JP2005330609A - 艶消し塗工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に高い表面平滑性および低白紙光沢度という相反する特性を両立させる。
【解決手段】基紙の少なくとも片面に、下塗り層および上塗り層からなる二層の塗工層を有し、上塗り層は、顔料として、体積分布平均粒径が１．５〜３．０μｍのデラミネーテッドクレーを顔料１００重量部当り２０〜７０重量部含有し、下塗り層は体積分布平均粒径が１．５μｍ以上の顔料を含有しない艶消し塗工紙とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、白紙光沢、印刷光沢、インキ着肉性、白紙面感（塗工紙表面の微小な光沢の均一性）及び印刷面感（印刷面の微小な光沢の均一性）に優れる艶消し塗工紙に関するものである。

艶消し塗工紙は、主に高級な美術印刷、カタログ、パンフレット、カレンダーや商業出版用本文用紙等に幅広く使用されている。艶消し塗工紙においては、白紙光沢を低く抑えるべく、粗い顔料を多量に含有する塗工液を塗工し、必要に応じて軽度のカレンダー処理を行なって製品化する。したがって、従来の一般的な艶消し塗工紙は平滑性に劣り、印刷光沢、インキ着肉性、白紙面感（塗工紙表面の光沢等の均一性の目視評価）及び印刷面感（印刷面の光沢等の均一性の目視評価）の点で不十分となっている。

このような観点から、艶消し塗工紙の平滑性を向上するために、塗工層の顔料としてデラミネーテッドクレーを用いることが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。この場合、デラミネーテッドクレーは、分級された微粒カオリンを単層に剥し（デラミネーション）てなる平板状粒子であり、カレンダー処理のような平滑化処理を施すことにより、表面平滑性が向上するという利点がある。

しかし、従来のデラミネーテッドクレーを用いた塗工紙では、表面平滑性を向上させるために微小なデラミネーテッドクレーを用いることが一般的であり、微小なデラミネーテッドクレーにより低い白紙光沢度を犠牲にしている。また、反対に低い白紙光沢度を満足させるために、表面平滑性を犠牲にして大径のデラミネーテッドクレーを用いた塗工紙が開発されているが、微小なデラミネーテッドクレーを使用した場合と同様に、十分に高い表面平滑性および低白紙光沢度という相反する特性について依然として十分に満足のいくものとはなっていない。
特開平５−５２９７号公報

そこで、本発明の主たる課題は、十分に高い表面平滑性および低白紙光沢度という相反する特性を両立しうる技術を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１＞
基紙の少なくとも片面に、下塗り層および上塗り層からなる二層の塗工層を有する艶消し塗工紙であって、
前記上塗り層は、顔料として、体積分布平均粒径が１．５〜３．０μｍのデラミネーテッドクレーを顔料１００重量部当り２０〜７０重量部含有し、
前記下塗り層は体積分布平均粒径が１．５μｍ以上の顔料を含有しない、
ことを特徴とする艶消し塗工紙。

（作用効果）
本発明の艶消し塗工紙においては、十分に高い表面平滑性および低白紙光沢度という相反する特性を両立することができる。その理由はおそらく次のとおりであると考えられる。すなわち、本発明の艶消し塗工紙では、下塗り層中に１．５μｍ以上の顔料を含有しないため、基紙の凹凸を均等に埋める様に塗料が基紙表面を被覆し、依って下塗り層の表面が平滑となり、その平滑な面に低白紙光沢度を達成するのに十分な粒径のデラミネーテッドクレーを含有する上塗り層が設けられる。

この場合、上塗り層中のデラミネーテッドクレーを１．５μｍ以上の体積分布平均粒径にすることで、下塗り層に含有させる顔料と混在することなく、下塗り層上に設けることができる。また、上塗り層中のデラミネーテッドクレーを３．０μｍ以下にすることで、過度の塗工層表面平滑を来たすことなく、適度な平滑性を得ることができる。また、１．５μｍ未満のデラミネーテッドクレーは高価であり、平均粒径のバラツキ幅が大きく塗料調整も困難であり、操業性に問題が生じる。

そして、上塗層のデラミネーテッドクレーの体積平均粒径を所定の大きさにすることで、白紙光沢度を低く抑えることができるだけでなく、下塗り層の平滑性と上塗り層中のデラミネーテッドクレーの平板形状との相乗作用によって、上塗り層中のデラミネーテッドクレーが下塗り層の表面に対して平行に配向する傾向が強くなり、上塗り層の平滑性が高くなる。

なお、上塗り層中に用いるデラミネーテッドクレーの粒径が３．０μｍを超えると、塗工層表面の平滑性が過度に向上するだけでなく、表面平滑ムラおよび塗工層の均質性を確保し難くなる。

＜請求項２＞
前記塗工層全体の厚さが１５〜５０μｍである、請求項１記載の艶消し塗工紙。

（作用効果）
塗工層の厚さが１５μｍ未満では、基紙表面の凹凸を下塗り層でカバーすることが困難であり、下塗り層表面に生じる基紙由来の塗工層凹凸が生じることで、平滑性向上効果が低下し、５０μｍ超になると、コスト高になるだけでなく、塗工層の強度が低下し、近時飛躍的に需要が拡大している高速印刷製本等において塗工層が剥離する等の問題を生ずるため好ましくない。

＜請求項３＞
前記塗工層を有する面における、ＪＩＳ Ｐ ８１４２に準拠して測定される白紙光沢度が２０％以上、印刷光沢度が６０％以上、およびＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠して測定される平滑度が６０〜２００秒である、請求項１または２記載の艶消し塗工紙。

（作用効果）
本発明の艶消し塗工紙においては、ＪＩＳ Ｐ ８１４２に準拠して測定される白紙光沢度が少なくとも２０％以上を有するため、白紙における上塗り層と印刷を施した印刷物とが印刷工程や製本工程で擦れあう状況下においても、印刷物の印刷インキが白紙における上塗り層に転移することが殆ど無く、印刷インキによる白紙面汚れが生じることがない。

また、印刷光沢度が６０％以上あるため、印刷面の平坦性が極めて高く、本発明における白紙面と擦れあう状況が生じても、印刷インキにより白紙面を毀損する恐れがない。

更には、ＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠して測定される平滑度が６０〜２００秒であるため、近年の印刷高速化においても、印刷作業性が極めて良好であり、高いインキ受理性を示し、所定のデラミネーテッドクレーと相まって、印刷適性、印刷インキ皮膜の強度向上を図ることができる。

そして、このように白紙光沢を抑えながら、高い印刷光沢度、および高い平滑度を有することにより、所謂高級感を醸し出すことができる。

＜請求項４＞
前記塗工層に対して弾性ロールと金属ロールからなる、塗工面平滑化処理を施してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の艶消し塗工紙。

（作用効果）
本発明においては、塗工層表面の平滑性を調整するのが好ましく、この場合においても前述の本発明の特徴的作用によって十分に低い白紙光沢度を維持することができる。特に、低ニップによる弾性ロールとチルドロールを使用したスーパーカレンダーやソフトカレンダーを施すことで、クッション性を維持し、俗にカレンダー焼けといわれる塗工面の変色や平滑ムラを抑え、印刷インクの乗りが良い艶消し塗工紙を得ることができる。

以上のとおり本発明によれば、十分に高い表面平滑性および低い白紙光沢度という相反する特性を両立させ、艶はないものの、表面が高平滑で印刷光沢性の優れた艶消しの印刷用塗工紙を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について詳説する。
（基紙）
本発明の基紙としては、一般の印刷用塗工紙に用いられる坪量３０〜４００ｇ／ｍ²のペーパーベースあるいはボードベースの基紙が用いられるが、抄紙方法については特に限定されず、酸性抄紙、アルカリ性抄紙いずれであってもよい。基紙の原料パルプは特に限定されない。既知のＫＰのような化学パルプ、ＰＧＷ、ＳＧＰ、ＲＧＰ、ＢＣＴＭＰ、ＣＴＭＰ等の機械パルプ、脱墨パルプ、古紙パルプ、あるいはケナフ、竹、麻、藁等由来の非木材パルプ等とすることができる。これらのパルプは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

（下塗り層）
本発明の下塗り層としては、特に限定されるものではなく、例えば分散媒体および顔料を配合してなる一般的な組成を採用することができる。ただし、下塗り層中に顔料を用いる場合には、体積分布平均粒径が少なくとも１．５μｍ以上、好ましくは１．２μｍ以上の顔料を含有しないようにする。下塗り層中に１．５μｍ以上の顔料を含有しないため、基紙の凹凸を均等に埋める様に塗料が基紙表面を被覆することが可能になる、顔料の粒径が１．５μｍを超えると、基紙の凹凸を平坦にする効果（より詳しくは、繊維のフィブリル化による微細空隙間に顔料が入り込み、基紙表面の凹凸を平坦にする効果）が劣り、故に下塗り層表面の平滑性が低下し、後述する上塗り層の平滑性に対する影響が大きくなる。

本発明における「体積分布平均粒径」とは、顔料粒子個々の体積の総和を全粒子数で割ったものをいい、本明細書では、粒径分布測定装置（マイクロトラック粒径分析計：日機装株式会社）を用いて測定して得られる体積分布平均粒径（ＭＶ）を用いている。
この顔料の体積分布平均粒径は、次の式に基づいて計算することができる：
体積分布平均粒径（ＭＶ）＝Σ（Ｖ・・・ｄi ）／ΣＶi
ただし、
Ｖi ＝各粒径区分における体積割合
ｄi ＝各粒径区分における粒径の代表径

下塗り層の顔料としては、特に限定なく使用でき、例えばエンジニアードクレー、炭酸カルシウム、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、シリカ、活性白土、珪藻土、レーキ、デラミネーテッドクレー等、既知の顔料を用いることができる。

特にエンジニアードクレーは、平均粒径分布幅が狭く、顔料が下塗り層中に均一に分布しながらもポーラスな構造になるため、塗工層の平坦性とクッション性を併せ持つ効果を醸し出すことができる。

顔料は分散媒体中に分散されて塗工液とされた後、基紙に塗布される。この下塗り層用の分散媒体としては、通常用いられる接着剤、例えばスチレン・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、等の各種共重合及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、酸化でんぷん、エステル化でんぷん、酵素変性でんぷんやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性でんぷん、カゼイン、大豆蛋白等の天然系接着剤等を用いることができる。

これらの接着剤は顔料１００重量部当たり５〜２５重量部、より好ましくは６〜１５重量部程度の範囲で使用できる。５重量部未満だと接着性に劣り、好適な塗工層が形成されない。反対に２５重量部以上であると光沢性の発現に劣るようになる。

下塗り層用の塗工液には、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含有されていてもよい。

下塗り層用の塗工液の固形分濃度は、一般に４０〜７０重量％であるが、塗工装置の操業性を考慮すると４５〜６５重量％の範囲が好ましい。

塗工液の塗布量は乾燥重量で５〜１０ｇ／ｍ²程度塗工されるが、得られる塗工紙の白紙品質の面から８〜１０ｇ／ｍ²の範囲で調節されるのが最も好ましい。５ｇ／ｍ²未満だと、基紙の被覆性におとり塗工層が形成されにくく、また基紙の地合の影響を受けて平滑度も発現しづらくなる。反対に１０ｇ／ｍ²以上であると得られる塗工紙にこしがなくなり、印刷適性にすぐれなくなる。また、コスト高となる。

（上塗り層）
本発明の上塗り層は、顔料として、体積分布平均粒径が少なくとも１．５〜３．０μｍ、好ましくは１．５〜２．０μｍのデラミネーテッドクレーを顔料１００重量部当り２０〜７０重量部、好ましくは３０〜５０重量部含有する。デラミネーテッドクレーの粒径は、１．５μｍよりも小さくなると下塗り層との親和性が向上し境界面が不明確になり平坦性が向上するため、白紙光沢度が高くなりすぎる問題が生じる。

デラミネーテッドクレーの粒径が３．０μｍを超えると、１．５μｍよりも小さい場合と対比し、表面の平滑性が著しく低下する傾向が生じ、白紙における面感および印刷を施しても印刷面の面感が不十分になるだけでなく、印刷作業時における印刷物同士の擦れや白紙面と印刷面との擦れにより印刷面や白紙面に毀損を生じる問題が生じる。

また使用量が２０重量部未満ではデラミネーテッドクレーの作用が殆ど発現せず、７０重量部を超えると、表面の平滑性が低下し、白紙面感および印刷面感も不十分になるだけでなく、コスト面で問題が生じる。

上塗り層における分散媒体、各種助剤、塗工液の固形分濃度は、下塗り層と同様とすることができるが、塗工設備に応じて適宜選択することができる。

塗工液の塗布量は乾燥重量で５〜５０ｇ／ｍ²程度塗工されるが、得られる塗工紙の白紙品質面感、塗工層強度、切断加工時の粉落ち等の面から１２〜３５ｇ／ｍ²の範囲で調節されるのが最も好ましい。５ｇ／ｍ²未満だと、塗工を施す上で操業が困難であり、基紙の被覆性にもおとり塗工層が形成されにくく、また基紙の地合の影響を受けて平滑度も発現しづらくなる。

反対に５０ｇ／ｍ²以上であると、下塗り層を設ける効果が得られず、得られる塗工紙にこしがなくなり、印刷適性をも落とす結果が生じる。また、コスト高となる。

（塗工方法）
本発明の塗工層は、塗工液を基紙の片面または両面に塗工することにより形成することができる。塗工に際しては、ブレードコータ、エアーナイフコータ、ロールコータ、ブラシコータ、カーテンコータ、バーコータ、グラビアコータ、サイズプレスコータ等の、一般的な塗工装置を単独で、また、組み合わせて使用することができる。

（塗工層）
本発明の艶消し塗工紙では、基紙の一方の面に塗工層を設けても良く、両面に塗工層を設けても良い。塗工層全体の厚さ（つまり下塗り層の厚さと上塗り層の厚さとの和）は特に限定されないが、２５〜５０μｍ、特に３０〜４０μｍであるのが好ましい。

本発明で云う塗工層の厚みは、塗工紙の巻取りを長さ方向に１００ｃｍ間隔で１０サンプル調整し、巻取りサンプル鏡面側端面部から１００ｍｍの部位５ｍｍと中央部５ｍｍの部位を光学顕微鏡にて断面写真をとり、５ｍｍ部位の断面塗工層厚みを任意に２０点測定し、最大値と最小値を除く平均値の厚みを云う。

本発明の艶消し塗工紙においては、塗工層を有する面における、ＪＩＳ Ｐ ８１４２に準拠して測定される白紙光沢度は２０％以上、特に２０〜２６％であるのが好ましく、印刷光沢度は６０％以上、特に６５〜８５％であるのが好ましく、ＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠して測定される平滑度は６０〜２００秒、特に１００〜１５０秒であるのが好ましい。

（平滑化処理）
本発明の艶消し塗工紙においては、基紙に塗工層を設けた後、スーパーカレンダー、マットカレンダー、ソフトカレンダー等の平滑化処理を施すことにより、表面の平滑性を調整することができる。中でも、軽度のスーパーカレンダー処理が好適であり、この場合、塗工層表面の平滑度が所望の値、例えば６０〜２００秒の範囲となるように、スーパーカレンダーのロール圧を調整することができる。具体的には、スーパーカレンダーのロール加圧条件は線圧で１００〜４００ｋｇ／ｃｍ 、より好ましくは１５０〜３５０ｋｇ／ｃｍの範囲で調節される。１００ｋｇ／ｃｍ未満であると好適な平滑度が得られず、４００ｋｇ／ｃｍを超えると紙厚が薄くなり、不透明度が低下して、高級感が低下する。また繊維焼けが生じる。スーパーカレンダーのロール温度は、品質を安定するために５０〜９５℃の範囲で処理するのが好ましい。５０℃未満では好適な塗工層が形成されない。９５度を超えると繊維焼けが生じる。

＜塗工量の調整＞
・上塗り塗工層
接着剤としてカルボキシ変性スチレン・ブタジエンラテックス１６部、重質炭酸カルシウム５４部、カオリン１０部及び表１に記載するデラミネーテッドクレーを配合して上塗り塗工層を調整した。
・下塗り塗工層
接着剤として、上層と同様に、カルボキシ変性スチレン・ブタジエンラテックスを１６部、軽質炭酸カルシウムを８６部使用した他は、表１に記載の条件で下塗り層を調節し、ゲートロールコーターにて下塗り層を設けた。

＜基紙＞
坪量が５４ｇ／ｍ²の上質紙を使用した。

この結果から明らかなように、本発明に係る各サンプルは低い白紙光沢度と高い平滑度とを兼備していることが判る。なお、各評価方法は次のとおりとした。
「平滑度」（上層・下層）…ＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠して測定した。
「不透明度」…ＪＩＳ Ｐ ８１３８に準拠して測定した。
「白紙光沢度」…ＪＩＳ Ｐ ８１４２法に準じ、村上色彩技術研究所製の光沢度計を用い、７５°光沢を測定した。
「擦れ汚れ」…印刷面と印刷前の白紙面とを一定圧力で接触させてこすり合わせた後、白紙面の汚れ程度で判定した。○：汚れが見られない。△：僅かに汚れが見られる。×：汚れが生じている。
「ドライピック」…ＲＩ印刷試験機（明製作所製）を使用し、印刷インク（タック１８）０．４ｃｃにて印刷を行い、ゴムロールに現れたピッキング状態を別の台紙に転写させ、目視にて５段階評価した。（数値が高いものほど良好）
「ウェットピック」…ＲＩ印刷試験機（明製作所製）を使用し、塗工層面を吸水ロールで湿潤させた後、印刷を施し、インクの受理性を目視にて５段階評価した。（数値が高いものほど良好）
「印刷光沢度」…ＲＩ印刷試験機（明製作所製）を使用し、東洋インキＴＫマークＶニュー紅Ｍで１回または２回印刷を施し、２０℃６５％ＲＨで２４時間放置した後の、７５度印刷光沢度をＪＩＳ Ｐ ８１４２法に準じ測定した。
「インキ着肉性」…ＲＩ印刷試験機（明製作所製）を使用し、オフセット印刷インキ０．１ｃｃを用いて塗工層面に印刷を行い、２０℃６５％ＲＨで２４時間放置した後の印刷面のインキ着肉ムラを以下の基準に準じて目視判断した。
○：インキの着肉性に優れ、インキの着肉ムラもない。
△：インキの着肉ムラが見られる。
×：インキの着肉が著しく悪い。

本発明は、グラビア印刷やオフセット印刷等に代表される商業印刷など、広範な用途に適用できるものである。

Claims (4)

1. 基紙の少なくとも片面に、下塗り層および上塗り層からなる二層の塗工層を有する艶消し塗工紙であって、
   前記上塗り層は、顔料として、体積分布平均粒径が１．５〜３．０μｍのデラミネーテッドクレーを顔料１００重量部当り２０〜７０重量部含有し、
   前記下塗り層は体積分布平均粒径が１．５μｍ以上の顔料を含有しない、
   ことを特徴とする艶消し塗工紙。
2. 前記塗工層全体の厚さが１５〜５０μｍである、請求項１記載の艶消し塗工紙。
3. 前記塗工層を有する面における、ＪＩＳ Ｐ ８１４２に準拠して測定される白紙光沢度が２０％以上、印刷光沢度が６０％以上、およびＪＩＳ Ｐ ８１１９に準拠して測定される平滑度が６０〜２００秒である、請求項１または２記載の艶消し塗工紙。
4. 前記塗工層に対して弾性ロールと金属ロールからなる、塗工面平滑化処理を施してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の艶消し塗工紙。