KR20220037517A - 도공지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 표면 광택성이 우수한 도공지를 효율적으로 제조하는 것이다. 본 발명에 의해, 안료와 접착제를 포함하는 안료 도공층을 원지 상에 가지는 도공지가 제공되며, 본 발명이 있어서의 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하이다.

Description

도공지 및 그 제조방법

본 발명은, 도공지 및 도공지의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 안료 도공층의 접착제(바인더)로서 덱스트린을 함유하는 도공지에 관한 것이다.

일반적으로 도공지를 제조하는 경우, 인쇄 적성을 향상시키기 위하여 안료와 그것을 결착시키기 위한 접착제를 주체로 한 도공층을 형성한다. 접착제로서, 도료 유동성이 양호한 것, 도공 장치에서의 도공 적성이 양호한 것, 도공지 품질로서 인쇄 표면 강도를 부여하기 쉬운 것, 등의 관점에서, 주로 석유계의 합성 재료 유래의 접착제가 사용되고 있다.

그러나, 최근, 비용 삭감이나 환경 의식의 고조 등에 의해, 석유계의 합성 재료가 아닌, 저렴하며 생분해성이 우수한 재료가 주목을 모으고 있다. 그중에서도 전분계 재료를 원료로 하는 접착제가 주목을 받고 있다(특허문헌 1). 그런데, 도료(안료 도공액)에 전분계 재료를 고배합하면 도료 점도가 현저하게 증대하여, 조업성이나 도공 적성이 악화되어 버린다. 도료 희석에 의해 점도 조정을 도모하였다고 하여도, 수분이 많아지기 때문에 도공 후의 건조 공정의 부하가 커져, 도공 속도 저하 등의 생산성에 대한 악영향이 있었다. 또한, 가령 도공 속도를 저하시켜서 제조하였다고 하여도, 도료 농도가 낮아 도료의 보수성(保水性)이 저하되어 있기 때문에, 원지(原紙) 내로의 도료의 침투가 커, 백지 광택도 저하, 표면 강도 저하 등의 품질 저하를 피할 수 없다.

그래서, 특허문헌 2에서는, 전분계 고분자를 포함하는 수성 슬러리를 증자(蒸煮)하였을 경우에, 증자 개시로부터 일정 시간 경과 후의 점도가 낮은 전분계 고분자를 접착제로서 사용하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 평균 분자량이 50kDa 이상 다른 복수의 덱스트린을 병용함으로써 도공액의 수분 보지(保持) 특성을 개선하는 것이 제안되어 있다.

일본국 공개특허 특개2010-84311호 공보 국제공개 WO2012/133487 일본국 공표특허 특표2016-526111호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 오프셋 인쇄 시에 블랭킷 파일링이 발생하기 쉬운 경향이 있어, 특히 도공액 농도가 낮은 경우, 블랭킷 파일링이 현저하게 악화된다. 블랭킷 파일링이란, 블랭킷 상의 획선부 주연(周緣)에 지분(紙粉)이나 잉크가 퇴적하여 부풀어올라 오는 것이다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 도공지의 광택 발현성이 저하되어 버리는 경향이 있었다.

도공액의 고농도화는, 수분이 적어지므로 건조 부하의 저감에 의한 생산성의 향상이나, 도공액의 원지 내로의 침투를 저감하여 표면 강도의 향상에 기여한다. 그러나, 도공액 농도가 높으면 점도가 증대하여 조업성이나 도공 적성의 악화를 초래하기 때문에, 건조 부하나 표면 강도에 악영향을 끼치지 않을 정도로 도공액을 희석하여 사용하고 있는 것이 실정이다.

이러한 상황을 감안하여, 본 발명의 과제는, 도료에 고배합하여도 도료 점도를 그다지 증대시키지 않아, 도공지의 백지 광택도나 인쇄 광택도를 향상시키는 것과 함께, 오프셋 인쇄 시의 블랭킷에 대한 파일링을 억제할 수 있는 전분계 접착제를 탐색하여, 고품질의 도공지를 높은 조업성으로 제조하는 기술을 개발하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 바, 분자량이 다른 특정의 덱스트린을 병용함으로써, 표면 광택성이 우수한 도공지를 제조할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키는 것에 이르렀다.

본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 이하의 발명을 포함한다.

(1) 안료와 접착제를 포함하는 안료 도공층을 원지 상에 가지는 도공지에 있어서, 당해 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하인, 상기 도공지.

(2) 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린의 병용 비율(중량비)이, 2:8∼8:2인, (1)에 기재된 도공지.

(3) 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린이, 모두 백색 덱스트린인, (1) 또는 (2)에 기재된 도공지.

(4) M1과 M2가 모두 150∼400kDa인, (1)∼(3) 중 어느 것에 기재된 도공지.

(5) 안료와 접착제를 포함하는 도공액을 조정하는 공정과, 도공액을 원지에 도공하는 공정을 포함하는, 도공지의 제조방법에 있어서, 당해 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하인, 상기 방법.

본 발명에 의하면, 도공액의 유동성이 양호하며, 또한, 도공액의 핸들링이 용이하기 때문에 도공 적성이 우수하며, 도공지의 제조에 있어서의 조업 효율이 향상한다. 또한, 도공액의 보수성이 향상하기 때문에, 원지로의 도공액의 스며듦을 억제하므로, 얻어진 도공지의 광택 발현성이 향상하고, 파일링의 억제 등, 다양한 도공지 품질이 향상한다.

본 발명의 도공지는, 백색 안료와 접착제를 포함하는 안료 도공층이 원지 상에 마련된 도공지이면 특별히 제한은 없으며, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 볼록판 인쇄 등에 이용되는 인쇄용 도공지는 물론, 판지 원지 상에 안료 도공층을 가지는 백판지여도 된다.

본 발명의 도공지는, 원지 상에, 안료를 포함하는 안료 도공층을 1층 이상 마련한다. 원지 상에는, 안료를 포함하지 않는 도공액(사이즈 프레스액)을 도공하여도 도공하지 않아도 된다.

본 발명의 도공지의 종이 중 회분(灰分)은, 10중량% 이상이면 바람직하고, 30중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 인쇄용 도공지의 경우, 회분을 많게 하여 불투명도를 높게 하는 것이 바람직하다.

덱스트린

본 발명에 있어서는, 안료 도공층을 마련하기 위해서, 주로 안료, 접착제(바인더), 물을 포함하는 안료 도공액을 이용하지만, 접착제(바인더)로서, 특정의 분자량(중량 평균 분자량)을 가지는 전분계 고분자를 첨가한다. 본 발명에서는, 전분계 고분자로서 덱스트린을 사용하지만, 증자 후의 일정 시간 경과 후에 있어서의 점도가 특히 낮기 때문에, 안료 도공액에 배합하여도 그 점도를 대폭 증대시키는 일이 없으며, 안료 도공액의 농도를 높게 할 수 있으며, 그에 의해, 도공지의 인쇄품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 원지로의 도료의 스며듦을 억제하여, 유효 도공층이 증가하므로, 광택 발현성 향상, 표면 강도 향상 등, 다양한 도공지 품질이 향상한다.

본 발명에 있어서는, 접착제로서, 분자량이 다른 복수의 덱스트린을 이용한다. 덱스트린은, 전분을 가수 분해하여 얻을 수 있으며, 가수 분해의 정도를 조정함으로써 분자량이 다른 덱스트린을 제조할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 본 발명이 있어서는, 안료 도공층에 이용하는 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하이다.

본 발명에서 사용하는 2종의 덱스트린 혼합물의 분자량은, 중량 평균 분자량으로 500kDa 미만이다. 바람직하게는 450kDa 이하, 보다 바람직하게는 400kDa 이하, 더 바람직하게는 350kDa 이하이며, 300kDa 이하여도 된다. 분자량이 너무 클 경우에는, 풀액(糊液) 점도가 높아져, 도료 배합 시의 점도가 증점하여 작업성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 본 발명에서 사용하는 2종의 덱스트린의 혼합물의 분자량은, 100kDa 이상인 것이 바람직하고, 150kDa 이상인 것이 보다 바람직하고, 200kDa 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용하는 덱스트린의 중량 평균 분자량은, 100kDa 이상이 바람직하고, 150kDa 이상이 보다 바람직하고, 200kDa 이상이 더욱 바람직하다. 분자량이 지나치게 작은 경우에는, 오프셋 윤전기로 인쇄하였을 때의 블랭킷 파일링이 발생하기 쉬워진다. 이 이유는, 도공액의 보수성이 저하하여 바인더의 스며듦이 발생하여, 바인더가 도공층 표면에 머무르지 않기 때문에 도공층의 강도가 부족하게 되어, 인쇄 시에 도공층이 벗겨져 블랭킷 상에 퇴적한다고 생각된다. 이를 방지하기 위해서는 도공액 농도를 높게 하면 되지만, 도공액 농도를 높게 하면 조업성이 악화되는 문제가 있다.

추가로, 본 발명에 있어서는, 병용하는 2종의 덱스트린 각각의 중량 평균 분자량이 100kDa 이상 500kDa 미만인 것이 바람직하다. 저분자량의 덱스트린이 100kDa 미만인 경우, 도공액의 점도가 낮아지기 때문에 표면 강도가 낮아질 우려가 있다. 또한, 고분자량 덱스트린의 분자량이 500kDa 이상인 경우, 덱스트린의 풀액 점도가 지나치게 상승하여 작업성이 뒤떨어질 우려가 있으며, 도료 배합 시의 점도가 지나치게 높아지는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 서술의 분자량 범위 내의 덱스트린을 2종 사용하기 때문에, 분자량이 높은 덱스트린과 낮은 덱스트린을 사용하였을 경우의 이점을 향수(享受)할 수 있다. 즉, 작업성을 손상시키지 않고, 종이의 표면 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 2종의 덱스트린의 분자량 차는 60kDa 미만인 것이 바람직하다. 2종의 덱스트린의 분자량 차가 60kDa를 넘을 경우, 고분자량 덱스트린에 의해, 종이 표면의 수축이 발생하기 때문에, 광택도가 저하될 우려가 있다. 2종의 덱스트린의 분자량 차는 작아도 되지만, 예를 들면, 10kDa 이상이어도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 중량 평균 분자량은, 예를 들면, 사이즈 배제 크로마토그래피 다각도 광산란법(SEC-MALS법)에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 덱스트린은, 바람직한 양태에 있어서, 일정 조건으로 증자한 후의 슬러리 점도가 1000mPa·s 이하이다. 덱스트린을 도공액에 함유시키는 경우에는, 덱스트린을 용해시키기 위한 가열을 필요로 한다. 따라서, 일정 조건으로 증자한 후의 슬러리의 점도가 중요하게 되는 바, 본 발명의 덱스트린은, 증자한 후의 슬러리의 점도가 낮기 때문에, 슬러리를 고농도화할 수 있다. 전분 화합물은, 통상, 수중에 현탁하여 가열하면, 전분 입자는 흡수(吸水)하여 점차 팽창한다. 가열을 계속하면 최종적으로는 전분 입자가 붕괴되어, 겔상(狀)으로 변화된다. 이 현상을 호화(糊化)라고 말한다. 이 때, 전분 현탁액은 백탁한 상태로부터 점차 투명해지며, 급격하게 점도가 증가한다. 입자가 최대한 흡수하였을 때에 점도가 최대가 되고, 입자의 붕괴에 의해 점도는 저하된다. 본 발명에 있어서는, 증자에 의해 점도가 최대가 된 후, 온도를 낮춰서 정치(靜置)하였을 때의 점도가 일정한 범위인 것을 이용한다.

예를 들면, α화 전분 등으로 대표되는, 냉수 가용(可溶) 전분도 슬러리 점도는 낮지만, 그들의 냉수 가용 전분은, 냉수에 녹도록 처리되어 있으며, 덱스트린 등의 쪽이 표면 강도의 발현성이 높아 유리하다. 그러므로 본 발명의 전분계 고분자 화합물로서는, 20℃의 물에 대한 용해도가 20% 미만인 것이 바람직하다.

이러한 전분계 고분자의 거동은, 래피드 비스코 애널라이저(Rapid Visco Analyzer:RVA, 형식(型式) RVA-4, New Port Scientific사제)라고 하는 측정기기를 이용하여 측정할 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 있어서는, 농도 35중량%의 전분계 고분자 슬러리를, 이하의 증자 조건으로 증자하였을 때, 증자 개시로부터 16분 후의 50℃에 있어서의 점도가 1000mPa·s 이하인 덱스트린을 이용한다. 본 발명의 일 양태에서는 덱스트린을 안료 도공층의 접착제로서 사용하지만, 그 슬러리를 증자(쿠킹)함으로써 바인더로서의 접착력이 발현된다.

<RVA 점도 측정 조건>

이하의 조건으로 패들을 회전시켜, 교반하고 있는 패들에 걸리는 토크를 측정하여, 점도를 산출한다.

(교반 조건)

·측정 개시 후 10초 : 960rpm

·그 후 : 160rpm

(증자 조건)

·0∼5분 : 5분간에서 98℃까지 승온

·5∼9분 : 98℃로 보지

·9∼12분 : 3분간에서 50℃까지 강온

·12∼16분 : 50℃로 보지

상기한 바와 같이 측정한 덱스트린의 증자 후 16분 후의 50℃로 보지하는 단계에 있어서의 점도는, 바람직하게는 1000mPa·s 이하이며, 보다 바람직하게는 850mPa·s 이하이다.

또한, 본 발명의 덱스트린은, RVA를 이용하여 상기 조건으로 점도를 측정하였을 때에 전분의 호화에 의한 최대 점도가 2000mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 1600mPa·s 이하인 것이 보다 바람직하다. 호화 시의 최대 점도가 이러한 범위이면 핸들링이 용이하여, 도공액에 배합하였을 경우에 과도한 점도 상승이 발생할 일이 없다.

본 발명의 덱스트린은, 상기 점도를 가지는 것이 바람직하지만, 변성 방법 등은 특별히 제한되지 않으며, 원료의 품종 등도 자유이다. 또한, 본 발명에서 사용하는 덱스트린의 바람직한 원료로서는, 옥수수, 포테이토, 타피오카 등을 들 수 있으며, 왁시종(waxy species)의 옥수수(왁시콘)나 타피오카가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 점도가 낮으며, 또한 점도 안정성이 높기 때문에, 접착제로서 백색 덱스트린 등의 배소(焙燒) 덱스트린이 바람직하다. 덱스트린이란, 전분을 가수 분해하여 얻어지는 전분계 고분자의 총칭이며, α-글루코오스가 글리코시드 결합에 의해 중합하고 있어, 호정(糊精)이라고도 불린다. 통상의 전분은 분자량이 크지만, 덱스트린은 전분의 가수 분해의 공정에서 발생하는 중간 생성물이며, 종래는 올리고머(글루코오스가 수개∼수십개 정도가 결합한 것) 정도의 분자량이 일반적이었다. 배소 덱스트린은, 산을 추가하여 건열(乾熱)에서 구워서 생성한 덱스트린이며, 백색 덱스트린, 황색 덱스트린, 브리티시검 등의 종류가 있다. 본 발명에 있어서는, 특히 백색 덱스트린을 사용하는 것이 바람직하다. 백색 덱스트린을 더욱 가수 분해하면 소위 황색 덱스트린이 되지만, 황색 덱스트린이면 안정성이 낮으며, 안료 도공층이 착색할 우려가 있기 때문에, 본 발명에 있어서는 백색 덱스트린의 사용이 바람직하다.

본 발명의 백색 덱스트린은, 덱스트린 중의 분기가 많은 쪽이 바람직하다. 분기가 많으면 강도가 발현되기 쉽다. 분기의 정도는, 관성 반경과 관계가 있으며, 같은 분자량이면 관성 반경이 작으면 분기가 많고, 관성 반경이 크면 분기가 적은 직쇄상(直鎖狀)이라고 생각된다. 따라서, 본 발명의 백색 덱스트린은, 관성 반경이 작은 쪽이 바람직하다.

본 발명의 덱스트린은, 도공액에 배합하였을 때에 유동성이 양호해진다. 유동성이 향상하면, 도공액의 고농도화가 가능하게 되고, 도공액의 스며듦을 억제하여, 유효 도공층이 증가하므로, 광택 발현성 향상, 백색도 향상, 표면 강도 향상 등, 다양한 도공지 품질이 향상한다.

본 발명의 덱스트린의 배합량은, 바람직한 양태에 있어서, 안료 100중량부당 0.1∼30중량부, 보다 바람직하게는 0.5∼15중량부 정도의 범위에서 사용된다.

본 발명에 있어서는, 접착제로서, 상기의 덱스트린만을 이용할 수도 있지만, 상기의 덱스트린 이외에도 도공지용으로 종래부터 이용되고 있는 접착제를 병용할 수도 있다. 상기의 덱스트린 이외의 접착제의 예로는, 스티렌·부타디엔계, 스티렌·아크릴계, 에틸렌·아세트산 비닐계, 부타디엔·메틸메타크릴레이트계, 아세트산 비닐·부틸아크릴레이트계 등의 각종 공중합체(라텍스), 폴리비닐알코올, 무수 말레산 공중합체, 및 아크릴산·메틸메타크릴레이트계 공중합체 등의 합성계 접착제; 카세인, 대두 단백, 합성 단백 등의 단백질류; 상기의 전분 유래의 고분자 화합물 이외의 산화 전분, 양성 전분, 요소 인산 에스테르화 전분, 히드록시에틸에테르화 전분 등의 에테르화 전분 등의 전분류; 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체 등의 통상의 도공지용 접착제가 포함된다. 접착제는, 1종류 이상을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 전분계 고분자 화합물이란 특성이 다른 라텍스를 접착제로서 병용하는 것이 바람직하고, 그 경우, 라텍스의 사용량보다도 덱스트린의 사용 보다 많게 하는 것이 바람직하다. 병용에 의해 덱스트린과 라텍스의 이점을 양방 얻을 수 있지만, 본 발명의 효과를 크게 발휘시키기 위해서는 덱스트린의 사용량을 많게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 양태에 있어서는, 접착제로서 라텍스를 사용하지 않거나, 또는, 라텍스의 사용량을 안료 100중량부에 대하여 4중량부 이하로 한다. 또한, 라텍스의 사용량을 2.5중량부 이하로 하면 바람직하다. 라텍스를 사용하지 않거나, 그 사용량을 적게 함으로써, 백킹 롤 오염의 방지, 내(耐)블리스터성의 향상, 나아가서는, 고가인 라텍스의 사용 삭감에 의한 코스트 다운이라고 하는 이점이 얻어진다.

본 발명에 있어서 도공액 중의 접착제 합계의 배합량은 특별히 제한되지 않지만, 안료 100중량부당 5∼50중량부가 바람직하고, 5∼30중량부 정도가 보다 바람직하고, 나아가서는 5∼12중량부가 바람직하다. 접착제로서, 덱스트린과 그 이외의 접착제를 병용하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 도공액의 조제 방법은 특별하게 한정되지 않으며, 코터의 종류에 따라 적절히 조정할 수 있다. 블레이드 방식의 코터를 이용하는 경우에는, 도공액의 고형분 농도는 40∼70중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼65중량%이다. 도공액의 점도는, JIS K 7117-1의 B형(型) 점도계로, 50∼3500mPa·s가 바람직하고, 100∼2500mPa·s가 보다 바람직하고, 150∼1500mPa·s나 200∼500mPa·s로 하여도 된다.

본 발명에 있어서는, 필요에 따라, 분산제, 증점제, 보수제(保水劑), 소포제, 내수화제(耐水化劑), 착색제 등, 통상의 도공지용 안료에 배합되는 각종 조제를 적절히 사용할 수 있다.

도공 안료

본 발명의 도공층에 이용하는 안료(백색 안료)는 특별히 제한되지 않으며, 도공지용으로 종래부터 이용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 카올린, 클레이, 엔지니어드 카올린, 디라미네이티드 클레이(delaminated clay), 중질 탄산 칼슘, 경질 탄산 칼슘, 탤크, 2산화티탄, 황산 바륨, 황산 칼슘, 산화아연, 규산, 규산염, 콜로이달실리카, 사틴 화이트 등의 무기 안료 및 밀실형(密實型), 중공형, 또는 코어셀형 등의 유기 안료 등을 필요에 따라 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 안료의 종류로서는, 바인더 요구량이 적어 소량의 접착제로 표면 강도를 향상할 수 있는 것과, 높은 백색도의 관점에서, 중질 탄산 칼슘 및 경질 탄산 칼슘이 바람직하고, 또한 불투명도를 향상시키는 관점에서, 입자경이나 형상이 고른 경질 탄산 칼슘이 특히 바람직하다. 부피가 큰 도공층 구조는 광을 효율적으로 산란하기 때문이다.

도공액에 탄산 칼슘을 배합하는 경우, 경질 탄산 칼슘 혹은 중질 탄산 칼슘, 또는 그 양방을 합한 함유량은, 안료 100중량부당 50중량부 이상이 바람직하고, 70중량부 이상이 보다 바람직하고, 80중량 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 원지 상에 균일한 도공층을 형성시키는 관점의 점에서 평균 입자경은, Malvern사제 Mastersizer S 등의 레이저 회절식 입도 분포 측정기로 측정한 값에서 0.2∼5㎛가 바람직하고, 0.3∼3㎛가 보다 바람직하다.

도공

본 발명에 있어서는, 통상 이용되는 코터이면 어느 것을 이용하여도 된다. 온 머신 코터여도 오프 머신 코터여도 되며, 온 머신 코터이면, 사이즈 프레스 코터, 게이트 롤 코터, 로드 메탈링 사이즈 프레스 코터 등의 롤 코터, 빌 블레이드 코터, 블레이드 메탈링 사이즈 프레스 코터, 쇼트 드웰 블레이드 코터, 제트 파운틴 블레이드 코터 등의 코터를 사용할 수 있다. 도공 속도는, 특별하게 한정되지 않지만, 현재의 기술에서는 블레이드 코터에서는 500∼1800m/분, 사이즈 프레스 코터에서는 500∼2000m/분이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 습윤 도공층을 건조시키는 방법에 제한은 없으며, 예를 들면 증기 과열 실린더, 가열 열풍 에어 드라이어, 가스 히터 드라이어, 전기 히터 드라이어, 적외선 히터 드라이어 등 각종의 방법이 단독 혹은 병용하여 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 도공액의 도공량은, 용도에 따라 적절히 선정할 수 있지만, 일반적으로는, 편면당 고형분으로 2∼13g/㎡이며, 4∼11g/㎡나 6∼9g/㎡로 하여도 된다.

본 발명의 도공액의 농도는, 특별하게 한정되지 않지만, 인쇄 품질을 고려하면, 40중량% 이상이면 되고, 55중량% 이상, 75중량% 이하 정도가 바람직하다. 본 발명에서는 특정의 덱스트린을 접착제로서 이용하고 있기 때문에, 도공액을 고농도화할 수 있다. 그러나, 도공액의 농도가 지나치게 높으면 도공액이 증점하여 조업성이 악화된다. 본 발명에 있어서는, 보다 바람직하게는 65중량% 이하로 함으로써, 조업성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 도공액의 브룩필드 점도(B형 점도, 60rpm)는, 조업성 등의 점에서, 50mPa·s 이상 3500mPa·s 이하이면 되고, 100mPa·s 이상 3000mPa·s 이하 정도가 바람직하고, 150mPa·s 이상 2000mPa·s 이하가 보다 바람직하고, 200mPa·s 이상 1000mPa·s 이하로 하여도 된다.

원지

본 발명의 도공지는 적어도 원지층을 가진다. 원지는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있으며, 예를 들면, 초지(抄紙) 원료(지료(紙料))를 와이어 파트에서 초지하고, 이어서 프레스 파트, 프리드라이어 파트에 제공하여 원지를 제조할 수 있다. 본 발명에 이용하는 원지는, 단층 레이어여도 다층 레이어여도 되지만, 백판지를 제조하는 경우에는 다층 레이어 원지를 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 원지의 제법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 원료를 이용하여 공지의 방법에 의할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 원지는 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 사용되는 상질지, 중질지, 갱지, 머신 코팅지, 아트지, 캐스트 코팅지, 합성지, 레진 코티드지, 플라스틱 필름 등을 예외 없이 사용할 수 있다.

본 발명의 원지의 평량은 특별하게 한정되지 않으며, 용도에 따라 적절히 선정할 수 있지만, 예를 들면, 30∼150g/㎡로 할 수 있으며, 33∼100g/㎡나 35∼75g/㎡로 하여도 된다.

본 발명의 원지에 이용하는 펄프 원료로서는, 화학 펄프를 사용할 수 있다. 화학 펄프 이외에도, 용도에 따라 각종 펄프를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 탈묵 펄프(DIP), 쇄목 펄프(GP), 리파이너 쇄목 펄프(RGP), 서모매커니컬 펄프(TMP), 케미서모매커니컬 펄프(CTMP), 케미그라운드 펄프(CGP), 세미케미컬 펄프(SCP) 등을 들 수 있다. 탈묵 펄프로서는, 상질지, 중질지, 하급지, 신문지, 광고지, 잡지 등의 선별 파지나 이들이 혼합하고 있는 무선별 파지를 원료로 하는 탈묵 펄프 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 원지의 전료(塡料)로서 공지의 전료를 임의로 사용할 수 있으며, 예를 들면, 중질 탄산 칼슘, 경질 탄산 칼슘, 클레이, 실리카, 경질 탄산 칼슘-실리카 복합물, 카올린, 소성 카올린, 디라미 카올린, 화이트 카본, 탤크, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 황산 바륨, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화아연, 산화아연, 산화티탄, 규산 나트륨의 광산에 의한 중화로 제조되는 비정질 실리카 등의 무기 전료나, 요소-포르말린 수지, 멜라민계 수지, 폴리스티렌 수지, 페놀 수지 등의 유기 전료를 단용 또는 병용할 수 있다. 이중에서도, 중성 초지나 알칼리 초지에 있어서의 대표적인 전료인 중질 탄산 칼슘이나 경질 탄산 칼슘이 불투명도 향상을 위해서도 바람직하게 사용된다. 종이 중 전료율은 특별히 제한되지 않지만, 1∼40고형분 중량%가 바람직하고, 10∼35고형분 중량%가 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 공지의 제지용 첨가제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 황산 밴드나 각종의 아니온성, 카티온성, 논이온성 혹은, 양성의 수율 향상제, 여수성(濾水性) 향상제, 각종 지력(紙力) 증강제나 내첨(內添) 사이즈제 등의 초지용 내첨 조제를 필요에 따라 사용할 수 있다. 건조 지력 향상제로서는 폴리아크릴아미드, 카티온화 전분을 들 수 있으며, 습윤 지력 향상제로서는 폴리아미드아민에피클로로히드린 등을 들 수 있다. 이들의 약품은 품질이나 조업성 등의 영향이 없는 범위에서 첨가된다. 중성 사이즈제로서는 알킬케텐다이머나 알케닐 무수 숙신산, 중성 로진 사이즈제 등을 들 수 있다. 추가로, 염료, 형광증백제, pH 조정제, 소포제, 피치 컨트롤제, 슬라임 컨트롤제 등도 필요에 따라 첨가할 수 있다.

본 발명에 있어서의 원지의 초지 방법은 특별하게 한정되는 것은 아니며, 탑 와이어 등을 포함하는 장망(長網) 초지기, 온탑 포머, 갭 포머, 환망(丸網) 초지기, 장망 초지기와 환망 초지기를 병용한 판지 초지기, 양키 드라이어 머신 등을 이용하여 행할 수 있다. 초지 시의 pH는, 산성, 중성, 알칼리성 중 어느 것이어도 되지만, 중성 또는 알칼리성이 바람직하다. 초지 속도는, 특별하게 한정되지 않는다.

본 발명의 도공지는, 상기 서술한 원지의 편면 또는 양면에 클리어(투명) 도공층을 가지고 있어도 된다. 원지 상에 클리어 도공을 실시함으로써, 원지의 표면 강도나 평활성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 안료 도공을 할 때의 도공성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 있어서는, 클리어 도공층에 바인더로서, 본 발명의 전분 유래의 고분자 화합물을 함유하여도 된다. 클리어 도공의 양은, 편면당 고형분으로 0.1∼4.0g/㎡가 바람직하고, 0.5∼2.5g/㎡가 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서 클리어 도공이란, 예를 들면, 사이즈 프레스, 게이트 롤 코터, 프리메탈링 사이즈 프레스, 커튼 코터, 스프레이 코터 등의 코터(도공기)를 사용하여, 전분, 산화 전분 등의 각종 전분, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올 등의 수용성 고분자를 주성분으로 하는 도포액(표면 처리액)을 원지 상에 도포(사이즈 프레스)하는 것을 뜻한다.

본 발명에 있어서는, 온라인 소프트 캘린더, 온라인 틸드 캘린더 등에 의해 도공 전의 원지에 프리캘린더 처리를 행하고, 원지를 미리 평활화해 두는 것이, 도공 후의 도공층을 균일화함에 있어서 바람직하다. 이 경우, 처리 선압(線壓)은, 바람직하게는 30∼100kN/m, 보다 바람직하게는 50∼100kN/m이다. 또한, 프리캘린더 처리할 때의 원지의 수분율도 중요하며, 수분율은 3∼5%가 바람직하다.

표면 처리

본 발명에 있어서는, 이상과 같이 제조한 종이를 필요에 따라 표면 처리한다. 평활화 처리에는, 통상의 슈퍼 캘린더, 글로스 캘린더, 소프트 캘린더, 열 캘린더, 슈 캘린더 등의 평활화 처리장치를 이용할 수 있다. 평활화 처리장치는, 온 머신이나 오프 머신으로 적절히 이용되며, 가압 장치의 형태, 가압 닙의 수, 가온 등도 적절히 조정된다. 바람직한 양태에 있어서, 본 발명의 도공지는, 슈퍼 캘린더나 고온 소프트 닙 캘린더 등의 캘린더로 표면 처리를 행할 수 있다. 표면 처리에 의해, 도공지의 평활도나 광택성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 있어서는, 소프트 닙 캘린더 처리가 바람직하다. 소프트 닙 캘린더 처리를 함으로써, 백색도, 불투명도가 모두 향상한다. 소프트 닙 캘린더 처리에 있어서, 금속 롤의 표면 온도가 20℃∼60℃의 선압은, 30∼60kN/m, 보다 바람직하게는, 40∼60kN/m이다. 또한, 금속 롤의 표면 온도가 40℃∼250℃의 고온 소프트 닙 캘린더 처리이면, 선압은 60∼400kN/m, 바람직하게는, 150∼300kN/m, 보다 바람직하게는 100∼350kN/m이다. 온도를 올리면, 도공지의 표면의 광택, 평활도가 향상한다.

(실시예)

이하에 구체적인 예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 예에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 있어서, %, 부 등은 중량 기준이며, 수치 범위는 그 끝점을 포함함으로써 기재된다.

배소 덱스트린의 제법

생(生)콘 전분에 염산을 첨가하고, 프로쉐어믹서(다이헤이요기공)를 이용하여 130℃로 90분간 가열하여 배소 덱스트린을 제조하였다. 구체적으로는, 이하와 같이 염산 첨가량을 바꾸어서 분자량이 다른 백색 배소 덱스트린을 얻었다.

배소 덱스트린의 중량 평균 분자량에 대해서는, 이하의 측정 조건으로 GPC를 이용하여 측정 가능하다.

·분리 칼럼 : Shodex GPC KB-806M 2개, Shodex GPC KB-802 1개

·칼럼 온도 : 40℃

·이동상(相) 용매 : 질산 나트륨 수용액(0.1㏖/L)

·이동상 유속 : 0.5㎖/min

·주입량 : 300㎕

·검출기 1 : 다각도 광산란 검출기(Wyatt사제, 「DAWN HELEOS Ⅱ」)

·검출기 2 : 굴절률(RI) 검출기(Waters사제, 「2414형」)

·시료 : [증자] 100℃에서 20분간 교반, [농도] 0.4w/v%, [여과] 크로마토 디스크 공경 0.45㎛(구라보제)

·데이터 처리 : ASTRA(Wyatt사제)

평가 방법

(1) 평량 : JIS P 8124에 준하여 측정하였다.

(2) 종이 두께 : JIS P 8118에 준하여 측정하였다.

(3) 밀도 : JIS P 8118에 준하여 평량과 종이 두께로부터 구하였다.

(4) 백지 광택도

JIS P-8142에 따라, 각도 75도로 측정하였다.

(5) 인쇄 광택도

오프셋 윤전기(도시바 오프셋 BT600), 오프셋 인쇄용 잉크(도요잉크제조(주)제:레오엑스 M)를 사용하여 4색(묵, 남, 홍, 황) 인쇄한 후, 인쇄물의 남색 프린팅부의 표면을 JIS P 8142에 의거하여 측정하였다.

(6) 회분 : JIS P8251에 따라 측정하였다.

(7) 도료의 B형 점도

조제한 도포액을 B형 점도계(형식 : LVDV-I, 에이코정기사제)에 의해, 액온 30℃, 회전수 60rpm으로 측정하였다.

(8) 도료의 하이쉐어 점도

조제한 도포액을 허큘리·하이쉐어 점도계(형식 : DV-10, Kaltec Scientific사제)에 의해, 액온 30℃, 회전수 8800rpm, F2.5의 봅으로 측정하였다.

안료 도공지의 제조와 평가

파지 펄프 65부와 NBKP 20부, LBKP 15부로 이루어지는 펄프 슬러리에, 전료로서 경질 탄산 칼슘을 종이 중 회분이 16%가 되도록 첨가하고, 내첨 지력제로서 카티온화 전분을 0.7부, 폴리아크릴아미드(PAM)를 0.3부 첨가하여 지료를 조정하였다.

이 지료를 이용하여, 초지 속도 1500m/분에서 롤 앤 블레이드 포머 형식의 갭 포머형 초지기로 초지하고, 프레스 파트에 2기의 탠덤 슈 프레스(프레스 선압 1000kN/m, 2기째의 종이의 와이어면측에 트랜스퍼 벨트가 접촉)를 이용하여 습지를 착수(搾水)하여 건조하고, 35.7g/㎡의 중질 도공 원지를 얻었다.

다음으로, 안료로서, 중질 탄산 칼슘(FMT97:평균 입자경 0.90㎛) 100부에 대하여, 접착제로서, 카르복시 변성 스티렌·부타디엔 공중합 라텍스(NP100C) 1.5부와 배소 덱스트린 10.0부를 배합하여 도공액을 조제하였다. 제조예 1(비교예)에서는, 평균 분자량이 300kDa 이상 떨어져 있는 덱스트린을 병용하였지만, 제조예 2(실시예)에서는, 평균 분자량의 차가 약 50kDa인 덱스트린을 병용하였다.

이 도공액을 이용하여, 도공량이 원지 편면당 7.0g/㎡가 되도록 제트 파운틴 방식의 블레이드 코터로 양면에 상기 도공액을 연속하여 도공하고, 건조하였다.

이어서, 마무리 공정으로 쇼어 경도가 D94°의 탄성 롤을 가지는 2롤·6스택의 소프트 캘린더를 사용하고, 각 금속 롤 표면 온도 130℃, 각 닙 선압을 250kN/m로 하여 도공지의 표면 처리를 행하였다.

초지, 도공, 캘린더 처리를 연속하여 행하였기 때문에, 도공 속도, 캘린더 속도도 1500m/분이었다.

표로부터 분명한 것처럼, 분자량이 다른 덱스트린을 병용하는 경우, 덱스트린의 중량 평균 분자량의 차가 50kDa인 제조예 2에 있어서, 백지 광택도 및 인쇄 광택도가 우수한 도공지가 얻어졌다.

Claims (5)

1. 안료와 접착제를 포함하는 안료 도공층을 원지 상에 가지는 도공지에 있어서,
   당해 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하인, 상기 도공지.
2. 제 1 항에 있어서,
   제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린의 병용 비율이, 2:8∼8:2인, 도공지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린이, 모두 백색 덱스트린인, 도공지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M1과 M2가 모두 150∼400kDa인, 도공지.
5. 안료와 접착제를 포함하는 도공액을 조정하는 공정과,
   도공액을 원지에 도공하는 공정,
   을 포함하는, 도공지의 제조방법에 있어서,
   당해 접착제가, 제 1 덱스트린과 제 2 덱스트린을 포함하여 이루어지며, 제 1 덱스트린의 중량 평균 분자량(M1)과 제 2 덱스트린의 중량 평균 분자량(M2)이 모두 500kDa 미만이며, M1-M2가 60kDa 이하인, 상기 방법.