(57)【要約】【課題】高光沢度、高平滑度の高品質を保持しつつ、ピンホールやドラムピックの欠点がなく、非キャスト面への印刷適性を向上させたキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙を提供するものである。【解決手段】原紙上に顔料と接着剤を主成分とし、ゲル含有量６０質量％以下、平均粒子径１００ｎｍ以上のラテックスバインダーを顔料に対して８〜１８質量％含有してなる塗工量６〜１２ｇ／ｍ２の両面下塗り層を設けてなり、水分量が３〜７質量％、ガーレー透気度が３５００秒以下であることを特徴とするキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙上に顔料と接着剤を主成分とし、ゲル含有量６０質量％以下、平均粒子径１００ｎｍ以上のラテックスバインダーを顔料に対して８〜１８質量％含有してなる塗工量６〜１２ｇ／ｍ２の両面下塗り層を設けてなり、水分量が３〜７質量％、ガーレー透気度が３５００秒以下であることを特徴とするキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャストコーテッド紙用両面下塗り原紙に関し、さらに詳しくは
高光沢度、高平滑度の高品質を保持しつつ、ピンホールやドラムピックの欠点がなく、非キャスト面への印刷適性を向上させたキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キャストコーテッド紙と呼ばれる塗工紙の製造方法としては、ウエットキャスト法（直接法）、ゲル化キャスト法（凝固法）、リウェットキャスト法（再湿潤法）などが一般的に知られている。
【０００３】
ウエットキャスト法は、キャストコーティングの基本となる方法であり、顔料および接着剤を主成分とするキャスト用塗工液を原紙に塗工した後、塗工層が湿潤状態にある間に、鏡面を有する加熱されたキャストドラムに圧接される。塗工面は、キャストドラム表面に密着したまま乾燥・離型される。ゲル化キャスト法は、原紙に水性塗液を塗工した後、塗工層を流動性はないが変形可能なゲル状態に凝固させてから、キャストドラムに圧接・乾燥して仕上げる方法である。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
リウェットキャスト法は、原紙に塗液を塗工・乾燥して乾燥塗工層を得る。その後、塗工層を水、または適当なリウェット液で再湿潤可塑化させ、キャストドラム面に圧接して仕上げる方法である。これらのキャスト仕上げ方法は、いずれも可塑状態にある塗工層表面を加熱キャストドラムに圧接・乾燥後、加熱ドラムより離型させて鏡面を写し取る点で共通している。
【０００５】
キャストドラム面に圧接して乾燥させるため、塗工層中の水分はすべて紙層中を通過して非キャスト面側から蒸発されなくてはならず、両面、さらには塗工層面から乾燥される一般アート紙、コート紙に比較して低速の操業を余儀なくされているのが現状である。また、蒸発速度がある限界を超えると、塗料中の蒸発水分の一部がキャストドラム面に向かって逸散するようになり塗工層を破壊し、結果的に得られるキャスト塗工紙の塗工層表面に無数のピンホールや、操業スピードの上昇に伴って塗工層の一部が鏡面ドラムに残留する、所謂ドラムピックやドラム曇りを発生しやすくなる。このために、白紙外観か操業性のいずれかをある程度犠牲にして製造しているのが現状であり、さらに塗工速度を高めて生産性を向上させることが重要な技術課題となっている。
【０００６】
蒸発水分を少なくすることが根本的課題である。ところが、ウエットキャスト法やゲル化キャスト法では、塗液の流動性などの塗工適性も限界となって、さらに高濃度の塗液を調整したり塗工することは困難である。また、水分を比較的少なくすることができるリウェットキャスト法でも、プレス圧に対する変形を可能にして、キャストドラム面に密着させるように塗工層を湿潤可塑状態にするために、やはり多くの水分を必要としている。
【０００７】
高品質を得るためには、やはりそれ相当の塗工量が必要である。塗工量を少なくして塗工速度を高めることは、高品質のキャストコーテッド紙を製造する場合には、現状ではすでに限界に達している。キャストドラムの加熱温度を上げることによって、蒸気乾燥を促進することも種々試みられている。しかし、上記のようにキャストコーティングでは、ドラム面の温度が水分蒸発の温度になっていると、ドラム面と接触する瞬間に湿潤可塑塗工層中の水分が急減に蒸発を始めることになり、塗工層とドラム面の密着が妨げられるので、一般的にドラム表面の温度を１００℃以下に制限する必要がある。リウェットキャスト法やゲル化キャスト法では１２０〜１３０℃までの高温が可能という報告もあるが、これらの例ではまだ十分に満足できる高品質のキャストコーテッド紙は得られていない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−２４６０００号公報
【０００９】
【発明が解決しようとしている課題】
本発明の目的は、高光沢度、高平滑度の高品質を保持しつつ、ピンホールやドラムピックの欠点がなく、非キャスト面への印刷適性を向上させたキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、キャストコーターにおいて、原紙に顔料と接着剤を主成分とした塗工層を施す際に、塗工層および原紙中の水分が非キャスト面側より蒸発することに着目、いかに非キャスト面側への水分蒸発をスムーズに促し、且つ非キャスト面の印刷適性向上を図るかということに重点をおき、鋭意研究の結果、本発明のキャストコーテッド紙用両面下塗り原紙を発明するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のキャストコーテッド紙用下塗り原紙は、
原紙上に顔料と接着剤を主成分とし、ゲル含有量６０質量％以下、平均粒子径１００ｎｍ以上のラテックスバインダーを顔料に対して８〜１８質量％含有してなる塗工量６〜１２ｇ／ｍ２の両面下塗り層を設けてなり、水分量が３〜７質量％、ガーレー透気度が３５００秒以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
キャストコーターにおいて、キャスト塗液の水分量を少なくするため、下塗りを施すことによりキャスト塗工量をいくらかでも軽減できるように、また、非キャスト面の印刷適性向上のために、顔料と接着剤を主成分とした塗工層を施した両面塗工原紙とした。しかし、原紙の塗工量が多くなれば、すなわち透気度が高くなれば、非キャスト面への水分蒸発が阻害され、キャスト塗層中の蒸発水分の一部がキャストドラム面に向かって逸散するようになり塗工層を破壊し、無数のピンホールや、塗工層の一部が鏡面ドラムに残留する、所謂ドラムピックやドラム曇りを発生しやすくなる。
【００１３】
キャストコーターにおいて、非塗工面より水蒸気が飛散するようにするためには、キャストコーテッド紙用原紙の透気度が大きな作用をすることは、一般に知られている。そこで、透気度の高い下塗り塗工原紙、すなわち、キャストコーテッド紙用原紙を造ることが最重要である。鋭意研究の結果、キャストコーテッド紙用原紙の透気度を高くするためには、キャストコーテッド紙用原紙の塗工量、塗工層中の接着剤、すなわちラテックスバインダーの配合量および、ゲル含有量と平均粒子径、さらにキャストコーテッド紙用原紙の最終水分が大きく作用していることを見いだした。
【００１４】
ここで言う、ゲル含有量とは、トルエンやベンゼンなどの有機溶剤に不溶な部分を示すので、ラテックスバインダーを構成するポリマーの架橋化の度合いを示すものである。ゲル含有量を低くすれば、塗工層の透気性が向上するものの、一方でピック強度特性が低下する。
【００１５】
また、ここで言うラテックスバインダーの平均粒子経とは、水中のラテックスバインダーのブラウン運動を動的レーザー光散乱法により観察し、その値をタイムインターバル法などの光子相関法により解析したものである。
【００１６】
本発明において、キャストコーテッド紙用原紙塗工時の塗工方法は、エアーナイフ、ロッドバー、ブレードコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、シムサイザー、メターリングバーなどの公知の塗工機が挙げられる。
【００１７】
本発明において、下塗り塗工液に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイトなどの複合合成顔料、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム、水酸化アルミナなどの半合成顔料、プラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。
【００１８】
下塗り塗工液に用いられる澱粉としては、通常の澱紛、酸化澱紛、エーテル化澱紛、エステル化澱紛、酵素変性澱紛やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が挙げられる。
【００１９】
また、下塗り塗工液に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００２０】
下塗り塗工液に用いられる澱粉以外のバインダーとしては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。
【００２１】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤が好適に用いられる。
【００２２】
本発明に用いられる原紙としては、二酸化塩素およびオゾンなどのＥＣＦ漂白されたＬＢＫＰ，ＮＢＫＰなどの化学パルプ  およびＧＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および古紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造でき、限定するものではない。
【００２３】
本発明の原紙においては、ノーサイズプレス原紙、澱紛、ポリビニルアルコールなどでサイズプレスされた原紙などを用いることができる。
【００２４】
一連の操業で、塗工、乾燥されたキャストコーテッド紙用原紙は、必要に応じて各種カレンダー処理が施される場合もある。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部および％は、特に指定のない限り、すべて質量部および質量％を示す。
【００２６】
実施例１
＜原紙配合＞
二酸化塩素漂白を主体としたパルプ、ＬＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ）９０部、ＮＢＫＰ（濾水度５００ｍｌｃｓｆ）１０部、必要応じて、以下の内添薬品を配合する。市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤０．０３部をパルプ、内添薬品を上記の配合で調整し、坪量１９０ｇ／ｍ２の７層板紙原紙を抄造した。
【００２７】
＜下塗り塗工液の配合＞
市販一級カオリンクレー５０部、市販重質炭酸カルシウム５０部、市販ポリアクリル酸系分散剤０．１部、ラテックスバインダー１２部、市販燐酸化エステル澱粉８部、ステアリン酸カルシウム０．５部、印刷適性剤０．５部をアンモニア水にてｐＨ９．８に調製し下塗り塗工液とした。この原紙に対して、ロッドバーおよびメタリングバー方式の塗工機を用いて、塗工速度１３０ｍ／分で下塗り塗工液を両面塗工量として１２．２ｇ／ｍ２塗工した。なお、ラテックスバインダーは、ゲル含有量５０％、平均粒子径１２０ｎｍのものを使用した。
【００２８】
実施例２〜２１および比較例１〜９
上記実施例１における両面塗工量、ラテックスバインダーのゲル含有量、平均粒子径、配合率を表１に示す値にした以外は実施例１と同様にしてキャストコーテッド紙用下塗り原紙を作製した。
【００２９】
実施例および比較例のキャストコーテッド紙用原紙について、下記の評価方法により評価し、その結果を表１、表２に示した。
【００３０】
（１）透気度
キャストコーテッド紙用原紙の透気度は、ＪＩＳ  Ｐ８１１７ガーレーデンソメーターにて測定し、評価データとした。
【００３１】
（２）両面下塗り塗工後の水分
両面下塗り塗工後の水分は、１０５℃乾燥機にて絶乾水分を測定し、水分データとした。
【００３２】
（３）キャスト面ドラムピック
キャスト塗工液として、軽質炭酸カルシウム２０部、カオリン８０部、ボリアクリル酸ソーダ０．５部、をコーレス分散既を用いて水中に分散させて、固形分６５％の顔料スラリーとした。このスラリーに、消泡剤トリブチルフォスフェート０．５部、離型剤ステアリン酸アンモニウム１．０部、接着剤としてアンモニアを用いて溶解した１５％カゼイン水溶液１０部（固形分として）、さらに、ＺｎＳＯ４を２部および水を加えて固形分濃度が４５％のキャスト塗工液を調整した。このキャスト塗工液を、１９０ｇ／ｍ２原紙に各々重量部を下塗り塗工したキャストコーテッド紙用原紙にキャスト塗工液を片面塗工して、加熱された鏡面ドラムに圧接してキャスト仕上げを行い、キャスト面のドラムピックを観察し、（◎良→×悪）で判定した。
【００３３】
（４）非キャスト塗工面インキ着肉性
ＲＩ印刷適性試験機を用いてタックインキ（ＤＩＣ社製大豆油インキ、タック値１５）の印刷にて、インキ着肉を目視にて（◎良→×悪）で判定した。
【００３４】
（５）非キャスト塗工面ドライピック
ＲＩ印刷適性試験機を用いてタックインキ（ＤＩＣ社製大豆油インキ、タック値２０）の印刷にて、インキ着肉を目視にて（◎良→×悪）で判定した
【００３５】
【表１】
2004277970.tif 000002
【００３６】
【表２】
2004277970.tif 000003
【００３７】
評価；
実施例１〜４および比較例１〜２は、漂白パルプを主成分とする原紙の上にロットコーターおよびメタリングコーター方式で６〜１６ｇ／ｍ２の両面下塗り層を設けた。そのキャストコーテッド紙用原紙の両面塗工量、透気度および水分を確認後、前述のキャスト塗工液を２０ｇ／ｍ２塗工し、キャスト面ドラムピック、非キャスト面インキ着肉性およびＲＩドライピックを評価した。下塗り塗工量を変化させた結果、下塗り塗工液は６〜１２ｇ／ｍ２、好ましくは６〜１０ｇ／ｍ２が、キャスト面ドラムピックが良好であった。さらに、下塗り塗工量と透気度の相関が見い出され、透気度は３５００秒、好ましくは３０００秒以下であれば、キャスト面ドラムピックが良好であることが判明した。また、両面塗工量６ｇ／ｍ２以下であれば、非塗工面のＲＩインキ着肉性が劣る傾向も見受けられることが判明した。
【００３８】
実施例５〜９および比較例３において、前述実施例、比較例のごとく、両面下塗り塗工後の水分を変化させた結果、水分は７％以下、好ましくは６．５％以下であれば、キャスト面ドラムピックが良好であることが判明した。
【００３９】
実施例１０〜１４および比較例４〜５は、前述のごとく、下塗り塗工液の配合ラテックスのゲル含有量を変化させたものを配合した結果、ゲル含有量６０％以下好ましくは２０〜５０％のキャスト面ドラムピックが良好であり、６０％以上の場合は透気度３５００秒以上となった。
【００４０】
実施例１５〜１７および比較例６〜７では、前述のごとく、下塗り塗工液の配合ラテックスの粒径を変化させものを配合した結果、粒径が１００ｎｍ以上、好ましくは１１０ｍｎ以上のキャスト面ドラムピックが良好であり、１００ｎｍ以下であれば、透気度も３５００秒以上となった。
【００４１】
実施例１８〜２１および比較例８〜９は、前述のごとく、下塗り塗工液のラテックス配合を変化させたものは、１６部以下で、好ましくは８〜１４部配合が、キャスト面ドラムピックが良好であった。しかし、ラテックスの配合量が少なくなると、ＲＩドライピックの低下となる。
【００４２】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明のキャストコーテッド紙用原紙は、特定のラテックスバインダーを用いた両面下塗り層を設けることで、高光沢度、高平滑度の高品質を保持しつつ、ピンホールやドラムピックの欠点がなく、非キャスト面への印刷適性を向上させることができる。