JP2007508462A - 優れた印刷適性を有する天然紙 - Google Patents

Abstract

本発明は、ａ）紙基材；ｂ）紙基材の少なくとも１つの面の表面全体に適用され、かつ少なくとも１種類の界面活性剤と、粒径１〜５００ｎｍを有する少なくとも１種類の顔料とを含有する配合物であって、バインダー５重量部以下：顔料１００重量部（それぞれの場合において固形分に対して）の顔料に対する比でバインダーを含有する配合物；を含む紙、およびその製造方法に関する。

Description

本発明は、優れた印刷適性を有する天然紙に関する。本発明はさらに、優れた印刷適性を有する天然紙を製造する方法の提供に関する。

製紙産業では、絶えず紙の印刷適性を向上させる試みがなされている。これは特に、オフセット印刷で使用される紙、および新規なデジタルプリント媒体、例えばインクジェット用紙またはデジタル印刷用紙などについて言える。前記の印刷方法に使用される紙の場合には、基本的に、２種類の紙：天然紙とコート紙を区別することが可能である。コート紙の場合には、通常、印刷がその上に施される紙の面に、顔料、バインダーおよび結合剤からなる少なくとも１つのコーティングが塗布される。印刷適性を向上させるために、例えば２つまたは３つのコートなど複数のコートをコート紙に塗布することもできる。これによって、未加工紙のウェブの被覆面積の関数として印刷適性が改善される。つまり、塗布されるコーティングが多いほど、印刷適性は良くなる。

塗布されるコーティングは２つの種類、すなわち光沢コーティングとつや消しコーティングに分類することができる。それらのコーティングは、その組成において、およびコート紙の製造でのその後の加工段階において異なる。コーティングを塗布した後の、カレンダー装置または平滑化装置による表面処理は、特に本明細書において言及されるだろう。現在、紙の印象、つまり外観および感触、つまり紙の触感性が、塗布されるコーティングによって悪影響を受けることが不利な点である。

天然紙にはこれらの不利な点がない。天然紙は、高い塗布量のコート紙を有するコーティングを含まないため、紙の元の特性が保たれる。特に、天然紙の剛性および表面構造は変化しない、または著しくは変化しない。これによって、その紙に触れると心地よい感触が得られ（心地よい触感性）、これらの紙では心地よい外観が得られる。この理由から、それらは、例えばオフィス文書または要求の厳しいカタログ、パンフレットおよび本、特に芸術的にデザインされるものなど高品質用途で使用される。しかしながら、天然紙への印刷の品質は、コート紙への印刷よりも低い。天然紙の表面形状は印刷において認識できる。

簡単に言うと、その表面が山と谷からなる天然紙の繊維構造のために、印刷インクは印刷方法において様々な程度まで許容される。特に多色印刷の場合には、個々の印刷インクの重ね合せが起こり、したがって天然紙の表面構造が印刷において著しく目に見えることから、これは不利な影響を有する。

天然紙の視覚的印象および触感性の両方をコート紙の優れた印刷適性と組み合わせる試みがなされている。

ＥＰ ０ ６４８ ８９４では、塗布量１〜５ｇ／ｍ²を有し、かつ少なくとも８０ｇ／顔料１００ｇのオイル吸収性（oil absorptivity）を有する顔料と、バインダーとからなるコーティングを有する厚紙の提供が提案されている。不利な点は、ＥＰ ０ ６４８ ８９４に記載の組成物は、少なくとも１８０ｇ／ｍ²の坪量を有することが好ましい、高重量を有する厚紙にのみ使用することができることである。

米国特許第６，３８７，２１３号では、コーティングの乾燥重量に対して、３０〜６０重量％の割合で中空プラスチック顔料を含有する組成物を塗布することによって、紙の印刷適性が改善されている。さらに、その配合物は、配合物中に乾燥重量に対して４０〜７０重量％の割合でバインダーを含有し、そのバインダーは、高分子量を有する加工デンプンである。この配合物は好ましくは、紙基材への輪郭コート（contour coat）として塗布するべきである。中空プラスチック顔料および高分子量を有する加工デンプンが原因でコストが高くなることは不利である。

ＥＰ １ １４６ １７１には、紙の印刷適性を向上させる他の方法を取り入れている。顔料およびレオロジー改質／バインダー成分を含有するトップコートが、表面粗さ６μｍ未満および表面光沢５〜８０％を有する紙基材に塗布される。ここで、トップコートが、顔料粒子のサイズに相当することが好ましいコート厚を有する単一コートとして塗布されることが好ましい。ＥＰ １ １４６ １７１に示される紙の不利な点は、紙基材の規定表面粗さが６μｍ未満でなければならないこと、および顔料のサイズに相当するコート厚でトップコートを基材に塗布しなければならないことである。

続いて公開された欧州特許出願第０３ ０００ ８３５．３号には、不均一な濃さで染色されるパターン紙をいかに製造することが可能かが記述されている。少なくとも１種類の界面活性剤と少なくとも１種類の顔料とを含有する混合物を紙に不均一に塗布し、つまり表面全体に塗布するわけではなく、潜像またはパターンが形成される。その後の段階において、染料溶液を適用することによって、その紙を不均一に染色し、次いで乾燥させる。ここで極めて重要なことは、界面活性剤と顔料との混合物を、均一ではなく、パターンがその後に認識可能であるべき領域でのみ紙に塗布することである。変化した着色は、紙の未処理表面と比較して、濃い着色および薄い着色である。欧州特許出願第０３ ０００ ８３５．３号には、界面活性剤と顔料との混合物を紙基材の表面全体に塗布することは開示されていない。

本発明の目的は、コート紙の優れた印刷適性と天然紙の触感性および視覚的印象を併せ持つ紙を提供することである。特に、非常に広範な印刷方法によって、特にオフセット印刷、デジタル印刷およびインクジェット印刷によって非常に優れた印刷適性を達成することができるように、現在まで製造されている紙と比較して、その紙は改善されるはずである。他の点では、天然紙に固有の特性が保たれるはずである。

本発明の技術的な目的は、
ａ）紙基材；
ｂ）紙基材の少なくとも１つの面の表面全体に適用され、かつ界面活性剤と、粒径１〜５００ｎｍを有する少なくとも１種類の顔料と、を含有する配合物であって、顔料１００重量部（それぞれの場合において固形分に対して）の顔料に対するバインダー５重量部以下の比でバインダーを含有する配合物；
を含む紙によって達成される。

かかる配合物が紙基材に浸透した場合に、通例の印刷方法における印刷適性が改善され、同時に天然紙の触感性および視覚的印象が保たれることを見出した。配合物は完全に、またはほぼ完全に、紙基材の表面に局在する繊維を主に封じ込める。

利点は、本発明の天然紙は製紙産業で通例の装置で製造することができ、そのため更なる製造装置が必要ないことである。本発明の天然紙は再利用することができ、そのため、例えばパルパーなどの通例の工場設備で分解することができ、紙をさらに製造するためにそれを再び使用できることがさらに有利である。

本発明のコンテクストにおいて、紙という用語は、加工された、印刷可能な紙の意味で理解される。それは、連続した製品／リールに巻かれた製品および一定のサイズに切断された製品の両方で存在することができる。紙は、支持材として紙基材と、紙基材の少なくとも１つの面に塗布される配合物と、を含む。コーティングは、その上に配合物が存在する紙基材の面に任意に塗布される層である。塗布量が指定されている場合、塗布量は、１１０℃で一定の重量（絶対乾燥状態）にコンディショニングした後の、単位面積当たりの塗布質量に関係する。好ましい実施形態が以下に説明される。

好ましい実施形態において、配合物は、紙基材の両面、つまり紙基材の上面および底面の表面全体に塗布される。

配合物は、全体的にアニオン、カチオンまたは中性の電荷を有し得る。

好ましい実施形態において、配合物は、１面当たり塗布重量（絶対乾燥状態）０．５〜２０ｇ／ｍ²を有する。好ましくは配合物１〜１５ｇ／ｍ²、さらに好ましくは２〜１０ｇ／ｍ²、特に好ましくは３〜７ｇ／ｍ²が、紙基材の少なくとも１つの面の表面全体に存在する。

好ましくは、１面当たり界面活性剤０．０５〜２．５ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）が、配合物において存在する。好ましい実施形態は、配合物において界面活性剤０．１〜２．０ｇ／ｍ²、さらに好ましくは０．２〜１．５ｇ／ｍ²、最も好ましくは０．３〜０．７ｇ／ｍ²を含む。

界面活性剤は、アニオン、カチオン、非イオンまたは両性界面活性であることが好ましい。

例えば、適切な界面活性剤は、（１）親水性ポリジアルキルシロキサン、（２）ポリアルキレングリコール、（３）ポリプロピレンオキシド／ポリエチレンオキシドコポリマー、（４）ホスフェート、ソルビタン、グリセロール、ポリエチレングリコール、スルホコハク酸、スルホン酸またはアルキルアミンの脂肪酸エステル変性化合物、（５）ソルビタンエステル、脂肪アミン、アルカノールアミド、ヒマシ油、脂肪酸、脂肪アルコールのポリオキシアルキレン変性化合物、（６）第４級アルコール硫酸エステル（塩）化合物、（７）脂肪イミダゾリン、（８）ポリエーテル変性トリシロキサンおよび（９）その混合物から選択することができる。

上記の種類の物質からの水可溶性またはアルコール可溶性界面活性剤の具体的な例は、例えば、（１）（ａ）ソルビタンエステル（例えば、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＰＳＭＬ−４（モノラウリン酸ポリ（オキシエチレン）ソルビタン）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＰＳＭＯ−２０（モノオレイン酸ポリ（オキシエチレン）ソルビタン）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＰＳＴＯ−２０（トリオレイン酸ポリ（オキシエチレン）ソルビタン）、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）のポリ（オキシアルキレン）変性体（modification）；（ｂ）脂肪アミン（例えば、Ａｌｋａｍｉｎｏｘ Ｔ−２、Ｔ−５（獣脂アミノキシエチレート）、Ａｌｋａｍｉｎｏｘ ＳＯ−５（大豆アミノキシエチレート）、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社、（Ｉｃｏｍｅｅｎ Ｔ−２、Ｉｃｏｍｅｅｎ Ｔ−１５，ＩＣＩ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｃ）ヒマシ油（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＣＯ−１０、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＣＯ−２５Ｂ（ヒマシ油オキシエチレート）、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｄ）アルカノールアミド（例えば、Ａｌｋａｍｉｄｅ Ｃ−２、Ｃ−５（ヤシ油アルカノールアミドオキシエチレート）、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｅ）脂肪酸（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ０７５−９、Ａｌｋａｓｕｒｆ ０−１０、Ａｌｋａｓｕｒｆ ０−１４（オレイン酸オキシエチレート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ Ｌ−１４（ラウリン酸オキシエチレート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ Ｐ−７（パルミチン酸オキシエチレート），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｆ）脂肪酸アルコール（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＬＡＮ−１、ＬＡＮ−３、Ａｌｋｓａｓｕｒｆ ＴＤＡ−６、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＳＡ−２（直鎖状アルコールオキシエチレート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＮＰ−１、ＮＰ−１１、Ｒｅｘｏｌ １３０（ノニルフェノールオキシエチレート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＯＰ−１、ＯＰ−１２（オクチルフェノールオキシエチレート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＬＡ−ＥＰ−１５、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＬＡ−ＥＰ−２５、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＬＡ−ＥＰ−６５（直鎖状アルコールオキシアルキレート））；（２）親水性ポリ（ジメチルシロキサン）、例えば（ａ）モノカルビノール末端基を有するポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＳ５５８，Ｐｅｔｒａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ社）およびジカルビノール末端基を有するポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＳ５５５、ＰＳ５５６、Ｐｅｔｒａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ社）；（ｂ）ポリ（ジメチルシロキサン）−ｂ−ポリ（メチルシロキサンアルキレンオキシド）コポリマー（ＰＳ ０７３、ＰＳ ０７２、ＰＳ ０７１、Ｐｅｔｒａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ社）、Ａｌｋａｓｉｌ ＨＥＰ １８２−２８０、Ａｌｋａｓｉｌ ＨＥＰ １４８−３３０（Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）、Ｓｉ−Ｃ−結合を含有する非加水分解性コポリマー；（ｃ）ポリ（ジメチルシロキサン）−ｂ−ポリ（プロピレンオキシド）−ｂ−ポリ（エチレンオキシド）コポリマー（Ａｌｋａｓｉｌ ＮＥＰ ７３−７０、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）Ｓｉ−Ｏ−Ｃ−結合を含有する加水分解性コポリマー；（ｄ）多価第４級ポリ（ジメチルシロキサン）コポリマー（α，ω−水素ポリシロキサンとオレフィン結合含有エポキシドとの付加反応、生成物とジアミンとのその後の反応によって得られる）；（３）脂肪イミダゾリンおよびその誘導体、例えば、（ａ）Ａｌｋａｚｉｎｅ−Ｏ（オレイル誘導体）；（ｂ）Ａｌｋａｚｉｎｅ ＴＯ（トール油誘導体）；（ｃ）Ａｌｋａｔｅｒｉｃ ２Ｃ１Ｂ（ジカルボン酸ココシミダゾリン（cocosimidazoline）ナトリウム塩）Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社；（ｄ）Ａｒｚｏｌｉｎｅ−４；（ｅ）Ａｒｚｏｌｉｎｅ−２１５，Ｂａｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社；（４）リン酸の脂肪酸エステル（例えば、Ａｌｋａｐｈｏｓ Ｂ６−５６Ａ，Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｂ）ソルビタン（例えば、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＳＴＯ（トリオレイン酸ソルビタン）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＳＭＬ（モノラウリン酸ソルビタン）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＳＭＯ（モノオレイン酸ソルビタン），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｃ）グリセロール化合物（例えば、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＧＭＯ−４５ＬＧ（モノオレイン酸グリセリル）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＧＤＯ（ジオレイン酸グリセリル）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ＧＴＯ（トリオレイン酸グリセリル）；（ｄ）ポリ（エチレングリコール）（Ａｌｋａｍｕｌｓ ６００ ＤＯ（ジオレエート）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ４００−ＭＬ（モノラウレート）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ６００ ＭＯ（モノオレエート）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ６００ ＤＬ（ジラウレート）、Ａｌｋａｍｕｌｓ ６００ ＤＴ（ジ牛脂），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｅ）スルホコハク酸（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＳＳ−Ｏ−７５（ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＳＳ−ＤＡ４−ＨＥ（オキシエチル化アルコールスルホサクシネート）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＳＳ−Ｌ７ＤＥ（ラウリン酸ジエタノールアミドのナトリウムスルホコハク酸エステル）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＳＳ−Ｌ−ＨＥ（ラウリルスルホコハク酸ナトリウム），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｆ）スルホン酸（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＣＡ（ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム）、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＩＰＡＭ（ドデシルベンゼンスルホン酸イソプロピルアミン），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｇ）アルキルアミン（例えば、Ａｌｋａｍｉｄｅ ＳＤＯ（大豆ジエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ ＣＤＥ（ココヤシジエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ ２１０４（ココヤシ脂肪酸ジエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ ＣＭＡ（ココヤシモノエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ Ｌ９ＤＥ（ラウリルジエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ Ｌ７Ｍｅ（ラウリルモノエタノールアミド）、Ａｌｋａｍｉｄｅ Ｌ１ＰＡ（ラウリルモノイソプロピルアミド），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（５）第４級化合物、例えば、（ａ）非高分子第４級アンモニウムエト硫酸塩（例えば、Ｆｉｎｑｕａｔ ＣＴ、Ｃｏｒｄｅｘ Ｔ−１７２，Ｆｉｎｅｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社）；（ｂ）第４級ジアルキルジメチルメト硫酸塩（例えば、Ａｌｋａｑｕａｔ ＤＨＴＳ（水素化獣脂））；（ｃ）アルコキシル化第４級ジ脂肪メト硫酸塩（例えば、Ａｌｋａｓｕｒｆ ＤＡＥＴ（獣脂誘導体））；（ｄ）第４級脂肪イダゾリン（idazoline）メト硫酸塩（例えば、Ａｌｋａｑｕａｔ Ｔ（獣脂誘導体），Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社；（６）親油性ポリ（プロピレンオキシド）と親水性ポリ（エチレンオキシド）との水可溶性コポリマー、例えば、（ａ）メタノール可溶性Ｔｅｔｒｏｎｉｃ １５０Ｒ１、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ−１０１、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ ９０２、Ｔｅｔｒｏｎｉｃ ２５Ｒ２（ＢＡＳＦ社）、Ａｌｋａｔｒｏｎｉｃ ＥＧＥ−１（Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｂ）水可溶性Ｔｅｔｒｏｎｉｃ ９０８、５０Ｒ８、２５Ｒ８、９０４、９０Ｒ４、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ−７７（すべてＢＡＳＦ社から市販されている）、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から市販されているＡｌｋａｔｒｏｎｉｃ ＥＧＥ２５−２およびＰＧＰ３３−８；（７）ポリ（アルキレングリコール）およびその誘導体、例えば（ａ）ポリプロピレングリコール（Ａｌｋａｐｏｌ ＰＰＧ ４２５、Ａｌｋａｐｏｌ ＰＰＧ−４０００，Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）；（ｂ）ポリ（プロピレングリコールジメタクリレート）、ポリ（エチレングリコールジアクリレート）、ポリ（エチレングリコールジメタクリレート）、ポリ（エチレングリコールモノメチルエーテル）、ポリ（エチレングリコールジメチルエーテル）、ポリ（エチレングリコールジグリシジルエーテル）（すべてＰｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社から市販されている）；（ｃ）ポリ（１，４−オキシブチレングリコール）（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社）等である。

好ましい界面活性剤としては、直鎖状アルコールオキシエチレート（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｕｒｆ ＬＡ−ＥＰ−６５、ＬＡ−ＥＰ−２５およびＬＡ−ＥＰ−１５）、ノニルフェノールオキシエチレート（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｕｒｆ ＮＰ−１１およびＨａｒｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＲｅｘｏｌ １３０）、オクチルフェノールオキシエチレート（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｕｒｆ ＯＰ−１２）、オレイン酸オキシエチレート（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｕｒｆ Ｏ−１４）、ポリ（ジメチルシロキサン）−ｂ−ポリ（プロピレンオキシド）−ｂ−ポリ（エチレンオキシド）コポリマー（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｉｌ ＮＥＰ ７３−７０）、ヒマシ油エトキシレート（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｓｕｒｆ ＣＯ２５Ｂ）、ココシミダゾリン（cocosimidazoline）ジカルボン酸ナトリウム塩（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｔｅｒｉｃ ２Ｃ１Ｂ）およびココヤシ脂肪酸ジエタノールアミド（例えば、Ａｌｋａｒｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能なＡｌｋａｍｉｄ Ｓ１０４）が挙げられる。Ａｌｋａｓｕｒｆ界面活性剤は有利なことに生分解性である。

さらに好ましい界面活性剤は、エチレンオキシド／プロピレンオキシドで変性された脂肪アルコール、および変性脂肪アルコールポリグリコールエーテル、例えばＨｙｄｒｏｐａｌａｔＲ １２０ ＸＰ（Ｃｏｇｎｉｓ／Ｈｅｎｋｅｌ社から入手可能）である。

０．１〜１９．５ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）の顔料が配合物中に存在することが好ましい。好ましくは０．２〜１９．３ｇ／ｍ²、さらに好ましくは０．３〜１８．５ｇ／ｍ²、特に好ましくは０．４〜１８ｇ／ｍ²および最も好ましくは０．４５〜１７．５ｇ／ｍ²の顔料が配合物中に存在する。顔料は好ましくは、全体的にカチオンおよび／またはアニオンおよび／または非イオンの電荷を有する。本発明のコンテクストにおいて、アニオン顔料は、その顔料の表面が全体的にアニオンの電荷を有する顔料である。カチオン顔料は、その顔料の表面が全体的にカチオンの電荷を有する顔料である。非イオン顔料は、全体的に中性または実質的に中性の電荷を有する顔料である。

顔料は、金属の酸化物および／または混合酸化物であることが好ましい。しかしながら、半金属／半導体の酸化物および／または混合酸化物であってもよい。

配合物中で使用される顔料は、好ましくは５０〜８００ｍ²／ｇ、さらに好ましくは１００〜４００ｍ²／ｇの大きなＢＥＴ比表面積を有することが好ましい。顔料粒子自体は、１〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは２０〜７０ｎｍの直径を有する。

顔料は好ましくは、例えばケイ素、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉄、銅、スズまたは鉛などの金属または半金属の酸化物からなる群から選択することができる。好ましい顔料は、シリカ、ギブサイト、バイヤライト、ノルドストランダイト（nordostrandite）、擬ベーマイト、ダイアスポア、アルミナ、好ましくはコランダム、水酸化アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、二酸化チタン、酸化スズ、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、タルク、粘土、ハイドロタルサイト、シリカ、コロイドシリカ、沈降シリカ、例えば珪藻土などの無機物質、例えばメラミン／ホルムアルデヒド樹脂、尿素／ホルムアルデヒド樹脂、エチレン樹脂、スチレン樹脂、アクリレート樹脂またはその組み合わせを含む樹脂状顔料などの有機物質である。

好ましくは非多孔質ＳｉＯ₂粒子である、ＳｉＯ₂粒子のコロイド状懸濁液も顔料として使用することができる。その懸濁液はアニオンまたはカチオン電荷を有することができる。ここで、ＳｉＯ₂粒子の粒径は、１〜１００ｎｍと様々であり、粒径は好ましくは１０〜５０ｎｍである。Ｃｌａｒｉａｎｔ社からのＣａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）Ｋ銘柄、特にＣａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０１Ａ ｌｉｑｕｉｄ、Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０２Ａ ｌｉｑｕｉｄ、Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０２Ｃ ｌｉｑｕｉｄおよびＣａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０３Ａ ｌｉｑｕｉｄが、この種類の顔料の一例として挙げられる。その代わりとして、Ｇｒａｃｅ−Ｄａｖｉｓｏｎ社によって商品名Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＣＬまたはＬｕｄｏｘ（登録商標）ＴＭＡで販売されている、アニオンまたはカチオンコロイドシリカを使用することができる。

好ましくは、少なくとも１種類の添加剤が配合物中に存在し得る。使用することができる添加剤は、例えば、レオロジー改質剤、粘度調整剤（増粘剤）、染料または増白剤などの当業者には公知の添加剤である。粘度調整剤が使用される場合には、例えばＣｌａｒｉａｎｔ社から入手可能なＣａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）ＭＳ ｌｉｑｕｉｄなどの架橋変性ポリアクリレートを使用することが好ましい。しかしながら、本発明に従って、配合物は、天然紙の触感性を得るために、５：１００以下、好ましくは３：１００、特に好ましくは２：１００以下のバインダーと顔料との比（それぞれの場合において固形分に対して）でバインダーを含有する。

使用されるバインダーは、塗布される配合物層の凝固が起こらないように、架橋作用を持たないバインダーであることが好ましい。厳密な意味では、本発明に従って、「バインダー」は配合物において使用されないが、製紙にバインダーとして使用することもできる、好ましくは増粘剤または粘度調整剤、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などのセルロース（タイプ）が、配合物の流動性を調整するために使用される。しかしながら、増粘剤は、非常に少量であるため配合物中でバインダーとしての役割を果たさない量、つまり顔料を互いに結合させない、かつ／または顔料を紙基材に結合させず、塗布されるべき配合物の粘度および流動性を所望の値に単に調節する量で使用される。かかる増粘剤または粘度調整剤は、製紙分野の当業者には一般に知られている。本発明に従って、増粘剤は、特定の要求条件を満たさなければならない。使用される増粘剤の量は、かかる試剤が使用される通例の範囲内であり、かつ使用される増粘剤の特性に依存する。

本発明に従って、顔料を互いに結合させるため、および紙基材に顔料を結合させるためのバインダーは配合物において使用されない。バインダーとしても適している増粘剤がたとえ使用されたとしても、上述のように結合を可能にしない量のみで存在する。結合させるために使用される「バインダー」を含まない、かかる配合物は、触感性を実質的に変化させることなく紙基材の印刷適性を向上させ、その結果、前記特性は実質的に、天然紙の特性に相当する。

紙基材は、充填剤を含有することが好ましい。充填剤が空隙容積を有するならば、より好ましい。充填剤の空隙容積は好ましくは、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−５に従って充填剤のオイル値（oil number）によって測定することができる。

ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−５に従って、充填剤は好ましくは、１０〜１５０ｇ／充填剤１００ｇ、さらに好ましくは３０〜８０ｇ／充填剤１００ｇ、特に好ましくは３０〜７０ｇ／充填剤１００ｇのオイル値を有する。

充填剤は好ましくは、チョーク、沈降炭酸カルシウム、粘土、タルク、か焼クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、セッコウ、酸化アルミニウム三水和物、シリカ、ケイ酸、珪藻土、二酸化チタン、およびその混合物からなる群から選択することができる。充填剤はさらに、全体的にアニオンの電荷または全体的にカチオンの電荷を有することが好ましい。

紙基材における充填剤の割合は、１１０℃での一定重量でコンディショニングした（絶対乾燥状態）後に、紙基材の全重量に対して、好ましくは３〜３０重量％である。充填剤の割合は、好ましくは５〜２５重量％、さらに好ましくは７〜２０重量％、特に好ましくは９〜１８重量％、最も好ましくは１０〜１５重量％である。

紙基材は好ましくは、少なくとも１種類の添加剤を含有することができる。好ましい添加剤は、湿潤紙力増強剤、デンプン、消泡剤、歩留向上剤、増白剤、染料およびその混合物である。好ましい実施形態において、紙基材は、その後の加工段階中に紙ウェブが裂けるような程度まで水の吸収によって強度が低減することなく、その後の加工段階において紙基材を再び湿らせることを可能にする、一定の割合の湿潤紙力増強剤を含有する。

紙基材は、例えば化学パルプまたは砕木パルプなどの当業者には通例のすべての繊維を含有し得る。好ましくは、紙基材は、長繊維化学パルプと短繊維化学パルプとの混合物を含有する。

紙は、ＩＳＯ５３６に従って多様な４０〜４００ｇ／ｍ²の坪量を有することが好ましい。坪量は、好ましくは６０〜３００ｇ／ｍ²、さらに好ましくは７０〜２８０ｇ／ｍ²、最も好ましくは８０〜２５０ｇ／ｍ²である。

配合物は、紙基材の少なくとも１つの面にライン上で、つまり抄紙機内で紙基材に塗布することができる。好ましいコーティング装置は、サイズプレスと同様なサイズプレスコーティング装置、フィルムプレス、ビルブレード（billblade）、流し塗り機、エアブラシ、ブレード、ドクターブレードコーティングおよび吹付け塗布である。

しかしながら、紙基材を製造する仕上げ段階の下流で紙基材の少なくとも１つの面に配合物を塗布することも可能である。これは、例えばサイズプレス、サイズプレスと同様なコーティング装置、フィルムプレス、エアブラシ、ドクターブレード、流し塗り機、スプレーコーターまたはリバースグラビアコーティング装置などの当業者に知られているコーティング装置を使用することによって行うことができる。

意外なことに、この配合物は、紙基材の光学的性質または触感性に実質的なまたは検出可能な不利な影響を及ぼすことなく、紙基材の印刷適性を向上させる。紙基材は、未処理の天然紙の視覚的印象および触感を保持する、または実質的に保持する。配合物は、紙基材の表面全体に、かつ表面中に均一に浸透し、それによって、後に適用される印刷の不規則性が意外なことに防止される。そうでなければ、紙表面の山および谷によって不規則性が生じる。したがって、例えばオフセット印刷において、インク塗布は均一である。この徴候は、いわゆる印刷紙のモットリングである。モットリングは、オフセット印刷での紙への印刷がどの程度均一であるかを示す。本発明の紙の場合には、オフセット印刷の均一性は、コート紙上のオフセット印刷の均一性に匹敵する。さらに、本発明の紙は、未処理および非コート紙に匹敵する剛性および嵩（volume）を有する。

他の実施形態において、少なくとも１つの更なるコーティングが、その上に配合物が塗布される紙基材の同一面上の配合物上に存在し得る。

そのコーティングは、少なくとも１種類の顔料と、少なくとも１種類のバインダーを含有することが好ましい。

好ましい実施形態において、適用される顔料は、粒径１〜５００ｎｍを有し、好ましくは、金属の酸化物および／または混合酸化物、半金属／半導体の酸化物および／または混合酸化物およびその混合物からなる群から選択することができる。さらに好ましくは、配合物において顔料としても使用することができる、すべての顔料を使用することが可能である。

コーティングは好ましくは、少なくとも１種類の更なる添加剤を含有することができる。使用することができる添加剤は、例えばバインダー、粘度調整剤（増粘剤）、増白剤、消泡剤、染料、分散剤および界面活性剤などの当業者に知られているすべての添加剤である。使用することができる界面活性剤は、当業者に知られているすべての界面活性剤であり、好ましくは配合物において使用される界面活性剤である。さらに、配合物においても使用することができるすべての粘度調整剤を使用することが可能である。コーティングは、１面につき０．５〜２０ｇ／ｍ²の塗布量（絶対乾燥状態）を有することが好ましい。コーティングの塗布量は、好ましくは２〜１５ｇ／ｍ²、さらに好ましくは３〜１２ｇ／ｍ²、最も好ましくは３〜１０ｇ／ｍ²である。コーティングの塗布量は、その上に配合物が存在する紙基材の表面がコーティングによって均一に湿潤されるような量であることが好ましい。

コーティングは、配合物が紙基材の両面上に存在する場合には、紙基材の両面に塗布することができる。しかしながら、配合物が紙基材の両面上に存在する場合、紙基材の一方の面のみの配合物上にコーティングを塗布することも可能である。

コーティングは、全体的にアニオン、カチオン、または中性の電荷を有し得る。配合物が全体的にカチオンの電荷を有する場合には、コーティングは好ましくは、全体的にアニオンの電荷を有し、あるいは配合物が全体的にアニオンの電荷を有する場合には、コーティングは好ましくは、全体的にカチオンの電荷を有する。

コーティングは、当業者に知られているいずれかのコーティング装置を使用して塗布することができる。さらに、コーティングは、抄紙機内（ライン上）で、つまり紙基材の製造中に塗布することができる。しかしながら、その後の加工段階において紙基材の製造後にコーティングを塗布することが可能である。適切なコーティング装置は、例えばサイズプレス、サイズプレスと同様なコーティング装置、フィルムプレス、ブレードコーター、エアブラシ、ドクターブレード、流し塗り機およびスプレーコーターである。

上述のすべての紙（コーティングを含む、または含まない）を、後処理段階にかけることができる。したがって、紙の表面をさらにカレンダー処理することができる。これは、平滑化装置、つや消しカレンダー、カレンダーまたはブラシカレンダー（brush calender）によって行われる。この段階によって紙の嵩が実質的に低減されることなく、紙の平滑度が高められる、これらの方法は有利である。代替方法として、紙の表面形状は、エンボス段階によって変えることができる。例えば、エンボスカレンダーがこの目的に適している。その上に配合物が存在する面であることが好ましい、紙の両面上の、または紙の一方の面のみの表面構造を変化させることができる。

当業者に公知の印刷方法において、上記のすべての紙を印刷媒体として使用することができる。印刷方法は、オフセット印刷、デジタル印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、新聞印刷、レリーフ印刷、凸版印刷、昇華印刷、レーザー印刷、電子写真印刷方法および上記の印刷方法の組み合わせからなる群から選択される印刷方法から選択されることが、より好ましい。

その上に配合物が存在する、紙基材の面にコーティングを塗布することによって、紙の印刷適性がさらに向上する。しかしながら、意外なことに、紙の性質は、コーティングによって変化しない、あるいは実質的には変化しない。紙の外観および触感性のどちらも、コーティングによって悪影響を受けない、あるいは実質的に悪影響を受けない。その紙は非コート紙の性質を保持する。しかしながら、未処理紙と比較して、印刷の質は著しく改善される。

本発明は、以下の実施例を参照しながら、それに制限することを意図することなく、以下に説明される。

実施例
１．配合物
１．１．配合物１〜３の製造
目的の粘度を確立するために、表１に示される量の水にＴｙｌｏｓｅ（登録商標）Ｈ６００００ ＹＰ２を攪拌しながら溶解する。透明な溶液が得られた後、Ｈｙｄｒｏｐａｌａｔ（登録商標）１２０ ＥＸＰを添加する。次いで、相当する顔料スラリーを添加する。配合物１〜３を得るために、さらに３０分間攪拌する。

１）Ｔｙｌｏｓｅ（登録商標）Ｈ６００００ ＹＰ２：分子量６００００ｕを有するカルボキシメチルセルロース（Ｃｌａｒｉａｎｔ社）
２）Ｈｙｄｒｏｐａｌａｔ（登録商標）１２０ ＥＸＰ：ＥＯ／ＰＯ変性脂肪アルコール、変性脂肪アルコールポリグリコールエーテルをベースとする非イオン界面活性剤（Ｃｏｇｎｉｓ／Ｈｅｎｋｅｌ社）
３）Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＣＬ：水中のシリカのカチオン性コロイド状懸濁液（ＳｉＯ₂ ３０重量％；Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ社）
４）Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）Ｋ ３０１Ａ ｌｉｑｕｉｄ：非多孔質ＳｉＯ₂粒子のコロイド状懸濁液（ｐＨ１０，ＳｉＯ₂３０％，粒径１２ｎｍ，Ｃｌａｒｉａｎｔ社）
５）Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＴＭＡ：水中のアニオン性コロイドシリカ（ＳｉＯ₂３４重量％；Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎ社）

１．２．紙基材への配合物１〜３の塗布
中間サイズを有し、坪量１２０ｇ／ｍ²を有する紙（充填剤含有率１５％，ＰＲＥＣＡＲＢ ２００（Ｓｃｈａｆｅｒ Ｋａｌｋ社）、沈降ＣａＣＯ₃で充填され、オイル値６５ｇ／粉末１００ｇ（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−５に従って測定された））を配合物１〜３のうちの１つに浸漬する。過剰量の配合物を２つのゴムロール間で搾り取り、次いで、フォトドライヤー（photodrier）（その周りを繊維織物が通る加熱金属ロール；乾燥させるために、金属ロールと繊維織物との間のニップに紙を導入する）を使用して乾燥させる。紙基材上の配合物の塗布量は、１面につき３ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）である。

１．３．印刷適性の評価
配合物１〜３が施された紙基材、比較として、未処理の紙基材、および市販のコート紙（総重量１５０ｇ／ｍ²、表面処理されており、顔料コート２０ｇ／ｍ²が紙の各面に塗布される）の一方の面に、Ｐｒｕｆｂａｕ装置を使用して青色印刷インクで印刷する。次いで、印刷された青色領域の均一性および濃さを目視評価し、評点１は青色印刷領域の非常に良い均一性および濃さを表し、評点６は、青色印刷領域の不十分な均一性および濃さを表す。この評価を表２に示す。

市販のコート紙は評点１であり、したがって、非常に良い印刷適性を示しているのに対して、紙基材は、不十分な印刷適性（評点６）である。一方、配合物１〜３のうちの１つを施した場合には、紙基材は意外なことに、評点１〜２を有する印刷適性を示し、したがってコート紙の印刷適性をわずかに下回るだけである。にもかかわらず、配合物が施された紙基材の触感性および視覚的印象は変化しない、あるいは著しくは変化しない。

２．コーティング
２．１．コーティング１〜４の製造
表３に示す量の水に、Ａｃｒｏｎａｌ ５００Ｄ（登録商標）およびＭｏｗｉｏｌ（登録商標）８／８８の溶液を攪拌しながら添加する。その後に、相当する顔料スラリー、コーティング１の場合には、さらにＣａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）ＭＳ ｌｉｑｕｉｄを添加する。コーティング１〜４を得るために、さらに３０分間攪拌する。

６）Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０２Ｃ：非多孔質ＳｉＯ₂粒子のカチオン性コロイド状懸濁液（ｐＨ４，ＳｉＯ₂３０％，粒径２５ｎｍ，Ｃｌａｒｉａｎｔ社）
７）Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）３０３Ａ：非多孔質ＳｉＯ₂粒子のコロイド状懸濁液（ｐＨ９，ＳｉＯ₂３０％，粒径５０ｎｍ，Ｃｌａｒｉａｎｔ社）
８）Ｃａｒｔａｃｏａｔ（登録商標）ＭＳ ｌｉｑｕｉｄ：架橋変性ポリアクリレート（固形分３７％）
９）Ａｃｒｏｎａｌ ５００Ｄ（登録商標）：ポリスチレン／酢酸ビニルコポリマーの水性分散液（５０重量％，ＢＡＳＦ ＡＧ社）
１０）Ｍｏｗｉｏｌ（登録商標）８／８８溶液：濃度１５％のポリビニルアルコール溶液、水中で濃度１５％のＭｏｗｉｏｌ（登録商標）８／８８（Ｃｌａｒｉａｎｔ社）溶液

２．２．配合物１〜３のうちの１つで処理された紙基材へのコーティング１〜４の塗布
配合物１〜３のうちの１つを施された、１．２による紙基材をコーティング１〜４のうちの１つに浸漬する。過剰量のコーティングを２つのゴムロール間で搾り取り、次いで、フォトドライヤー（その周りを繊維織物が通る加熱金属ロール；乾燥させるために、金属ロールと繊維織物との間のニップに紙を導入する）を使用して、紙を乾燥させる。配合物が施された紙基材上のコーティングの塗布量は、１面につき３ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）である。

２．３．印刷適性の評価
配合物１〜４が施された紙基材、比較として、未処理の紙基材、および市販のコート紙（総重量１５０ｇ／ｍ²、表面処理されており、顔料コート２０ｇ／ｍ²が紙の各面に塗布される）の一方の面に、Ｐｒｕｆｂａｕ装置を使用して青色印刷インクで印刷する。次いで、印刷された青色領域の均一性および濃さを目視評価し、評点１は青色印刷領域の非常に良い均一性および濃さを表し、評点６は、青色印刷領域の不十分な均一性および濃さを表す。この評価を表４に示す。

市販のコート紙は評点１であり、したがって、非常に良い印刷適性を示しているのに対して、紙基材は、不十分な印刷適性（評点５）である。一方、配合物１〜３のうちの１つを施し、次いでコーティング１〜４のうちの１つを施した場合には、紙基材は意外なことに、評点１を有する印刷適性を示し、したがってコート紙の印刷適性に匹敵する。にもかかわらず、配合物およびコーティングが施された紙基材の触感性および視覚的印象は変化しない、あるいは著しくは変化しない。

Claims (21)

1. ａ）紙基材；および
   ｂ）紙基材の少なくとも１つの面の表面全体に適用され、かつ少なくとも１種類の界面活性剤と、粒径１〜５００ｎｍを有する少なくとも１種類の顔料とを含有し、バインダーを含まない配合物、ここでバインダーを含有する配合物は、顔料１００重量部の顔料に対するバインダー５重量部以下（それぞれの場合において固形分に対して）の比である；を含む紙。
2. 前記配合物が、１面につき０．５〜２０ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）の塗布量を有することを特徴とする、請求項１に記載の紙。
3. １面につき０．０５〜２．５ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）の界面活性剤が配合物中に存在することを特徴とする、請求項１または２に記載の紙。
4. 前記界面活性剤が、アニオン、カチオン、非イオンまたは両性界面活性剤であることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の紙。
5. １面につき０．４５〜１７．５ｇ／ｍ²（絶対乾燥状態）の顔料が配合物中に存在することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の紙。
6. 前記顔料が全体的にカチオンおよび／またはアニオンおよび／または非イオンの電荷を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の紙。
7. 前記顔料が、金属の酸化物および／若しくは混合酸化物、並びに／または半金属／半導体の酸化物および／若しくは混合酸化物であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の紙。
8. 前記配合物が、少なくとも１種類の更なる添加剤を含有することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の紙。
9. 前記紙基材が、少なくとも１種類の充填剤を含有することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の紙。
10. 前記充填剤がある空隙容積を有することを特徴とする、請求項９に記載の紙。
11. 前記充填剤が、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−５に従って測定された、１０〜１５０ｇ／充填剤１００ｇのオイル値（oil number）を有することを特徴とする、請求項９に記載の紙。
12. 前記充填剤が、チョーク、沈降炭酸カルシウム、粘土、タルク、か焼クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、セッコウ、酸化アルミニウム三水和物、シリカ、ケイ酸、珪藻土、二酸化チタン、およびその混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載の紙。
13. 前記紙基材が、少なくとも１種類の添加剤を含有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の紙。
14. 少なくとも１つの更なるコーティングが、その上に配合物が塗布された紙基材の面上の配合物上に存在することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の紙。
15. 前記コーティングが、少なくとも１種類の顔料および少なくとも１種類のバインダーを含有することを特徴とする、請求項１４に記載の紙。
16. 前記顔料が、直径１〜５００ｎｍを有し、かつ好ましくは、金属の酸化物および／または混合酸化物、半金属／半導体の酸化物および／または混合酸化物並びにその混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の紙。
17. 前記コーティングが、少なくとも１種類の更なる添加剤を含有することを特徴とする、請求項１４から１６のいずれかに記載の紙。
18. 少なくとも１種類の界面活性剤と、粒径１〜５００ｎｍを有する少なくとも１種類の顔料と、を含有する配合物を、紙基材の少なくとも１つの面の表面全体に塗布する段階を含む紙を製造する方法であって、前記配合物が、バインダー５重量部以下：顔料１００重量部（それぞれの場合において固形分に対して）の顔料に対する比でバインダーを含有する、方法。
19. 少なくとも１つの更なるコーティングが、その上に配合物が塗布された紙基材の面上の配合物上に塗布されることを特徴とする、請求項１８に記載の紙を製造する方法。
20. 印刷方法において印刷媒体としての請求項１から１７のいずれかに記載の紙の使用。
21. 前記印刷方法が、オフセット印刷、デジタル印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、新聞印刷、レリーフ印刷、凸版印刷、昇華印刷、レーザー印刷、電子写真印刷方法およびその印刷方法の組み合わせからなる印刷方法から選択されることを特徴とする、請求項２０に記載の紙の使用。