JPS60146097A - キヤ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】 本発明は、キャ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ャスト塗被紙を高速度で
製造できるリウェツトキャスト法に関するものである。

キャ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
圧接するリウェツトキャスト法等が知られている。

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おいてそれぞれ
以下の如き問題点を有している。

即ち、ウェットキャスト法では、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（
首なくされてしまう。

ゲル化キャスＩ・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」二に」二げ
るごとも可能であるが、塗被層中に含まれる多量の水分
を加熱ドラＬ１面と圧接ロールで形成されるニップ中で
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、リウェツトキャスト法では、塗被層が一旦乾燥さ
れるため、加熱ｌ：′ラム面の温度を９０〜１８０“Ｃ
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
沢の塗被紙が得られるものの、高速度操業になるに従っ
てピンボール状の斑点や光沢ムラ等が発生し塗被面の均
質刊が急激に失われてしまう。

リウェツトキャスト法におりるこのような問題を改良す
る為に、例えば再湿潤する前の塗被層を過度にスーパー
カレンダー掛けして平滑化してお（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ャ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
損なうことになってしまう。

そこで嵩高さをｍ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
ャスト仕上げが困難となる。

また仕上りキャ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し易くなる。

更に、リウェツトキャスト法は、一般に高温、高圧キャ
ストであるため、−可成型されたコート層が（［ｆ構成
される際に）＼イダーが移動し易く、特Ｇこ高速キャス
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１−ラブ１１ノを起す原因となる。

かかる現状に鑑み、本発明者等は、高品質のキャスト塗
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
重合体ラブ・ノクスを用い、かつ特定の金属塩を助剤と
して併用することによって、リウェツトキャスト 欠点が効率よく改良されることを見出し、本発明を完成
するに至った。

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で強光沢仕
上げするキャ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有する共重
合体ラブ・ノクスを含有し、かつ助剤として亜鉛、アル
ミニウム、マグネシウムの塩を少なくとも一種含有せし
めたことを特徴とするギヤスト塗被紙の製造方法である
。

従来からキャ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セインのゲル化剤や
耐水化剤として使用する方法は提案されており、リウェ
ツトキャスト法においても、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
よって、より強光沢ををするキャ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、スビーＨの上昇に伴ってドラムピンク、ドラム
くもりを起し易くなり、キ４。

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って、より光沢をえ易くし成膜性物
質の使用量を減らず工夫がなされているが、反面かかる
塩の添加によって今度はコート層の表面強度が弱くなる
という新たな難点かイ」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。

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
ラテックスであるが、かかるラテックスは、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、キャスト塗被紙用塗被組成物への利用も行なわ
れている。然し乍ら、かかる共重合体ラテックスはカゼ
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、
実際にはラテッ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、特にリウェントキャスト用の塗
被組成物として、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムの
塩と不飽和カルボン酸を含んだ共重合体ラテックスとを
併用すると、上記の如き欠陥を伴うことなく、従来のり
ウェットキャスト法の問題点であったキャスト面の光沢
ムラ、密着ムラと印刷表面強度低下の難点が一挙に解決
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、必すしも明確で
はないが、助剤として添加した亜鉛、アルミニウム、マ
グネシウム塩の金属イオンが、共重合体ラテックスのカ
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、結果的にリウェツトキャスト法で再湿潤
され加熱鏡面ドラムに１モ接される際の乾燥蒸気の透過
を極めて容易にし、塗被層と鏡面トラムとの密着性をも
改良しているためでばないかと推測される。

本発明で用いられる不飽和カルホン酸を七ツマー成分と
して有する共重合体ラテックスは、アクリル酸、メタク
リル酸などのモノカルホン酸あるいはフマール酸、イタ
コン酸、マレイン酸なとのジカルボン酸等の不飽和カル
ホン酸をモノマー成分として単独又は二種以上併用して
共重合したラテックスであり、スチレン・ブタジェン共
重合体、メチルメククリレ−１・・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等が含まれ
、これらの重合体ラテッ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ックスの不飽和カルボ
ン酸の含有量は、共重合体ラテックス中の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。

しかし、１０重量％を越えると得るられるラテックスの
粘度が高くなり、塗被液の増粘傾向も激しく、結果的に
鏡面トラムに圧接する前の乾燥コート層が不均一となり
返って密着ムラが発生ずることになってしまう。

かかる特定の共重合体ラテックスは塗被組成物中に、顔
料１００重房部に対して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）＆性の低下を来す恐れがある。

本発明で用いられる亜鉛、アルミニウム、マグネシウム
の塩は、塗被組成物中に顔料１００重量部に対して０．
５〜１０重量部重量部台するのが望ましい。配合割合が
０．５Ｍ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。

なお、これら特定の塩の中でも、特に硫酸塩、硝酸塩、
酢酸塩又はギ酸塩は本発明の所望のシＪ果に優れており
、とりわけ硫酸塩はその効果が顕著であるため、最も好
ましく用いられる。

また、塗被組成物の調製に際し、これらの塩の添加によ
って一時的に塗被液の粘度が上昇することがある為、こ
れらの塩は攪拌、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って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、ザチンホヮイＩ〜、プ
ラスチッ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
ックスが主たる接着剤として用いられるものであるが、
かがるラテックスの他に例えば、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ックス類、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、陽性椴松、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１等、−ｍ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］「１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
応して適宜使用されるものである。

かくしてＩｉＩ！ｌｌ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−、ブラシコーター、カーテ
ンコーター、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、ザイス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４０〜７０
市量％であるが、操業性を考慮すると４５〜６５重量％
の範囲が好ましい。また、原紙としては一般の印刷用塗
被紙やキャスＩ・塗被紙に用いられる米坪３０〜４００
　ｇ／ｍのペーパーヘース或いはボードヘースの原紙が
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
勿論使用出来る。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〜
５０　ｇ／ｎ（程度塗被されるが、得られるキャスト塗
被紙の白紙品質、キャスト塗被速度の改良Ｑ）果の点で
１５〜３５ｇ／％の範囲で調節されるのが最も好ましい
。

原紙１−に塗被された塗被組成物の乾燥は熱風ト′ライ
ヤー、エヤーボイルドライヤー、エヤーキャップトライ
ヤー、シリンダードライヤー、赤外線ドライヤー、電子
線１−ライヤー等通常の塗被紙用乾燥装置によって行わ
れる。塗被紙の乾燥程度は、原紙の種類、塗被４■成物
の種頬等によって異なるが、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うことも
出来るが、当然キャスト塗被紙の特徴である嵩高さや剛
度を著しく損なうようなキャレンダー処理は避ける必要
がある。

そして、通常のり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−
ト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ャスト法におい
て、その作用効果が顕著に現れるため、とりわけ高温、
高速リウェノ１〜キャ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ョン、脂肪酸石鹸、カ
ルシウムステアレート、マイクじ１クリスクリンワツク
ス、界面活性剤、ロー１・浦等のぬ１型剤を０．Ｏ１〜
３市呈％程度含有した水溶ｌｆｋ、エマルジョン等通糸
の１す／ｌＩ！４＾１液が用いられる。また、密着ムラ
をより改良するべく、アルカリやヘキザメタリン酸ソー
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か、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％ば特に断ら
ない限り、それぞれ重量部及び重量％を表わす。

実施例１〜５、比較例１〜４ 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１’！＋［
ａした。これに消泡剤としてトリブチルフォスフニー１
−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熔解したカゼ
イン水／８液（濃度１５％）１０部及びアクリル酸・ブ
タジェン・メチルメタクリレート　（２・３３・６５％
）共重合体ラテックス１８部（固形分）を加え、更に水
を加えて固形分濃度５０％の塗被液を調製した。

得られた塗被液に第１表に示す如き各種の金属塩をそれ
ぞれ第１表に示す如き割合で添加し、アンモニアでｐＨ
８，０に８１υ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４では、アクリル酸・ブタジェン・メチル
メタクリレート共重合体ラテックスの代りにアクリル酸
成分を有しないブタジェン・メチルメタクリレート（３
５・６５％）共重合体ラテッ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。

得られた９種類の塗被液を用いて第１図に示す装置にて
リウェツトギヤストを行った。即ち、米坪８０　ｇ／％
の原紙（１）に乾燥重量が２８　ｇ／ｒｌ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７５０　ｍｍのゴムロール（４）と直径１５
０９ｍｍのクロムメッキしたキャストドラム（５）で形
成されるブレスニップ（６）に通細し、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＋Ｔｆ
湿潤した後、表面温度１０５℃のキャストドラム（５）
にブレスニップ圧２００　ｋｇ／ｃｍで圧接し乾燥後、
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。

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。

第１表 （注）・密着ムラの評価 Ｏは、キャスト後の塗被面に密着ムラ は殆どみられない。

×は、キャスト後の塗被面に密着ムラ がかなりみられる。

・光沢度の評価 ＪＩＳ、Ｐ８１４２によって測定した 値で、数値の大きい方が光沢度は高い。

・印刷強度の評価 Ｒ１印刷機（明製作所製）にてタンク ハリュウの大きなインキを印刷し、塗 被層のピッキング度合で評価した。

○ば、はとんど塗被層のピッキングが 発生していない。

×ば、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。

実施例６〜７、比較例５ 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　ｇＨ
＋をコーレス分１（＜　Ｒを用いて分散し、固形分１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ォスフェ−１−０゜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濃
度１８％水溶液６部（固型分）を加え、アンモニアでｐ
Ｈを９．５に調整した。

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ックスをそレソれ固形
分で２０部添加し、アンモニア及び水を加えて固型分濃
度が４８％、ｐｉが８．５の塗被液を１υた。

この塗被液を用いて第２図に示す装置にてリウェツトキ
ャストを行なった。即ち、パルプＫ、■成がＮＢＫＰ３
０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／Ｍの原紙ｆｉｌに乾燥
重量が２５ｇ／ｍとなるように」−記の塗被液をブし・
−トコ−クー（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８００■のプレスロール（４）と直径３００
０ｍｍ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（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って塗
被１５表面を再湿潤し、次いでプレスニップ圧１５０　
ｋｇ／ｃｍ、Ｆラム表面温度１０５°Ｃ１回転スビーＦ
７０ｍ／分のキャストドラム（５）に圧接し乾燥後、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＃ＩＥ　（９１を製造した。

〔共重合体ラテックスの種類〕

実施例６・・・クロトン酸・ブタジェン・メチルメタク
リレ−１−（５・４０・５５％） 共重合体ラテックス 実施例７・・・メタクリル酸・ブタジェン・スチレン（
１，５・４１．５・５７％）共重合体ラテックス 比較例５・・・メタクリル酸・ブタジェン・スチレン（
１２・３８・５０％）共重合体 ラテックス 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２表に示した。

第２表 なお、評価方法は上記実施例１〜５と同様に実施した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の実施例で使用したキャス
トコーターの楯路線図である。 （１）・・・Ｊ＋：ｆ　９ル、（２）・・・エアーナイ
フコーター、（２）′・・・プレートコーター、（３）
・・・乾燥機、（４）・・・プレスロール、（５）・・
・キャストドラム、（６）・・・プレスニップ圧 （９）・・・キャスト塗被紙、 特許出願人　神崎製紙株式会社 手続補正吉 昭和５９年２月９日 特許庁長官　殿 １、　事件の表示 昭和５８年特許願第２４８０７８号 ２、　発明の名称 キャスト塗被紙の製造方法 ３、　補正をする者 代表者　遠　藤　福　雄 ４、代理人 居　所　（〒６６０）尼崎市常光寺元町ｌの１１神崎製
紙株式会社内 ６、　補正の対象　「発明の詳細な説明」の欄７、　補
ｉ［の内容　別紙のとおり （補正の内容） （１１明細書第Ｘ６頁１０行目の「ラテックスを配合し
た以外は上記」の後に「実施例１」を挿入する。 （２）明細書第１７頁第１表の比較例４を以下の如く補
正する。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   げするキャ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有する共重合
   体ラテックスを含有し、かつ助剤として亜鉛、アルミニ
   ウム、マグネシウムの塩を少なくとも一種含有すること
   を特徴とするキャスト塗被紙の製造方法。
2. （２）亜鉛、アルミニウム、マグネシウムの塩が硫酸塩
   、硝酸塩、酢酸塩又はギ酸塩である請求の範囲第（１）
   項記載の製造方法。
3. （３）　亜鉛、アルミニウム、マグネシウムの塩を顔料
   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（１１項又は第（２）項記載の製造方法。