JPH0320520B2

JPH0320520B2 -

Info

Publication number: JPH0320520B2
Application number: JP24807883A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nojima; Mikio Takahashi
Original assignee: Kanzaki Paper Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Paper Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1991-03-19
Also published as: DE3473895D1; US4620992A; EP0146964B1; EP0146964A3; AU3726185A; EP0146964A2; AU568899B2; JPS60146097A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、キヤスト塗被紙の製造方法に関し、
特に優れた印刷適性と強光沢を有するキヤスト塗
被紙を高速度で製造できるリウエツトキヤスト法
に関するものである。

キヤスト塗被紙と呼ばれる印刷用強光沢塗被紙
の製造法としては、湿潤状態の塗被層を加熱ドラ
ム面に圧接して光沢仕上げするウエツトキヤスト
法、湿潤状態の塗被層をゲル状態にして加熱ドラ
ム面に圧接して光沢仕上げするゲル化キヤスト
法、湿潤状態の塗被層を一旦乾燥又は半乾燥した
後、再湿潤により可塑化して加熱ドラム面に圧接
するリウエツトキヤスト法等が知られている。

これらのキヤスト仕上げ方法は、いずれも可塑
状態にある塗被層を加熱ドラム面に圧接乾燥し、
離型させる点で共通しているが、塗被層の可塑状
態の違いによつて操業性及び得られるキヤスト塗
被紙の品質においてそれぞれ以下の如き問題点を
有している。

即ち、ウエツトキヤスト法では、加熱ドラム面
の温度を100℃以上にすると塗被液の沸騰が起り、
塗被層が破壊されてしまうため、100℃以下での
低速操業を余儀なくされてしまう。ゲル化キヤス
ト法では塗被層がゲル状態にされているため、加
熱ドラム面の温度を100℃以上に上げることも可
能であるが、塗被層中に含まれる多量の水分を加
熱ドラム面と圧接ロールで形成されるニツプ中で
原紙層中に移行させる必要があり、また塗被層の
ゲル化の度合いを調節するのも困難なため、実際
にはあまり高速での仕上げができない。また、リ
ウエツトキヤスト法では、塗被層が一旦乾燥され
るため、加熱ドラム面の温度を90〜180℃まで上
げることも可能であるが、一旦乾燥された塗被層
を再湿潤するために可塑化の度合が他の方法に比
較して著しく低い。そのため塗被層が加熱ドラム
面に均一に密着されず、低速度下での操業に於て
は比較的均質な強光沢の塗被層が得られるもの
の、高速度操業になるに従つてピンホール状の斑
点や光沢ムラ等が発生し塗被面の均質性が急激に
失われてしまう。

リウエツトキヤスト法におけるこのような問題
を改良するために、例えば再湿潤する前の塗被層
を過度にスーパーキヤレンダー掛けして平滑化し
ておく方法や、塗被層を仕上げ面に圧接する際の
プレスロール圧を高圧にする方法等が提案されて
いる。しかしこれらの方法は一方でキヤスト塗被
紙の特徴である低緊度で嵩高く、かつ剛度が高い
という利点を著しく損なうことになつてしまう。
そこで、嵩高さを損なわないで密着ムラを改良す
る方法として、再湿潤する前の塗被紙をブラシ処
理する方法が提案されている。しかしこの方法
は、塗被面を平滑化できる反面、塗被層表面を緻
密化させる傾向があるため、再湿潤液の水分が原
紙層を通して蒸発するのが難しくなり、高速度で
のキヤスト仕上げが困難となる。また仕上りキヤ
スト塗被紙の印刷インキの乾燥性も遅くなり、イ
ンキの裏移りトラブルを起こし易くなる。

更に、リウエツトキヤスト法は、一般に高温、
高圧キヤストであるため、一度成型されたコート
層が再構成される際にバインダーが移動し易く、
特に高速キヤストになるにつれて表面強度が弱く
なり、印刷の際にパイリング等のトラブルを起す
原因となる。

かかる現状に鑑み、本発明者等は、高品質のキ
ヤスト塗被紙を高速度で製造する方法について鋭
意研究を重ねた結果、特に塗被組成物中の接着剤
成分として、特定の共重合体ラテツクスを用い、
かつ特定の金属塩を助剤として併用することによ
つて、リウエツトキヤスト法が有する上記の如き
欠点が効率よく改良されることを見出し、本発明
を完成するに至つた。

本発明は、顔料、接着剤及び助剤を主成分とす
る塗被層を再湿潤し、加熱された鏡面ドラムに圧
接して強光沢仕上げするキヤスト塗被紙の製造方
法において、接着剤として不飽和カルボン酸をモ
ノマー成分として0.5〜10重量％含有する共重合
体ラテツクスを含有し、かつ助剤として硫酸亜鉛
を含有せしめたことを特徴とするキヤスト塗被紙
の製造方法である。

従来からキヤスト塗被組成物の助剤として、亜
鉛、アルミニウム、マグネシウム等の塩をカゼイ
ンのゲル化剤や耐水化剤として使用する方法は提
案されており、リウエツトキヤスト法において
も、再湿潤液としてカゼイン、カルボキシメチル
セルロース等の成膜性物質を使用し、かつ塗被組
成物中に上記の如き金属塩を添加することによつ
て、より強光沢を有するキヤスト塗被紙を得る方
法が提案されている（特公昭50−19643号）。

しかし、この方法では成膜性物質を含有した再
湿潤液が鏡面ドラムに接着する傾向が強い為、強
光沢は得られるものの、スピードの上昇に伴つて
ドラムピツク、ドラムくもりを起し易くなり、キ
ヤスト表面にピンホールや光沢ムラが発生してし
まう。そのため塩の使用によつて、より光沢をえ
易くし成膜性物質の使用量を減らす工夫がなされ
ているが、反面かかる塩の添加によつて今度はコ
ート層の表面強度が弱くなるという新たな難点が
付随し、必ずしも満足すべき結果が得られていな
いのが現状である。

また、上記の如き金属塩を塗被組成物に添加す
ることによつて、塗料の粘度が増大、或いは経時
的に著しく不安定となり、安定したキヤスト紙の
品質、特に光沢、光沢ムラ、印刷強度等を確保す
ることが困難であつた。

一方、本発明の塗被組成物における今一つの特
徴である不飽和カルボン酸をモノマー成分として
有する共重合体ラテツクスであるが、かかるラテ
ツクスは、従来からアート紙、コート紙用塗被組
成物の保水性改良、得られる塗被紙の表面強度改
良等を目的として一般的に使用されており、キヤ
スト塗被紙用塗被組成物への利用も行われてい
る。然し乍ら、かかる共重合体ラテツクスはカゼ
インとの相溶性が悪い為塗被組成物が増粘し易
く、離型性の低下、さらには光沢度の低下をも招
くことがあり、実際にはラテツクス中の不飽和カ
ルボン酸の割合を0.5重量％以下に留めているの
が現状である。

然るに、本発明の如く、特にリウエツトキヤス
ト用の塗被組成物として、硫酸亜鉛と特定の量の
不飽和カルボン酸を含んだ共重合体ラテツクスと
を併用すると、上記の如き欠陥を伴うことなく、
従来のリウエツトキヤスト法の問題点であつたキ
ヤスト面の光沢ムラ、密着ムラと印刷表面強度の
低下という難点が一挙に解消されるものである。

かかる効果の得られる原因については、必ずし
も明確ではないが、助剤として添加した硫酸亜鉛
の亜鉛イオンが、共重合体ラテツクスのカルボキ
シル基に作用し、塗被層が乾燥される過程で増
粘、凝固作用を起し塗被層を極めてポーラスでし
かも均一な層に仕上げ、結果的にリウエツトキヤ
スト法で再湿潤され加熱鏡面ドラムに圧接される
際の乾燥蒸気の透過を極めて容易にし、塗被層と
鏡面ドラムとの密着性をも改良しているためでは
ないかと推測される。

而して、本発明で用いられる硫酸亜鉛は不飽和
カルボン酸を0.5〜10重量％含有する共重合体ラ
テツクスと併用したとき、塗被液の粘度を上昇さ
せることなく、安定した低粘度の塗被組成物に仕
上げることができ、かつ乾燥過程で70℃以上の温
度となつた場合には、急激な増粘、凝固作用を示
すものである。この傾向は特にカゼインを使用し
た塗料の場合に顕著である。

硫酸亜鉛以外の塩類、例えばアルミニウム、マ
グネシウム、カルシウムの硫酸塩、硝酸塩、酢酸
塩、ギ酸塩或いは亜鉛の硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩
などを、硫酸亜鉛の代わりに使用した場合でも、
高温での増粘、凝固作用が認められ、硫酸亜鉛の
場合と同様に光沢ムラ、密着ムラの改良効果が認
められるが、常温（10〜30℃）における塗被液の
粘度安定性が悪く、経時的に著しく増粘し、結果
的に塗被層の不均一をもたらし、連続操業を行う
際に、経時的にキヤスト塗被面の紙面光沢ムラ、
密着ムラが誘発されて悪化し、操業が不安定にな
るという難点を抱えている。

次に、本発明で用いられる不飽和カルボン酸を
モノマー成分として有する共重合体ラテツクス
は、アクリル酸、メタクリル酸などのモノカルボ
ン酸あるいはフマール酸、イタコン酸、マレイン
酸などのジカルボン酸等の不飽和カルボン酸をモ
ノマー成分として単独又は二種以上併用して共重
合したラテツクスであり、スチレン・ブタジエン
共重合体、メチルメタクリレート・ブタジエン共
重合体等の共役ジエン系重合体ラテツクス、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
ツクス、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のビニ
ル系重合体ラテツクス等が含まれ、これらの重合
体ラテツクスを単独又は併用して用いられる。

本発明で用いられる共重合体ラテツクスの不飽
和カルボン酸の含有量は、共重合体ラテツクス中
の0.5〜10重量％が適当であり、0.5重量％より少
ないと密着ムラの改良効果が不充分となり、また
印刷強度の改良効果もほとんど期待できない。一
方、10重量％を越えると得られるラテツクスの粘
度が高くなり、塗被液の増粘傾向も激しく、結果
的に鏡面ドラムに圧接する前の乾燥コート層が不
均一となり、返つて密着ムラが発生することにな
つてしまう。

かかる特定の共重合体ラテツクスは塗被組成物
中に、顔料100重量部に対して５〜30重量部、よ
り好ましくは10〜25重量部程度の割合で配合され
るのが望ましい。配合割合が５重量部より少なく
なると印刷強度の改良効果が不充分になる恐れが
あり、30重量部を越えると離型性が低下し、印刷
インキの吸収性が低下する等印刷適性の低下を来
す恐れがある。

本発明で用いられる硫酸亜鉛の量は、塗被組成
物中に顔料100重量部に対して0.5〜10重量部程度
配合するのが望ましい。配合割合が0.5重量部よ
り少ないと鏡面ドラムへの密着性が改良されず、
10重量部を越えると印刷強度の低下や塗被液の粘
度上昇を起す恐れがある。

また、塗被組成物の調製に際し、これらの塩の
添加によつて一時的に塗被液の粘度が上昇するこ
とがある為、これらの塩は撹拌、回流の良い状況
で添加するか、或いはアンモニア等のアルカリに
よつてPHを調整して添加するのが望ましい。

本発明の方法において、塗被層を形成するため
に用いられる塗被組成物は、顔料、接着剤及び助
剤を主たる成分とするものであるが、顔料として
は、例えばクレー、カオリン、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、サチンホワイト、プラスチツクピ
グメント等一般の塗被紙用顔料の一種以上が用い
られる。

また、接着剤としては、前述の如く特定の共重
合体ラテツクスが主たる接着剤として用いられる
ものであるが、かかるラテツクスの他に例えばカ
ゼイン、大豆蛋白、メタノール、酢酸等の単細胞
質化性菌体からの抽出蛋白等の蛋白質類、不飽和
カルボン酸をモノマー成分として含有しない共重
合体ラテツクス類、ポリビニルアルコール、オレ
フイン・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誘導体等、一般の
塗被紙用接着剤の一種以上を用いてもよい。しか
し、これらの接着剤は本発明の所望の効果を阻害
しない範囲で併用する必要があり、一般に顔料
100重量部に対して１〜20重量部、より好ましく
は５〜15重量部の範囲で調節するのが望ましい。

なお、助剤についても、前述の如く本発明では
特定の金属塩が配合されるものであるが、その他
に、例えば消泡剤、着色剤、離型剤、流動変性剤
等の各種助剤が必要に応じて適宜使用されるもの
である。

かくして調製された塗被組成物は一般の塗被紙
製造に用いられているブレードコーター、エヤー
ナイフコーター、ロールコーター、ブラシコータ
ー、カーテンコーター、チヤンプレツクスコータ
ー、バーコーター、グラビアコーター、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
いはオフシンコーターによつて原紙上に一層或い
は多層に分けて塗被される。その際の塗被組成物
の固形分濃度は、一般に40〜70重量％であるが、
操業性を考慮すると45〜65重量％の範囲が望まし
い。また、原紙としては、一般の印刷用塗被紙や
キヤスト塗被紙に用いられる米坪30〜400ｇ／m²
のペーパーベース或いはボードベースの原紙が用
いられる。これらは酸性或いはアルカリ性抄紙で
抄造される原紙であり、高歩留パルプを約10重量
％以上含む中質原紙も勿論使用できる。また、予
備塗工やキヤスト塗被層の裏面に一般の顔料コー
テイング層を設けたような塗被紙も原紙として使
用可能である。

かかる原紙への塗被組成物の塗被量は乾燥重量
で10〜50ｇ／m²程度塗被されるが、得られるキヤ
スト塗被紙の白紙品質、キヤスト塗被速度の改良
効果の点で15〜35ｇ／m²の範囲で調節されるのが
最も好ましい。

原紙上に塗被された塗被組成物の乾燥は熱風ド
ライヤー、エヤーホイルドライヤー、エヤーキヤ
ツプドライヤー、シリンダードライヤー、赤外線
ドライヤー、電子線ドライヤー等通常の塗被紙用
乾燥装置によつて行われる。塗被紙の乾燥程度
は、原紙の種類、塗被組成物の種類等によつて異
なるが、一般に紙水分として約１〜11％の範囲で
あり、約３〜８％の範囲に乾燥するのが望まし
い。乾燥後の塗被紙は必要に応じてマシンキヤレ
ンダー、スーパーキヤレンダー等のキヤレンダー
処理を行うことも出来るが、当然キヤスト塗被紙
の特徴である嵩高さや剛度を著しく損なうような
キヤレンダー処理は避ける必要がある。

そして、通常のリウエツトキヤスト法に従つて
塗被層を再湿潤し、加熱された鏡面ドラムに圧接
して強光沢仕上げされるものであるが、本発明の
方法は、特に鏡面ドラムの温度が95℃以上である
ようなキヤスト法において、その作用効果が顕著
に現れるため、とりわけ高温、高速リウエツトキ
ヤストに有効に適用できるものである。

なお、再湿潤液については、特に限定されるも
のではなく、例えばポリエチレンエマルジヨン、
脂肪酸石鹸、カルシウムステアレート、マイクロ
クリスタリンワツクス、界面活性剤、ロート油等
の離型剤を0.01〜３重量％程度含有した水溶液、
エマルジヨン等通常の再湿潤液が用いられる。

また、密着ムラをより改良するべく、アルカリ
やヘキサメタリン酸ソーダ等のリン酸塩、尿素等
を乾燥塗被層の可塑化を促進するために併用する
ことも勿論可能である。

以下に、本発明の実施例を記載するが、勿論こ
れらに限定されるものではない。また、例中の部
及び％は特に断らない限り、それぞれ重量部及び
重量％を表わす。

実施例１、比較例１〜８カオリン70部、軽質炭酸カルシウム30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
て水中に分散し、固形分濃度60％の顔料スラリー
を調製した。これに消泡剤としてトリブチルフオ
スフエート0.5部、離型剤としてステアリン酸ア
ンモニウム1.0部、接着剤としてアンモニアを用
いて溶解したカゼイン水溶液（濃度15％）、10部
及びアクリル酸・ブタジエン・メチルメタクリレ
ート（２・33・65％）共重合体ラテツクス18部
（固形分）を加え、更に第１表に示す如き各種の
金属塩をそれぞれに示す割合で添加し、アンモニ
ア水を用いてPH8.0に調整して仕上り固形分濃度
43％の塗被液を調製した。

なお、比較例１では金属塩を添加していない塗
被液を使用し、比較例８では、アクリル酸・ブタ
ジエン・メチルメタクリレート共重合体ラテツク
スの代わりにアクリル酸成分を有しないブタジエ
ン・メチルメタクリレート（33・65％）共重合体
ラテツクスを配合した以外は上記と同様にして調
製した塗被液を使用した。

かくして得られた９種類の塗被液を塗料調製
後、１時間以内に第１図に示す装置を使用してリ
ウエツトキヤストを行つた。

即ち、米坪80ｇ／m²の原紙１に乾燥重量が28
ｇ／m²となるように上記の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750mmのゴム
ロール４と直径1500mmのクロムメツキしたキヤス
トドラム５で形成されるプレスニツプ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
エマルジヨンからなる再湿潤液（0.5％濃度）に
よつて塗被層表面を再湿潤した後、表面温度105
℃のキヤストドラム５にプレスニツプ圧200Kg／
cmで圧接し乾燥後、テークオフロール８でキヤス
トドラムから剥離することによつてキヤスト塗被
紙９を製造した。

また、前述の９種類の塗被液を５時間20℃で放
置後、同様の方法にて、リウエツトキヤストを行
つた。

各実施例及び比較例で得られたキヤスト塗被紙
の品質評価結果及び塗被液の粘度を第１表に併記
した。

実施例２〜３、比較例９カオリン50部、軽質炭酸カルシウム40部、水酸
化アルミニウム10部、ポリアクリル酸ソーダ0.7
部をコーレス分散機を用いて分散し、固形分濃度
65％の顔料スラリーを調製した。これに消泡剤と
してトリブチルフオスフエート0.5部、離型剤と
してオレイン酸アンモニウム0.55部、接着剤とし
てアンモニアを用いて溶解した大豆蛋白の18％水
溶液６部（固形分）を加え、アンモニアでPHを
9.5に調製した。

次に、硫酸亜鉛2.5部を水溶液として徐々に添
加し、更に下記に示す如き共重合体ラテツクスを
それぞれ固形分で20部添加し、アンモニア及び水
を加えて固形分濃度が48％、PHが8.5の塗被液を
得た。

（共重合体ラテツクスの種類）実施例２クロトン酸・ブタジエン・メチルメタクリレー
ト（５・40・55％）共重合体ラテツクス実施例３メタクリル酸・ブタジエン・スチレン（1.5・
41.5・57％）共重合体ラテツクス比較例９メタクリル酸・ブタジエン・スチレン（12・
38・50％）共重合体ラテツクスこのようにして得た塗被液を調製後５時間経過
してから、第２図に示す装置にてリウエツトキヤ
ストを行つた。即ち、パルプ組成がNBKP30部、
LBKP70部、サイズ剤としてアルキルケテンダイ
マーを使用した米坪90ｇ／m²の原紙１に乾燥重量
が25ｇ／m²となるように上記の塗被液をブレード
コーター２で塗被し、乾燥機３で紙水分が5.5％
になるように乾燥した。次いで、直径800mmのプ
レスロール４と直径3000mmのクロムメツキしたキ
ヤストドラム５で形成されるプレスニツプ６に通
紙し、ここでノズル７から供給するステアリン酸
アンモニウム0.5部、尿素1.0部、水98.5部よりな
る再湿潤液によつて塗被層表面を再湿潤し、次い
でプレスニツプ圧150Kg／cm、ドラム表面温度105
℃、回転スピード70m／分のキヤストドラム５に
圧接し乾燥後、テークオフロール８でキヤストド
ラムから剥離することによつてキヤスト塗被紙９
を製造した。

このときの実施例及び比較例で得られたキヤス
ト塗被紙の品質評価結果を第２表に示した。

なお、品質評価項目と評価基準は以下の通りで
ある。

（密着ムラの評価）〇＝キヤスト後の塗被面に密着ムラは殆どみ
られない。

×＝キヤスト後の塗被面に密着ムラがかなり
みられる。

××＝キヤスト後の塗被面に密着ムラが極めて
多くみられる。

（光沢度の評価） JISP8142に準じて測定した値で、数値の大き
い方が光沢度が高い。

（印刷強度の評価） R1印刷機（明製作所製）にてタツクバリユウ
の大きなインキを印刷し、塗被層のピツキン
グ度合で評価した。

〇＝塗被層のピツキングが殆ど発生していな
い。

×＝塗被層のピツキングが発生しており、表
面強度不足である。

（塗被液粘度の測定）ブルツクフイールド（Ｂ型）粘度計を使用、
60rpmにおける測定値を示した（単位cps）。

「効果」第１、２表の結果から明らかなように、本発明
の実施例によつて得られたリウエツトキヤスト塗
被紙は密着ムラ等の発生がなく、優れた印刷強度
と強光沢を有するものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の実施例及び比較
例で用いたキヤストコーターの概略線図である。１…原紙、２…エアーナイフコーター、２′…
ブレードコーター、３…乾燥機、４…プレスロー
ル、５…キヤストドラム、６…プレスニツプ、７
…ノズル、８…テークオフロール、９…キヤスト
塗被紙。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１顔料、接着剤及び助剤を主成分とする塗被層
を再湿潤し、加熱された鏡面ドラムに圧接して強
光沢仕上げするキヤスト塗被紙の製造方法におい
て、接着剤として不飽和カルボン酸をモノマー成
分として0.5〜10重量％含有する共重合体ラテツ
クスを含有し、かつ助剤として硫酸亜鉛を含有す
ることを特徴とするキヤスト塗被紙の製造方法。２硫酸亜鉛を顔料100重量部に対して0.5〜10重
量部含有せしめる請求の範囲第１項記載の製造方
法。