WO1984001396A1 - Method of manufacturing cast-coated paper - Google Patents

Description

明 編 書 発明の名称

キャス 卜塗被 «の ¾造方法

' 技 術 分 野

本発明はキャス ト塗被紙の飄造方法に S8するものであっ て、 さ らに 詳し く はリ ウ I ッ 卜 キャス 卜法またはゲル化キ ャス 卜法によ っ て実質 的に «瘦のない 光沢キャス ト塗被 «を Sスピー ドで S造する方法に 係る。

背 景 技 術

キャス ト塗被 «と呼ばれる印 81用強光沢塗被紙の S造法と しては、 镜面を有する加熟仕上げ面に tt物質顔料および接着剤を主成分とする SS塗被層を圧接して光沢仕上げするゥエツ ト キヤ ス 卜法 （ 51ぇぱ特 公 « 28-3407号、 特公 K 38-25160号） 、 S 塗被膠を一旦乾燥した後 再湿 Sによ り可 IS化して «面を有する加熱仕上げ面に圧接する リ ウ ェ V トキャス ト法 （ えば米 ffl特許第 2759847号、 特公 « 48-38005号、 特翻昭 51-102111号） 、 S耋被層をゲル状 «に して镜面を有する加 熟仕上げ面に圧接するゲル化キャス ト法 <例えば特公昭 33-15751号、 特公昭 40-7207号、 米 a特許第 3377192号、 特開昭 51 -40410号、 特 ¾ 招 57-5U96号〉 などの方法が知られている。

これらの方法は、 いずれも鉱物質顔料および接着剤を主成分とする 輋被液を原紙に塗被し、 水で可塑状 38にある璗被層を鏡面を有する加 熟仕上げドラム表面にプレスロールを水の蒸気圧より Sい圧力 し、 乾

缀、 鱸 Sさせて強光沢仕上げする点で共 ¾している a しかし、 ゥ ェ グ

卜キャス 卜法では、 ドラムの表面 a度が 90で以上になると、 艇を ドラ

ムに圧接する痛に湿 a塗被跚が水分の急激な蒸発によっ て しばしば ¾»

壊されてしまう。 そのため、 塗被層の破壊を防止するべく 、 プレス圧

を水の蒸気圧よりかなり高く すると、 今度は充分な嫿被量を保持する

こ とができす、 しかも時として紙切れや紙 gけの 卜ラプルを起して し

まう。 従って、 ¾来ウ エ ッ トキャス 卜法では 90で以上に ドラム a度を

高めることができす、 «速での操業を余儀なく されている。

また、 米 S特許第 231 6202号には、 パッキングロールを付鼓したゥ

エ ツ 卜キャス ト法に於て、 表面がプレーン （平滑） なプレスロールと

パッ キングロールとの園に、 ゥォ タープールを維持し、 これによ つ て

プレス α—ルに付着する塗被組成物を洗浄除去することが S戴されて

いる。 しかし、 この従来技術はプレスロ ールとパプ キングロ ールの二

ップ圧で水分の紙への移転を防止しているため、 紙を S潤させること

ができない _β カナダ待許第 888099号には、 表面が灞れ fcロ ールにプレ

スロールを接触させてアレス□ール表面を洗浄すると共に、 プレス口

ールへの付着水分で紙の裏面を濯らすことにより、 «と «面ドラムと

の緊密な接験が it保できる旨 S載されている。 しかしながら、 この技

術とても、 プレスロールの表面がプレーンであるため、 本発頃が企 a

している程には紙の裏面を湿調させることができないのである。

一方、 リ ウ ェ プ 卜キャス 卜法及びゲル化キャス 卜法では、 «面 ド

O PI . ムに圧接される前の塗被薩が一旦乾燥又はゲル化されている為、 90で 以上の ドラムに高圧下で圧接されてもゥ 工 V 卜キャス 卜法の如く 塗被雇が破壊されることがない。 そのような理由から高 a質のキャス 卜塗披 «を ¾スピー ドで仕上げるこ とが期待できる。 ところが、 これ らの高温、 圧キャス 卜法で锊られたキャス 卜塗被紙は鏡面 ドラムか ら鐘型後、 強光沢を有してはいるものの、 強光沢キャス 卜仕上げ面を 外に、 裏面 （宑コー ト面又はコー ト紙仕上げ面） を内に して、 紙巾方 向を麯に したカ ール、 所謂、 逆タテ目 カ ールを生じて し ま う 。 この逆 タテ目カールは、 最近とみに高速化してきている多色印 81機上で しぱ しば給紙ト ラブルを起し印囑に当っ ての作業性を大きく 乱す原因とな つている _β

この逆タテ目カールを改良するべく 、 讕湿機、 加湿機、 カールプレ 一力 一等を用いる方法も提案されてはいるが、 いずれの方法も強光沢 面儺に加 Sあるいはロールによる しごきを加える必要がある為、 フラ ッ 卜化に伴いキャス 卜塗披紙の特徴である光沢、 平滑性を大巾に損な う ことになっ てしまう 。 しかも、 この逆タテ目カ ールは ドラム S度を 高く する程発生し易く 、 特に 1 00で以上の高温キャ ス 卜においては急

»に発生傾向が増大する。 またプレス圧を高めても発生傾向が増加す るため、 高温、 ¾圧キ ャス 卜法のうちでも、 特に優れたキ ャ ス 卜塗被

面を得るためにより Sい ドラム温度及びより寓ぃプレス圧での操業が

望まれている リ ゥ I y 卜 キャス 卜法においては致命的な欠 Kとなる恐

れがある。

OMPI かかる現状に霾み、 本発 W者等はこの逆タテ目カール現象の改良つ いて長年のキャス 卜塗被紙覼造輊政に基づき鋭意研究を籯ねた。 特に， この.現象が通常の印 S甩塗被紙であるアー ト *やコー ト «においては ほとんど発生せず、 しかもキャス 卜塗被 «の ¾造法においてもゥ エ ツ 卜キャス ト法では発生せず、 高温、 高圧キャス ト法であるリウ ヱ プ 卜 キャス ト法、 ゲル化キ ス ト法に特有の現象であることに着目 し、 現 象の解折及びその改良について鋭 at研究を重ねた。 その結果、 かかる 逆タテ目 カ ール現象が、 高温、 a圧キャス 卜法において湿 a塗披層を 加熱鏡面ドラム面に圧接.する に生ずる、 原紙の厚み方向における急 激な含水量勾 Eに S因しているとの箱»を得るに至っ た。 ffiち、 通常 のァー 卜 «やコー ト «にあっては灃澜塗被賺中の水分の蒸発乾燥が紙 の両面から行なわれるため、 極 «な含水藎勾配が発生せず、 また s ¾ 塗被黼水分の乾燥蒸発が全て *麗を通し裏面から行なわれるキャス 卜法においてちゥ エ ツ 卜 キャス 卜法では、 前述の如く ドラム温度及び プレス圧が δく 、 しかち湿潤塗被層中の水分も多いため、 やはり原 « の厚 方向に急激な含水最勾 Sを生ずるまでには至らない。 ところが リ ウ I ッ 卜キャス 卜法及びゲル化キャス 卜法においては湿 S塗被層が 加熟ドラム面に圧接された時、 その高潼、 ¾圧によっ て水分が急激に 蒸気化して原 «裏面に移行するため圧接に Sし原 «の厚み方向に急激 な含水-量勾 12が生じ、 水分が原紙の ¾塗被钃儸に多く 、 褰面に少な い状観が形成され、 轄果と して湿讕塗被霸側、 BPちキャス 卜仕上げ面 の繊維が裏面に比較してより伸ばされるものと «断される。 加えて、 かかる含水 S勾 を生じた状態でプレスロールの高圧によ っ て しごき 作用を受ける為、 一層キャス 卜仕上げ面側の繊維が伸ばされ逆タ テ目 カールが助長されることあ考えられる。 かかる知見により、 本発明者等はリ ウ I ッ 卜キャス 卜法などの高温 高圧キャス 卜法において晟大の欠 «と して従来からその改良が望まれ ていた逆タテ目カ ール現象を改良するのに、 上記の如き原紙の厚み方 向における含水量勾配を解消させればよいとの結論を得るに至り 、 プ レスロ ールと親面ドラムとのプレス二 y プで、 又はその手前で羝の襄 面を加湿することにより前記した含水量勾 8の解消に成功した。 発明の霈示 本発用は頃料及び接着剤を主成分とする塗被層をゲル化又は乾燥後 再 して、 加熟され fc弒面を有する ドラム表面に圧接し強光沢仕上 げするキャス ト塗被紙の製造法において、 該塗被雇を ドラム表面に圧 接するプレスニッ プ又はそのプレスニップ手前で羝の裏面を加菌する こ とを特徴とするキ ャス 卜塗被紙の製造方法である。 本発明の方法において、 塗被雇を形成するために用いられる塗被粗 成物は、 従来のキャス 卜塗被 «用組成物と同様顔料及び接着剤を主た る成分とする粗成物が用いられる。 顔料と しては、 例えばク レー、 力 才 リ ン、 水 »化アルミニウム、 炭酸カルシウム、 酸化チタ ン、 磯 Kパ リ ウム、 囊化亜紛、 サチンホワィ 卜 、 プラスチッ クビグメン 卜等一殺 の塗被紙用顔料の一種以上が用いられる。 また接着翔と しては、 カゼ イ ン、 大豆蛋白、 メ タ スール、 等単 «胞質化性菌体からの抽出蛋

O PI 白等の蛋白 スチレン · ブタジエン共重合体、 メ チルメ タ ク リ レー 卜 · ブタジエン共重合体等の共役ジェン系重合体ラテッ クス、 ァクリ ル！！エステル及び/又はメ タ ク リル難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 · S »ビニル共重合体等 のビニル系重合体ラテッ クス、 或いはこれらの各種重合体をカルポキ シル基等の官 II含有単量体により官能基変性し fcアルカ リ溶解性ある いはアルカ リ 宑溶解性の重合体ラテ y クス、 ポリ ビニルアルコール、 オフ レイ ン · 無水マレイ ン » « »、 メ ラミン樹鏖等の合成 系接着 剤、 騸性 »粉、 菌化 ¾ »等の »粉須、 カルポキシメチルセルロース、 ヒ ド αキシェチルセル α—ス等のセル α—ス绣導体等一般の塗被紙用 接着 ¾1が単 »或いは併用して用いられる a これらの接着翔は》料 too 重量部当り 5〜50重量部、 一 «には 10〜30重量 »の範囲で使用される , また消泡剤、 着色翔、 雌型 ¾、 流動変性劑等の各種助 aあ必要に ¾ じて適宜使用される。 本発明において、 塗被組成 は一 βの塗被紙 ¾造に用いられている プレー ドコータ ー、 ェヤーナイ フコータ ー、 □ ールコ ータ、 ブラシコ ータ 、 カーテンコーター、 チャ ンプレツ クスコ一タ ー、 パーコータ ー . グラビアコ一ター、 サイズプレスコ一タ ー等の逢被装置を設けたオフ マシン或いはオフマンシンコーターによっ て頃紙上に一雇或いは多層 に分けて塗被される。 その際の塗被組成物の固形分霍度は、 一《に 40

〜 70重量％であるが操業性を考盧すると 45〜65重量％の ¾囲が好ま し い 0

REA T O H^ 又、 原紙と しては一般の印刷用塗被紙やキャス 卜塗被紙に用いられる

米圩 30〜 400 3 / Biのペーパーベース或いはポー ドベースの原紙が用

いられる。 これらは囊性或いはアルカ リ性抄紙で抄造される原紙であ

り、 ¾歩留パルプを杓 1 0重量％以上含む中質原羝も勿論使用出来る。

また、 予儀塗工あるいはキ ャス ト塗被雇の裏面に一般の顔嵙コ ーティ

ングを設けたような塗被紙ち原紙と して使用可能である。

かかる原 »への塗被粗成物の塗被量は乾燥重量で 10〜 50 3 / ai程度塗

被 «されるが、 得られるキャス 卜塗被紙の白羝品質、 キ ャス 卜塗被速

度の改良効果の点で 15〜 35 3 Z ai範囲で讕節されるのが最も好ま しい

かく して原紙上に形成された塗被黼は従来と周,様に酸、 埴または加

熟等によりゲル化し、 必要に応じてさ らに再 した後、 あるいは一

旦乾燥後 《 半乾燥状態も含まれる ） 再 s aした後、 加熱された鏡面を

有する ドラム表面に圧接される。 なお、 再湿翻液と しては、 水又はポ

リ エチレンェマルジ ヨ ン、 賸肪醭石ケン、 カルシウムステア レー 卜 、

マイ クロク リ スタ リ ンワ ッ クス、 界面活性剤、 ロー 卜油等の離型剤を

約 0. 01 〜 3 重鼉 6含有した水溶液、 ェマルジ ヨ ン等が好ま しく用い

られる。

本発明においては、 かかるキャス ト塗被 «の ¾造法において、 前述

の如く再湿灑された塗被雇が加熟ドラム面に圧接される箣に、 予め紙

の裏面を加湿するものである。 加漏する際の水の量は、 ドラム滬度、

紙米坪、 キ ャス 卜スピー ド等によ っ て適宜調第されるものであるが、

«に対して 1 SF Z niよりも少ないと、 逆テタ 目 カールの改良効果がほ

r o Pi とんど得られす、 逆に 30 gt Z ^を越える量の場合には逆タテ目 カール の改良効果はあるものの、 ドラム面への圧接時に紙切れを起したり、 キャス トスピー ドが著しく低下するなどの欠 Wが付 »する。 従って、 1〜303 Z 7!i、 最も好ま しく は 3〜1 5 3 / υίの水を用いて加 Sするこ とが望ま しい。 加 S手段については必ずしも 定されるものではない が、 通常はスプレー、 ノズルあるいはグラビアロール、 プレーンロ ー ルなどが採用される。 なお、 プレスニップ手前において紙の襄面を加 湿する際は紙の強度が低下する恐れもあるため、 203ノ Tii以下の水量 となるよう加湿することが好ま しい。 また、 使用される水は、 水の他 に紙の襄面 水性改良、 サイズ 31性改良、 «力改良、 印鋼遍性改良、 着色等の目的の為に魔粉類、 蛋白質類、 ワッ クス、 サイズ剤、 合成樹 腱、 染料、 界面活性粼、 綦料等の水溶液を用いてもよく 、 さらに遽被 層の再湿釅液と周一の水溶液を用いることもできる。 なお、 プレス二 ップ手前で紙の裏面を加 Sさせた後、 紙強度の低下を防ぐべく 乾燥装 置等で水の最を讕 »する方法ち考えられるが、 この場合プレスニ ^ブ での水量が 1 より も少なくならないよう に、 乾燥を 3 »する必 要がある。

本発明において用いられる加熱ドラムについて «単に説明すると、 その直径は一般に 1000〜 5000纖程度であるが、 操案の点で 1200〜 3δ00 麵程度の ドラムが好ま しい。 又ドラム表面濃度は一 fiに 90で以上で用 いられるが、 紙 a貧、 操業性等を考處すると ιοο〜 の範囲が望 ま しい。 さ らに ドラムに塗被 «を圧接するためのプレスロールとして は、 ロール直径が 200〜1 500醵、 より好ま し く は 300〜 900續程度の ゴム被覆ロ ール等が望ま しく 、 塗被紙を圧接する のプレスロール圧 は約 30〜 350 《、 よ り好ま し く は 80〜 250 01程度に讕節する のが望ま しい。

かく して、 本発明の方法によれば、 リ ウ エ ツ 卜キャス 卜法、 ゲル化 キャス 卜法などの高湿、 高圧キャス 卜法にプレスニッ プま たはプレス ニップ手前で «の裏面を加湿する技術を導入するこ とによ り、 キャス 卜スピー ドを 50 m Z分以上の高速に しても逆タ テ目 カ ールや «癬のな い良好な強光沢塗被 «が常に安定して得られるものである。

なお、 本発明の所期の効果を Sわない範囲で、 必要に応じて仕上げ 後のキャス ト塗被 »の調 、 加画を目的と してロールによる水塗り装 疆、 静電加 a装置、 蒸気加湿装 s等を設置するなど、 従来から嫿被 » 製造分野で知られている各種技術を適宜組合せるこ とはもちろん可能 である。

g面の簡単な説明

第 1 図及び第 2 図は本発明の実麋 及び比較傍で用いたキャス 卜仕 上げ装置の骨格的断面図である。

発明を実旃するための最良の形懲

以下に実趣例をあげて本発明をよ り具体的に説明するが、 もちろん これらに S定されるものではない。 又、 特に新らない Sり 、 実旃例お

よび比較例中の SJおよび はそれぞれ重量 »および重量％を示す。

O ?I 実旋稱 6、 比較《I 〜 3

コーティ ング用ク レー 90»、 サチンホワイ ト分散液 10» (固形分》

をコ ー レス分散攝を用いて分欲し 62% ¾度の顔料スラリ ーを 整し

た。 これに消泡 として才クチルアルコール 0.5»、 接着剤と して

カゼィ ンの 1596濃度水溶液 20S5及びプタジェン ， メ チルメ タク リ レ

ー ト共重合体ラテッ クス 20» (固形分） を加え、 固形分濃度が 45%

の塗被液を得た。 なお、 この譫被液は P H 9.5、 粘度 360CPS (プル

y クフ ィ ールド S粘度計 60rD鱅 、 20で ） であっ た。 この塗被液を用

い第 1 Sに示す如き装置により リ ウエ ツ 卜 キャス 卜を行っ た。 》ち、

米评 100» / の S«M に、 乾燥塗被量が 22§f /κίとなるように上

塗被液をエアーナイ フコ ーター 2で嫿被し、 エアーホイル乾燥機

3で紙水分が 6%になるように ¾燥した。 次いで、 直径 750驄のゴ

ム *覆されたプレスロール 4と直径 1220酺のク ロ ムメ V ヤス 卜

ドラム 5で形成されるプレスニップ 6に通紙され、 ノズル 7から供

給されるカルシウムステアレー 卜の 0.5%水溶液からなる再 液

により塗被履が再湿潤され、 プレス二ップ圧 150お Zc«でキャス 卜

ドラム 5に圧着された。 乾燥後、 テークオフロ ール 8で ドラムから

剥鍾されたキャス ト塗被紙は巻取り 9と して巻き取られた。

紙を »湿する位置は第 1 8に示される。 実旌 « 1〜3ではプレス

二 yプ 6に於て紙の裏面が加 Sされるよう、 スプレー a又は U0メ

ヅ シ ュのグラビアロールとビッ クアップロ ールとウォ ータ ープール

からなる加 S装蠹 bのいすれかで、 実魔 « 4及び 5ではプレスニッ

O PI プ 6の手前で «の裏面が加湿されるよう 、 プレーンロ ールとビッ ク アッ プロール （ ロール翻ク リ アランス - 0. 2薦 ） とウォ ータ ーブー ルからなる加 S装置 cで、 また実施例 6ではスプレー a と加湿装匿 c を併用して加 Sを行なった。 一方、 比較 «1 1 では紙裏面ぺの加湿 を全く行なわず、 比較例 2では 225メ ッ シュのグラビアロールとビ ッ クアップロ ールとウ ォ ータ ープールからなる加湿装璽で、 ま た比 較 «1 3ではプレスニップ 6を通通して来た «の裏面を、 プレーン口 ールとビッ クアップロ ール （ ロ ール Hのク リ アランス - 0. 2酺） と ウ ォ ータ ープールからなる加湿装置 d で加湿した。

紙の靨面への水の塗被量、 ドラム a度、 キャス 卜速度及び得られ たキャス 卜塗被艇の逆タテ目 カ ールの発生状況を第 " 1 表に併記した , 第 1 表の結果から ^らかなように、 本発 «の各実施例では比較例に 比べ逆タテ目カールの発生が極めて効率良く改良されていた。 なお， 得られたキャス 卜塗被紙のキャス 卜仕上げ面の光沢は何れも 75* 、 光沢度で 90土 2であっ た。

2 一

第 1 表

* 逆タテ目カールは 10ΟΙΧ10_λの正方形に切ったキャスト塗被紙を 20で、 RH606の恒

缰窆中に 24時圜放置し、 カールした程度をカール面の曲率半径（c«)の僮で示した。

数僮が大きい程フラッ卜である。

実施《I 7、 比較例 4 カオリ ン 75部、 粒子径 2 以下の粒子を 959 含む重質崁醆カルシゥ ム分散液 20S5 ( 固形分） 、 水酸化アルミニウム 5 S5を 散剤としてポ リ アク リル賺ナ ト リ ウム 0.5部 （固形分） 、 ピ ロ リ ン 屢 ナ ト リ ウ ム 0.5»を用いて分散し、 70%濃度の顔料スラリ ーを讒製した _β これに 1596濃度のカゼイ ン水溶液 13S、 スチレン ♦ ブタジエン共重^体ラテ

- ゾ OMH ッ クス 17部 （固形分〉 を添加混合し、 さ らに才 レイ ン酸アンモニゥム

0.25 »を ¾加して 5596濃度の塗被液を得た。 塗液の粘度は 1500CPS

(ブルッ クフィ ール ド型粘度計、 60rp纖 、 20で ） で P H は 9.0であつ た。 この塗液を用い第 2図に示す装 aによ りゲル化キャ ス 卜を行っ た , 即ち、 米坪 90s Z の原 «Μ1に、 上記塗被液を乾燥重量が 253 TJiに なるよ う ロ ールコ ータ一12で塗被し、 引き統き 0.596のギ K水溶液 13

に接触させて塗被層をゲル化した。 直径 800廳のプレスロ ール 14と 98

での表面 S度を有する直径 3000鳙のキ ャス 卜 ドラム 15で形成されるプ レスニップ 16において、 羝の裏面にスプレー 17によ り 0.5%濃度の醆

化 »粉水溶液を 5 §Ρ / τ?ί塗被しながら、 キャ ス ト ドラム 15にゲル化塗

被) Βをプレスロール圧 100/»ノ《で圧着せしめ、 乾燥後、 テークオフ ロ ール 18によ りキャス ト速度 60mノ爾 in で剥離し、 キャス 卜塗被艇 19

と して巻き取っ た。 得られたキャス ト塗被 «は逆タテ目 カールが全く

発生 しておらず、 強光沢を有していた。 なお、 比较例 4と して実施例

5において紙の襄面への酸化 »粉水溶液の ¾理をやめた ところ曲率半

径が 2 c«以下の著しい逆タテ目カ ールが発生 した。

OMPI

Claims

翳求の範囲

(1) 顔料及ぴ接着翔を主成分とする塗被膽をゲル化又は乾燥後再湿 S!

して、 加熱された缦面を有する ドラム表面に圧接し強光沢仕上げす るキャス 卜塗被紙の g造方法において、 該塗被層を ドラム表面に圧 接するプレスニッ プで、 又はそのプ レスニップ手前で «の饔面を

1 〜 30 gt Z irf の範囲で水により加湿させることを特徴とするキャス 卜塗被 «の¾造方法。

(2) «面を有する ドラム表面の S度が 90で以上である躕求の範囲第 1

項 g載の方法。

S) 紙の裏面に付与される水の置が 3〜 15 » Z rf である講求の範囲第

1 項記 «の方法。

(4) 紙の裏面を加 Sする手段が水スプレーである講求の範囲第 1 項記

«の方法。

(5) «の裏面を加 Sする手段がグラビアロールとビ《ノ クアップロール

とウ ォ ータ ープールからなる加湿装鑒である謬求の範囲第 1 項 S IR 方法。

(Θ »の S面を加 する手段がプレーンロ ールとピッ クアップロール

とウォ ータープールからなる加湿装置である ¾求の範囲第 1 項 S « の方法。

ΟΜ?Ι