CN1820109A - 用阳离子型表面施胶剂处理的新闻印刷用纸 - Google Patents
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Abstract
本发明是抄纸时在硫酸铝添加率低于低于3.0重量%(Al2O3□14H2O为50重量%)的新闻印刷原纸上,涂布上:从(A)淀粉类、PVA(polyvinyl acetate聚醋酸乙烯酯)类、聚丙烯酰胺类或纤维素衍生物中所选出的水溶性高分子物质,(B)苯乙烯系单体与阳离子性单体共聚所得的共聚物、苯乙烯系单体与阳离子性单体与疏水性单体共聚所获得的水溶性共聚物,或者,涂布这些共聚物中,含有叔胺基的乙烯基单体作为阳离子性单体的共聚物并以季铵化剂处理后的水溶性共聚物为主成分的表面处理剂,制造一种在胶印时少有颜色位移、印刷面鲜明、具有优异抗吸水性的胶印新闻用纸。
Description
技术领域
本发明涉及一种改良抗吸水性的新闻用纸,特别是有关于胶印新闻用纸。
背景技术
近年来,印刷技术已实现胶印印刷化、彩色印刷化、高速大量印刷化、自动化等极大的进步,随之而来,对于印刷用纸,要求在操作性、印刷适应性等各种性能方面进行改良。
印刷新闻用纸是以机械纸浆(Mechanical Paper,以下记述为“MP”)与脱墨纸浆(Deinking Paper,以下记述为“DIP”)为主的纸张,属于中低级纸张分类。但是,新闻用纸的印刷必须在指定时间范围所指定的时间内印刷出指定的大量份数,新闻印刷用纸比一般印刷用纸的纸品要求更为严格。最近的新闻用纸要求轻量化、DIP的高配比化等,必须克服由于这些方面带来的负面影响,并进行各种改良。可见,新闻印刷用纸改良与一般印刷用纸改良相比,是性质完全不同的,要求更为严格的改良。
新闻的印刷方式因目前引入计算器系统而朝胶印方向转换,目前胶印方式是主要的印刷方式。并且,伴随着辅助(satellite)型、链栅式挤压机(towerpress)型等胶印彩色印刷机的普及,新闻印刷中彩色部分的增加也是当前的趋势。近年来,因为四色彩色胶印的普及,其含水量约增加为已知技术的4倍,由于水分移转(transition)使新闻用纸膨胀,从而容易产生网点位移、印刷面的画像不鲜明造成的颜色位移的问题。
由于胶印印刷的普及,新闻用纸与凸版印刷用的新闻用纸不同,要求其具有如下所示的品质,例如:
(1)具有湿润强度,无水分匮乏,
(2)适度保持抗吸水性,
(3)剥离强度(ネツパリ)小,
(4)无纸粉产生。
这些所要求的品质当中,特别是使之具有抗吸水性(换言之,即是使之具有施胶性)是重要的课题。
除了胶印印刷方式以外,还因DIP的高配比率化、中性造纸化、新闻用纸的轻量化等原因,使新闻用纸容易发生纤维膨胀、颜色位移。
相应于新闻用纸的高白色化与提高彩色印刷面鲜明度等品质要求,新闻印刷用原纸是在中性~弱碱性的pH范围中抄造,所谓的中性抄纸是近年来大为流行的潮流。通过该中性抄纸化,新闻印刷用纸抄造时降低硫酸铝的添加率,在酸性抄纸下所抄造的新闻印刷用原纸(以下记述为酸性新闻印刷用原纸)中所使用的表面施胶剂效果(使之具有抗吸水性)有降低的倾向。酸性新闻印刷用纸中所使用的表面施胶剂,一般为含有羧基的单体与苯乙烯系单体的共聚体。该表面施胶剂分子中的羧基通过与新闻用纸原纸中的铝成分的相互作用,藉由使具有羧基的亲水性单体部分位于纸张的内侧、疏水性的苯乙烯系单体位于纸张表面定向(orientation)表面施胶剂的分子,从而赋予新闻印刷用纸抗吸水性。但是,硫酸铝添加率低的新闻印刷用原纸,特别是中性抄纸中所抄造的新闻印刷用原纸(以下记述为中性新闻印刷用原纸)中,因为上述表面施胶剂的定向作用与酸性新闻印刷用纸完全不同,以上述的表面施胶剂相同的涂布量相比,抗吸水性乃大幅降低。
如上所述,就赋予中性新闻用纸与酸性新闻印刷用纸相同程度的抗吸水性而言,使用酸性新闻用纸的已知表面施胶剂并非易事。而且,酸性新闻印刷用纸也要求提高其抗吸水性。
控制新闻印刷用纸的抗吸水性的方法与一般印刷用纸相同,可采用内部添加施胶剂方法(浆内施胶)与外部添加药剂方法(表面施胶)。浆内施胶是指在所谓的湿部(wet end,长网造纸机上的网部和压榨部的总称),向纸浆中加入药剂,在抄纸的同时,使纸张内部含有药剂的方法。表面施胶是指在抄纸之后,使用双辊涂布机与框式辊涂机等涂布机械,将药剂涂布于原纸表面的方法。
作为一般内部添加的施胶剂,在酸性抄纸的情况下使用强化松香施胶剂、乳液施胶剂、合成施胶剂等,中性抄纸的情况下使用烷基烯酮二聚体(AKD)、链烯基琥珀酸酐(ASA)等。但是,内部添加施胶剂的方法具有如下所述的诸多问题:
(1)必须把药剂添加到低浓度纸浆中;
(2)药剂在纸幅上的固着量不是固定量(药剂固着量低);
(3)由于多台抄纸机使用共通的循环白水,不能同时进行不需抗吸水性的抄纸;
(4)成品率提高剂效果不稳定,若要提高成品率,则会把DIP系的着色异物抄进纸幅中;
(5)抗吸水性随着时间变化;
(6)在抄造中性抄纸化和/或轻量化后的新闻用纸的高速抄纸机中,浆内施胶剂的成品率有降低的倾向,难以赋予抗吸水性;
(7)在以高于1000m/分高速抄造含有80%以上DIP的新闻用纸的抄纸机中,浆内施胶剂的成品率有降低的倾向,难以赋予抗吸水性。
因此,在内部添加施胶剂的方法中,难以控制施胶剂的添加量,因此有必要增减浆内施胶剂与成品率提高剂的含量。在浆内施胶剂效果不佳的情况下,就要添加过量的浆内施胶剂,从而引起纸张强度降低,而由于疏水性施胶剂的附着和累积的原因容易引起显著的白水污染,在成本、品质、作业方面存在问题。
抄造新闻印刷用纸的抄造机中,作为在新闻印刷用原纸表面上涂布药剂的设备,通常为框式辊涂机。通过于表面添加施胶剂,对新闻用纸赋予抗吸水性的已知技术而言,正如上述,在酸性新闻印刷用纸的情况下,一般使用含具羧基单体与苯乙烯系单体共聚物的苯乙烯系表面施胶剂。但是,此苯乙烯系表面施胶剂在硫酸铝添加率低的新闻印刷用原纸中,特别是在中性新闻印刷用原纸上涂布也无法得到优异的抗吸水性。
本案发明者乃针对通过表面添加施胶剂赋予新闻印刷用纸抗吸水性进行继续检讨后,遂提出以下申请。在印刷用纸原纸(特别是新闻印刷用纸)中,含有下述成分A、成分B、成分C3种成分为主体的控制吸水性组合物涂布层的技术。
成分A:化工淀粉(高转化度酯化、醚化淀粉)或淀粉,成分B:从非离子性聚丙烯酰胺、具有叔胺基阳离子性聚丙烯酰胺、具有季铵基阳离子性聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中选出的至少一种聚丙烯酰胺,成分C:具有重量平均分子量为0.1万~300万,含有碳原子数为6~10的疏水性取代基单体与具有羧基或磺酸基单体的阴离子性共聚物(参考专利文献1)。在使用碳酸钙作为填料的中性新闻印刷用纸中,将双烯酮系施胶剂及纸张表面加工剂以框式辊涂机进行表面添加后,在表面温度为50℃以上的软辊压光中藉由过纸可显示施胶度的中性新闻印刷用纸的制造方法。(参考专利文献2)。记载印刷用纸原纸(特别是新闻印刷用原纸)中,设有含下述成分A、成分B的2种成分为主体的吸水性控制组合物的涂布层,点滴吸水度为10~1,000秒的技术。成分A:从非离子性(nonion)聚丙烯酰胺、阳离子性聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中选出的至少一种聚丙烯酰胺,成分B:具有疏水性取代基单体与具有羧基和/或磺酸基单体的阴离子性共聚物(参考专利文献3)。记载在新闻印刷用原纸上含有如下所示成分A、成分B、成分C所构成的3种成分,或成分B、成分C所构成的2种成分为主体,各成分的固体含量重量比为A∶B∶C=0~80∶95~20∶1~10的表面施胶剂涂布层的技术。成分A:从非离子性聚丙烯酰胺、阳离子性聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中选出的至少一种聚丙烯酰胺;成分B:具有疏水性取代基单体与具有羧基的单体的阴离子性共聚合物的铵盐;成分C:脱氢松香酸、松香酸、二氢化松香酸、海松酸、新海松酸、同海松酸、左旋海松酸、长叶松酸(palustric acid)中选出的至少一种树脂酸或含有这些树脂酸的松香(参考专利文献4)。
为了赋予抗吸水性,如上述已知技术所示的表面施胶剂与本发明中使用的表面施胶剂虽有共同之处,但本发明中使用的表面施胶剂其组成与现有技术不同,为新颖的材料。
而且,在胶印中使用黏着(tack)比较强的印刷墨水对橡皮布的纸粉堆积与藉此来防止印刷歪斜为目的,提高新闻印刷用纸的表面强度与耐水性为课题有如下所示的已知技术。
揭示出在原纸上涂布含有表面处理剂的水性液、干燥成为胶印印刷用新闻用纸中,其特征为该表面处理剂至少为聚丙烯酰胺与环氧系耐水化剂和/或多价金属化合物系耐水化剂所构成的印刷用新闻用纸(参考专利文献5)。一种胶印用新闻用纸,其特征为印刷用新闻用纸中所用的表面处理剂中含有硅烷醇基聚乙烯醇系聚合物,于其内部添加填料于原纸上,并涂布表面处理剂于其上。(参考专利文献6)。在原纸上涂布表面处理剂、并干燥成为胶印印刷用之新闻用纸中,其特征为该表面处理剂凝胶为含90重量%以上的主要成分为合成树脂乳胶(latex)的印刷用新闻用纸(参考专利文献7)。在原纸上涂布表面处理剂、干燥成为胶印印刷用新闻用纸中,其特征为该表面处理剂的主要成分为共聚乳胶、且表面处理剂中含有脱膜剂的印刷用新闻用纸(参考专利文献8)。原纸的两面上涂布表面处理剂、干燥成为胶印印刷用新闻用纸中,其特征为该表面处理剂的主成分为丙烯基系碱膨胀型合成树脂乳胶的印刷用新闻用纸(参考专利文献9)。原纸的两面上涂布表面处理剂、干燥成为胶印印刷用新闻用纸中,该表面处理剂为(a)淀粉或变性淀粉与,(b)含有作为单体为(甲基)丙烯基酸2-乙基、玻璃化温度为10℃以下的疏水性丙烯基表面施胶剂为主成分,且淀粉成分与该疏水性丙烯基表面施胶剂的固体成分重量比为100∶3~100∶30的胶印用新闻用纸(参考专利文献10)。
《专利文献1》特许第2939971号公报
《专利文献2》特许第2980833号公报
《专利文献3》特许第3093965号公报
《专利文献4》特许第3303291号公报
《专利文献5》特开平10-259591号公报
《专利文献6》特开平11-21790号公报
《专利文献7》特开平11-50393号公报
《专利文献8》特开平11-158795号公报
《专利文献9》特开2000-17597号公报
《专利文献10》特开2002-294588号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有优异的抗吸水性、胶印印刷时少有颜色位移、印刷面鲜明的胶印新闻用纸,特别是提供一种具有优异抗吸水性的胶印中性新闻用纸。
于新闻印刷用原纸上,涂布上以如下成分(A)、成分(B)为主成分的表面处理剂,并经干燥、压光(calebdar)处理,以得胶印新闻用纸。
成分(A):从淀粉类、聚乙烯醇类、聚丙烯酰胺类、纤维素衍生物中选出的至少一种或更多的水溶性高分子物质。
成分(B):将以下成分(a)、成分(b)共聚所得的共聚物;或成分(a)、成分(b)、成分(c)共聚所得的共聚物;或以成分(d)季化这些共聚物中作为成分(b)的含叔胺基的乙烯基单体共聚物产生的共聚物作为水溶性的表面施胶(size)剂。其阳离子化程度为1.3~3.0meq/g为佳,更佳为1.3~2.5meq/g,以1.4~2.0meq/g为最佳。
成分(a):苯乙烯系单体
从苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中选出的至少一种以上的苯乙烯系单体,
成分(b):阳离子性单体
含有伯胺基、仲胺基、叔胺基、季铵基中任一种的乙烯基单体,
成分(c):其它疏水性单体
为从可共聚单体的甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类中选出的至少一种疏水性单体,
成分(d):季铵化剂
环氧氯丙烷、氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物(oxide)类、环氧化合物、有机卤化物中选出至少一种的季铵化剂。
具体实施方式
对于抄纸时的纸浆中硫酸铝添加率低的新闻印刷用纸,特别是中性新闻印刷用纸中不易使之具抗吸水性之原因在于新闻印刷用原纸中铝阳离子成分含有量少,本案发明人通过外面添加具有特定离子强度的阳离子性表面施胶剂,发现对新闻印刷用原纸可赋予有效的抗吸水性,进而达成本发明。
本发明中使用的新闻印刷用原纸,可为酸性新闻印刷用原纸或中性新闻印刷用原纸,但对于绝对干燥纸浆中硫酸铝的添加率为低于3.0重量%(Al2O3□14H2O为50重量%)的新闻印刷用原纸上涂布含有本发明的表面施胶剂的处理剂时,发现可赋予其极大的抗吸水性。由此看来,特别以中性新闻印刷用原纸为佳。且,作为新闻印刷用原纸的米坪量无特别限定,为33~45g/m2的范围。
本发明中使用的阳离子性表面施胶剂为,苯乙烯系单体(成分(a))与阳离子性单体(成分(b))共聚而得;或,苯乙烯系单体(成分(a))、阳离子性单体(成分(b))、其它疏水性单体(成分(c))共聚而得;或者于这些共聚物中,以成分(d)季化后而得作为成分(b)之含有叔胺基的乙烯基单体共聚物。
如此所得到的表面施胶剂的阳离子化程度以1.3~3.0meq/g为佳。更佳者为1.3~2.5meq/g,而以1.4~2.0meq/g为最佳。通过涂布含有此表面施胶剂的表面处理剂,可赋予新闻印刷用原纸优异的抗吸水性(施胶度)。低于1.3meq/g时,纸浆纤维被覆性不佳,超过3.0meq/g时亲水性过强无法获得优异的抗吸水性。
针对本发明中使用的表面施胶剂的组成加以说明。
成分(a)的苯乙烯系单体为从苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中选出的至少一种或以上的苯乙烯系单体。成分(b)的阳离子性单体为从伯胺基的乙烯基单体、仲胺基的乙烯基单体、叔胺基的乙烯基单体、季铵基的乙烯基单体中选出的任一种类的阳离子性乙烯基单体。作为伯胺基的乙烯基单体,例如烯丙胺、甲基烯丙基胺。作为仲胺基的乙烯基单体,例如二烯丙基胺、二甲基烯丙基胺(dimethylallylamine)。作为叔胺基的乙烯基单体,为含有叔胺基的乙烯基化合物,具体地可举出如下的例子。
(1)(胺基)(dialkyl)氨基烷基(甲基)丙烯酸酯:例如:二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
(2)(胺基)氨基羟基烷基(甲基)丙烯酸酯:二甲基氨基羟乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基羟乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基羟丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基羟丙基(甲基)丙烯酸酯等。
(3)(胺基)氨基烷基(甲基)丙烯酰胺:二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等。
(4)乙烯基吡啶
(5)乙烯基咪唑
含有季铵盐单体,例如以季铵化剂季化后含有上述叔胺基的单体。为得到含有季铵盐的单体所使用的季铵化剂,可列举出氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、表氯醇(epichlorohydrin)、环氧化物、氧化苯乙烯、缩水甘油基三甲基铵氯化物及3-氯基-2-羟基铵氯化物等环氧化合物及有机卤化物、硫酸二甲酯及二乙基硫酸。
成分(c)的其它疏水性单体为可共聚的单体,由甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类选出的至少一种疏水性单体。甲基丙烯酸酯类,例如:甲基丙酸甲酯、乙基甲基丙烯酸酯、丙基甲基丙烯酸酯、丁基甲基丙烯酸酯、辛基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯等碳原子为1~18的含有烷基的烷基甲基丙烯酸酯类、环己基甲基丙烯酸酯类、苄基甲基丙烯酸酯类等环状烷基甲基丙烯酸酯类。丙烯酸酯类,例如:甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯、2-乙基己基-丙烯酸酯等碳原子为1~18的含有烷基的烷基丙烯酸酯、环己基丙烯酸酯类、苄基丙烯酸酯类等环状烷基丙烯酸酯类。
在使用含叔胺基作为成分(b)的单体情况下,成分(d)即作为季铵化剂使用。
本发明中,使用季铵化剂,使成分(a)与成分(b)的共聚物;或成分(a)与成分(b)及成分(c)的共聚物中的叔胺成为铵基。此季铵化剂,例如可由表氯醇、氯甲烷、氯化苯乙烯、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物类、环氧化合物、有机卤化物中选出的至少一种的季铵化剂。季铵化剂的添加量为与成分(b)的阳离子性单体相等的摩尔量。
此共聚组合物中,成分(a)的苯乙烯单体与成分(b)的阳离子单体的固体成分(solid matter)重量比率为80∶20~20∶80的范围为佳。更佳者为80∶20~50∶50。阳离子性单体的比率低于20%时,共聚物的阳离子化程度低,所得抗吸水差。阳离子性单体的比率高,其共聚物的阳离子化程度也高,但是抗吸水性的改善却是在80%以上维持不变(level off)。又,在没有妨碍抗吸水性的范围下,与成分(c)的其它疏水性单体少量共聚亦为佳。成分(a)与成分(b)合计为100者,成分(c)最大的程度为30。
成分(a)与成分(b)的共聚、或成分(a)与成分(b)及成分(c)的共聚是在成分(a)与成分(b)、或成分(a)与成分(b)及成分(c)可溶解的有机溶剂中进行。例如:以甲基乙醇、乙基乙醇、异丙基乙醇等低级乙醇系有机溶剂、或以苯、甲苯、二甲苯等油性有机溶剂,使用原子团(radical)聚合催化剂在60~130℃下聚合1~10小时,聚合结束后若有必要的话则可将有机溶剂蒸馏除去。原子团(radical)聚合催化剂为本领域公知的即可,并不特别限定,例如:2,2’-偶氮二异丁腈、二甲基2,2’-偶氮二(azobis)-(2-甲基丙酸酯)等的油溶性偶氮基系催化剂,苄基过氧化物、叔丁基(tertiary butul)过氧苯甲酸酯、叔丁基(tertiary butul)过氧-2-乙基己酸盐酯(hexanonate)等的油溶性有机过氧化物。且,如果需要可适当倂用烷基硫醇等公知的连锁移动剂为佳。
表面施胶剂基本为疏水性单体与亲水性单体的共聚体,为具有表面活性(sulface activity)能的高分子物质。又,因在水溶液中表面施胶剂形成分子内胶态分子团之故,而得以利用动态光散射法测量粒子径。本发明中所使用的表面施胶剂虽为水溶性的,但由于上述现象而可以利用动态光散射法测量其平均粒子径;通过此动态光散射法所测得的平均粒径为40nm以下。由于平均粒径小而每单位重量纤维被覆率高的原因,上胶效果佳,若平均粒径变大,施胶效果变差。
此共聚体组合物可赋予抗吸水性的结构机理虽尚未解明,但本案发明人作出如下的推定。表面施胶剂分子中的阳离子性单体部通过与纸浆的羧基相互作用下定向于纸张表面的内侧,表面施胶剂分子中的苯乙烯系单体等的疏水性基部定向于纸张的外侧,视为抗吸水性指针的点滴吸水度高。
与一般的新闻印刷用纸的制造方法相同,此表面施胶剂与胶黏剂(binder)的水溶性高分子物质混合、作为表面处理剂后,涂布于新闻印刷用原纸上。水溶性高分子物质,例如:淀粉、酵素变性淀粉、热化学变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉(例如羟乙基化淀粉等)、阳离子化淀粉等的淀粉类;聚乙烯醇、完全水解(fully hydrolyzed)化聚乙烯醇、部分水解(partiallyhydrolyzed)化聚乙烯醇、羧基变性聚乙烯醇、硅烷醇聚乙烯醇、阳离子变性聚乙烯醇、末端烷基变性聚乙烯醇等聚乙烯醇类;阴离子性聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺等的聚丙烯酰胺类;羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素等纤维素衍生物。这些物质单独或2种以上混合使用。新闻用纸的表面强度高,为抑制印刷时产生纸粉,这些水溶性高分子物质的使用是极为重要的。
水溶性高分子物质的量由新闻印刷用纸的表面强度的目标值来决定,本发明中所使用的阳离子性苯乙烯系施胶剂的量是以新闻印刷用纸的抗吸水性的目标值为主所决定。由此来看,水溶性高分子物质与表面施胶剂的配合比并无特别的规定。但是,通常对于100重量分的水溶性高分子物质而言,本发明中使用的阳离子性苯乙烯施胶剂为1~50重量分,以15~40重量分为佳,更佳者为20~40重量分。
本发明中使用的表面处理剂中,在不对本发明抗吸水性的效果产生影响的范围内,亦可含有剥离防止剂、防腐剂、消泡剂、润滑剂、防滑剂、紫外线防止剂、退色防止剂、荧光增白剂、黏度稳定剂等的助剂、其它的表面施胶剂(苯乙烯·丙烯酸共聚体、苯乙烯·马来酸共聚体、烯(olefin)共聚体等)。
本发明中所使用的新闻印刷用原纸,是将磨木纸浆(GP)、热磨机械纸浆(TMP)、化学加热纸浆(CTMP)、半化学纸浆(semichemical pulp)(SCP)等的MP与,牛皮纸浆(KP)、亚硫酸盐纸浆(sulfite pulp)(SP)为代表的化学纸浆(CP)、尤其是含有这些纸浆的废纸脱墨获得的脱墨纸浆(DIP),以及将来自抄纸工序的损纸浸渍软化所获得的回收纸浆等,以单独或任意比率混合以公知的抄纸机抄造。且因最近对于环境保护关心的高涨,由对DIP高配比的要求观点来看,DIP的配合率为50~100重量%的范围为佳。
本发明的新闻印刷用原纸,根据需要,可使用白碳黑、黏土、二氧化硅、滑石、氧化钛、碳酸钙、合成树脂填料(氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、脲醛树脂、蜜胺甲醛系树脂、苯乙烯·丁二烯共聚物树脂等)等作为填料。而且,也可以含有聚丙烯胺系高分子、聚乙烯醇系高分子、阳离子性淀粉、尿素·甲醛树脂、蜜胺·甲醛树脂等的浆内纸张强度增强剂;丙烯酰胺与氨基甲基丙烯酰胺的共聚物盐、阳离子性淀粉、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物等的滤水性和/或成品率提高剂;松香系施胶剂、AKD、ASA、石油系施胶剂、中性松香施胶剂等浆内施胶剂、紫外线防止剂、退色防止剂等助剂。
本发明的表面处理剂,于上述的新闻印刷用原纸上以一般的制纸用涂布装置涂布即可。例如:双辊涂布机、刮刀式计量涂布机、刮棒式计量涂布机、框式辊涂机、带状涂布机(barcoater)、气刀涂布机、喷雾器涂布机等装置。这些装置中尤其以框式辊涂机所代表的涂膜转印型涂布机为佳,在新闻印刷用纸的情况下,这些装置中尤其以框式辊涂机(GRC)为普遍,在本发明中最为适用。
本发明涂布表面处理剂时的涂布速度,以一般可制造新闻印刷用纸抄纸机的抄速程度即可,并无特别的限定。通常在800~2500m/分的范围。以800m/分以上的高速涂布,表面处理剂在充分浸透入纸张层中前先干燥,表面处理剂多存在于表层附近,更可有效抑制吸收水分后时纸张表层纤维的膨胀。
本发明使用的表面处理剂的涂布量,根据胶印新闻用纸的品质而定,虽无特别的限定,但以涂布量(两面)0.05~2.0g/m2的范围为适宜。涂布量低于0.05g/m2时,新闻印刷用纸的表面强度可能不够。另一方面,涂布量高于2.0g/m2时,可能容易引起胶印新闻用纸特有的剥离问题(新闻用纸大量印刷时,因涂布材料转移、堆积于橡皮布所引起的黏着性问题)。
本发明的新闻印刷用纸,以表面处理剂涂布、干燥后,为在胶印得到适宜的纸张厚度、平滑性,进行压光处理为佳。压光处理通常例如为硬辊(hardnip)压光或高温软辊(soft nip)压光(例如:纸浆技术时代Vol.43,No.1(2000)p23等综合资料)。考率到今后新闻用纸的轻量化要求,本发明的新闻印刷用纸以使用软辊压光处理更为适宜。若从彩色印刷适应性来看,本发明的表面处理剂,以与软辊压光处理组合为佳。
以下,列举实施例进一步对本发明加以说明,当然本发明并不仅限于此。又,实施例中,重量%若无特别事先说明,分别表示固体成分重量、固体成分重量%。
<新闻印刷用原纸的制造>
原纸A:以DIP50重量%、TMP30重量%、KP10重量%、GP10重量%的比例混合浸渍,将游离度调节为190ml的纸浆生料(slurry)中,每绝对干燥重量添加作为填料的碳酸钙2.5%、添加硫酸铝1.5%(Al2O3□14H2O为50重量%),并用berbeforma型抄纸机中性抄纸,无浆内施胶、获得非压光的米坪量42g/m2的新闻印刷用原纸。点滴吸水度为3秒。
原纸B:DIP50重量%、TMP30重量%、KP10重量%、GP10重量%的比例混合浸渍,将游离度调节为190ml的纸浆生料(slurry)中,每绝对干燥重量添加作为填料的滑石1.5%、添加硫酸铝2.0%(Al2O3□14H2O为50重量%),并用berbeforma型抄纸机中性抄纸,无浆内施胶、获得非压光的定量42g/m2的新闻印刷用原纸。点滴吸水度为5秒。
原纸C:DIP50重量%、TMP30重量%、KP10重量%、GP10重量%的比例混合浸渍,将游离度调节为190ml的纸浆生料(slurry)中,每绝对干燥重量添加作为填料的滑石1.5%、添加硫酸铝3.5%(Al2O3□14H2O为50重量%),并用berbeforma型抄纸机中性抄纸,无浆内施胶、获得非压光的定量42g/m2的新闻印刷用原纸。点滴吸水度为4秒。
<表面施胶剂的原料单体等>
实施例、比较例中使用的表面施胶剂,是由以下各单体及季铵化剂中选出的作为原料进行共聚得到的。
成分(a):苯乙烯系单体
a-1:苯乙烯
成分(b):阳离子性单体
b-1:甲基丙烯酸二甲胺基乙基
b-2:甲基丙烯酸二甲胺基乙基苄基氯化物
成分(c):其它疏水性单体
c-1:甲基丙烯酸甲基
c-2:甲基丙烯酸异丁基
成分(d):季铵化剂
d-1:环氧氯丙烷
又,苯乙烯系单体/阳离子性单体的固体成分重量比率为公知的80/20~20/80范围。
<表面施胶剂的阳离子性化程度与平均粒径及纸质的测定方法>
(1)阳离子化程度:使用Mutech Particle Charge Dtector 30,以1/1000规定比例的聚酸钠(PVSK)滴定,流动电流为零的点作为终点。
(2)平均粒径:使用Zetasizer 300Hsa(Malvem)动态光散射法测量。
(3)点滴吸水度:以Japan TAPPI No.33(吸收性纸张的吸水速度试验方法)为基准,滴水量以1μl测量。点滴吸水度为抗吸水性的指针。
<新闻用纸的制造>
实施例1
在有机溶剂中,成分(a-1)与成分(b-1)以80∶20的固体成分重量含有比进行共聚,再以与成分(b-1)等摩尔量的成分(d-1)以进行季化。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。对于淀粉,此表面施胶剂以为其20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.50g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
实施例2
在有机溶剂中,成分(a-1)与成分(b-1)以80∶20的固体成分重量含量比进行共聚。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.50g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
实施例3
成分(a-1)与成分(b-1)与成分(c-1)以60∶30∶10的固体成分重量含量比进行共聚。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.49g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
实施例4
成分(a-1)与成分(b-1)与成分(c-1)以60∶30∶10的固体成分重量含量比进行共聚,再添加与成分(b-1)等摩尔量的成分(d-1)以进行季化。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.48g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
实施例5
成分(a-1)与成分(b-1)与成分(c-1)以60∶30∶10的固体成分重量含量比进行共聚,再添加与成分(b-1)等摩尔量的成分(d-1)以进行季化。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸B上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.48g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例1
成分(a-1)与成分(b-1)的固体成分重量比率为95∶5进行共聚。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.55g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例2
成分(a-1)与成分(b-1)与成分(c-2)的固体成分重量比率为85∶5∶10进行共聚。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.50g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例3
于水介质中,成分(a-1)与成分(b-1)以80∶20的固体成分重量含量比进行乳液聚合(emulsion polymerization)。再以与成分(b-1)等摩尔量的成分(d-1)进行季化以获得水分散状态(emulsion)的表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.52g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例4
于水介质中,成分(a-1)与成分(b-1)以80∶20的固体成分重量含量比进行乳液聚合(emulsion polymerization),以获得水分散状态(emulsion)的表面施胶剂。。此表面施胶剂以对淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.48g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例5
于水介质中,成分(a-1)与成分(b-2)以80∶20的固体成分重量含量比进行乳液聚合(emulsion polymerization),以获得水分散状态(emulsion)的表面施胶剂。。此表面施胶剂以对淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.49g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例6
使用在酸性新闻用纸中一般的阴离子苯乙烯系表面施胶剂KN-520(HARIMA株式会社制)作为表面施胶剂,此表面施胶剂以对淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸A上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.48g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
比较例7
成分(a-1)与成分(b-1)与成分(c-1)以60∶30∶10的固体成分重量含量比进行共聚,再添加与成分(b-1)等摩尔量的成分(d-1)以进行季化。接着,将有机溶剂蒸馏除去以获得表面施胶剂。此表面施胶剂以为淀粉20%的比例,在浓度6.0%的羟乙基化淀粉(Etylex-2025,Staley制)中混合以调制成表面处理剂。所获得的表面处理剂在新闻印刷用原纸C上以框式辊涂机涂布(涂布速度:1200m/分,两面涂布)。涂布量为两面0.49g/m2。再以硬辊压光处理,以获得胶印新闻用纸。其结果如表1所示。
表面施胶剂制造条件 | 表面施胶剂 | 原纸 | 表面处理剂涂布量 | 点滴吸水度 | |||||
成分(a) | 成分(b) | 成分(c) | 成分(d) | 阳离子化度 | 平均粒子径 | ||||
meq/g | nm | g/m2 | 秒 | ||||||
实施例1 | 80 | 20 | 与(b)等摩尔量 | 1.3 | 46 | 原纸A | 0.50 | 30 | |
实施例2 | 80 | 20 | 1.3 | 43 | 原纸A | 0.50 | 35 | ||
实施例3 | 60 | 30 | 10 | 1.5 | 33 | 原纸A | 0.49 | 60 | |
实施例4 | 60 | 30 | 10 | 与(b)等摩尔量 | 1.7 | 32 | 原纸A | 0.48 | 103 |
实施例5 | 60 | 30 | 10 | 与(b)等摩尔量 | 1.7 | 32 | 原纸B | 0.48 | 95 |
比较例1 | 95 | 5 | 0.5 | 130 | 原纸A | 0.55 | 11 | ||
比较例2 | 85 | 5 | 10 | 0.5 | 152 | 原纸A | 0.50 | 10 | |
比较例3 | 80 | 20 | 与(b)等摩尔量 | 1.1 | 184 | 原纸A | 0.52 | 9 | |
比较例4 | 80 | 20 | 1.0 | 175 | 原纸A | 0.48 | 9 | ||
比较例5 | 80 | 20 | 1.0 | 173 | 原纸A | 0.49 | 7 | ||
比较例6 | -1.2 | 20 | 原纸A | 0.48 | 9 | ||||
比较例7 | 60 | 30 | 10 | 与(b)等摩尔量 | 1.7 | 32 | 原纸C | 0.49 | 15 |
表1
产业上利用的可能性
因本发明的新闻印刷用纸优异的抗吸水性,可抑制胶印时因吸收湿润水分而导致的纤维膨胀或延伸,可以获得无颜色位移、鲜明的印刷面。
Claims (5)
1.一种胶印新闻用纸,其特征在于新闻印刷用原纸上涂布上如下成分(A)、成分(B)为主成分的表面处理剂,并经干燥、压光(calebdar)处理而得;
成分(A):淀粉类、聚乙烯醇类、聚丙烯酰胺类、纤维素衍生物中选出的至少一种或以上的水溶性高分子物质;
成分(B):将以下成分(a)、成分(b)共聚所得的共聚物;或成分(a)、成分(b)、成分(c)共聚所得的共聚物;或以成分(d)季化这些共聚物中作为成分(b)之含叔胺基的乙烯基单体共聚物产生的共聚物作为水溶性的表面施胶(size)剂;
成分(a):苯乙烯系单体苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中选出的至少一种或以上的苯乙烯系单体;
成分(b):阳离子性单体
含有伯胺基、仲胺基、叔胺基、季铵基中任一的乙烯基单体,
成分(c):其它疏水性单体
为可共聚单体的甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类中选出的至少一种疏水性单体;
成分(d):季铵化剂
环氧氯丙烷、氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物(oxide)、环氧化合物、有机卤化物中选出的至少一种季铵化剂。
2.权利要求1所述的胶印新闻用纸,其特征在于,水溶性表面施胶剂的阳离子化程度为1.3~3.0meq/g。
3.权利要求1或2所述的胶印新闻用纸,其特征在于,水溶性表面施胶剂的平均粒径以动态光散射法测量为40nm以下。
4.权利要求1~3任一项所述的胶印新闻用纸,其特征在于,新闻用纸原纸在抄造纸时,绝对干燥纸浆的硫酸铝添加率低于3.0重量%(Al2O3□14H2O为50重量%)。
5.权利要求1~4任一项所述的胶印新闻用纸,其特征在于,新闻原纸为中性抄纸抄造而成。
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