JP2000248491A - 印刷用耐水紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高度な耐水性を有し、耐ブロッキング性に優
れ、印刷適性、印刷加工適性を有するものであり、かつ
離解性のある印刷用耐水紙を提供する。 【解決手段】コア／シェル構造を有するアクリル系ポリ
マーエマルジョンを塗工してなる塗工層を有することを
特徴とする印刷用耐水紙。好ましくはコア／シェル構造
を有するアクリル系ポリマーエマルジョンが、コア部に
アクリル酸エステルモノマーを主成分とし、シェル部に
スチレンモノマーを含有するコポリマーであり、また、
０〜３０℃のガラス転移点を有することを特徴とする。
さらに、好ましくは塗工層が、水との接触角として８０
〜９０°である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用耐水紙に関
するものであり、さらに詳しくは、高度な耐水性を有
し、耐ブロッキング性に優れ、印刷適性、印刷加工適性
を有するものであり、かつ離解性のある印刷用耐水紙に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙に高度な耐水性を付与するため
には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの耐水性、防
湿性の優れた熱可塑性樹脂を積層加工する、いわゆるラ
ミネート加工を行う方法が一般的であった。しかしなが
ら、環境保護の観点からリサイクル性の高い紙が要望さ
れているなか、ラミネート加工紙の離解性は極めて不良
であり、再生原料としての回収は困難である。また、こ
のような熱可塑性樹脂からなるラミネート層は、非吸収
性の材料のために印刷用インクの受理性が悪く、十分な
印刷適性を付与するためには、新たに印刷受理層を設け
るなどの工夫が必要である。

【０００３】一方、ラミネート加工を行わずに耐水性を
付与する方法として、ワックスに合成高分子をブレンド
した塗工層を有する塗工紙（例えば、特公平３−５８０
００号公報においては、合成ゴム系ラテックスとワック
ス系エマルジョンから構成されている塗工層を積層した
シート状物が開示されている。）が数多く開示されてい
る。

【０００４】このような塗工紙における、ワックス系エ
マルジョンをブレンドした塗工層は、耐水性や防湿性を
付与する効果が高いことは知られているが、塗工紙の離
解性は依然として不十分であり、使用済みの紙を再生原
料として利用することは困難である。さらに、ワックス
は塗工層表面にマイグレートし易く、塗工層表面の印刷
インクとの接着性が低下することから、高度な印刷適性
を必要とする用途には向かない。

【０００５】これに対して、アクリル系エマルジョンを
塗工することにより耐水性を付与した易離解紙について
も開示されている。例えば、特開平５−２５７９６号公
報では、ライナの表面にスチレン・アクリル共重合物を
主体とするコート材により、表面処理が施されてなる易
離解性・防湿・防水性紙が開示されている。同公報で
は、段ボールシートへの防湿・防水性の付与を目的とし
ていることから、防水性の程度は比較的低く、さらに印
刷適性については考慮されていない。

【０００６】また、特開平９−１１１６９３号公報にお
いては、ガラス転移温度が１０〜２８℃のアクリル系樹
脂のエマルジョン塗工液を塗工し、加熱乾燥して得られ
るもので、耐ブロッキング性が良好で、再生可能な耐水
耐油紙が記載されている。この耐水耐油紙は、易離解性
であり、高度な耐水性を有するものの、バリア性を向上
し、高い耐水性を得るために、ガラス転移点は比較的低
いポリマーを使用している。従って、加湿下や高温、巻
き取り径の大きくなった場合のようなブロッキングの生
じやすい条件でこのようなポリマーを使用した場合、ブ
ロッキングを生じる可能性が高い。

【０００７】このように、通常のアクリル系エマルジョ
ンを用いた場合、耐ブロッキング性を重視して、ガラス
転移点の高いエマルジョンを選択すると、十分な膜形成
が不可能となり、高度な耐水性を得ることができない。
反対に、耐水性を重視し、ガラス転移点の低いエマルジ
ョンを選択すると、膜自体が柔軟となり、膜同士あるい
は他媒体とのブロッキングが生じやすくなり、本発明の
目指す高度な耐水性と耐ブロッキング性のバランスを得
ることは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決することを目的とするものであり、高度な耐水
性を有し、耐ブロッキング性に優れ、印刷適性、印刷加
工適性を有するものであり、かつ離解性のある印刷用耐
水紙を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、鋭意検討した結果、以下の発明によりこれらの問題
点を解決できることを見いだした。

【００１０】即ち、本発明の印刷用耐水紙は、コア／シ
ェル構造を有するアクリル系ポリマーエマルジョンを塗
工してなる塗工層を有することを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、本発明において、コア／シェル構造
を有するアクリル系ポリマーエマルジョンは、コア部に
アクリル酸エステルモノマーを主成分とし、シェル部に
スチレンモノマーを含有するコポリマーであることが好
ましい。

【００１２】また、本発明において、好ましくはコア／
シェル構造を有するアクリル系ポリマーエマルジョン
は、０〜３０℃のガラス転移点を有することを特徴とす
る。

【００１３】さらに、本発明の印刷用耐水紙における塗
工層は、該塗工層の水との接触角が８０〜９０°である
ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の印刷用耐水紙につ
いて詳細に説明する。

【００１５】本発明において、使用することのできるア
クリル系ポリマーエマルジョンは、防水性、耐ブロッキ
ング性の特徴を有するものである。具体的には、各種ア
クリル酸エステルと各種モノマーを共重合したアクリル
酸エステルコポリマーである。アクリル酸エステルコポ
リマーは各種モノマーとの組み合わせにより、被膜を硬
くも柔らかくも調整が可能である。しかしながら、均一
成分のアクリル系ポリマーエマルジョンを塗工した場
合、本発明が目指す、高度な耐水性と耐ブロッキング性
のバランスを得ることは困難であった。

【００１６】一方、コア／シェル構造を有するアクリル
系ポリマーエマルジョンとは、エマルジョン粒子の中心
部分（コア部）と外殻部分（シェル部）が異なったポリ
マーで形成されたエマルジョンである。このようなエマ
ルジョンは、ある種のポリマーをシードとし、それとは
性質の異なるモノマーを添加して重合を行うシード乳化
重合法によって調整される。この種のエマルジョンは、
均一構造のエマルジョンでは得られない特性の付与が可
能である。

【００１７】具体的には、コア部が軟質成分、シェル部
が硬質成分で形成されたコア／シェルエマルジョンは、
硬質成分のみからなるエマルジョン、軟質成分のみから
なるエマルジョン、あるいは同一成分比の共重合エマル
ジョンやブレンドポリマーと異なり、例えば、強靭性を
比較すれば、引っ張り強さが高く、かつ破断伸び率の大
きく、温度の影響を受けにくいという特徴を有するとい
った優れた特性を有することが可能である。

【００１８】本発明者らが、鋭意検討した結果、このよ
うなコア／シェル構造を有する各種アクリル酸エステル
コポリマーからなるポリマーエマルジョンを基紙に塗工
することで、本発明の目的とする、高度な耐水性と耐ブ
ロッキング性のバランスを得ることが可能となった。

【００１９】また、柔軟なコア成分が流動性を付与する
ため、膜形成が容易となり、高い耐水性が得られる。一
方、硬質成分が膜に均一に配置することによって、係る
膜がそれ自身あるいは他の媒体とブロッキングすること
を防止することが可能である。

【００２０】このようなコア／シェル構造を有するアク
リル系ポリマーエマルジョンにおいて、硬質成分を成す
単量体としては、メタクリル酸メチル、スチレン、アク
リロニトリル、酢酸ビニル、メタクリル酸、マレイン
酸、アクリル酸などが適当である。ガラス転移温度が比
較的低く軟質成分を成す単量体としては、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチル、アク
リル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、エ
チレン、塩化ビニリデンなどが適当である。

【００２１】本発明において、コア／シェル構造を有す
るアクリル系ポリマーエマルジョンは、コア部にアクリ
ル酸エステルモノマーを主成分とし、シェル部にスチレ
ンモノマーを含有することを特徴とするコポリマーを用
いることが好ましい。シェル部にスチレンモノマーを含
有することを特徴とするコポリマーを用いることで、巻
きとりのブロッキングを効果的に抑制することが可能で
ある。

【００２２】また、本発明において、コア／シェル構造
を有するアクリル系ポリマーエマルジョンのガラス転移
点は０〜３０℃の範囲であることが好ましい。ここで、
ガラス転移点が０℃以下の場合、耐水性は十分である
が、ブロッキングが発生し易くなる。また、ガラス転移
点が３０℃以上の場合、皮膜が硬くなり易く、ブロッキ
ングは発生し難いが、耐水性が不十分となる可能性があ
る。尚、本発明における、コア／シェル構造のエマルジ
ョンのガラス転移点（Ｔｇ）とは、コア部とシェル部の
平均Ｔｇとする。

【００２３】続いて、本発明に用いられる紙基材として
は、特に限定されるものではないが、セルロースパルプ
を原料として、公知の湿式抄紙機において抄紙されて得
られる紙シートであり、広葉樹、針葉樹などの晒クラフ
トパルプ、ＧＰ、ＲＧＰ、ＴＭＰなどの機械パルプ、バ
ガス、ケナフなどの非木材パルプを原料として用い、公
知の長網多筒型抄紙機、オントップワイヤー型抄紙機、
ハイブリッド型抄紙機、長網ヤンキー型抄紙機、丸網抄
紙機などで抄紙される、上質紙、中質紙、クラフト紙な
どの、酸性紙、中性紙、アルカリ性紙を含むものであ
る。原紙中には、用途にあわせ紙力増強剤、サイズ剤、
填料、歩留まり向上剤などの抄紙補助薬品が含まれる。
また、Ａ１、Ａ２、Ａ３などの顔料を塗工したコート紙
を原紙として使用してもよい。

【００２４】塗工層を塗工するための塗工装置として
は、特に限定されるものではないが、エアナイフコータ
ー、バーコーター、ロールコーター、ブレードコータ
ー、フィルムトランスファー型コーター、ゲートロール
コーターなどから任意に選択することができる。

【００２５】また、本発明において、コア／シェル構造
を有するアクリル系ポリマーエマルジョンを塗工してな
る塗工層を有する印刷用耐水紙において、塗工層の水と
の接触角は８０〜９０°であることが好ましい。ここ
で、接触角が８０°以下の場合、高度な耐水性が得られ
ず、また、９０°以上の場合、印刷インクとの馴染みが
不良となり良好な印刷物を得ることが困難となる。

【００２６】

【実施例】以下に本発明に係る、印刷用耐水紙を実施例
を以て、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施
例により限定されるものではない。尚、実施例において
用いた評価方法について以下に記載する。

【００２７】＜耐水性＞印刷用耐水紙試験片に純水５ｃ
ｃを滴下し、２４時間放置後、試験片の状態を以下の基
準により判定した。△以上であることが実用上望まし
い。 ◎ 水の浸透が無く、耐水紙の形態も全く変化していな
い。 ○ 水の浸透が若干あるが、耐水紙の形態は変化しな
い。 × 水が浸透し、耐水紙は変形する。

【００２８】＜耐ブロッキング性＞５ｃｍ四方に断裁し
た印刷用耐水紙を、２枚で塗工面同士を重ね合わせて接
触させる、あるいは印刷用耐水紙とＡ３コート紙を重ね
合わせて接触させ、各々４００ｋｇ/ｃｍ²で30分間荷重
をかけた後の紙の接着状態を以下の基準により判定し
た。実用上、△以上であることが実用上望ましい。 ◎ 圧着面は容易にはがれる。 ○ 圧着面がはがれるとき、耐水紙あるいはＡ３コート
紙の表面が荒れる。 × 圧着面がはがれず、耐水紙あるいはＡ３コート紙が
破壊する。

【００２９】＜離解性＞１ｃｍ四方に切った耐水紙を水
に２％となる量を加えて、ＪＩＳ Ｐ ８２０９（１９
７６）パルプ試験用手抄き紙調製方法に示されている標
準離解機（Ｔａｐｐｉ標準離解機)を用いて１５分間撹
拌後、内容物を取り出し、このスラリーを用いて手抄き
紙を作成し、得られたシートを１０５℃のシリンダード
ライヤーにて乾燥後、目視で乾燥シート中の未離解物の
有無を調べて、以下の基準で離解性の評価を行った。 ○ シート中に未離解物が含まれない。 × シート中に未離解物が含まれている。

【００３０】実施例１ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、ガラス転移点（Ｔｇ）が
１５℃であり、コアシェル構造を有し、シェル部にスチ
レンモノマーを含むアクリル系ポリマーエマルジョン
（平成テクノ（株）製：ＨＴ−２１８）をエアーナイフ
コーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥
後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００３１】実施例２ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが０℃であり、コア
シェル構造を有し、シェル部にスチレンモノマーを含む
アクリル系ポリマーエマルジョン（ジョンソンポリマー
（株）製：ジョンクリル−７１１）をエアーナイフコー
ターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥後、
カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００３２】実施例３ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが−１０℃であり、
コアシェル構造を有し、シェル部にスチレンモノマーを
含むアクリル系ポリマーエマルジョン（ジョンソンポリ
マー（株）製：ジョンクリル−７１００）をエアーナイ
フコーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾
燥後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００３３】実施例４ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが５６℃であり、コ
アシェル構造を有し、シェル部にスチレンモノマーを含
むアクリル系ポリマーエマルジョン（ジョンソンポリマ
ー（株）製：ジョンクリル−３５２）をエアーナイフコ
ーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥
後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００３４】実施例５ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが１５℃であり、コ
アシェル構造を有し、シェル部にスチレンモノマーを含
まないアクリル系ポリマーエマルジョン（ジョンソンポ
リマー（株）製：ジョンクリル−７４１）をエアーナイ
フコーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾
燥後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００３５】比較例１ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが１５℃であり、ワ
ックスを添加したアクリル系エマルジョンをエアーナイ
フコーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾
燥後、カレンダーを通し印刷用耐水紙を得た。

【００３６】比較例２ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが１５℃であり、ア
ニオン性界面活性剤乳化重合アクリル系エマルジョン
（平成テクノ（株）製：ＨＴ−１０２）をエアーナイフ
コーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥
後、カレンダーを通し印刷用耐水紙を得た。

【００３７】比較例３ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、Ｔｇが１５℃であり、保
護コロイドを使用したアクリル系エマルジョン（平成テ
クノ（株）製：ＨＴ−１４１）をエアーナイフコーター
にて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥後、カレ
ンダーを通し印刷用耐水紙を得た。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例１〜５と比較例１の結果より明らか
なように、ワックスを含まないアクリル系エマルジョン
を塗工して得られた印刷用耐水紙は、ワックス含有アク
リル系エマルジョンを塗工して得られた印刷用耐水紙よ
り離解性が良好であり、使用後も古紙として再生使用が
可能である。

【００４０】実施例１と比較例２、３の結果より、コア
／シェル構造を有するアクリル系ポリマーエマルジョン
を用いることで、高い耐水性と耐ブロッキング性、およ
び印刷適性を有することが明らかである。比較例２、３
のように、均一構造のエマルジョンを塗工して得られた
印刷用耐水紙は、皮膜が柔らかく耐ブロッキング性が不
良となる、あるいは、皮膜が硬く耐水性が不良となり、
耐ブロッキング性と耐水性のバランスを取ることが困難
である。

【００４１】実施例１〜５の結果より、コア／シェル構
造のアクリル系ポリマーエマルジョンを使用した場合、
耐水性と耐ブロッキング性のバランスはとり易いもの
の、高度な耐ブロッキング性が求められる場合、シェル
部のポリマーを構成するモノマーとして、スチレンを用
いることが好ましい。また、高度な耐水性と印刷適性が
求められる場合、コア／シェル構造のアクリル系ポリマ
ーエマルジョンのガラス転移点は、好ましくは０〜３０
℃の範囲である。

【００４２】次に接触角の測定方法について、以下に記
載する。

【００４３】接触角は、自動接触角計ＣＡ−Ｚ(協和界
面化学株式会社製)を用いて、水滴を印刷用耐水紙に落
下させた直後の接触角の測定を行った。

【００４４】印刷試験評価は、ＲＩ−Ｉ型印刷試験機
（株式会社明製作所製）を用い、ＧＥＯＳ−Ｇ（大日本
インキ化学工業株式会社製）を0.3cc使用し、回転数３
０ｒｐｍにて印刷を行った後、印刷面をＭａｃｂｅｔｈ
反射濃度計（ＲＤ９１８）にて印刷濃度の測定を行っ
た。

【００４５】実施例６ 坪量６４ｇ/ｍ²の上質紙（三菱製紙（株）製：金菱）を
原紙として、Ｔｇが１６℃であり、コアシェル構造を有
し、シェル部にスチレンモノマーを含むアクリル系ポリ
マーエマルジョン（ジョンソンポリマー（株）製：ジョ
ンクリル−８４０）を固形分として６０部、これに、Ｔ
ｇが６℃であり、コアシェル構造を有し、シェル部にス
チレンモノマーを含むアクリル系ポリマーエマルジョン
（ジョンソンポリマー（株）製：ＳＣＸ−２６６０）を
固形分として４０部加えてなる塗工液を、エアーナイフ
コーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾燥
後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００４６】実施例７ 坪量６４ｇ/ｍ²の塗工紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、アクリル系ポリマーエマ
ルジョン（ジョンソンポリマー（株）製：ジョンクリル
−８４０）４０部、（ジョンソンポリマー（株）製：Ｓ
ＣＸ−２６６０）を固形分として６０部加えてなる塗工
液を、エアーナイフコーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面
に塗工し、熱風乾燥後、カレンダー処理を行い印刷用耐
水紙を得た。

【００４７】比較例４ 坪量６４ｇ/ｍ²の上質紙（三菱製紙（株）製：金菱）を
原紙として、アクリル系エマルジョン（ジョンソンポリ
マー（株）製：ジョンクリル−８４０）を、エアーナイ
フコーターにて片面約５ｇ/ｍ²を両面に塗工し、熱風乾
燥後、カレンダー処理を行い印刷用耐水紙を得た。

【００４８】比較例５ 坪量６４ｇ/ｍ²の上質紙（三菱製紙（株）製：ニューパ
ールコートＬ）を原紙として、アクリル系エマルジョン
（ジョンソンポリマー（株）製：ＳＣＸ−２６６０）
を、エアーナイフコーターにて片面約７ｇ/ｍ²を両面に
塗工し、熱風乾燥後、カレンダー処理を行い印刷用耐水
紙を得た。

【００４９】

【表２】

【００５０】実施例６、７と比較例４、５の結果より、
高度な印刷適性を有する印刷用耐水紙は、塗工層の水と
の接触角が８０〜９０°であることが好適であることが
明らかである。

【００５１】

【発明の効果】本発明の印刷用耐水紙は、高い耐水性と
耐ブロッキング性を同時に備えた印刷用耐水紙であり、
印刷適性を有し、離解性もあることから、環境負荷軽減
資材として、包装紙、伝票、屋外用ポスターなどに利用
可能な極めて有益なものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア／シェル構造を有するアクリル系ポ
   リマーエマルジョンを塗工してなる塗工層を有すること
   を特徴とする印刷用耐水紙。
2. 【請求項２】 コア／シェル構造を有するアクリル系ポ
   リマーエマルジョンが、コア部にアクリル酸エステルモ
   ノマーを主成分とし、シェル部にスチレンモノマーを含
   有するコポリマーであることを特徴とする請求項１記載
   の印刷用耐水紙。
3. 【請求項３】 コア／シェル構造を有するアクリル系ポ
   リマーエマルジョンが、０〜３０℃のガラス転移点を有
   することを特徴とする請求項１または２に記載の印刷用
   耐水紙。
4. 【請求項４】 塗工層が、水との接触角として８０〜９
   ０°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   項記載の印刷用耐水紙。