(57)【要約】【課題】  本発明の課題はキャスト塗工機において、鏡面ドラムの汚れ（ドラムピック等）を防止する方法及び、長時間安定的にキャスト塗工紙を製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】  原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある前記塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法において、散布手段により、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布する。前記散布手段が、噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている液体散布装置であることが好ましい【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある前記塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法において、散布手段により、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項２】
前記散布手段が、噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている液体散布装置であることを特徴とする請求項１に記載されたキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項３】
前記噴霧ノズルが、キャスト塗工機の通紙方向に対して垂直方向に往復移動しながら、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とする請求項２に記載されたキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項４】
散布手段から散布される汚染防止薬液の散布量が０．１ml/min/m以上１０ml/min/m以下であることを特徴とする請求項１〜３に記載されたキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項５】
前記鏡面ドラム表面に散布される、前記汚染防止薬液の単位面積あたりの散布量が１．０×１０−３ml/m2以上１．０ml/m2以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載されたキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項６】
前記汚染防止薬液がステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸又はその変性物、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、合成油、シリコーン又はその変性物のうちの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜５に記載されたキャスト塗工機のドラム汚染防止方法。
【請求項７】
原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある前記塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工紙の製造方法において、散布手段により、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とするキャスト塗工紙の製造方法。
【請求項８】
前記散布手段が噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている散布装置であることを特徴とする請求項７に記載されたキャスト塗工紙の製造方法。
【請求項９】
前記噴霧ノズルが、キャスト塗工機の通紙方向に対して垂直方向に往復移動しながら、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とする請求項８に記載されたキャスト塗工紙の製造方法。
【請求項１０】
散布手段から散布される汚染防止薬液の散布量が０．１ml/min/m以上１０ml/min/m以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載されたキャスト塗工紙の製造方法。
【請求項１１】
前記鏡面ドラム表面に散布される、前記汚染防止薬液の単位面積あたりの散布量が１．０×１０−３ml/m2以上１．０ml/m2以下であることを特徴とする請求項７〜１０に記載されたキャスト塗工紙の製造方法。
【請求項１２】
前記汚染防止薬液がステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸又はその変性物、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、合成油、シリコーン又はその変性物のうちの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項７〜１１に記載されたキャスト塗工紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿潤状態にある塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法及びキャスト塗工紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鏡面のような高い光沢度を有するキャスト塗工紙は、出版用、商業印刷用、粘着ラベル紙用、包装、パッケージ用に使用されている。出版用途では、雑誌や週刊誌、コミック誌等の表紙等に使用され、近年ではコミック誌用途が増加傾向にある。商業印刷分野では、ポスター、カタログ、カレンダー、パンフレット等に使用され、最近はとりわけ通販カタログの表紙用に需要が増加している。また粘着ラベル紙用、包装・パッケージ用は、食品、弱電商品関係や高級品パッケージ関係で需要が安定している。
【０００３】
キャスト塗工紙の製造は、原紙表面に顔料及び接着剤を主成分とする水性顔料塗被液を塗工してキャスト塗工層を設け、続いてキャスト塗工層を加熱された金属製の鏡面ドラムに圧着、乾燥することにより製造されている。
【０００４】
このキャスト塗工紙の代表的な製造法としては、湿潤状態の塗工層をそのまま直接加熱ドラム面に圧接するウェットキャスト法、湿潤状態の塗工層を一旦乾燥した後、リウェット液により可塑化して加熱ドラム面に圧接するリウェットキャスト法、湿潤状態の塗工層をゲル化液で凝固させた後、加熱ドラム面に圧接するゲル化キャスト法などが知られている。これらの方法はいずれも可塑状態にある塗工層をドラム面に圧接乾燥しながらドラム面から剥離させるものであるが、長時間の連続操業下で安定した離型性を得ることが生産性を向上する上で重要な課題となっている。
【０００５】
従来離型性を向上させる方法として、（１）ドラム面に離型剤を付与する方法、（２）塗工液中に離型剤を添加する方法、（３）再湿潤液あるいはゲル化液に離型剤を添加する方法（特許文献１〜２参照）などが採用されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１１３０９０号公報
【特許文献２】特開平１１−２７９９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した（１）〜（３）の離型剤を用いる方法においては、５時間程度の操業で剥離不良を生じ、塗工層の一部がドラム表面に付着し始め（以後ドラムピックと称す）、著しい場合には紙全体がドラム表面に貼り付いて剥離しなくなってしまう場合があった。
【０００８】
このような問題が発生する原因としては、例えば上記（１）の方法を採用した場合、加熱ドラムと塗工層間に介在する離型剤が操業中、逐次塗工層によって運び去られ、従ってこの介在する離型剤の量が不足してドラムピックが発生し易い状態になるものと考えられる。離型性を改良するために離型剤の使用量を増加することも考えられるが、その場合インキの定着不良、乾燥性不良等の新たな問題が発生する。そのため一日に２〜３回程度運転を停止してはドラム表面に離型剤を塗布する供給処理を行う必要があり、その度に１時間程度操業を停止させざるを得ないことから生産効率が大幅に低下してしまうのが現状である。従って、キャスト法では、特に長時間安定して連続操業出来る様に離型性を改良することが大きな課題となっている。
【０００９】
特許文献１の方法においては、ゲル化液または再湿潤液中にポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有させ且つ、鏡面ドラム表面に断続的に離型剤（飽和脂肪酸および／またはその金属塩）を塗布することによって、長時間の安定操業が可能となることを認めた。しかし、この方法は従来から実施されている方式、すなわち一定時間操業後ドラム上に残存する離型剤の量が減ってきたら、一度操業を停止して再度ドラム面に離型剤を塗布する方式も併用しており、この方法においても一定時間当たりに離型剤を塗布する回数が減るだけで（概ね15〜20時間に１回程度の停止）、長時間連続で操業すればドラムピックが発生することに変わりはない。また、離型剤をゲル化液または再湿潤液中に均一に混合することができず、キャスト塗工紙の品質が低下する懸念がある。
【００１０】
また、特許文献２においては、離型剤としてステアリン酸を用い、鏡面ドラム表面に直接連続塗工することによって、長時間の安定操業が可能となることを認めた。しかし、この方式では鏡面ドラム表面にシリコーンゴムブレードを押し当てて離型剤被膜を形成させるため、鏡面ドラム表面を損傷させてしまい実施が困難であり、長時間連続的に安定操業できる方法が求められていた。
以上のような状況に鑑み、本発明の課題はキャスト塗工機において、鏡面ドラムの汚れ（ドラムピック等）を防止する方法及び、長時間安定的にキャスト塗工紙を製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
連続操業性において問題になるのはドラムピックの発生であり、これは加熱ドラムと塗工層間に介在する離型剤が操業中、逐次塗工層によって運び去られ、離型剤の量が不足して発生すると推定されるため、鏡面ドラム表層の離型剤の薄膜を長時間均一に保持すれば、連続操業が可能となると考えられる。
本発明者等は、上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工紙の製造方法において、鏡面ドラム表面に噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている液体散布装置等の散布手段を用いて、汚染防止薬液を連続的に塗布し、汚染防止薬液の薄膜を形成させることにより、上記課題を解決するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある前記塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法において、散布手段により、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とするキャスト塗工機のドラム汚染防止方法である。
【００１３】
前記散布手段が、噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている液体散布装置であることが好ましく、さらに噴霧ノズルが、キャスト塗工機の通紙方向に対して垂直方向に往復移動しながら、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することが好ましい。
【００１４】
また、散布手段から散布される汚染防止薬液の散布量が０．１ml/min/m以上１０ml/min/m以下であることが好ましく、さらに前記鏡面ドラム表面に散布される、前記汚染防止薬液の単位面積あたりの散布量が１．０×１０−３ml/m2以上１．０ml/m2以下であることが好ましい。また、前記汚染防止薬液がステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸又はその変性物、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、合成油、シリコーン又はその変性物のうちの少なくとも１種を含有することが好ましい。
【００１５】
また、本発明は原紙に顔料と接着剤を含有する塗工液を塗布して塗工層を設けた後、湿潤状態にある前記塗工層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗工紙の製造方法において、散布手段により、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することを特徴とするキャスト塗工紙の製造方法である。
【００１６】
前記散布手段が噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている散布装置であることが好ましく、さらに、前記噴霧ノズルが、キャスト塗工機の通紙方向に対して垂直方向に往復移動しながら、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布することが好ましい。
【００１７】
また、散布手段から散布される汚染防止薬液の散布量が０．１ml/min/m以上１０ml/min/m以下であることが好ましく、前記鏡面ドラム表面に散布される、前記汚染防止薬液の単位面積あたりの散布量が１．０×１０−３ml/m2以上１．０ml/m2以下であることが好ましい。また、前記汚染防止薬液がステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸又はその変性物、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、合成油、シリコーン又はその変性物のうちの少なくとも１種を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、キャスト塗工紙の製造時において、キャスト（鏡面）ドラムの汚れ（ピッキング）を防止し、高品質（高光沢）のキャスト塗工紙を安定して長時間連続的に製造することが可能であるため、極めて効率良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の詳細を示す。
本発明においては、キャスト塗工機の鏡面ドラム表面に、散布手段を用いて、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布する。鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を均一に散布することができれば、スプレーコーター等の通常公知の散布装置を用いることができるが、離型剤を長時間均一に鏡面ドラム表面に保持させるため、鏡面ドラム表面に直接連続的に汚染防止薬を散布することが好ましく、特に噴霧ノズル及び気流噴射口が配置されている液体散布装置を用いて散布する方式が効果が高く、好ましく用いることができる。また、本発明においては、鏡面ドラムにはじめて紙が接する位置と鏡面ドラムから紙が剥離する位置との間に上記汚染防止薬液が散布されるが、鏡面ドラムから紙が剥離する位置よりに散布手段（上記液体散布装置等）を設置することが好ましい。
【００２０】
本発明に用いる液体散布装置は噴霧ノズルから噴霧された液体を、別の気流噴射口から噴射されたより高速の気流に乗せて加速してから走行体に吹付けることにより、風速や風圧が大きな場合でも確実に、しかも下流側への巻き上げが抑えられた状態で液体を付与することができる。このような装置としては、例えば特開２００４−５８０３１号公報に開示された液体吹付付与装置を用いることができる。
【００２１】
本発明に用いる液体散布装置の噴霧ノズルは、スプレーパターンがフラットであり、スプレー管に対して互いに傾斜させた状態に固定する装置であることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いる液体散布装置は１つ以上の噴霧ノズルを備え、キャスト塗工機の通紙方向に対して垂直方向に往復移動しながら、前記鏡面ドラム表面に汚染防止薬液を散布する装置であることが効率が良く好ましい。
【００２３】
汚染防止薬液の噴射量は、0.１〜10ml/min/mであることが好ましく、この範囲より少ないとと汚染防止効果が得られず、この範囲より多いと品質への悪影響や汚染防止薬液と塗料が反応し、粘着とられ等による断紙を引き起こす。
また、前記鏡面ドラム表面に散布される、前記汚染防止薬液の単位面積あたりの散布量が１．０×１０−３ml/m2以上１．０ml/m2以下であることが好ましい。この範囲より少ないとと汚染防止効果が得られず、この範囲より多いと品質への悪影響や汚染防止薬液と塗料が反応し、粘着とられ等による断紙を引き起こす。
【００２４】
汚染防止薬液としては、いわゆる汚染防止薬、ダスティング防止剤、離型剤、洗浄剤、撥水剤、撥油剤、防滑剤、滑剤、界面活性剤、柔軟剤、剥離剤、潤滑剤のうちの１つ又は２つ以上を組み合わせたものである。特に離型剤、滑剤が好ましい。離型剤としてはポリエチレンなどの合成樹脂、脂肪酸もしくは高級脂肪酸の塩化物、脂肪酸アミド、高級アルコール、トリブチルリン酸、パラフィンワックス、ポリエチレンエマルジョン、アルキルケテンダイマー、ノニオン系界面活性剤などがある。本発明においては、中でもステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸又はその変性物、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、合成油（石油類）、シリコーン又はその変性物などが特に好ましく、それらの乳化化合物も使用できる。
【００２５】
本発明においては顔料と接着剤を含有する塗工液（以下キャスト塗工液ともいう）を原紙上に塗工する。キャスト塗工液に使用する顔料としては、一般に製紙用に使用されるカオリン、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、酸化亜鉛、サチンホワイト、プラスチックピグメント等が一種以上使用される。
【００２６】
本発明のキャスト塗工液に使用する接着剤としては、ごく一般的に使用されるカゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、合成蛋白類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンや、酸化デンプン、エステル化あるいはエーテル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デンプン等デンプン類あるいはカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、スチレン−アクリル樹脂及びその誘導体、ラテックス（スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体あるいはその変性物）、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、尿素エマルジョン、アルキッドエマルジョン及びこれらの誘導体等を１種以上使用される。これら接着剤の使用割合は、顔料１００重量部に対して１０〜５０重量部程度の範囲で調製される。
【００２７】
またキャスト塗工液には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、離型剤等の通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤を使用しても良い。原紙としては、一般の印刷用塗工紙やキャスト塗工紙に用いられる坪量３０〜４００g/m2の原紙であり、目的により上質紙、中質紙を選択して使用する。また、これらの原紙に顔料と接着剤を有する下塗り塗工したものや、裏面にも塗工液を塗工した塗工紙も本発明の原紙として使用することができる。原紙の原料であるパルプとしては、化学パルプ（針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒または未晒クラフトパルプ等）、機械パルプ（グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等）、脱墨パルプ等を単独または任意の割合で混合して使用することが可能である。尚、 前記紙のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。また、原紙中に填料を含有させることによって原紙の不透明度を向上させることができるため、填料を含有させることが好ましいが、この填料は、水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料の中から適宜選択して使用することができる。
【００２８】
原紙にキャスト塗工液を塗布する方式としては、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、コンマコーター、ブラッシュコーター、キスコーター、カーテンコーター、バーコーター等の公知の塗工機を用いた方法の中から適宜選択することができる。原紙への塗工液の塗布量は、原紙の片面当たり固形分で５〜３５g/m2の範囲で塗工するのが好ましい。
【００２９】
キャスト塗工方法は、原紙に塗工液を塗工した後に加熱されたキャストドラムに圧着して仕上げる方法であるが、キャストドラムに圧着するまでの方法の違いにより直接法、凝固法及び再湿潤法があり、本発明の場合、生産性を向上させるため、凝固法及び再湿潤法が好ましい。また、凝固液あるいは再湿潤液に離型剤等の助剤を加えても良い。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に示すが、これらによって本発明は何等制約を受けるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ質量部および質量％を示す。
【００３１】
［実施例１］
カオリン１００部に対して、ポリアクリル酸ソーダ系分散剤０．２部を添加し、カウレス分散機を用いて水に分散し、固形分濃度６０％の顔料スラリーを調製した。これに消泡剤としてトリブチルフォスフェート０．２部、接着剤としてアンモニアを用いて溶解したカゼイン水溶液（濃度１８％）７部及びスチレン・ブタジエン共重合ラテックス１６部を加え、離型剤としてステアリン酸カルシウムを２部、ノニオン系乳化剤０．６部配合し、最後に水及びアンモニアを加えて固形分濃度４８％、ＰＨを１０．０に調製した。
【００３２】
また凝固液として１０％蟻酸カルシウム溶液を調製し、０．３部及びポリオキシエチレンアルキルエーテル（炭素数１６）を０．３部添加した。
【００３３】
上記の方法により調製した塗工液を用い、坪量１１０g/m2の広葉樹晒しクラフトパルプ単独配合原紙に、乾燥塗工量が２１g/m2となるように塗工液をロールコータで塗工し、次いで凝固液に接触させて塗工層を凝固させた。
【００３４】
液体散布装置としてミストランナー（メンテック社製）を用い、汚染防止薬液として、ダスクリン上質R407（メンテック社製）を2ml/min/mの流量で散布し、ドラム表面に常時離型剤の均一な薄膜を形成させるように鏡面ドラムを回転させた。
【００３５】
上記のごとく塗工層を凝固した塗工紙を、直径７５０mmのプレスロールと表面温度１０５℃、直径３０００mmの上記鏡面ドラムにプレス圧１３０kg/cmで塗工紙を圧着し、乾燥後テークオフロールで鏡面ドラムから剥離してキャスト塗工紙を製造した。スピードは４０m/分で加工した。
【００３６】
［実施例２］
汚染防止薬液として、ダスクリン上質2号（メンテック社製）を使用した以外は実施例１と同様にキャスト塗工紙を製造した。
【００３７】
［実施例３］
汚染防止薬液として、ダスクリンRP108A（メンテック社製）を使用した以外は実施例１と同様にキャスト塗工紙を製造した。
【００３８】
［実施例４］
汚染防止薬液として、ダスクリンRP２０７X（メンテック社製）を使用した以外は実施例１と同様にキャスト塗工紙を製造した。
【００３９】
［比較例１］
汚染防止薬液を噴霧（散布）しないこと以外は実施例１と同様に塗工紙を製造した。
【００４０】
［比較例２］
汚染防止薬液として、ダスクリンRP２０７X（メンテック社製）を凝固液中に０．３部配合したした以外は実施例１と同様に塗工紙を製造した。
【００４１】
〈評価方法〉
ドラム表面上の離型剤が減少するにしたがい、紙のドラムからの剥離性が低下し、ドラム表面に塗工層のとられ（ドラムピック）が発生し、ドラム表面が白く汚染される。
連続操業性として以下の相対評価を行った。
○：４０時間以上連続して操業することが可能
△：８時間以上連続して操業することが可能
×：１時間以上連続して操業することが可能
【００４２】
以上の結果を表１に示した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１から明らかなように、実施例１〜４は、塗工層の剥がれがなく、連続操業に優れる。これに対し、比較例１は、長時間操業するにつれて、鏡面ドラム面と塗工層の剥離性が低下していくため、塗工層の剥がれが発生し、最後にはドラムピックが発生し、５〜７時間で紙切れに至る。また、比較例２は凝固液中の汚染防止薬液が塗工層中の塗料と反応し、鏡面ドラム面と塗工層が粘着し、塗工層の剥がれが発生し、その後、紙切れに至った。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】鏡面ドラム汚れ防止の原理の概略図を示す。
【図２】キャスト塗工機の概略図を示す。
【図１】
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【図２】
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