【手続補正書】
【提出日】平成16年10月21日(2004.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】キャストコート紙の製造方法およびキャストコート紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】基紙上に、顔料を含む塗工液を塗工し乾燥して塗工層を形成し、この塗工層を再湿潤液にて湿潤状態として加熱した鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理を行うキャストコート紙の製造方法であって、
全顔料中に、重質炭酸カルシウムを５〜２０重量％、平均粒子径０.１〜１.０μｍの立方形の軽質炭酸カルシウムを５〜２５重量％、含有せしめることを特徴とするキャストコート紙の製造方法。
【請求項２】前記湿潤状態とした塗工層を、１００ｍ／分以上の速度で鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理を行う請求項１記載のキャストコート紙の製造方法。
【請求項３】基紙上に、顔料を含む塗工液を塗工し乾燥して塗工層を形成し、この塗工層を再湿潤液にて湿潤状態とし、加熱した鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理をして得られるキャストコート紙であって、
全顔料中に、重質炭酸カルシウムが５〜２０重量％、平均粒子径０.１〜１.０μｍの立方形の軽質炭酸カルシウムが５〜２５重量％含有されていることを特徴とするキャストコート紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャストコート紙の製造方法およびキャストコート紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
キャストコート紙は、表面光沢が極めて高く、平滑性も高いことから、高級印刷用紙として広く利用されている。このキャストコート紙の製造方法として、代表的なものに、ウェットキャストコート法、ゲル化キャストコート法、リウェットキャストコート法がある。ウェットキャストコート法は、基紙にキャスト塗工液を塗工した後、その塗工層が湿潤状態であるうちに、加熱した鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理を行う方法である。ゲル化キャストコート法は、基紙にキャスト塗工液を塗工した後その塗工層をゲル化状態とし、このゲル化状態とした塗工層を加熱した鏡面ドラムに圧接して表面光沢処理を行う方法である。リウェットキャストコート法は、基紙にキャスト塗工液を塗工した後、その塗工層を一旦乾燥し、その後に再湿潤液によって当該塗工層を湿潤状態とし、かかる再湿潤状態の塗工層を加熱した鏡面ドラムに圧接して表面光沢処理を行う方法である。いずれの方法も、湿潤状態の塗工層を加熱した鏡面ドラムに接触させることで、塗工層中の水分を乾燥させるとともに表面の光沢を発現させる点で共通する。このようにキャストコート紙の製造方法においては、塗工層中の水分や再湿潤液は鏡面ドラムとの接触時に非塗工層側に蒸発する。従って、乾燥時間を早めようとドラム温度を高くして急激に塗工層の温度を上昇させると、非塗工層側へ透過する水分量に対して、蒸発する水分量が過多となり、水分が非塗工層側へ透過できず塗工層側に蒸発して塗工層にピンホールが発生する。従って、両面から乾燥させるアート紙やコート紙等のその他の印刷用紙の製造方法と比較して非常に低速での操業が余儀なくされている。
【０００３】
現状においては、上記の方法のなかではリウェットキャストコート法が、塗工層を一旦乾燥させることから、比較的高温で鏡面ドラムと圧接することが可能であり、操業速度８０ｍ／分程度と最も高速である。従って、リウェットキャストコート法をさらに高速で操業できるようにすることは、キャストコート紙の製造においては大変意義がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リウェットキャストコート法においても、塗工層を一旦乾燥させた後に再湿潤化することから、表面の湿潤状態が均一とならないことがあり、水分過多な部分においては、塗工層にピンホールが発生することがある。
【０００５】
ところで、水分の非塗工層側への透過のしやすさは、塗工層中に含まれる顔料成分に大きく依存する。従来は、塗工液中に含有せしめる顔料はカオリンと軽質炭酸カルシウムとを主たる成分とするものが一般的である。カオリンは、非常に粒径の小さい薄層形状の物質であるので、これを塗工液中に含有せしめると、極めて光沢感に優れるキャストコート紙が得られるが、塗工層は水分の透過性が極めて悪いものとなる。他方、軽質炭酸カルシウムは粒径がカオリンと比較して大きく、これをカオリンと併用することにより、塗工層の水分の透過性および印刷適性を高められる。しかし、軽質炭酸カルシウムを含有せしめると光沢感が得られ難くなる。即ち、操業速度および印刷適性を向上させようと軽質炭酸カルシウムの含有量を増加させれば光沢感が減少することになり、光沢感を高めようとカオリンの含有量を増加させれば操業速度が低下する。従って、従来成分の顔料は、キャストコート紙の有する光沢感を保持しつつさらなる印刷適性および操業速度の向上を図ることが極めて困難なものである。
【０００６】
そこで、本発明者らは、キャストコート紙の有する光沢感を低下させることなく、印刷適性および操業速度の向上を図るべく、顔料について研究検討した結果、顔料として重質炭酸カルシウムと立方形の軽質炭酸カルシウムとを併用することにより、上記問題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、その請求項１記載の発明は、
基紙上に、顔料を含む塗工液を塗工し乾燥して塗工層を形成し、この塗工層を再湿潤液にて湿潤状態として加熱した鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理を行うキャストコート紙の製造方法であって、
全顔料中に、重質炭酸カルシウムを５〜２０重量％、平均粒子径０.１〜１.０μｍの立方形の軽質炭酸カルシウムを５〜２５重量％、含有せしめることを特徴とするキャストコート紙の製造方法である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、
前記湿潤状態とした塗工層を、１００ｍ／分以上の速度で鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理を行う請求項１記載のキャストコート紙の製造方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、
基紙上に、顔料を含む塗工液を塗工し乾燥して塗工層を形成し、この塗工層を再湿潤液にて湿潤状態とし、加熱した鏡面ドラムに圧接させて表面光沢処理をして得られるキャストコート紙であって、
全顔料中に、重質炭酸カルシウムが５〜２０重量％、平均粒子径０.１〜１.０μｍの立方形の軽質炭酸カルシウムが５〜２５重量％含有されていることを特徴とするキャストコート紙である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に詳述する。まず、塗工液について説明する。本発明のキャストコート紙の製造方法においては、塗工液を構成する顔料中に重質炭酸カルシウムと立方形の軽質炭酸カルシウムとを含有せしめる。もちろん、塗工液の生成には、顔料のほか必要に応じて種々の接着剤や助剤などを用いる。
【００１１】
重質炭酸カルシウムは、分散性が高く印刷表面強度を高くすることができ、印刷適性を向上させる効果がある。また、重質炭酸カルシウムは、比較的安価であるので、その使用は製造コストの削減にもなる。本発明においては、塗工液の全顔料中に重質炭酸カルシウムを５〜２０重量％含有せしめる。２０重量％を超えて含有させるとピンホールや光沢ムラが発生しやすくなり、５重量％未満であると、所望の印刷適性の向上が図れなくなる。
【００１２】
ここで、本発明においては重質炭酸カルシウムの粒子径については限定されないが、０.５〜１.０μｍの範囲とするのが好ましい。重質炭酸カルシウムの粒子径が０.５μｍ未満であると所望の印刷適性が得られ難くなり、１.０μｍを超えるとピンホールが発生しやすくなる。
【００１３】
他方、立方形の軽質炭酸カルシウムは、その形状の特質から塗工層に含有させると、その塗工層の水分の透過性が格段に向上する。また、塗工液に多量に含有せしめた場合には光沢感が得難くなるが、ある程度の含有量までであればカオリンと比較しても遜色のない光沢感を維持することができる。従って、立方形の軽質炭酸カルシウムは、従来キャストコート紙と同程度の光沢感を維持しつつピンホール抑制による印刷適性の向上および操業速度の向上を図るのに非常に好適である。本発明においては、塗工液にかかる立方形の軽質炭酸カルシウムを全顔料の５〜２５重量％含有せしめる。好ましくは５〜２０重量％含有せしめる。２５重量％を超えて含有させると光沢感が低下しやすくなり、５重量％未満であるとピンホールが発生しやすく、所望の印刷適性の向上が図れなくなる。この場合において前記立方形の軽質炭酸カルシウムの平均粒子径は、０.１〜１.０μｍとし、特に好適には、０.１５〜０.８μｍとする。０.１μｍ未満であると、圧着強度が低下するため接着剤の含有量を増加させる必要が生じ、このように接着剤を増量させると透水性が低下してピンホールが発生しやすくなる。他方、１μｍを超えると光沢度が著しく低下する。平均粒子径は、既知のマイクロトラック装置により測定、算出することができる。
【００１４】
ここで、本発明に言う立方形の軽質炭酸カルシウムとは、立方体形状の結晶形態を有する軽質炭酸カルシウムのことである。このような結晶形態の炭酸カルシウムは通常は軽質炭酸カルシウムであるので、単に立方形炭酸カルシウムと言われる場合もある。本発明にいう立方形の軽質炭酸カルシウムは、立方形炭酸カルシウムを排除する意味ではない。
【００１５】
ここで、本発明においては上記の重質炭酸カルシウムおよび立方形の軽質炭酸カルシウムの他に、カオリン、クレー、焼成クレー、無定形シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、異方形の軽質炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスティックピグメント、尿素系プラスティックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスティックピグメント等の従来既知の顔料を、本発明の範囲内、すなわち全顔料中に９０〜６０重量％で併用する。なかでも、カオリンは、上述のとおり従来から特に光沢感に優れる顔料であることが知られておりカオリンを併用するのが望ましい。カオリンの含有量は８０〜６０重量％が望ましい。
【００１６】
上述のとおり本発明においては塗工液を構成するのに従来と同様に接着剤を用いるが、かかる接着剤については従来既知のキャストコートの製造において用いられる接着剤を問題なく使用することができる。具体例としては、従来既知のアルカリ感応性合成樹脂エマルジョン、アルカリ非感応性合成樹脂エマルジョン、酸化澱粉、エステル化澱粉、酸素性変性澱粉、カチオン化澱粉等の澱粉類、大豆蛋白等の蛋白質類、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導体、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらを従来既知の技術に従って単独または混合して使用することができる。
【００１７】
その他、本発明にかかる塗工液中には、必要に応じて、助剤として、粘度調整剤、消泡剤、着色剤、離型剤、流動変性剤等を従来既知の技術に従って含有させる。
【００１８】
なお、本発明にかかる塗工液の固形成分濃度については特に限定はしないが、塗工性を考慮して２０〜７０重量％程度とするのが好ましい。
【００１９】
次いで、本発明にかかるキャストコート紙の具体的な製造工程を、図１を参照しながら説明する。図に示されるように、基紙１上に上記の説明にかかる塗工液Ｃを、エアーナイフコーターにて塗工し、乾燥機３にて乾燥させて前記基紙上に塗工層を形成する。塗工量については２０〜５０ｇ／ｍ2とするのが望ましい。
なお、塗工機としては、上記のエアーナイフコーターの他、ブレードコーター、ロールコーター、ブラシコーター、チャンプレックスコーター、バーコーター、グラビアコーター等の各種既知の塗工機を用いることができる。
【００２０】
ここで、塗工層を形成する基紙については特に限定されないが、キャストコート法では、水が紙層を通って紙の裏面から蒸発しなければならないので通気性に優れる紙のほうが好ましい。従来一般に塗工原紙として用いられる酸性紙、中性紙であれば問題ない。ここで、基紙は予備塗工された塗工紙であってもよく、さらにはその予備塗工層についてカレンダー処理やブラシ加工等の平滑化処理が施されていてもよい。
【００２１】
基紙１上に塗工層を形成した後、当該塗工層に再湿潤液Ｗを、噴射ノズル４などを用いて散布させるなどして塗工層の再湿潤化および可塑化を図る。かかる塗工層の再湿潤化に用いる再湿潤液については、特に限定されない。従来既知のキャストコートの製造方法において用いられる再湿潤化液を使用することができる。具体例としては、離型剤としてポリエチレンエマルジョン、脂肪酸の塩類やその誘導体、マイクロクリスタリンワックス、ロート油等を水に分散させた液が挙げられる。また、ヘキサメタリン酸ソーダなどの燐酸塩や有機酸、有機酸の塩類を、乾燥後の塗工層の再度の可塑化を促進させるために併用することができる。
【００２２】
塗工層を再湿潤化した後、湿潤化した塗工層を加熱した表面が鏡面加工された鏡面ドラム５に圧接してドラムの鏡面を写しとるとともに塗工層を乾燥させる。
【００２３】
ここで、鏡面ドラムの温度は９０〜１１０℃以上、好適には９５〜１０５℃とする。この場合において、本発明においてはドラム圧接時の速度を従来では困難であった１００〜１５０ｍ／分と高速にしてもピンホールが発生することはない。もちろん、１００ｍ／分以下の速度であってもピンホールが発生することはない。
【００２４】
従って、上記に示す本発明にかかるキャストコート紙の製造方法においては、操業速度を１００〜１５０ｍ／分として製造することが望ましい。これは、従来のリウェットキャストコート法の操業速度が８０ｍ／分程度であったことを考えれば、極めて短時間での製造が可能となったことになる。
【００２５】
【実施例】
本発明に従って製造したキャストコート紙（実施例）と、本発明に従わないキャストコート紙（比較例）について、光沢感とピンホール発生具合とを検討した。
【００２６】
（試料の製造について）
重質炭酸カルシウム（ＦＭＴ９０：ファイマテック社製）と立方形の軽質炭酸カルシウム（ブリリアントＳ１５：白石工業社／白石カルシウム社製）とを用い、それらの全顔料中の配合量、および平均粒子径を変えて数種の塗工液を調製した。平均粒子径は分級により調製した。これらの塗工液を用いてリウェットキャストコート法により原紙に１００ｍ／分または８０ｍ／分の操業速度で塗工して、本発明の実施例またはその比較例となるキャストコート紙を数種製造した。実施例および比較例における、具体的な重質炭酸カルシウムと立方形の軽質炭酸カルシウムの配合量、操業速度（ドラム圧接時の速度）および平均粒子径は、光沢感およびピンホール発生具合の結果とともに表１に示す。
【００２７】
【表１】
2003313796.tif 000001
【００２８】
（評価について）
表中の評価については、下記のとおりである。
［光沢感］ＪＩＳ  Ｐ  ８１４２に準じ、村上色彩技術研究所製の光沢度計を用いて７５°光沢を測定した。表１中の評価は次記のとおりである。◎：光沢度が９１％以上であり従来一般のキャストコート紙よりも光沢感に優れる。○：光沢度が８５〜９０未満であり一般的なキャストコート紙並の光沢感がある。△：光沢度が８０〜８５％であり一般のキャストコート紙よりも光沢感が劣る。×：光沢度が８０％未満で一般のキャストコート紙よりも光沢感が非常に劣る。
【００２９】
［耐ピンホール適性］キャストコート紙表面から無作為に選定した１ｃｍ四方部分のピンホール数を目視にて計数した。表中の評価は次記のとおりである。◎：１ｃｍ四方あたりのピンホール数が５個未満であり、一般のキャストコート紙と比較してピンホールの数が極めて少ない。○：１ｃｍ四方あたりのピンホール数が５〜１０個であり、一般のキャストコート紙並のピンホールの発生数である。×：１ｃｍ四方あたりのピンホール数が１０個以上であり、一般的なキャストコート紙よりもピンホールの数が多い。
【００３０】
（結果について）
本発明の実施例１〜６は、従来の操業速度より高速の１００ｍ／分で製造されているにもかかわらず、光沢感およびピンホールの発生具合が従来のキャストコート紙と同等あるいはそれ以上であるのに対し、比較例１〜５は何れかの評価において一般的なキャストコート紙よりも劣る評価が見られる結果となった。特に比較例３は、操業速度を従来の操業速度と同等の８０ｍ／分で製造されているにもかかわらず、光沢感が一般的なキャストコート紙よりも劣る結果となった。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述のとおり、本発明によれば、光沢感に優れかつ印刷適性に優れるキャストコート紙を、従来よりも短時間で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にかかるリウェットキャストコート法によるキャストコート紙の製造方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１…基紙、２…エアーナイフコーター、３…乾燥機、４…噴射ノズル、５…鏡面ドラム、６…キャストコート紙、Ｃ…塗工液、Ｗ…再湿潤化液。