JP2005146444A - 印刷用塗工紙及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 抄紙機及びコーターでの２層塗工により製造される印刷用塗工紙において、ロール原紙における黄変化を抑制した印刷用塗工紙を提供する。
【解決手段】 基紙上に下塗り塗工層と上塗り塗工層とを有する印刷用塗工紙において、その下塗り塗工層を、Ｔｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が０〜１０％以下、ゲル含有量が８０〜９５％、粒子径が１００〜１７０ｎｍのラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有させたものとし、ラテックス中のアクリロニトリル含有量を少なくして、ロール原紙の状態で比較的高い温度に長い時間晒されても下塗り塗工後の原紙の黄変化を抑制するようにした。

Description

本発明は、印刷用塗工紙及びその製造方法に関し、特に抄紙機及びコーターにて２層塗工して製造される印刷用塗工紙及びその製造方法に関するものである。

印刷用塗工紙を、抄紙機及びコーターにて２層塗工して製造する場合、抄紙機におけるゲートロールコーターやロッドメタリングサイズプレスなどのサイズプレスにて下塗り層を塗工し、抄紙工程で下塗り塗工されたロール原紙に対してコーターにて上塗り層の塗工を行っている。

なお、アクリロニトリルを１〜３０重量％含有し、Ｔｇが０〜２５℃のラテックスと、顔料とを含有する塗工層を原紙上に設けた塗工紙を、高温ソフトカレンダー処理することで、不透明度、剛度及び白紙光沢が高く、印刷適性に優れ、なおかつ高温でのソフトカレンダー処理によっても黄変化による変色の少ない印刷用塗工紙を得ることは知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２５６２９６号公報

ところで、上記のように抄紙機及びコーターにて２層塗工して印刷用塗工紙を製造する場合、下塗り塗工後にロール原紙とされるため放熱され難く、ロール内に熱が閉じ込められて比較的高い温度に保持され、ロール原紙を保管している間に下塗り塗工層のラテックスが熱によって黄変化するという問題があった。特に、ロールの内巻部分は相対的に高い温度に晒されるため黄変化が顕著であり、最終製品における色調ばらつきにも影響していた。

なお、上記特許文献１に開示された技術は、抄紙機におけるオンマシンでの１層塗工にて印刷用塗工紙を製造する技術に関するものであり、塗工液のラテックスとして、アクリロニトリルを１〜３０重量％含有し、Ｔｇが０〜２５℃のラテックスを用いることで高温ソフトカレンダー処理での黄変化は防止できたとしても、このような技術手段ではロール原紙の状態で長時間比較的高温に晒される場合には十分な効果が発揮されず、上記のようなロール原紙の保管中の黄変化を確実に防止することはできない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、抄紙機及びコーターでの２層塗工により製造される印刷用塗工紙において、ロール原紙における黄変化を抑制することができる印刷用塗工紙及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の印刷用塗工紙は、基紙上に下塗り塗工層と上塗り塗工層とを有する印刷用塗工紙であって、下塗り塗工層は、Ｔｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が０〜１０％以下のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有しているものである。

ラテックスは一般にスチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートなどから成り、アクリロニトリルは塗工液中のラテックスの含有量を低減しながら接着強度を確保したり、印刷光沢を向上するために添加されているが、本発明においては高温での黄変化の原因の一つであるラテックスのアクリロニトリル含有量を１０％以下と少なくし若しくは配合しないことによって、ロール原紙の状態で比較的高い温度に長い時間晒されても下塗り塗工後の原紙の黄変化を抑制することができる。また、ラテックスのＴｇが−３０〜０℃となるようにブタジエンの含有量を増加させることで、全顔料に対するラテックスの含有量を８〜１５％と従来に比して１０％程度少なくしても必要な接着強度が確保されるとともに、ラテックスの含有量が少なくてすむことで、耐べたつき性が悪化するようなこともなく、ロール汚れなどの不具合の発生も抑制することができる。

また、下塗り塗工層のラテックスに含まれるアクリロニトリル量を０〜１％未満とすると、ラテックスにアクリロニトリルをほぼ含有しないので、さらに確実に黄変化を抑制することができる。

また、下塗り塗工層のラテックスのゲル含有量が８０〜９５％であるのが好ましい。ゲル含有量は接着力の指標であり、８０〜９５％と高いことによって黄変化の大きな原因であるアクリロニトリルを含有させなくても必要な接着力を確保することができる。

また、下塗り塗工層のラテックス中の微粒子の粒径を、１００〜１７０ｎｍとすることで、塗工層の必要な強度と塗工性の両方を確保することができて好ましい。粒径が１７０ｎｍを超えると十分な強度が得られず、１００ｎｍ未満であると塗工性が低下して塗工層による被覆性が悪化する。

また、上塗り塗工層においても、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを含有していると、最終製品における経時的な黄変化が少なく、色調のばらつきの少ない塗工紙を得ることができる。

また、その上塗り塗工層が、Ｔｇが−３０〜０℃のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有していると、上記のようにより効果的である。

また、本発明の印刷用塗工紙の製造方法は、基紙を抄紙するとともに、その基紙上にサイズプレスにてＴｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有する塗工液を用いて下塗り塗工を行う抄紙工程と、抄紙工程で下塗り塗工された原紙に対してコーターにて上塗り塗工を行う上塗り塗工工程とを有するものであり、上記のようにロール原紙の状態で比較的高い温度に長い時間晒されても下塗り塗工後の原紙の黄変化を抑制することができる。

また、上塗り塗工工程において、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを含有する塗工液を用いると、最終製品における経時的な黄変化が少なく、色調のばらつきの少ない塗工紙を得ることができる。

本発明によれば、抄紙機及びコーターでの２層塗工により製造される印刷用塗工紙において、下塗り塗工層が、Ｔｇ−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が０〜１０％以下のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有しているので、ラテックスにおけるアクリロニトリル含有量が少ないことによって、ロール原紙の状態で比較的高い温度に長い時間晒されても下塗り塗工後の原紙の黄変化を抑制することができる。

以下、本発明の印刷用塗工紙及びその製造方法の実施形態について、詳細に説明する。

本発明の印刷用塗工紙は、抄紙機において抄造された基紙上に、オンマシンのゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスなどのサイズプレスにて下塗り塗工を行って乾燥した後、弱ニップ圧で常温カレンダーを行い、ロールに巻き取った状態で保管し、その後この下塗り塗工層を有するロール原紙を、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーターなどのオフマシンコーターに供給して上塗り塗工を行い、蒸気加熱、熱風加熱、ガスヒーター加熱、電気ヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱、高周波加熱、レーザー加熱、電子線加熱などの各種加熱方式で乾燥することによって製造される。

基紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、ＤＩＰなどの古紙パルプ、などの木材パルプを主成分として、バインダー及びサイズ剤や定着剤、歩留り向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤などの各種添加剤を必要に応じて１種以上用いて混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などの各種装置で製造された原紙が用いられる。

下塗り塗工層は、スチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートから選ばれた複数の材料を少なくとも含有するとともに、必要に応じてその他の材料を添加して成り、Ｔｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が０〜１０％以下となるように配合されたラテックスと、顔料とから成る塗工液を塗工して形成されている。塗工量は表裏両面で、１０〜２０ｇ／ｍ² 程度が好適であり、さらに１５〜１８ｇ／ｍ² 程度がより好適である。表裏では、裏面の方が若干多く塗工される。

ラテックスは、その微粒子の粒子径を１００〜１７０ｎｍの範囲とすることで、塗工層の必要な強度と塗工性の両方を確保することができて好適である。また、ラテックスは、そのゲル含有量が８０〜９５％と高いものを用いることで、上記のようにアクリロニトリル量を低減し若しくは含有させなくても必要な接着力を確保することができて好適である。また、ラテックスの配合量は、全顔料に対して８〜１５％が好適である。このように従来に比して１０％程度少なくしても必要な接着強度が確保されるとともに、ラテックスの含有量が少なくてすむことで、耐べたつき性が悪化するようなこともなく、ロール汚れなどの不具合の発生も抑制することができる。

下塗り塗工層の顔料としては、炭酸カルシウム、クレー、タルク、カオリン、無定形シリケート、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、アルミナ、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどから適宜に選択した１種又は２種以上を混合したものを用いることができるが、炭酸カルシウムとクレーを５０重量％づつ配合したものを標準として、炭酸カルシウムを３０〜８０％の間で調整し、それ以外をクレーとした配合が好適である。

上塗り塗工層においては、従来から最上層用の塗工液として使用されている任意の塗工液を採用することができるが、上記下塗り塗工層と同様に、アクリロニトリル成分が０又は１０％以下のラテックスを用いると、最終製品における経時的な黄変化を効果的に抑制でき、色調のばらつきの少ない塗工紙が得られるので好適である。さらに、上記下塗り塗工層と同じラテックスを用いることもできる。

上塗り塗工層の顔料も、下塗り塗工層の顔料と同様のものを用いることができるが、炭酸カルシウムやクレーが印刷光沢を向上するのに好適であり、炭酸カルシウムとクレーを５０重量％づつ配合したものを標準として、炭酸カルシウムを３０〜８０％の間で調整し、それ以外をクレーとした配合が好適である。

また、上記塗工液には、その他の添加剤として、カチオン系染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤や酸化防止剤などを適宜添加することもできる。

次に、本発明のいくつかの実施例と比較例を説明する。

試料の印刷用塗工紙は、次のようにして作製した。抄紙機のサイズプレスによる下塗り塗工用の塗工液として、炭酸カルシウムとクレーを５０重量％づつ混合した顔料に対して、表１に示すように、各実施例と各比較例に応じた各種組成及び特性のラテックスを全顔料に対して１２重量％配合して調整した。また、オフマシンのコーターによる上塗り塗工用の塗工液として、炭酸カルシウムとクレーを５０重量％づつ混合した顔料に対して、表１に示すように、各実施例と各比較例に応じた各種組成及び特性のラテックスを全顔料に対して１２重量％配合して調整した。そして、抄紙機のオンマシンのサイズプレスにて下塗り塗工用の塗工液を両面で固形分が１５〜１８ｇ／ｍ² の塗工量にて塗工し、この下塗り塗工後の原紙をコイルに巻き取り、数日間保管した。その後、オフマシンのコーターにコイル原紙を供給して上塗り塗工用の塗工液を両面で固形分が２０〜２２ｇ／ｍ² の塗工量にて塗工し、印刷用塗工紙を作製した。そして、保管後のコイル原紙の黄変化、スーパーカレンダー処理におけるロール汚れ、作製された印刷用塗工紙の表面強度、及び被覆性を評価し、また塗工量によって経済性を評価し、それらから総合評価を行った。

黄変化の評価は、次のようにして行った。下塗塗工層を設けた紙サンプルを１１０℃に加熱したオーブンで４８時間加熱処理し、処理前後の色差（ｂ値 ）（ＪＩＳ Ｚ ８７２９ 参照）をカラーアナライザー（グレタグマクベス社製分光光度計）にて測定し、ｂ 値の差異により、
○ ：ｂ 値の差異が５未満
△ ：ｂ 値の差異が５以上、７未満
× ：ｂ 値の差異が７以上
と評価した。

ロール汚れの評価は、次のように行った。原紙米坪１１１．５ｇ／ｍ² 、塗工後米坪１２７．９ｇ／ｍ² の塗工紙（４０，０００ｍ巻、１０本）を以下の条件でスーパーカレンダー処理し、
スーパーカレンダー ：クライネウェファース社製
処理速度 ：７００ｍ／分
ロール温度 ：７０℃
ニップ圧 ：２３０ｋｇ／ｃｍ
カレンダー処理後のカレンダー汚れを目視し、 ○ ：ロール汚れが全くない
△ ：ロール表面に白い汚れが少し見られる
× ：ロール全体が白く汚れる
と評価した。

表面強度の評価は、次のように行った。ＲＩ−１型印刷機（明製作所製）を用い、東洋インキ製のＴＶ−２４を使用し、インキ量０．３５ｍｌ一定で印刷し、印刷面のピッキングの程度を目視し、
○ ：ピッキングが全くない
△ ：ピッキングが若干見られるが使用に問題ない
× ：ピッキングが多数発生し、使用不可
と相対評価した。

被覆性の評価は、次のように行った。白紙サンプルの表面を目視し、
○ ：ムラがなく均一
△ ：ムラが若干見られるが使用に問題がない
× ：梨地状のムラが見られる
と評価した。

各実施例及び比較例における各種ラテックスの各種組成と黄変化、ロール汚れ、表面強度、被覆性、経済性、及び総合評価の評価結果を、表１に示した。

表１において、実施例１〜３からラテックスのＴｇを−３０〜０℃とすることで黄変を効果的に抑制することができることが分かる。一方、比較例１からＴｇが０℃を超えると黄変が目立ち、逆に比較例２のようにＴｇが低くなり過ぎると、黄変は少なくできてもロール汚れが著しく発生することが分かる。また、比較例１では、Ｔｇが高い分、接着力を確保するためラテックスの配合量を多くしているので、ロール汚れも悪化する一方、それでも接着力が十分でなく、表面強度が低下している。そのため、比較例１、２は総合評価で不合格となっている。

アクリロニトリル量を１０％含む実施例４では黄変化が目立ち始めているが、その他の特性は良好であるため総合評価は合格であるが、１０％を超えた比較例３〜５では黄変が著しく、ロール汚れが悪化するため、総合評価で不合格となっている。

実施例５〜７から、ゲル含有量は８５％前後が最適で、８０％と低くなるとロール汚れや表面強度不足が目立ち始め、９５％となるとロール汚れが目立ち始めるが、その他は良好であるので総合評価は合格である。それに対して、比較例４ではゲル含有量が７５％と低いため、それに対応してアクリロニトリル量やラテックスの配合量を増やしており、さらに上塗り層のラテックスのＴｇが５℃と高いことから、黄変が著しく、ロール汚れや表面強度も目立ち、配合量も多いため経済性も悪く、総合評価は不合格である。また、比較例５では、アクリロニトリル量が多く、ゲル含有量が９８％と多いため、上塗り層のラテックスのＴｇが−３５℃と低くしても、黄変が著しく、ロール汚れも著しいため、総合評価は不合格である。

実施例８、９はラテックスの配合量を８％、１３％と変化させており、配合量が少ないとロール汚れ及び被覆性に劣り、多いとロール汚れと経済性に劣る傾向があるが、その他は良好であるので総合評価は合格である。それに対して比較例４のように配合量が多いと経済性が悪化して総合評価は不合格である。

実施例１０〜１２は、上塗り塗工層のＴｇを０℃〜−３０℃で変化させており、Ｔｇが低いとロール汚れが若干悪化するが、その他は良好であるので総合評価は合格である。それに対して、比較例４ではＴｇを５℃としていることから表面強度の低下を来し、比較例５ではＴｇを−３５℃としていることからロール汚れに著しく悪影響を与えており、総合評価は不合格である。

また、比較例６、７ではラテックスの粒子の平均粒径を１００〜１７０ｎｍの範囲から外した場合を示し、比較例６では平均粒径が９５ｎｍと小さく、また上塗り塗工層のアクリロニトリル量を多くする一方ラテックスの配合量を少なくしていることで、黄変及びロール汚れが目立つととともに表面強度及び被覆性が著しく劣っており、一方比較例７では平均粒径が１８５ｎｍと大きいため表面強度が低下するが、それを補うように上塗り塗工層のアクリロニトリル量及びラテックスの配合量を多くしていることから、黄変やロール汚れが悪化するとともに経済性が著しく悪化しているため、何れも総合評価は不合格である。

本発明の印刷用塗工紙は、抄紙機及びコーターでの２層塗工により製造される印刷用塗工紙において、下塗り塗工層におけるラテックス中のアクリロニトリル含有量を少なくしたことによって、ロール原紙の状態で比較的高い温度に長い時間晒されても下塗り塗工後の原紙の黄変化を抑制することができ、色調のばらつきを生じない印刷用塗工紙として有用である。

Claims (8)

1. 基紙上に下塗り塗工層と上塗り塗工層とを有する印刷用塗工紙であって、下塗り塗工層は、Ｔｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が０〜１０％以下のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有していることを特徴とする印刷用塗工紙。
2. 下塗り塗工層のラテックスに含まれるアクリロニトリル量が０〜１％未満であることを特徴とする請求項１記載の印刷用塗工紙。
3. 下塗り塗工層のラテックスのゲル含有量が８０〜９５％であることを特徴とする請求項１または２記載の印刷用塗工紙。
4. 下塗り塗工層のラテックス中の粒子の平均粒径が１００〜１７０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の印刷用塗工紙。
5. 上塗り塗工層が、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを含有していることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の印刷用塗工紙。
6. 上塗り塗工層は、Ｔｇが−３０〜０℃のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有していることを特徴とする請求項７記載の印刷用塗工紙。
7. 基紙を抄紙するとともに、その基紙上にサイズプレスにてＴｇが−３０〜０℃で、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを全顔料に対して８〜１５％含有する塗工液を用いて下塗り塗工を行う抄紙工程と、抄紙工程で下塗り塗工された原紙に対してコーターにて上塗り塗工を行う上塗り塗工工程とを有することを特徴とする印刷用塗工紙の製造方法。
8. 上塗り塗工工程において、アクリロニトリル量が１０％以下のラテックスを含有する塗工液を用いることを特徴とする請求項８記載の印刷用塗工紙の製造方法。