JP2004091986A - オフセット輪転印刷用塗工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、オフセット輪転印刷時の乾燥工程後に発生するひじわの発生が少なく、優れた印刷適性を備えたオフセット印刷用塗工紙を提供することにある。
【解決手段】
原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を設けた顔料塗工層上に、プラスチックピグメントを有する表面層を設けるオフセット印刷用塗工紙において、表面層に表面サイズ剤とプラスチックピグメントを含有し、表面サイズ剤およびプラスチックピグメントの総量１００重量部当たり、表面サイズ剤が５０重量部以上、９５重量部以下であることを特徴とするオフセット輪転印刷用塗工紙。

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、オフセット輪転印刷時の乾燥工程後に発生するひじわの発生が少なく、優れた印刷適性を備えたオフセット印刷用塗工紙に関するものである。
【従来の技術】
近年、印刷物に対し、写真や図案を多用し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力に伝達しようとする（以下視覚化という）強い要望がある。一方、省資源、輸送コストなどの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望がある。この二つの要望は相反するものであって、視覚化に適する高級グレードの塗工紙は原紙坪量、塗工量とも多く、高価であって、軽量、低価格の要望にそぐわない。そこで、低坪量、低塗工量のいわゆる低級グレードの塗工紙で、より上のグレードの品質を実現する技術が求められる。
塗工紙品質の重要項目のひとつに、オフセット輪転印刷の乾燥過程で発生するひじわがあげられる。オフセット輪転印刷の乾燥工程で、非画線部とインキで覆われている画線部では紙中水分の蒸発速度が異なる。非画線部は、画線部と比較して水分蒸発速度が速いため、先に収縮が始まり、画線部に流れ方向（抄紙方向）のひじわが発生する。ひじわは、坪量が低い場合、顕著に発生するため、塗工紙の軽量化の大きな障害になる。
ひじわは紙中水分の蒸発速度の差に起因しているため、印刷前の塗工紙水分を低くすることがひじわ抑制には効果がある。しかし、塗工紙水分を低くした場合ひじわは相対的に低くなるが、十分なレベルには至らない
また、特開平１１−３５０３９１号公報では、ケン化度が８５モル％以上であるポリビニルアルコールを原紙の両面に対し、乾燥重量で１〜６ｇ／ｍ^２となるように塗布、乾燥されてなる原紙を使用することにより収縮挙動を抑制させることも提案されている。しかし、ＰＶＡは粘度が高く塗工適性に劣るため、連続操業には不向きであり、耐ブリスター性に劣る場合があった。
【発明が解決しようとする課題】
このような状況に鑑みて、本発明の課題は、オフセット輪転印刷時の乾燥工程後に発生するひじわの発生が少なく、耐ブリスター性等に優れ、良好な印刷適性を備えたオフセット印刷用塗工紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題について鋭意検討した結果、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を設けた顔料塗工層上に、プラスチックピグメントを有する表面層を設けるオフセット印刷用塗工紙において、表面層に表面サイズ剤とプラスチックピグメントを含有し、表面サイズ剤およびプラスチックピグメントの総量１００重量部当たり、表面サイズ剤が５０重量部以上、９５重量部以下にすることにより、非画線部と画線部の水分蒸発速度の差が小さくなり、ひじわが少なく、耐ブリスター性等に優れ、良好な印刷適性を備えたオフセット輪転印刷用塗工紙を得ることができ、その製造方法により、前記課題が解決されることを見いだし本発明を完成した。
特に、表面サイズ剤がスチレン・アクリル系、オレフィン系、またはスチレン・マレイン酸系の共重合体の少なくともひとつを使用することにより、ひじわの抑制効果が向上し、白紙光沢度も高くなる。また、プラスチックピグメントのガラス転移温度が８０℃以上で平均粒径が１５０ｎｍ以下のものを使用することにより、白紙光沢度が高くなり、表面強度等を向上することができる。
本発明において、ひじわが抑えられるのは、以下の理由によるものである。通常、オフセット輪転印刷の乾燥工程で、非画線部とインキで覆われている画線部では紙中水分の蒸発速度が異なり、非画線部は、画線部と比較して水分蒸発速度が速いため、先に収縮が始まり、画線部に流れ方向（抄紙方向）のひじわが発生する。一般的には、画線部の水分蒸発速度が遅く、非画線部が速い。これに対して、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を設けた顔料塗工層上に、プラスチックピグメントを有する表面層を設けることにより、水分蒸発速度を通常より画線部で速く、非画線部で遅くすることができるため、ひじわを抑制することができる。
また、本発明においては、印刷前の塗工紙水分を低くすることにより、ひじわの抑制効果が向上し、光沢度発現性にも優れる。
【発明の実施の形態】
本発明においては、原紙の上に顔料と接着剤を有する顔料塗工層を設けた上に表面サイズ剤及びプラスチックピグメントを含有する表面層を設ける。
本発明においては、顔料塗工層上の表面層における表面サイズ剤およびプラスチックピグメントの総量を１００重量部とした場合、表面サイズ剤が５０重量部以上９５重量部以下、より好ましくは６０重量部以上９０重量部以下であることが重要である。表面サイズ剤が５０重量部未満の場合、ガラス転移温度が高いプラスチックピグメントの配合量が相対的に多くなり、表面層を塗工、乾燥した後に十分な皮膜を得ることができず、オフセット印刷時に紙中水分の蒸発速度をコントロールするには不十分であり、ひじわを抑制することは困難である。表面サイズ剤が９５重量部を越える場合、表面層を塗工、乾燥した後にほぼ完全に皮膜されてしまうため、ひじわは抑制されるもののオフセット印刷時に湿し水の吸水性が劣るため、ウエット着肉不良問題が発生する。
本発明において表面層に使用する表面サイズ剤は、スチレン・アクリル系、スチレン・マレイン酸系、スチレン・メタクリル酸系、オレフィン系、ウレタン系などの共重合体の表面サイズ剤を使用することができ、単独あるいは併用して使用することができる。本発明のサイズ剤は、エマルジョンタイプ、溶液タイプのものが用いられ、いずれもコーターで塗工し、熱風乾燥やカレンダ処理を施した後は、粒子を形成しないものである。重合平均分子量としては１０００〜５０００００のものを使用することが好ましい。これらの中でも、スチレン・アクリル系、オレフィン系、スチレン・マレイン酸系の共重合体を使用することが好ましく、特にスチレン・アクリル系サイズ剤を用いることにより高い白紙光沢度を得ることができる。
本発明において表面層に使用するプラスチックピグメントは、本発明の効果を損なわない範囲であれば使用できるが、ガラス転移温度が８０℃以上で平均粒径が１５０ｎｍ以下であることが好ましい。ガラス転移温度が８０℃以上のものとは、熱風乾燥やカレンダ処理を施した後においても粒子形状を保持しているものであり、コア−シェル型の場合は、シェル部分のガラス転移温度が８０℃以上のものである。８０℃以上のガラス転移温度になるのであれば、重合体あるいは共重合体を構成する単量体の種類や製造方法は問わない。好ましくは、使用される単量体としては、スチレンおよびその誘導体、塩化ビニリデン、アクリル酸またはメタクリル酸エステルを例示することができる。プラスチックピグメントのガラス転移温度の上限は特に限定するものではなく、主として熱可塑性重合体の製造に使用する単量体の種類や可塑剤などの添加剤で決まり、通常上限としては約１３０℃程度である。ガラス転移温度が８０℃未満のプラスチックピグメントを使用すると、得られた塗工紙の光沢度が低く、カレンダー処理時でのカレンダーロールへの付着が生じることがある。また、本発明のプラスチックピグメントの大きさは、高光沢、表面強度の点から平均粒径１５０ｎｍ以下にすることが好ましく、更に好ましくは１００ｎｍ以下である。
本発明の顔料塗工層に用いられる顔料としては、特に制限はなく、発明の目的を損なわない範囲で複数の顔料を併用することができる。顔料としては、塗工紙用に従来から用いられている、カオリン、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、珪酸、珪酸塩、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単独または２種類以上併用して使用できる。
本発明の顔料塗工層に用いられる接着剤として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体、あるいは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接着剤；カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白などの蛋白質類；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、デキストリンなどの澱粉類；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体などの通常の塗工紙用接着剤１種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１０〜３０重量部程度の範囲で使用される。
本発明の塗工層には、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等の通常使用される各種助剤を使用しても良い。また、塗工適性、印刷適正を良好にするために、本発明において塗工層を設けるための塗工液の固形分濃度は、４５〜６５重量％に調節することが好ましい。
本発明の塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５〜４００ｇ／ｍ２程度の紙ベースや板紙ベースの原紙が適宜用いられている。原紙の抄紙方法については特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用した板紙マシン、ヤンキードライヤマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよく、勿論、メカニカルパルプを含む中質原紙および回収古紙パルプを含む原紙も使用できる。また、サイズプレス、ビルブレード、ゲートロールコータ、プレメタリングサイズプレスを使用して、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、ポリビニルアルコール、アルギン酸などを予備塗工した原紙や、ピグメントと接着剤を含む塗工液を１層以上予備塗工した塗工原紙も使用可能である。
原紙を構成するパルプとしては、化学パルプ（針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒しまたは未晒クラフトパルプ等）、機械パルプ（グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等）、脱墨パルプ（故紙パルプ）を単独または任意の割合で混合使用する。
原紙のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。また、紙中填料の種類も特に限定されるものではなく、水和珪酸、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤等を含有しても良い。
本発明において、原紙上に顔料塗工層を設けるためには、調整された顔料を含有する塗工液を、ブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等を用いて、一層もしくは二層以上を原紙上に片面あるいは両面塗工する。塗工量は、片面当たり固形分で３〜２０ｇ／ｍ^２が好ましい。
塗工後の湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いられる。
次に、顔料塗工層上に、表面サイズ剤及びプラスチックピグメントを含有する塗工液を塗工し、表面層を設ける。
本発明の表面層用塗工液に塗工層の表面強度を調節するための一般紙塗工用天然あるいは合成樹脂接着剤、塗工に際しての塗料の塗工適性を調節するための流動調節剤や消泡剤、カレンダーロール等のロールへの付着を減少させる離型剤、および塗工層表面を着色するための着色剤、少量の顔料などを適宜組み合わせて混合し、表面層用塗工液としてもよい。好ましくは、表面サイズ剤とプラスチックピグメントの総量が、表面層中の固形分として８０〜１００重量％含有するものである。塗工量としては、通常片面０．１ｇ／ｍ^２以上、好ましくは０．３〜３ｇ／ｍ^２程度の塗工量で十分である。表面層用塗工液の塗工は、通常紙塗工の分野で使用されるブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、バーコーター、グラビヤコーター、フレキソコーター等で行なうことができる。塗工後の乾燥も、通常のコート紙の製造に用いられる乾燥条件で表面層とすることができる。
以上の様に塗工乾燥された塗工紙は、スーパーカレンダー、高温ソフトニップカレンダー等で平滑化処理を行うことが好ましい。
本発明おいては、塗工紙水分を４．５％以下、より好ましくは４．０％以下にすることにより、ひじわの抑制効果が向上し、光沢発現性にも優れる。また、特に坪量が２５〜１２０ｇ／ｍ^２の塗工紙において本発明の効果に優れるものである。
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ重量％を示す。尚、塗工液および得られたオフセット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〉
（１）ひじわ：オフセット輪転印刷の４色重ね印刷部（インキ濃度：墨１．８０、藍１．５０、紅１．４５、黄１．０５、４色合計濃度５．８０、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ４０８で測定）に発生したひじわを以下の基準で目視評価した。◎：ひじわがほとんど発生しない、○：極めて軽度のひじわが発生する、△：ひじわの発生が見られる、×：ひじわの発生が著しい。
（２）耐ブリスター性：オフセット輪転印刷の４色重ね印刷部（インキ濃度：墨１．８０、藍１．５０、紅１．４５、黄１．０５、４色合計濃度５．８０、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ４０８で測定）でブリスターが発生した紙面温度を指標として評価した。
（３）白紙光沢度：ＪＩＳ　Ｐ　８１４２に基づいて測定した。
（４）ウエット着肉性：オフセット輪転印刷の藍単色印刷部（インキ濃度：藍１．５０、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ４０８で測定、印刷順番：墨→藍→紅→黄）におけるウエット着肉性を以下の基準で目視評価した。◎：極めて良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る。
（５）表面強度：オフセット輪転印刷の藍単色印刷部（インキ濃度：藍１．５０、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ４０８で測定、印刷順番：墨→藍→紅→黄）における表面強度（ムケ）を以下の基準で目視評価した。◎：極めて良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る。
［実施例１］
微粒クレー（ＩＭＥＲＹＳ社製ＤＢ−ＧＲＡＺＥ）５０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）５０部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調整した。このようにして得られた顔料スラリーにスチレンブタジエンラテックス１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉５部を加え、さらに水を加えて固形分濃度６４％の塗工液を得た。ヒドロキシエチルエーテル化澱粉を片面あたり１．０ｇ／ｍ^２ゲートロールコーターで塗工した坪量４０．０ｇ／ｍ^２の上質紙に片面あたりの塗工量が、固形分で１１．０ｇ／ｍ^２になるように塗工液を、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行い、紙水分が４．０％になるように乾燥した。更に表面層を設けるために、小粒径プラスチックピグメント（ガラス転移温度１００℃、平均粒径１００ｎｍ）２０部およびスチレン・アクリル系表面サイズ剤（ハリマ化成社製Ｋ−１２）８０部の混合液を片面あたりの塗工量が、固形分で０．７ｇ／ｍ^２になるように、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行ない、紙水分が３．８％になるように乾燥した。
次いで、ロール表面温度８０℃、４ニップ、カレンダー線圧２５０ｋｇ／ｃｍ、通紙速度５００ｍ／分でソフトニップカレンダー処理を行い、紙水分が３．５％のオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１において、顔料塗工後の紙中水分を６．５％、顔料塗工層の上に表面塗工層をもうけた後の紙中水分を５．５％、カレンダー処理後の紙中水分を４．８％にした意外は、実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
実施例１において、表面層として、小粒径プラスチックピグメント４５部（ガラス転移温度１００℃、平均粒径１００ｎｍ）およびスチレン・アクリル系表面サイズ剤５５部の混合液を片面あたりの塗工量が、固形分で１．０ｇ／ｍ^２になるように、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行なった以外は実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［実施例４］
実施例１においてカレンダ処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［実施例５］
実施例１において小粒径プラスチックピグメント（ガラス転移温度１００℃、平均粒径１００ｎｍ）を小粒径プラスチックピグメント（ガラス転移温度９０℃、平均粒径１４０ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１において、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉混合液を片面あたり０．８ｇ／ｍ^２ゲートロールコーターで塗工した坪量４０ｇ／ｍ^２の上質紙を使用したこと、表面層を設けなかったこと以外は実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１において、ＰＶＡを片面あたり３．０ｇ／ｍ^２ゲートロールコーターで塗工した坪量４０ｇ／ｍ^２の上質紙に片面あたりの塗工量が、固形分で１２．０ｇ／ｍ^２になるように塗工液を、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行い、表面層を設けなかったこと以外は実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例１において、表面層として、小粒径プラスチックピグメント２部（ガラス転移温度１００℃、平均粒径１００ｎｍ）およびスチレン・アクリル系表面サイズ剤９８部の混合液を片面あたりの塗工量が、固形分で０．７ｇ／ｍ^２になるように、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行なった以外は実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
実施例１において、表面層として、小粒径プラスチックピグメント６０部（ガラス点温度１００℃、平均粒径１００ｎｍ）およびスチレン・アクリル系表面サイズ剤４０部の混合液を片面あたりの塗工量が、固形分で０．７ｇ／ｍ^２になるように、１０００ｍ／分の塗工速度のブレードコーター（ジェットファウンテン式アプリケーター）で両面塗工を行なった以外は実施例１と同様の方法でオフセット輪転印刷用塗工紙を得た。
以上の結果を表１に示した。
【表１】

表１に示したように実施例１〜５は、いずれもひじわの発生が抑えられ、耐ブリスター性、ウェット着肉性に優れた良好なオフセット輪転印刷用塗工紙を得ることができる。比較例１、４は、ひじわの抑制に劣る。比較例２は、耐ブリスター性に劣る。比較例３は、ウェット着肉性に劣る。
【発明の効果】
本発明により、オフセット輪転印刷時の乾燥工程後に発生するひじわの発生が少なく、耐ブリスター性に優れ、ウェット着肉性などの良好な印刷適性を備えたオフセット輪転印刷用塗工紙を得ることができる。

Claims (4)

1. 原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を設けた顔料塗工層上に、プラスチックピグメントを有する表面層を設けるオフセット印刷用塗工紙において、表面層に表面サイズ剤とプラスチックピグメントを含有し、表面サイズ剤およびプラスチックピグメントの総量１００重量部当たり、表面サイズ剤が５０重量部以上、９５重量部以下であることを特徴とするオフセット輪転印刷用塗工紙。
2. 表面サイズ剤がスチレン・アクリル系、オレフィン系、またはスチレン・マレイン酸系の共重合体の少なくともひとつから選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載のオフセット輪転印刷用塗工紙。
3. プラスチックピグメントのガラス転移温度が８０℃以上で平均粒径が１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のオフセット輪転印刷用塗工紙。
4. 塗工紙水分が４．５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオフセット輪転印刷用塗工紙。