KR20070021109A

KR20070021109A - 캐스트 도공지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20070021109A
Application number: KR1020067007296A
Authority: KR
Inventors: 유키코 오히라; 히데히코 가이; 기요시 하타케야마; 히데아키 니소기; 히로카즈 모리이
Original assignee: 니뽄 세이시 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2007-02-22
Also published as: CN1878912B; JP5016222B2; JPWO2005038134A1; CN1878912A; KR101073946B1; WO2005038134A1; US20070221349A1; US8025924B2

Abstract

본 발명의 과제는, 백지 광택, 인쇄 적성이 우수하고, 또한 생산성이 우수한 캐스트 도공지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

원지에 안료와 접착제를 주성분으로하는 캐스트 도공층을 마련하여 습윤상태에 있는 상기 캐스트 도공층을 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리하는 캐스트 도공지에 있어서, 상기 캐스트 도공층은, 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2 ㎛의 범위에 있는 입자가 65% 이상 함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상 함유하고, 플라스틱 피그먼트를 함유하는 것을 특징으로 하는 캐스트 도포지 및 그 제조방법.

Description

캐스트 도공지 및 그 제조방법{CAST COATED PAPER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 원지에 안료와 접착제를 주성분으로 하는 캐스트 도공층을 설치하여 상기 캐스트 도공층이 습윤상태에 있는 동안에 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리하는 캐스트 도공지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

캐스트 도공지라 불리우는 강광택 도공지는, 원지의 표면에 안료 및 접착제를 주성분으로 하는 수성 도료를 도공하여 캐스트 도공층을 설치하여 도공층이 습윤상태에 있는 단계에서, 캐스트 도공층을 가열된 금속제의 경면 마무리면(드럼)에 압착하여 건조함으로써 제조되고 있다.

이 캐스트 도공지의 제조방법으로서는, 습윤상태의 도공층을 직접 가열된 경면 마무리면에 압접하여 광택 마무리하는 웨트 캐스트법, 습윤상태의 도공층을 겔상태로 하여 가열된 경면 드럼면에 압접하여 광택 마무리하는 겔화 캐스트법, 습윤상태의 도공층을 일단 건조한 후, 재습윤에 의하여 가소화하여 가열된 경면 마무리면에 압접하는 재습윤 캐스트법 등이 알려져 있다.

이들 캐스트 도공지 제조법은 어느 것이나 캐스트 도공층이 습윤 또는 가소상태에 있는 동안에 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조시키는 것으로 공통되어 있 다. 단, 캐스트 도공층의 가소상태의 차이에 의하여 조업성 및 얻어지는 캐스트 도공지의 품질에 있어서, 각각 이하와 같은 단점이 있다. 웨트 캐스트법에서는 캐스트 도공층의 점성이 낮고, 경면 드럼면의 온도를 100℃ 이상으로 하면 도공액이 비등하여 도공층이 파괴되기 때문에, 경면 드럼면의 온도를 100℃ 이상으로 할 수 없다. 캐스트 가공 전의 건조공정이 없고, 건조부하도 크기 때문에, 조업을 부득이하게 저속도에서 하고 있는 실정이다.

겔화 캐스트법에서는 캐스트 도공층이 겔화되어 있기 때문에, 경면 마무리면의 온도를 100℃ 이상으로 하는 것이 가능하다. 그러나 역시 캐스트 가공 전의 건조공정이 없어, 건조부하가 크기 때문에 캐스트 도공층 중에 함유되는 다량의 수분을, 경면 드럼 접촉시에 원활하게 원지층 중으로 이행시켜 증발 제거할 필요가 있고, 또 도공층의 겔화의 정도를 조절하는 것도 어렵고, 이 때문에 너무 고속으로 캐스트 가공을 행하면 백지광택 등의 품질이 저하된다.

재습윤 캐스트법에서는 캐스트 가공 전에 캐스트 도공층이 일단 건조되기 때문에, 경면 드럼면의 온도를 90 ~ 180℃까지 올리는 것이 가능하다. 그러나 웨트 캐스트법, 겔화 캐스트법과 비교하여 캐스트 도공층의 가소성이 낮기 때문에, 고속으로 캐스트 가공한 경우, 캐스트 도공층 표면의 핀홀, 밀착 얼룩 등의 이른바 캐스트면의 불량이 발생하기 쉬워진다는 단점이 있다.

또한, 캐스트 도공지의 품질면에 있어서 일반적으로 백지광택과 비교하여 인쇄광택이 뒤떨어지고, 전면 인쇄한 인쇄물의 경우, 백지 광택으로부터 기대되는 만큼의 인쇄광택이 얻어지지 않아 더 한층의 인쇄광택의 향상이나 캐스트면감의 개선 이 요망되고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 방법이 제안되어 있다. 예를 들면 캐스트 도공층 중에 플라스틱 피그먼트와 최저 증막 온도가 0℃ 미만인 라텍스를 배합하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 방법으로 얻어진 캐스트 도공지는 백지광택이 우수하나, 인쇄광택이 낮고, 종이의 투기성이 충분하지 않고, 생산효율이 낮다. 또 캐스트 도공층 중의 안료의 입도 분포를 규정하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 이 방법으로 얻어진 캐스트 도공지의 인쇄광택은 종래품과 비교하여 개선되어 있으나, 그래도 백지광택에 대하여 낮고, 캐스트면감에도 뒤떨어지는 것이었다. 또 캐스트 초벌칠 층에 중공 플라스틱 피그먼트를 배합하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3 참조). 이 방법으로 얻어진 캐스트 도공지의 생산효율은 종래품과 비교하여 개선되어 있으나, 그래도 캐스트의 면감이나 인쇄 적성 등의 품질에 충분히 만족할 수 있는 것은 아니었다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평4-146294호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개평10-18197호 공보

[특허문헌 3]

일본국 특개평9-268493호 공보

이와 같은 상황을 감안하여 본 발명의 과제는 캐스트면의 면감, 백지광택 및 인쇄 적성이 우수하고, 또한 생산성이 높은 캐스트 도공지를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 각종 캐스트 도공지 제조법의 이들 단점을 해소하기 위하여 예의 검토한 결과, 캐스트 도공층의 처방에 연구를 가함으로써 문제를 해결하는 것에 성공하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 원지에 안료와 접착제를 주성분으로 하는 캐스트 도공층을 설치하여 습윤상태에 있는 상기 캐스트용 도공층을 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리하는 캐스트 도공지에 있어서 상기 캐스트 도공층이, 입자지름 0.4 ~ 4.2㎛의 입자가 체적 기준으로 65% 이상 함유되는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상 함유하고, 유기안료인 플라스틱 피그먼트를 함유한 캐스트 도공층을 설치함으로써, 캐스트 도공지 표면의 면감이나 백지 광택도가 우수하여 인쇄 광택도가 백지 광택도보다 높고 인쇄 적성이 우수한 캐스트 도공지가 얻어지는 것이다. 또원지에 안료와 접착제를 주성분으로 하는 도공액을 도공하여 도공층을 형성시켜, 습윤상태의 상기 도공층을 건조한 후, 재습윤에 의해 가소화하여 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리한 캐스트 도공층을 형성한 캐스트 도공지의 제조방법에 있어서, 상기 도공액은, 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2 ㎛의 범위에 있는 입자가 65% 이상 함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상 함유하고, 플라스틱 피그먼트를 함유하는 것을 특징으로 하는 캐스트 도공지의 제조방법에 의하여 캐스트면의 면감, 백지 광택도, 인쇄 적성이 우수하고, 또 도공 적성이 우수하여 높은 효율로 생산할 수 있는 것을 발견하였다. 본 발명이 원하는 효과가 얻어지는 원인은 반드시 분명하지는 않으나, 다음과 같이 추정된다. 일반적인 도공 조성물용무기안료는, 미세한 입자나 조대한 입자가 혼합되어 있기 때문에, 입자지름 분포가 넓다. 입자지름이 동일한 볼입자로 구성되는 단분산의 경우, 입자의 충전율은 입자지름에 의존하지 않고 동일하나, 다분산, 예를 들면 2종류의 다른 입자지름을 가지는 볼의 혼합계에서는, 입자의 충전밀도는 큰 입자지름과 작은 입자지름의 비, 및 2종류의 입자의 혼합비율 등에 의존하여, 입자지름의 비(작은 입자의 입자지름/큰 입자의 입자지름의 값)가 작을 수록 충전율은 높아진다. 따라서 입도 분포가 좁은 안료로 이루어지는 도공층은 입도 분포가 넓은 것에 비하여 안료입자의 충전율이 낮아지고, 도공층의 공극이 커져, 투기성이 양호해진다. 또 플라스틱 피그먼트가 도공층 중의 안료끼리의 사이로 들어가 공극이 생김으로써 도공층 전체의 투기성이 양호해진다고 생각되고, 캐스트 가공시의 수분의 제거가 원활하게 행하여져, 높은 효율로 생산할 수 있다고 생각된다. 한편, 본 발명의 입도 분포가 좁은 카올린과 플라스틱 피그먼트를 병용함으로써, 도공층의 안료입자의 충전율이 낮아져, 원지의 피복성이 향상하여 경면 마무리에 의하여 도공층 표면이 경면을 전사(傳寫)하기 쉬워진다. 그 결과 백지 광택도가 향상하고, 또 인쇄 잉크의 비히클이 흡수되기 어렵기 때문에, 인쇄 광택도가 향상하는 것으로 생각된다. 또한 플라스틱 피그먼트는 경면 마무리면의 열에 의하여 경면을 전사하기 더욱 쉽기 때문에 백지 광택도보다도 인쇄 광택도가 높아진다고 짐작된다. 플라스틱 피그먼트의 함유량은, 무기안료 100 중량부에 대하여 5 ~ 50 중량 함유하는 것이 바람직하다. 또 본 발명에 있어서는 원지가 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물을 함유함으로써 백지 광택도, 인쇄 광택도 및 캐스트면의 면감이 향상되고, 생산성에 있어서는 도공 적성이 우수하여 보다 높은 효율로 생산 가능하다. 이와 같은 효과가 얻어지는 원인은 반드시 분명하지는 않으나, 다음과 같이 추정된다. 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물을 함유하는 원지는, 펄프 섬유 사이의 공극이 많기 때문에 투기성이 양호해진다. 이와 같이 원지의 투기성이 향상하고, 본 발명의 도공층을 사용함으로써 투기성이 더욱 향상되기 때문에, 경면 마무리면의 온도를 높게 할 수 있어, 경면 마무리할 때의 수분의 제거가 원활하게 행하여져, 고속으로의 경면 마무리 가공이 가능해지고, 그 결과, 높은 효율로 생산할 수 있다고 생각된다. 또 본 발명에서 규정한 도공층과 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물을 함유하는 원지를 조합시킴으로써, 경면 마무리면과의 압접시의 밀착성이 향상하여 습윤한 도공층 표면이 경면 마무리한 면을 전사하기 더욱 쉬어지기 때문에, 백지 광택도가 향상되고, 또 인쇄 잉크의 비히클이 흡수되기 어렵기 때문에 인쇄 광택도가 향상하고, 캐스트의 면감도 향상하는 것으로 생각된다. 플라스틱 피그먼트는 경면 마무리 가공을 행함으로써 경면 마무리면의 열에 의하여 원지의 피복성이 더욱 향상되기 때문에, 백지 광택도보다 인쇄 광택도가 높아진다고 짐작된다. 또 본 발명에 있어서는 재습윤액으로 재습윤하기 전의 도공층을 캘린더 등을 사용하여 평활화 처리함으로써 백지 광택도, 인쇄 광택도 등이 향상된다.

본 발명의 캐스트 도공지는, 캐스트면의 면감이 우수하고, 백지 광택도가 높으며, 백지 광택도보다도 높은 인쇄 광택도가 얻어져, 인쇄 적성이 우수한 캐스트 도공지가 얻어진다. 또 본 발명의 캐스트 도공지의 제조방법은, 도공속도가 빨라 생산성이 우수한 캐스트 도공지를 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서는 원지에 특정한 안료와 접착제를 주성분으로 하는 도공층을 설치하여 습윤상태의 상기 도공층을 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리하여 캐스트 도공지를 제조하는 것이다.

본 발명에 있어서, 캐스트 도공층에 설치하는 안료로서는, 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2·높은 범위에 있는 입자가 65% 이상 함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상, 바람직하게는 60 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량부 이상이다. 또 본 발명에 있어서, 플라스틱 피그먼트를 함유할 필요가 있고, 함유량은 바람직하게는 무기안료 100 중량부당 5 ~ 50 중량부이고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 45 중량부, 더더욱 바람직하게는 20 ~ 45 중량부 함유하는 것이다. 본 발명에 사용하는 플라스틱 피그먼트는, 솔리드형, 중공형, 또는 코어/셀 구조를 가지는 플라스틱 피그먼트 등을 필요에 따라, 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 솔리드형의 플라스틱 피그먼트의 배합량은, 무기안료 100 중량부당 10 ~ 50 중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 ~ 45 중량부이다. 또 중공형의 플라스틱 피그먼트의 배합량은, 무기안료 100 중량부당 5 ~ 25 중량부가 바람직하고, 더더욱 바람직하게는 10 ~ 23 중량부이다. 플라스틱 피그먼트의 구성 중합체 성분으로서는, 바람직하게는 스틸렌 및/또는 메틸메타아크릴레이트 등의 모노머를 주성분으로 하여, 필요에 따라 이들과 공중합 가능한 다른 모노머가 사용된다. 이 공중합 가능한 모노머로서는 예를 들면 메틸스틸렌, 클로로스 틸렌이나 디메틸스틸렌 등의 올레핀계 방향족계 모노머,(메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 2에틸헥실, (메타)아크릴산 글리시딜, (메타)아크릴산 니트릴 등의 모노올레핀계 모노머 및 아세트산 비닐 등의 모노머가 있다. 또 필요에 따라 예를 들면 아크릴산, 메타 아크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 크로톤산 등의 올레핀계 불포화 카르본산 모노머류, 하이드록시에틸, 메타 아크릴산 하이드록시에틸, 아크릴산 하이드록시프로필 등의 올레핀계 불포화 하이드록시 모노머류, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드, N메틸롤 아크릴아미드, N메톡시메틸 아크릴아미드, N메톡시메틸메타아크릴아미드 등의 올레핀계 불포화 아미드 모노머류, 디비닐벤젠과 같은 2량체 비닐 모노머 등을 적어도 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 모노머는 예시이며, 이 밖에도 공중합 가능한 모노머이면 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 사용하는 플라스틱 피그먼트는, 통기성이나 표면 강도의 저하를 초래하지 않는 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정기를 사용하여 측정한 평균 입자지름이 0.1 ~ 1.5·높은 것을 배합하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 평균 입자지름이 0.1 ~ 1.0·향A 더더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.6·높은 것을 배합한다.

또, 본 발명에 있어서 도공지용으로 종래부터 사용되고 있는 상기 이외의 카올린, 점토(clay), 델라미네이티드 점토, 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘, 탈크, 이산화 티탄, 황산 바륨, 황산 칼슘, 산화 아연, 규산, 규산염, 콜로이달실리카, 새틴 화이트 등의 무기안료 등을 필요에 따라 1종류 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 특히 본 발명과 같이 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2·높은 범위에 있는 입자가 65% 이상 함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량부 이상 함유시킴으로써, 백지 광택도 및 인쇄 광택도가 향상되고, 캐스트면의 면감이 우수하다.

본 발명에 있어서 캐스트 도공층에 사용하는 접착제는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 도공지용으로 종래부터 사용되고 있는 스틸렌·부타디엔계, 스틸렌·아크릴계, 에틸렌·아세트산 비닐계, 부타디엔·메틸메타크릴레이트계, 아세트산 비닐·부틸아크릴레이트계 등의 각종 공중합체 및 폴리비닐알콜, 무수말레인산 공중합체, 아크릴산·메틸메타크릴레이트계 공중합체 등의 합성계 접착제, 카제인, 대두단백, 합성단백의 단백질류, 산화전분, 양성전분, 요소인산 에스테르화 전분, 하이드록시에틸 에테르화 전분 등의 에테르화 전분, 덱스트린 등의 전분류, 카르복시에틸셀룰로스, 하이드록시에틸셀룰로스 또는 하이드록시메틸셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체 등의 통상의 도공지 접착제 1종류 이상을 적절하게 선택하여 사용된다. 이들 접착제는 무기안료 100 중량부당 5 ~ 50 중량부, 더욱 바람직하게는 5 ~ 30 중량부 정도의 범위에서 사용된다.

또, 본 발명에 있어서 캐스트 도공층 중에는 상기한 안료와 접착제 외에, 염화나트륨, 염화암모늄, 염화아연, 염화마그네슘, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산 암모늄, 황산아연, 황산마그네슘, 질산암모늄, 제 1 인산나트륨, 인산 암모늄, 인산 칼슘, 폴리인산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 포름산나트륨, 포름산암모늄, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 모노클로르산나트륨, 말론산나트륨, 주석산나트륨, 주석산칼륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 유산나트륨, 글루콘산나트륨, 아디핀산나트륨, 나트륨 디옥틸설포석시네이트 등의 무기산이나 유기산의 암모늄염이나 금속염류, 메틸아민, 디에탄올아민, 디에틸렌트리아민, 디이소프로필아민 등의 각종 첨가제를 적절하게 사용할 수 있다. 또한 조제(助劑)로서 필요에 따라 분산제, 증점제, 보수제, 소포제, 착색제, 이형제, 유동 변성제, 내수화제, 방부제, 인쇄 적성 향상제 등, 통상의 도공지용 도료 조성물에 배합되는 각종 조제가 적절하게 사용된다.

본 발명의 원지에는 통상의 펄프, 전료(塡料) 등이 배합된다. 본 발명에 있어서 원지에 배합되는 펄프의 종류 등은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 활엽수 크라프트펄프(이하, 'LBKP'라 한다), 침엽수 크라프트펄프(이하, 'NBKP'라 한다), 열기계 펄프(thermo mechanical pulp), 쇄목펄프(ground wood pulp), 고지(古紙) 펄프 등이 사용된다. 또 원지에 배합되는 전료로서는 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘, 카올린, 점토, 탈크, 수화규산, 화이트카본, 산화티탄, 합성수지 전료 등의 공지의 전료를 사용할 수 있다. 전료의 사용량은, 펄프 중량당 6 중량% 이상이 바람직하다. 또한 필요에 따라 황산 밴드, 사이즈제, 지력 증강제, 수율 향상제, 착색 안료, 염료, 소포제 등을 함유하여도 좋다.

본 발명의 원지에는 필요에 따라 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물은, 이하의 시험에 의하여 선정할 수 있다.

본 발명에 대하여, 원하는 용지를 구성하는 펄프 조성물에 절건 펄프 100 중량부에 대하여 0.3 중량부의 시험하고자 하는 유기 화합물을 배합한 펄프 슬러리를 사용하여 실험용 배향성 초지기(쿠마다니리기사제)로 회전속도 900 rpm으로 초지하 고, JIS8209의 방법에 따라 프레스, 건조를 행하였다. 또한 건조 조건에 대해서는 송풍 건조기에 의하여 50℃, 1시간 처리하였다. 이 시험용지를 23℃, 상대 습도 50%의 환경하에 24시간 방치한 후, JIS P8113에 따라 인장강도를 측정한다. 인장강도가 저하하는 화합물이, 본 발명의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물이다. 이 때의 저하율이 너무 적은 것은 부피효과가 적고, 그 때문에 다량으로 첨가할 필요가 있다. 저하율이 큰 것은 소량의 첨가로 부피효과가 있다. 따라서 인장강도가 저하하는 유기약품이면 어느 것도 사용 가능하나, 0.3% 배합시의 저하율 5 ~ 30%의 것이 바람직하며, 특히 8 ~ 20%의 것이 바람직하다.

본 발명의 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물(이하, 결합 저해제라 약칭한다)은, 소수기와 친수기를 가지는 화합물로, 상기 시험에서 인장강도의 저하작용을 가지는 것이다. 최근, 제지용으로 종이의 부피화를 위해 상시된 저밀도화제(또는 부피제)는 본 발명의 결합 저해제로서 적합하고, 예를 들면 WO98/03730호 공보, 일본국 특개평11-200284호 공보, 특개평11-350380호 공보, 특개2003-96694호, 특개2003-96695호 공보 등에 나타내는 화합물 등을 들 수 있다. 구체적으로는 고급 알콜의 에틸렌 및/또는 프로필렌옥사이드 부가물, 다가 알콜형 비이온형 계면활성제, 고급 지방산의 에틸렌옥사이드 부가물, 다가 알콜과 지방산의 에스테르화합물, 다가 알콜과 지방산의 에스테르화합물의 에틸렌옥사이드 부가물, 또는 지방산 폴리아미드아민, 지방산 디아미드아민, 지방산 모노아미드, 또는 폴리알킬렌폴리아민·지방산·에피클로로하이드린 축합물 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독 또는 2종이상 병용할 수 있다. 바람직하게는 다가 알콜과 지방산의 에 스테르화합물, 지방산 디아미드아민, 지방산 모노아미드, 폴리알킬렌폴리아민·지방산·에피클로로하이드린 축합물 등이다. 판매되고 있는 팽화제로서는, BASF사의 스루솔 VL(Sorsol VL), Bayer사의 베이볼륨 P 리퀴드(Bayvolume P Liquid), 카오(주)의 KB-08T, 08W, KB-110, KB-115, 산쇼(주)의 리악토페이크, 니혼 PMC(주)의 PT-205, 니혼유지(주)의 DZ2220, DU3605, 아라카와카가쿠(주)의 R21001 이라는 약품이 있고, 단독 또는 2종 이상을 병용하여도 좋다. 본 발명의 무광택 도공지는, 두껍고 유연한 용지로 하기 위하여 펄프의 섬유간 결합 저해제를 펄프100 중량부당 0.1 ~ 10 중량부 함유하는 것이 바람직하고, 특히 0.2 ~ 1.0 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.

원지의 초지방법에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 탑 와이어 등을 포함하는 장망 초지기, 환망 초지기 등을 사용하여, 산성 초지, 중성 초지, 알칼리성 초지방식으로 초지한 원지의 어느 것이어도 좋고, 물론 메카니컬 펄프를 포함하는 중질 원지도 사용할 수 있다. 또한 표면 강도나 사이즈성의 향상의 목적에서 원지에 수용성 고분자를 주성분으로 하는 표면 처리제의 도포를 행하여도 좋다. 수용성 고분자로서는 산화 전분, 하이드록시에틸에테르화 전분, 효소 변성 전분, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알콜 등의 표면 처리제로서 통상 사용되는 것을 단독, 또는 이것들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또 표면 처리제 중에는, 수용성 고분자 외에 내수화, 표면 강도 향상을 목적으로 한 지력 증강제나 사이즈성 부여를 목적으로 한 외첨(外添) 사이즈제를 첨가할 수 있다. 표면 처리제는 2 롤 사이즈 프레스 코터나 게이트롤 코터, 블레이드 메탈링 사이즈 프레스 코터, 로드 메탈링 사이 즈 프레스 코터, 및 심사이저 등의 필름 전사형 롤코터 등의 도공기에 의하여 도포할 수 있다. 또 본 발명에 있어서는 표면 처리제의 도포 외에, 일반 도공지에 사용되는 안료와 접착제를 포함하는 도공액을 상기 도공기를 사용하여 도공한 원지, 또는 상기 표면 처리제를 도포 건조한 후에 다시 블레이드 코터, 롤 코터, 에어나이프 코터 등을 사용하여 도공한 원지도 캐스트 도공용 원지로서 사용할 수 있다. 그 경우의 도공량 한쪽 면당 건조 중량으로 5 ~ 30 g/㎡ 정도가 바람직하다. 또한 필요에 따라 이 예비 도공한 원지를 수퍼 캘린더, 소프트 캘린더 등의 평활화 처리를 미리 실시하여 둘 수도 있다.

본 발명에 사용되는 원지로서는, 일반 도공지에 사용되는 평량이 30 ~ 200 g/㎡ 정도를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 50 ~ 180 g/㎡이다.

본 발명에 있어서, 조정된 캐스트 도료 조성물을 원지에 도공하기 위한 방법으로서는, 2롤 사이즈 프레스 코터나, 게이트롤 코터 및 블레이드 메탈링 사이즈 프레스 코터 및 로드 메탈링 사이즈 프레스 코터, 심사이저, JF 사이저 등의 필름 전사성형 롤 코터나, 침수식 닙(flooded nip)/블레이드 코터, 제트 파운틴/블레이드 코터, 쇼트 드웰 타임 어플리케이트식 코터 외, 블레이드 대신에 그로브드 로드, 플레인 로드 등을 사용한 로드 메탈링 코터나 에어나이프 코터, 커튼 코터 또는 다이코터 등의 공지의 코터에 의하여 도공할 수 있고, 도공량은 원지의 한쪽 면당 5 ~ 30 g/㎡가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 g/㎡이다. 도공 후는 습윤상태 그대로 경면 마무리하는 직접법, 습윤상태의 도공층을 응고하여 경면 마무리하는 응고법, 습윤상태의 도공층을 일단 건조하여 재습윤액으로 도공층을 재습 윤하여 경면 마무리하는 재습윤법이 사용되나, 품질 및 조업면에서 재습윤법이 우수하다. 습윤 도공층을 건조시키는 방법으로서는 예를 들면 상기 가열 실린더, 가열 열풍 에어 드라이어, 가스히터 드라이어, 전기히터 드라이어, 적외선 히터 드라이어 등의 각종 방식의 드라이어를 단독 또는 조합하여 사용한다. 도공지의 건조 정도는, 원지의 종류, 도피 조성물의 종류 등에 따라 다르나, 일반적으로 종이 수분으로서 약 1 ~ 10%의 범위이고, 약 2 ~ 7%의 범위로 건조하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는 건조된 도공층을 그대로 재습윤법으로 경면 마무리하여도 좋으나, 백지 광택, 평활성 향상 및 인쇄 광택도 향상 등을 위하여 건조된 도공지를 평활화 등의 표면 처리하는 것이 바람직하고, 표면 처리의 방법으로서는 탄성롤에 코튼 롤을 사용한 수퍼 캘린더나, 탄성 롤에 합성 수지 롤을 사용한 소프트닙 캘린더, 브러싱 등 공지의 표면 처리장치를 사용할 수 있다. 특히 경면 마무리하기 전의 도공지의 광택도를 70%(75-) 이상으로 함으로써 백지 광택도나 인쇄 광택도 등의 품질을 향상한다.

본 발명에 있어서 가열된 경면 마무리면에 압접하여 고광택을 얻는 경면 마무리에 있어서는, 특히 경면 마무리면의 온도가 100℃ 이상인 캐스트법에 있어서, 그 작용효과가 현저하게 나타난다.

본 발명의 경면 마무리는, 습윤상태의 도공지를 가열된 경면 롤 표면에 프레스 롤로 압접, 건조하여 마무리하는 것으로, 경면 롤로서 캐스트 드럼 등을 사용할 수 있다.

경면 롤 표면에 프레스 롤로 압접하여 광택을 부여하기 위한 조건에 대해서 는 가열 경면 롤의 표면 온도로서는, 80 ~ 200℃, 압접시의 프레스 압력으로서는 30 ~ 250 kg/cm 정도로 행할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서 재습윤액에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 폴리에틸렌에멀전, 지방산 비누, 스테아린산 칼슘, 마이크로크리스탈린 왁스, 계면활성제, 로트유 등의 이형제를 0.01 ~ 3 중량% 정도 함유한 수용액, 에멀전 등 통상의 재습윤액이 사용된다. 또 알칼리나 헥사메탈린산 소다 등의 인산염, 요소, 유기산 등을 건조 도공층의 가소화를 촉진시키기 위하여 병용하는 것도 물론 가능하다.

본 발명의 캐스트 도공지는, 백지 광택도(20-) 30% 이상, 또는 사상(寫像)성 70% 이상일 때에 더욱 효과가 현저한 것이다.

(실시예)

이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다. 또 예에 있어서의 부 및 %는 특별히 거절하지 않는 한, 각각 중량부 및 중량 %를 나타낸다. 얻어진 캐스트 도공지에 대하여, 이하에 나타내는 바와 같은 평가법에 의거하여 시험을 행하였다.

<평가방법>

(안료의 체적 입도 분포 측정)

레이저 회절/산란식 입도 분포 측정기(마루반(주)제, 기기명 : 마스터사이저 S)를 사용하여, 입자의 체적 입도 분포를 측정하고, 0.4·고 4.2·고 범위에 해당하는 입자의 %를 산출하였다.

(평량)

JIS P 8124 : 1998에 따랐다.

(밀도)

JIS P 8118 : 1998에 따랐다.

(캐스트면감)

JIS K 7105에 준하여, 스가 시험기 주식회사제 사상성 측정기 : ICM-IT를 사용하여, 입사광 각도 60-, 폭 2 mm의 조건으로 캐스트면을 측정하였다.

(백지 광택도)

JIS P 8142 : 1998에 준하여, 75- 광택도, 캐스트면을 20- 광택도를 측정하였다.

(오켄 투기도)

JAPAN Tappi No. 5 오켄 투기도 시험기로 측정하였다.

(인쇄 광택도)

RI-II형 인쇄 시험기를 이용하여, 도요잉크제조주식회사제 매엽 프로세스 잉크(상품명 : TK 하이에코 홍 MZ)을 0.30 cc 사용하여 인쇄를 행하고, 24시간 방치 후 얻어진 인쇄물의 표면을 측정광의 각도를 20- 로 한 것 외에는 JIS P 8142 : 1998에 따라 측정하였다.

(캐스트 도공 조업성)

캐스트 도공지를 실시예에 따라 생산한 경우, 캐스트 도공지의 캐스트 드럼에대한 부착이나 캐스트 도공지의 드럼 피킹 등이 발생하는지의 여부에 의해 판정 하였다.

○ … 캐스트 드럼에 대한 부착이나 캐스트 도공지의 드럼 피킹 등이 전혀 발생하지 않음

△ … 캐스트 드럼에 대한 부착이나 캐스트 도공지의 드럼 피킹이 발생함

× … 캐스트 드럼에 대한 부착이나 캐스트 도공지의 드럼 피킹 등이 발생하여, 양호한 품질의 캐스트 도공지를 생산할 수 없음

○ : 우수하다, △ : 약간 뒤떨어진다, × : 뒤떨어진다 의 3단계로 평가하였다.

[결합 저해제의 선정]

NBKP 30부와 리파이너그랜드펄프(RGP) 70부를 1% 슬러리로 하고, 이 슬러리에 하기 화합물 0.3부를 첨가 혼합하여 지료를 조정하였다. 이 지료를 구마다니리기사제 실험용 배향성 초지기로 회전 속도 900 rpm으로 초지하고, JIS8209의 방법에 따라프레스, 건조를 행하였다. 또한 건조 조건에 대해서는 송풍 건조기에 의하여 50℃, 1시간 처리하여, 테스트용 시험지를 얻었다. 이 시험지를 온도 23℃, 상대 습도 50%로 24시간 방치한 후, JIS P 8113에 따라 인장강도를 측정하였다. 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

평가 약품	인장강도(kN/m)	인장강도 저하율(%)	결합 저해 적성
KB-08W(카오(주)제)	1.53	13.7	○
KB-110(카오(주)제)	1.50	14.8	○
스루솔 VL(BASF제)	1.56	9.8	○
베이볼륨 P 리퀴드 (Bayer제)	1.59	9.7	○
리악토페이크 (산쇼(주)제)	1.63	7.4	○
이소프로필 알콜	1.73	1.7	△
전분	1.85	-5.1	×
카제인	1.89	-7.4	×
폴리에틸렌 글리콜	1.73	1.7	△
올레인산	1.66	5.7	△
폴리아크릴아미드	2.00	-13.6	×
무배합	1.76	-	-

상기 시험으로부터 인장강도의 저하율이 6% 이상인 것이 바람직하고, 10% 이상의 저하율을 나타내는 것이 특히 본 발명에 적합하다.

다음에 상기 시험으로부터 양호한 결합 저해 적성을 나타낸 카오(주)제 KB110의 1종에 대하여 캐스트 도공지를 작성하여 평가하였다.

[실시예 1]

제지용 펄프로서 화학 펄프를 100부, 전료로서 경질 탄산칼슘 12부, 펄프 섬유간의 결합 저해제로서 카오(주) KB-110을 0.4부 함유하는 평량 100 g/㎡의 원지에, 안료로서 브라질산 카올린(상품명 : 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 100부, 솔리드 플라스틱 피그먼트(상품명 : V-1004/니혼제온제, 평균 입자지름 0.32·향 A 유리 전이온도 85℃) 30부로 이루어지는 안료에, 분산제로서 폴리아크릴산 소다 0.1부, 바인더로서 스틸렌 부타디엔 공중합체 라텍스(이하 SBR 이라 한다) 13.5부, 전분 3.5부를 가하고, 다시 물을 가하여 고형분 농도 60%로 조정한 도공액을 도공량이 한쪽 면당 12 g/㎡가 되도록, 블레이드 코터로 양면을 도공, 건조하고, 이후 수퍼 캘린더에 의한 표면처리를 행하였다.

이와 같이 하여 얻은 도공지를 재습윤액(헥사메타인산나트륨 0.5% 농도)에 의하여 도공층 표면을 재습윤한 후, 포밍롤과 캐스트 드럼에 의하여 형성되는 프레스닙에 통지하여, 속도 100 m/min, 표면 온도 105℃의 캐스트 드럼에 압접, 건조한 후, 스트립 오프 롤로 캐스트 드럼으로부터 이형함으로써 캐스트 도공지를 얻었다.

[실시예 2]

도공액에 포함되는 안료로서, 브라질산 카올린(상품명: 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 100부, 솔리드 플라스틱 피그먼트(상품명: V-1004/니혼제온제, 평균 입자지름 0.32·향A 유리 전이온도 85℃) 22부로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[실시예 3]

도공액에 포함되는 안료로서, 브라질산 카올린(상품명 : 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 100부, 중공 플라스틱 피그먼트(상품명 : HP-1055/Rohm & Haas Company사제, 평균 입자지름 1.0·향A 공극율 55%, 유리 전이온도 105℃) 15부로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[실시예 4]

도공액에 포함되는 안료로서, 브라질산 카올린(상품명 : 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 70부, 경질 탄산칼슘(상품명 : TP-123CS/오쿠다마고교(주)제) 30부, 솔리드 플라스틱 피그먼트(상품명 : V-1004/니혼제온제, 평균 입자지름 0.32·향A 유리 전이온도 85℃) 30부로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[실시예 5]

실시예 1에 있어서, 원지에 펄프 섬유간의 결합 저해제로서 카오(주) KB-110을 함유하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[비교예 1]

도공액에 포함되는 안료로서, 브라질산 카올린(상품명 : 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 100부만으로 하고, 솔리드 플라스틱 피그먼트를 가하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[비교예 2]

도공액에 포함되는 안료로서, 아메리카산 카올린(상품명 : 울트라 화이트 90/EMC사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 59.8%) 100부, 솔리드 플라스틱 피그먼트(상품명 : V-1004/니혼제온제, 평균 입자지름 0.32·향A 유리 전이온도 85℃) 30부로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻었다.

[비교예 3]

도공액에 포함되는 안료로서, 브라질산 카올린(상품명 : 카핌 DG/리오카핌사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 71.7%) 45부, 아메리카산 카올린(상품명 : 울트라 화이트 90/EMC사제, 체적 분포 입자지름 0.4 ~ 4.2·향F 59.8%) 55부, 솔리드 플라스틱 피그먼트(상품명 : V-1004/니혼제온제, 평균 입자지름 0.32·향A 유리 전이온도 85℃) 30부로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스트 도공지를 얻은 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에 있어서, △∼○의 표시는, ○과 △의 중간의 평가이다.

Claims

원지에 안료와 접착제를 주성분으로 하는 캐스트 도공층을 설치하여 습윤상태에 있는 상기 캐스트 도공층을 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리하는 캐스트 도공지에 있어서,

상기 캐스트 도공층은, 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2 ㎛의 범위에 있는 입자가 65% 이상 함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상 함유하고, 플라스틱 피그먼트를 함유하는 것을 특징으로 하는 캐스트 도공지.
제 1항에 있어서,

상기 원지는, 펄프의 섬유간 결합을 저해하는 작용을 가지는 유기 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 캐스트 도공지.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 플라스틱 피그먼트는, 무기안료 100 중량부에 대하여 5 ~ 50 중량부를 함유하는 것을 특징하는 캐스트 도공지.
원지에, 안료와 접착제를 주성분으로 하는 도공액을 도공하여 도공층을 형성시켜 습윤상태의 상기 도공층을 건조한 후, 재습윤에 의하여 가소화하여 가열된 경면 마무리면에 압접, 건조하여 마무리한 캐스트 도공층을 형성한 캐스트 도공지의 제조방법에 있어서,

상기 도공액은, 체적 기준으로 0.4 ~ 4.2 ㎛의 범위에 있는 입자가 65% 이상함유되는 입도 분포를 가지는 카올린을 무기안료 100 중량부당 50 중량부 이상 함유하고, 플라스틱 피그먼트를 함유하는 것을 특징으로 하는 캐스트 도공지의 제조방법.
제 4항에 있어서,

상기 도공층을 건조한 후, 재습윤전의 JIS-P8142에 준거한 백지 광택도가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 캐스트 도공지의 제조방법.