JP4001672B2

JP4001672B2 - キャスト塗被紙の製造方法

Info

Publication number: JP4001672B2
Application number: JP08614598A
Authority: JP
Inventors: 健勝岡山; 友治佐藤; 泰徳南里
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11279987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャスト塗被紙の製造方法に関し、高品質の製品を連続的に極めて効率良く製造することのできる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鏡面のような高い光沢度を有するキャスト塗被紙は、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】
キャスト塗被紙の製造は、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被してキャスト塗被層を設け、続いてキャスト塗被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】
このキャスト塗被紙の代表的な製造法としては、湿潤状態の塗被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、湿潤状態の塗被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、湿潤状態の塗被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被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)塗被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
などが採用されている。
【０００６】
上記(1)の方法に使用される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金属塩、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などがあり、この離型剤がドラムに断続的に塗布されている。上記(2)あるいは(3)の方法に使用される離型剤としては前述した離型剤の他に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。
【０００７】
しかし、これらの離型剤を用いても、５時間程度の操業で剥離不良を生じ、塗被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、加熱ドラムと塗被層間に介在する離型剤が操業中、逐次塗被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】
先行技術文献である特開平３−１１３０９０号公報においては、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）を塗被することによって、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を採用しており、この方法で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く、操業上更に長時間連続的に運転できる方法が求められていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題はキャスト法において、キャスト塗被紙の白紙光沢度等の品質を低下させることなく、長時間安定的にキャスト塗被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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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有する塗被液を塗被した後、湿潤状態にある塗被層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗被紙の製造方法において、鏡面ドラム表面に直接、飽和脂肪酸および／またはその金属塩を塗被した後、トレーリングブレード方式を用いたブレードで掻き取ることを連続的に行って鏡面ドラム表面に飽和脂肪酸および／またはその金属塩の薄膜を形成させることにより、本発明を成すに至った。
【００１２】
以下本発明の詳細を示す。
【００１３】
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被層間に介在する離型剤が操業中、逐次塗被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。
【００１４】
以上の観点から、本発明者等は、装置上離型剤を長時間均一に保持し得る方法について鋭意検討した結果、鏡面ドラム表面に直接連続的に飽和脂肪酸および／またはその金属塩からなる離型剤を塗被した後、塗被液槽の底に設置したブレードをドラム表面に一定圧力で押しつけて掻き取るいわゆるトレーリングブレード方式が有効であることを認めた。その他の方式として、ワイヤーバーやプレーンバーによるバーコータ方式やロールコータ方式を用いた場合には、離型剤の薄膜をドラム表面に均一に長時間形成させることができないことを認めた。
【００１５】
また本発明において、トレーリングブレード方式で使用するブレードは、通常の顔料塗被に使用されるようなステンレス鋼や、ブロンズ、カーボンスチール等の金属製ブレードやグラスファイバー製ブレードを使用した場合には、連続操業中に、クロムメッキされたドラム面に傷を付け易いため、比較的柔軟性に富み、かつ耐熱性・耐薬品性に優れたシリコーンゴムあるいはプラスチック（フェノール樹脂、エポキシ樹脂等）及び綿基材により成形されたブレードであることが好ましい。尚、ドラムに押しつけるブレードの圧力及び角度は、離型剤の塗布量とともに適宜調節される。
【００１６】
また、本発明の飽和脂肪酸あるいはその金属塩としては、ステアリン酸、ミリスチン酸、パラチミン酸等の酸、及びこれらのカルシウム、亜鉛、バリウム、カリウム、ナトリウム等が使用できる。
【００１７】
本発明の方法であれば、原理的には連続操業が可能となり、ドラムピックのために操業を止める必要は皆無となると考えられるが、実際には上記ブレードの先端で異物やカラーの凝集物をかむことがあるため、実際には３０〜４０時間程度を目安に停止することが望ましい。
【００１８】
本発明に使用する装置は、上記以外に特に規定するものではないが、図１にその装置の一例を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明において使用するキャスト塗被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、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。
【００２０】
本発明において、使用する接着剤としては、ごく一般的に使用されるラテックス（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）、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白類、ポリビニルアルコールや酸化デンプン、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などが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１０〜３０重量部程度の範囲で調製される。
【００２１】
また塗被液には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、離型剤等の通常の塗被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、一般の印刷用塗被紙やキャスト塗被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被したものや、裏面にも塗被液を塗被した塗被紙も使用することができる。
【００２２】
原紙に塗被液を塗被する方式としては、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。原紙への塗被液の塗被量は、原紙の片面当たり固形分で１５〜３５g/m²の範囲で塗被するのが好ましい。
【００２３】
キャスト塗被方法は、原紙に塗被液を塗被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。
【００２４】
【実施例】
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％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
【００２５】
〈品質評価方法〉
(1)白紙光沢度：２０時間連続操業した時点での２０度光沢度を測定した。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、白紙光沢度が低下する。
【００２６】
(2)連続操業性：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
○：３０時間以上連続して操業することが可能
△：１５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
【００２７】
［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。
【００２８】
また凝固液として１０％蟻酸カルシウム溶液を調製し、更に離型剤としてポリエチレンワックスエマルジョンを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。
【００２９】
上記の方法により調製した塗被液を用い、坪量１１０g/m²の広葉樹晒しクラフトパルプ単独配合原紙に、乾燥塗被量が２１g/m²となるように塗被液をロールコータで塗被し、次いで離型剤の添加された凝固液に接触させて塗被層を凝固させた。
【００３０】
一方、トレーリングブレード装置を用い、離型剤としてステアリン酸をキャスト鏡面ドラムに直接塗被した後、シリコーンゴムブレードで掻き取り、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。
【００３１】
上記のごとく塗被層を凝固した塗被紙を、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で塗被紙を圧着し、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被紙を製造した。スピードは４０m/分で加工した。
【００３２】
［実施例２］
前記ブレードに、ステンレス鋼製の金属ブレードを使用した以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３３】
［実施例３］
離型剤としてステアリン酸カルシウム、ノニオン系乳化剤を加えない塗被液を使用し、かつ離型剤としてポリエチレンワックスエマルジョン及びポリオキシエチレンアルキルエーテル（炭素数１６）の添加されていない凝固液を用いた以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３４】
［比較例１］
ステアリン酸を連続的に鏡面ドラムに塗布することを全くしない以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３５】
［比較例２］
ブレードの代わりにステンレス鋼製の回転式プレーンバーを使用した以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３６】
［比較例３］
ブレードの代わりにコンマバーを用い、離型剤としてリン脂質であるレシチンを連続的に塗布した以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３７】
［比較例４］
ブレードの代わりにロールコータを使用した以外は実施例１と同様に塗被紙を製造した。
【００３８】
以上の結果を表１に示した。
【００３９】
【表１】

【００４０】
表１から明らかなように、実施例１〜３は、白紙光沢も維持され、連続操業に優れる。特に実施例３では、塗被液及び凝固液に離型剤がないものでも十分な離型性が発現され、連続操業性も実施例１と同等であった。これに対し、比較例１、３は、長時間操業するにつれて、鏡面ドラム面の離型剤の量が減少し、剥離性が低下していくため、徐々に白紙光沢度が低下し、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。比較例２、４は離型剤の薄膜をドラム表面に均一に長時間形成させることが困難であり、また光沢度やインキの乾燥性などが変動し、安定した品質が得られない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の方法により製造したキャスト塗被紙は離型性が良好であり、品質を低下させることなく安定して長時間連続操業が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトレーリングブレード方式の離型剤連続塗被装置の概略図を示す。

Claims

原紙に顔料と接着剤を有する塗被液を塗被した後、湿潤状態にある塗被層を鏡面ドラムに圧接して鏡面仕上げするキャスト塗被紙の製造方法において、鏡面ドラム表面に直接、飽和脂肪酸および／またはその金属塩を塗被した後、トレーリングブレード方式を用いたブレードで掻き取ることを連続的に行って鏡面ドラム表面に飽和脂肪酸および／またはその金属塩の薄膜を形成させることを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法。
前記ブレードが、合成高分子あるいはプラスチック及び綿基材により成形されていることを特徴とする請求項１記載のキャスト塗被紙の製造方法。