JPH0280694A - 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
質を有するキャスト塗被紙を極めて効率良く製造し得る
方法に関する。

「従来の技術」 キャスト塗被紙の製造方法としては、湿潤状態の塗被層
を鏡面を有する加熱ドラム面に圧接して光沢仕上げする
ウェットキャスト法、湿潤状態の塗被層をゲル状態にし
て該加熱ドラム面に圧接して光沢仕上げするゲル化キャ
スト法、湿潤状態の塗被層を一旦乾燥した後、再湿潤液
により可塑化させた後加熱ドラム面に圧接して光沢仕上
げするりウェットキャスト法等が一般に知られている。

これらのキャスト仕上げ方法は、いずれも可塑状態にあ
る塗被層表面を加熱ドラム面に圧接（密着）乾燥し、離
型させて鏡面を写しとる点で共通している。このような
キャスト塗被紙の製造方法においては、塗被層が加熱ド
ラム面に接して乾燥されるため、塗被層中の水分又は再
湿潤液の水分は、全て紙層中を通過して反対側へ抜けて
蒸発乾燥することになる。このようにキャスト塗被紙は
両面さらにはコート層面から乾燥される一般のアート紙
、コート紙等の場合に比較して極めて低速度での操業を
余儀無くされているのが現状である。

しかも、従来のキャスト塗被紙は優れた平滑性と強光沢
のものを得るのに主眼が置かれ、塗料を構成する顔料に
は光沢の出易い板状結晶のカオリンが主体に使用されて
いる。因みにカオリンは塗被層表面で横並びに配向する
丈でなく、層中でも同じように配向する傾向がある。こ
のために光沢は出易いが、反面、水分の透過性が悪化す
る。

また、キャスト塗被紙の塗被量は通常１５〜４０ｇ／ｄ
といった多量の塗被層を必要とし、このことも生産速度
を低下させている一因であり、この湿潤塗被層の塗被層
を減らす工夫もなされている。

例えば、先ず顔料と接着剤を主成分とする下塗り塗被液
を原紙に塗被し、乾燥乃至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。この
方法によると下塗り塗被層によりキャスト原紙が平滑化
でき、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出来る。特
に下塗り塗被層の塗被量を多くしたり、二層以上の多層
にわたって下塗り塗被層を設けた場合には湿潤塗被層の
塗被層を大巾に減らすことが出来る為蒸発水分量につい
ても大巾に減らすことが出来る。しか・しながら、下塗
り塗被層を有する原紙の蒸気透過性は下塗り塗被層の形
成によって著しく低下し、とりわけ下塗り塗被層の塗被
量を多くしたり、多層にする程その傾向が大きいため、
湿潤塗被層の塗被量を減量し蒸発水分量を減らした割り
にはキャスト塗被紙の生産速度が改良されていないのが
実情である。

上記の如く、キャスト塗被紙の技術分野では、生産速度
を高め、生産性を向上させることが重要な課題となって
いる。

キャスト塗被紙の生産速度を高める方法の一つとして、
塗料材料面からのアプローチの方法がある。例えば顔料
に着目すると、カオリンよりも水分透過性の良い水酸化
アルミニウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、軽質炭酸
カルシウム、重質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、
酸化亜鉛、サテンホワイト等を用いる方が水分蒸発速度
の面からは好ましい顔料といえる。

しかし、このような顔料を用いると水分透過性は改善さ
れるものの、キャスト塗被紙の特徴である光沢度が低下
したり、印刷適性面ではインキグロスや表面強度の低下
といった難点が付随する。

［発明が解決しようとする課題」 上記のような実情から、本発明者等は光沢度の低下が比
較的少なく、高速生産を可能にし且つ優れた印刷適性を
同時に発揮し得る顔料について広く実験、検討を重ねた
結果、各種の粒子形状が知られている沈降性炭酸カルシ
ウムの中でも、特定の粒子形状を持つ柱状炭酸カルシウ
ムを使用すると本発明の所望の効果を得る上で最も適合
する顔料であることが判り、遂に本発明を完成するに至
った・ 即ち、キャスト塗被紙用の塗被液に炭酸カルシウムを使
用することは既に公知の技術である。しかしながら、従
来使用されてきた炭酸カルシウムは、その粒子形態が米
粒状、紡錘状、球状、或いは不定形等の沈降性（軽質）
炭酸カルシウムや重質炭酸カルシウムであり、これらの
炭酸カルシウムを使用したキャスト塗被紙は前述の如く
光沢の低下を回避することができない。また、特公昭５
９−２１６９９６号には立方形炭酸カルシウムをキャス
ト塗被紙用顔料として使用することが提案されているが
、この場合、光沢は出るが高速印刷においてピッキング
（表面剥Ｒ）が発生するため、塗被層中の接着剤量を増
加する必要があり、結果として水分の透過性を低下させ
ることになり、期待した程の生産速度の向上効果が発揮
されていないのが実情である。さらに、特開昭５５−７
６１９８号には下塗り塗被層の顔料として乾式、湿式粉
砕された比表面積の大きい、つまり粒径の細かい重質炭
酸カルシウムを使用することが提案されているが、この
場合、蒸気透過性の改善効果はあるものの、＄５）砕工
程で２μｍ以上の粒径を持つ粗大粒子を皆無にすること
が出来ないため、高速生産においてキャスト塗被紙の光
沢にバラツキが発生するといった難点が付随する。

「課題を解決する為の手段」 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、キャスト塗被層を順次形成させるか或いは直
接原紙上にキャスト塗被層を形成せしめ、該キャスト塗
被層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接
して仕上げるキャスト塗被紙の製造方法において、下塗
り塗被層及び／又はキャスト塗被層の顔料に、単一粒子
の長辺の長さ（Ｌｌ）が０．３〜２μｍ、短辺の長さ（
Ｌ２）が０，０６〜０．６μｍからなり且つアスペクト
比（Ｉ４゜／Ｌ２）が３〜２５である柱状炭酸カルシウ
ムを使用した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」 而して、本発明において最も重要な要素である柱状炭酸
カルシウム（沈降性炭酸カルシウム）はキャスト塗被紙
用として始めて使用するものであるが、従来から使用さ
れている沈降性炭酸カルシウムや重質炭酸カルシウム及
び他の不定形顔料と比較してもキャスト塗被紙の光沢度
を低下させる度合いは相対的に小さ（、しかも水分の透
過性は従来の炭酸カルシウムと大差が無くキャスト塗被
紙の生産速度を向上させることのできる特徴を有するも
のである。

このような柱状炭酸カルシウムの種類としては特公昭５
５−５１８５２号に述べられているアラゴナイト系或い
はカルサイト系のいずれを用いても、本発明の所望の効
果を得ることができるが、とりわけ以下に述べる様な形
状を有する特定の柱状炭酸カルシウムを使用することが
重要である。

即ち、単一粒子の長辺の長さ（Ｌｌ）が０．３〜２μｍ
、短辺の長さ（Ｌ２）が０．０６〜０．６μｍ且つアス
ペクト比（Ｌｔ／Ｌｘ）が３〜２５であるものがとりわ
け優れている。因みに、長辺の長さが２μｍを越えてお
り、短辺の長さが０．６μｍを越え且つアスペクト比が
３未満のものを使用した場合は、キャスト塗被紙の光沢
度低下が著しく、長辺の長さが０．３μ−未満、短辺の
長さが０．０６μｍ未満且つアスペクト比が２５を越え
るものを使用すると、水分の透過性は改善されるものの
、印刷表面強度が低下する為接着剤量を増やさざるを得
なくなり、結果として所望の生産速度の向上には結びつ
かない。

上記の如き特定の柱状炭酸カルシウムを使用すると光沢
度の低下が相対的に少なく、しかも生産速度が向上する
理由については、必ずしも明らかではないが以下のよう
に推定される。

即ち、本発明に用いられる炭酸カルシウムはその製造過
程において二次凝集による粗粒子が少なく、また、形状
が柱状であることから該炭酸カルシウムを含む塗被組成
物が原紙に塗被された際に塗被層が嵩高く且つ多孔質に
仕上がる為、水分の透過性が良く、一方塗被層が加熱ド
ラム面に密着し易くなりそれだけ十分な鏡面の転写が行
われるので平滑性の良い、強光沢度を有するキャス）ｔ
ｌ被祇が得られるものと推定される。しかも、本発明の
方法によると、炭酸カルシウム特有の高白色度が得られ
、インキ吸収が速いにもかかわらずインキグロスが出易
く印刷効果の点でも優れたキャスト塗被紙が得られるも
のである。

次に、本発明で柱状炭酸カルシウムを使用する方法につ
いて述べる。

本発明の方法では上記の如き特定の柱状炭酸カルシウム
をキャスト塗被紙を構成している塗被層のいずれか一層
又は全部の層に配合しても良く、特に限定するものでは
ない。ここでは代表例として、キャスト塗被層（以下、
上塗り塗被層と呼称する）及び下塗り塗被層のいずれか
一層に使用した場合について述べる。

〔上塗り塗被層に使用する場合〕

本発明の効果が特に顕著に現れるキャスト方式としては
、前述した方式の中でも特にリウェツトキャスト方式が
挙げられる。即ち、リウェツトキャスト方式は、加熱ド
ラムに圧接される前の塗被層が乾燥、固化されている為
、９０’Ｃ以上の高温ドラムに接しても塗被層の沸騰や
ドラム面を汚損することがないので高スピードで操業で
きる特徴がある。しかし、反面ドラムに圧接される際の
塗被層の可塑化がしにくいという難点があり、この為塗
被層用顔料としてもドラムに圧接される短い時間の間に
、ドラム面に再配向し易いカオリンや本発明のような柱
状炭酸カルシウムが特に光沢に対して極めて効果的に働
くものである。

なお、本発明の柱状炭酸カルシウムを上塗り塗被層用塗
被液に配合する量としては、全顔料の５〜１００重量％
の範囲で用いることができる。因みに５重量％未満の場
合は、本発明の目的である生産速度の向上に対して好ま
しい効果を得ることが出来ない。また、この柱状炭酸カ
ルシウムをカオリン以外の顔料と併用する場合は、該炭
酸カルシウムの比率を高める方が効果が大きい。一方、
カオリンと併用する場合においては、光沢度を重視する
ときはカオリン比率を高め、生産速度、白色度及び印刷
適性の向上を重視する場合は柱状炭酸カルシウムの比率
を多くすることがよい。いずれにしても、柱状炭酸カル
シウムの配合比率は目的とする最終設計品質や生産性を
考慮して適宜決めることになる。

〔下塗り塗被層に使用する場合〕

本発明の柱状炭酸カルシウムを下塗り塗被層に使用する
場合の配合比率としては、全顔料の３０重量％以上、よ
り好ましくは５０重量％以上が配合される。因みに、３
０重量％未満の場合は所望とする生産速度の改善効果が
得られない。また、既に述べたように、本発明の柱状炭
酸カルシウムを下塗り層及び上塗り層の両方に用いるこ
とは何ら差し支えるものではない、その場合の配合比率
については目標とする品質或いは生産性から、適宜決め
ることが出来る。

以上、本発明で用いる柱状炭酸カルシウムは単独又は他
の顔料と併用してキャスト塗被紙用塗被層に用いられる
が、併用する場合の顔料としては、光沢を重視する場合
は、カオリンが最も好ましいが、光沢を特に重視せず、
不透明度、白色度、生産速度、印刷適性、コスト等を重
視する場合は水酸化アルミニウム、サテンホワイト、硫
酸バリウム、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム
、タルク、プラスチックピグメント、焼成りレー二酸化
チタン等の中から適宜目的に対応して一種又は二種以上
を併用することもできる。

また、本発明のキャスト塗被紙用の塗被液に用いる接着
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ｔｕｆｆ、スチレン−
ブタジェン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジェ
ン共重合体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
酸樹脂、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＝ｉ体等
−ｓの塗被紙用接着剤が単独或いは併用して用いられる
。

これらの接着剤は顔料１００重量部当たり２〜５０重量
部、一般には５〜３０重量部の範囲で使用される。

また、消泡剤、着色側、離型剤、流動変性剤等の各種助
剤も必要に応じて適宜使用される。

而して、上記のような材料構成によって調製されるキャ
スト塗被紙用上塗り及び／又は下塗り塗被液は一般に固
形分濃度を４５〜６５重量％程度に調整し、米坪が約８
０〜４００ｇ／ｍ程度の原紙に乾燥重量で１５〜４０ｇ
／％程度になるように塗布されるが、下塗り塗被液を塗
被する場合には、キャスト塗被紙の生産速度を改善する
目的からすれば５〜２０　ｇ　／　ｒｒｉの範囲で調整
されるのが好ましい。なお、塗被装置としては、一般公
知公用のブレードコーター、エアーナイフコーター、ロ
ールコータ−ブラシコーター、チャンプレックスコータ
ー、バーコーター、グラビアコーター等が適宜使用され
る。塗被後はウェットキャスト法、リウェツトキャスト
法、又はゲル化キャスト法のいずれかによって強光沢仕
上げをすることになる。

「実施例」 以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する
が、勿論これらの実施例に限定されるものではない。な
お、特に断らない限り実施例中に「部」及び「％」とあ
るのは、それぞれ「重量部」及び「重量％」を示す。

実施例１〜８、比較例１〜９ 表−１に示すカオリン（商品名；　ＵＷ　−９０／ＥＭ
Ｃ社製）と炭酸カルシウムの混合顔料１００部、ポリア
クリル酸ソーダ０．５部をコーレス分散機を用いて水に
分散し、濃度６０％の顔料スラリーを調成した。

このようにして得たスラリーに消泡剤としてトリブチル
フォスフェート０．５部、離型剤としてオレイン酸カリ
ウム１．０部、接着剤としてアンモニア水で溶解した濃
度１５％のカゼイン水溶液６部（固形分）及びスチレン
−ブタジェン共重合体ラテックス１６部（固形分）　、
ＺｎＳＯ４２，５部、さらに水を加えて濃度４５％の塗
被液を得た。

この塗被液を用いて第１図に示す装置にてリウェツトキ
ャストコーティングを行った。

即ち、米坪８０ｇ／ｍの原紙（１）に乾燥重量が２８ｇ
／Ｍとなるように上記塗被液をエアーナイフコーター（
２）で塗被し、乾燥機（３）で紙水分が６％になるよう
に乾燥した。次いで直径７５０關のゴムロール（４）と
直径１５００ｍｍのクロムメツキしたキャストドラム（
５）で形成されるプレスニップ（６）に通紙し、ここで
ノズル（７）から供給されたポリエチレンエマルジョン
から成る再湿潤液（０，５％濃度）によって塗被層表面
を再湿潤した後、表面温度１０５℃のキャストドラム（
５）にプレス圧２００にｇ／ｃｔａで圧接、乾燥後、テ
ークオフロール（８）でキャストドラムから剥離するこ
とによってキャスト塗被紙（９）を製造した。実施例及
び比較例の操業スピード及びキャスト塗被紙の品質測定
結果を表−１に示した。

実施例９ カオリン（実施例１と同様の製品）６０部、長辺の長さ
１，２μｍ、短辺の長さ０．２μｍ、アスペクト比６の
柱状炭酸カルシウム３０部、水酸化アルミニウム１０部
、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ０．５部、ピロ燐
酸ソーダ０．５部をコーレス分散機を用いて水に分散し
、濃度７０％の顔料スラリーを調成した。このようにし
て得たスラリーに消泡剤としてトリブチルフォスフェー
ト０．５部、離型剤としてオレイン酸アンモニウム１．
０部、接着剤としてアンモニア水で溶解したカゼイン１
０部（固形分）、スチレン−ブタジェン共重合体ラテッ
クス１６部（固形分）、さらに、水を加えて濃度５５％
の塗被液を得た。

この塗被液を第２図に示す装置によりゲル化キャストコ
ーティングを行った。

即ち、米坪９０ｇ／ｍの原紙（１０）に乾燥重量で２５
ｇ／％となるように上記塗被液をロールコータ−（１１
）で塗被し、次いで濃度０．５％の蟻酸カルシウム水溶
液（１２）に接触させて塗被層をゲル化した。

直径８００關のプレスロール（１３）と表面温度９８℃
、直径３０００ｏ＋ｍのキャストドラム（１４）にプレ
ス圧１００Ｋｇ／ｃＩｌで圧着、乾燥後、テークオフロ
ール（１５）でキャストドラム（１４）から剥離するこ
とによってキャスト塗被紙（１６）を製造した。この場
合のキャスト塗被紙の操業可能なキャストスピードは８
０ｈ／分であり、大幅な増速が出来た。なお、キャスト
塗被紙の品質、印刷適性についても優れたものであった
。

比較例１０ 顔料として、カオリン（実施例１と同様の製品）９０部
、水酸化アルミニウム１０部を使用した以外は実施例９
と同様にしてキャスト塗被紙を製造した。

この場合のキャスト塗被紙の操業可能な最高キャストコ
ーティングスピード（ゲル化キャスＩ・方式）は４０ｍ
／分であった。また、得られたキャス）＋４被祇の品質
測定を行ったが、品質結果については実施例９と同程度
であった。

実施例１Ｏ〜１４、比較例１１〜１７ 表−２に示すような配合から成る１２種類の下塗り用塗
被液（濃度６０％）をコーレス分散機により混合、攪拌
して調成した。このようにして得られた塗被液を米坪８
８ｇ／ｍの原紙に各々乾燥重量が１２ｇ／％となるよう
にブレードコーターで塗被、乾燥して巻取った。次に、
このようにして得た塗被紙を第３図に示すウェットキャ
スト方式により、下記に示す如く方法によりキャスト塗
被紙を得た。

即ち、ｌｏｎｇ／−の上記塗被紙（１７）の塗被層上に
固形分組成として、カオリン（実施例１と同様の製品）
６０部、沈降性炭酸カルシウム４０部、ブタジェン−メ
チルメタクリレート共重合体ラテックス１２部、カゼイ
ン１２部、ステアリン酸アンモニウム１．０部、トリブ
チルフォスフェート０．５部から成る濃度５２％の上塗
り塗被液（１８）を塗被液槽（１９）中の塗被ロール（
２０）によって乾燥塗被量が１５ｇ／ｍ′になるように
塗被し、直ちにプレスロール（２１）を介してクロムメ
ツキを施した加熱キャストドラム（２２）に圧接した。

キャストドラム（２２）は内部加熱方式で８８℃の表面
温度に保たれており、湿潤塗被層はこの面上で乾燥固化
されて良好にドラム面から離型し、テークオフロール（
２３）を通ってキャスト塗被紙（２４）として巻き取ら
れた。なお、スムーズなキャスト塗被仕上げを行うこと
の出来たスピード及び得られたキャスト塗被紙の品質測
定結果を表−２に併記した。

（備考）；表−１、表−２の評価方法 キャストスピード：操業可能な最高スピードを表示した
。

光沢度　　　　　：　ＪＩＳ　Ｐ−８１４２に準じて測
定した。数値が大きい程、光沢が良い。

白色度　　　　　：　ＪＩＳ　Ｐ−８１２３に準じて測
定した。数値が大きい程、白色度が良い。

インキセット　　：三菱重工業社製ダイヤオフセット印
刷機によって、８０００枚／時の印刷スピードで４色印
刷を行い、 ４色重ね部分のインキの裏移り状態 を目視評価した。

◎；裏移り無く極めて良好 ○；裏移り僅かにあるが、実用上 問題無い ×；裏移りがひどく使用不可 表面強度　　　　：インキセントの場合と同様の印刷を
行い、４色重ね部分の塗被 層表面のピッキング（表面の剥離） 状態を評価した。

○；ピッキングの発生が無く良好 △；ピアキングが僅かに発生 ×；ピッキングが多く発生 「効果」 表−１、表−２の結果から、明らかなように本発明の実
施例はいずれのキャスト方式においても生産速度の改善
が可能であり、且つ極めて研れた品質と印刷適性を有す
るキャスト塗被紙を効率良く生産することが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１〜８を実施するにあたり使
用したりウェットキャスト装置の環路線図であり、第２
図は実施例９を実施するにあたり使用したゲル化キャス
ト装置の環路線図であり、第３図は実施例１０〜１４を
実施するにあたり使用したウェットキャスト装置の環路
線図である。 （１）、（１０）、（１７）　　　：原紙（２）：エア
ーナイフコーター （３）：乾燥機　、（４）：ゴムロール（５）、（１４
）、（２２）　　：キャストドラム（６）ニブレスニッ
プ、（７）：ノズル（８）、（１５）、（２３）　　：
テークオフロール（９）、（１６）、（２４）　　：キ
ャスト塗被紙（１１）　：ロールコーター （１２）　ニゲル化液、 （１３）、（２１）　　ニブレスロール（１８）　：上
塗り塗被液 （１９）　：塗被液槽 （２０）　：塗被ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   、キャスト塗被層を順次形成させるか或いは直接原紙上
   にキャスト塗被層を形成せしめ、該キャスト塗被層が湿
   潤状態にある間に加熱された鏡面ドラムに圧接して仕上
   げるキャスト塗被紙の製造方法において、下塗り塗被層
   及び／又はキャスト塗被層の顔料に、単一粒子の長辺の
   長さ（Ｌ＿１）が０．３〜２μｍ、短辺の長さ（Ｌ＿２
   ）が０．０６〜０．６μｍからなり且つアスペクト比（
   Ｌ＿１／Ｌ＿２）が３〜２５である柱状炭酸カルシウム
   を使用したことを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法
   。