(57)【要約】【課題】片面キャスト塗被紙において非キャスト面の品質を損なうことなくカールを無くし、かつ高速化にも対応する。【解決手段】裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を形成した支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、支持体表面を鏡面のキャストドラムに圧接、乾燥してキャスト塗被層を仕上げ形成するキャスト塗被紙の製造方法において、裏面塗被層に対して液体を、粒径が１００μｍ以下の状態で噴霧塗布し、乾燥して仕上げることにより、裏面塗被層の白紙光沢が、ＪＩＳ  Ｐ８１４２による７５°光沢度試験で５５％〜７０％で、かつ１辺１０ｃｍの正方形の試験片を温度２５℃、湿度８０％の環境下に２４時間放置後における４つの角のカール高さの最大値が１０ｍｍ以下となるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、鏡面のキャストドラムに圧接、乾燥してなるキャスト塗被層を有し、支持体の裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を有するキャスト塗被紙であって、裏面塗被層に粒径が１００μｍ以下の液体を噴霧塗布し、乾燥して仕上げて成り、裏面塗被層の白紙光沢が、ＪＩＳ  Ｐ８１４２による７５°光沢度試験で５５％〜７０％で、かつ１辺１０ｃｍの正方形の試験片を温度２５℃、湿度８０％の環境下に２４時間放置後における４つの角のカール高さの最大値が１０ｍｍ以下であることを特徴とするキャスト塗被紙。
【請求項２】
裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を形成した支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、支持体表面を鏡面ドラムに圧接、乾燥してキャスト塗被層を仕上げ形成するキャスト塗被紙の製造方法において、裏面塗被層に対して液体を、粒径が１００μｍ以下の状態で噴霧塗布し、乾燥して仕上げることを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法。
【請求項３】
液体の塗布量は、０．１〜１．５ｃｃ／ｃｍ２  であることを特徴とする請求項２記載のキャスト塗被紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にキャスト塗被層を、裏面に顔料と接着剤を主成分とする塗被層を有する片面キャスト塗被紙とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キャスト塗被紙は、そのキャスト塗被層が高い光沢を有する特長から、雑誌表紙や化粧包装箱用などに広く用いられている。特に、雑誌表紙用では、本文に塗被紙が広く用いられていることから、それに合わせて裏面側の非キャスト面に、塗被層を有する片面キャスト塗被紙が主に使用されている。
【０００３】
しかしながら、片面のみをキャストドラムに圧着乾燥させるキャスト塗被紙においては、カールが発生し易く、印刷工程に支障を及ぼす恐れがある。この問題を解消する方法として、ロール転写方式で非キャスト面に水を塗布する方法や、キャスト塗被面に蒸気などを作用させる方法などが知られている。しかし、水を塗布する方法では非キャスト塗被層の品質が低下するという問題かあり、蒸気等を作用させる方法では高速化に対応しようとすると効果が不十分になるという問題がある。
【０００４】
また、このような問題を解消するものとして、原紙の両面にポリアクリルアマイド水溶液を乾燥重量で０．５〜５．０ｇ／ｍ２  塗被して乾燥する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２０４７９３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献に開示されているように、原紙の抄紙時にポリアクリルアマイド等を塗被する方法では、原紙の透気性が損なわれる結果、高速化に伴って、キャストドラム上でキャスト面にピンホールを発生し易いという問題が生起する。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、片面キャスト塗被紙において非キャスト面の品質を損なうことなくカールを無くすことができ、かつ高速化にも対応できるキャスト塗被紙とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャスト塗被紙は、支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、鏡面のキャストドラムに圧接、乾燥してなるキャスト塗被層を有し、支持体の裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を有するキャスト塗被紙であって、裏面塗被層に粒径が１００μｍ以下の液体を噴霧塗布し、乾燥して仕上げて成り、裏面塗被層の白紙光沢が、ＪＩＳ  Ｐ８１４２による７５°光沢度試験で５５％〜７０％で、かつ１辺１０ｃｍの正方形の試験片を温度２５℃、湿度８０％の環境下に２４時間放置後における４つの角のカール高さの最大値が１０ｍｍ以下であるものである。
【０００９】
この構成によれば、表面のキャスト塗被層と裏面塗被層を有する片面キャスト塗被紙において、その裏面塗被層に粒径が１００μｍ以下の液体を噴霧塗布し、乾燥して仕上げているので、裏面塗被層の白紙光沢、印刷光沢、平滑性等の品質を損なうことなく、カールの発生を確実に防止できかつ高速化にも対応することができる。
【００１０】
また、本発明のキャスト塗被紙の製造方法は、裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を形成した支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、支持体表面を鏡面ドラムに圧接、乾燥してキャスト塗被層を仕上げ形成するキャスト塗被紙の製造方法において、裏面塗被層に対して液体を、粒径が１００μｍ以下の状態で噴霧塗布し、乾燥して仕上げるものである。好適には、粒径が３０μｍ以上の液体を遠心力で噴霧することにより、支持体の高速搬送に伴う気流の影響を受けずに液体を適切に噴霧塗布することができる。
【００１１】
この構成によると、上記のように裏面塗被層の品質を損なうことなく、カールの発生を確実に防止できかつ高速化にも対応することができる。
【００１２】
また、液体の塗布量を、０．１〜１．５ｃｃ／ｃｍ２  とすることで、カールの発生を確実に防止しつつ塗被層の品質を維持でき、好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のキャスト塗被紙とその製造方法の一実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、裏面に顔料と接着剤を主成分とする裏面塗被層を形成した支持体の表面にキャスト用塗被組成物を塗被し、支持体表面を鏡面のキャストドラムに圧接、乾燥してキャスト塗被層を仕上げ形成するキャスト塗被紙の製造方法において、裏面塗被層に対して液体を、粒径が１００μｍ以下の状態で噴霧塗布し、乾燥して仕上げるものである。
【００１５】
図１において、裏面塗被層が塗工された支持体としての原紙１がリール２から繰り出され、塗工装置３にてその表面にキャスト用塗被組成物が塗工され、乾燥部４を通過する間に乾燥され、次いで、外周面が鏡面仕上げされ、所定温度に加熱されているキャストドラム５にそのキャスト用塗被組成物塗工面が圧接、乾燥されてキャスト面が形成され、その後液体付与装置６にて裏面塗被層に対して水を、粒径が３０μｍ以上、１００μｍ以下の状態で噴霧塗布し、赤外線ヒータ７にて乾燥して仕上げ、リール８に巻き取るように構成されている。
【００１６】
上記のように水を粒径が３０μｍ以上、１００μｍ以下の状態で噴霧塗布する液体付与装置６としては、商品名「ローターダンプニング」（ニッカ株式会社）が好適に適用される。その構成は、図２に示すように、複数の回転自在な中空円盤状のロータ１１を所定間隔で一列状に配置するとともに、各ロータ１１に同芯状にプーリ１２を連結固定し、駆動モータ（図示せず）にて回転駆動される駆動プーリ１３にてベルト１４を介して各プーリ１２を連動して高速にて回転駆動するとともに、各ロータ１１内に水を供給するように構成されている。これにより、図３に示すように、約５０００ｒｐｍ程度の高速で回転するロータ１１内の水が遠心力によってロータ１１の外周から噴出する細かい霧から成る薄膜状の噴霧流１５が形成され、この各ロータ１１からの噴霧流１５の幅ｄをシャッタ１６にて規制することで、所定の噴霧塗布幅Ｄを一様に噴霧塗布する連続した噴霧塗布流１７が形成される。このように高速回転するロータにて遠心力によって水を噴霧することにより、粒径が３０μ以上、１００μｍ以下、例えば７５μｍ程度の水滴にして噴霧塗布することができるとともに、塗布量を精度良く制御することができる。
【００１７】
次に、以上の装置構成にて製造する本実施形態のキャスト塗被紙の構成と製造方法を詳細に説明する。
【００１８】
支持体としての原紙１の原料パルプは、特に限定されない。既知のＫＰのような化学パルプ、ＰＧＷ、ＳＧＰ、ＲＧＰ、ＢＣＴＭＰ、ＣＴＭＰ等の機械パルプ、脱墨パルプ、古紙パルプ、あるいはケナフ、竹、麻、藁等の非木材パルプ等を、単独であるいは二種以上を混合して用いることができる。特に、同一秤量の他のパルプと比較して不透明度が高く、森林資源保護に寄与する古紙パルプを用いるのが好ましく、また原紙を嵩高とするためには化学パルプに比して機械パルプや古紙パルプの配合量を１０重量％以上、好適には５０重量％以上とするのが好ましい。原紙１の坪量は特に限定されず、一般の印刷用塗被紙の坪量である、３０〜４００ｇ／ｍ２  程度とすることができる。
【００１９】
なお、支持体は原紙に限らず、多孔性合成樹脂フィルムや不織布等を用いることもできる。
【００２０】
キャスト用塗被組成物としては、従来から汎用されている顔料及び接着剤を主成分とするキャスト塗被紙用塗被液を適用できる。顔料としては、デラミネートクレー、炭酸カルシウム、カオリン、焼成クレー、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、シリカ、活性白土、珪藻土、レーキ等の無機顔料や、スチレン−アクリル共重合体などの有機顔料などを１種又は複数種を適宜選択して混合したものが使用される。
【００２１】
塗被液に使用される接着剤としては、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、及びポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成接着剤、酸化でんぷん、エステル化でんぷん、酵素変性でんぷんやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性でんぷん、カゼイン、大豆蛋白等の天然系接着剤等を用い得る。
【００２２】
これらの接着剤は、顔料１００重量部に対して５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部の範囲で用いるのが好適である。接着剤が上記範囲より少ないと接着性が劣り、多いと光沢性の発現を低下させる。また、塗被液には、必要に応じて分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等の補助剤が含有される。
【００２３】
また、支持体の裏面の裏面塗被層を形成する塗被液についても、従来から汎用されている顔料及び接着剤を主成分とする塗被液を適用でき、その顔料や接着剤としては、上記キャスト塗被紙用塗被液と基本的に同様のものを用いることができる。
【００２４】
支持体への塗被液の塗工方法は、ブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、ブラシコータ、カーテンコータ、バーコータ、グラビアコータ、サイズプレスコータ等の塗工装置によって一層又は多層に分けて行うことができる。
【００２５】
塗工量は、キャスト塗被層については、乾燥重量で１５〜３０ｇ／ｍ２  、好適には１５〜２５ｇ／ｍ２  の範囲に調整される。また、裏面塗被層については、乾燥重量で５〜２０ｇ／ｍ２  、好適には５〜１５ｇ／ｍ２  の範囲に調整される。塗工量が、上記範囲未満では、原紙の被覆性に劣り、塗工層が形成され難く、また原紙の地合いの影響を受けて平滑度が不充分となり、上記範囲を越えると紙のこしがなくなるとともにコスト高となる。
【００２６】
上記のようにキャスト塗被層を形成した後、そのキャスト塗被層をキャストドラム５に圧着するように巻付けてキャストコートする。キャストコート後に、次に裏面塗被層に対して上記液体付与装置６を用いて０．１〜１．５ｃｃ／ｃｍ２  の量の水などの液体を、粒径が１００μｍ以下、好適には７５μｍ以下、３０μｍ以上の状態にして噴霧塗布し、赤外線ヒータ等にて乾燥して仕上げる。液体としては、水で良いが、その他にカール防止剤を用いて裏面塗被層の改質を図るようにすることもできる。また、液体の塗布量が、上記範囲未満ではカール防止効果が不十分となり、逆に上記範囲を越えると、裏面塗工層の白紙光沢や平滑度などの品質に悪影響を与えることになる。また、噴霧する液体の粒径が上記範囲を越えると、従来のロール転写方式と同様に裏面塗被層の品質を悪化させることになる。
【００２７】
このように液体を噴霧塗布することにより、１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速にて塗工、キャストを行っても、裏面塗被層の白紙光沢が、ＪＩＳ  Ｐ８１４２による７５°光沢度試験で５５％〜７０％で、かつ１辺１０ｃｍの正方形の試験片を温度２５℃、湿度８０％の環境下に２４時間放置後における４つの角のカール高さの最大値が１０ｍｍ以下の片面キャスト塗被紙を得ることができる。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明のいくつかの実施例と比較例を説明する。
【００２９】
片面キャスト塗被紙において、その裏面塗被層に対する水の塗布形態によるカール防止効果に対する影響について調査する実験を行うため、試料として次のものを用意した。
【００３０】
原紙：フリーネス３５０ｍｌとした古紙パルプと、フリーネス４５０ｍｌとしたＬＢＫＰを配合し、硫酸バンドの助剤を添加し、抄紙した。
【００３１】
顔料：クレー（商品名：ウルトラホワイト９０／エンゲルハード社製）を有機顔料との合計で６０重量部、デラミネートクレー（商品名：ハイドラプリント／ヒューバー社製）２０重量部、炭酸カルシウム（商品名：ＦＭＴ９０／ファイマテック社製）２０重量部の混合顔料を用いた。
【００３２】
接着剤：リン酸エステル化でんぷん（日本食品化工製）とスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（旭化成工業製）を１対３で配合したものを用いた。
【００３３】
実施例１〜４及び比較例１〜３として、顔料として上記混合顔料を調整し、コーレス分散機を用いて水に分散して顔料分散液を調整し、顔料分散液１００重量部に対して接着剤を２０重量部配合し、塗被液を調製した。これを原紙の裏面側にブレードコータで塗工量が１５ｇ／ｍ２  となるように塗工して裏面塗被層を形成した。次に、この裏面塗被層が形成された原紙の表面側に、エアナイフコータでキャスト塗被層として塗工量が１９ｇ／ｍ２  となるように塗工した。この塗被紙の表面側をキャストドラムに圧着させてキャストコートを行った。
【００３４】
その後、カール防止のために裏面塗被層に対して水を塗布するについて、実施例１〜４では、上記液体付与装置６を用いて、粒子径を７５μｍと１００μｍ、塗布量を１．０ｃｃ／ｃｍ２  、１．３ｃｃ／ｃｍ２  、１．５ｃｃ／ｃｍ２  の間で変えて塗布した。また、比較例１として、粒子径１５０μｍ、塗布量１．０ｃｃ／ｃｍ２  とし、比較例２として、塗布量１．５ｃｃ／ｃｍ２  でロール転写にて塗布し、比較例３として水を塗布しなかった。
【００３５】
以上の各実施例及び比較例について、得られたキャスト塗被紙の裏面の白紙光沢とカールの発生について調査した。その評価結果を、表１に示す。
【００３６】
【表１】
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表１において、白紙光沢は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１４２  に基づいて測定した。また、カールは、１辺１０ｃｍの正方形の試験片を作製し、それを温度２５℃、湿度８０％の環境下に２４時間放置した後、４つの角のカール高さの最大値を測定した。
【００３７】
表１の実施例１〜４から、水の粒径が７５μｍ〜１００μｍとし、塗布量を１．０〜１．５ｃｃ／ｃｍ２  とすることで、白紙光沢が６０％以上で、カールが５ｍｍ以下の片面キャスト塗被紙が得られることが分かる。
【００３８】
一方、比較例１から水の粒径が１００μｍを越えた１５０μｍになると、カールの発生は防止できても、白紙光沢が５２％と、所望の５５％以上の白紙光沢が得られず、また比較例２からロール転写を適用した場合も、カールの発生は防止できても、白紙光沢が４５％と所望の白紙光沢が一層得られず、また比較例３からから水を塗布しない場合は、白紙光沢が６５％と、所望の５５％以上の白紙光沢が得られるが、カールが２０ｍｍとなってカールの発生を防止できないことが分かる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、表面のキャスト塗被層と裏面塗被層を有する片面キャスト塗被紙において、その裏面塗被層に粒径が１００μｍ以下の液体を噴霧塗布し、乾燥して仕上げることにより、裏面塗被層の白紙光沢、印刷光沢、平滑性等の品質を損なうことなく、カールの発生を確実に防止できかつ高速化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるキャストコート工程の模式図である。
【図２】同実施形態における液体付与装置を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）はその１つのロータの概略構成図である。
【図３】同実施形態におけるロータによる噴霧流形成の説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
１  原紙（支持体）
３  塗工装置
４  乾燥装置
５  キャストドラム
６  液体付与装置
７  赤外線ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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