JP3036860B2

JP3036860B2 - 印刷塗工紙

Info

Publication number: JP3036860B2
Application number: JP3015915A
Authority: JP
Inventors: 邦夫鈴木; 幸浩鈴木
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1991-01-16
Filing date: 1991-01-16
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: JPH04241199A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な印刷塗工紙に関す
るものである。本発明に係る印刷塗工紙は、優れたオフ
セット印刷適性、特に優れたオフセット輪転印刷適性を
持つ印刷塗工紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、塗工の印刷、特にオフセット印刷
ににおける高速化が進みそれに耐え得る塗工紙が必要に
なってきている。特に、オフセット輪転印刷は非常に高
速で印刷される為、高速印刷に耐え得る塗工紙の高いピ
ック強度が必要と同時に、インキの着肉性、印刷直後の
乾燥工程で発生する塗層の火膨れ（ブリスターと称され
る）等の問題を起こさないという特異な印刷適性も要求
される。

【０００３】これらの要求に対して、一般的に澱粉、合
成高分子ラテックス等の接着剤を増大させることにより
オフセット印刷適性、特にピック強度を向上させること
ができる。しかしながら、澱粉を大幅に増大させて、ピ
ック強度を向上した場合、塗液の粘度が大幅に上昇し、
コーターでの塗工適性が低下し、塗液濃度を低下させね
ばならない為、白紙光沢や印刷後の光沢が低下し、ま
た、接着剤層が被膜をつくり、オフセット印刷インクの
着肉性が低下する。更にオフセット輪転印刷に対して
は、耐ブリスター性が悪化する。又、合成高分子ラテッ
クスを大幅に増大させた場合も、接着剤層が被膜をつく
り、オフセット印刷インクの着肉性が低下するし、オフ
セット輪転印刷に対しては、耐ブリスター性が悪化す
る。この傾向は原紙がパルプ繊維の水酸基、カルボキシ
ル基によりアニオン性であり、塗液も接着剤のカルボキ
シル基等によりアニオン性であるため、塗液中の接着剤
が塗抹時に原紙に浸透することによって助長される。こ
れを防ぐ為、塗液の保水性を向上させる工夫がいくつか
成されている。例えば、カルボキシメチル化セルロース
の様に水溶液が著しく高粘度となる水溶性高分子を塗被
組成物中に添加することがある。しかしながら、この様
な保水性向上剤に依る効果は限られており、塗液の粘度
が上昇する為、かえって塗工時の塗液濃度が低下し印刷
適性が向上しないこともある。

【０００４】一方、特開平１−９７２９６号公報に示さ
れる様に、原紙を構成するパルプ繊維表面がアニオン性
に荷電していることから、塗液の極性をカチオン性とし
て原紙への塗液の浸透を防ぎ、オフセット印刷適性を向
上させようとする考え方もある。しかしながら、この様
に塗液をカチオン化した場合、塗液の粘度がかなり上昇
し、塗工時にかえって塗工濃度が低下し、印刷適性が向
上しないことがある。また、カオリンを顔料として用い
ると、アニオン基を封鎖する為、多量なカチオン化剤を
使用しなければならないので、費用が増大するだけでな
く、液性も悪化する。このため、炭酸カルシウム等が顔
料の主体となり、結果的に白紙の光沢が低くなってしま
う。

【０００５】また、多層塗工を行ない塗工層を形成する
ことにより、上塗り層の印刷適性を向上させることがで
き、生産効率も上げることができる。この為、多層塗工
紙、特にダブル塗工紙が普及してきている。しかしなが
ら、多層塗工した場合、下塗り塗液も原紙も共にアニオ
ン性であるため原紙に最も近い下塗り層の塗液から接着
剤等が多量に原紙層に浸透し、下塗り層の塗工量も少な
くなるため、下塗り層に多量の接着剤を必要とする。ま
た、下塗り層に多量の接着剤を配合することから、下塗
り層の接着剤が気体を透過し難い被膜を形成するため、
オフセット輪転印刷時にブリスターの問題を起こし易
い。ゲートロールコーター等のロールコーターで下塗り
を行なった場合に塗液の押し込み圧が小さくなるため、
この傾向が著しくなって現われる。下塗り層の接着剤を
澱粉等の水溶性高分子主体にして多量に配合すると、塗
液の粘度が著しく上昇し、コーターでの塗工が難しくな
り、接着剤の配合量が限定されてしまう。そこで、塗液
の粘性への影響が少ないが、高価な合成高分子ラテック
スを多量に配合する必要が生ずる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明の目的は高いオフセット印刷適性、特にオフセット
輪転印刷適性を持つ印刷塗工紙、特に多層塗工紙を、安
価に優れた操業性のもとに得ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は片面あたり２層
以上の塗層を設ける印刷用塗工紙において、下記１）〜
４）を満足する塗被組成物を原紙に近い下塗り層に塗抹
し、さらにアニオン性水溶性接着剤を含有する上塗り層
を塗抹してなることを特徴とする印刷用塗工紙である。１）塗被組成物が、ゼータ電位が０を越える値であるこ
と２）塗被組成物の接着剤が、置換度０．０１以上のカチ
オン化澱粉であり、顔料１００部に対して、５部以上、
５０部以下含むこと３）顔料が、第４級アンモニウム塩を持つ水溶性高分子
で分散されていること４）塗被組成物の接着剤に、カチオン化及び／叉は両性
化した合成高分子ラテックスを含むこと

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】本発明に適用する下塗り塗被組成物のゼー
タ電位が０以下であると、下塗り塗被組成物の接着剤が
原紙に浸透してしまい、下塗り層に多量の接着剤がない
と、オフセット印刷時に塗層ピックが発生する。下塗り
塗被組成物のゼータ電位が０を越える値であれば、原紙
のアニオン性物質と反応し、原紙と下塗り層の界面で下
塗り塗被組成物が固化し、接着剤の原紙への浸透が抑え
られる。このため、原紙と下塗り層の接着強度、及び下
塗り層自体の強度が増す。更には通常のオフセット印刷
用塗工紙の上塗り塗被組成物配合中には各種アニオン性
水溶性接着剤等が含まれる為、下塗り層との界面におい
て、上塗り塗被組成物が固化し、上塗層と下塗り層の接
着強度が増す。この様に本発明の印刷塗工紙はピック強
度が高くなるため、下塗り塗被組成物の接着剤配合量を
削減することができる。更に、下塗り層をカチオン化す
ることにより、下塗り層の空隙率が増し、透気性が増大
する為、オフセット輪転印刷時の耐ブリスター性が一段
と向上する。

【００１２】本発明に適用する下塗り塗被組成物の接着
剤はカチオン基の置換度が０．０１以上であるカチオン
化澱粉を用いることにより、カチオン化分散剤を用いて
分散した顔料スラリーと混合した後、塗被組成物の粘度
を低い水準に抑えられる。この効果は顔料１００部に対
して５部以上カチオン澱粉を配合した場合に発現する。
ただ、５０部以上配合するとカチオン澱粉自体の粘度に
影響されて、塗被組成物の粘度は上昇し、コーターでの
操業性は低下する。これはカチオン澱粉が分散剤の効果
を補強する為で、他の水溶性バインダー、例えばカチオ
ン化ＰＶＡ等ではカチオン澱粉程の効果は得られない。
カチオン澱粉の原料はコーンスターチ、タピオカ、馬齢
薯等を用いることができ、カチオン化は２−ジエチルア
ミノエチルクロリド等を用いて第３級アミン型にする、
もしくは２，３エポキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロリド等を反応させた第４級アンモニウム塩型とす
ることにより、調製される。カチオン化澱粉を下塗り塗
被組成物の接着剤に用いた場合、酸化澱粉、燐酸エステ
ル化澱粉、エーテル化澱粉等の通常の澱粉を用いた場合
に比べてかなり高い塗層強度が得られる。ここで、カチ
オン澱粉の置換度は澱粉のグルコース単位の個数に対し
てカチオン基の含有されている比率を表わしている。

【００１３】本発明に適用する下塗り塗被組成物の顔料
はカチオン性分散剤、特に第４級アンモニウム塩型の分
散剤で分散されていることが望ましく、対顔料１００部
の添加量は０．２部以上が望ましい。

【００１４】本発明に適用する下塗り塗被組成物の接着
剤中で合成樹脂エマルジョンを配合する場合はカチオン
性もしくは両性合成樹脂エマルジョンを用いる必要があ
る。合成樹脂エマルジョンはアクリル系、スチレン−ア
クリル系、スチレンブタジエン系、酢酸ビニル−アクリ
ル系、エチレン−酢酸ビニル系、ブタジエン−メチルメ
タクリル系、酢酸ビニル−ブチルアクリレート系等の各
種共重合体等を用いることができる。

【００１５】本発明で用いる他の接着剤としては、ポリ
ビニルアルコール、等の合成バインダー、酸化澱粉、エ
ーテル化澱粉、エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれら
をフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、カゼ
イン、大豆蛋白等の天然系接着剤、もしくはこれら接着
剤をカチオン化したものが挙げられる。これらはまた必
要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化
剤、着色剤等の通常用いられている各種助剤、及びこれ
らの各種助剤のカチオン化したものが適宜使用できる。

【００１６】また、本発明で用いる塗工紙用顔料として
は、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、サチンホワイ
ト、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリ
カ、酸化亜鉛、活性白土、酸性白土、珪素土、レーキ、
プラスチックピグメント等が挙げられるが分散にはカチ
オン分散剤を必要とし、場合によっては低分子のカチオ
ン活性剤を添加しアニオン基を封鎖する必要もある。

【００１７】本発明に用いられる原紙はＬＢＫＰ、ＮＢ
ＫＰ、等の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭ
Ｐ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ、等の機械パルプ、ＤＩ
Ｐ等の古紙パルプ等のパルプを含み、軽質炭酸カルシウ
ム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン等
の各種の填料、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオ
ン化剤、紙力増強剤、等の各種添加剤を含み、酸性、中
性、アルカリ性で抄造される。本発明の原紙にはノーサ
イズプレス原紙、澱粉、ポリビニルアルコール等でサイ
ズプレスされた原紙、等が用いられる。

【００１８】本発明による塗被組成物を基紙に塗工する
方法は特に限定されるものではなく、各種ブレードコー
ター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコ
ーター、ロッドブレードコーター、ショートドゥェルコ
ーター、等の通常の各種塗工装置を用い、２層以上塗抹
する。各層を塗抹する毎に、あるいは２層以上塗抹した
後塗抹紙は乾燥される。かくして塗工、乾燥された塗工
紙はスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカ
レンダー処理等を施される。

【００１９】

【実施例】以下で、実施例を用い、更に詳細に本発明の
効果を説明するが、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。なお、実施例中の「部」および「％」はそれ
ぞれ「重量部」および「重量％」を示す。なお、実施例
中の諸測定値は次の方法によって得られたものである。

【００２１】実施例１〜６及び比較例１〜４＜原紙配合＞・ＬＢＫＰ（瀘水度350mlcsf）：３０部・ＮＢＫＰ（瀘水度420mlcsf）：７０部＜内添薬品＞・炭酸カルシウム（＊原紙中灰分量で表示。）：１０部* ・市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ）：０．０３部・市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤：０．０３部パルプ、内添薬品は上記の配合で調成され、５０g/m²の
坪量（絶乾）の原紙を抄造された。この原紙に対して、
ゲートロールコーターで表１、表２に示した配合の下塗
り塗液を４７％塗液濃度で片面あたり塗工量４g/m²塗抹
し、乾燥した。

【００２１】実施例１〜１０＜原紙配合＞・ＬＢＫＰ（瀘水度350mlcsf）：３０部・ＮＢＫＰ（瀘水度420mlcsf）：７０部＜内添薬品＞・炭酸カルシウム（＊原紙中灰分量で表示。）：１０部* ・市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ）：０．０３部・市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤：０．０３部パルプ、内添薬品は上記の配合で調成され、５０g/m²の
坪量（絶乾）の原紙を抄造された。この原紙に対して、
ゲートロールコーターで表１、表２に示した配合の下塗
り塗液を４７％塗液濃度で片面あたり塗工量４g/m²塗抹
し、乾燥した。

【００２２】＜下塗り塗液の配合＞顔料に用いられている炭酸カルシウム（炭カルと略す）
は三共精粉株式会社製エスカロン１５００であり、カオ
リンはエンゲルハルト社製ウルトラコートである。カチ
オン分散剤は市販の（トリメチル・エチル・アンモニウ
ム・クロライド）メタクリレートモノマーを含む、変性
ポリアクリルアミドを用いた。ラテックスは市販のカチ
オン化アクリルラテックス（以下で「Ｃアクリル」と略
す）と市販の両性化ＳＢＲラテックス（以下で「ＣＳＢ
Ｒ」と略す）を用いた。カチオン化澱粉はコーンを原料
とし、１０％溶液粘度が３０゜Cで２０CPSである４級ア
ンモニウムアルキル化した澱粉で、以下の置換度を持つ
３種類のものを用いた。・カチオン澱粉（Ａ）：置換度０．０４・カチオン澱粉（Ｂ）：置換度０．０１５・カチオン澱粉（Ｃ）：置換度０．００５

【００２３】この下塗り紙に対して、ブレードコーター
で下記の配合の塗液を片面１３g/m² 塗抹し、乾燥した。＜上塗り塗液配合＞・市販１級カオリン（ウルトラホワイト９０）：３０部・市販２級カオリン（ウルトラコート）：４０部・市販湿式重質炭酸カルシウム（カービタル９０）：３０部・市販ポリアクリル酸系分散剤：０．１部・市販燐酸エステル化澱粉：４部・市販スチレンブタジエンラテックス（ＪＳＲ０６１７）：１２部・ステアリン酸カルシウム：０．３部・水酸化ナトリウム：０．１５部・塗液固形分濃度：６０％この塗抹紙を以下の条件でスーパーカレンダー処理を行
った。

【００２４】＜スーパーカレンダー条件＞・段数：１０段・剛性ロール：チルドロール、外径400mm ・弾性ロール：コットンロール、外径420mm ・処理速度：４００ｍ／分・線圧：２２０kg/cm 上塗り塗液配合、塗工方法及び、スーパーカレンダー条
件は上記の条件に従う。各実施例及び比較例の結果は表
１、表２にまとめた。比較例１から分かる様に、下塗り
塗液に配合したカチオン澱粉が５０部を越えるとゲート
ロールコーターでの塗工性が低下しただけでなく、耐ブ
リスター性も低下する。

【００２５】比較例２から分かる様に下塗り塗液にカチ
オン澱粉を配合しない場合、塗液の粘度が上がり塗工性
が低下する。またピック強度も低下する。比較例３から
分かる様に下塗り塗液に配合するカチオン澱粉の置換度
が０．００５まで低下すると、塗工性が低下するだけで
なく、ピック強度、白紙光沢、印刷光沢も低下する。比
較例４に示される様に下塗り塗液にカチオン分散剤を配
合しない場合、粘度が少し上昇し、塗工性も若干低下す
る。実施例６から分かる様に下塗り塗液に市販の両性化
したスチレンブタジエンラテックスを配合した場合、粘
度が若干上昇し、塗工性も若干低下した。

【００２６】比較例５実施例１〜６と同じ配合、製造条件で抄造した原紙に対
して、ゲートロールコーターで、下記の下塗り塗液を片
面あたり４g/m²の塗工量で塗抹し、乾燥した。＜下塗り塗液の配合＞・炭酸カルシウム（三共精粉株式会社製エスカロン１５００）：１００部・市販ホ゜リアクリル酸ソータ゛系分散剤：０．５部・市販スチレンブタジエンラテックス（日本合成ゴム製０６１７）：１０部・市販燐酸エステル化澱粉：２０部上記の下塗りを施した紙に対して、実施例１〜６と同じ
上塗り塗液配合、塗工方法及び、スーパーカレンダー条
件で処理を施した。比較例５の品質特性は表３にまとめ
た。実施例１に比べると、ピック強度が低下し、オフセ
ット印刷に耐えられない水準である。

【００２７】比較例６実施例１〜６と同じ配合、製造条件で抄造した原紙に対
して、ゲートロールコーターで、下記の下塗り塗液を片
面あたり４g/m²の塗工量で塗抹し、乾燥した。＜下塗り塗液の配合＞・炭酸カルシウム（三共精粉株式会社製エスカロン１５００）：１００部・市販ホ゜リアクリル酸ソータ゛系分散剤：０．５部・市販スチレンブタジエンラテックス（日本合成ゴム製０６１７）：３０部・市販燐酸エステル化澱粉：２０部上記の下塗りを施した紙に対して、実施例１〜６と同じ
上塗り塗液配合、塗工方法及び、スーパーカレンダー条
件で処理を施した。比較例６は比較例５に比べると著し
く多量のラテックスを配合しているが、その品質特性は
表３にまとめた。実施例１に比べると、耐ブリスター性
が著しく悪くなり、オフセット輪転印刷に耐えられない
水準である。

【００２８】比較例７実施例１〜６と同じ配合、製造条件で抄造した原紙に対
して、下塗りを施さずブレードコーターで片面あたり１
５g/m²の塗工量で下記の配合の上塗り塗液を両面塗工、
乾燥し、実施例１〜６と同じスーパーカレンダー条件で
処理を施した。只、ブレードコーターでの塗工時にスト
リーク、石筍等塗工トラブルが発生した。＜上塗り塗液＞・炭酸カルシウム（三共精粉株式会社製エスカロン１５００）：４０部・市販１級カオリン（エンゲルハード社製ＵＷ９０）：６０部・カチオン分散剤｛実施例１〜６で説明済み｝：１．５部・市販カチオン化アクリルラテックス：１５部・カチオン澱粉（Ａ）｛実施例１〜６で説明済み｝：５部・塗液濃度：５４％比較例７の品質特性は表３にまとめたが、吸水着肉性が
悪化している。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【発明の効果】実施例から明らかの様に本発明により、
高いオフセット印刷適性、特にオフセット輪転印刷適性
を持つ多層塗工した印刷塗工紙を安価に優れた操業性の
もとに得ることができる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21H 19/54 C09C 3/10 D21H 19/44 D21H 19/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】片面あたり２層以上の塗層を設けた印刷
用塗工紙において、下記１）〜４）を満足する塗被組成物を原紙に近い下塗
り層に塗抹し、さらにアニオン性水溶性接着剤を含有す
る上塗り層を塗抹してなることを特徴とする印刷用塗工
紙。１）塗被組成物が、ゼータ電位が０を越える値であるこ
と２）塗被組成物の接着剤が、置換度０．０１以上のカチ
オン化澱粉であり、顔料１００部に対して、５部以上、
５０部以下含むこと３）顔料が、第４級アンモニウム塩を持つ水溶性高分子
で分散されていること４）塗被組成物の接着剤に、カチオン化及び／叉は両性
化した合成高分子ラテックスを含むこと