JP2009133028A - 塗工紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材の少なくとも片面に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けてなる塗工紙において、前記基材がJIS P 8117に基づく透気度が8秒未満であり、緊度が0.3g/cm3以上0.6g/cm3未満の紙であり、前記顔料が平均粒子径0.8μm未満の中空有機填料を全顔料中15〜80質量%の割合で含み、緊度が0.6g/cm3未満であることを特徴とする塗工紙である。
【選択図】なし
Description
中でも、和紙は、独特の風合い、暖かさ、美しさによって愛好されている。
和紙の風合いとして、次のような特徴がある。すなわち、表面の光沢が少なく落ち着いた外観であること、表面に凹凸感がある独特な手触りがあること、密度が小さく軽いこと、手で曲げたり押したりした際に柔軟であること等である。
ところが、これらの風合いと印刷適性とを両立させることは、従来、非常に困難であった。その主たる要因としては、和紙が非常に密度が低く軽いため、印刷時においてはインキが裏抜けし、特にカラー印刷においては鮮明な印刷が困難であった。また、近年の高速印刷化に伴い、透気度の小さい和紙は、印刷時の給紙でエアー抜け(紙を吸引して持ち上げる工程で、空気が抜けてしまう為に持ち上がらない現象)を起こしてしまい、トラブルが多発するなど問題を抱えていた。また、和紙は、洋紙に比べると印刷機内で紙粉が多く発生するために刷り版が汚れ、美麗に印刷できないなどの問題も抱えていた。
しかし、このような基材は多くの空隙を有するため、塗工液中の顔料が基材に浸透しやすい。そのため、良好な画像を印刷できる適切な厚みの塗工層を設けようとする場合、多量に塗工する必要があり、結果として軽さと柔軟性が失われてしまう。また、上述したエアー抜けを防止する目的で塗工量を増やすと、やはり軽さと柔軟さが失われる。
さらに、特許文献3では、原紙として和紙を用い、外見を活かすための透明な塗工紙が開示されているが、和紙の表面の凹凸感がある手触り、軽さ、柔軟さと印刷適性を両立させるものではない。
特許文献4では、和紙などの基材上に、多孔質下地層と多孔質樹脂層からなるインク受理層を設け、水溶性インクを印刷後に加熱することでインク受理層を可塑化し、その上に透明樹脂層を設ける技術が開示されている。しかしながら、この方法では、和紙表面の独特の凹凸が平滑化され、その風合いが損なわれてしまうという問題がある。
更に、特定の平均粒子径を有する中空有機填料を一定量含有させることにより、和紙の風合いを損なうことなく、良好な印刷適性をもたらすことができることを見出し、本発明を完成させた。
(1)基材の少なくとも片面に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けてなる塗工紙において、前記基材がJIS P 8117に基づく透気度が8秒未満であり、緊度が0.3g/cm3以上0.6g/cm3未満の紙であり、前記顔料が平均粒子径0.8μm未満の中空有機填料を全顔料中15〜80質量%の割合で含み、緊度が0.6g/cm3未満であることを特徴とする塗工紙、
(2)前記塗工層の表面のJIS B 0601に基づく十点平均粗さRzが30μm以上である上記(1)に記載の塗工紙、
(3)前記中空有機填料が、中空率20〜60%であり、みかけの比重が1.0以下である有機填料である上記(1)または(2)のいずれかに記載の塗工紙、
(4)全顔料中の中空有機填料の含有量が25〜70質量%である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の塗工紙、
(5)透気度が10秒以上である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の塗工紙、
(6)塗工層における塗工量が片面あたり3〜15g/m2である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の塗工紙、
(7)JIS P 8142に定める紙及び板紙の75°鏡面光沢度試験方法で測定した光沢度が10.0%以下である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の塗工紙、
(8)和紙風の風合いを有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の塗工紙、
を提供するものである。
まず、基材について述べる。
本発明の基材としては、軽さや柔軟さを持たせるために、JIS P 8117に基づく透気度が8秒未満であり、緊度が0.3g/cm3以上0.6g/cm3未満のものを用いる。なお、ここで言う緊度とは、紙の坪量(g/m2)をその厚さ(mm)で除し、それを1000で除して算出したもので、JIS P 8118に基づくものである。
透気度を8秒未満とすることにより、軽さと柔軟さの点で、和紙らしい風合いをもたらすことができる。好ましくは5秒未満、より好ましくは4秒未満、更に好ましくは3秒未満である。また、透気度が8秒未満の紙は、塗工しないと枚葉の高速印刷の際の給紙においてエアー抜けが生じてトラブルが多発する一方、塗工すると塗工液が浸透し過ぎるという問題点がある。本発明はこれを克服しており、透気度が小さい方が本発明の特徴が活かされる。尚、透気度の値が小さい方が空気を通しやすい。
緊度を0.3g/cm3以上とすることにより、塗工液が過度に浸透して印刷適性が低下することを防止することができ、0.6g/cm3未満とすることにより、軽さや柔軟さがもたらされ、和紙の風合いを有する塗工紙を得ることができる。好ましくは、0.45g/cm3以上0.55g/cm3未満、更に好ましくは、0.45g/cm3以上0.50g/cm3未満である。
和紙の原料としては、古来使用される楮、雁皮、三椏等の靱皮繊維が好ましい。
内添サイズ剤は、パルプに対し0.1〜0.75質量%添加するのが好ましい。0.1質量%以上とすることにより、塗工液が基材に対し著しく浸透するのを防止し、所望の効果が得られる。一方、0.75質量%以下とすることにより塗工液が基材内に適度に浸透し、塗工液中の接着剤も浸透する。それによって、塗工層と原紙との密着強度が増大し、層間剥離を生じるのを防止する。
内添サイズ剤としては、アルキルケテンダイマー、スチレン系サイズ剤などが使用されるが、中でも、アルキルケテンダイマーを用いると、非常に滑性が高いため、抄紙工程中での乾燥工程において基材とドライヤーとの剥離が良好となり、毛羽立ち防止の点から好ましい。特に基材として和紙を用いた場合にその効果が顕著である。
本発明においては、顔料として、中空有機填料を用いる。
中空有機填料は、空洞を有しており、塗工液中においてはその空洞に塗工液が充満している。乾燥工程において、その空洞内の塗工液中の水分が蒸発する。この際にマイグレートする。すなわち、塗工後に基材の空隙に入って基材の中心部に比較的近く位置していた中空有機填料が、空洞内の塗工液中の水分の蒸発に伴って上昇し、基材の表面や表面に近い位置に移動する。また、塗工層の内部に位置していた中空有機填料も上昇し、塗工層の比較的表面に近い位置に移動する。通常の填料では、空隙が多い基材に塗工する場合は、塗工紙の表面近くに填料を配置しようとすると、基材に浸透してしまう分を補うために多量に塗工せざるを得ないが、中空有機填料を使用すれば、前記の性質により、比較的少量で済む。従って、通常の填料を使用すると、適切な印刷適性を得るために多量の塗工液を塗工することを要して塗工紙の軽さが失われ、また塗工液が基材に浸透して基材の柔軟性が失われるが、本発明では、中空有機填料の性質によってその問題を解決しているのである。また、填料が基材の内部ではなく塗工層に集中することで、少量でも塗工紙が空気を通しにくく、すなわち透気度を大きくして、エアー抜けを防ぎ、給紙適性を向上させる効果も有する。
また、中空有機填料は、そのみかけの比重が小さいことも、塗工紙の軽さを損なわずに風合いを維持する点と、塗工紙の表面付近に位置しやすい点で、有利である。
接着剤としては、通常の塗工層のために用いられる水溶性または水分散性のものであれば特に制限は無い。例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉、カゼイン、ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエン系、スチレン−アクリル系、メチルアクリレート、酢酸ビニル系、アクリル系などの各種重合体又は共重合体からなるラテックス樹脂が適宜使用される。中でも、ラテックス樹脂は、澱粉と共に用いるとマイグレートし易いことが知られている。本発明においては、顔料のマイグレーションによる効果をより向上させるために接着剤をもマイグレートさせることが好ましいため、接着剤としてラテックス樹脂と澱粉を共用することが、好ましい態様の一つである。ラテックス樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス等の共役ジエン系ラテックス、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルの重合体または共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン−酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系ラテックス、あるいはこれらの各種共重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性あるいは非溶解性のラテックス等の水系ラテックスが好ましい。
接着剤の含有量を全固形分中15質量%以上とすることにより、塗工層強度を高めることができるため、印刷時にインクのタックに負けて塗工層中の顔料が剥離する等のトラブルを防止することができ、40質量%以下とすることにより、印刷時のインクの乾燥性を良好にすることができる。塗工液中には、必要に応じて種々の添加剤、例えば、インク転移防止剤、耐水化剤、レベリング剤、サイズ剤などを使用することができる。
塗工層形成のための塗工装置については特に限定されるものではなく、一般に公知の塗工装置が適宜利用できる。具体例としては、エアナイフコーター、ブレードコーター、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、チャンプレックスコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、あるいはビルブレードコーター等を用いることができ、これらのコーターを1つ以上有するオンマシンコーターあるいはオフマシンコーターによって、基材上に塗工層を一層あるいは多層に分けて設けることができる。そして、上記の装置の中でもエアナイフコーターが塗工前の基材の有する凹凸を維持しながら、均一な塗工層を形成できるため好ましく用いることができる。
顔料として、平均粒子径3.3μmの軽質炭酸カルシウム(商品名:PZ/白石工業社)30.3質量部、平均粒子径0.15μmの軽質炭酸カルシウム(商品名:ブリリアント−15/白石カルシウム社)30.3質量部、平均粒子径0.55μmで中空率25%の中空有機填料(商品名:ローペイクOP−84J/ロームアンドハース社)39.4質量部を使用し、これに接着剤として、スチレン−ブタジエンラテックス(商品名:SN−307/日本エイアンドエル社)を24.8質量部、アセチル化澱粉(商品名:マーメイドMC−3000/敷島スターチ社)6.1質量部を加え、助剤としてポリオレフィン樹脂(商品名ケミパールW400/三井化学社)を1.3質量部と、ポリアミド系樹脂(商品名:スミレーズレジン633/住友化学社)1.0質量部を加え、水を加えて固形分30.0質量%の塗工液を得た。
基材として、針葉樹の木材パルプからなる坪量113g/m2、緊度0.500g/cm3、JIS P 8117に規定される透気度が3秒の機械抄き和紙(内添サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを使用)に対して、上記塗工液を、片面あたりの塗工量が固形分で8.5g/m2になるように両面塗工し、加熱して乾燥させ、塗工紙を製造した。
実施例1で使用した中空有機填料を18質量部とし、0.15μmの軽質炭酸カルシウムを51.7部とした以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
実施例1で使用した中空有機填料を75.2部、平均粒子径が3.3μmの軽質炭酸カルシウム24.8部とし、0.15μmの軽質炭酸カルシウムを使用しなかった以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
実施例1で使用した基材として、緊度0.68、透気度13秒の原紙を使用した以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
実施例1で使用した中空有機填料を、粒子径1.0μmで中空率50%の中空有機填料(商品名:ローペイクHP−91/ロームアンドハース社)に替えた以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
実施例1で使用した中空有機填料を13.4部とし、0.15μmの軽質炭酸カルシウムを56.3部とした以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
実施例1で使用した中空有機填料を80.6部とし、平均粒子径3.3μmの軽質炭酸カルシウムを19.4部とし、0.15μmの軽質炭酸カルシウムを使用しなかった以外は実施例1と同様にして塗工紙を製造した。
(1)塗工紙緊度
JIS P 8118に準拠して測定した。
(2)塗工紙表面粗さRz
JIS B 0601に準拠して測定した。
(3)塗工紙の透気度
JIS P 8117に準拠して測定した。
(4)塗工層の表面光沢度
JIS P 8142に準拠して75°鏡面光沢度を測定した。
(5)画質(印刷光沢)
RI型印刷試験機を用い、オフセット印刷用インクを使用して印刷を行ない、鏡面 光沢度をJIS Z 8741に準拠して測定した。値が12.0未満のものは実 用上不適と判断した。
(6)インキ乾燥性
RI−1型印刷試験機を用い、オフセット印刷用インクを使用して印刷を行ない、 一定の時間ごとに、印刷面を上質紙に一定圧で押し当て、上質紙に対する印刷面の インクの転移状況を観察した。
短時間でインクの転移が生じなくなるもの程乾燥性に優れる。目視で評価し、良 好な順に、○、△、×とした。×は実用上不適切なレベルである。
(7)塗工層の強度
JIS P 8129に記載されている、振子式IGT試験機を用いて下記の基準 で評価した。
○・・・印刷ディスクに取られた紙むけや塗工層の塊の付着なし。
△・・・印刷ディスクに取られた紙むけや塗工層の塊の付着が1〜4個。
×・・・印刷ディスクに取られた紙むけや塗工層の塊の付着が5個以上。(実用上 不適切)
尚、JIS P 8129の基準ではなく上記の基準で評価した理由は、次の通り である。すなわち、本発明の塗工紙は塗工層表面の凹凸が激しいため、IGT試験 機の印圧では深い凹部にインクが付着しない部分が生じ、それと紙むけとの識別が 困難なためである。
比較例1の塗工紙は、基材として透気度が高いものを用いた結果、軽さと柔軟性が不足し塗工層の光沢度も大きく、和紙らしい風合いが得られなかった。
比較例2の塗工紙は、中空有機填料の粒子径が大きいものを用いた結果、インキ乾燥性が劣り、また、中空有機填料の添加率は実施例1の塗工紙と同率であるにもかかわらず、印刷光沢が実施例1の塗工紙より低かった。
比較例3の塗工紙は、中空有機填料の添加率を小さくした結果、印刷光沢が実用上不十分なものであった。中空有機填料の添加率が小さいため、マイグレートが少なく、実施例と同量の塗工を施したにもかかわらず、充分な機能を有する塗工層が形成されなかったものと推測される。
比較例4の塗工紙は、中空有機填料の添加率を大きくした結果、塗工層強度が実用上不十分なものであった。
Claims (8)
- 基材の少なくとも片面に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けてなる塗工紙において、前記基材がJIS P 8117に基づく透気度が8秒未満であり、緊度が0.3g/cm3以上0.6g/cm3未満の紙であり、前記顔料が平均粒子径0.8μm未満の中空有機填料を全顔料中15〜80質量%の割合で含み、緊度が0.6g/cm3未満であることを特徴とする塗工紙。
- 前記塗工層の表面のJIS B 0601に基づく十点平均粗さRzが30μm以上である請求項1に記載の塗工紙。
- 前記中空有機填料が、中空率20〜60%であり、みかけの比重が1.0以下である有機填料である請求項1または2のいずれかに記載の塗工紙。
- 全顔料中の中空有機填料の含有量が25〜70質量%である請求項1〜3のいずれかに記載の塗工紙。
- 透気度が10秒以上である請求項1〜4のいずれかに記載の塗工紙。
- 塗工層における塗工量が片面あたり3〜15g/m2である請求項1〜5のいずれかに記載の塗工紙。
- JIS P 8142に定める紙及び板紙の75°鏡面光沢度試験方法で測定した光沢度が10.0%以下である請求項1〜6のいずれかに記載の塗工紙。
- 和紙風の風合いを有する請求項1〜7のいずれかに記載の塗工紙。
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