JP2005146461A - 印刷用塗工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】 オフセット印刷適性、及びグラビア印刷適性に、より優れた印刷用塗工紙を提供する。
【解決手段】 紙基材の両面に、顔料及び接着剤を含む塗工層を少なくとも一層備える印刷用塗工紙において、前記塗工層に、前記顔料として、珪酸アルミニウム４０〜８０重量部と、前記接着剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン５〜１０重量部と、が配合され、ＪＩＳ Ｐ８１１９に規定されるベック平滑度が１０００〜４０００秒、且つＪＩＳ Ｐ８１２９に規定されるデニソンワックス値がＮｏ．５Ａ以上である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、グラビア印刷及びオフセット印刷兼用の印刷用塗工紙に関する。

最近の出版物には多色印刷などの印刷効果が優れたオフセット印刷又はグラビア印刷が施される場合が多い。オフセット印刷は版から直接紙に印刷せず、一旦ブランケットと称するゴム面に転写し、ブランケットから紙に印刷する。次いで、オフセット輪転印刷機では高温で乾燥し、枚葉印刷機では酸化重合型のインキによる自然乾燥を行い製造するが、画像部にはインキが付着し、その他の部分には湿（しめ）し水が付着することが大きな特徴である。一方、グラビア印刷は写真製版で、版胴に直接くぼみをつくり版全体にインキを与え、次にドクターで画線部分以外のインキを掻き取り、くぼみにあるインキを紙にスムーズにかつ均一に転移させる。
グラビア印刷は、強印圧下で行なわれるので圧縮された状態での平滑性（動的平滑性）に優れていることが重要である。このためグラビア印刷用の塗工紙では厚み方向のクッション性を高めることが必要である。
塗工紙のクッション性を高める方法としては、例えば、硬い接着剤を減らして塗工層を柔らかくすることが一般的に行われる（例えば、特許文献１など）。
特開平６−６５８９８号公報

しかし、塗工層を柔らかくすると、その反面、塗工紙の塗工層強度も弱くなり、オフセット印刷用の塗工紙としては使用できないという問題がある。
そこで、本発明の課題は、オフセット印刷適性、及びグラビア印刷適性のより優れた印刷用塗工紙を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明者らは、鋭意研究した結果、以下の発明をするに至った。
即ち、請求項１記載の発明は、紙基材の両面に、顔料及び接着剤を含む塗工層を少なくとも一層備える印刷用塗工紙において、
前記塗工層には、前記顔料としての珪酸アルミニウム４０〜８０重量部と、前記接着剤としてのガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン５〜１０重量部と、が配合され、
ＪＩＳ Ｐ８１１９に規定されるベック平滑度が１０００〜４０００秒、且つＪＩＳ Ｐ８１２９に規定されるデニソンワックス値がＮｏ．５Ａ以上であることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の印刷用塗工紙において、最上層の塗工層に、スチレン系の有機顔料が３〜２０重量部配合されてなることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、印刷用塗工紙の塗工層に、顔料として、珪酸アルミニウム４０〜８０重量部と、接着剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン５〜１０重量部と、が配合され、ＪＩＳ Ｐ８１１９に規定されるベック平滑度が１０００〜４０００秒、且つＪＩＳ Ｐ８１２９に規定されるデニソンワックス値がＮｏ．５Ａ以上とされているので、オフセット印刷適性、及びグラビア印刷適性のより優れた印刷用塗工紙を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することは無論のこと、特に、最上層の塗工層に、スチレン系の有機顔料が３〜２０重量部配合されてなるので、よりグラビア印刷適性とオフセット印刷適性のバランスに優れた印刷用塗工紙とすることができる。

本発明に係る印刷用塗工紙は、紙基材と、この紙基材の両面に、塗料が塗工された一層あるいは複数層の塗工層とにより構成されている。

（紙基材）
原紙としては、一般の印刷用紙に用いられる坪量３０〜１００ｇ／ｍ²程度の中質紙、上質紙が用いられる。そのパルプ原料としては、例えば、古紙パルプ（ＤＩＰ）、化学パルプ（例えば、広葉樹クラフトパルプ：ＬＢＫＰ、針葉樹クラフトパルプ：ＮＢＫＰなど）、機械パルプ（例えば、サーモメカニカルパルプ：ＴＭＰ、プレッシャライズドグランドパルプ：ＰＧＷ、リファイナーグランドパルプ：ＲＧＰ、グランドパルプ：ＧＰ等）などであるが、あらゆるパルプ原料を用いることができる。
また、広葉樹材をパルプ原料として使用し、その配合量が全パルプに対し５０重量％以上である場合、ベッセル（導管）に起因する印刷時の紙剥けを防止するために、抄紙工程のサイズプレスにおいて、澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの公知の表面強度向上剤が塗布されていることが望ましい。

（塗工層）
塗工層は、顔料及び接着剤を含んで構成される塗料からなる。塗料には、適宜、消泡剤、離型剤、着色剤、蛍光増白剤、保水剤等の助剤が添加される。

（接着剤）
接着剤は、スチレン・ブタジエン系共重合エマルジョンを使用する。かかるスチレン・ブタジエン系共重合エマルジョンを使用したのは、印刷インキ受理性、表面強度、耐刷力、耐ブロッキング性、耐熱性、顔料の固着性などを向上させ、カチオン性樹脂の湿し水への溶出を抑制させるからである。
ここで、スチレン・ブタジエン系共重合エマルジョンは、そのガラス転移点（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲である。ガラス転移点をかかる範囲に規定したのは、−２０℃を下回ると、剛度の低下によるオフセット適性の悪化、また、耐ブロッキング性低下によるコーター或いはキャレンダー処理時の操業性の悪化となるからであり、一方、１５℃を上回ると、塗工層が硬くなり、グラビア適性が悪化し、ミッシングドット（網飛び）が発生するからである。
また、エマルジョン粒子が２層以上の多層構造から成る、いわゆるコアシェル構造である場合、最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲にあれば良く、内層のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−２０℃以下でも構わない。
また、スチレン・ブタジエン系共重合エマルジョンの配合量は、５〜１０重量部である。５重量部を下回ると、接着強度が弱くオフセット印刷時に塗工層が剥がれるおそれがあるからであり、さらに、オフセット輪転印刷や輪転グラビア印刷における粘着テープあるいは粘着剤の貼付による自動紙継ぎ時に、塗工層強度不足で断紙発生の原因になるからである。一方、１０重量部を上回ると、塗工層が硬くなってグラビア印刷時のインキの着肉性を阻害するからである。
スチレン・ブタジエン系共重合体エマルジョン以外の接着剤として、酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉、デキストリン等の公知の澱粉類を併用できるが、塗工・乾燥後の塗工層の硬化を抑えるために、これら澱粉類の配合量は、固形換算で5重量部以下、好ましくは、3重量部以下にすることが望ましい。

（顔料）
顔料としては、珪酸アルミニウム、もしくは珪酸アルミニウムにスチレン系有機顔料を添加したものを用いる。
ここで、珪酸アルミニウムを用いたのは、グラビア印刷におけるインキ溶媒であるトルエンとの親和性が高いので、インキ着肉性が良く、ミッシングドットの発生が少ないからである。
また、珪酸アルミニウムの配合量は、４０〜８０重量部である。珪酸アルミニウムの配合量の下限を４０重量部としたのは、４０重量部を下回ると光沢度、平滑度が低下するためであり、上限を８０重量部としたのは、８０重量部を上回ると、コストアップとなること、および塗料の流動性が悪化し、コーターの塗工適性が悪化するためである。
珪酸アルミニウムには、クレー、デラミネテッドクレー、焼成クレー等があるが、光沢発現性を考慮すると、粒子径が２μm以下の割合が９５重量％以上の珪酸アルミニウムが珪酸アルミニウム全量の５０重量％以上を占めていることが望ましい。
また、スチレン系有機顔料としては、例えば、スチレン・アクリル共重合体粒子、スチレン・ブタジエン共重合体粒子等の水溶性ディスパージョンが代表的なものとして使用される。スチレン系有機顔料を含有させる際の含有量は、３〜２０重量部であることが望ましい。スチレン系有機顔料は、光沢発現性に優れていることと、その比重が無機顔料と比べて小さいことから、嵩高で、表面被覆性の良好な塗工層を得ることができる。配合量が３重量部未満であると、前記効果がなく、２０重量部を超えると、塗料の流動性が悪化し、塗工操業性の低下に繋がることと、コスト面からも経済的ではない。有機顔料にはその形態において、密実型、中空型、ドーナツ型等があるが、光沢発現性、表面被覆性および塗料の流動性のバランスを鑑み、平均粒子径が０．２〜２．０μmの範囲にあることが望ましく、より好ましくは、空隙率３０％以上の中空型が使用される。

（塗工および乾燥方法）
塗工液を原紙へ塗工し、乾燥させる方法としては、一般の塗工紙製造に用いる塗工装置と乾燥法が適宜使用され、塗工装置としては、例えば、ブレードコーター、エアーナイフコーター、トランスファーロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーター、バーコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等の両面塗工装置を設けたオンマシンまたはオフマシンコーターによって、原紙上に一層あるいは多層に分けて塗工される。
また、原紙上の湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、従来から公知の熱風加熱、ガスヒーター加熱、高周波加熱、電気ヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱等の各種加熱乾燥方式が適宜採用される。
塗工液が塗工・乾燥された塗工紙は、より高い白紙光沢度や平滑度、印刷適性を得るために、ソフトカレンダーまたはスーパーカレンダーで処理される。

（印刷用塗工紙の塗工層の密着強度）
印刷用塗工紙の紙基材と塗工層との密着強度および塗工層強度は、ＪＩＳ Ｐ８１２９「紙及び板紙の表面強さ試験方法」に従い、デニソンワックスＮｏ．２Ａ〜３２Ａを用いて測定される。本発明において、紙基材に対する塗工層の強度は、デニソンワックス値としてＮｏ．５Ａ以上である。
ここで、デニソンワックス値をＮｏ．５Ａ以上としたのは、デニソンワックス値をＮｏ．５Ａ以上にすることで、前述した輪転印刷時の自動紙継ぎ時における塗工層強度の不足に起因して発生する断紙を防止できるとともに、オフセット印刷時の紙剥けトラブルの防止をより効果的に図ることができるからである。このデニソンワックス値Ｎｏ．５以上は、例えば、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンを５重量部以上、好ましくは７重量部以上を配合することで得ることができる。

（印刷用塗工紙表面のベック平滑度）
本発明における印刷用塗工紙におけるベック平滑度は、ＪＩＳ Ｐ８１１９「紙及び板紙のベック試験器による平滑度試験方法」によって測定され、本発明では、１０００〜４０００秒、好ましくは１１００〜３０００秒である。ベック平滑度は塗工・乾燥後、ソフトカレンダー処理または／およびスーパーカレンダー処理で得られる。
ベック平滑度の範囲を１０００〜４０００秒としたのは、ベック平滑度が１０００秒未満であると、グラビア印刷においてミッシングドットの発生が増加する。ベック平滑度が４０００秒を超えるには、カレンダーの線圧を高める方法があるが、塗工層の密度が増加し、ベック平滑度は高いものの塗工層のクッション性低下に伴う、グラビア印刷におけるミッシングドットの増加や塗工紙自体の剛度が低下し、印刷後の折り加工適性や製本加工適性が低下する問題が発生し易くなる。

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部は重量部を示す。

広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）６０重量％、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）３０重量％、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）１０重量％から成るパルプスラリーを調整した。このパルプスラリーに固形分対比でパルプに対して中性サイズ剤（アルキルケテンダイマー）０．５％、填料として炭酸カルシウムを灰分で１０％となるように添加し、オントップワイヤー型抄紙機で抄造し、坪量５０ｇ／ｍ²の原紙を得た。なお、抄紙工程のサイズプレス工程で、酸化澱粉水溶液を固形分付着量が片面当り、１．０ｇ／ｍ²になるように塗布した。
一方、顔料として粒子径２μｍ以下の割合が９７重量％のクレー６０部、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム４０部、接着剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５℃のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン７部、リン酸エステル化澱粉１部、助剤としてステアリン酸カルシウム０．５部を加え、さらに水を加えて固形分濃度６０％の塗工液を調整した。
この塗工液を上記の原紙に片面当り固形分付着量が１０ｇ／ｍ²になるように、ブレードコーターを用いて両面塗工し、熱風乾燥後、１２段スーパーカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。

（評価方法）
上記実施例の印刷用塗工紙について、以下の評価方法により評価を行った。
(1)ベック平滑度：ＪＩＳ Ｐ８１１９「紙及び板紙のベック試験器による平滑度試験方法」に準じて測定した。
(2)デニソンワックス値：ＪＩＳ Ｐ８１２９「紙及び板紙の表面強さ試験方法」に従い、デニソンワックスＮｏ．２Ａ〜３２Ａを用いて測定した。
(3)グラビア印刷適性：印刷局式グラビア印刷試験機で単色印刷（インキ：東洋インキ社製 ＯＧ １６紅ＮＡ）を行い、１７５線、２０％網点面積率部１ｃｍ²のミッシングドット（網飛び）の個数を数え、評価（◎：非常に良い、○：良い、△：普通、×：悪い）した。
(4)オフセット印刷適性：オフセット輪転印刷機（三菱重工業（株）製ＬＩＴＨＯＰＩＡ Ｂ
Ｔ２−８００）で印刷し、ピッキングの発生、折り適正、ブランケット離れを評価（◎：非常に良い、○：良い、△：普通、×：悪い）した。
(5)コーター操業性：コーターによる塗工操業性の評価（◎：非常に良い、○：良い、△：普通、×：悪い）した。
この品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、粒子径２μｍ以下の割合が９７重量％のクレー４０部、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム６０部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、粒子径２μｍ以下の割合が９７重量％のクレー８０部、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム２０部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム４０部の内、３部を空隙率５０％、平均粒子径１．０μｍのスチレン・アクリル共重合体に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、接着剤として、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）を−２０℃に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）を１５℃に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンの配合量を５部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンの配合量を１０部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

実施例１において、スーパーカレンダーの線圧を上げて塗工紙の平滑を４０００秒に調整した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

次に、比較例について説明する。
（比較例１）
実施例１において、顔料として、粒子径２μｍ以下の割合が９７重量％のクレー３０部、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム７０部、接着剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン５部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１において、顔料として、全量を粒子径２μｍ以下の割合が９７重量％のクレーに変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例３）
実施例１において、顔料として、平均粒子径１．１μmの重質炭酸カルシウム４０部の内、2１部を平均粒子径０．２μｍのスチレン系の密実型有機顔料に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例４）
実施例１において、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）を２０℃に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例５）
実施例１において、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンの配合量を１１部に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例６）
実施例１において、接着剤として、スチレン・ブタジエン共重合体エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）を−２５℃に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例７）
実施例１において、平滑化処理として、４段のスーパーカレンダー処理に変更した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（比較例８）
実施例１において、平滑化処理として、１２段のスーパーカレンダー処理を２回施し、平滑化処理した以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。そして、実施例１と同様の評価方法により得られた品質評価結果を表１に示す。

（顔料中の珪酸アルミニウムの影響）
実施例１〜３及び比較例２に示すように、顔料中の珪酸アルミニウム（クレー）の含有量が増えるに従ってベック平滑度が向上するが、珪酸アルミニウムが８０部を上回ると塗工操業性が悪くなる。

（スチレン・ブタジエン接着剤のガラス転移温度の影響）
実施例１と比較例４に示すように、スチレン・ブタジエン接着剤のガラス転移温度が１５℃を上回るとデニソンワックス値がＮｏ．５Ａを下回り、ミッシングドット、オフセット適性が悪くなる。一方、実施例５と比較例６に示すように、ブタジエン接着剤のガラス転移温度が−２０℃を下回るとオフセット適性が悪くなる。

（スチレン・ブタジエン接着剤の重量部の影響）
実施例８と比較例５に示すように、スチレン・ブタジエン接着剤の重量部が１０部を上回るとミッシングドットが悪くなる。

（ベック平滑度の影響）
実施例２と比較例７に示すように、ベック平滑度が１０００秒を下回るとミッシングドットが悪くなり、一方、実施例８と比較例８に示すように、ベック平滑度が４０００秒を上回ると、オフセット適性が悪くなる。

（デニソンワックス値の影響）
比較例２、３、４、７に示すように、デニソンワックス値がＮｏ．５Ａを下回ると、ミッシングドット、オフセット適性、塗工操業性の何れかの特性が悪くなる。

Claims (2)

1. 紙基材の両面に、顔料及び接着剤を含む塗工層を少なくとも一層備える印刷用塗工紙において、
   前記塗工層には、前記顔料としての珪酸アルミニウム４０〜８０重量部と、前記接着剤としてのガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０〜１５℃の範囲のスチレン・ブタジエン共重合体エマルジョン５〜１０重量部と、が配合され、
   ＪＩＳ Ｐ８１１９に規定されるベック平滑度が１０００〜４０００秒、且つＪＩＳ Ｐ８１２９に規定されるデニソンワックス値がＮｏ．５Ａ以上であることを特徴とする印刷用塗工紙。
2. 最上層の塗工層に、スチレン系の有機顔料が３〜２０重量部配合されてなることを特徴とする請求項１記載の印刷用塗工紙。