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JP3019879B2 - 光沢に優れた塗工紙並びにその製造方法 - Google Patents

光沢に優れた塗工紙並びにその製造方法

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JP3019879B2
JP3019879B2 JP3160536A JP16053691A JP3019879B2 JP 3019879 B2 JP3019879 B2 JP 3019879B2 JP 3160536 A JP3160536 A JP 3160536A JP 16053691 A JP16053691 A JP 16053691A JP 3019879 B2 JP3019879 B2 JP 3019879B2
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JP
Japan
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bacterial cellulose
paper
coating
coated paper
gloss
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JP3160536A
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誠一 金崎
陽三 五十嵐
俊文 西久保
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paper Industries Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光沢及び印刷後の光沢に
優れた塗工紙並びにその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、紙の光沢を上げるためには紙表
面が光学的に平らであること、つまり、光を反射する紙
表面に存在する微細な凸凹が入射光の波長の1/16以
下である必要がある。通常、紙の光沢を向上させる方法
としては、カレンダリング又はスーパーカレンダリング
により紙表面を平滑にする方法と、カオリン,炭酸カル
シウム等の顔料をラテックス,澱粉等の高分子材料と共
に紙表面に塗工して、パルプ繊維が造る微細な空隙を顔
料で被覆した後に、この塗工紙にカレンダリング又はス
ーパーカレンダリングを施す方法とがある。
【0003】しかし、顔料の塗工なしでカレンダリング
又はスーパーカレンダリングした場合には、光沢の向上
には限界がある。また顔料を塗工する場合には紙表面に
存在する空隙を被覆し光沢を向上させるためには、最低
でも5g/m2 程度の塗布量が必要である。
【0004】上記の他に、紙の光沢及び印刷光沢を向上
させる方法としては、米国特許第4861427号明細
書において、紙表面をバクテリアセルロースで処理する
方法が提唱されている。この方法には、バクテリアセル
ロース分散液を支持体を通して濾過する方法とサイズプ
レス,ショートドゥエルコーター,ブレードメタリング
方式によってバクテリアセルロースを塗工する方法とが
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したバクテリアセ
ルロースを用いる方法の場合、濾過による方法はバクテ
リアセルロースによる均一な紙表面の被覆が可能である
ものの、大規模な設備を必要とするために、実験室段階
でのサンプル作製は可能であっても、実生産への適用は
疑問視される。またサイズプレス,ショートドゥエルコ
ーター,ブレードメタリング方式で塗工した場合には、
バクテリアセルロースによる紙表面の被覆性が不十分で
あるために、紙の光沢向上も僅かなものとなっている。
【0006】本発明は、バクテリアセルロースの使用を
前提として、低塗布量の使用でも光沢に優れた塗工紙な
らびにその製造方法を提供することを課題とするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、バクテリアセ
ルロースがカーテン方式で塗工されたときに、他の塗工
方式とは際立って異なる均一な被覆層が得られるとの知
見に基いてなされたものであって、請求項1に記載の塗
工紙に係る発明は、バクテリアセルロースを含有する塗
布液を紙支持体上にカーテン塗工してなることを特徴と
し、また請求項2に記載の塗工紙の製造方法に係る発明
は、走行する紙支持体の上面に対して、バクテリアセル
ロースを含有する塗布液をカーテン状に垂直落下させ、
紙支持体の表面に塗工することを特徴とし、また請求項
3に記載の塗工紙の製造方法に係る発明は、前記塗布液
中のバクテリアセルロースの濃度が1%以下であること
を特徴とし、また請求項4に記載の塗工紙の製造方法に
係る発明は、前記塗布液が分散剤を用いてバクテリアセ
ルロースを分散していることを特徴とし、更に請求項5
に記載の塗工紙の製造方法に係る発明は、前記分散剤が
カルボキシメチルセルロースであることを特徴としてい
る。
【0008】なお、本発明にいう「バクテリアセルロー
ス」とは、微生物によって製造されたセルロース繊維の
ことであって、代表的には、米国ウェァハウザー社によ
って商標「Cellulon」として販売されている。
このバクテリアセルロースは微生物、特に酢酸菌の一種
が吐き出す幅0.1μmの超極細セルロース繊維であ
り、この繊維はセルロース100%で綿やパルプよりも
セルロースの成分が高く、しかも高純度である。また
「Cellulon」は回転培養で作られているため
に、その繊維は枝別れが激しく網状に絡みあって存在し
ている(特開昭62−175190号公報)。
【0009】本発明においては、このバクテリアセルロ
ースをカーテン塗工するが、バクテリアセルロースの水
中分散に際しては、分散剤、特にカルボキシメチルセル
ロース(CMC)を用いるのが望ましく、配合割合も重
量比で、バクテリアセルロース:CMC=4:1程度が
好適である。また本発明の塗布液におけるバクテリアセ
ルロースの濃度は、カーテンの形成の可否、或いは塗工
紙に要求される製品品質によって決められるものである
が、通常0.1〜1.5%、特に0.1〜1.0%が好
適である。濃度1.5%を越えるとバクテリアセルロー
スの分散性が極度に低下するために、操業性が悪くな
る。また濃度0.1%以下では塗布量が少ないために、
バクテリアセルロースで紙表面を十分に被覆することが
難しくなる。
【0010】また、本発明で使用する紙支持体として
は、通常の紙、合成紙の他、塗工紙であっても良い。塗
工紙の場合には、この塗工層は下塗りとして機能する。
【0011】
【作用】バクテリアセルロースは、繊維径0.1μm程
度と極細であり、比表面積が非常に大きく、また回転培
養で作られているものは、繊維が網状に絡みあって存在
しているので、高濃度のバクテリアセルロース分散液を
作ることは難しい。従って、バクテリアセルロース分散
液は、多くの場合低濃度とならざるを得ないが、この分
散液を一般的な紙塗工方式である各種ブレード,各種メ
タリング,サイズプレス方式で、紙支持体上に塗工した
場合、次のような問題が生じる。第1に、バクテリアセ
ルロースの塗布量を増やすことができず、限界が生じ
る。第2に、このような一般的な塗工方式では、塗布液
を紙表面に転移させるときに、押付け或いは掻き取りの
操作で物理的に大きな圧力がかかるために、バクテリア
セルロースの大半は、紙中に浸透してしまう。
【0012】これに対して、本発明ではバクテリアセル
ロースを含有する塗布液をカーテン塗工方式で塗工して
いるので、塗布液が紙表面に転移する際の圧力は小さ
く、網状にからみあっているバクテリアセルロース繊維
がそのままフィルム状に紙表面を被覆し、紙表面に存在
する空隙にバクテリアセルロースが埋没することがな
い。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例を記載するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、
部及び%はそれぞれ重量部及び重量%を表す。
【0014】[実施例1]バクテリアセルロース(米国
ウェァハウザー社製、商標「Cellulon」)4部
をCMC水溶液1部(乾燥固型分)中に混合し、よく分
散してバクテリアセルロースの濃度を0.96%に調製
した。このバクテリアセルロース溶液の粘度は20℃に
て2900cps、表面張力は32dyne/cmであ
った。
【0015】次に、幅500mm、間隙幅0.3mmの
スリットを有するエクストルージョン塗布装置を用い
て、前記バクテリアセルロース溶液を5.0l/分の供
給量で給液ヘッドに供給し、高さ20cmの自由落下垂
直カーテンを形成して、400m/分で連続走行してい
る幅400mm,坪量126g/m2の紙支持体上に塗
布し乾燥して塗工紙を得た。得られた塗工紙の塗布量は
0.30g/m2 であり、バクテリアセルロースの塗布
量は0.24g/m2 であった。
【0016】[実施例2]実施例1と同一配合のバクテ
リアセルロース溶液を用いて、バクテリアセルロースの
濃度0.64%に調製した。この溶液の粘度は20℃に
て700cps、表面張力は34dyne/cmであっ
た。この溶液を用いて塗工速度を600m/分にした以
外は実施例1と同一の条件で塗工紙を得た。得られた塗
工紙の塗布量は0.13g/m2 であり、バクテリアセ
ルロースの塗布量は、0.104g/m2 であった。
【0017】[比較例1]ロ−ル転写方式で100m/
分で連続走行している紙支持体上に実施例1と同じバク
テリアセルロース溶液を塗布し、その後にスリット幅
0.35mmのエアーノズルより圧力2000mmAq
でエアーを吹きつけて塗布量0.30g/m2 になるよ
うに過剰の塗布液を掻き落とし、乾燥して塗工紙を得
た。
【0018】[比較例2]ロ−ル転写方式でアプリケー
ターロールに実施例1と同じバクテリアセルロース溶液
を転写させ、200m/分で連続走行している紙支持体
に塗布量0.30g/m2 になるように塗工したが、ロ
ールへの転写が悪くほとんど紙支持体へ塗工されず、得
られた塗工紙の塗布量は結果的には0.05g/m2
あった。
【0019】[比較例3]ロール転写方式で200m/
分で連続走行している紙支持体に対して、実施例1と同
じバクテリアセルロース溶液を塗布し、その後にバーブ
レードを用いて塗布量0.30g/m2 になるように過
剰の塗布液を掻き落とし、乾燥して塗工紙を得た。バー
ブレードは何も巻いていないプレーンなものを使用し
た。
【0020】[比較例4]バーブレードに0.2mmの
ピアノ線を巻いてあるものを使用した他は比較例3と同
様に塗工を行ない、塗工紙を得た。しかし塗布量がかな
り多めになってしまったので、0.30g/m2 になる
ように稀釈して再度塗工を行ない、塗工紙を得た。
【0021】[比較例5]ロール転写方式で200m/
分で連続走行している紙に実施例1と同じバクテリアセ
ルロース溶液を塗布し、その後に厚さ0.5mmのSK
4製ブレ−ドを用いて塗布量0.30g/m2 になるよ
うに過剰の塗布液を掻き落とし、乾燥して塗工紙を得
た。
【0022】上記の各実施例及び比較例で得られた塗工
紙について、150kg/cmの圧力でスーパーカレン
ダー処理したものと未処理のものを用意し、試験サンプ
ルとした。このサンプルについて以下の各項目について
調べた結果を表1に示した。 グロス ;JIS P8142による。 ベック平滑度 ;JIS P8119による。 K&Nインキ受理性;JTAPPI No.46によ
る。 ガーレイ透気度 ;JIS P8117による。 プリュフバウ印刷テスターによる印刷適性;印刷インキ
として大日本インキCAPS G-S墨、印刷版としてメタル版
を用いて、印刷温度が22℃、印刷湿度が56%に調節
された部屋で、印刷面積:4×20cm、インキ供給
量:250μl、印圧:25N/分、印刷速度:1.5
m/秒で印刷した。
【0023】
【表1】
【0024】表1によれば、カーテン塗工方式で塗工さ
れた実施例1および2の塗工紙は、スーパーカレンダー
処理をすることにより、少ない塗布量にも拘らず高いグ
ロスと平滑性を示し、印刷後の濃度とグロスも非常に優
れていることが判明した。尚、スーパーカレンダー処理
前でも、印刷濃度と印刷グロスは高い値を示している。
【0025】
【発明の効果】本発明に係る塗工紙は、バクテリアセル
ロースをカーテン方式で塗工して製造されるので、優れ
た光沢と平滑度が得られ、また印刷後の光沢も優れてい
る。特に、バクテリアセルロースが0.1〜1.5%と
低濃度の塗布液であっても、優れた光沢の塗工紙が得ら
れると共に、分散剤としてCMCを使用すると、バクテ
リアセルロースの水溶液中での分散がより良好になるの
で、均一な塗工面が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D21H 19/00 - 27/42

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バクテリアセルロースを含有する塗布液
    を紙支持体上にカーテン塗工してなる光沢に優れた塗工
    紙。
  2. 【請求項2】 走行する紙支持体の上面に対して、バク
    テリアセルロースを含有する塗布液をカーテン状に垂直
    落下させ、前記紙支持体の表面に塗工することを特徴と
    する光沢に優れた塗工紙の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記塗布液中のバクテリアセルロースの
    濃度が1%以下であることを特徴とする請求項2に記載
    の塗工紙の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記塗布液が分散剤を用いてバクテリア
    セルロースを分散していることを特徴とする請求項2に
    記載の塗工紙の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記分散剤がカルボキシメチルセルロー
    スであることを特徴とする請求項4に記載の塗工紙の製
    造方法。
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