WO2013146869A1 - 塗工白板紙およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a coated white paperboard in which a pigment coating layer is provided on a base paper mixed with used paper. More specifically, the present invention relates to a bulky coated white paperboard having high whiteness and little whiteness unevenness, and a method for producing the same.
- the base paper of coated white paperboard is usually manufactured by multi-layer papermaking, and the surface layer uses a lot of expensive bleached chemical pulp with high whiteness, and the lower and middle layers are cheaper and cheaper than the exposed chemical pulp. Often used are deinked and undeinked waste paper pulp.
- the reason why the bleached chemical pulp is used for the surface layer is to keep the white unevenness on the surface of the coated white paperboard well and make it difficult to see foreign matters such as dust contained in the used paper pulp from the surface.
- the use of waste paper pulp for the lower and middle layers is from the viewpoint of environmental and cost reduction.
- Patent Documents 1 and 2 disclose a method for producing white paperboard using a pigment having a high concealment property in the coating liquid.
- pigments with high hiding properties are expensive, and the advantage of reducing the cost by increasing the usage rate of waste paper pulp is lost.
- Patent Document 3 discloses a method of improving whiteness unevenness by making the difference in whiteness between the surface layer and the lower layer lower than a certain level, that is, by improving the paper layer structure.
- the whiteness difference is set to a specific range, the usage rate of the used paper pulp is limited, so that a large amount of used paper pulp cannot be used.
- the blade coating method has the feature that the surface after coating is flattened regardless of the unevenness of the base paper, so the coating surface is smooth but the coating amount is uneven, resulting in white unevenness.
- the roll transfer coating method and the air knife coating method have an advantage that white unevenness is not noticeable because the coating amount is uniform compared to the blade coating method.
- the roll coating method tends to generate a coating pattern peculiar to a roll called orange peel or the like.
- the air knife coating method in principle, the viscosity of the coating solution has to be lowered, and therefore, it is necessary to lower the solid content concentration. For this reason, there is a problem that the moisture of the coating liquid soaks into the base paper and the base paper swells, the surface smoothness deteriorates, or the energy required for drying increases.
- Patent Document 4 discloses a method for making white unevenness and dust inconspicuous by performing curtain coating to eliminate the occurrence of coating defects such as a roll coating method.
- the smoothness after coating tends to be inferior compared to a general blade coating method.
- blade coating which is applied while smoothing the unevenness of the paper
- the unevenness of the base paper is reflected as it is after curtain coating in curtain coating.
- speckles occur during gravure printing, and the aesthetic print quality is significantly impaired.
- increasing the linear pressure reduces the thickness of the base paper, and the coated paperboard has a bending stiffness and compressive strength. The required quality is reduced.
- Patent Document 5 contains 25 to 90% by weight of a plastic pigment in the coating liquid used for the surface coating layer based on the total solid content. Is disclosed. Specifically, a method is disclosed in which an overcoat layer is provided by curtain coating using the coating liquid on an undercoat layer provided using a roll coater.
- Patent Document 6 discloses a method in which a plastic pigment is contained in a coating solution in an amount of 3 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the total amount of pigment. Is disclosed. Specifically, a method is disclosed in which an undercoat layer is provided by curtain coating using a coating liquid not containing a plastic pigment, and then an overcoat layer is provided by curtain coating using a coating liquid containing a plastic pigment. Has been.
- curtain coating is a pre-metering type coating method that does not scrape off the coating liquid during coating, so a uniform coating layer can be applied even if there is some unevenness on the base paper. It is considered that white unevenness is unlikely to occur.
- Curtain coating does not scrape off with a blade, and since the coating layer formed as a curtain film is placed on the base paper, there are many voids in the coating layer, which is preferable in terms of light scattering and whiteness. .
- the curtain coating tends to affect the smoothness of the product due to the contour coating as described above.
- the inventors have conducted preliminary studies on the techniques described in Patent Documents 5 and 6.
- the coated paper obtained by the method described in Patent Document 5 has a reduced surface strength required at the time of offset printing, resulting in the occurrence of paper mess and that it does not have sufficient surface smoothness. I found it.
- the reason why the strength decreases is that the coating liquid containing plastic pigment has a very low solid content concentration, so that the adhesive component in the coating liquid permeates excessively into the base paper during curtain coating. I guessed it would be easier.
- Patent Document 6 uses an expensive plastic pigment and requires a large amount of binder, so that the production cost is high and it is not efficient.
- the present invention produces coated white paperboard with high whiteness of the product, no white unevenness, and good print gloss even by using base paper with low whiteness by curtain coating. It is an object of the present invention to provide a method for performing the above.
- a bulky coated white paperboard having a high product whiteness and no white unevenness can be produced by curtain coating.
- the present invention is characterized in that curtain coating is simultaneously performed on two coating liquids, a top coating liquid that can achieve a specific whiteness and an undercoat liquid that can achieve a specific specific scattering coefficient.
- the whiteness of the coating layer In the first place, in order to increase the whiteness of the surface by coating, the whiteness of the coating layer needs to be higher than the surface before coating, and the coating layer needs to have light scattering properties. Generally, the higher the whiteness of the coating layer relative to the whiteness of the surface before coating, the higher the whiteness after coating. However, even when the whiteness of the coating layer is sufficiently higher than the whiteness of the surface before coating, the surface before coating cannot be sufficiently concealed unless the light scattering property is high. The effect of increasing the degree is low. Here, it is considered that whether the whiteness or light scattering property of the coating layer is more effective for improving the whiteness after coating depends on the whiteness of the surface before coating.
- the whiteness of the surface before coating is low, it is effective to have a high light scattering property because it is highly necessary to conceal the surface, while the whiteness of the surface before coating is effective.
- the degree is high, it is considered that it is effective that the degree of whiteness is high because the necessity of hiding the surface is low.
- the present invention is inferred as follows. Since the undercoat layer is provided on a base paper having a low whiteness and a lot of dust, in order to conceal them and effectively increase the whiteness, the light scattering property is higher than the high whiteness. Is considered to be more effective.
- the whiteness of the undercoat layer is sufficiently higher than the whiteness of the base paper in a normal formulation, it is considered that the required conditions are sufficiently satisfied.
- the overcoat layer is provided on a surface having a relatively high whiteness, which is hidden to some extent by the undercoat layer. Therefore, the whiteness of the top coat layer needs to be one step higher than that of such a surface, but the necessity of hiding the surface is considered to be relatively low.
- the whiteness of the base paper is low, it is possible to produce a coated white board with high whiteness and reduced whiteness unevenness.
- the coated white paperboard is a paperboard provided with a pigment coating layer on one side or both sides of the base paper, and at least used paper pulp is blended.
- the basis weight of the coated white paperboard is preferably 200 g / m 2 or more.
- Base Paper The base paper used in the present invention is not particularly limited as long as it contains at least waste paper pulp.
- a base paper blended with bleached chemical pulp or unbleached chemical pulp can be used.
- Waste paper pulp may or may not be deinked.
- the deinked pulp it is possible to use deinked pulp made from selected waste paper such as high quality paper, medium quality paper, lower grade paper, newspaper, flyers, magazines, etc., or unselected waste paper mixed with these.
- the amount of the used paper pulp is 50% by weight or more, preferably 80% by weight or more based on the total pulp.
- the base paper may be a mixture of the above various pulps, may be made of the same pulp, or may be a stack of one or more different pulps.
- it may be a base paper that uses pulp with low whiteness for the middle layer and pulp with higher whiteness for the front and back layers, or multiple layers of the same layer of pulp. It may be a raw paper.
- the base paper of the present invention is preferably a multi-layered paper of two or more pulp layers (paper layers).
- the whiteness of the base paper used in the present invention is not limited, but the effect of the present invention increases as the base paper having a lower whiteness is used.
- the whiteness of the base paper that can be used in the present invention is usually 45 to 72%, more preferably 50 to 52%, still more preferably 55 to 67%. Of course, the effect of the present invention can be obtained even if a base paper having a whiteness lower than the above range is used.
- the whiteness is the whiteness of the base paper surface on the side where the coating layer is provided, and is a value measured from the surface of the base paper. In the case of multilayer papermaking in which the base paper is composed of two or more paper layers, the whiteness of the pulp in each layer other than the outermost layer is not particularly limited.
- the whiteness difference between the outermost layer of the base paper and the pulp immediately below it may be within 10 points, but the whiteness difference may be more than 10 points.
- the point here indicates a difference in whiteness. For example, when the ISO whiteness of the surface layer is 80% and the ISO whiteness of the immediately lower layer is 68%, the ISO whiteness of the immediately lower layer is 12 points. It will be low.
- the whiteness of the pulp is determined by measuring the pulp in a sheet form so as not to be transparent.
- whiteness refers to ISO whiteness unless otherwise specified.
- the present invention it is possible to produce a white paperboard excellent in whiteness and white unevenness even when a base paper having a relatively low whiteness is used.
- the use of a low whiteness base paper containing a large amount of waste paper pulp or containing pulp that has not been deinked is advantageous in terms of cost and can reduce the environmental burden.
- a base paper with low smoothness may be used, but in a range where no paint pool called paddling occurs during curtain coating, It is preferable to use a base paper having high smoothness.
- the smoothness is preferably 5.0 to 8.0 ⁇ m in the PPS roughness under the condition of a clamp pressure of 980 kPa.
- a pre-calender or the like may be performed before curtain coating.
- a clear paint or a paint containing a pigment containing starch as a main component can be applied to the base paper before curtain coating.
- This pre-coated base paper may be subjected to curtain coating without undergoing a drying step, that is, with the paint on the base paper wet.
- the state of the base paper after pre-coating before being used for curtain coating is not limited.
- one curtain film is formed from two or more kinds of coating liquids, and two or more curtain coating layers are formed on the base paper through the curtain film.
- the curtain coating layer includes an outermost coating layer that is the outermost layer of the coated white paperboard.
- the outermost coating layer is also referred to as a top coating layer, and the coating liquid for forming the top coating layer is also referred to as a top coating liquid.
- a layer adjacent to the outermost layer and closer to the base paper is also referred to as an undercoat coating layer, and a coating solution for forming the undercoat coating layer is also referred to as an undercoat coating solution.
- the coating liquid is prepared by mixing water and necessary components.
- ordinary mixing means such as a mixer may be used. Each component will be described below.
- Undercoat coating solution 1 Light scattering property of undercoat coating layer
- the undercoat coating layer preferably has a high light scattering property in order to conceal the base paper more effectively.
- the light scattering property of the coating layer can be based on the scattering property per unit coating amount, that is, the specific scattering coefficient. The higher the specific scattering coefficient, the higher the concealability of the coating layer.
- the specific scattering coefficient of the coating layer can be measured as follows. i) On a transparent polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 100 ⁇ m, opacity of 5% or less), the coating solution is applied by a Mayer bar so that the weight of the coating layer after drying is about 20 g / m 2. The weight W [g / m 2 ] of the coating layer is accurately measured with a balance. Drying is performed at 100 ° C. for 30 minutes or more until there is no change in the amount of moisture reduction. ii) Next, this coated film is backed with a black plate, and the reflectance of the coating layer is measured using a reflectance meter to obtain reflectance R0 .
- PET polyethylene terephthalate
- the ratio scattering coefficient of the undercoat coating layer has a 80 m 2 / kg or more, preferably from 90m 2 / kg or more, and more preferably at least 120 m 2 / kg.
- the specific scattering coefficient is lower than 80 m 2 / kg, sufficient concealability cannot be obtained.
- the upper limit of a specific scattering coefficient is about 250 m ⁇ 2 > / kg.
- the whiteness of the undercoat coating layer is preferably higher than the whiteness of the base paper on the surface to be coated in order to conceal the low whiteness base paper and increase the whiteness after coating.
- the preferred range of the whiteness of the undercoat coating layer is 75 to 95%, more preferably 80 to 95%.
- the whiteness measured from the coating layer side is preferably lower than the whiteness of the topcoat coating layer. Specifically, the whiteness is preferably less than 85%.
- an undercoat coating liquid contains a specific pigment and an adhesive agent (binder).
- a pigment having high concealability is preferable.
- the content is not particularly limited, but the concealing effect becomes prominent when the light calcium carbonate content is 50 parts by weight or more, preferably 70 parts by weight or more in 100 parts by weight of the pigment.
- the light calcium carbonate has a cubic shape, a spindle shape, a needle shape, and the like, and any of them may be used.
- the particle diameter of light calcium carbonate is preferably 0.2 to 0.8 ⁇ m, more preferably 0.2 to 0.5 ⁇ m in terms of average particle diameter (D50).
- D50 average particle diameter
- engineered heavy calcium carbonate or engineered kaolin controlled to have a narrow particle size distribution may be included, but the concealability is inferior to light calcium carbonate.
- calcined kaolin having a high light scattering property by including voids in the particles as a pigment.
- the particle size of the calcined kaolin is preferably 1.0 to 3.0 ⁇ m, more preferably 1.5 to 2.5 ⁇ m in terms of average particle size (D50).
- the content of the calcined kaolin is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment. If the amount is less than 5 parts by weight, the concealing effect may be insufficient. Further, when the amount is more than 20 parts by weight, the solid content concentration of the coating liquid tends to be lowered for the following reason.
- the calcined kaolin like other kaolins, needs to be dispersed in water before being contained in the coating solution to form a slurry.
- the concentration cannot be increased. Accordingly, when a large amount of such a slurry is contained in the coating liquid, the solid content concentration of the coating liquid is lowered.
- titanium dioxide having a high light scattering property due to its high refractive index may be used.
- the amount of the adhesive is larger than that of the calcined kaolin, the surface strength tends to be inferior.
- the calcined kaolin has an advantage that the smoothness of the coated white paper board is improved as compared with the titanium dioxide.
- a pigment having an average aspect ratio of 30 to 60 for example, delaminated kaolin, can be used in combination for the undercoat coating layer.
- a pigment having an average aspect ratio of 30 to 60 further improves white unevenness and water retention. This is presumed to be because dehydration is suppressed and water retention is improved by filling the gaps between the pigments with flat pigments.
- the amount of the pigment having an average aspect ratio of 30 to 60 is not particularly limited, but is preferably 40% by weight or less based on the total pigment.
- Adhesives are not particularly limited.
- various copolymers such as styrene / butadiene, styrene / acryl, ethylene / vinyl acetate, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, polyvinyl alcohol, and maleic anhydride.
- Synthetic adhesives such as acid copolymers and acrylic acid / methyl methacrylate copolymers; proteins such as casein, soy protein, synthetic proteins; oxidized starch, positive starch, urea phosphated starch, hydroxyethyl etherified Examples include etherified starch such as starch, starches such as dextrin; cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxymethyl cellulose.
- a synthetic adhesive having a low viscosity increase of the paint is suitable.
- polyvinyl alcohol having a low degree of polymerization degree of polymerization of about 500 is preferably used in combination because the adhesion effect can be enhanced without significantly increasing the viscosity.
- the solid content concentration of the undercoat coating solution is preferably 40 to 75% by weight, more preferably 50 to 70% by weight, and still more preferably 60 to 70% by weight.
- the solid content concentration of the undercoat coating liquid is less than 40% by weight, the volume change of the coating layer during coating drying increases, and as a result, the surface smoothness after coating may decrease.
- the concentration is more than 75% by weight, the fluidity of the coating solution may deteriorate, and it may be difficult to form a uniform curtain film.
- the B-type viscosity of the undercoat coating solution should be in the range of 100 to 2000 mPa ⁇ s at 30 ° C. so as to be suitable for forming a uniform and stable curtain film and for delivering the coating solution. preferable. If the viscosity is 100 mPa ⁇ s or less, moisture in the paint will soak into the base paper excessively and the base paper may swell, resulting in a decrease in surface smoothness after coating, and an increase in energy required for drying. It tends to be. On the other hand, if the viscosity is greater than 2000 mPa ⁇ s, the fluidity of the paint is inferior and it is difficult to form a stable curtain film.
- the surface tension of the coating liquid of the undercoat coating liquid is preferably 40 mN / m or less, more preferably 35 mN / m or less, and more preferably 30 mN / m or less in order to create a uniform and stable curtain film even at a small flow rate. More preferably.
- the mirror surface tension can be adjusted by adding a surfactant as described later.
- Top coating liquid 1 Whiteness of top coating layer
- the whiteness of the top coating layer of the present invention is 85% or more, and preferably 90% or more.
- the concealability of the top coat layer does not affect the quality of the white paperboard of the present invention, it need not be as high as the undercoat layer and is not particularly limited, but in the normal range, it should be 70 m 2 / kg or more. preferable.
- the top coating liquid contains a pigment and an adhesive.
- the pigment those having high whiteness are preferable, and examples thereof include heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, high white kaolin, titanium dioxide, and plastic pigment. These pigments can be used alone, but if necessary, two or more kinds may be mixed and used. Among these, it is preferable to use heavy calcium carbonate or light calcium carbonate, which is relatively inexpensive, as a main component.
- the average particle size (D50) of heavy calcium carbonate is preferably 0.3 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.5 to 1.0 ⁇ m. When heavy calcium carbonate is used, the specific scattering coefficient is not high, but the whiteness is high. Furthermore, since heavy calcium carbonate is inexpensive, it is suitable as a pigment used for the overcoat layer.
- the light calcium carbonate has already been described.
- titanium dioxide has the highest whiteness among pigments usually used in coating liquids, so it is preferable to contain a certain amount.
- the content of titanium dioxide is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment. When the amount is less than 5 parts by weight, the effect of improving the whiteness of the coating layer is not sufficient. When the amount is more than 20 parts by weight, the required amount of the adhesive increases, and the surface strength may be lowered.
- the adhesive is not particularly limited, and an adhesive conventionally used for coated paper can be used.
- adhesives include styrene / butadiene, styrene / acrylic, ethylene / vinyl acetate, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, and other copolymers, polyvinyl alcohol, maleic anhydride copolymer And synthetic adhesives such as acrylic acid / methyl methacrylate copolymers; proteins such as casein, soy protein, synthetic protein; oxidized starch, positive starch, urea phosphated starch, hydroxyethyl etherified starch, etc.
- adhesives for coated paper such as starches such as etherified starch and dextrin; cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxymethylcellulose are included.
- starches such as etherified starch and dextrin
- cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxymethylcellulose are included.
- One or more types of adhesives can be appropriately selected and used. In a preferred embodiment, these adhesives are used in the range of about 5 to 50 parts by weight, more preferably about 8 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment. Synthetic adhesives are preferred because they do not significantly increase the viscosity of the paint.
- the overcoating liquid contains a plastic pigment as a pigment because the smoothness of the resulting product is improved.
- the content of the plastic pigment is preferably 2 to 20% by weight in 100 parts by weight of the pigment. If the amount is less than 2% by weight, smoothness and white paper gloss may not be sufficiently improved. On the other hand, when the amount is more than 20% by weight, the solid concentration of the coating liquid becomes low, binder migration occurs, surface strength decreases, and paper smear may occur during offset printing. A more preferable range of the amount is 3 to 10% by weight.
- the average particle size of the plastic pigment is preferably 0.2 to 2.0 ⁇ m. When the average particle size is less than 0.2 ⁇ m, the smoothness is not sufficiently improved. When the average particle size is more than 2.0 ⁇ m, the plastic pigment in the surface layer is likely to fall off. A more preferable range of the average particle diameter is 0.3 to 1.2 ⁇ m.
- the average particle diameter of the plastic pigment is determined by measuring the maximum particle diameter of individual particles using a transmission electron microscope and calculating the average value of 200 particles.
- the particle shape of the plastic pigment includes a solid type, a bowl type, and a hollow type, and any of them can be used.
- the hollow type is preferable because it is most excellent in improving smoothness.
- the pigment other than the plastic pigment those described above can be used.
- the overcoating liquid contains a plastic pigment as a pigment
- a pigment other than the plastic pigment in the undercoat coating solution From the viewpoint of whiteness and white unevenness of the white paperboard, it is preferable to form an undercoat layer having many voids using a pigment having a small average particle diameter and a sharp particle size distribution.
- the average particle size (D50) of the pigment is preferably 0.2 to 0.8 ⁇ m, and more preferably 0.2 to 0.4 ⁇ m.
- a light carbonic acid having a ratio (D75 / D25) of a particle size (D75) at 75 cumulative mass% to a particle size (D25) at 25 cumulative mass% of a particle size distribution curve by a sedimentation method is 1.5 or more and less than 3.5 It is preferred to use calcium.
- the amount used is not particularly limited, but is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, and the effect becomes remarkable when 20% by weight to 50% by weight is used. When the content exceeds 50% by weight, the surface strength of the coated paper for printing tends to be weak, but this can be solved by increasing the amount of the adhesive.
- the dynamic surface tension of the coating liquid can be adjusted using a surfactant.
- the surfactant includes an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant.
- an anionic surfactant is preferable.
- the cationic surfactant tends to aggregate the pigment in the coating solution. Further, the nonionic surfactant is difficult to give sufficient wettability to the coating solution.
- the anionic surfactant include sulfonic acid surfactants, sulfate ester surfactants, and carboxylic acid surfactants.
- sulfonic acid-based surfactants are preferable and alkylsulfosuccinic acid is particularly preferable because the wettability of the coating liquid can be improved.
- these surfactants are used in the range of about 0.1 to 2 parts by weight, more preferably about 0.2 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the pigment.
- topcoat and undercoat coating liquids of the present invention are blended with ordinary pigments for coated paper, such as dispersants, thickeners, water retention agents, antifoaming agents, water resistance agents, and colorants.
- ordinary pigments for coated paper such as dispersants, thickeners, water retention agents, antifoaming agents, water resistance agents, and colorants.
- auxiliaries can be used as appropriate.
- the solid content concentration of the topcoat coating solution is preferably 40 to 75% by weight, more preferably 50 to 70% by weight, and still more preferably 60 to 70% by weight.
- the concentration of the topcoat coating liquid is less than 40% by weight, the volume change of the coating layer during coating drying becomes large, and as a result, the surface smoothness after coating may be inferior.
- the concentration is more than 75% by weight, the fluidity of the coating solution may deteriorate, and it may be difficult to form a uniform curtain film.
- the B-type viscosity of the top coating solution should be in the range of 100 to 2500 mPa ⁇ s at 30 ° C. so as to be suitable for forming a uniform and stable curtain film and for delivering the coating solution. Is preferable, and the range of 100 to 2000 mPa ⁇ s is more preferable.
- the viscosity is 100 mPa ⁇ s or less, the water in the paint soaks into the base paper excessively and the base paper swells, which may reduce the surface smoothness after coating. The energy required for drying also increases.
- it is greater than 2500 mPa ⁇ s, the fluidity of the paint is inferior and a stable curtain film may not be formed.
- the surface tension of the coating solution is preferably 40 mN / m or less, more preferably 35 mN / m or less, and even more preferably 30 mN / m or less in order to produce a uniform and stable curtain film even at a small flow rate.
- curtain coating curtain coating is a coating method in which a coating layer is formed on a base paper by forming a film by flowing a coating liquid in a curtain shape and passing the base paper through the film.
- Curtain coating is a contour coating in which a coating layer is formed along a base paper, and has a characteristic that the coating amount can be easily controlled because of a so-called pre-weighing system.
- one curtain coating film including a plurality of layers is formed from a plurality of coating liquids, and the curtain coating layer is formed through the base paper or the base paper pre-coated on the curtain film.
- a curtain coating is formed by forming a plurality of curtain films from a plurality of coating liquids, it is inevitable that some disturbance will occur in the curtain film when the curtain film contacts the traveling paper.
- one curtain film is formed and curtain coating is simultaneously performed on a plurality of coating layers, the layer structure between the coating layers can be maintained.
- curtain coating may be performed after blade coating.
- the coating amount of the curtain coating layer in the present invention is preferably 11 ⁇ 35g / m 2 by dry weight per side, more preferably 15 ⁇ 30g / m 2, 20 ⁇ 25g / m 2 and more preferable.
- the coating amount is less than 15 g / m 2 , the coating layer becomes thin, and it may be difficult to sufficiently improve the whiteness and white unevenness of white paperboard.
- the coating amount of one layer exceeds 30 g / m 2 , the operability may be deteriorated, for example, the drying property at the time of coating may be deteriorated, or printing unevenness due to binder migration may be caused.
- the coating amount is most preferably 20 to 25 g / m 2 or less per side.
- the coating amount of the undercoat coating layer and the coating amount of the topcoat coating layer are not particularly limited, except for the case where a plastic pigment is used in the topcoat coating solution, which achieves both concealment and whiteness.
- the fact that is, per side by dry weight, the undercoat coating layer 10 ⁇ 30g / m 2, it is preferred overcoat coating layer is in the range of 1 ⁇ 5g / m 2.
- the coating amount of the topcoat layer is smaller than the total coating amount of the other layers in the curtain coating layer.
- the curtain coating layer is composed of a top coating layer, an undercoating layer, and a second undercoating layer present on the base paper side of the top coating layer
- the coating amount of the overcoating layer is reduced between the undercoating layer and the second undercoating layer. Less than the total coating amount.
- the plastic pigment can be effectively concentrated on the surface layer portion of the coating layer that greatly affects the smoothness.
- the base paper is effectively concealed, and even when using base paper with low whiteness and noticeable dust on the surface, the whiteness is high and the white unevenness is good.
- a paperboard can be obtained.
- the coating amount of the top coat layer is preferably 1 to 5 g / m 2 in terms of dry weight per side.
- the total coating amount of the topcoat layer and other layers is preferably 15 to 30 g / m 2 .
- the coating layer becomes thin and the whiteness and whiteness unevenness of the white paperboard may not be sufficiently improved.
- the total coating amount exceeds 30 g / m 2 , it is not preferable because the operability is deteriorated, for example, the drying property at the time of coating is deteriorated, or printing unevenness due to binder migration is caused.
- a more preferable range of the total coating amount is 20 to 25 g / m 2 per side.
- the whiteness of the product can be made a sufficient value by setting the total coating amount to 20 g / m 2 or more per side.
- the coating amount of the layer may be appropriately adjusted.
- the coating liquid for forming the layer is not limited, but it is preferable to have characteristics close to those of the undercoat coating liquid because the effect of the present invention becomes more remarkable.
- the layers other than the top coating layer and the undercoating layer have both whiteness and specific scattering coefficient. It can be in the middle of the undercoat coating layer.
- the whiteness of the other coating layer can be higher than the whiteness of the base paper and lower than the whiteness of the topcoat coating layer.
- the specific scattering coefficient of the other coating layer can be made equal to or higher than the specific scattering coefficient of the undercoat coating layer.
- a known apparatus used for curtain coating can be used.
- What is known as the shape of the curtain coating apparatus is a slot type curtain coating apparatus that directly forms a curtain film by discharging the coating liquid downward from the die, and discharging the coating liquid upward from the die,
- a slide-type curtain coating apparatus that flows while forming a coating liquid film on a slope on a die, and then forms a curtain film by free-falling after leaving the die. Any device may be used in the present invention.
- the coating speed of the present invention is not particularly limited, but is generally about 100 to 800 m / min. If the coating speed is excessively high, craters tend to occur.
- the coated white paperboard of the present invention is manufactured through a normal drying step after providing a coating layer on the base paper, but is smoothed by a surface treatment step or the like as necessary. May be.
- the coated white paperboard after production is finished by adjusting so that the water content is about 3 to 10% by weight, more preferably about 4 to 8% by weight.
- a smoothing processing device such as a normal super calendar, gloss calendar, soft calendar, thermal calendar, shoe calendar, or the like can be used.
- the smoothing apparatus is appropriately used on-machine or off-machine, and the form of the pressure device, the number of pressure nips, heating, and the like are also adjusted as appropriate.
- Coated white paperboard The ash content in the coated white paperboard produced in the present invention is preferably 10% by weight or more, and more preferably 15% by weight or more. This is because when the ash content is less than 10% by weight, the opacity may not be sufficiently improved.
- the whiteness of the coated white paper board produced in the present invention is preferably 75% or more, more preferably 77.5% or more, and further preferably 80% or more.
- ⁇ Evaluation method> (1) Whiteness: Measured according to JIS P8148 “Paper, paperboard and pulp—Method of measuring ISO whiteness (diffuse blue light reflectance)”. Regarding the whiteness of the coating layer, the coating solution is dried in an oven at 105 ° C. for 30 minutes or more until there is no fluctuation in the amount of water loss, and is formed into a pellet having a sufficient thickness (1 mm or more) that does not show through. Measured.
- White unevenness The following criteria: ⁇ : Unevenness is inconspicuous ⁇ : Mild unevenness is observed ⁇ : Unevenness is recognized and may cause a practical problem ⁇ : Remarkable unevenness is recognized and not suitable for practical use evaluated.
- Specific scattering coefficient of the coating layer As described above, the specific scattering coefficient was calculated based on the formula defined in TAPPI T425 (ISO 9426).
- Example A1 ⁇ Base paper> 70% whiteness using pulp blended at a rate of 100% deinked wastepaper, surface layer of 40g / m 2 of rice tsubo, 55% whiteness using pulp blended with 100% magazine wastepaper not deinked, rice Using the same pulp as the middle layer and middle layer of tsubo 220 g / m 2 , each of the back layers of 45% whiteness and 40 g / m 2 of rice tsubo was made, combined, pressed and dried, A coated white paperboard m 2 was obtained. The whiteness of the base paper was 65%. The paper making speed was 300 m / min.
- a pigment slurry comprising 15 parts by weight and calcined kaolin (manufactured by Imerys, Alphatex) 10 parts by weight, styrene / butadiene copolymer latex (ALB1735, manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.) 14 parts by weight with respect to 100 parts of the pigment Part, 0.5 part by weight of PVA (polyvinyl alcohol manufactured by Kuraray Co., Ltd., POVAL 105) and 0.5 part by weight of a surfactant (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., Newcol 291-PG) were added.
- a curtain film coating apparatus was used to form one curtain film having a plurality of layers from the two coating liquids, and the curtain film was subjected to simultaneous two-layer coating through a base paper and dried.
- Coating amount is per one surface undercoat coating layer is 18 g / m 2 in weight after drying, overcoating a coating layer was 4g / m 2.
- the basis weight of the obtained coated white paperboard was 322 g / m 2 .
- the coating speed was 300 m / min, which was the same as the papermaking speed because it was performed consistently with the papermaking by on-machine.
- the coated white paperboard obtained was calendered to obtain a coated white paperboard.
- the processing speed was 300 m / min, the same as the papermaking speed and the coating speed, because the papermaking and coating were performed consistently by on-machine.
- a coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example A1, except that the content was changed to 15 parts by weight.
- delaminated kaolin Imerys, Contour 1500, average
- a coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example A1 except that the parts were changed to the above-mentioned parts.
- delaminated kaolin Imerys, Contour 1500, Coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example A1, except that the average aspect ratio was changed to 50
- Example B1 ⁇ Base paper> Using pulp with a whiteness of 75% blended at a rate of 100% deinked waste paper, a surface layer of 40 g / m 2 of rice tsubo, and using a pulp with a whiteness of 55% blended with 100% waste magazine paper not deinked Using the same pulp as the middle layer and middle layer of tsubo 210g / m 2 , the back layers of 40g / m 2 of rice tsubo were made and combined, and the press, drying and pre-calendar treatments were performed at a paper making speed of 300m / min. Then, a base paper for coated white paperboard having a weight of 290 g / m 2 , a whiteness of 67%, and a smoothness of 6.0 ⁇ m was obtained.
- a pigment slurry comprising 50 parts by weight of heavy calcium carbonate (manufactured by Imerys, Carbital 90) and 50 parts by weight of light calcium carbonate (manufactured by Okutama Kogyo, TP-221GS) was prepared. -12 parts by weight of butadiene copolymer latex (Asahi Kasei Chemical Co., Ltd., B1735) and 0.2 part by weight of a surfactant (New Emulsifier Co., Ltd., Newcol-291PG) were added. Furthermore, water was added and it adjusted so that B type viscosity in 30 degreeC and 60 rpm might be set to 1000 mPa * s. The solid content concentration was 67% by weight.
- styrene / butadiene copolymer latex 100 parts by weight, 13 parts by weight of styrene / butadiene copolymer latex (Asahi Kasei Chemical, ALB1443), 0.5 parts by weight of lubricant (Nisshin Chemicals, DEF-791TF), surfactant (Nippon Emulsifier Co., Ltd.) (Manufactured by Newcol 291-M) was added in an amount of 0.2 parts by weight, and water was further added to adjust the B-type viscosity at 60 rpm to 500 mPa ⁇ s. The solid content concentration was 63% by weight.
- Coating amount is per side in weight after drying, subbing coating layer 20 g / m 2
- topcoat coating layer is 3 g / m 2
- the basis weight of the coated white paperboard was 313 g / m 2 .
- the coating speed was 300 m / min, which was the same as the papermaking speed because it was performed consistently with the papermaking by on-machine.
- the coated white paperboard obtained was calendered to obtain a coated white paperboard.
- the processing speed was 300 m / min, the same as the papermaking speed and the coating speed, because the papermaking and coating were performed consistently by on-machine.
- Example B2 Coated white paperboard as in Example B1, except that the plastic plastic pigment in the topcoat coating solution was changed to V1004 (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., solid type, average particle size 0.3 ⁇ m) in Example B1. Got. The solid content concentration of the topcoat coating solution was 65% by weight.
- Example B3 In Example B1, a coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example B1, except that the linear pressure at the time of performing the pre-calendar process on the base paper was adjusted and the smoothness of the base paper was changed to 7.0 ⁇ m.
- Example B4 In Example B1, a coated white board was obtained in the same manner as in Example B1, except that the plastic pigment was changed to Nipol MH 5055 (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., hollow plastic pigment, average particle size 0.5 ⁇ m).
- Example B5 In Example 1, the coating weight of 10 g / m 2 of the overcoat layer, by changing the coating amount of the undercoat coating liquid 13 g / m 2, the total coating amount of Example B1 in the same 23 g / m 2 A coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example B1 except that.
- Example B6 In Example B1, the coating amount of 0.5 g / m 2 of the overcoat layer, by changing the coating amount of the undercoat coating liquid 22.5 g / m 2, the same as in Example B1 a total coating weight A coated white board was obtained in the same manner as in Example B1 except that the amount was 23 g / m 2 .
- Example B7 In Example B1, the coating amount of 0.8 g / m 2 of the overcoat layer, by changing the coating amount of the undercoat coating liquid 22.2 g / m 2, the same as in Example B1 a total coating weight A coated white board was obtained in the same manner as in Example B1 except that the amount was 23 g / m 2 .
- Example B8 In Example B1, the coating amount 4g / m 2 of the overcoat layer, by changing the coating amount of the undercoat coating liquid 19 g / m 2, the total coating amount to example B1 and the same 23 g / m 2 A coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example B1 except that.
- Example B9 In Example B1, by changing the coating amount of the topcoat layer to 5 g / m 2 and the coating amount of the undercoat coating solution to 18 g / m 2 , the total coating amount is the same as Example B1, 23 g / m 2. A coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example B1 except that.
- Example B10 In Example B1, by changing the coating amount of the topcoat layer to 6 g / m 2 and the coating amount of the undercoat coating solution to 17 g / m 2 , the total coating amount is the same as Example B1, 23 g / m 2. A coated white paperboard was obtained in the same manner as in Example B1 except that.
- Example B11 In Example B1, a coated white board was obtained in the same manner as in Example B1, except that the pigment of the topcoat coating solution was changed to 100 parts by weight of heavy calcium carbonate (Carbital 97, manufactured by Imerys).
- Example B1 a coated white paperboard having high whiteness, very little white unevenness, and high smoothness and white paper glossiness was obtained even when using a base paper with low whiteness containing deinked pulp in the surface layer. .
- Example B2 by using a solid type as the shape of the plastic pigment, coated white paperboard having a sufficiently high smoothness, although slightly inferior to that of Example B1, and a high white paper glossiness compared to Example B1. was gotten.
- Example B3 a base paper with low smoothness was used, but a coated white paperboard with high smoothness and high white paper gloss was obtained.
- Example B4 by changing the particle size of the plastic pigment within a preferable range, a coated white paperboard having more excellent smoothness and white paper glossiness was obtained.
- Example B1 and Examples B6 and B7 From comparison between Example B1 and Examples B6 and B7, it is clear that when the coating amount of the topcoat layer is more than 1 g / m 2 , the white paper glossiness and smoothness of the coated white paperboard are particularly improved. . From comparison between Example B9 and Example B10, it is clear that the surface strength of the coated white paperboard is particularly improved when the coating amount of the topcoat layer is 5 g / m 2 or less. From a comparison between Examples B1 to B10 and Example B11, it is clear that a coated white board having excellent smoothness can be obtained when a plastic pigment is used for the topcoat coating solution.
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Abstract
白色度の低い原紙を用いても、製品の白色度が高く、白色ムラがない、印刷光沢度が良好な塗工白板紙を、カーテン塗工により製造する方法を提供することを課題とする。 複数の層を有するカーテン膜に原紙を通して、原紙上に、最外塗工層である上塗り層を含む複数の層からなるカーテン塗工層を形成する工程を含む塗工白板紙の製造方法であって、上塗り層の白色度が85%以上であり、かつ当該上塗り層に隣接する下塗り層の比散乱係数が80m2/kg以上である、方法により、当該課題を解決する。
Description
本発明は、古紙を配合した原紙に顔料塗工層を設ける塗工白板紙に関する。より詳しくは、本発明は白色度が高く、白色ムラが少ない嵩高な塗工白板紙およびその製造方法に関する。
塗工白板紙の原紙は、通常、多層抄きによって製造され、表層には白色度が高く高価な晒化学パルプが多く使用され、表下層および中層には晒し化学パルプに比べ白色度が低く安価な脱墨および未脱墨の古紙パルプが多く使用される。表層に晒化学パルプを使用するのは、塗工白板紙の表面における白色ムラを良好に保ち、古紙パルプに含まれるチリ等の異物を表面から見えにくくするためである。また、表下層および中層に古紙パルプを使用するのは環境面およびコストダウンの観点からである。
近年、環境に対する取り組みおよびコストダウンに対する要求が高まっていることから、古紙パルプの使用率が増加する傾向にある。これに伴い、塗工白板紙の表面において白色ムラや、チリ等の異物が目立ちやすくなるという問題が増加している。チリ等の異物を除去するためには、脱墨や除塵処理を強化する必要があるが、処理を強化するほど歩留りが悪化する。また、古紙パルプの使用率を上げると、塗工前の板紙原紙の白色度も低くなる傾向にある。これらの課題への対応として、例えば、塗工量を多くする方法が提案されている。しかし、塗工量を多くしすぎると同等の坪量において密度が高くなり、嵩高性を損なう。また、塗工量を多くすると塗工時の乾燥性が悪くなるなど操業性が低下し、さらにバインダーマイグレーションにより印刷ムラも発生する。この他、特許文献1および2には、塗工液に隠蔽性の高い顔料を使用した白板紙の製造方法が開示されている。しかし、隠蔽性の高い顔料は高価であり、古紙パルプの使用率を高くしてコストダウンした利点が失われる。
特許文献3には、表層と表下層の白色度差を一定以下にする、すなわち紙層構造を改善することにより白色ムラを改善する方法が開示されている。しかし、この方法では、白色度差を特定の範囲とするために、古紙パルプの使用率が制限されるので多量の古紙パルプを使用できない。
さらに、通常使用されるブレード塗工方式の代わりに、ロール転写塗工方式やエアナイフ塗工方式を使用することも提案されている。ブレード塗工方式は、原紙の凹凸によらず塗工後の表面が平坦化されるという特徴を有するので塗工表面の平滑性は高いが塗工量が不均一になることから白色ムラが生じやすい。一方、ロール転写塗工方式やエアナイフ塗工方式では、ブレード塗工方式に比べ塗工量が均一であるために白色ムラが目立たないという利点がある。しかしながら、ロール塗工方式ではオレンジピール等と呼ばれるロール特有の塗工パターンが発生しやすい。また、エアナイフ塗工方式では、原理上、塗工液の粘度を低くしなければならず、そのために固形分濃度を低くする必要が生じる。このため、原紙に塗工液の水分が過剰に染みこんで原紙が膨潤し、表面平滑性が悪化する、または乾燥に必要なエネルギーが増加するという問題がある。
この他、特許文献4には、カーテン塗工を行うことにより、ロール塗工方式のような塗工欠陥の発生をなくして白色ムラおよびチリを目立たなくする方法が開示されている。
一方、カーテン塗工方式により塗工した場合、一般的なブレード塗工方式と比較して塗工後の平滑性が劣る傾向がある。紙の凹凸を平滑化しながら塗工するブレード塗工と異なり、カーテン塗工では原紙の凹凸が塗工後もそのまま反映されるためである。平滑性が劣る場合、グラビア印刷時においてスペックルと言われる網点抜けが発生し、美的印刷品質を著しく損なう。原紙の平滑性を高くするためには、原紙を高い線圧でカレンダー処理する必要があるが、線圧を高くすると原紙の厚みが低下し、曲げこわさや圧縮強さなど、塗工白板紙に必要とされる品質が低下する。
カーテン塗工方式で塗工した場合に高い平滑性を得る方法として、特許文献5には、表面塗工層に使用する塗工液中にプラスチックピグメントを全固形分に対し25~90重量%含有させる方法が開示されている。具体的には、ロールコータを用いて設けた下塗り層の上に前記塗工液を用いてカーテン塗工して上塗り層を設ける方法が開示されている。
カーテン塗工方式で塗工した場合に高い平滑性を得る別の方法として、特許文献6には、塗工液中にプラスチックピグメントを顔料の総量100重量部に対して3重量部以上含有する方法が開示されている。具体的には、プラスチックピグメントを含まない塗工液を用いてカーテン塗工して下塗り層を設けた後、プラスチックピグメントを含む塗工液を用いてカーテン塗工して上塗り層を設ける方法が開示されている。
一般にカーテン塗工は、塗工時に塗工液の掻き落としがない前計量式の塗工方式であるため、原紙に多少の凹凸が存在しても均一な塗工層を塗設することができ、白色ムラを生じにくいと考えられる。また、カーテン塗工は、ブレードによる掻き落としがなく、カーテン膜として形成された塗工層が原紙に載せられるため塗工層の空隙が多く、光散乱性や白色度の点で好ましいとされる。
しかしながら、塗工層を設ける側の板紙原紙の白色度が低い場合には、カーテン塗工によっても塗工白板紙の白色度を上げるには限界があり、さらには白色ムラも顕著になるという問題があった。
これに加えて、カーテン塗工は前述のとおり輪郭塗工のため原紙の平滑性が製品の平滑性に影響する傾向があった。この点に関し、発明者らは特許文献5および6に記載の技術について予備的な検討を行なった。その結果、特許文献5に記載の方法で得られた塗工紙は、オフセット印刷時に必要な表面強度が低下し、結果として紙ムケが発生すること、十分な表面平滑性を有さないことを見出した。強度が低下する理由は、プラスチックピグメントを含有する塗工液は、塗工液の固形分濃度が非常に低いので、カーテン塗工時に塗工液中の接着剤成分が原紙中に過剰に浸透しやすくなるためと推察した。また、十分な表面平滑性が得られない理由は、プラスチックピグメントも原紙側へ移動しやすくなるため、最外層における量が低下するためと推察した。さらに発明者らは、引用文献6に記載の方法は高価なプラスチックピグメントを用い、かつ多くのバインダーを必要とすることから製造コストが高く、効率的でないことを見出した。
このような状況に鑑み、本発明は、白色度の低い原紙を用いても、製品の白色度が高く、白色ムラがない、印刷光沢度が良好な塗工白板紙を、カーテン塗工により製造する方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、性質の異なる複数の塗工層を1つのカーテン膜で同時塗工することにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、前記課題は以下の本発明により解決される。
(1)複数の層を有するカーテン膜に原紙を通して、最外塗工層である上塗り層を含む複数の層からなるカーテン塗工層を、原紙上に形成する工程を含む塗工白板紙の製造方法であって、
前記上塗り層の白色度が85%以上であり、かつ当該上塗り層に隣接する下塗り層の比散乱係数が80m2/kg以上である、前記方法。
(2)前記方法により製造された塗工白板紙。
(1)複数の層を有するカーテン膜に原紙を通して、最外塗工層である上塗り層を含む複数の層からなるカーテン塗工層を、原紙上に形成する工程を含む塗工白板紙の製造方法であって、
前記上塗り層の白色度が85%以上であり、かつ当該上塗り層に隣接する下塗り層の比散乱係数が80m2/kg以上である、前記方法。
(2)前記方法により製造された塗工白板紙。
本発明によれば、原紙の白色度が低くても製品の白色度が高く、白色ムラがない嵩高な塗工白板紙を、カーテン塗工により製造することができる。
本発明は、特定の白色度を達成できる上塗り塗工液と、特定の比散乱係数を達成できる下塗り塗工液の2つの塗工液を同時にカーテン塗工することを特徴とする。これにより原紙の白色度が低くても、白色度が高くかつ白色ムラを低下させた塗工白板紙を製造できる。この理由は限定されないが、次のように推察される。
そもそも塗工によって表面の白色度を高くするには、塗工層の白色度が塗工前の表面よりも高く、かつ塗工層が光散乱性を持つ必要がある。一般に、塗工層の白色度が塗工前の表面の白色度に対して高いほど、塗工後の白色度は高くなる。しかしながら、塗工層の白色度が塗工前の表面の白色度に対して十分に高い場合であっても、光散乱性が高くなければ、塗工前の表面を十分に隠蔽できず、白色度を高くする効果は低い。ここで、塗工層の白色度と光散乱性のどちらが塗工後の白色度の向上に対してより有効かについては、塗工前の表面の白色度によって異なると考えられる。具体的には、塗工前の表面の白色度が低い場合には、表面を隠蔽する必要性が高いために、光散乱性が高いことが有効であり、一方、塗工前の表面の白色度が高い場合には、表面を隠蔽する必要性が低いために、白色度が高いことが有効であると考えられる。これを前提として本発明について推察すると次のとおりとなる。下塗り層は、白色度が低くかつチリの多い原紙の上に設けられるため、これらを隠蔽して白色度を効果的に高くするには、白色度が高いことよりも光散乱性が高いことの方が有効と考えられる。このとき、下塗り層の白色度は通常の処方においては原紙の白色度よりも十分に高いため、必要とされる条件は十分に満たしていると考えられる。一方、上塗り層は、下塗り層によってある程度隠蔽された、白色度が比較的高い表面に設けられると考えることができる。したがって、上塗り塗工層の白色度は、そのような表面に比べてさらにもう一段階高い必要があるが表面を隠蔽する必要性は相対的に低いと考えられる。以上、本発明においてはこのような機序により、原紙の白色度が低くても、白色度が高くかつ白色ムラを低下させた塗工白板紙を製造できると考えられる。
塗工白板紙とは、原紙の片面、もしくは両面に顔料塗工層を設けた板紙であり、古紙パルプが少なくとも配合される。本発明において塗工白板紙の坪量は200g/m2以上が好ましい。以下、本発明を詳細に説明する。
1.原紙
本発明で使用される原紙は、古紙パルプが少なくとも配合されていれば、それ以外のパルプ配合は特に制限されない。例えば、晒化学パルプ、未晒化学パルプなどを配合した原紙を使用できる。古紙パルプは、脱墨処理されていてもいなくてもよい。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。古紙パルプの配合量は、全パルプ中50重量%以上、好ましくは80重量%以上とできる。
本発明で使用される原紙は、古紙パルプが少なくとも配合されていれば、それ以外のパルプ配合は特に制限されない。例えば、晒化学パルプ、未晒化学パルプなどを配合した原紙を使用できる。古紙パルプは、脱墨処理されていてもいなくてもよい。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。古紙パルプの配合量は、全パルプ中50重量%以上、好ましくは80重量%以上とできる。
原紙は、上記各種パルプを混合したものでもよいし、同一のパルプからなるものでもよいし、あるいは異なるパルプを1層以上重ねたものでもよい。例えば、中層に白色度の低いパルプを用いて、表層、裏層にそれより白色度の高いパルプを用いた原紙であってもよいし、すべての層のパルプを同じものとして複数層重ねて得た原紙であってもよい。本発明の原紙は、2層以上のパルプ層(紙層)を多層抄きしたものが好ましい。
本発明で使用する原紙の白色度は限定されないが、白色度が低い原紙を用いるほど、本発明の効果は高くなる。本発明で使用できる原紙の白色度は、通常は45~72%であり、50~52%がより好ましく、55~67%がさらに好ましい。もちろん前記範囲より低い白色度の原紙を用いても本発明の効果は奏される。前記白色度は、塗工層が設けられる側の原紙表面の白色度であり、原紙の表面から測定した値である。原紙が2層以上の紙層からなる多層抄きの場合は、最表層以外の各層のパルプの白色度は、特に限定されない。
本発明によれば、最表層に、中層や裏層に使用するのと同様の低白色度のパルプを使用しても白色ムラがなく、白色度の高い塗工白板紙を得ることができる。また、本発明では、最表層のみに白色度の高いパルプを用い、中層や裏層のパルプに低白色度のパルプを用いた原紙を使用しても、白色ムラを低減した塗工白板紙を製造できる。例えば、原紙の最表層とその直下層のパルプの白色度差は10ポイント以内であってもよいが、白色度差が10ポイント超であってもよい。ここでのポイントとは、白色度の差を示しており、例えば、表層のISO白色度が80%で、その直下層のISO白色度が68%の場合、直下層のISO白色度は12ポイント低いということになる。
また、原紙のISO白色度が72%より高い場合であっても、白色ムラを低減した塗工白板紙を製造できる。パルプの白色度は、透けないくらいの厚さにパルプをシート状にして測定して求められる。本発明において白色度とは、特に断りがない限りISO白色度をいう。
このように、本発明によれば、比較的低白色度の原紙を用いても、白色度や白色ムラに優れた白板紙を製造することが可能である。古紙パルプを多く含む、または脱墨されていないパルプを含有する白色度の低い原紙を用いることはコスト面でも有利であり、環境負荷も低減できる。
本発明においては、原紙の平滑性が低くても所望の効果が奏されるため、平滑性の低い原紙を用いてもよいが、カーテン塗工時のパドリングと呼ばれる塗料溜まりが発生しない範囲で、平滑性の高い原紙を使用することが好ましい。当該平滑度は、クランプ圧980kPaの条件におけるPPSラフネスにおいて5.0~8.0μmであることが好ましい。原紙の平滑性を高めるために、カーテン塗工前にプレカレンダー等の処理を行なってもよい。さらに、原紙の平滑性を改善する手段として、カーテン塗工前に、澱粉を主成分としたクリア塗料または顔料を含んだ塗料を原紙に塗工することができる。このプレ塗工された原紙は、乾燥工程を経ないまま、すなわち原紙上の塗料が濡れた状態で、カーテン塗工に供してもよい。このように、カーテン塗工に供される前のプレ塗工後の原紙の状態は制限されない。
2.塗工液の調製
本発明においては、2種類以上の塗工液から1つのカーテン膜を形成させ、該カーテン膜に原紙を通して原紙上に2層以上のカーテン塗工層を形成する。当該カーテン塗工層は、塗工白板紙の最外層である最外塗工層を含む。当該最外塗工層を上塗り塗工層、当該上塗り塗工層を形成する塗工液を上塗り塗工液ともいう。また、上記最外層に隣接し、より原紙に近い層を下塗り塗工層、当該下塗り塗工層を形成する塗工液を下塗り塗工液ともいう。
本発明においては、2種類以上の塗工液から1つのカーテン膜を形成させ、該カーテン膜に原紙を通して原紙上に2層以上のカーテン塗工層を形成する。当該カーテン塗工層は、塗工白板紙の最外層である最外塗工層を含む。当該最外塗工層を上塗り塗工層、当該上塗り塗工層を形成する塗工液を上塗り塗工液ともいう。また、上記最外層に隣接し、より原紙に近い層を下塗り塗工層、当該下塗り塗工層を形成する塗工液を下塗り塗工液ともいう。
本発明では、水と必要な成分とを混合して塗工液を調整する。塗工液の調製においては、ミキサー等の通常の混合手段を用いてよい。各成分等について以下に説明する。
(1)下塗り塗工液
1)下塗り塗工層の光散乱性
下塗り塗工層は、原紙をより効果的に隠蔽するために、光散乱性が高いことが好ましい。塗工層の光散乱性は、単位塗工量あたりの散乱性、すなわち比散乱係数を指標とすることができる。比散乱係数が高いほど、塗工層の隠蔽性が高い。
1)下塗り塗工層の光散乱性
下塗り塗工層は、原紙をより効果的に隠蔽するために、光散乱性が高いことが好ましい。塗工層の光散乱性は、単位塗工量あたりの散乱性、すなわち比散乱係数を指標とすることができる。比散乱係数が高いほど、塗工層の隠蔽性が高い。
塗工層の比散乱係数は以下のように測定できる。
i)透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ100μm、不透明度5%以下)上に、塗工液をメイヤーバーにより乾燥後の塗工層の重量が20g/m2前後になるように塗布し、塗工層の重量W[g/m2]を天秤により正確に測定する。乾燥は、100℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで行う。
ii)次に、この塗工したフィルムに黒色板を裏あてし、反射率計を用いて塗工層の反射率を測定し、反射率R0を得る。
iii)塗工液をオーブンを用いて100℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで乾燥し、透けない程度の十分な厚み(1mm以上)を有するペレットを得て、その反射率R∞を前述のとおり測定する。
iv)これらの値を用いて、TAPPI T425(ISO 9426)に規定される次式により、比散乱係数sを算出する。
i)透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ100μm、不透明度5%以下)上に、塗工液をメイヤーバーにより乾燥後の塗工層の重量が20g/m2前後になるように塗布し、塗工層の重量W[g/m2]を天秤により正確に測定する。乾燥は、100℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで行う。
ii)次に、この塗工したフィルムに黒色板を裏あてし、反射率計を用いて塗工層の反射率を測定し、反射率R0を得る。
iii)塗工液をオーブンを用いて100℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで乾燥し、透けない程度の十分な厚み(1mm以上)を有するペレットを得て、その反射率R∞を前述のとおり測定する。
iv)これらの値を用いて、TAPPI T425(ISO 9426)に規定される次式により、比散乱係数sを算出する。
下塗り塗工層の比散乱係数は80m2/kg以上であり、90m2/kg以上が好ましく、120m2/kg以上がより好ましい。比散乱係数が80m2/kgより低いと十分な隠蔽性を得られない。また、通常の白板紙の塗工層に用いられる成分を含有している場合、比散乱係数の上限は250m2/kg程度であると考えられる。
下塗り塗工層の白色度は、白色度の低い原紙を隠蔽し塗工後の白色度を高くするために、塗工する面の原紙の白色度よりも高いことが好ましい。下塗り塗工層の白色度の好ましい範囲は75~95%であり、より好ましくは80~95%である。
下塗り塗工層を原紙上に塗工した後に、塗工層側から測定した白色度は、上塗り塗工層の白色度よりも低い方が好ましい。具体的には、当該白色度は85%未満であることが好ましい。
2)下塗り塗工液の各成分
上記の性質を有する下塗り塗工層を得るために、下塗り塗工液は、特定の顔料と接着剤(バインダー)を含むことが好ましい。顔料としては、隠蔽性の高い顔料が好ましい。下塗り塗工液を上記の比散乱係数の範囲とするためには、粒子径の分布が狭く光散乱性の高い軽質炭酸カルシウムを主として用いることが好ましい。含有率は特に制限されないが、顔料100重量部中、軽質炭酸カルシウムの含有量が50重量部以上、好ましくは70重量部以上であると隠蔽効果が顕著となる。軽質炭酸カルシウムの形状としては、立方体状、紡錘状、針状などがあり、いずれを使用してもよいが、紡錘状あるいは針状のものを使用した場合に特に隠蔽効果が高くなる。軽質炭酸カルシウムの粒子径としては、平均粒子径(D50)で0.2~0.8μmが好ましく、0.2~0.5μmがさらに好ましい。軽質炭酸カルシウムの代わりとして、粒度分布が狭くなるように制御したエンジニアード重質炭酸カルシウムやエンジニアードカオリンを含有させてもよいが、隠蔽性は軽質炭酸カルシウムよりも劣る。
上記の性質を有する下塗り塗工層を得るために、下塗り塗工液は、特定の顔料と接着剤(バインダー)を含むことが好ましい。顔料としては、隠蔽性の高い顔料が好ましい。下塗り塗工液を上記の比散乱係数の範囲とするためには、粒子径の分布が狭く光散乱性の高い軽質炭酸カルシウムを主として用いることが好ましい。含有率は特に制限されないが、顔料100重量部中、軽質炭酸カルシウムの含有量が50重量部以上、好ましくは70重量部以上であると隠蔽効果が顕著となる。軽質炭酸カルシウムの形状としては、立方体状、紡錘状、針状などがあり、いずれを使用してもよいが、紡錘状あるいは針状のものを使用した場合に特に隠蔽効果が高くなる。軽質炭酸カルシウムの粒子径としては、平均粒子径(D50)で0.2~0.8μmが好ましく、0.2~0.5μmがさらに好ましい。軽質炭酸カルシウムの代わりとして、粒度分布が狭くなるように制御したエンジニアード重質炭酸カルシウムやエンジニアードカオリンを含有させてもよいが、隠蔽性は軽質炭酸カルシウムよりも劣る。
また、顔料として粒子内に空隙を含むことにより高い光散乱性を有する焼成カオリンを一定量用いることが好ましい。焼成カオリンの粒子径としては、平均粒子径(D50)で1.0~3.0μmが好ましく、1.5~2.5μmがさらに好ましい。焼成カオリンの含有率は、顔料100重量部中、5~20重量部が好ましい。当該量が5重量部より少ないと隠蔽効果が不十分となることがある。また、当該量が20重量部よりも多い場合は次の理由から、塗工液の固形分濃度を低下させる傾向にある。焼成カオリンは、他のカオリンと同様、塗工液に含有させる前に水中に分散させスラリーとする必要があるが、焼成カオリンの場合は粒子内に空隙を含む特徴のために、スラリーの固形分濃度を高くすることができない。したがって、そのようなスラリーを塗工液中に多く含有させると、塗工液の固形分濃度が低下する。焼成カオリンの代わりとして、屈折率が高いことにより高い光散乱性を有する二酸化チタンを使用してもよいが焼成カオリンに比べ接着剤の量を多く必要とするために表面強度が劣りやすい。また、二酸化チタンよりも、焼成カオリンの方が塗工白板紙の平滑性が向上するという利点もある。
また、上記の顔料に加えて、平均アスペクト比が30~60の顔料、例えばデラミネーテッドカオリンを下塗り塗工層に併用することもできる。平均アスペクト比が30~60の顔料は、白色ムラ、保水性をさらに向上させる。これは、顔料の隙間を扁平な顔料が埋めることにより脱水が抑制され保水性が良好になることによると推測される。平均アスペクト比が30~60の顔料の量は特に制限されないが、全顔料中40重量%以下とすることが好ましい。
接着剤は特に制限されないが、例えば、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤;カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉、デキストリン等の澱粉類;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、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等が挙げられる。本発明においては、塗料の増粘が低い、合成系接着剤が好適である。また、低重合度(重合度500程度)ポリビニルアルコールは粘度を大幅に上昇させることなく接着効果も高めることができるので併用することが好ましい。
3)下塗り塗工液の特性
下塗り塗工液の固形分濃度は、好ましくは40~75重量%であり、より好ましくは50~70重量%であり、さらに好ましくは60~70重量%である。下塗り塗工液の固形分濃度が40重量%未満であると、塗工乾燥時における塗工層の体積変化が大きくなり、結果として塗工後の表面平滑性が低下することがある。また前記濃度が75重量%より多いと、塗工液の流動性が悪化し、均一なカーテン膜を形成することが難しくなることがある。
下塗り塗工液の固形分濃度は、好ましくは40~75重量%であり、より好ましくは50~70重量%であり、さらに好ましくは60~70重量%である。下塗り塗工液の固形分濃度が40重量%未満であると、塗工乾燥時における塗工層の体積変化が大きくなり、結果として塗工後の表面平滑性が低下することがある。また前記濃度が75重量%より多いと、塗工液の流動性が悪化し、均一なカーテン膜を形成することが難しくなることがある。
下塗り塗工液のB型粘度は、均一で安定したカーテン膜を形成するために、また塗工液を配送するのに適切となるよう、30℃において100~2000mPa・sの範囲であることが好ましい。前記粘度が100mPa・s以下であると、塗料中の水分が原紙に過剰に染みこみ原紙が膨潤するため塗工後の表面平滑性が低下することがあり、さらには乾燥に必要なエネルギーも増加しがちである。また、前記粘度が2000mPa・sより大きいと、塗料の流動性が劣り、安定なカーテン膜を形成しにくくなる。
また、下塗り塗工液の塗工液の表面張力は、少ない流量においても均一で安定したカーテン膜を作成するために、40mN/m以下が好ましく、35mN/m以下がより好ましく、30mN/m以下であることがさらに好ましい。鏡面張力は、後述するとおり界面活性剤を添加することで調整できる。
(2)上塗り塗工液
1)上塗り塗工層の白色度
本発明の上塗り塗工層の白色度は85%以上であり、90%以上であることが好ましい。下塗り層によって隠蔽され白色度が向上した表面の上に、当該上塗り層を設けることで、塗工白板紙の白色度をより一層高めることができる。上塗り塗工層の白色度は、後述する方法で求められる。
1)上塗り塗工層の白色度
本発明の上塗り塗工層の白色度は85%以上であり、90%以上であることが好ましい。下塗り層によって隠蔽され白色度が向上した表面の上に、当該上塗り層を設けることで、塗工白板紙の白色度をより一層高めることができる。上塗り塗工層の白色度は、後述する方法で求められる。
上塗り塗工層の隠蔽性は、本発明の白板紙の品質には影響しないため、下塗り塗工層ほど高い必要はなく特に限定されないが、通常の範囲において、70m2/kg以上であることが好ましい。
2)上塗り塗工液の成分
上塗り塗工液は顔料と接着剤を含む。顔料としては白色度の高いものが好ましく、例えば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、高白色カオリン、二酸化チタン、プラスチックピグメント等が挙げられる。これらの顔料は単独で使用できるが、必要に応じて二種以上を混合して使用してもよい。中でも、比較的安価である重質炭酸カルシウムあるいは軽質炭酸カルシウムを主成分とすることが好ましい。重質炭酸カルシウムの平均粒径(D50)は0.3~2.0μmが好ましく、0.5~1.0μmがさらに好ましい。重質炭酸カルシウムを用いた場合、比散乱係数は高くないが白色度が高くなる。さらに重質炭酸カルシウムは安価であるため、上塗り層に使用する顔料として好適である。軽質炭酸カルシウムについては既に述べたとおりである。
上塗り塗工液は顔料と接着剤を含む。顔料としては白色度の高いものが好ましく、例えば重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、高白色カオリン、二酸化チタン、プラスチックピグメント等が挙げられる。これらの顔料は単独で使用できるが、必要に応じて二種以上を混合して使用してもよい。中でも、比較的安価である重質炭酸カルシウムあるいは軽質炭酸カルシウムを主成分とすることが好ましい。重質炭酸カルシウムの平均粒径(D50)は0.3~2.0μmが好ましく、0.5~1.0μmがさらに好ましい。重質炭酸カルシウムを用いた場合、比散乱係数は高くないが白色度が高くなる。さらに重質炭酸カルシウムは安価であるため、上塗り層に使用する顔料として好適である。軽質炭酸カルシウムについては既に述べたとおりである。
また、二酸化チタンは通常塗工液に用いられる顔料の中では最も高い白色度を有するので一定量含有させることが好ましい。二酸化チタンの含有量は、顔料100重量部中、5~20重量部が好ましい。当該量が5重量部より少ないと塗工層の白色度の向上効果が十分でなく、20重量部より多いと接着剤の必要量が多くなるために、表面強度が低下することがある。
接着剤は特に制限されず、塗工紙用に従来から用いられている接着剤を使用できる。接着剤の例には、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤;カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉、デキストリン等の澱粉類;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、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤が含まれる。接着剤は、1種類以上を適宜選択して使用できる。好ましい態様において、これらの接着剤は顔料100重量部当たり5~50重量部、より好ましくは8~30重量部程度の範囲で使用される。塗料の粘度を大幅に上昇させることがないことから、合成系接着剤が好ましい。
さらにまた、上塗り塗工液が顔料としてプラスチックピグメントを含むと、得られる製品の平滑性が向上するので好ましい。プラスチックピグメントの含有量は、顔料100重量部中2~20重量%が好ましい。当該量が2重量%未満であると、平滑性および白紙光沢度が十分に向上しないことがある。また当該量が20重量%より多いと、塗工液の固形分濃度が低くなることにより、バインダーマイグレーションが発生し、表面強度が低下し、オフセット印刷時において紙ムケが発生する場合がある。当該量のさらに好ましい範囲は3~10%重量部である。
プラスチックピグメントの平均粒子径は、0.2~2.0μmであることが好ましい。平均粒径が0.2μm未満であると平滑性が十分に向上しにくく、2.0μmよりも大きいと表面層中のプラスチックピグメントの脱落が起こりやすい。平均粒子径のさらに好ましい範囲は0.3~1.2μmである。プラスチックピグメントの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて個々の粒子の最大粒子径を測定し、200個の粒子の平均値を計算することにより求められる。
プラスチックピグメントの粒子の形状としては、密実型、お椀型、中空型などがあり、いずれも使用することができるが、中でも中空型が平滑性の向上に対して最も優れるため好ましい。プラスチックピグメント以外の顔料としては、前述のものを使用できる。
上塗り塗工液が顔料としてプラスチックピグメントを含む場合は、次に説明する下塗り塗工液と組合せると、本発明の効果がより一層奏されるので好ましい。すなわちこの場合、顕著な効果を得るために、下塗り塗工液にはプラスチックピグメント以外の顔料を使用することが好ましい。そして白板紙の白色度や白色ムラの観点から、平均粒子径が小さく、粒度分布がシャープな顔料を使用して、空隙の多い下塗り層を形成させることが好ましい。例えば、当該顔料の平均粒子径(D50)は0.2~0.8μmが好ましく、0.2~0.4μmがより好ましい。また、沈降方式による粒度分布曲線の75累積質量%における粒子径(D75)と25累積質量%における粒子径(D25)の比(D75/D25)が1.5以上3.5未満である軽質炭酸カルシウムを使用することが好ましい。その使用量は特に制限されないが、10重量%以上が好ましく、20重量%以上がさらに好ましく、20重量%~50重量%使用するとその効果が顕著となる。50重量%を超えて含有すると、印刷用塗工紙の表面強度が弱くなる傾向があるが、接着剤の量を増加することにより、解消することができる。
本発明の上塗りおよび下塗り塗工液は界面活性剤を用いて、塗工液の動的表面張力を調整できる。界面活性剤には、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤が存在するが、本発明においてはアニオン性界面活性剤が好ましい。カチオン性界面活性剤は塗工液中の顔料を凝集させやすくなる。また、ノニオン性界面活性剤は塗工液に十分な濡れ性を与えにくい。アニオン性界面活性剤の例には、スルホン酸系界面活性剤、硫酸エステル系界面活性剤およびカルボン酸系界面活性剤が含まれる。これらの中でも、塗工液の濡れ性をより良好とできるため、スルホン酸系界面活性剤が好ましく、特にアルキルスルホコハク酸が好ましい。好ましい態様において、これらの界面活性剤は顔料100重量部当たり0.1~2重量部、より好ましくは0.2~1重量部程度の範囲で使用される。
本発明の上塗り、下塗り塗工液には、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤を適宜使用できる。
3)上塗り塗工液の特性
上塗り塗工液の固形分濃度は、好ましくは40~75重量%であり、より好ましくは50~70重量%であり、さらに好ましくは60~70重量%である。上塗り塗工液の固形分濃度が、40重量%未満であると、塗工乾燥時における塗工層の体積変化が大きくなり、結果として塗工後の表面平滑性が劣ることがある。また前記濃度が75重量%より多いと、塗工液の流動性が悪化し、均一なカーテン膜を形成することが難しくなることがある。
上塗り塗工液の固形分濃度は、好ましくは40~75重量%であり、より好ましくは50~70重量%であり、さらに好ましくは60~70重量%である。上塗り塗工液の固形分濃度が、40重量%未満であると、塗工乾燥時における塗工層の体積変化が大きくなり、結果として塗工後の表面平滑性が劣ることがある。また前記濃度が75重量%より多いと、塗工液の流動性が悪化し、均一なカーテン膜を形成することが難しくなることがある。
上塗り塗工液のB型粘度は、均一で安定したカーテン膜を形成するために、また塗工液を配送するのに適切となるよう、30℃において、100~2500mPa・sの範囲であることが好ましく、100~2000mPa・sの範囲であることがより好ましい。当該粘度が100mPa・s以下であると、塗料中の水分が原紙に過剰に染みこみ、原紙が膨潤するため、塗工後の表面平滑性が低下することがある。また乾燥に必要なエネルギーも上昇する。また、2500mPa・sより大きいと、塗料の流動性が劣り、安定なカーテン膜を形成できないことがある。
塗工液の表面張力は、少ない流量においても均一で安定したカーテン膜を作成するために、40mN/m以下が好ましく、35mN/m以下がより好ましく、30mN/m以下であることがさらに好ましい。
(3)カーテン塗工
カーテン塗工とは、塗工液をカーテン状に流下させて膜を形成し、その膜に原紙を通すことにより原紙上に塗工層を設ける塗工方式である。カーテン塗工は、原紙に沿って塗工層が形成される輪郭塗工であり、また、いわゆる前計量方式であるため塗工量の制御が容易であるという特徴を有する。
カーテン塗工とは、塗工液をカーテン状に流下させて膜を形成し、その膜に原紙を通すことにより原紙上に塗工層を設ける塗工方式である。カーテン塗工は、原紙に沿って塗工層が形成される輪郭塗工であり、また、いわゆる前計量方式であるため塗工量の制御が容易であるという特徴を有する。
本発明では、複数の塗工液から、複数の層を含む1のカーテン塗工膜を形成し、当該カーテン膜に原紙またはプレ塗工された原紙を通してカーテン塗工層を形成する。複数の塗工液から複数のカーテン膜を形成してカーテン塗工すると、走行する紙にカーテン膜が接触する際にカーテン膜にある程度の乱れが生じることが不可避であるが、複数の塗工液から1つのカーテン膜を形成させて複数の塗工層を同時にカーテン塗工すると、塗工層間の層構造を維持することができる。
本発明においては、上記したようにカーテン塗工により設けた塗工層に加えて、カーテン塗工装置以外の塗工装置を使用して追加の塗工層を設けることも可能である。例えば、ブレード塗工を行なった後にカーテン塗工を行ってもよい。ただし、本発明のカーテン塗工によって形成された上塗り塗工層が最外塗工層となるようにする必要がある。また、下層塗工部を乾燥せずに上層塗工を行なうウェットオンウェット塗工を行なってもよい。
本発明においてカーテン塗工層の塗工量は、各層の合計で、片面あたり乾燥重量で11~35g/m2が好ましく、15~30g/m2がより好ましく、20~25g/m2がさらに好ましい。塗工量が15g/m2未満では、塗工層が薄くなり、白板紙の白色度、白色ムラを十分に改善しにくい場合がある。一方、一つの層の塗工量が30g/m2を越えると、塗工時の乾燥性が悪くなるなど操業性が低下したり、バインダーマイグレーションによる印刷ムラの原因になったりする場合がある。片面あたり20~25g/m2以下の塗工量とすることが最も好適である。
本発明においては、下塗り塗工層の塗工量と上塗り塗工層の塗工量は、特に制限されないが、上塗り塗工液にプラスチックピグメントを使用する場合を除き、隠蔽性と白色度を両立させるということから、乾燥重量で片面あたり、下塗塗工層が10~30g/m2、上塗り塗工層が1~5g/m2の範囲であることが好ましい。
上塗り塗工液にプラスチックピグメントを使用する場合、上塗り層の塗工量を、カーテン塗工層における他の層の合計の塗工量よりも少なくすることが好ましい。例えば、カーテン塗工層が、上塗り塗工層、下塗り塗工層、およびこれよりも原紙側に存在する第二下塗り層からなる場合、上塗り層の塗工量を下塗り層と第二下塗り層の合計塗工量よりも少なくする。このことにより、平滑性に対して大きく影響する塗工層の表層部分にプラスチックピグメントを効果的に集中して配置できる。また、下塗り層の塗工量を多くすることにより、原紙を効果的に隠蔽し、白色度が低く表面にチリが目立つ原紙を用いて場合でも、白色度が高く、白色ムラが良好な塗工板紙を得ることができる。
この場合、上塗り層の塗工量は、片面あたり乾燥重量で1~5g/m2が好ましい。上塗り層と他の層の合計塗工量(カーテン塗工層全体の塗工量)は15~30g/m2が好ましい。合計塗工量が15g/m2未満では、塗工層が薄くなり、白板紙の白色度、白色ムラの改善が十分にできない場合がある。一方、合計塗工量が30g/m2を越えると、塗工時の乾燥性が悪くなる等、操業性が低下したり、バインダーマイグレーションによる印刷ムラの原因になったりするので好ましくない。合計塗工量のより好ましい範囲としては、片面あたり20~25g/m2である。特に、原紙の白色度が低い場合は、合計塗工量を片面当たり20g/m2以上とすることにより、製品の白色度を十分な値にすることができる。
カーテン塗工層が、下塗り塗工層および上塗り塗工層以外の層を含む場合、当該層の塗工量は、適宜調整してよい。また、当該層を形成する塗工液も限定されないが、下塗り塗工液と近い特性を有すると、本発明の効果がより顕著となるので好ましい。
またカーテン塗工層を3層以上とする場合、上塗り塗工層と下塗り塗工層以外の層(便宜上「他塗工層」という)は、白色度、比散乱係数とも、上塗り塗工層および下塗り塗工層の中間とすることができる。例えば、他塗工層の白色度を、原紙の白色度より高くかつ上塗り塗工層の白色度より低くできる。また、他塗工層の比散乱係数を、下塗り塗工層の比散乱係数と同等以上とすることができる。
本発明においては、カーテン塗工に用いられる公知の装置を使用することができる。カーテン塗工装置の形状として公知であるものは、ダイから塗工液を下向きに吐出することにより直接カーテン膜を形成するスロット型カーテン塗工装置と、ダイから塗工液を上向きに吐出し、ダイ上の斜面で塗工液の膜を形成しつつ流動していき、その後ダイを離れて自由落下することによりカーテン膜を形成するスライド型カーテン塗工装置がある。本発明においてはいずれの装置を使用してもよい。
本発明の塗工速度は、特に制限されないが、一般的には100~800m/分程度である。塗工速度が過度に高速になると、クレーターが生じる傾向にある。
(4)表面平滑化処理
本発明の塗工白板紙は、原紙上に塗工層を設けた後、通常の乾燥工程を経て製造されるが、必要に応じて表面処理工程等で平滑化処理してもよい。好ましい態様において、製造後の塗工白板紙の水分が3~10重量%、より好ましくは4~8重量%程度となるように調整して仕上げられる。平滑化処理には、通常のスーパーキャレンダ、グロスキャレンダ、ソフトキャレンダ、熱キャレンダ、シューキャレンダ等の平滑化処理装置を用いることができる。
本発明の塗工白板紙は、原紙上に塗工層を設けた後、通常の乾燥工程を経て製造されるが、必要に応じて表面処理工程等で平滑化処理してもよい。好ましい態様において、製造後の塗工白板紙の水分が3~10重量%、より好ましくは4~8重量%程度となるように調整して仕上げられる。平滑化処理には、通常のスーパーキャレンダ、グロスキャレンダ、ソフトキャレンダ、熱キャレンダ、シューキャレンダ等の平滑化処理装置を用いることができる。
平滑化処理装置は、オンマシンやオフマシンで適宜用いられ、加圧装置の形態、加圧ニップの数、加温等も適宜調整される。
(5)塗工白板紙
本発明で製造される塗工白板紙の紙中灰分は、10重量%以上であることが好まく、15重量%以上であることがより好ましい。灰分が10重量%より少ないと不透明度が十分に向上しないことがあるためである。本発明で製造される塗工白板紙の白色度は、75%以上が好ましく、77.5%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。
本発明で製造される塗工白板紙の紙中灰分は、10重量%以上であることが好まく、15重量%以上であることがより好ましい。灰分が10重量%より少ないと不透明度が十分に向上しないことがあるためである。本発明で製造される塗工白板紙の白色度は、75%以上が好ましく、77.5%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されない。特に断らない限り、本明細書において部および%はそれぞれ重量部および重量%を示し、数値範囲はその端点を含む。
<評価方法>
(1)白色度:JIS P8148「紙,板紙及びパルプ-ISO白色度(拡散青色光反射率)の測定方法」に準拠して測定した。塗工層の白色度については、塗工液をオーブンにより105℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで乾燥し、透けない程度の十分な厚み(1mm以上)を持ったペレット状にして測定した。
(2)白色ムラ:以下の基準:
◎:ムラが全く目立たない
○:軽度のムラが認められる
△:ムラが認められ、実用上問題となる可能性がある
×:顕著なムラが認められ、実用に適さない
を用いて、目視により評価した。
(3)塗工層の比散乱係数:前述したとおり、TAPPI T425(ISO 9426)に規定される式に基づいて算出した。
(1)白色度:JIS P8148「紙,板紙及びパルプ-ISO白色度(拡散青色光反射率)の測定方法」に準拠して測定した。塗工層の白色度については、塗工液をオーブンにより105℃で30分以上、水分減少量の変動がなくなるまで乾燥し、透けない程度の十分な厚み(1mm以上)を持ったペレット状にして測定した。
(2)白色ムラ:以下の基準:
◎:ムラが全く目立たない
○:軽度のムラが認められる
△:ムラが認められ、実用上問題となる可能性がある
×:顕著なムラが認められ、実用に適さない
を用いて、目視により評価した。
(3)塗工層の比散乱係数:前述したとおり、TAPPI T425(ISO 9426)に規定される式に基づいて算出した。
(4)平滑度:JIS P8151「紙及び板紙-表面粗さ及び平滑度試験方法(エア・リーク法)-プリント・サーフ試験機法」に準拠して測定した。クランプ圧は980kPaとした。
(5)表面強度:JIS P8129「紙及び板紙-紙むけ試験方法-電気式IGT試験機による加速印刷法」に準拠して、紙むけが発生した速度を測定した。印刷試験機はIGT社製多目的印刷試験機AIC2-5、インキはIGT社製中粘度ピックテストオイルを用いた。印刷最高速度は7m/秒であった。
(5)表面強度:JIS P8129「紙及び板紙-紙むけ試験方法-電気式IGT試験機による加速印刷法」に準拠して、紙むけが発生した速度を測定した。印刷試験機はIGT社製多目的印刷試験機AIC2-5、インキはIGT社製中粘度ピックテストオイルを用いた。印刷最高速度は7m/秒であった。
[実施例A1]
<原紙>
脱墨古紙100%の割合で配合したパルプを使用して白色度70%、米坪40g/m2の表層、脱墨しない雑誌古紙100%で配合したパルプを使用して白色度55%、米坪220g/m2の中層、中層と同様のパルプを使用して白色度45%、米坪40g/m2の裏層をそれぞれ抄造し抄き合わせ、プレス、乾燥処理を行い、米坪300g/m2の塗工白板紙原紙を得た。原紙の白色度は65%であった。抄紙速度は300m/分であった。
<原紙>
脱墨古紙100%の割合で配合したパルプを使用して白色度70%、米坪40g/m2の表層、脱墨しない雑誌古紙100%で配合したパルプを使用して白色度55%、米坪220g/m2の中層、中層と同様のパルプを使用して白色度45%、米坪40g/m2の裏層をそれぞれ抄造し抄き合わせ、プレス、乾燥処理を行い、米坪300g/m2の塗工白板紙原紙を得た。原紙の白色度は65%であった。抄紙速度は300m/分であった。
<下塗り塗工液>
紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部、焼成カオリン(Imerys社製、Alphatex)10重量部からなる顔料スラリーを調製した後、顔料100部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成ケミカル社製、ALB1735)14重量部、PVA(クラレ社製ポリビニルアルコール、ポバール105)0.5重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-PG)0.5重量部を添加した。この混合物にさらに水を添加して、30℃、60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整し、固形分濃度63%、静的表面張力30mN/mの下塗り塗工液を得た。
紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部、焼成カオリン(Imerys社製、Alphatex)10重量部からなる顔料スラリーを調製した後、顔料100部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成ケミカル社製、ALB1735)14重量部、PVA(クラレ社製ポリビニルアルコール、ポバール105)0.5重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-PG)0.5重量部を添加した。この混合物にさらに水を添加して、30℃、60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整し、固形分濃度63%、静的表面張力30mN/mの下塗り塗工液を得た。
<上塗り塗工液>
重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)95重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)5重量部からなる顔料スラリーを調整した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成社ケミカル製、ALB1443)14重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-PG)0.5重量部を添加し、さらに水を添加して60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整し、固形分濃度66%、静的表面張力30mN/mの上塗り塗工液を得た。
重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)95重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)5重量部からなる顔料スラリーを調整した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成社ケミカル製、ALB1443)14重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-PG)0.5重量部を添加し、さらに水を添加して60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整し、固形分濃度66%、静的表面張力30mN/mの上塗り塗工液を得た。
<カーテン塗工>
スライド型カーテン塗工装置を用いて、上記2つの塗工液から複数の層を有する1のカーテン膜を形成し、当該カーテン膜に原紙を通して同時2層塗工を行い、乾燥した。塗工量は、乾燥後の重量で片面あたり下塗り塗工層が18g/m2、上塗り塗工層が4g/m2であった。得られた塗工白板紙の坪量は322g/m2であった。塗工速度は、オンマシンにより抄紙と一貫して行ったため、抄紙速度と同じく300m/分であった。
スライド型カーテン塗工装置を用いて、上記2つの塗工液から複数の層を有する1のカーテン膜を形成し、当該カーテン膜に原紙を通して同時2層塗工を行い、乾燥した。塗工量は、乾燥後の重量で片面あたり下塗り塗工層が18g/m2、上塗り塗工層が4g/m2であった。得られた塗工白板紙の坪量は322g/m2であった。塗工速度は、オンマシンにより抄紙と一貫して行ったため、抄紙速度と同じく300m/分であった。
<仕上げ処理>
得られた塗工白板紙をカレンダー処理することにより、塗工白板紙を得た。処理速度は、オンマシンにより抄紙、塗工と一貫して行ったため、抄紙速度および塗工速度と同じく300m/分であった。
得られた塗工白板紙をカレンダー処理することにより、塗工白板紙を得た。処理速度は、オンマシンにより抄紙、塗工と一貫して行ったため、抄紙速度および塗工速度と同じく300m/分であった。
[実施例A2]
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)50重量部、重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)35部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)50重量部、重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)35部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[実施例A3]
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)85重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)85重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[実施例A4]
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)10重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
下塗り塗工液の顔料を紡錘状軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業社製、TP-221-70GS、D50=0.5μm、D75/D25=2.5)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)10重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[実施例A5]
上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)25重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)75重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)25重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[実施例A6]
上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)90重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)10重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)90重量部、二酸化チタン(Dupont社製、RPS-V)10重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[比較例A1]
下塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)85重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
下塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)85重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[比較例A2]
上塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)50重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)50重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
上塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)50重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)50重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。
[比較例A3]
下塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)85部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更し、上塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)50重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)50重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。これらの結果を表1に示す。
下塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)85部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)15重量部に変更し、上塗り塗工液中の顔料を重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、FMT97、D50=0.7μm、D75/D25=3.8)50重量部、デラミネーテッドカオリン(Imerys社製、Contour 1500、平均アスペクト比50)50重量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして塗工白板紙を得た。これらの結果を表1に示す。
実施例と比較例の対比から、本発明では、表層に脱墨パルプを含む白色度の低い原紙を用いても、白色度が高く白色ムラが少ない塗工白板紙が得られることが明らかである。実施例A1~A4から、下塗り塗工層の比散乱係数を高めると塗工白板紙の白色度をより向上し、白色ムラをより低減できることが明らかである。実施例A5およびA6から、上塗り塗工層の白色度を高めると、塗工白板紙の白色度をより向上できることが明らかである。
[実施例B1]
<原紙>
脱墨古紙100%の割合で配合した白色度75%のパルプを使用して米坪40g/m2の表層、脱墨しない雑誌古紙100%で配合した白色度55%のパルプを使用して米坪210g/m2の中層、中層と同様のパルプを使用して米坪40g/m2の裏層をそれぞれ抄造し抄き合わせ、抄紙速度300m/分にてプレス、乾燥処理、プレカレンダー処理を行い、米坪290g/m2、白色度67%、平滑度6.0μmの塗工白板紙用原紙を得た。
<原紙>
脱墨古紙100%の割合で配合した白色度75%のパルプを使用して米坪40g/m2の表層、脱墨しない雑誌古紙100%で配合した白色度55%のパルプを使用して米坪210g/m2の中層、中層と同様のパルプを使用して米坪40g/m2の裏層をそれぞれ抄造し抄き合わせ、抄紙速度300m/分にてプレス、乾燥処理、プレカレンダー処理を行い、米坪290g/m2、白色度67%、平滑度6.0μmの塗工白板紙用原紙を得た。
<下塗り塗工液>
重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 90)50重量部、軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業者製、TP-221GS)50重量部からなる顔料スラリーを調製した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成ケミカル社製、B1735)12重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol-291PG)0.2重量部を添加した。さらに水を添加して、30℃、60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整した。固形分濃度は67重量%であった。
重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 90)50重量部、軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業者製、TP-221GS)50重量部からなる顔料スラリーを調製した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成ケミカル社製、B1735)12重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol-291PG)0.2重量部を添加した。さらに水を添加して、30℃、60rpmにおけるB型粘度が1000mPa・sになるように調整した。固形分濃度は67重量%であった。
<上塗り塗工液>
重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 97)95重量部、プラスチックピグメント(日本ゼオン社製、Nipol MH8103K、中空状、平均粒子径1.0μm)5重量部からなる顔料スラリーを調整した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成社ケミカル製、ALB1443)13重量部、滑剤(日新化学社製、DEF-791TF)0.5重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-M)0.2重量部を添加し、さらに水を添加して60rpmにおけるB型粘度が500mPa・sになるように調整した。固形分濃度は63重量%であった。
重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 97)95重量部、プラスチックピグメント(日本ゼオン社製、Nipol MH8103K、中空状、平均粒子径1.0μm)5重量部からなる顔料スラリーを調整した後、顔料100重量部に対して、スチレン・ブタジエン共重合ラテックス(旭化成社ケミカル製、ALB1443)13重量部、滑剤(日新化学社製、DEF-791TF)0.5重量部、界面活性剤(日本乳化剤社製、Newcol291-M)0.2重量部を添加し、さらに水を添加して60rpmにおけるB型粘度が500mPa・sになるように調整した。固形分濃度は63重量%であった。
<塗工>
原紙の表層側に対し、上記塗工液を用いて、スロット型カーテン塗工装置にて同時2層塗工を行い、乾燥した。塗工量は、乾燥後の重量で片面あたり、下塗り塗工層が20g/m2、上塗り塗工層が3g/m2であり、塗工白板紙の坪量は313g/m2であった。塗工速度は、オンマシンにより抄紙と一貫して行ったため、抄紙速度と同じく300m/分であった。
原紙の表層側に対し、上記塗工液を用いて、スロット型カーテン塗工装置にて同時2層塗工を行い、乾燥した。塗工量は、乾燥後の重量で片面あたり、下塗り塗工層が20g/m2、上塗り塗工層が3g/m2であり、塗工白板紙の坪量は313g/m2であった。塗工速度は、オンマシンにより抄紙と一貫して行ったため、抄紙速度と同じく300m/分であった。
<仕上げ処理>
得られた塗工白板紙をカレンダー処理することにより、塗工白板紙を得た。処理速度は、オンマシンにより抄紙、塗工と一貫して行ったため、抄紙速度および塗工速度と同じく300m/分であった。
得られた塗工白板紙をカレンダー処理することにより、塗工白板紙を得た。処理速度は、オンマシンにより抄紙、塗工と一貫して行ったため、抄紙速度および塗工速度と同じく300m/分であった。
[実施例B2]
実施例B1において、上塗り塗工液中のプラスチックプラスチック・ピグメントをV1004(日本ゼオン社製、密実型、平均粒子径0.3μm)に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。上塗り塗工液の固形分濃度は65重量%であった。
実施例B1において、上塗り塗工液中のプラスチックプラスチック・ピグメントをV1004(日本ゼオン社製、密実型、平均粒子径0.3μm)に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。上塗り塗工液の固形分濃度は65重量%であった。
[実施例B3]
実施例B1において、原紙に対してプレカレンダー処理を行う際の線圧を調整し、原紙の平滑度を7.0μmに変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、原紙に対してプレカレンダー処理を行う際の線圧を調整し、原紙の平滑度を7.0μmに変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B4]
実施例B1において、プラスチックピグメントをNipol MH 5055(日本ゼオン社製、中空プラスチックピグメント、平均粒子径0.5μm)に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、プラスチックピグメントをNipol MH 5055(日本ゼオン社製、中空プラスチックピグメント、平均粒子径0.5μm)に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B5]
実施例1において、上塗り層の塗工量を10g/m2、下塗り塗工液の塗工量を13g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例1において、上塗り層の塗工量を10g/m2、下塗り塗工液の塗工量を13g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B6]
実施例B1において、上塗り層の塗工量を0.5g/m2、下塗り塗工液の塗工量を22.5g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り層の塗工量を0.5g/m2、下塗り塗工液の塗工量を22.5g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B7]
実施例B1において、上塗り層の塗工量を0.8g/m2、下塗り塗工液の塗工量を22.2g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り層の塗工量を0.8g/m2、下塗り塗工液の塗工量を22.2g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B8]
実施例B1において、上塗り層の塗工量4g/m2、下塗り塗工液の塗工量を19g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り層の塗工量4g/m2、下塗り塗工液の塗工量を19g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B9]
実施例B1において、上塗り層の塗工量を5g/m2、下塗り塗工液の塗工量を18g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り層の塗工量を5g/m2、下塗り塗工液の塗工量を18g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B10]
実施例B1において、上塗り層の塗工量を6g/m2、下塗り塗工液の塗工量を17g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り層の塗工量を6g/m2、下塗り塗工液の塗工量を17g/m2に変更することにより、合計塗工量を実施例B1と同じ23g/m2とした以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
[実施例B11]
実施例B1において、上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 97)100重量部に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1において、上塗り塗工液の顔料を重質炭酸カルシウム(Imerys社製、Carbital 97)100重量部に変更した以外は、実施例B1と同様に塗工白板紙を得た。
実施例B1では表層に脱墨パルプを含む白色度の低い原紙を用いても、白色度が高く、白色ムラが非常に少なく、平滑度および白紙光沢度がともに高い塗工白板紙が得られた。実施例B2では、プラスチックピグメントの形状として密実型のものを用いることにより、平滑性が実施例B1に比べやや劣るものの十分に高く、かつ白紙光沢度が実施例B1に比べ高い塗工白板紙が得られた。実施例B3では、平滑性が低い原紙を用いたが、平滑性および白紙光沢度が高い塗工白板紙が得られた。実施例B4では、プラスチックピグメントの粒子径を好ましい範囲内で変更することにより、より平滑度および白紙光沢度が優れた塗工白板紙が得られた。
実施例B1と、実施例B6およびB7との比較から、上塗り層の塗工量が1g/m2より多いと、塗工白板紙の白紙光沢度および平滑度が特に向上することが明らかである。
実施例B9と実施例B10との比較から、上塗り層の塗工量が5g/m2以下であると、塗工白板紙の表面強度が特に向上することが明らかである。
実施例B1~B10と実施例B11の比較から、上塗り塗工液にプラスチックピグメントを用いると、平滑性に優れる塗工白板紙が得られることが明らかである。
実施例B9と実施例B10との比較から、上塗り層の塗工量が5g/m2以下であると、塗工白板紙の表面強度が特に向上することが明らかである。
実施例B1~B10と実施例B11の比較から、上塗り塗工液にプラスチックピグメントを用いると、平滑性に優れる塗工白板紙が得られることが明らかである。
Claims (14)
- 複数の層を有するカーテン膜に原紙を通して、最外塗工層である上塗り層を含む複数の層からなるカーテン塗工層を、原紙上に形成する工程を含む塗工白板紙の製造方法であって、
前記上塗り層の白色度が85%以上であり、かつ当該上塗り層に隣接する下塗り層の比散乱係数が80m2/kg以上である、前記方法。 - 前記比散乱係数が120m2/kg以上である、請求項1に記載の方法。
- 前記下塗り層が、顔料として焼成カオリンを含有する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記上塗り層が、顔料として重質炭酸カルシウムを含有する、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 前記最外塗工層がプラスチックピグメントを含み、かつ当該最外塗工層の塗工量が、前記カーテン塗工層における最外塗工層以外の層の塗工量よりも少ない、請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記最外塗工層の塗工量が片面あたり1~5g/m2である、請求項5に記載の製造方法。
- 前記最外塗工層のプラスチックピグメント含有量が、全顔料中2~20重量%である、請求項5または6に記載の製造方法。
- 前記カーテン塗工層の塗工量が片面あたり15~30g/m2である、請求項1~7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記カーテン塗工層を原紙に接するように設ける、請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
- 前記プラスチックピグメントの形状が中空状である、請求項5~9のいずれかに記載の製造方法。
- 前記プラスチックピグメントの平均粒子径が0.2~2.0μmである、請求項5~10のいずれかに記載の製造方法。
- 前記原紙の平滑度が、クランプ圧980kPaの条件におけるPPSラフネスにおいて5.0~8.0μmである、請求項5~11のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1~12のいずれかに記載の方法により製造された塗工白板紙。
- 原紙の白色度が45~72%であり、塗工白板紙の白色度が75%以上である、請求項13に記載の塗工白板紙。
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