塗工白板紙の製造法
【課題】本発明の目的は、塗工白板紙の製造において、ブレード塗工の際に、ストリークやスクラッチといった塗工欠陥を生じずに、高い光沢性、ならびに平滑性を持った塗工白板紙の製造法を提供することである。
【解決手段】塗工層中に５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工白板紙の製造方法において、塗工用ブレードが、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有する塗工用ブレードを用いて塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造法。
【解決手段】塗工層中に５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工白板紙の製造方法において、塗工用ブレードが、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有する塗工用ブレードを用いて塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、美術本、絵本、カード、化粧品、医薬品などの厚手印刷物および印刷箱などに使用されるもので、塗工操業時のストリーク、スクラッチなどの欠点が発生せず、かつ光沢、平滑性などが優れる塗工白板紙の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗工白板紙は、一般的に表層、中層、裏層の少なくとも３層以上の層構成からなる抄き合わせ原紙の両面に、少なくとも一層以上からなる塗工層を設けることよりなる。
【０００３】
塗工白板紙は印刷用として、外観の美しさを得るために、高い光沢性ならびに平滑性が求められる。
【０００４】
そのため一般に塗工白板紙の塗工層の処方には、塗工液に用いる顔料として、スルホアルミン酸カルシウム、いわゆるサチンホワイトを配合することが知られている。
【０００５】
また塗工白板紙の塗工装置としては、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロールコーターなど、通常の塗工装置が用いられている。
【０００６】
塗工白板紙の塗工は片面１５ｇ／ｍ2以上と比較的塗工量が多く、また極めて塗工速度が遅い範疇のものであり、一般的にその塗工液は塗工層に高い平滑性を持たすために高い塗工液濃度をもって塗工される。
【０００７】
上記塗工装置による上記塗工液を塗工する際の問題点として、まず、エアナイフコーターでは、風圧で掻き落とすためにエアナイフ特有のパターンが表面に発生し、このため塗工層の平滑性が失われる。従って、高い平滑性が求められる塗工白板紙の製造には適さない。
【０００８】
また、ロールコーターは、ロールを組み合わせてロール間で塗工液を転写するコーターであり、筋状のロール特有のパターンを発生し易く、ロール面との剥離の際に塗工層の平滑性が低下するだけでなく、印刷時にも重大な障害となる。この傾向は、塗工液濃度が高くなると顕著となる。従って、これも高い平滑性が求められる塗工白板紙の製造には適さない。
【０００９】
結局のところ、塗工白板紙の塗工としては、光沢、平滑性と言った品質を考えた場合、一般に比較的塗工量が多い分野の塗工に適し、平滑性を持った塗工面を形成することが可能なブレードコーターが最も好ましい。
【００１０】
しかしながら、サチンホワイトを配合した塗工液は、ブレードコーターで塗工を行う際に、ストリークやスクラッチと言った塗工欠点を生じる問題を抱えている。
【００１１】
これは、ブレードコーターでは、過剰に塗布液を支持体に供給した後、余剰の液をブレードにより掻き落とす塗布装置のため、ブレード先端直下の狭い間隙に液が引き込まれるときに、サチンホワイト顔料粒子は配向が起こりにくく、塗工液の粘度が高くなるために、ストリークやスクラッチが発生する。
【００１２】
ブレード塗工の欠点を改善する方法として、幾つかの提案がなされている。例えば、塗工液の保水性に着目して、塗工液がアプリケートされてからブレードにより掻き落とされ、レベリングされるまでの時間に塗液中の水分が吸収され、塗工液濃度が高くなることによる高粘度化を防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、ブレード塗工を実施する前に表面を硬質粗面化ロールで表面処理する方法、あるいは鋭角を有しない球冠状およびまたは球帯状からなる型をロール周面に有する型付けロールと対向ロールとから形成されるニップ間に通して粗面化処理する方法（例えば、特許文献２、３参照）。さらに、下塗り層の顔料に少なくとも１０重量％の澱粉粒子を含有させる（例えば、特許文献４参照）など、数多くの方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、塗工白板紙のブレード塗工において、未だに十分満足できる方法が見出されていない。
【特許文献１】特開平３−５９１９５号公報
【特許文献２】特開平５−５１８９８号公報
【特許文献３】特開平５−１０６２００号公報
【特許文献４】特開平５−５９６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の目的は、塗工白板紙の製造において、ブレード塗工の際に、ストリークやスクラッチといった塗工欠陥を生じずに、高い光沢性ならびに平滑性を持った塗工白板紙の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らが前述の問題点を解決するために鋭意検討した結果、顕著に効果が確認された塗工白板紙を提供する手法を見出し、遂に本発明を完成するに至った。
【００１６】
即ち、本発明の塗工白板紙の製造法は、ウエブ上に塗工液を塗工するブレードコーターに用いられる塗工用ブレードとして、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有すること特徴とする塗工用ブレードを用い、サチンホワイトを５質量％以上含有する塗工液を塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造法により、塗工液をブレードにて塗工する際のブレード下におけるシェアを軽減して塗工欠陥の発生を減少させるとともに、塗工白板紙として充分な、光沢性ならびに平滑性を有するだけの、塗工量を塗工するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、塗工操業時のストリーク、スクラッチなどの欠点が発生せず、光沢性、ならびに平滑性が優れる塗工白板紙の製造法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の塗工白板紙について、詳細に説明する。
本発明におけるサチンホワイトは、一般的には消石灰懸濁液に硫酸アルミニウム溶液を撹拌しながら添加して製造され、針状結晶をしたアルカリ性顔料で顔料で、化学組成はスルホアルミン酸カルシウムである。
【００１９】
本発明における塗工層中に用いられるサチンホワイト以外の顔料としては、特に制限は無く、各種クレー、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、タルク等の紙と効用塗料に使用されるの顔料一種以上が挙げられる。
【００２０】
本発明の塗工白板紙の製造において、塗工層中に用いられるサチンホワイトの含有量は、５質量％以上であり、好ましくは７〜２０質量％である。
【００２１】
本発明における塗工層中に用いられるバインダーには、一般的に塗工白板紙を製造する上で用いられるものは全て配合して構わない。バインダーとしては、通常の澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフレッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉などの澱粉類、スチレン−ブタジエン系、、酢酸ビニル系などの各種共重合ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、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。添加部数については特に制限するものでない。
【００２２】
本発明において塗工層中に、必要に応じて、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常塗工白板紙を作製する上で使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００２３】
本発明に係る塗工層の層構造は特に単層に限定されるものではなく、必要に応じて二層以上の塗工層であってもよい。
【００２４】
本発明に係る塗工白板紙に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故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る。
【００２５】
本発明において用いられる原紙としては、ノーサイズプレス原紙、あるいは澱粉、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。また、必要とする原紙の密度、平滑度を得る為に各種カレンダー処理を施す場合もある。一連の操業で、塗工、乾燥された印刷用塗工紙は、必要に応じて各種カレンダー処理が施される。
【００２６】
本発明において、塗工白板紙を製造する際の塗工方式は、ブレード方式によって塗工される。
【００２７】
本発明において用いられる塗工用ブレードは、図１に示すように、ウェブ３と接して塗工液６を掻き取る先端部２と、この先端部２をウェブ３に付勢する、先端部２とは異なる素材のブレード母材１とから構成されており、ブレード母材１はスチールその他の形状安定材料からなり、このブレード母材１には、ウェブ３に接触させて過剰の塗工液を掻き取ることを意図した、ブレード母材１とは異なる素材で構成される先端部２を備えている。この先端部２を備えたブレード母材１の先端部２とは反対部分をブレード保持部材であるクランプ７に設置し、このクランプ７をバッキングロール４の方向に向かって移動することによりブレード母材１がたわみ、その反力としてウェブ３に係接触した先端部２に押しつけ圧が発生して塗工液６を掻き落とし、塗工量の計量を行う。尚、５はファウンテン・アプリケーターであり、塗工液６をウェブ３に付着させる。
【００２８】
本発明によれば、先端部２を比較的低い硬度の材料、すなわち、５０〜１００のショアＡ硬度を有する材料で構成される塗工用ブレードを使用したときに、かなりの利点が得られることがわかった。尚、本発明でいうショアＡ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２６３に準拠するデュロメータタイプＡによる硬度である。
【００２９】
本発明による塗工用ブレードは図２に示すように移動するウェブ３に接触している先端部２はその弾性と先端角度８によって変形し、或る程度まで、ウェブ３表面の凹凸に順応し、接触部分の圧力分布が均一になる。その結果、塗工層が、硬度の高い金属やセラミックのブレードに比べ均等にウェブ３の凹凸を覆うという望ましい効果を与える。特に、先端角度８が３〜４０°であれば、より均一な原紙被覆性、ストリークやスクラッチ等の塗工欠陥の防止性に優れた効果が得られる。
【００３０】
本発明による塗工用ブレードの先端部２は、有機重合体によって構成することができる。有効な重合体の例としては、ポリウレタン類、スチレンブタジエン重合体類（すなわち、ラバータイプの重合体類）およびポリオレフィン類がある。
【００３１】
特に好ましいタイプの重合体はポリウレタン類である。ポリウレタンの先端部２の材料は、普通の方法で、ポリオール類およびジイソシアネート類によって構成される。ポリウレタン系用の普通のジイソシアネートは、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびナフタレンジイソシアネートである。また、普及度の低いジイソシアネート類も利用できるが、たとえば、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソフォロンジイソシアネートがある。ポリウレタン類としては、たとえばエステルウレタン類、エーテルウレタン類およびヒドロキシル末端付きポリブタジエンに基づいたウレタン類が利用できる。
本発明において使用されるいかなるタイプのポリウレタンも、硬度が上記範囲内にある限り、実用上の結果に対して必須ではない。
【００３２】
本発明による塗工用ブレードで使用されるブレード母材１は、好ましくは０．２〜２ｍｍの範囲内にある厚さを有する。設置した先端部２は、好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲内にある厚さを有する。また、ブレードの平面でその長手方向に対して直角に見た先端部２の幅は、適切には５〜２５ｍｍであるが、この寸法は特に必須ではない。
【００３３】
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。実施例中の部および％はそれぞれ質量部および質量％を示し、固形分で表したものである。
【実施例１】
【００３４】
＜原紙配合＞
表層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ２０部
中層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） ４０部
ＣＧＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ） ６０部
裏層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） １００部
【００３５】
＜内添薬品＞
表層
炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示） ＊２０部
硫酸バンド定着剤 ０．４部
カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤 ０．０５部
中層
硫酸バンド定着剤 ０．４部
裏層
炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示） ＊２０部
硫酸バンド定着剤 １．０部
パルプ、内添薬品を上記の配合で調整し、坪量２００ｇ／ｍ2の原紙を抄造した。
【００３６】
＜塗工液の配合＞
一級カオリンクレー ９３部
サチンホワイト ７部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー（スチレン・ブタジエン） １５部
燐酸エステル澱粉 ２部
水酸化ナトリウム ｐＨ９．６に調製
【００３７】
サチンホワイトは、白石工業株式会社製ＳＷ−ＢＬを使用した。
【００３８】
＜塗工用ブレードの仕様＞
ブレード母材の素材 スチール
ブレード母材の幅 ８１ｍｍ
ブレード母材の厚さ ０．４ｍｍ
先端部の素材 ポリウレタン
先端部の厚さ ０．２ｍｍ
先端部の幅 １５ｍｍ
先端部の先端角度 １０°
先端部の硬度（ショアＡ硬度） ７５
【００３９】
上記により得られた原紙に対して、塗工液を上記の配合により調製し、ファウンテンアプリケーション／ベントブレード方式塗工機を用いて、ブレードアングル、ローディングアングルおよび塗工装置のステッピングパルスの条件を調節し、塗工速度２００ｍ／分で塗工液を目標片面１５ｇ／ｍ2塗工することとして、塗工を行った後に、乾燥して塗工紙を得た。
【００４０】
得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋＮ／ｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例１の塗工紙を製造した。
【実施例２】
【００４１】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを９５部、サチンホワイトを５部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例３】
【００４２】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを８０部、サチンホワイトを２０部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例４】
【００４３】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを３０部、サチンホワイトを７０部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例５】
【００４４】
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を５０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例６】
【００４５】
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を１００とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを１００部用いて、サチンホワイトを用いなかった以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４７】
（比較例２）
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を４０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４８】
（比較例３）
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を１１０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４９】
各実施例、比較例における塗工液および製造例を用いて製造した塗工白板紙の物性評価は以下の方法で行い、各実施例および比較例の評価結果を表１に示す。
【００５０】
＜評価方法＞
１）光沢
白紙光沢ならびに印刷光沢によってあわせて評価した。
【００５１】
１）−１．白紙光沢
グロスメーターにて、光沢を７５°−７５°反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７５％以上
○（良好） ：印刷光沢が７０％以上で７５％未満
△（普通） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
×（不良） ：印刷光沢が６５％未満
【００５２】
１）−２．印刷光沢
ＲＩ印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色（インキ量各０．２ｃｃ）の重色ベタ印刷を施した後、グロスメーターにて、光沢を６０°−６０°反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７０％以上
○（良好） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
△（普通） ：印刷光沢が５５％以上で６５％未満
×（不良） ：印刷光沢が５５％未満
【００５３】
２）平滑度
カレンダー処理を施した塗工白板紙の塗工層表面をエアリーク式紙平滑度試験器パーカープリントサーフでＨ１０ｋｇｆ／ｃｍ2の条件のもと評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：パーカープリントサーフ平滑度が１．５０未満
○（良好） ：パーカープリントサーフ平滑度が１．５０以上で１．８５未満
△（普通） ：パーカープリントサーフ平滑度が１．８５以上で２．２０未満
×（不良） ：パーカープリントサーフ平滑度が２．２０以上
【００５４】
３）塗工欠陥
操業中、１００００ｍあたりに発生したストリークおよびスクラッチの本数で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：１本未満
○（良好） ：１本以上、３本未満
△（普通） ：３本以上、１０本未満
×（不良） ：１０本以上
【００５５】
４）ブレード耐久試験
使用したブレードが塗工白板紙の平滑度に悪影響を及ぼさず塗工可能だったウエブ長さで評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：１０００００ｍ以上
○（良好） ：５００００ｍ以上、１０００００ｍ未満
△（普通） ：２００００ｍ以上、５００００ｍ未満
×（不良） ：２００００ｍ未満
【００５６】
【表１】
【００５７】
評価：
実施例１ないし６および比較例１、３の結果から、塗工白板紙の製造方法において、５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工液を、先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有することを特徴とする塗工用ブレードを用いて塗工することで、光沢性、ならびに平滑性を向上させる効果および塗工する際のブレード下におけるシェアを軽減して塗工欠陥の発生を減少させる効果に優れることがわかる。また、比較例２の結果から、先端部がショアＡで５０未満の硬度を有する塗工用ブレードでは、先端部の耐久性に悪影響を及ぼし寿命が短くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】塗工用ブレードがブレードコーターに設置され塗工している状態を示す断面図。
【図２】塗工用ブレードに設けられた先端角度を示す断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１ ブレード母材
２ 先端部
３ ウェブ
４ バッキングロール
５ ファウンテン・アプリケーター
６ 塗工液
７ クランプ
８ 先端角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、美術本、絵本、カード、化粧品、医薬品などの厚手印刷物および印刷箱などに使用されるもので、塗工操業時のストリーク、スクラッチなどの欠点が発生せず、かつ光沢、平滑性などが優れる塗工白板紙の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗工白板紙は、一般的に表層、中層、裏層の少なくとも３層以上の層構成からなる抄き合わせ原紙の両面に、少なくとも一層以上からなる塗工層を設けることよりなる。
【０００３】
塗工白板紙は印刷用として、外観の美しさを得るために、高い光沢性ならびに平滑性が求められる。
【０００４】
そのため一般に塗工白板紙の塗工層の処方には、塗工液に用いる顔料として、スルホアルミン酸カルシウム、いわゆるサチンホワイトを配合することが知られている。
【０００５】
また塗工白板紙の塗工装置としては、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロールコーターなど、通常の塗工装置が用いられている。
【０００６】
塗工白板紙の塗工は片面１５ｇ／ｍ2以上と比較的塗工量が多く、また極めて塗工速度が遅い範疇のものであり、一般的にその塗工液は塗工層に高い平滑性を持たすために高い塗工液濃度をもって塗工される。
【０００７】
上記塗工装置による上記塗工液を塗工する際の問題点として、まず、エアナイフコーターでは、風圧で掻き落とすためにエアナイフ特有のパターンが表面に発生し、このため塗工層の平滑性が失われる。従って、高い平滑性が求められる塗工白板紙の製造には適さない。
【０００８】
また、ロールコーターは、ロールを組み合わせてロール間で塗工液を転写するコーターであり、筋状のロール特有のパターンを発生し易く、ロール面との剥離の際に塗工層の平滑性が低下するだけでなく、印刷時にも重大な障害となる。この傾向は、塗工液濃度が高くなると顕著となる。従って、これも高い平滑性が求められる塗工白板紙の製造には適さない。
【０００９】
結局のところ、塗工白板紙の塗工としては、光沢、平滑性と言った品質を考えた場合、一般に比較的塗工量が多い分野の塗工に適し、平滑性を持った塗工面を形成することが可能なブレードコーターが最も好ましい。
【００１０】
しかしながら、サチンホワイトを配合した塗工液は、ブレードコーターで塗工を行う際に、ストリークやスクラッチと言った塗工欠点を生じる問題を抱えている。
【００１１】
これは、ブレードコーターでは、過剰に塗布液を支持体に供給した後、余剰の液をブレードにより掻き落とす塗布装置のため、ブレード先端直下の狭い間隙に液が引き込まれるときに、サチンホワイト顔料粒子は配向が起こりにくく、塗工液の粘度が高くなるために、ストリークやスクラッチが発生する。
【００１２】
ブレード塗工の欠点を改善する方法として、幾つかの提案がなされている。例えば、塗工液の保水性に着目して、塗工液がアプリケートされてからブレードにより掻き落とされ、レベリングされるまでの時間に塗液中の水分が吸収され、塗工液濃度が高くなることによる高粘度化を防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、ブレード塗工を実施する前に表面を硬質粗面化ロールで表面処理する方法、あるいは鋭角を有しない球冠状およびまたは球帯状からなる型をロール周面に有する型付けロールと対向ロールとから形成されるニップ間に通して粗面化処理する方法（例えば、特許文献２、３参照）。さらに、下塗り層の顔料に少なくとも１０重量％の澱粉粒子を含有させる（例えば、特許文献４参照）など、数多くの方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、塗工白板紙のブレード塗工において、未だに十分満足できる方法が見出されていない。
【特許文献１】特開平３−５９１９５号公報
【特許文献２】特開平５−５１８９８号公報
【特許文献３】特開平５−１０６２００号公報
【特許文献４】特開平５−５９６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の目的は、塗工白板紙の製造において、ブレード塗工の際に、ストリークやスクラッチといった塗工欠陥を生じずに、高い光沢性ならびに平滑性を持った塗工白板紙の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らが前述の問題点を解決するために鋭意検討した結果、顕著に効果が確認された塗工白板紙を提供する手法を見出し、遂に本発明を完成するに至った。
【００１６】
即ち、本発明の塗工白板紙の製造法は、ウエブ上に塗工液を塗工するブレードコーターに用いられる塗工用ブレードとして、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有すること特徴とする塗工用ブレードを用い、サチンホワイトを５質量％以上含有する塗工液を塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造法により、塗工液をブレードにて塗工する際のブレード下におけるシェアを軽減して塗工欠陥の発生を減少させるとともに、塗工白板紙として充分な、光沢性ならびに平滑性を有するだけの、塗工量を塗工するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、塗工操業時のストリーク、スクラッチなどの欠点が発生せず、光沢性、ならびに平滑性が優れる塗工白板紙の製造法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の塗工白板紙について、詳細に説明する。
本発明におけるサチンホワイトは、一般的には消石灰懸濁液に硫酸アルミニウム溶液を撹拌しながら添加して製造され、針状結晶をしたアルカリ性顔料で顔料で、化学組成はスルホアルミン酸カルシウムである。
【００１９】
本発明における塗工層中に用いられるサチンホワイト以外の顔料としては、特に制限は無く、各種クレー、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、タルク等の紙と効用塗料に使用されるの顔料一種以上が挙げられる。
【００２０】
本発明の塗工白板紙の製造において、塗工層中に用いられるサチンホワイトの含有量は、５質量％以上であり、好ましくは７〜２０質量％である。
【００２１】
本発明における塗工層中に用いられるバインダーには、一般的に塗工白板紙を製造する上で用いられるものは全て配合して構わない。バインダーとしては、通常の澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフレッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉などの澱粉類、スチレン−ブタジエン系、、酢酸ビニル系などの各種共重合ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、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。添加部数については特に制限するものでない。
【００２２】
本発明において塗工層中に、必要に応じて、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常塗工白板紙を作製する上で使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００２３】
本発明に係る塗工層の層構造は特に単層に限定されるものではなく、必要に応じて二層以上の塗工層であってもよい。
【００２４】
本発明に係る塗工白板紙に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故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る。
【００２５】
本発明において用いられる原紙としては、ノーサイズプレス原紙、あるいは澱粉、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。また、必要とする原紙の密度、平滑度を得る為に各種カレンダー処理を施す場合もある。一連の操業で、塗工、乾燥された印刷用塗工紙は、必要に応じて各種カレンダー処理が施される。
【００２６】
本発明において、塗工白板紙を製造する際の塗工方式は、ブレード方式によって塗工される。
【００２７】
本発明において用いられる塗工用ブレードは、図１に示すように、ウェブ３と接して塗工液６を掻き取る先端部２と、この先端部２をウェブ３に付勢する、先端部２とは異なる素材のブレード母材１とから構成されており、ブレード母材１はスチールその他の形状安定材料からなり、このブレード母材１には、ウェブ３に接触させて過剰の塗工液を掻き取ることを意図した、ブレード母材１とは異なる素材で構成される先端部２を備えている。この先端部２を備えたブレード母材１の先端部２とは反対部分をブレード保持部材であるクランプ７に設置し、このクランプ７をバッキングロール４の方向に向かって移動することによりブレード母材１がたわみ、その反力としてウェブ３に係接触した先端部２に押しつけ圧が発生して塗工液６を掻き落とし、塗工量の計量を行う。尚、５はファウンテン・アプリケーターであり、塗工液６をウェブ３に付着させる。
【００２８】
本発明によれば、先端部２を比較的低い硬度の材料、すなわち、５０〜１００のショアＡ硬度を有する材料で構成される塗工用ブレードを使用したときに、かなりの利点が得られることがわかった。尚、本発明でいうショアＡ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２６３に準拠するデュロメータタイプＡによる硬度である。
【００２９】
本発明による塗工用ブレードは図２に示すように移動するウェブ３に接触している先端部２はその弾性と先端角度８によって変形し、或る程度まで、ウェブ３表面の凹凸に順応し、接触部分の圧力分布が均一になる。その結果、塗工層が、硬度の高い金属やセラミックのブレードに比べ均等にウェブ３の凹凸を覆うという望ましい効果を与える。特に、先端角度８が３〜４０°であれば、より均一な原紙被覆性、ストリークやスクラッチ等の塗工欠陥の防止性に優れた効果が得られる。
【００３０】
本発明による塗工用ブレードの先端部２は、有機重合体によって構成することができる。有効な重合体の例としては、ポリウレタン類、スチレンブタジエン重合体類（すなわち、ラバータイプの重合体類）およびポリオレフィン類がある。
【００３１】
特に好ましいタイプの重合体はポリウレタン類である。ポリウレタンの先端部２の材料は、普通の方法で、ポリオール類およびジイソシアネート類によって構成される。ポリウレタン系用の普通のジイソシアネートは、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびナフタレンジイソシアネートである。また、普及度の低いジイソシアネート類も利用できるが、たとえば、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソフォロンジイソシアネートがある。ポリウレタン類としては、たとえばエステルウレタン類、エーテルウレタン類およびヒドロキシル末端付きポリブタジエンに基づいたウレタン類が利用できる。
本発明において使用されるいかなるタイプのポリウレタンも、硬度が上記範囲内にある限り、実用上の結果に対して必須ではない。
【００３２】
本発明による塗工用ブレードで使用されるブレード母材１は、好ましくは０．２〜２ｍｍの範囲内にある厚さを有する。設置した先端部２は、好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲内にある厚さを有する。また、ブレードの平面でその長手方向に対して直角に見た先端部２の幅は、適切には５〜２５ｍｍであるが、この寸法は特に必須ではない。
【００３３】
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。実施例中の部および％はそれぞれ質量部および質量％を示し、固形分で表したものである。
【実施例１】
【００３４】
＜原紙配合＞
表層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ２０部
中層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） ４０部
ＣＧＰ（濾水度４００ｍｌｃｓｆ） ６０部
裏層
ＬＢＫＰ（濾水度４１０ｍｌｃｓｆ） １００部
【００３５】
＜内添薬品＞
表層
炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示） ＊２０部
硫酸バンド定着剤 ０．４部
カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤 ０．０５部
中層
硫酸バンド定着剤 ０．４部
裏層
炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示） ＊２０部
硫酸バンド定着剤 １．０部
パルプ、内添薬品を上記の配合で調整し、坪量２００ｇ／ｍ2の原紙を抄造した。
【００３６】
＜塗工液の配合＞
一級カオリンクレー ９３部
サチンホワイト ７部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー（スチレン・ブタジエン） １５部
燐酸エステル澱粉 ２部
水酸化ナトリウム ｐＨ９．６に調製
【００３７】
サチンホワイトは、白石工業株式会社製ＳＷ−ＢＬを使用した。
【００３８】
＜塗工用ブレードの仕様＞
ブレード母材の素材 スチール
ブレード母材の幅 ８１ｍｍ
ブレード母材の厚さ ０．４ｍｍ
先端部の素材 ポリウレタン
先端部の厚さ ０．２ｍｍ
先端部の幅 １５ｍｍ
先端部の先端角度 １０°
先端部の硬度（ショアＡ硬度） ７５
【００３９】
上記により得られた原紙に対して、塗工液を上記の配合により調製し、ファウンテンアプリケーション／ベントブレード方式塗工機を用いて、ブレードアングル、ローディングアングルおよび塗工装置のステッピングパルスの条件を調節し、塗工速度２００ｍ／分で塗工液を目標片面１５ｇ／ｍ2塗工することとして、塗工を行った後に、乾燥して塗工紙を得た。
【００４０】
得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋＮ／ｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例１の塗工紙を製造した。
【実施例２】
【００４１】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを９５部、サチンホワイトを５部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例３】
【００４２】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを８０部、サチンホワイトを２０部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例４】
【００４３】
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを３０部、サチンホワイトを７０部用いた以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例５】
【００４４】
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を５０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【実施例６】
【００４５】
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を１００とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１で、塗工液において一級カオリンクレーを１００部用いて、サチンホワイトを用いなかった以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４７】
（比較例２）
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を４０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４８】
（比較例３）
実施例１で、塗工を行う際に用いる塗工用ブレードの先端部のショアＡ硬度を１１０とした以外は実施例１と同様にして塗工白板紙を得た。
【００４９】
各実施例、比較例における塗工液および製造例を用いて製造した塗工白板紙の物性評価は以下の方法で行い、各実施例および比較例の評価結果を表１に示す。
【００５０】
＜評価方法＞
１）光沢
白紙光沢ならびに印刷光沢によってあわせて評価した。
【００５１】
１）−１．白紙光沢
グロスメーターにて、光沢を７５°−７５°反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７５％以上
○（良好） ：印刷光沢が７０％以上で７５％未満
△（普通） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
×（不良） ：印刷光沢が６５％未満
【００５２】
１）−２．印刷光沢
ＲＩ印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色（インキ量各０．２ｃｃ）の重色ベタ印刷を施した後、グロスメーターにて、光沢を６０°−６０°反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７０％以上
○（良好） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
△（普通） ：印刷光沢が５５％以上で６５％未満
×（不良） ：印刷光沢が５５％未満
【００５３】
２）平滑度
カレンダー処理を施した塗工白板紙の塗工層表面をエアリーク式紙平滑度試験器パーカープリントサーフでＨ１０ｋｇｆ／ｃｍ2の条件のもと評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：パーカープリントサーフ平滑度が１．５０未満
○（良好） ：パーカープリントサーフ平滑度が１．５０以上で１．８５未満
△（普通） ：パーカープリントサーフ平滑度が１．８５以上で２．２０未満
×（不良） ：パーカープリントサーフ平滑度が２．２０以上
【００５４】
３）塗工欠陥
操業中、１００００ｍあたりに発生したストリークおよびスクラッチの本数で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：１本未満
○（良好） ：１本以上、３本未満
△（普通） ：３本以上、１０本未満
×（不良） ：１０本以上
【００５５】
４）ブレード耐久試験
使用したブレードが塗工白板紙の平滑度に悪影響を及ぼさず塗工可能だったウエブ長さで評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：１０００００ｍ以上
○（良好） ：５００００ｍ以上、１０００００ｍ未満
△（普通） ：２００００ｍ以上、５００００ｍ未満
×（不良） ：２００００ｍ未満
【００５６】
【表１】
【００５７】
評価：
実施例１ないし６および比較例１、３の結果から、塗工白板紙の製造方法において、５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工液を、先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有することを特徴とする塗工用ブレードを用いて塗工することで、光沢性、ならびに平滑性を向上させる効果および塗工する際のブレード下におけるシェアを軽減して塗工欠陥の発生を減少させる効果に優れることがわかる。また、比較例２の結果から、先端部がショアＡで５０未満の硬度を有する塗工用ブレードでは、先端部の耐久性に悪影響を及ぼし寿命が短くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】塗工用ブレードがブレードコーターに設置され塗工している状態を示す断面図。
【図２】塗工用ブレードに設けられた先端角度を示す断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１ ブレード母材
２ 先端部
３ ウェブ
４ バッキングロール
５ ファウンテン・アプリケーター
６ 塗工液
７ クランプ
８ 先端角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工層中に５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工白板紙の製造方法において、塗工用ブレードが、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有する塗工用ブレードを用いて塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造方法。
【請求項１】
塗工層中に５質量％以上のサチンホワイトを含有する塗工白板紙の製造方法において、塗工用ブレードが、ウェブと接して塗工液を掻き取る先端部と、該先端部をウェブに付勢する、先端部とは異なる素材のブレード母材とから構成されており、該先端部がショアＡで５０〜１００の硬度を有する塗工用ブレードを用いて塗工することを特徴とする塗工白板紙の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２５７５８５（Ｐ２００６−２５７５８５Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７０４４（Ｐ２００５−７７０４４）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
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