(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙の片面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗被液を塗被し湿潤状態にある塗被層をキャストドラム鏡面に圧着、乾燥してなるキャスト塗被紙の製造方法において、原紙の片面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗被液を塗被した後、凝固液で塗被層をゲル状態にしてキャストドラムに圧着、乾燥後に、更にキャスト塗被面の反対面に水もしくは水溶液もしくは顔料などの水性分散液を塗布し、ＣＤ方向（通紙方向の垂直方向）に拘束を伴う乾燥を行うものであり、拘束を伴う乾燥をシリンダードライヤーを用いて、シリンダードライヤー表面にキャスト塗被面を圧接して得られたキャスト塗被紙であり、キャスト塗被紙がインクジェット記録用であることを特徴とする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、キャストコート紙の製造方法に関するものであり、特に広範囲の環境下でのカール及び、水性インクを用いて記録する際に発生するカールを効果的に防止できるインクジェット記録用キャストコート紙の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キャストコート紙は、キャストドラムの鏡面の面状が転写されるため、一般のコート紙より高い白紙光沢と、表面性に優れるなどの特徴がある。従来、雑誌の表紙、ポスターなどの一般印刷用途、高級ショッピングバック、化粧包装箱等に使用される袋用途、粘着ラベルの上紙として使用される粘着ラベル用途、インクジェットプリンター用紙に使用されるインクジェット記録用途などに広く用いられている。特に最近ではインクジェット記録用途において、インク吸収性、画像再現性等のインクジェット記録方式への適性を改良することにより、銀塩写真方式に近い非常に品質の高いフルカラー印刷が可能となってきている。
【０００３】
一般にキャストコート紙の製造方法は、原紙表面に塗被液を塗被した後、塗被層を湿潤状態のまま直ちにフォーミングロールによってキャストドラムに圧着させる直接法と、塗被液を塗被した後、塗被層を凝固浴に通し変形可能な可塑性を持ったゲル状態に凝固させた後、キャストドラムに圧着させる凝固法と、塗被液を塗被した後一旦乾燥させて乾燥塗被面を得た後、その後塗被面を水または適当な再湿潤液で再湿可塑化させ、キャストドラムに圧着させる再湿潤法などに大別される。
【０００４】
これらの方法は、いずれも顔料及び接着剤を有する塗被液を原紙に塗被し、水で可塑状態にある塗被層を、鏡面を有し加熱したキャストドラム表面にフォーミングロール（プレスロール）で圧着し、乾燥、離型させて強光沢仕上げする点で共通している。一般にキャストコート紙は、表裏の塗工量差が大きく、例えば環境湿度を変化させた場合等に、一般の塗工紙と比べてカールが発生しやすい傾向にある。特に塗被層としてインクジェット記録適性を付与させたキャストコート紙については、水との親和性が良いことが主な理由であると考えられるが、環境湿度を変化させた際に大きなカールを発生させる傾向が強い。
【０００５】
インクジェット記録方式は、種々の機構によりインクの小滴を吐出し、記録紙上に付着させることによりドットを形成し記録を行うものであり、フルカラー化が容易である上、高速印字が可能であるなどの利点がある。その一方、水性のインクである場合、基紙の繊維を膨潤させ、その後、乾燥させることにより収縮させてしまうため、紙の性質によっては印字後に大きなカールを発生させてしまうという欠点がある。
【０００６】
特開昭６０−９４６９２号公報には、キャスト塗被面に蒸気を作用させカールを防止する方法が開示されている。しかしながら、キャスト塗被面に蒸気を作用させた場合、カール防止効果は充分ではなく、またキャスト塗被面の光沢あるいは表面性へ悪影響を及ぼしてしまう。また、特開平９−２２８２９６号公報には、原紙に塗被液を塗被した後、乾燥工程または乾燥終了後に、原紙の裏面にポリエチレングリコールを塗被したキャストコート紙を製造することにより、カールを防止することが開示されている。しかしながら、裏面塗布後の乾燥方法についての記載は無く、このため、ポリエチレングリコール以外の水性塗被物を塗布した場合、カールの抑制効果はほとんど無いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の状況に鑑み、本発明の課題は、環境湿度を変化させた場合、カールの大きさが抑制され、キャスト塗被面の表面性に優れたキャスト塗被紙であって、特に印字を行った際に発生するカールの大きさが極力抑制されたインクジェット記録用キャスト塗被紙を製造する方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、原紙の片面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗被液を塗被し、湿潤状態にある塗被層をキャストドラム鏡面に圧着、乾燥してなるキャスト塗被紙の製造方法において、原紙の片面に、顔料及び接着剤を主成分とする塗被液を塗被した後、凝固液で塗被層をゲル状態にしてキャストドラムの圧着、乾燥後に、更にキャスト塗被面の反対面に水もしくは澱粉などの水溶液もしくは顔料などの水性分散液を塗布し、ＣＤ方向（通紙方向の垂直方向）に拘束を伴う乾燥を行い、好ましくは乾燥時のＣＤ方向への拘束力が大きいシリンダードライヤーで乾燥を行うものであり、拘束を伴う乾燥をシリンダードライヤーを用いて、シリンダードライヤー表面にキャスト塗被面を圧接することによって、得られたキャスト塗被紙であり、キャスト塗被紙がインクジェット記録用であることにより本発明に到達した。これにより、表裏の寸法変化率の差を大幅に減少させることができ、結果として、環境湿度を変化させた場合、インクジェット印字後に発生するカールを大幅に小さくすることができ、キャスト塗被面の表面性に優れたキャスト塗被紙を得ることができた。
【０００９】
本発明の方法により、カールが改善される理由については、キャストドラムの圧着、乾燥後に形成したキャスト面の反対面に、水もしくは水溶液もしくは顔料などの水性分散液を塗布し、再度乾燥を行うことで、キャスト面の反対面が伸ばされ、その後適度に縮み、またキャスト面側に近い繊維についても、キャストドラムにおける乾燥時に蓄積した収縮応力が開放されるため、カールを防止することができる。この際、キャスト塗被面を特にシリンダードライヤー表面に圧接することにより、キャスト面の表面性を損なわずに乾燥することができる。この際、シリンダードライヤー表面は鏡面仕上げされていることが望ましい。シリンダードライヤーによる乾燥の際、キャスト面をシリンダードライヤーに圧接する方が良好な表面性を維持できる点については、キャスト塗被面の反対面へ水分が塗布されて乾燥される際、水蒸気がキャスト塗被面を通過せずに乾燥されるために、キャストプロセスで形成された表面性がそのまま維持されて、優れた表面性が得られると考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のキャスト塗被紙原紙としては、例えば、パルプ繊維を離解してスラリーとし、必要に応じて填料やサイズ剤、他の添加剤を添加し、抄紙機で抄造し乾燥するか、または抄造後、澱粉や高分子物質の水溶液などをサイズプレスし、乾燥してマシンカレンダーをかけて得ることができる。使用するパルプとしてはＬ（広葉樹）材およびＮ（針葉樹）材の化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプなど、通常の抄紙において使用されるパルプの中から適宜選択して使用することが出来、内添填料としては、例えばタルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタン、シリカ等、通常使用される填料の中から適宜選択して使用することができる。本発明で使用するキャスト用原紙としては、一般の印刷用塗被紙やキャストコート紙に用いられる坪量５０〜４００ｇ／ｍ２の原紙であり、目的により上質紙、中質紙、再生紙等を選択して使用する。また、本発明におけるキャスト塗被紙の原紙は、上記原紙に顔料と接着剤を含有する塗料による下塗りを塗被紙を使用しても良い。下塗りの際の塗工方法としては、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、スプレーコーター、キスコーター、スクイズコーター、カーテンコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコーター等の公知の塗工機を用いた塗工方法の中から適宜選択して使用することができる。
【００１１】
本発明のキャスト塗被紙のキャスト加工する際の塗被層に使用する顔料としては、例えば無定形シリカ、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、サチンホワイト、二酸化チタン、珪酸アルミニウム、コロイダルシリカ、モンモリロナイト、プラスチックピグメント等の顔料を単独でもしくは２種類以上併用して使用することができる。
【００１２】
本発明の塗被層に使用する接着剤としては、例えばカゼイン、大豆蛋白や合成蛋白、酸化澱粉、エステル化澱粉等の澱粉類、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロール、ヒドロキシセルロース、スチレン／ブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、ポリウレタン等の中から選択される、単独もしくは２種類以上の接着剤を使用することができる。更に、本発明の塗被液には、一般の塗料に使用される分散剤、流動性変性剤、消泡剤、染料、滑剤、保水剤、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などの、各種の助剤を添加する事もできる。
【００１３】
キャスト用原紙に塗被液を塗工する方法は、前記下塗層の塗工方法と同様に、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、スクイズコーター、カーテンコーター、バーコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等の公知の塗工機を用いた塗工方法の中から適宜選択することができる。塗被層の塗工量は、原紙の表面を覆い、かつ充分なインク吸収性が得られる範囲で任意に調整することができるが、片面あたりの固形分換算量で５〜３０ｇ／ｍ２であることが望ましく、特に１０〜２５ｇ／ｍ２であることが望ましい。
【００１４】
かくして原紙上に形成された塗被層は、湿潤状態で加熱された鏡面を有するキャストドラムに圧着・乾燥されて製造される。湿潤状態の塗被層を鏡面ドラムに圧着・乾燥する方法としては、塗被後の未乾燥状態のままキャストドラムに圧着する直接法、塗被後に凝固液で塗被層をゲル状態にして圧着する凝固法、あるいは塗被後一旦乾燥した塗被層に再湿潤液により可塑化して圧着する再湿潤法を用いることができる。
【００１５】
本発明においては、特に湿潤状態の塗被層を有機酸、オキソ酸、あるいはそれらの酸の金属塩を含有する凝固液で凝固させて鏡面ドラムに圧着・乾燥する凝固法が、直接法、再湿潤法に比べてキャスト塗被層の表面性に優れる。
【００１６】
キャストドラムに圧着、乾燥してキャスト塗被面を形成した後に、更にキャスト塗被面の反対面に水もしくは澱粉などの水溶液もしくは顔料などの水性分散液を塗布する方法としては、均一に塗布されるものであれば、特に限定されるものではなく、どのような装置を用いても良い。一般的には、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、スプレーコーター、キスコーター、スクイズコーター、カーテンコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコーター等の公知の塗工機を用いた塗工方法の中から適宜選択して使用される。また、一般にキャスト塗工時の塗工速度は一般塗被紙の塗工時と比べて遅く、均一な塗布プロファイルを得ることが難しい。このため適切な塗布量を得るために、公知の塗工方法による塗布装置を、塗工方向に複数個配置しても良い。反対面への水の塗布を行う際の水分量は、目的、品質特性により、０．１〜２０ｇ／ｍ２の中から、望ましくは１〜１０ｇ／ｍ２の範囲から任意に選択される。
【００１７】
また、ＣＤ方向への拘束を伴う乾燥を行う方法としては、回転する熱のかかったシリンダーに圧接した状態で乾燥させるシリンダードライヤー、シリンダーなどに紙を圧接した状態で熱風を吹付けるタイプのドライヤー、２枚のベルトやカンバスの間に紙を挟んだまま熱をかけて乾燥させるタイプのドライヤーなどが挙げられる。一般にキャストドラムによる乾燥方法は、シリンダードライヤーの乾燥機構と同様なものであり、乾燥時のＣＤ方向への拘束力が強いため、反対面への塗布処理後の乾燥方法についてもシリンダードライヤーなどのＣＤ方向の拘束を与えた状態で乾燥を行うことにより、表裏それぞれの乾燥におけるバランスが取れ、カール発生をより抑制することができる。乾燥後のキャスト塗被紙の水分は、キャスト面の表面性及びカール抑制の点から、好ましくは１〜１０重量％であり、より好ましくは３〜８重量％である。
【００１８】
本発明のキャスト塗被紙は、雑誌の表紙、ポスターなどの一般印刷用途、高級ショッピングバック、化粧包装箱等に使用される袋用途、粘着ラベルの上紙として使用される粘着ラベル用途、インクジェットプリンター用紙に使用されるインクジェット記録用途などに使用できるが、カールを起こしやすいインクジェット記録用途として特に有効である。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例、比較例をあげて本発明をより具体的に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」及び「％」は、特に明示しない限り重量部、及び重量％を示す。尚、各評価項目の評価方法は、下記の通りである。
〈評価方法〉
（１）カールの評価
各実施例、比較例に従って製造されたキャスト塗被紙を、各々１００×１００ｍｍの大きさに断裁し、まず２３℃、５０％ＲＨの環境下でキャスト塗被された面を上にして、４時間以上静置してカールを計測する。その後、温度を２３℃に保ったまま湿度を８５％まで上げ、この状態で同様にキャスト塗被された面を上にして４時間以上静値した後、カールを計測する。さらに、温度を２３℃に保ったまま湿度を５０％に戻し、この状態で同様にキャスト塗被された面を上にして４時間以上静値した後、カールを計測する。
【００２０】
カールの計測は、カール内側の面が上になるように各試料を平らな板の上に載せ、各試料の４隅の高さを測ることによって行った。表に示す値は、４隅の高さの平均値である。また、キャスト塗被面を内側にしてカールした場合に正の値、反対面を内側にしてカールした場合に、負の値とした。このため、カールは表中の数値の絶対値が小さいほど良好である。
（２）キャスト塗被面の表面性
キャスト塗被面の表面性を目視で評価した。
○：鏡面模様が良好に再現され、平滑な面状を有する。
△：鏡面模様が十分に再現されず、若干の光沢ムラを生じる。
×：鏡面模様の再現が不十分であり、光沢ムラを生じる。
（３）白紙光沢度
ＪＩＳ  Ｐ  ８１４２に準じて７５℃光沢度で測定した。
（４）インクジェット記録適性試験
インクジェットプリンター（ＰＭ−８００Ｃ：セイコーエプソン株式会社の製品名）を用いて所定のベタ及び画像パターンを記録し、下記の基準によって評価した。
記録後のカール評価
印字記録を行った後、２３℃、５０％ＲＨの環境下に１時間静置した後のカール評価を目視で行った。
◎：カールが発生しない。
○：カールがほとんどない発生しない。
△：カールが少し発生する。
×：カールがひどく発生する。
［実施例１］
坪量１０７ｇ／ｍ２の上質紙を原紙とし、これにロールコーターを用いて、顔料として合成シリカを１２１部、バインダーとしてウレタンを３５部、カゼインを１０部、及び離型剤４．７部配合した塗工液を塗工量が２５ｇ／ｍ２となるように原紙の片面に塗布した後、蟻酸アンモニウムを主に配合して調製した凝固液で凝固処理し、塗工層が湿潤状態にあるうちに、１０５℃に加熱した鏡面（キャストドラム）に圧着し、乾燥してキャスト塗被層を得た。その後、更にキャスト塗被面の反対面に、ロールコーターを用いて水を６．１ｇ／ｍ２塗布し、シリンダードライヤーを用いて乾燥して水分３．５％のキャスト塗被紙を得た。乾燥する際、キャスト塗被面がシリンダードライヤーに接触するようにして乾燥を行った（図１）。
［実施例２］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得た後、キャスト塗被面の反対面に、ロールコーターを用いて水を６．４ｇ／ｍ２塗布し、シリンダードライヤーを用いて乾燥する際、キャスト塗被面の反対面がシリンダードライヤーに接触するようにして乾燥を行った（図２）以外は、実施例１と同様にキャスト塗被紙を得た。
［実施例３］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得た後、キャスト塗被面の反対面に、ロールコーターを用いて酸化澱粉の６％水溶液を６．２ｇ／ｍ２塗布した以外は、実施例１と同様にキャスト塗被紙を得た。
［実施例４］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得た後、キャスト塗被面の反対面に、ロールコーターを用いて二級カオリンを４０部、微粒カオリンを２０部、重質炭酸カルシウムを４０部、バインダーとしてスチレンブタジエンラテックスを１０部、酸化デンプンを１０部として濃度６０％に調製した塗工液を７．２ｇ／ｍ２塗布した以外は、実施例１と同様にキャスト塗被紙を得た。
［実施例５］
坪量１９０ｇ／ｍ２の上質紙を原紙とし、これにブレード方式で、合成シリカ１００部にＳＢラテックス５部、ポリビニルアルコール２０部、及びサイズ剤５部を配合して固形分２０％の塗工液を調製した塗工液を７ｇ／ｍ２塗工しアンダーコート品を得た。これにロールコーターを用いて、顔料として高純度アルミナ９０部と合成シリカ１０部、バインダーとしてポリビニルアルコールを１３部、及び消泡剤０．２部配合した塗工液を塗工量が２５ｇ／ｍ２となるように原紙の片面に塗布した後、ホウ砂を無水物分で１．７％とホウ酸を５％、硝酸マグネシウム６水和物を無水物分で３％、剥離剤０．２％配合して調製した凝固液で凝固処理し、塗工層が湿潤状態にあるうちに、１０５℃に加熱した鏡面（キャストドラム）に圧着し、乾燥してキャスト塗被層を生成した。その後、更にキャスト塗被面の反対面に、ロールコーターを用いて水を６．１ｇ／ｍ２塗布し、シリンダードライヤーを用いて乾燥してキャスト塗被紙を得た。乾燥する際、キャスト塗被面がシリンダードライヤーに接触するようにして乾燥を行った。
［比較例１］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得た後、キャスト塗被面の反対側に水の塗布、及び乾燥を行わなかった以外は実施例１と同様にキャスト塗被紙を得た。
［比較例２］
実施例５と同様にキャスト塗被面を得た後、キャスト塗被面の反対側に水の塗布、及び乾燥を行わなかった以外は実施例５と同様にキャスト塗被紙を得た。
［比較例３］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得、さらにキャスト塗被面の反対側に水を塗布した後、シリンダードライヤーではなく、エアードライヤーを用いて乾燥を行った以外は、実施例１と同様にキャスト塗被紙を得た。
［比較例４］
実施例１と同様にキャスト塗被面を得た後、水の塗布、及び乾燥を行わずに、キャスト塗被面の反対側から蒸気加湿を用いて水分を１．４％付与することによって、キャスト塗被紙を得た。
【００２１】
【表１】
0004374827.tif 000002
実施例１〜５、比較例１〜４について、環境湿度を変化させた際のカール挙動、キャスト面の表面性、白紙光沢度及びＩＪ印字を行った際のカールについて、評価した結果を表１に示す。表１の結果から明らかなように、本発明の方法で得られたキャスト塗被紙は、比較例と比べると、湿度の変化があってもカールが非常に小さく、キャスト面の表面性に優れ、インクジェット記録適性も良好である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、環境湿度を変化させた場合、カールの大きさが抑制され、キャスト塗被面の表面性に優れたキャスト塗被紙を得ることができ、特に印字を行った際に発生するカールの大きさが極力抑制されたインクジェット記録用キャスト塗被紙を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の製造方法の説明図
【図２】  本発明の製造方法の説明図
【符号の説明】
１キャストドラム
２コーターヘッド（塗工部）
３凝固液塗布装置
４裏面水塗り装置
５シリンダードライヤー
【図１】
0004374827.tif 000003
【図２】
0004374827.tif 000004