JPH0247388A - キャスト塗被紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、キャスト塗被紙の製造方法に関し、特に高品
質のキャスト塗被紙を高速度で製造し得る方法に関する
。

「従来の技術」 キャスト塗被紙と呼ばれる印刷用強光沢塗被紙の製造方
法としては、鏡面を有する加熱仕上げ面に湿潤塗被層を
圧接して光沢仕上げするウェットキャスト法（例えば、
特公昭２Ｂ　−３４０７号、特公昭３８−２５１６０号
）、湿潤塗被層を一旦乾燥した後、再湿潤により可塑化
して鏡面を有する加熱仕上げ面に圧接するリウェツトキ
ャスト法（例えば、Ｕ。

Ｓ、Ｐ　２７５９８４７号、特公昭４Ｂ　−３８００５
号、特開昭５１−１０２１１１号）、湿潤塗被層をゲル
状態にして鏡面を有する加熱仕上げ面に圧接するゲル化
キャスト法（例えば、特公昭３８−１５７５１号、特公
昭４０−７２０７号、Ｕ、Ｓ、Ｐ　３３７７１９２号、
特開昭５１−４０４１０号）等の方法が知られている。

かかるキャスト塗被紙の製造方法は、いずれも顔料及び
接着剤を主成分とする塗被層を湿潤状態で鏡面を有する
加熱仕上げ面に圧接し、可塑状態にある塗被層に鏡面を
写し取ることによって平滑で強光沢を有する塗被紙とし
て仕上げる方法では共通するものであるが、優れた平滑
性と強光沢を得るためには一般に１５〜４０ｇ／ｍとい
った多量の湿潤塗被層を必要とする。従って、かかるキ
ャスト塗被紙の製造方法においては湿潤塗被層中の水分
は塗被層が加熱仕上げ面に密着されている為仕上げ面側
には蒸発出来ず、通常の塗被紙製造における乾燥方式と
は異なり原紙層を通して全て裏面方向に蒸発乾燥されな
くてはならない。この為従来からキャスト塗被紙の生産
速度は著しく制限され、高速でのキャスト塗被紙の生産
は不可能であった。

良好な平滑性と強光沢を維持し、しかも湿潤塗被層の塗
被量を減らす為にキャスト塗被紙の製造においては、顔
料と接着剤を主成分とする下塗り塗液を先ず原紙に塗被
し、乾燥ないしは半乾燥した上に湿潤塗被層を上塗り塗
被層として設ける方法が行われている。かかる方法によ
れば湿潤塗被層の塗被量を減らしてもキャスト塗被紙と
しての十分な平滑性と強光沢を得ることが可能である。

特に、下塗り塗被層の顔料としてカオリンを多量に用い
た場合、カオリンが六角板状の粒子形態をしていること
から、極めて平滑な下塗り塗被層を得ることができ、そ
の結果湿潤塗被層の塗被量を大幅に減らすことが出来る
為、蒸発水分量についても大幅に減らすことが出来る。

しかしながら、下塗り塗被層を有するキャスト原紙の蒸
気透過性は下塗り塗被層の形成によって大きく低下する
。とりわけ、下塗り塗被層用顔料として、カオリンを多
量に用いた原紙では、その粒子形態から予期されるよう
に塗被層の構造が非常に緻密となるため、蒸気透過性が
他の顔料、例えば炭酸カルシウムや水酸化アルミニウム
等を用いた場合に比較し、著しく低下する。結果として
湿潤塗被層の塗被量を減らした割りにはキャスト塗被紙
の生産速度が改善されていないのが現状である。

かかる現状に鑑み、本発明者等はキャスト塗被紙の生産
速度の向上、特にカオリンを多量に用いた下塗り塗被層
を有するキャスト原紙の蒸気透過性の改善について鋭意
検討を重ねた。その結果、下塗り塗被層の接着剤として
通気性の良い酢酸ビニル系のラテックスを用いると、蒸
気透過性が改善されキャスト塗被紙の生産速度が上昇す
ることが確認された。しかしながら、かかる下塗り塗被
層を有するキャスト塗被紙は表面の印刷強度の低下が著
しく、これを補強するために下塗り塗被層中の接着剤配
合比率を高めなくてはならず、結局キャスト塗被紙の生
産速度は期待する程には上がらなかった。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は、顔料としてカオリンを多量に用いた下塗り塗
被層を有するキャスト原紙の蒸気透過性を改善し、高品
質のキャスト塗被紙を高速度で製造する方法を提供する
ものである。

「課題を解決するための手段」 本発明は、原紙上に顔料及び接着剤を主成分とする下塗
り塗被層を設けた後、さらに顔料及び接着剤を主成分と
する上塗り塗被組成物を塗被し、該塗被組成物が湿潤状
態にある間に鏡面を有する加熱仕上げ面に圧接して強光
沢仕上げするキャスト塗被紙の製造方法において、該下
塗り塗被層中に顔料としてカオリンが全顔料の２０重量
％以上、且つジルコニウム化合物（ＺｒＯ□として）が
顔料に対し０．０５〜３．ＯＭ量％含有せしめられてい
ることを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法である。

「作用」 塗被紙の製造方法において、ジルコニウム化合物は塗被
層の耐水化付与剤として広く知られているが、本発明者
等はジルコニウム化合物の効果についてさらに研究を進
めた結果、ジルコニウム化合物を含有せしめた塗被層を
有する塗被紙は蒸気透過性が非常に優れており、特にカ
オリンを多量に配合した塗被紙ではその改善効果が著し
いことを見出し遂に本発明を完成するに至った。

即ち、キャスト塗被紙の下塗り塗被層にカオリンを全顔
料に対し２０重量％以上、且つジルコニウム化合物を顔
料に対しＺｒＯ，とじて０．０５〜３．０重量％を含有
せしめることにより、下塗り後の蒸気透過性が著しく改
善されると共に極めて平滑な下塗り塗被層が得られる結
果、上塗り塗被層の塗被量を大幅に減らすことが出来る
ことから、キャスト塗被紙を高品質且つ高速度で製造で
きるのである。

ジルコニウム化合物を含有せしめた塗被紙の蒸気透過性
が改善される理由については必ずしも明らかではないが
、以下のように推察される。

即ち、ジルコニウム化合物が塗液中で接着剤として存在
する有機高分子物の官能基、例えばカルボキシル基、水
酸基等と反応し、接着剤同志がジルコニウム化合物を介
して強く反応した結果、塗液が原紙に塗被された際に接
着剤の原紙層中への浸透が抑制されると共に、塗被液の
固化（不動化）が促進され、原紙の空隙を過度に埋める
ことなく、且つ微細孔の多い塗被層として仕上げられる
ためと思われる。特に、カオリンを多用した塗被紙では
、本来緻密な層となり、蒸気透過性の悪い塗被層として
仕上るものであるが、ジルコニウム化合物を含有するこ
とによりポーラスな塗被層として仕上るために蒸気透過
性が著しく改善されるものと思われる。

本発明でいうカオリンは、カオリン鉱物（カオリナイト
、ハロイサイト、メタハロイサイト、デイツカイト）を
主成分とするもので、−Ｓの塗被紙用顔料として用いら
れているものであり、下塗り塗被層を形成する顔料に対
し２０重量％以上含有されることが必要である。２０重
量％未満では所望の高品質を得ることができない。

また、カオリンと併用される他の顔料としては例えば、
水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫
酸バリウム、酸化亜鉛、サテンホワイト、プラスチック
ピグメント等の一般の塗被紙用顔料が挙げられる。更に
下塗り塗被層を顔料と共に構成する接着剤としては、カ
ゼイン、大豆蛋白、メタノール、酢酸等の単細胞資化性
菌体からの抽出蛋白等の蛋白質類、スチレン−ブタジェ
ン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリ
ル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルの重合体
又は共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス
、或いはこれらの各種重合体のカルボキシル基等の官能
基含有単量体による官能基変性重合体ラテックス、ポリ
ビニルアルコール、オレフィン−無水マレイン１ＨｔＪ
ＩＩ、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤、陽性化澱粉
、酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉類、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等
のセルロース誘導体環一般の塗被紙用接着剤が単独或い
は併用し。て用いられる。上記の如き接着剤の中でも、
酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉、陽性化澱粉等の澱粉
類は接着力並びにジルコニウム化合物との併用で蒸気透
過性の改善効果が優れるため、これら澱粉類単独又は該
澱粉類と上記の他の接着剤との組み合わせで用いるのが
良い。

なお、接着剤は顔料に対し５〜５０重量％、より好まし
くは１０〜３０重量％程度の範囲で添加される。

また、本発明の下塗り塗被層に含有せしめられるジルコ
ニウム化合物としては、通常水性の塗被液中に添加され
るので水溶性のジルコニウム化合物が好ましく用いられ
、例えば酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニ
ウム、硫酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジル
コニウム、ヨウ化ジルコニウム、フン化ジルコニウム、
オキシ硫酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、オ
キシ硝酸ジルコニウム、オキシヨウ化ジルコニウム等が
あり、塗被紙の製造において広く用いられている炭酸ジ
ルコニウムアンモニウムが特に好ましく用いられる。該
ジルコニウム化合物は顔料に対しＺｒＯ□として０．０
５〜３．０重量％の範囲で使用される。因みに、０．０
５重量％未満では所望の効果が得難＜、３．０重量％を
越えると塗液の粘度上昇が著しく好ましくない。

この他、必要に応じて、消泡剤、着色剤、離型剤、流動
変性剤等の各種助剤が適宜使用される。

かくして、調製された下塗り塗被液は、一般公知の塗被
紙製造に用いられる、例えばブレードコーター、エヤー
ナイフコーター、ロールコータ−リバースロールコータ
−、バーコーター、カーテンコーター、グイスロットコ
ーター、グラビヤコーター、チャンプレックスコーター
、サイズプレスコーター等の塗被装置を設けたオンマシ
ン或いはオフマシンコーターによって原紙上に−ｉｔい
は二層以上に分けて塗被されるが、蒸気透過性の点から
一層で塗被することが望ましい。

その際の塗被液の固形分濃度は一般に４０〜７５重量％
程度であるが、操業性を考慮すると４５〜７０重量％の
範囲が好ましい。

なお、原紙としては、一般の印刷用塗被紙に用いられる
原紙、例えば通常の長網抄紙機で抄造される原紙が使用
でき、原紙の抄紙方法については特に限定されず、酸性
抄紙、アルカリ性抄紙いずれであっても良く、勿論、高
歩留パルプを含む中質原紙も使用できる。

しかしながら、本発明のキャスト塗被紙川原紙としては
、とりわけ、両面脱水機構を装備した抄紙機で製造され
た原紙を用いた場合に極めて優れた結果が得られるもの
である。

即ち、原紙の蒸気透過性は原紙中の微細繊維、鉱物性顔
料（填料と称される）の量に比例して減少するのみなら
ず、両成分の原紙中の厚み方向の分布に大きく影響され
るものである。原紙が一般にフォードリニヤ式抄紙機と
称される片面脱水方式の長編抄紙機で製造された原紙は
、パルプ中の微細繊維及び填料の一部はワイヤー（長網
）上において網面に接した側より吸引脱水作用により網
目から抜けて離脱していく。他方、ワイヤーに接してい
ない上部面（フェルト面）は脱水作用が無いため、微細
繊維や填料の離脱が起こらず該部位は緻密な層構成とな
っており、結果的に蒸気透過性が劣るものである。

依って、両面脱水機構を有する抄紙機で製造された原紙
は、パルプスラリーの両側から吸引脱水されるために、
脱水時に微細繊維や填料の一部も同時に離脱する。従っ
て、このようにして得られた祇シートはその両面におい
て中央からそれぞれの表面に向かう程微細繊維や填料の
分布が希薄となり且つ紙質密度も小さくなり、結果とし
て蒸気透過性の優れた原紙が得られる。かかる理由から
、本発明の場合に両面脱水された原紙を用いることは極
めて好ましい結果が得られるのである。

さらに、原紙用のパルプとしては、例えば化学パルプ（
ＫＰ、ＳＰ、ＡＰ等）、機械パルプ（ＳＧＰ、　ＳＣＰ
、　ＲＧＰ、　ＣＧＰ、　ＴＭＰ、　ＣＴＭＰ等）、故
紙パルプ（ＤＩＰ等）等が最終製品の仕様の応じて適宜
組合されて用いられる。また、本発明のキャスト塗被紙
川原紙として抄紙される原紙米坪は３０〜４００　ｇ　
／　ｒｄ程度の範囲で１周節される。

次に、下塗り塗被層の塗被量は一般に乾燥重量で３〜３
０ｇ／ｍ程度塗被されるが、得られるキャスト塗被紙の
白紙品質、キャスト塗被紙の生産速度の改善効果の点で
５〜２０　ｇ　／　ｒｄの範囲で調節されるのが最も好
ましい。下塗り塗被液を原紙に塗被後、一般には乾燥乃
至半乾燥されるが、本発明の効果をより確実にする上で
、塗被後−旦水分が５％以下、より好ましくは３％以下
になるまで乾燥するのが望ましい。さらに必要があれば
、キャレンダー、スーパーキャレンダー等による平滑化
処理をした後に上塗り塗被液が塗被される。

本発明においては、上記の如き特定の下塗り塗被層を設
ける限り、かかる下塗り塗被層の上に形成される湿潤状
態にある上塗り塗被層の形成方法、さらには鏡面を有す
る加熱仕上げ面に、かかる上塗り塗被層を圧接して光沢
仕上げする方法などについては特に限定されるものでは
なく、上記の如きウェットキャスト法、リウェツトキャ
スト法、ゲル化キャスト法等各種のキャスト塗被紙製造
法が適宜使用される。

「実施例」 以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが
、勿論これらに限定されるものではない。

なお、特に断わらない限り例中の部及び％はそれぞれ重
量部及び重量％を示す。

実施例１ 顔料としてカオリン８０部と平均粒子径０．７μｍの重
質炭酸カルシウム２０部、接着剤として顔料ｌ。

０部に対して酸化澱粉４部（固形分）とスチレン・ブタ
ジェンラテックス１４部（固形分）、及びジルコニウム
化合物として炭酸ジルコニウムアンモニウム０．４部（
Ｚｒ０２として）からなる濃度５５％の下塗り塗被液を
調製した。

次いで、上記の塗被液をＮＢＫＰＩＯ部、ＬＢＫＰ９０
部、ロジンサイズ０．１５部、硫酸バンド２．０部、填
料として抄紙用タルク７部及び内添紙力増強剤としてア
ニオン性基を１０モル％有するアクリルアミド系重合体
及びカチオン性基を１５モル％有するアクリルアミド系
重合体をそれぞれ０．６部、及び０．２部からなる紙料
を調成し、プラスチック製の二重織りワイヤーを装備し
た通常の長編抄紙機（片面脱水方式／ベロイト社製）で
抄紙した米坪６４ｇ／Ｍの原紙の片面にブレードコータ
ーで乾燥重量が１０　ｇ　／　ｍになるように塗布、乾
燥を行い下塗り塗被層を有するキャスト塗被紙用原紙を
得た。

一方、顔料としてカオリン９０部と軽質炭酸カルシウム
１０部、接着剤として顔料１００部に対してカゼイン１
２部（固形分）とアクリル酸／ブタジェン／メチルメタ
クリレート（比率；　２／３３／６５）共重合体ラテッ
クス１２部（固形分）からなる濃度５３％のキャスト塗
被液を調製した。

このようにして得た塗被液を上記の下塗りしたキャスト
塗被紙用原紙に第１図で示す装置を用いてウェットキャ
スト方式によるキャスト仕上げを行った。即ち、キャス
ト塗被紙用原紙（１）の下塗り層の上に第１塗被装置（
２）においてキャスト塗被液を乾燥重量が６ｇ／ｃｄに
なるように塗被し、続けてこの塗被層が湿潤状態にある
間に直ちに第２塗被装置（３）において同じキャスト塗
被液を乾燥重量が１０　ｇ　／　ｒｄになるように塗被
し、直径３００　ｍｍのプレスロール（４）を通過せし
め、クロム鍍金した鏡面を有する直径３０００　ｍｍの
キャストドラム（表面温度９０℃）（５）に圧接し、乾
燥後剥離してキャスト塗被紙（６）を得た。この時、キ
ャスト生産速度５８ｍ／分まで全く問題無く操業するこ
とが可能であった。

さらに、このキャスト塗被紙をスーパーキャレンダー掛
けして仕上げた。得られたキャスト塗被紙の品質結果を
表−１に示す。

実施例２ 実施例１において、原紙がプラスチック製の二重織りワ
イヤーを２組（上部及び下部ワイヤー）装備した両面脱
水機構を有する抄紙機（ツインワイヤーマシン／バルメ
ット社製）で抄紙されたことの他は、全て同様にしてキ
ャスト塗被紙を得た。

この時、キャスト生産速度は６５ｍ／分までは全く問題
無く操業することができた。得られたキャスト塗被紙の
品質結果を表−１に示す。

実施例３ 実施例１において、下塗り塗被液の顔料としてカオリン
５０部と軽質炭酸カルシウム５０部を用いたことの他は
全て同様にしてキャスト塗被紙を得た。

この時、キャスト生産速度が６０ｍ／分までは全く問題
無く操業することができた。得られたキャスト塗被紙の
品質結果を表−１に示す。

比較例１ 実施例１において、下塗り塗被液にジルコニウム化合物
を使用しなかった以外は全て同様にしてキャスト塗被紙
を得た。この時のキャスト生産速度は４６ｍ１分まで問
題無く操業出来たが、さらに増速すると乾燥が不十分と
なり、キャスト塗料の一部が鏡面ドラムに付着し満足な
操業ができなかった。得られたキャスト塗被紙の品質結
果を表−１に示す。

比較例２ 実施例３において、下塗り塗被液にジルコニウム化合物
を使用しなかった以外は全て同様にしてキャスト塗被紙
を得た。

この時のキャスト生産速度は４８ｍ／分まで問題無く操
業できたが、これ以上速度を上げると乾燥不十分となり
、キャスト塗液の一部が鏡面ドラムに付着し満足な操業
ができなかった。得られたキャスト塗被紙の品質結果を
表−１に示す。

比較例３ 実施例１において、下塗り塗被液の顔料としてカオリン
１０部と平均粒子径０．７μｍの重質炭酸カルシウム９
０部を用いたことの他は全て同様にしてキャスト塗被紙
を得た。

この時のキャスト生産速度は６７ｍ／分まで問題無く操
業できたが、キャスト塗被面の光沢が極端に低かった。

得られたキャスト塗被紙の品質結果を表−１に示す。

実施例４〜６、比較例４〜５ 顔料としてカオリン６０部と軽質炭酸カルシウム４０部
、接着剤として顔料１００部に対しカゼイン１０部（固
形分）とアクリル酸／ブタジェン／メチルメタクリレー
ト（比率；　２／３３／６５）共重合体ラテックス１６
部（固形分）、離型剤としてステアリン酸アンモニウム
１．０部、及びＺｎ５Ｏａ　３部からなる濃度４５％の
キャスト塗被液を調製した。

この塗被液を実施例１．２．３及び比較例１．２におけ
るキャスト塗被紙用原紙に第２図に示す装置を用いてリ
ウェツトキャスト方式によるキャスト仕上げを行った（
各々、実施例４．５．６及び比較例４．５）。

即ち、キャスト塗被紙用原紙（７）の下塗り塗被層の上
に乾燥重量が１８ｇ／ｉとなるように上記塗被液をエヤ
ーナイフコーター（８）で塗被し、エアーフローティン
グドライヤー（９）で乾燥した。次に直径７５０　ｍｍ
のプレスロールＱＯ）と直径１５００　ｍｍのクロム鍍
金したキャストドラムＯＤで形成されるプレスニップ（
２）に通紙し、ここでノズルα勤）ら供給されたポリエ
チレンエマルジョンからなる再湿潤液（濃度０．５％）
によって塗被層表面を再湿潤した後、表面温度１０５°
ＣのキャストドラムαＢにプレスニップ圧２００　Ｋｇ
／ｃｍで圧接、乾燥後剥離してキャスト塗被紙α０を得
た。さらに実施例１と同様の条件でスーパーキャレンダ
ー掛けして仕上げた。

この時の生産速度と品質結果を表−１に示す。

実施例７、比較例６ 顔料としてカオリン７０部、軽質炭酸カルシウム２０部
及び水酸化アルミニウム１０部、接着剤として顔料１０
０部に対してカゼイン１３部（固形分）とスチレン・ブ
タジェンラテックス１１部（固形分）及び離型剤として
レシチン１．０部からなる濃度５５％のキャスト用塗被
液を調製した。

この塗被液を実施例１及び比較例１におけるキャスト塗
被紙用原紙に第３図に示す装置を用いてゲル化キャスト
方式によるキャスト仕上げを行った。

即ち、キャスト塗被紙用原紙α９の下塗り塗被層の上に
乾燥重量が１８ｇ／ｒｒｆとなるように上記塗被液をロ
ールコータ−Ｏｅで塗被し、次いで濃度０．５％の蟻酸
カルシウム水溶液αηに接触させて塗被層をゲル化した
。続けて直径８００　ｍ＋ｍのプレスロールＱ８１と表
面温度９８℃の直径３０００ｍｍのキャストドラム０聯
にプレス圧１８０　Ｋｇ／ｃｍで圧接、乾燥後剥離して
キャスト塗被紙（２１１１を得た。さらに実施例１と同
様の条件でスーパーキャレンダー掛けして仕上げた。　
この時の生産速度と品質結果を表−１に示す。

「効果」 表−１の結果から明らかなように、本発明の方法によれ
ば高品質のキャスト塗被紙を高速度で製造することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例及び比較例で使用した
キャスト塗被装置の概略線図である。 （１）、　（７）、　Ｑり：原紙 （２）：第１塗被装置 （３）：第２塗被装置 （４）、αの、α呻ニブレスロール （５）、αυ、０燵：キャストドラム （６１，Ｑ４）、　（２１：キャスト塗被紙：エヤーナ
イフコーター ：ドライヤー ：プレスニップ 二ロールコーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原紙上に顔料及び接着剤を主成分とする下塗り塗
   被層を設けた後、さらに顔料及び接着剤を主成分とする
   上塗り塗被組成物を塗被し、該塗被組成物が湿潤状態に
   ある間に鏡面を有する加熱仕上げ面に圧接して強光沢仕
   上げするキャスト塗被紙の製造方法において、該下塗り
   塗被層中に顔料としてカオリンが全顔料の２０重量％以
   上、且つジルコニウム化合物（ＺｒＯ＿２として）が顔
   料に対し０．０５〜３．０重量％含有せしめられている
   ことを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法。
2. （２）原紙が両面脱水機構を装備した抄紙機で製造され
   ていることを特徴とする請求項（１）記載のキャスト塗
   被紙の製造方法。