JP2002302891A

JP2002302891A - 印刷用塗工紙

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Publication number: JP2002302891A
Application number: JP2001137921A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Kai; 秀彦甲斐; Takehide Kasahara; 健秀笠原; Yoichi Yamazaki; 洋一山崎; Hiroichi Morii; 博一森井
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】印刷用塗工紙に関し、嵩高でありながら強度
及び柔軟性に優れる印刷時での断紙が発生しにくい印刷
用塗工紙を提供する。【解決手段】原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層
を有する印刷用塗工紙において、嵩高パルプを含有する
ことを特徴とする印刷用塗工紙。嵩高パルプはマーセル
化パルプを水酸基を有しセルロースと親和性の高い水溶
解した多価アルコールで処理してセルロース分子と水素
結合をさせた結果、紙力の低下を抑えまた繊維をより膨
潤化するため柔軟性を増加させる効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷用塗工紙に関
し、嵩高（低密度）でありながら柔軟性に優れる印刷用
塗工紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷物のビジュアル化やカラー化
が進み、印刷用紙の高品質化の要求が高まっている。一
方で、輸送および郵送コストの削減などのため、印刷物
の軽量化に対する要求も高い。従来、これらの二つの要
望は相反するものであり、高品質印刷塗工紙は原紙坪量
および塗工量が多く、また表面処理による平滑化などに
より、同一坪量で比較して密度の高いものであった。印
刷物の軽量化には低坪量の用紙を選択することが可能で
あるが、密度が同等であれば軽量化に伴い紙厚も低くな
り、冊子のボリューム感を損なうため好まれない。この
ため嵩高な、すなわち同一坪量で比較して紙厚の高いも
しくは同一紙厚で比較して坪量の低く、かつ高級印刷用
途としての塗工紙の要求を満たす高品質な塗工紙が求め
られている。

【０００３】また近年、ムックやポケットガイドと呼ば
れる、版型が小さく携帯に便利な情報誌が好まれる傾向
にある。これらの用紙に要求される特性としては柔軟性
が重要である。剛直な用紙を使用した場合、冊子の版型
が小さくなるほどページをめくる際にページが立ち易く
なり、例えば外出先などで、冊子を片手で開いて読むに
は非常に不便であった。用紙の柔軟性の指標としては、
クラークこわさ等が用いられるが、こわさは紙厚の３乗
に比例して高くなるため、嵩高化により同一坪量で紙厚
が高くなる場合剛度はそれに伴い高くなることから、用
紙の柔軟性と嵩高を両立させることは極めて困難である
と考えられてきた。

【０００４】嵩高化のための手法としては、嵩高なパル
プおよび嵩高な填料の使用による塗工紙用原紙の嵩高
化、および塗工液組成物塗工量減少、および得られる塗
工紙の表面処理の緩和等が考えられる。

【０００５】製紙用パルプとしては、化学薬品により繊
維中のリグニンを抽出した化学パルプと、化学薬品を使
用せずグラインダーで木材を磨り潰した砕木パルプやリ
ファイナーで木材を解繊したサーモメカニカルパルプ等
の機械パルプに大別される。一般的には、化学パルプと
比較して機械パルプの方が繊維が剛直で低密度化には効
果的である。しかしこれらの機械パルプは上質紙への配
合は品質上問題があり、また中質紙においても、結束繊
維等による紙ムケ等印刷欠陥を生じ易いためその配合量
には限界がある。また、近年の環境保護気運の高まりや
資源保護の必要性から、古紙パルプが配合されることが
多くなっている。しかし古紙パルプは一般的に、上質
紙、新聞紙、雑誌、塗工紙等が混合されてパルプ化され
ることが多いため、バージン（紙に抄かれていない未使
用の）機械パルプと比較して密度が高い。以上のよう
に、上述のパルプを配合したのみでは嵩高化と剛度が高
くなるため、用紙に十分な柔軟性を付与することは不可
能であった。

【０００６】また、塗工紙用原紙の嵩高化として嵩高な
填料の使用が考えられる。例えば特開平５−３３９８９
８号公報には中空の合成有機物カプセルを配合すること
により低密度化する手法が開示されている。しかしなが
らこのような合成有機物は紙力を低下させるため、印刷
時の紙ムケや断紙などの問題がある上、十分な嵩高効果
を得るには高配合する必要があるため、製造原価が高く
なる等の問題もあった。特開昭５２−７４００１号公報
には、シラスバルーンを用いる方法が提案されている。
しかしこれは、製紙用パルプとの混合性が悪く、また、
それを配合した用紙も印刷むらが発生するなどの問題が
あった。また、以上の手法を用いても、用紙に柔軟性を
付与することは不可能であった。

【０００７】塗工紙の塗工層は一般的に原紙に比較して
密度が高い。このため、塗工層を設けない印刷用紙と比
較して塗工紙の密度は高い。塗工紙の嵩高化のために
は、塗工組成物の塗工量を少なくする事によっても達成
される。これは、塗工紙全体に占める塗工層の比率が小
さくなるためである。しかし、塗工層を少なくする事は
同時に、塗工層による原紙の被覆性を低下させるため、
白紙光沢度、平滑性、印刷光沢度などの印刷品質を低下
せしめるため、目標とする品質を維持しながら塗工量を
減少させることには限界があった。

【０００８】塗工紙の印刷品質、特にインクの着肉濃度
や画線部の光沢度（以下、印刷光沢度という）を向上す
るためには、塗工紙の平滑性を高める事が有効な手段の
一つである。このため、光沢紙やダル調と呼ばれる艶消
し塗工紙と光沢紙の中間的な白紙光沢度を有する塗工紙
では、スーパーカレンダーやソフトニップカレンダー等
の表面平滑化処理を施すことが一般的である。しかし、
これらの処理は用紙を加圧して表面の平滑性を高めるも
のであるため、同時に用紙の紙厚が低くなり、目標とす
る印刷品質を得るには十分な嵩高化が達成できない場合
があった。

【０００９】以上のように、従来の技術単独もしくは組
み合わせだけでは、嵩高（低密度）でありながら柔軟性
に優れる印刷用塗工紙を得ることは困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この様な状況に鑑み
て、本発明の課題は、嵩高でありながら柔軟性及び強度
に優れ、印刷時に断紙が発生しにくい印刷用塗工紙を提
供することにある。

【００１１】

【発明を解決するための手段】本発明者らは、上記の如
き困難な状況において鋭意検討を重ねた結果、原紙上
に、顔料と接着剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工
紙において、原紙中にマーセル化パルプを多価アルコー
ルで処理するパルプを含有することにより、嵩高であ
り、かつ柔軟性及び強度に優れ、また印刷時での断紙が
発生しにくく、印刷適性も良好な印刷用塗工紙が得られ
ることを見出した。

【００１２】一般にマーセル化パルプは、繊維表面が疎
水化されておりシート化しても紙力が非常に弱いという
問題があるが、このマーセル化パルプを水懸濁状態で多
価アルコールで処理した修飾パルプを用いることで、紙
力低下が少なく、嵩高で柔軟性のあることを見出した。
本発明の作用は、必ずしも明確ではないが以下のように
考えている。マーセル化パルプは、脱リグニンした化学
パルプを高濃度のアルカリ溶液中で処理することで得ら
れる。これにより、糊効果によりシート強度を発現する
低分子量のヘミセルロースが溶出すること、及びセルロ
ースの結晶構造がセルロースＩかセルロースＩＩに変化
し、このため単繊維強度が低下する。以上の理由からマ
ーセル化パルプは、ある程度のシートの嵩高性は得られ
るがシート強度の低下幅が大きい。これに対して水懸濁
液中で充分に膨潤したマーセル化パルプに水酸基を有し
セルロースと親和性の高い水溶解した多価アルコールを
添加することにより繊維表面はもとより繊維壁内部まで
多価アルコールが浸透する。このため、マーセル化パル
プと同様の形態であるが更に膨潤して繊維全体が膨らん
だ状態で固定化される。このことより嵩高化が促進さ
れ、また繊維表面は、セルロース分子と親水性の多価ア
ルコールが水素結合あるいは吸着した状態で存在してい
る。このため繊維表面が隣接する繊維と水素結合あるい
は吸着しやすい状態になっているため、マーセル化パル
プに比べ、紙力の低下幅が少ないと考えられる。また、
繊維がより膨潤化することにより、繊維そのもののは、
このような化学処理する前に比べて強度が低く、柔らか
くなっているため、柔軟性も有すると思われる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、使用するマーセ
ル化パルプは、化学的に脱リグニンされたパルプをアル
カリ水溶液に浸漬する方法や噴霧等によりアルカリ水溶
液を含浸させる方法等で得たものである。アルカリ水溶
液としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の苛
性アルカリ及び炭酸塩等の水溶液アルカリを使用するこ
とが好ましい。マーセル化パルプは、繊維の角質化によ
る膨潤性低下を防ぐため、乾燥処理を行わないことが好
ましい。マーセル化が進行するとセルロースに著しい膨
潤が起こり、セルロースの結晶構造がセルロースＩから
より安定な結晶ＩＩに変化する。本発明のマーセル化パ
ルプは、セルロースＩＩ含有量が５０重量％〜１００重
量％が好ましく、より好ましくは７５重量％〜１００重
量％である。セルロース含有量は、Ｘ線回折法を用いて
次式で算出されるものである。

【００１４】セルロース含有率ＩＩ（％）＝（Ｉ−
Ｉ_Ｉ）／（Ｉ_ＩＩ−Ｉ_Ｉ）×１００Ｉ_Ｉ、Ｉ_ＩＩはそれぞれのパルプ（セルロースＩ含有率
１００％）と完全マーセル化したパルプ（セルロースＩ
Ｉ含有率１００％）の２θ＝１９．８°におけるバック
グランドの強度を差し引いた結晶性干渉強度、Ｉは測定
しようとするパルプの２θ＝１９．８における結晶性干
渉強度である。水酸化ナトリウムの場合、セルロースＩ
Ｉの含有量が５０〜１００％に達するのに必要なアルカ
リ水溶液の濃度は９重量％以上であり、好ましくは１２
〜２０重量％である。

【００１５】マーセル化パルプに使用する原料パルプと
しては、広葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＬＢＫＰ）、
針葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＮＢＫＰ）、古紙パル
プ及びケナフ等の非木材のパルプ等の繊維間の接着剤の
役目を担うリグニンを取り除いた化学パルプが好まし
い。尚、メカニカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、
リファイナーグランドパルプであってもリグニン含有率
が低いものであれば使用することができる。

【００１６】本発明においてマーセル化パルプを処理す
るために使用する多価アルコールは、水に溶解なものが
好ましく、例えば、エチレングリコール、ジレチレング
リコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ジブチレングリコール等の
２価アルコール、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタ
エリスリトール、ジペンタエリスチトール、アラビトー
ル、ソルビトール、グルコース、蔗糖等の３価以上の多
価アルコールが単独あるいは２種以上混合して使用する
ことができる。

【００１７】多価アルコールは、マーセル化処理したパ
ルプを乾燥させずにウェットな状態の縣濁水溶液中に、
液状あるいは粉末として添加し、溶解することによりマ
ーセル化パルプを処理（修飾）する。処理温度は３０〜
１００℃、好ましくは５０〜９０℃に加温して行うこと
が好ましい。これにより、充分に膨潤したマーセル化パ
ルプの表面だけでなく、細胞壁内部にも溶解した多価ア
ルコールが浸入定着し、繊維が更に膨らんだ状態で固定
化される。

【００１８】原紙に使用するパルプは、マーセル化パル
プを多価アルコールで処理したパルプを使用以外に通常
のパルプを使用することが出来る。例えば、通常の広葉
樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、メカニ
カルパルプ、サーモメカニカルパルプ、リファイナーグ
ランドパルプ、ケナフ等の非木材パルプ、古紙パルプ等
を１種以上併用して使用することができる。本発明にお
いては、マーセル化パルプを多価アルコール処理したパ
ルプを全パルプ中の３〜５０重量％、好ましくは５〜２
０重量％でより効果が発揮される。

【００１９】また、原紙には、通常の填料を使用しても
良く、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオ
リン、クレー、タルク、水和珪酸、酸化チタン、合成樹
脂填料などの公知の填料を使用することができる。填料
を使用する場合は、パルプ重量当たり２〜３０重量％の
範囲で使用することが好ましい。原紙にはさらに必要に
応じて、硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、柔軟化
剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤などを含有
しても良い。原紙には、表面強度やサイズ性の向上の目
的で、原紙に水溶性高分子を主成分とする表面処理剤の
塗布を行っても良い。水溶性高分子としては、酸化澱
粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、
ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の、表面
処理剤として通常使用されるものを単独、あるいはこれ
らの混合物を使用することができる。また、表面処理剤
の中には、水溶性高分子の他に耐水化、表面強度向上を
目的とした紙力増強剤やサイズ性付与を目的とした外添
サイズ剤を添加することができる。表面処理剤は、２ロ
ールサイズプレスコーターや、ゲートロールコーター、
およびブレードメタリングサイズプレスコーター、およ
びロッドメタリングサイズプレスコーター、シムサイザ
ー等のフィルム転写型ロールコーター等の塗工機によっ
て塗布することができる。また、本発明に使用される印
刷用塗工紙用原紙のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性の
何れでも良い。

【００２０】本発明においては、原紙に顔料と接着剤を
有する塗工層を設ける。

【００２１】塗工層に用いる顔料として塗工紙用に従来
から用いられている、カオリン、クレー、デラミネーテ
ッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウ
ム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシ
ウム、酸化亜鉛、ケイ酸、ケイ酸塩、コロイダルシリ
カ、サチンホワイトなどの無機顔料、プラスチックピグ
メントなどの有機顔料であり、これらの顔料は必要に応
じて１種以上を適宜選択して使用することが出来る。

【００２２】本発明において使用する接着剤は、塗工紙
用に従来から用いられている、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およびポリビニルア
ルコール、無水マレイン酸共重合体、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
テル化澱粉などのエーテル化澱粉、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１種類以上を適宜選
択して使用される。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５〜２５重量部
程度の範囲で使用される。また、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が適宜使用され
る。

【００２３】原紙上に設ける塗工層は、原紙の片面ある
いは両面に、単層あるいは二層以上設ける事も可能であ
る。塗工層の塗工量は、好ましくは片面当たり２〜３０
ｇ／ｍ^２、より好ましくは３〜２０ｇ／ｍ^２である。

【００２４】塗工組成物を原紙に塗工するための方法と
しては、２ロールサイズプレスコーターや、ゲートロー
ルコーター、およびブレードメタリングサイズプレスコ
ーター、およびロッドメタリングサイズプレスコータ
ー、シムサイザー等のフィルム転写型ロールコーター
や、フラデッドニップ／ブレードコーター、ジェットフ
ァウンテン／ブレードコーター、ショートドウェルタイ
ムアプリケート式コーターの他、ブレードの替わりにグ
ルーブドロッド、プレーンロッド等を用いたロッドメタ
リングコーターや、カーテンコーター、ダイコーター等
の公知のコーターにより塗工することができる。

【００２５】また、用紙の平滑性向上、および印刷品質
向上等のため、上述の手法で得られた塗工紙を、表面処
理することができる。表面処理方法としては弾性ロール
にコットンロールを用いたスーパーカレンダーや、弾性
ロールに合成樹脂ロールを用いたソフトニップカレンダ
ー等、公知の表面処理装置を用いることができる。本発
明においては、カレンダー処理した場合、従来のものよ
り嵩高な印刷用塗工紙を得ることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げて
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何等限
定されるものではない。尚、特に断らない限り、例中の
部、および％はそれぞれ、重量部および重量％を示す。
得られた印刷用塗工紙について、以下に示すような評価
法に基づいて試験を行った。＜評価方法＞（坪量）ＪＩＳＰ８１２４（１９９８）に従っ
た。（密度）ＪＩＳＰ８１１８（１９９８）に従っ
た。（ヤング率）ＪＩＳＰ８１１３（１９９８）に従
い、引張り弾性率を測定し、この値をヤング率とした。（裂断長）ＪＩＳＰ８１１３（１９９８）に従っ
た（柔軟性）手触り、風合いを１０人のモニターにより評
価した。 ◎非常に優れる、○優れる、△やや問題あり、×問題あ
りの４段階で評価した。〈嵩高パルプの製造方法〉針葉樹晒サルファイトパルプ
（ＮＢＳＰ）を、濃度１５％の水酸化ナトリウム水溶液
に２０℃で３０分間浸漬した。液量は、パルプ１ｋｇ当
たり水酸化ナトリウム液２０ｋｇとし、処理後十分水洗
した。水洗後のパルプに濃度が５％のペンタエリスリト
ール水溶液を加え、７０℃で２時間撹拌しながら処理し
た。液量はパルプ１ｋｇ当たりペンタエリスリトール液
を２０ｋｇとした。処理後遠心脱水機にかけ嵩高パルプ
（セルロースＩＩ含有量１００％）を得た。［実施例１］製紙用パルプとして嵩高パルプ１０部、広
葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、ろ水度４１０ｍｌ）
９０部を含有する坪量６４ｇ／ｍ^２の原紙に、顔料とし
て重質炭酸カルシウムを８０部、２級カオリンを１０
部、微粒カオリンを１０部、分散剤としてポリアクリル
酸ソーダを０．０５部、バインダーとしてカルボキシ変
性スチレンブタジエンラテックスを１１部、燐酸エステ
ル化澱粉を４部を加え、さらに水を加えて６５重量％濃
度に調整した塗工液を、塗工量が片面あたり１４ｇ／ｍ
^２となるようにブレードコーターで両面塗工を行い、印
刷用塗工紙を得た。［実施例２］塗工液に含まれる顔料として、重質炭酸カ
ルシウムを８０部、微粒カオリンを２０部とした以外
は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。［実施例３］製紙用パルプとして嵩高パルプ２０部、Ｌ
ＢＫＰ（ろ水度４１０ｍｌ）を８０部とした以外は、実
施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。［比較例１］製紙用パルプとしてＬＢＫＰ（ろ水度４１
０ｍｌ）を１００部とした以外は、実施例１と同様の方
法で印刷用塗工紙を得た。［比較例２］マーセル化処理した後、エリスリトール処
理を行わなかったパルプ（ＮＳＢＰ）１０部、広葉樹晒
クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、ろ水度４１０ｍｌ）を９０
部とした以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙
を得た。［比較例３］マーセル化処理せずにエリスリトール処理
を行なったパルプ（ＮＳＢＰ）１０部、広葉樹晒クラフ
トパルプ（ＬＢＫＰ、ろ水度４１０ｍｌ）を９０部とし
た以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得
た。［比較例４］製紙用パルプとしてＬＢＫＰ（ろ水度４１
０ｍｌ）を１００部とし、填料としてホワイトカーボン
（商品名チキソレックス１７、ローディア社製）１２
部含有した以外は、実施例１と同様の方法で印刷用塗工
紙を得た。［比較例５］製紙用パルプとしてＬＢＫＰ（ろ水度４１
０ｍｌ）を１００部とし、嵩高剤（商品名ＫＢ−１１
５、花王製）を１．０部含有した以外は、実施例１と同
様の方法で印刷用塗工紙を得た。

【００２７】結果を表１に示した。

【００２８】

【表１】表１から明らかなように、嵩高で、柔軟性及び強度に優
れる印刷用塗工紙であることが明らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、嵩高（低密度）で、強度
及び柔軟性に優れる印刷用塗工紙を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎洋一東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社商品研究所内 (72)発明者森井博一東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 4L055 AA02 AA03 AC06 AC08 AC10 AG11 AG27 AG34 AG48 AG63 AG71 AG76 AG97 AH02 AH33 AH37 AJ03 AJ04 BE08 FA15 FA16 GA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原紙上に、顔料と接着剤を含有する塗工
層を有する印刷用塗工紙において、原紙中にマーセル化
パルプを多価アルコールで処理した嵩高パルプを含有す
ることを特徴とする印刷用塗工紙。