェット液を得た。
<支持体の作製>
カナディアンスタンダードフリーネス(CSF)530mlに叩解したL−BKP(広葉樹さらしクラフトパルプ)100質量部を水中に分散したパルプスラリーに対して、填料としてタルク(Tライト83:太平タルク社製)5質量部、硫酸バンド1.0質量部、酸性ロジンサイズ剤(AL−1200:星光PMC社製)0.25質量部、カチオン化澱粉(ネオタック40T:日本食品加工社製)1.0質量部を添加して分散し、原料スラリーを得た。得られた原料スラリーを用いて長網式抄紙機を用いて抄造し、紙匹を得た。その後、酸化澱粉(MS#3800:日本食品加工社製)を前記紙匹の両面に固形分換算で塗布量が片面あたり1.0g/m2となるようにサイズプレスで塗布し、乾燥させて、坪量170g/m2の上質紙を得た。
<顔料塗工層の塗工工程>
顔料としてデラミクレー(CAPIM−NP:イメリスミネラルズ・ジャパン社製)100部にスチレンブタジエン系ラテックス(L−1537:旭化成ケミカルズ社製)15部と水を混合し、固形分濃度が70%の顔料塗工層用塗工液を得た。続いて、顔料塗工層用塗工液をエアナイフコーターで、上質紙の一方の面に、固形換算での塗工量が10g/m2となるように塗工し、乾燥して顔料塗工層を形成した。続いて、ソフトカレンダー処理を行い、顔料塗工層表面の王研式平滑度を600秒とした。
<セルロースナノファイバー塗工層の塗工工程>
CNF(A)に加水し、超音波ホモジナイザーにより分散して固形分濃度0.5%のセルロースナノファイバー塗工層用塗工液を得た。続いて、該塗工液をエアナイフコーターで、固形換算での塗工量が0.69g/m2となるように、顔料塗工層上に塗工し、乾燥してセルロースナノファイバー塗工層(CNF塗工層ともいう。)を形成した。
<キャスト処理工程>
次いで、セルロースナノファイバー塗工層に、前記リウェット液の湿潤塗工量が20g/m2となるようにディップコーターで塗工し、この面を直ちに105℃の表面温度を有するキャストドラムにプレスロールで圧接して乾燥した後、テークオフロールでキャストドラムから剥離し、キャストコート紙を得た。
実施例1において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を1.26g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を0.29g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、CNF(A)をCNF(B)へ変更し、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を0.89g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。但し、CNF(B)の加水後の分散はスリーワンモーターにより行い、固形分濃度0.5%に調製した。
実施例4において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を2.03g/m2に変更した以外は、実施例4と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例4において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を4.80g/m2に変更した以外は、実施例4と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、顔料塗工層の塗工量を6g/m2とした以外は実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例4において、顔料塗工層の塗工量を6g/m2とした以外は実施例4と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、顔料塗工層の塗工量を8g/m2とした以外は実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を7.00g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例1において、CNF(A)をCNF(C)へ変更し、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を1.60g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。但し、CNF(C)の加水後の分散はスリーワンモーターにより行い、固形分濃度0.5%に調製した。
実施例1において、CNF(A)をカルボキシルメチルセルロース(商品名 SGセロゲンPR、第一工業製薬社製)へ変更し、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液の塗工量を2.30g/m2に変更した以外は、実施例1と同様にしてキャストコート紙を得た。但し、カルボキシルメチルセルロースは水希釈しスリーワンモーターにより分散して固形分濃度0.5%に調整して塗工液とした。
実施例2において、リウェット液を純水に変更した以外は、実施例2と同様にしてキャストコート紙を得た。
実施例2において、セルロースナノファイバー塗工層用塗工液を塗工した後、乾燥せずにリウェット液を塗工した以外は実施例2と同様にしてキャストコート紙を得た。
JIS Z 8741:1997で規定する鏡面光沢度測定方法に準拠し、キャスト処理面の入射角が20°及び60°の鏡面光沢度を測定した。
JIS P 8155:2010で規定する王研式平滑度測定方法に準拠し、キャスト処理面の平滑度を測定した。
キャスト処理面を目視にて観察し、下記の基準で官能評価をした。
◎:紙に欠点及び光沢ムラなし。合格。
○:紙に欠点が僅かにあり。光沢ムラなし。合格。
△:紙に欠点及び光沢ムラあり。不合格。
×:紙に多量に欠点があり。光沢ムラも激しい。不合格。
Claims (8)
- パルプを主成分とする支持体の少なくとも一方の面に、顔料と接着剤とを含有する顔料塗工層用塗工液を塗工し、続いて乾燥して顔料塗工層を設ける工程と、
前記顔料塗工層の表面に数平均繊維径が1〜50nmであるセルロースナノファイバーを含有するセルロースナノファイバー塗工層用塗工液を塗工し、続いて乾燥してセルロースナノファイバー塗工層を設ける工程と、
前記セルロースナノファイバー塗工層の表面に、pH3.0以下の再湿潤液を塗布した後、前記セルロースナノファイバー塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接してキャスト処理を行う工程と、を有し、
前記キャスト処理を行った面のJISP−8155:2010「紙及び板紙−平滑度試験方法−王研法に規定される王研式平滑度」に規定される王研式平滑度を10000秒以上とすることを特徴とするキャストコート紙の製造方法。 - 前記顔料塗工層の塗工量が、支持体の片面当たり固形分換算で5〜20g/m2であることを特徴とする請求項1に記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記セルロースナノファイバー塗工層の塗工量が、支持体の片面当たり固形分換算で0.29〜7.0g/m2であることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記セルロースナノファイバーは、濃度2.0質量%のB型粘度(60rpm、20℃)での粘度が5000mPa・s以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記キャスト処理を行った面の20度鏡面光沢度を40%以上とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記セルロースナノファイバー塗工層は、顔料及び接着剤を含有していないことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記セルロースナノファイバーは、TEMPO酸化法セルロースナノファイバー及び/又は水中衝突解繊法セルロースナノファイバーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のキャストコート紙の製造方法。
- 前記再湿潤液は、蟻酸、塩酸、リン酸塩、ヒドロキシ酸塩、硫酸塩、ジシアンジアミド及び尿素から選ばれる1種以上を含有する水溶液であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のキャストコート紙の製造方法。
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