JPH0816319B2

JPH0816319B2 - キャスト塗被紙用塗料組成物

Info

Publication number: JPH0816319B2
Application number: JP3348499A
Authority: JP
Inventors: 道晃村岡; 浩敏相川; 豊道祖; 祥坂本
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH06136690A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャスト塗被紙の製造
に関し、特に塗被層表面に密着ムラによる斑点や光沢ム
ラの発生を伴うこと無く、高速度で製造し得るリウェッ
トキャスト法の改良に係るキャスト塗被紙用塗料組成物
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キャスト塗被紙と呼ばれる印刷用強光沢
塗被紙は、原紙の表面に顔料及び接着剤を主成分とする
水性顔料塗料を塗被してキャスト塗被層を設け、続いて
キャスト塗被層を加熱された金属製の鏡面ドラムに圧
着、乾燥することにより製造されている。

【０００３】この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直接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
湿潤により可塑化して加熱ドラム面に圧接するリウェッ
トキャスト法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これ等のキャスト仕上
げ法は、何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って操業性及び得られるキャスト塗
被紙の品質に於いてそれぞれ以下の如き問題点を有して
いる。

【０００５】先ずウェットキャスト法では、塗被層の粘
性が低いので加熱ドラム面の温度を100℃以上にすると
塗被液の沸騰が起こり、塗被層が破壊されるという問題
点があるため100℃以上に高めることができず、このた
め低速度での操業を余儀なくされているのが現状であ
る。

【０００６】ゲル化キャスト法では、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
水分を加熱ドラム接触時に於いてスムーズに原紙層中に
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、あまり高速でのキャスト仕上
げを行なうと光沢などの品質が低下する。

【０００７】リウェットキャスト法では、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いがウェットキャスト法や
ゲル化キャスト法に比較して著しく低い。そのため低速
度下での操業に於いては比較的均質な強光沢の塗被紙が
得られるものの、高速度操業になるに従って光沢の均質
性は急激に失われて光沢ムラとなる。これは可塑化が低
いため塗被層が加熱ドラム面に均一に密着されず、充分
鏡面を写し取ることが出来ないことが原因であると考え
られる。

【０００８】リウェットキャスト法に於けるこの様な問
題を改良するために、例えば再湿潤する前の塗被層をス
ーパーカレンダー掛けして平滑化しておく方法や、塗被
層をキャスト仕上面に圧接する際のフォーミングロール
圧を高圧にする方法も提案されている。しかしこれ等の
方法は、一方でキャスト塗被紙の特徴である低緊度で嵩
高く、且つ剛度が高いという利点を著しく損なうことに
なって了う。

【０００９】また、塗被層をポーラスにして加熱ドラム
への密着を良くするために亜鉛、アルミニウム，マグネ
シウムの塩類を塗被液に添加する方法(特開昭60-146097
号)も提案されているが、この方法は、金属塩を添加し
たときに塗工液の粘度上昇が著しく、また、塗工液中に
凝集粒状物が発生し易い等、操業性が低下するだけでな
く、粒状物により塗工乾燥後の塗工層表面の外観が損な
われる場合もある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】斯かる現状に鑑み、本発
明者等はキャスト塗被紙を高速度で製造することに就い
て鋭意研究を重ねた結果、特定のカルボン酸金属塩で処
理したカゼインを接着剤として用いた塗被組成物を使用
することによってリウェットキャスト法が有する上記の
如き欠点が効率良く改良されることを見い出し、本発明
を完成させるに至った。

【００１１】即ち本発明は、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ャスト塗被紙の製造に於い
て、接着剤としてアルカリ水溶液にカゼインを溶解させ
た後に、亜鉛，マグネシウム，若しくはアルミニウムの
蟻酸塩若しくは酢酸塩から成るカルボン酸塩の少なくと
も１種で、予め処理したカゼインが接着剤として配合さ
れ、且つ該カルボン酸金属塩の添加量がカゼイン固形分
に対し１０〜５０重量％であることを特徴とするキャス
ト塗被紙用の塗料組成物に関するものである。

【００１２】

【作用】リウェット法でキャスト塗被紙を製造する際に
生じるピンホール上の斑点や光沢ムラの生成原因は種々
考えられるが、再湿潤時の塗被層の可塑化が不充分であ
ることに加えて、塗被層が一旦乾燥されているため緻密
な構造となり、鏡面ドラムでの圧着乾燥時に原紙方向へ
の水蒸気透過性が劣るため、鏡面ドラムと塗被層の間に
水蒸気の相が生じ、これにより塗被層が鏡面ドラムと接
触できないことが大きな原因と考えられる。また、ピン
ホール状の斑点に就いても同様の原因により紙層内の水
蒸気圧が高くなって塗被層を破壊する結果、発生するも
のと考えられる。そこで、塗工乾燥後の塗被層をポーラ
スにするため、塗被液に凝固剤として硫酸亜鉛等の金属
塩を添加する方法も提案されているが、この方法では、
凝固剤を添加したとき、塗被液の粘度上昇が著しいばか
りか、粒状凝集物が塗被液中に生成し、この凝集物が塗
被層に欠陥部を生じさせるため、充分に鏡面ドラムを写
し取れないのが現状である。

【００１３】本発明者等は、高い品質とりわけ光沢ムラ
及びピンホールを生成せず、且つ生産性の高いキャスト
コート紙の製法に就いて種々検討した結果、キャスト塗
被紙に用いられる水溶性接着剤として最も一般的である
カゼインを、予め特定のカルボン酸金属塩で前処理した
ものを用いて得た塗被液を使用して、リウェット法によ
りキャストコート層を得ることにより目的を達成できる
ことを見い出した。

【００１４】斯かる効果の得られる原因に就いては、必
ずしも明確ではないが、カゼインの処理に使用した亜
鉛，アルミニウム，若しくはマグネシウム塩の金属イオ
ンがカゼインのカルボキシル基に作用し、カゼインに３
次元の網目構造を生成させ、これを接着剤として塗工液
に使用すると、得られる乾燥塗被層は極めてポーラス
で、しかも均一な層に仕上げられると推測される。その
結果、リウェットキャスト法で再湿潤され、加熱鏡面ド
ラムに圧接される際に生成する蒸気の通過を極めて容易
にし、塗被層と鏡面ドラムの密着性を改良しているので
はないかと考えられる。

【００１５】更に、本発明で用いられる金属塩の酸部分
は蟻酸，若しくは酢酸のカルボン酸であり、これはカゼ
インのカルボキシル基に対する金属イオンの作用が過剰
になるのを抑え、適度なものにしていると考えられる。
この作用によりカルボン酸金属塩で前処理したカゼイン
を用いても、得られる塗被液が著しく増粘、或いは凝集
物の生成が無いと推測される。

【００１６】次に本発明のキャスト塗被用塗被液の製造
に就いて詳述する。先ず、カゼインを処理するカルボン
酸金属塩としては、亜鉛，アルミニウム，若しくはマグ
ネシウムの蟻酸塩，若しくは酢酸塩である。これ等の中
では、蟻酸亜鉛が卓効を示し最も効果的である。該カル
ボン酸金属塩の処理液でカゼイン溶液を処理するには、
20重量％濃度のカゼインのアルカリ性水溶液（ｐＨ10以
上）に、有効成分で10〜50重量％（対カゼイン固形分）
の割合で上記のカルボン酸金属塩を添加する。この時、
不均一反応を抑えるため、カゼイン溶液は回流の良い状
態でこれ等のカルボン酸金属塩を添加することが好まし
い。カルボン酸金属塩の添加量が10重量％より少ない
と、透気性の改善が不充分となり、結果として塗被層と
鏡面ドラムとの密着ムラを引き起こして了う。また、50
重量％を越えると得られるカゼイン溶液の粘度が高くな
って了い、結果的に塗被液の粘度上昇を招き、鏡面ドラ
ムに圧接する前の乾燥塗被層が不均一となり密着ムラを
引き起こして了うばかりか、カゼインの接着剤として機
能、特に印刷表面強度を低下させて了う。

【００１７】本発明の塗被液組成物の接着剤としては上
記カルボン酸塩処理カゼインを塗被顔料１００重量部に
対し３〜１５重量部配合する。配合量が３重量部未満で
は得られたキャスト塗被紙の白紙光沢・印刷表面強度が
低下して好ましくない。また１５重量部を超すと白紙光
沢・印刷表面強度が優れるものの鏡面ドラムとの剥離性
を低下させ、ドラム汚れを引き起こし操業性を悪くする
恐れがある。

【００１８】また、従来の処方で用いられているスチレ
ン・ブタジエン等の共役ジエン系、アクリル酸エステル
等のアクリル系、エチレン・酢酸ビニル等のビニル系重
合体等のラテックス顔料１００重量部に対し５〜３０重
量部併用して配合する。尚、塗被顔料としては通常のキ
ャスト塗被紙に用いられているクレー，炭酸カルシウ
ム，サチンホワイト，水酸化アルミニウム，硫酸バリウ
ム等を１種または２種以上混合して使用する。更に必要
に応じて従来のキャストコート用の塗被液組成物に用い
られている剥離剤，消泡剤，分散剤等も使用することが
できる。

【００１９】斯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，エアーナ
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，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
はオフマシンコーターによっ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４０〜６５重量％であるが、操業性を考慮す
ると４５〜６０重量％の範囲が好ましい。

【００２０】また、原紙としては一般の印刷用塗被紙や
キャスト塗被紙に用いられる米坪３０〜４００ｇ／ｍ^２
のペーパーべース或いはボードベースの原紙が用いられ
る。これ等は酸性或いは中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、予備塗工やキャスト塗被層の裏面
に一般の顔料コーティング層を設けた様な塗被紙も原紙
として使用可能である。

【００２１】斯かる原紙への塗被組成物は乾燥重量で10
〜35ｇ／ｍ²程度塗被されるが、得られるキャスト塗被
紙の品質、キャスト塗被速度の改良効果の点で12〜25ｇ
／ｍ²の範囲で調節されるのが好ましい。原紙上に塗被
された塗液組成物の乾燥は熱風ドライヤー，エアーホイ
ルドライヤー，エアーキャップドライヤー，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って行なわれる。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って異
なるが、一般に紙水分として約１〜10％の範囲であり、
約２〜７％の範囲に乾燥するのが望ましい。

【００２２】乾燥後の塗被紙は必要に応じてマシンキャ
レンダー，スーパーキャレンダー等のキャレンダー処理
を行なうこともできるが、当然キャスト塗被紙の特徴で
ある嵩高さや剛度を著しく損う様なキャレンダー処理は
避ける必要がある。そして、通常のリウェットキャスト
法に従っ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、本発明は特
に鏡面ドラムの温度が100℃以上である様なキャスト法
に於いて、その作用効果が顕著に現れるため、とりわけ
高温高速リウェットキャストに有効に適用できるもので
ある。尚、再湿潤液に就いては、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ョン，脂肪酸石
鹸，カルシウムステアレート，マイクロクリスタルワッ
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，エマルジョン等、通常の再湿潤
液が用いられる。また、密着ムラをより改善すべく、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。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例を記載するが、勿論こ
れ等に限定されるものではない。また、例中の部及び％
は特に断わらない限り、それぞれ重量部，重量％を表
す。

【００２４】実施例１〜６，比較例１〜４撹拌装置を備えた容器中にカゼイン100部、１Ｎ水酸化
ナトリウム水溶液100部、水300部を加え、カゼインを完
全に溶解した。次いで、10％濃度のカルボン酸金属塩水
溶液を撹拌しながら添加し、カルボン酸金属塩処理カゼ
インを得た。使用したカルボン酸金属塩の種類と量は第
１表に示した。得られた10種類のカゼイン水溶液を用い
て、以下の手順で塗被液を調製した。カオリン70部，軽
質炭酸カルシウム30部，分散剤（東亜合成社製、商品名
アロンＴ−40）0.3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（サンノブコ社製、商品名サンノブコ1407）
0.5部、離型剤（サンノブコ社製、商品名ノブコートＣ1
04）５部、接着剤として上に示した方法で調製したカゼ
イン水溶液10部（固形分）、スチレン・ブタジエン共重
合体ラテックス15部（固形分）を加え、更に水を加え
て、固形分50％の塗被液を10種類調製した。

【００２５】得られた塗被液を用いて図１に示す装置に
てリウェットキャストを行なった。即ち、米坪70ｇ／ｍ
²のキャスト塗被紙用原紙１に塗被量が乾燥重量で25ｇ
／ｍ²となる様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７％になる様に乾燥した。
次いで直径350mmのフォーミングロール４と直径600mmの
クロムメッキしたキャストドラム５で形成されるプレス
ニップ部に於いて、ノズル６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110℃のキャス
トドラムにプレスニップ圧100kg／cmで圧接・乾燥後、
ストリップオフロール７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８を製造した。

【００２６】比較例５カゼイン溶液はカルボン酸金属塩で処理しないものを用
い、塗被液調製後に蟻酸亜鉛の水溶液（１０％濃度）を
添加したこと以外は実施例１〜６と同様である。

【００２７】比較例６カゼイン溶液及び塗被液に金属塩を全く添加しないこと
以外は実施例１〜６と同様である。

【００２８】各実施例及び比較例で得られたキャスト塗
被紙の品質評価結果を下記の第１表に併記した。尚、第
１表中の光沢ムラ，光沢，印刷表面強度，塗被液粘度，
粒状物の有無は次の様にして求めた。

【００２９】光沢ムラ：目視により評価した。 ○：キャスト後の塗被面に光沢ムラは殆んど無い。 ×：キャスト後の塗被面に光沢ムラが可成り有る。 ××：キャスト後の塗被面に光沢ムラが極めて多く有
る。

【００３０】白紙光沢：村上色彩技術研究所製の光沢度
計を用い、75°光沢を測定した。印刷表面強度：ＲＩ−II型印刷試験機を用い、東洋イン
キピッキングッテスト用インキ（ＴＶ−18）を用いて印
刷を行ない、ピッキングの程度を目視により評価した。 ○：塗被層のピッキングが殆んど発生していない。 ×：塗被層のピッキングが発生しており、表面強度が不
足である。

【００３１】塗被液粘度：塗被液調製後２時間に於ける
粘度をＢ型粘度計（TOKIMEC製）を用いて測定した。こ
の時、塗被液温度30℃、ローター回転数30rpmで行なっ
た。粒状物の生成：塗被液を300meshの篩に通して、操業に
影響を及ぼす様な粒状物の有無を調べた。 ○：塗被液中に操業に影響を及ぼす様な粒状物は存在し
ない。 ×：塗被液中に操業に影響を及ぼす様な粒状物は存在す
る。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】蟻酸若しくは酢酸塩から成るカルボン酸
金属塩により処理したカゼインをキャスト塗被紙用塗料
組成物中に配合することにより塗工層とキャスト鏡面ド
ラムとの密着性が向上し、白紙光沢，光沢ムラ及び印刷
表面強度の優れたキャスト塗被紙が得られるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例で用いたキャスト仕
上げ装置の概略図である。

【符号の説明】

１原紙２ブレードコーター３乾燥機４フォーミングロール５キャストドラム６再湿潤液供給ノズル７ストリップオフロール８キャスト塗被紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本祥山口県岩国市飯田町２−８−１山陽国策パルプ株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献特開昭60−146097（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料及び接着剤を主成分とする乾燥塗被
層を再湿潤し、加熱された鏡面ドラムに圧接して強光沢
仕上げするキャスト塗被紙の製造に用いられる塗料組成
物に於いて、アルカリ水溶液にカゼインを溶解させた後
に、亜鉛、アルミニウム、若しくはマグネシウムの蟻酸
塩若しくは酢酸塩から成るカルボン酸金属塩の少なくと
も１種によって、予め処理されたカゼインが接着剤とし
て配合され、且つ該カルボン酸金属塩の添加量がカゼイ
ン固形分に対し１０〜５０重量％（固形分）であること
を特徴とするキャスト塗被紙用塗料組成物。