JPS59199898A - 強光沢紙の製造方法 - 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】 本発明は強光沢紙の製造方法に関するものであり、さら
に詳しくは光沢度および耐水性などに優れた強光沢紙を
高能率で安定して製造する方法を提供せんとするもので
ある。

強光沢紙の製造方法には、公知の如く、直接法あるいは
半乾燥直接法、再湿潤法、ゲル化キャスト法などがある
。直接法は鉱物顔料と接着剤を主成分とする水性塗工液
を原紙に塗工し、湿潤状態にある塗工面を、加熱された
キャストトゝラムに直接、圧着せしめて乾燥することに
より強光沢面を発現せしめる方法である。この方法には
、キャストト９ラムの温度を１００℃以下に設定しなけ
ればならないという大きな制約がある。これは塗工層中
の水分の沸騰を防ぐためであって、これを怠れば水分の
突沸によって塗工層が破壊され重大な品質上の欠陥を住
することになるからである。したがってキャスト１゛ラ
ムの温度を上げて乾燥効率を上げ生産能率の向上を聞る
ことは全（望めない。

またこの方法ではキャストトゝラムからの塗工面の剥離
性が安定しないという欠点もある。半乾燥直接法および
再湿潤法はこれらの欠点を改良１７たものであり、前者
は塗工紙をキャストトゝラム１（導入する前に塗工層を
予め乾燥して含水分量を調節し、後者は一度乾燥した塗
工面に少量の水を与えて膨潤させるとともに過剰の水分
による突沸防止と剥離性の安定化を図るものであるが、
いずれも塗工層中の含水分率を最適条件に厳密に設゛定
して安定した工業生産を行うことは至鑓である。

一方、ゲル化キャスト法は、凝固法とも呼ばれ、塗工後
の塗工層を直ちに凝固剤の水溶液にて処理して、ゲル化
させ、非粘着性の表面層を形成した後に、キャストト９
ラムに押圧して乾燥する方法である。これは塗工液中の
蛋白質系接着剤のゲル化現象を利用するもので、凝固剤
としては硫酸アルミニウム、塩化亜鉛、塩化カルシュー
ムなどの多価金属塩が用いられる。この方法では凝固液
の水分が塗工層表面は滞留したままの状態でキャストド
ラムに導びかれることから、塗工層中の含有水分のみな
らず、付着した水分をも蒸発しなければならず、キャス
トト８ラムでの乾燥負荷が著しく太きくなる不利がある
。また場合によっては乾燥不良によって、ゲル化層の剥
離性が損われ、生産能率の向上を図れないという重大な
制約を生ずる。

さらには凝固液がキャストドラムなどの金属性装置類を
汚損あるいは腐食せしめる恐れがあり、また、付着する
凝固液の水分に十分耐えうる原紙の　　　　　　゛“強
度が必要で、坪量が一定以上（通常７０９／Ｊ以上）の
原紙を使用しなげればならないこと、などの制約がある
。

以上の説明から明らかなように、強光沢紙製造の従来技
術には数多くの問題点があり、と（に生産効率の向上に
は当業者の関心が高く、ゲル化キャスト法ではキャスト
ト８ラムの前で予備乾燥ヲ行うという先の半乾燥直接法
の理念を取入れた補助手段も提案されているが、含有水
分率の厳密な管理が容易でないことは半乾燥直接法や再
漫潤法の場合と同様である。

また従来技術で必ずしも満足な結果の得られていないも
のに塗工面の耐水性がある。オフセット印刷などの用途
には適度の耐水性が必要であり、このために従来メラミ
ンホルムアルデヒド柳脂、炭酸ジルコニウムアンセン、
グリオキザール、金属酸化物などを配合する方法がとら
れているが、十分な耐水効果を得るには塗工液の調製や
流動性に問題を生ずる場合があった。

このような現状にかんがみ本発明者らは、キャストコー
ト紙の製造方法、とくに凝固液を使用するゲル化キャス
ト法の基本的な欠点を克服することに鋭意努めた結果、
紫外線（以下Ｕ、　Ｖ、と略す）照射もしくは電子線（
以下ＥＢと略す）照射により塗工層をゲル化せしめる全
く新規なゲル化キャスト法を発明するに至り、高能率の
生産と安定操業のできる省エネルギー型キャストコート
紙の製造方法を確立したのである。すなわち本発明は、
鉱物性顔料、蛋白質系接着剤および合成ゴムラテックス
もしくは合成樹脂エマルジョン接着剤を主成分とする塗
工液に水溶性の放射線硬化型樹脂および必要であれば硬
化開始剤を添加し、該塗工液を原料に塗工後、直ちにＵ
ＶもしくはＥＢ照射して反応性樹脂の架橋もしくは重合
により塗工表面にゲル化層を形成した後に、キャストト
８ラムに抑圧密着せしめて乾燥し、必要とあらばさらに
、キャストドラムを離れた後、巻取るまでの間でＵＶも
しくはＥＢを照射することにより高能率で耐水性などに
優れた光沢性をもつ強光沢紙を製造するものである。し
たがって本発明の方法は一種のゲル化キャスト法の範ち
ゅうに入るものであるが、従来のゲル化キャスト法と異
り、凝固液を使用する必要がないことによって、 １）キャストトラムでの乾燥９荷を低減し、高能率で安
定した操業ができる。

２）キャストトラムで安定した剥離性を発現し、高平滑
度、強光沢を得ることができる。

６）塗工層の耐水性を向上する。

４）薄物原紙を使用できる。

など多（の利点を有する工業的童義のきわめて高いキャ
ストコートＭの製造方法である。

本発明によるＵＶ照射またはＥＢ照照射キャストコート
製製造法工程の一例を第１図に示した。

原級■に塗工ヘッド■で塗工液を塗工し、該塗工面にＵ
ＶまたはＥＢ装置■でＵＶまたはＥＢ熱照射て反応性樹
脂を架橋もしくは重合させることにより塗工層をゲル化
せしめ、ついでフォーミングロール■で該ゲル化塗工層
をキャンｌ−）ゝラム■に抑圧して乾燥し、セパレート
ロール■を経て、強光沢紙■を巻取る。第２図は乾燥後
の塗工層に再度ＵＶまたはＥＢ装置■でＵＶまたはＥＢ
熱照射て反応性樹脂の架橋もしくは重合を完全にし、耐
水性、塗膜強度などのなお一層の向上を図ろうとする場
合である。

本発明の実施様態としては、予め熱風、赤外線、高周波
などで塗工層中の含有水分量を低減した後にＵＶまたは
ＥＢ熱照射ることによって塗工層のゲル化を効率よく短
い照射時間で発現せしめてからキャストドラムに導入し
てもよく、又高濃度塗工液を使用することによっても同
様なゲル化促進の効果を得ることができる。

本発明の必須成分である水溶性のＵＶまたはＥＢＢ化型
樹脂としてはビニル系不飽和二重結合を好ましくは複数
個有し特に好ましくはアクリロイル、メタアクリロイル
基を両末端に持つ水溶性化学物で、例えばポリエチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコー
ルジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、プロ
ビレ　　　　　　　゛１ングリコールジグリシジルエー
テルジ（メタ）ア　−クリレート、グリセロールポリグ
リシジルエーテルポリアクリレートなどが好適でこれら
の２官能性以上の不飽和化合物を単独でもしくは収、下
に述べる単官能性の不飽和化合物とを併用して使用する
こともできる。

併用する水溶性の単官能性不飽和化合物としては、例え
ばビニルピロリドゝン、ジメチルアクリルアミドゝ、ジ
アセトンアクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ
）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレ
ートなどの水溶性モノマーあるいはこれらの共重合体、
またヒトゝロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロ
キシゾロビル（メタ）アクリレートなどのアルコール性
モノマー４、あるいはアクリル酸、メタアクリル酸、マ
レイン酸などの金属塩である水溶性塩型モノマーを掲げ
ることができる。本発明に最適なＵＶまたはＦＢＢ化型
の水溶性樹脂としてはポリエチレングリコールジ（メタ
］アクリレートなどの非極性の水溶性樹脂の使用が最も
好適で、塗工液ｎ嶺製時のイオン性に起因するショック
や増粘などのトラブルを生ずることなく、安定した塗工
液を調整することができる。これに対し例えばジメチル
アミンエチル（メタ）アクリレートや、第４級アン　　
　゛モニウム塩付加型アクリレートのようなカチオン系
の水溶性樹脂を使用する場合は、鉱物性顔料や合成ゴム
ラテックス（カルボキシ変性）と反応してゲル化したり
増粘現象を生ずる場合がある。特に合成ゴムラテックス
や合成樹脂エマルジョン接着剤にこれらの水溶性樹脂を
併用する場合には、前記合成ゴムラテックスや合成樹脂
エマルジョン接着剤のイオン性を考慮した慎重な選択が
必要である。

本発明においてＵＶもしくはＥＢＢ化型水溶性樹脂の配
合量は顔料１００重量部当り０１〜５０重景部、好まし
くは、０．１〜ろ０重量部とする。

本発明によれば、塗工液の配合処方において鉱物性顔料
、カゼインなどの蛋白質系接着剤および合成ゴムラテッ
クスもしくは合成樹脂エマルジョン接着剤にＵＶもしく
はＥＢＢ化型樹脂を添加する。

この場合、ＵＶもしくはＥＢＢ化型樹脂も接着剤と考え
、その配合量だけ合Ｆｙ、Ｊムラテックスや合成４１１
”、脂エマルジョン接着剤の配合量を漉することができ
る。

本発明のＵＶ服射法においてはＵＶ硬化開始剤をＵＶ硬
硬化樹脂１０軍 配合する。該開始剤としてはたとえばケトン船、ベンゾ
イン類、キノン類、チオキサントン類などの公知の開始
剤を誉げることかでき、増感剤を併用する場合もある。

好ましくは液状の開始剤を予め水溶性ＵＶ硬化樹脂に配
合してしかる後塗工液を調徊ｊする。ＥＢ照射法による
場合にはこれらの開始剤を添加、配合する必要はない。

ＵＶもしくはＥＢ硬化型水溶性樹脂およびＵＶ硬化開始
剤以外の塗工液成分には鉱物性顔料および接着剤、その
他強光沢紙の製造に通常使用されろ公知の物質を全て使
用できる。すなわち鉱物性顔料としては、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、亜鉛華、硫酸バリウムなどがある。また接着剤とし
てはカゼイン、大豆蛋白などの蛋白質系接着剤とスチレ
ン−ブタジェンラテックスをはじめとする共役ジエン系
共重合体ラテックス、アクリル系、もしくはメタアクリ
ル系重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのビニ
ル系エマルジョン、あるいはこれらの各種重合体のカル
ボキシル基変性体などがある。これらの接着剤は顔料１
００重量部由り２〜５０重量部、一般には５〜ろ０重量
部の配合量範囲内で使用することが好ましい。また離型
剤、流動調整剤、消泡剤、着色剤、防腐剤など公知の助
剤を必要に応じて配合することもできる。

本発明のＵＶ−１たはＥＢ照射による強光沢紙の製造法
においては、塗工面を耐水化するための耐水化剤の添加
は不要もしくは減配することができる。こればＵＶもし
くはＥＢ硬化型水溶性樹脂の不溶化によって耐水性の良
好な塗工面を得ることができるためで、必要とあらばキ
ャストドラムの後でＵＶもしくはＥＢを再度照射して塗
工層の耐水性を一投と改良することが可能である。また
堝酸化ベンゾイルなどの熱ラジカル発生剤を予め配　　
　　　　１１合しておき、キャストトラムでの熱による
ラジカル発生によってＵＶもしくはＥＢ硬化型樹脂の未
硬化成分をさらに架橋もしくは重合せしめ、耐水性の向
上を図ることもできる。

本発明のＵＶ照射に使用するＵＶ照射装痘は、２００〜
４００ルｍの紫外線を主波長として放射する高圧水銀灯
、メタルハライド水釧灯などの出力強度か４０Ｗ／ＣＴ
Ｌ〜１６０Ｗ／ｃＩＩＬの重版の装置などを使用するこ
とができる。ＥＢ照射に使用するＥ　３　照射装置とし
ては、たとえばカーテン方式の一エネルギーサイエンス
社（Ｅｎｅｒｇｙ　５ｃｉｅｒＬｃｅ社）製の装置など
を使用することができる。

これらの装置によりキャストト９ラムの前、またはキャ
ストドラムの前と後でＵＶもしくはＥＢＩＩ射を行って
得られる本発明のキャストコート紙は光沢度、耐水性お
よびＩＧＴ印刷適性などの製品物性にすぐれるばかりで
なく、キャストドラムからの塗工面の剥離性もきわめて
安定かつ良好で、生産能率の向上も可能となり、従来技
術に見られない安定操業を可能とするものである。

本発明の強光沢紙の製造に使用できろ原紙としては、木
材パルプ１００％からなる一般の原級は勿論、無機繊維
あるいは有機繊維を混抄した原紙を使用できる。例えば
使用する無機繊維としてはガラス繊維、石綿、スラグロ
ック、アルミノシリケート９維、炭素繊維など、有機繊
維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン
、アクリル系、アラミド系、フェノール系、フッ素系繊
維及び合成パルプなどを挙げることができる。

以下に実施例を挙げて説明する。実施例中部とあるのは
すべて重量部を意味する。また実施例中の諸試験はつぎ
のようにして行った。

１）剥離性：連続塗工時のキャストドラムからの塗工面
の剥離性を観察してろ段階に評価し、良好なものを○、
不良のものを×、中程度のものを△とした。

２）塗工面の状態：連続塗工時のキャストト９ラムの汚
れならびに塗工面の状態を同様に６段階評価し、良好な
ものを○、不良のものを×、中程度のものを△とした。

６）平滑度：王研式平滑度計を用いて測定。

４）　白紙光［度：ＪＩＳ　２８７４１により、クロス
メークＧＭ２６Ｄ（村上色彩研究所）を用い、７５°７
７５°および２００／　２０°の光沢度を迎１定した。

５）印刷面光沢度：単色オフセット印刷面を前記４）の
方法で沖（定した。

６）耐水性；塗工面（５αＸ５ＣＴＬ）に一定量の水を
滴下し、塗工面同志を重ね合わせて２００．９／傭　の
荷重をかけ、室温で１０時間以上放置後に剥した際の重
ね合せ部分のブロッキングの有無を調べ、全くブロッキ
ングのないものを○、全面ブロッキングしたものを×、
一部ブロッキングの見らねたものを△とした。

７）印刷性二ＲＩ　−’ｎ　　形印刷試験機（明製作所
）によって印刷インキの受理状態および乾燥状態を調べ
、全く問題のないものを○、一部でも転移または乾燥不
良の望められるものは×とした。

３　）　　Ｉ　ＣＴ　：　Ｉ　ＧＴ　印刷ｇＭｍヲ使用
実施例１ カオリン（ＵＷ−９［Ｉ　ＥＭＣ社製）　　　　　　１
００部カゼイン（ファンリーフ社製）　　　　　　　　
　　１０″ＳＢＲラテツクス（ＳＮ−３０４住友ノーガ
タツク）　　　　　５″ステアリン酸カルシウム　　　
　　　　　　　　　　２“ＵＶ開始剤（■ｉｃｕ、γＣ
５５ストウファ岬社製）　　　　　　０．２５“からな
る塗工液組成物（全固形分５０％、Ｂ型精度（６０°Ｃ
）　　１，０ＯＯＣｐ）　を第１図に示すキャストコー
タにより、塗工用原紙（坪量７ｉ／ｍ）に１部Ｍ’／ｙ
ｘ　　（固形分）塗工し、ＵＶ照射装置（ユニキュアシ
ステム　ウシオ電機社製、１６０Ｗ／ｃｍ）で塗工層を
照射し、キャストドラムに抑圧、乾燥（キャストドラム
設定温度１０５℃）して、強光沢紙を作製した。キャス
トドラムでの塗工面の剥離性、塗工面の鏡面状態ならひ
に得られた塗工紙の諸物性を第１表に示した。

実施例２ 実施例１フ塗工液配合組成において、ＵＶ硬化型樹脂ポ
リエチレングリコールジメタアクリレート５部に代えて
グリセロールポリグリシジルエポキシポリアクリレート
（ＤＡ３１４．　ナガセ化成社製）１部を添加してＵＶ
硬化開始剤の添加量を０．０５部とし、ＳＢＲラテック
スの醍含量を９部とした合成樹脂系接着剤の総記合量が
、実施例１と同じ＜１０部である塗工液を実施例１と全
（同様にして第１図のキャストコータにより塗工し、Ｕ
Ｖ照射を行って強光沢紙を得た。剥離性、塗工面の状態
および塗工紙の物性を第１表に併・ｗした。

実施例６ 実施例１の塗工液配合処方でＵＶ硬化開始剤ｖｉｃｔｔ
、ｒｉ　５５を除イタ塗工液ヲ６５　Ｅｌ／ｒｎ”（７
）２工用原紙に塗工同形公開：が１５　ｇ７ｍ２になる
ようマイヤーバーで手塗りし、直ちにＥｌｅｃｉｒｏｃ
ｕ、ｒｔａｉｎ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｌ？Ｌｅｎｃｅ社）
を用いて、加速τ′圧１５０ＫＶ、電流２７′ｎ、Ａ、
コンベア速度４０　ｍ７ｍ、ｉｎ、で電子線総照射量１
．０　Ｍｒａｄ　を照射し、しかる後にキャリヤペーパ
ーを用いて、核子塗り試料をキャストドラムに導き、強
光沢紙試料を作製した。この場合の剥離性、塗工面の状
態、試料の物性も第１表に併記した。

比較例１ 実施例１の塗工液配合処方中ＵＶ硬化型樹脂とＵＶ硬化
開始剤を除き、ＳＢＲラテックスを５部から１０部に増
量し、通常のゲル化キャスト法にしたがって実施例１お
よび２と同様塗工用原紙の片面に１５．！ｉ’／７Ｗ　
　（固形分）塗工して強光σ（紙を作製した。ゲル化剤
には塩化、カルシウム（１０％水溶液）を用いた。得ら
れた結果を第１表最右欄にまとめて示した。

第１表に見られるように、水溶性のＵＶもしくはＫＢ硬
化型樹脂を添加した塗工液を使用し、ＵＶもしくはＥＢ
装置によって塗工層をゲル化させ、しかる後キャストド
ラムに抑圧、乾燥して作製した本発明による強光沢紙は
実施例１．２、乙のいずれの場合もキャストトゝラムか
らの塗工面の剥離性にすぐれ、また塗工面の状態もきわ
めて満足できるものであった。塗工層の物性も、実施例
１はＵＶ硬化型樹脂の添加量が多いために、ＵＶ照射に
よる塗工Ｊｑ４のゲル化が進み光沢度でわずかに低い値
を示すほかは全般的に良好で、耐水性、印刷性（インキ
受理性、インキ乾燥性）にすぐれていた。

特にＩＧＴ印刷適性試験機による紙面強度は比較例１の
値に比べ実施例１〜６の値は極めて太きかった。

第１表に併記した比較例はＵＶもしくはＥＢＩＩ射によ
らず、従来技術であるゲル化キャスト法によったもので
ある。この方法においても低速で行うかぎり、キャスト
ドラムでの剥離性はよ（、剥離した塗工面も良好で高い
平滑度と光沢度を与える。しかし塗工面の耐水性はＵＶ
もしくはＥＢ照射法によるものより劣り、一部ブロッキ
ングが見られた。

第１表から明らかな通り、キャストトゝラムの述転速度
を同一にした場合、実施例１〜３および比較例１ともに
キャストドラムでの剥離性および塗工面状態が良好であ
った。一方、耐水性およびＩＧＴ印刷適性は本発明の方
法のほうが此較偵１１の従来法よりも優れていることが
わかった。特に、本発明のＩＧＴの値は極めて高い値を
示した。この結果をふまえて実際の操業を行なう場合を
考えると、本発明は前述のとと（極めて優れたＩＧＴ値
を示すため、キャストドラムが非常に汚れに（く、塗工
面状態を極めて良好に保つことが可能である。したがっ
て、従来法よりもキャストドラムの汚れを除去する回数
を減らすことができ、１回の装置の運転から停止までの
期間を長くすること　　　　　゛が可能である。

さらに、製造された強光沢紙に印刷を行なう段階におい
てもＩＧＴ値が極めて高いため印刷機のブランケット１
ｊｉａｌが従来法よりも紙粉による汚れが少なくブラン
ケット面を極めて良好に保つことが可能である。したが
って、本発明の方法により従来法よりも安定かつ能率的
な操業を行なうことが可能である。

また実施例１′においてＵＶ硬化型樹脂ポリエチレング
リコールジメタアクリレートの添加はを５部から２．５
部に妓量したものも若干耐水性に劣る傾向を示したが、
キャストドラムから剥離後その一部をとって再度ＵＶ照
射にかけることにより耐水性が陶土することを認めた。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗工後キャストドラムに入る前にＵＶもしくは
ＥＢｇ射を行う場合、第２図はキャストドラムの前と後
でＵＶもしくはＥＢ熱照射行う場合のキャストコータの
模式図を示したものである。 両図において、 ■　繰出された原紙 ■　塗料の塗工ヘットゝ ■　ＵＶもしくはＥＢ照射装置 ■　フォーミングロール ■　キャストドラム ■　セパレートロール ■　ＵＶもしくはＥＢ照射装置 ■　製品強光沢紙 手続補正書 昭和５８年Ｚ月げ日 ２、発明の名称 強光沢紙の製造方法 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称（２３４）山陽国策パルプ株式会社４、代理人 明細書の〔発明の詳細な説明〕の欄 ６補正の内容 （１）明細書第１６頁５〜６行「ＵＶ硬化型樹脂ポリエ
チレングリコールジアクリレート新中村化学工業製）」
とあるを 「ＵＶ硬化型樹脂 ポリエチレングリコールジメタアクリレート（ＮＫエス
テル　１４Ｇ、　新中村化学工業製）」 に補正する。 （２）明細書を下記に補正する。 頁　　　　行　　　　補正前　　　　　補正後４　　　
１０　　　塗工層表面は　　　塗工層表面に５　下から
６　　アンセン　　　　　アンセン６２Ｕ、Ｖ、Ｕ■ １８　　８　　塩化、カルシラ　　卵ヒ力ルシウムム 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉱物性顔料、蛋白質系接着剤および合成ゴムラテッ
   クスもしくは合成樹脂エマルジョン接着剤を主成分とす
   る塗工組成液に、放射線硬化型水溶性樹脂および必要と
   あれば硬化開始剤を添加し、塗工用原紙に該塗工液を塗
   工後、キャストドラムで抑圧および乾燥する強光沢紙の
   製造方法において、該塗工液の塗工後、キャストドラム
   に入る前に放射線照射を行うことを特徴とする強光沢紙
   の製造方法。 ２、放射線の照射が紫外線の照射である特許請求の範囲
   第１項にもと７７の強光沢紙の製造方法。 ３、放射線の照射か電子線の照射である特許請求の範囲
   第１項に記載の強光沢紙の製造方法。 ４、鉱物性顔料、蛋白質系接着剤および合ｆ）’ｉゴム
   ラテックスもしくは合成樹脂エマルジョン接着剤を主成
   分とする塗工組成液に放射線硬化型水溶性樹脂および必
   要とあれば硬化開始剤を添加し、塗工用原紙に該塗工液
   を塗工後、キャストドラムで抑圧および乾燥し、その後
   巻取る強光沢紙の製造方法において、該塗工液の塗工後
   、キャストドラムに入る前の間、及びキャストドラムを
   離れた後から巻取るまでの間の２箇所で放射線照射を行
   なうことを特徴とする強光沢紙の製造方法。 ５、放射線の照射が紫外線の照射である特許請求の範囲
   第４項に記載の強光沢紙の製造方法。 ６　放射線の照射が電子線の照射である特許請求の範囲
   第４項に記載の強光沢船の製造方法。