JP3751253B2 - 印刷用紙 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷用紙に関し、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を有する印刷用紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフセット印刷およびその印刷物の分野では、印刷操業性および印刷品質への要望がますます厳しくなっている。またその一方では、環境への負荷低減が大きなテーマとして注目されている。
【０００３】
オフセット印刷用インキは、原材料として石油由来の溶剤が使用されている。一般的なインキの成分比率はインキ全量に対して、石油溶剤が約３０質量％、植物油が輪転用で約５質量％、シート用で約１０質量％であり、その他が顔料、樹脂、助剤などからなる。これら原材料のうち、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと略す。）は石油溶剤に多く含まれ、大気へ揮発することにより印刷作業環境の汚染や排気による大気汚染につながっている。また、限られた天然資源である石油を消費してしまう点からも、石油溶剤を別の原材料に置換する試みがなされてきている。
【０００４】
例えば、米国大豆協会の働きかけにより、大豆油を石油溶剤の代替として使用することが奨励され、一定以上の比率、輪転用で約７質量％以上、シート用で約２０質量％以上使用することでこれを大豆油インキとして認定し、その使用を促進している。
【０００５】
さらに、ほぼ完全にＶＯＣを無くす試みとして、石油溶剤を全て植物油もしくは食用油の廃油で置換したインキが開発され、販売されるまでに至っている。このような環境対応型のオフセット印刷用インキはＶＯＣを削減するだけでなく、農作物あるいは食品廃油由来であるが故の資源の安定的な供給および限られた石油資源の保護、また脱墨性の容易さによる紙の再生の促進といった面でこれまでの石油溶剤多用型のインキに対し優れていると報告されている。
【０００６】
しかし、このような環境対応型のオフセット印刷用インキの弱点として、インキセット性の遅さおよび印刷光沢の低さが挙げられる。石油溶剤はその揮発性故に優れたインキセット性の発現を助ける。一方、環境対応型インキは、有機溶剤の配合が少ないまたは配合しないため、蒸発ではなくむしろ油の重合によりインキセットを進めるために乾燥にはより長い時間を費やしてしまう。特に、強制熱風乾燥を伴い高速で操業される輪転式印刷機では、このインキ乾燥性に劣る点が問題となりやすい。また、印刷物の美観的性能として重要視される印刷光沢に劣る場合が多い。
【０００７】
環境対応型インキを用いた印刷について、その印刷操業性および品質を向上させる手法としてのインキ設計面から、いくつかの試みがなされているが、印刷用紙からの報告は見当たらない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を有する印刷用紙を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、本発明の印刷用紙を発明するに至った。
【００１０】
すなわち、第１発明の印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙からなる印刷用紙において、該原紙または該原紙面に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、第２発明の印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙からなる印刷用紙において、該塗工層中に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記発明において、オイルゲル化剤が、二成分型オイルゲル化剤であり、かつ枚葉紙オフセット印刷機に用いられることを特徴とする。
【００１４】
二成分型オイルゲル化剤としては、バルビツール酸誘導体とトリアミノピリミジン誘導体からなる二成分型オイルゲル化剤であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の印刷用紙について、詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、植物由来の油を利用した環境対応型インキを用いて印刷する非塗工紙および塗工紙からなる印刷用紙であり、植物由来の油に起因する乾燥不良を克服し、優れたインキセット性や印刷光沢を有する印刷用紙である。
【００１９】
オフセット印刷において、オフセット印刷用インキの乾燥機構として、大きく３つの乾燥機構を挙げることができる。先ず１つは、強制熱風乾燥による石油由来の溶剤の蒸発による機構、２つには、比較的低粘度な溶剤や油が塗工層および原紙の毛細管に浸透する機構、そして３つには、植物油などの乾性油の分子構造に含まれる不飽和二重結合が酸化され、網目状の架橋構造を形成する機構である。いずれも、元来流動性を持つインキを増粘させ、不動化を経て固化させることにより、印刷用紙上にインキを固定する働きをする。
【００２０】
巻取紙オフセット輪転印刷においては、これら３つの機構全てが作用するが、強制熱風乾燥を伴って高速で多量に印刷を行うと言った性質上、石油系溶剤の蒸発によるインキのセット性が最も重要な役割を示すと言える。一方、枚葉紙オフセット輪転印刷では、溶剤および油の浸透と酸化重合がインキの乾燥に重要な役割を示し、枚葉紙オフセット輪転印刷機が加熱乾燥機構を備えていないために、印刷後、２００〜５００分の時間を要して乾燥され、印刷速度もまた遅い。
【００２１】
いずれにせよ、インキのセット性は、オフセット輪転印刷機の操業性の優劣を作用する重要な因子であり、インキセット性に劣るインキと印刷用紙との組み合わせでは、印刷機および印刷物のインキによる汚染、溶剤臭気、または印刷物の癒着などといった問題を引き起こす。
【００２２】
このように、オフセット輪転印刷機の加熱乾燥機構の設備如何で印刷の方法が異なり、前者の巻取紙オフセット輪転印刷機に用いられるインキには、植物由来の油の含有率は、インキ全体に対して、６質量％以上、好ましくは７質量％以上であり、一方、後者の枚葉紙オフセット輪転印刷機に用いられるインキでは、１８質量％以上、好ましくは２０質量％以上である。植物油の配合比率がこれらを下回る場合は、先に示したような環境対応型インキとしての利点は著しく損なわれる場合がある。そこで、本発明においては、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上であるインクを環境対応型インキとしてを用いる。
【００２３】
本発明において、”植物由来の油”とは、大豆油、菜種油、桐油、蓖麻子油、亜麻仁油、そしてさらにそれらの重合油、変性物などを示すものであり、植物由来の油としては、これらの内でも大豆油が好ましく用いられる。
【００２４】
本発明において、植物由来の油を利用した環境対応型インキは、特に巻取紙あるいは枚葉紙オフセット輪転印刷機を用いて印刷用紙に印刷されるものであるが、グラビア印刷機などを用いることも限定されるものではない。
【００２５】
まず、第１の発明における印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙からなる印刷用紙において、該原紙または該原紙面に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明において、天然木材繊維を主体とする原紙は、非塗工タイプの原紙であり、一般に印刷用紙としてＡ〜Ｄに分類されている上質紙、中質紙、下級紙が挙げられる。また、この分類の範疇ではないが、新聞用紙も上記原紙として包含することができる。
【００２７】
近年における環境対応としてＶＯＣを削減し、ＶＯＣを植物由来の油に代替化した環境対応型インキによるオフセット輪転印刷が進められている。しかしながら、ＶＯＣに代わる植物由来の油では、印刷用紙の表面に付着あるいは内部に浸透した場合に、乾燥性に劣って印刷汚れを起こすなど種々問題がある。
【００２８】
本発明においては、天然木材繊維を主体とする原紙自体あるいはその表面にオイルゲル化剤を含有させることで、環境対応型インキを用いて印刷された印刷物は、インキセット性に優れ、印刷光沢のある印刷面を有することができる。
【００２９】
ここで、オイルゲル化剤の原紙への含有に当たっては、パルプスラリー中にオイルゲル化剤を添加して原紙を抄造する方法、また表面サイズ剤に添加して原紙面に表面サイズプレスする方法、あるいはそれらの方法を複合させる方法によるものである。
【００３０】
本発明に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＧＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。
【００３１】
上記の方法により、オイルゲル化剤を原紙あるいはその表面に含有させることで、ＶＯＣに代わる植物由来の油ではインキの乾燥性が不十分であるのを、オイルゲル化剤によって植物由来の油を選択的に印刷用紙の表面あるいは内部にてゲル化させ、乾燥不良となることを防止することができる。
【００３２】
本発明におけるオイルゲル化剤について、”オイルゲル化剤”とは、添加するか、あるいは加熱・放冷という単純な操作で水以外の液体をゲル化できる化合物を大半とするが、室温でゲル化できる化合物もこの範疇に入れる。
【００３３】
ここで、低分子系化合物のオイルゲル化剤は、▲１▼比較的少量の添加で液体をゲル化できること、▲２▼加熱時に速やかに溶け放冷時に容易にゲル化すること、▲３▼形成されたゲルは熱可逆的ゲルであり加熱と放冷により溶液とゲルの変化を繰り返すこと、などの特徴を有するものである。
【００３４】
有機溶剤あるいは油脂類のオイルゲル化剤は、海洋への油流出の問題や、一般家庭から出る廃油の問題に対応するために従来から研究開発されている。例えば、特公昭５４−３３７９８号公報記載のＮ−アシルアミノ酸アミド、特公昭６０−４４９６８号公報記載の１２−ヒドロキシステアリン酸、特開昭５１−９１８８４号公報記載の直鎖状型ペプチド誘導体、特開昭５９−７７８５９号公報記載のジベンジリデンソルビトールに代表される多価アルコールとベンズアルデヒドの縮合物、特開平７−２４７４７３号や同７−２４７４７４号公報記載の環状ジペプチド、特開平８−２３１９４２号公報記載のビス（アルキルウレア）シクロヘキサン、特開平１０−２２６６１４号や同１０−２４５３９６号公報記載のオリゴペプタイドアルキルアミド誘導体、特開平１０−２３７０３４号公報記載のビス（アシルアミノ）シクロヘキサン誘導体、特開平１０−２７３４７７号公報記載のシクロヘキサンカルボキサミド、特開２０００−２５６３０３号公報記載のアシルアミノ酸エステル化合物などが知られている。
【００３５】
上記した化合物はいずれも本発明に用いることができるが、以下の条件を満足する化合物が本発明のオイルゲル化剤として好ましく用いられる。例えば、大豆油を試験管に１０ｇ採取し、その中にオイルゲル化剤を０．５ｇ以下添加し、加熱溶解した後、２５℃に冷却したときの状態を観察し、内容物全体がゲル状を呈し、試験管を傾けたときに液状物が滲み出さず、流動化しなくなることをゲル化とし、このゲル化能を有する化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
本発明において上記ゲル化条件を満足する好ましいオイルゲル化剤は、炭素数が５以上の脂肪族基と水素結合形成官能基、例えば、−ＯＨ基、−Ｃ（Ｏ）−基、または−Ｎ（Ｈ）−基を有する化合物である。さらに好ましくは、水素結合形成官能基として、−Ｎ（Ｈ）−Ｃ（Ｏ）−基を有する化合物である。上記脂肪族基の好ましい長さは、炭素数が７〜３０程度である。以下に具体例を示す。
【００３７】
【化１】
【００３８】
【化２】
【００３９】
【化３】
【００４０】
【化４】
【００４１】
【化５】
【００４２】
【化６】
【００４３】
【化７】
【００４４】
【化８】
【００４５】
本発明において、上記オイルゲル化剤の中でも、特に室温で溶解する成分を２つ組み合わせた二成分オイルゲル化剤を用いた場合、室温でのゲル化が可能である。このような二成分型オイルゲル化剤が含有される印刷用紙では、加熱処理工程を備えていない枚葉紙オフセット輪転印刷機を用いた印刷の場合に有効な方法である。
【００４６】
二成分型オイルゲル化剤としては、バルビツール酸誘導体とトリアミノピリミジン誘導体からなる２つの誘導体を組み合わせたオイルゲル化剤が挙げられ、それぞれの誘導体としては、例えば、以下のような化合物が挙げられ、これらの組み合わせにより室温におけるゲル化が可能である。
【００４７】
【化９】
【００４８】
【化１０】
【００４９】
上記オイルゲル化剤は、原紙に０．０５〜５ｇ/ｍ2の範囲で含有されることが好ましく、０．１〜３ｇ/ｍ2の範囲であればより好ましい。これらのオイルゲル化剤は、原紙中あるいはその表面に含有される。上記オイルゲル化剤は、パルプスラリー中に水系分散物として添加し、これを用いて原紙を抄造するか、あるいは表面サイズ剤中に水系分散物として添加して原紙にサイズプレスすることができる。
【００５０】
オイルゲル化剤の水系分散物は、スチレン・無水マレイン酸共重合体のような分散剤の存在下で湿式分散によって得られる。水系分散物中のオイルゲル化剤の固形分濃度は、５〜３０質量％程度が適当である。ここで、分散剤は、オイルゲル化剤の１〜１０質量％程度が適当である。
【００５１】
次に、第２の発明における印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙からなる印刷用紙において、該塗工層中にオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００５２】
上記発明において、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙は、アート紙、コート紙、軽量コート紙など原紙への塗工量の差によって区別されるが、ここで、用いられる原紙は、上述した各種原紙を使用することができ、特に限定するものではない。
【００５３】
本発明における印刷用紙では、上述したオイルゲル化剤を塗工組成物とともに混合して塗工液とし、これを原紙の片面または両面に塗工した塗工紙タイプの印刷用紙とするもので、１層または２層以上の塗工層を設けてなるものである。塗工紙タイプの印刷用紙におけるオイルゲル化剤の含有される塗工層としては、１層の場合はその塗工層自体に、また２層以上の場合にはそれぞれの塗工層に含有させてもよいが、最上層に近接する２番目の塗工層に含有させることが生産性の見地から効率的である。
【００５４】
上記発明において、原紙の片面または両面に１層の塗工層を設けた場合、その塗工量は、２〜２５ｇ／ｍ2、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ2である。また、原紙の片面または両面に２層以上の塗工層を設けた時の最上層の塗工量は、２〜２５ｇ／ｍ2、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ2であり、そして該最上層に近接する２番目の塗工層の塗工量は、１〜２０ｇ／ｍ2、好ましくは２〜１５ｇ／ｍ2である。
【００５５】
本発明において、オイルゲル化剤の含有量としては、塗工層中に０．０５〜５ｇ/ｍ2の範囲で含有されることが好ましく、０．１〜３ｇ/ｍ2の範囲であればより好ましい。ここで、オイルゲル化剤は、上述したとおり水系分散物として塗工組成物とともに配合して塗工液を調整することができる。調整された塗工液は、これを通常の塗工方法によって原紙面に塗工することができ、本発明の印刷用紙を得ることができる。
【００５６】
本発明において、塗工液に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイト、リトホンなどの複合合成顔料、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム、水酸化アルミナなどの半合成顔料、プラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。
【００５７】
塗工液に用いられる澱粉としては、通常の澱紛、酸化澱紛、エーテル化澱紛、エステル化澱紛、酵素変性澱紛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が挙げられる。
【００５８】
また、塗工液に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００５９】
塗工液に用いられる澱粉以外のバインダーとしては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。
【００６０】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００６１】
本発明に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。
【００６２】
本発明の原紙においては、ノーサイズプレス原紙、澱紛、ポリビニルアルコールなどでサイズプレスされた原紙などを用いることができる。また、必要とする原紙の密度、平滑度を得るために各種カレンダー処理を施す場合もある。
【００６３】
本発明において、最下層および最上層を含めた各塗工層を塗工する方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレス、ゲートロール、シムサイザーなどの各種メタードフィルムトランスファー、エアーナイフ、ロッド、ブレード、ダイレクトファウンテンなどの各方式を適宜使用する。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部および％は、特に指定のない限り、すべて質量部および質量％を示す。
【００６５】
本発明に用いられるオイルゲル化剤については、実施例に先だって予め下記の分散方法により分散してオイルゲル化剤の水系分散物を得た。
【００６６】
＜オイルゲル化剤の分散＞
１ｍｍφのアルミナビーズを充填したサンドミルを用い、下記の配合にて分散し、表１〜４に示す各オイルゲル化剤の水系分散物を得た。
＜オイルゲル化剤の分散＞
オイルゲル化剤 １５部
分散剤（スチレン・無水マレイン酸共重合体） ０．７５部
水 ８５部
【００６７】
実施例１〜３および比較例１
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ７０部
ＮＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ３０部
炭酸カルシウム １０部
中性ロジンサイズ剤 ０．５部
硫酸アルミニウム １．２部
両性澱粉 １０部
オイルゲル化剤 ３．５部
歩留り向上剤 ０．０２部
【００６８】
上記配合による０．３％パルプスラリーを用い、抄紙速度６００ｍ／分の条件で長網抄紙機により坪量７０ｇ/ｍ2の原紙を抄造し、これを実施例１〜３の印刷用紙とした。比較例１の原紙配合では、実施例１のオイルゲル化剤を添加せずに抄造した原紙からなるものを比較例１の印刷用紙とした。
【００６９】
実施例４〜６および比較例２
＜原紙の配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） １００部
炭酸カルシウム １０部
ＡＫＤサイズ剤 ０．０２部
硫酸アルミニウム ０．６部
両性澱粉 １部
歩留り向上剤 ０．０２部
【００７０】
上記のとおり抄造した原紙に、以下の配合によりサイズプレス液の固形分が付着量１．５ｇ/ｍ2となるようにフィルムトランスファー方式のサイズプレス装置を用いてサイズプレスを行ない、実施例４〜６の印刷用紙を製造した。比較例２では、オイルゲル化剤を添加しないサイズプレス液を用いて実施例４で抄造した原紙にサイズプレスを行い、比較例２の印刷用紙とした。
【００７１】
＜サイズプレス液の配合＞
酸化澱粉 １７部
オイルゲル化剤 ６部
水 ７７部
【００７２】
上記実施例１〜６及び比較例１〜２により製造された印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１３０〜１５０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表１に示した。表１中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００７３】
＜評価方法＞
（１）インキセット性
一定量の環境対応型インキを用いて印刷した印刷物について、印刷した後、３０秒、１時間、２４時間の間隔でＲＩ印刷適性試験器を用い、別に用意したオフセット輪転印刷用紙に転写し、その転写度合いを目視にて評価した（１０点満点）。ここで、○以上を発明の対象とした。なお、表中では、各時間ごとの結果をまとめて表した。
◎（非常に良好）：１０点
○（良好） ：７〜９点
△（普通） ：４〜６点
×（不良） ：５点以下
【００７４】
（２）印刷光沢
ＲＩ印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色（インキ量各０．２ｃｃ）の重色ベタ印刷を施した後、グロスメーターにて、光沢を入射角６０°反射角６０°の反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ここで、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７０％以上
○（良好） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
△（普通） ：印刷光沢が５５％以上で６５％未満
×（不良） ：印刷光沢が５５％未満
【００７５】
【表１】
【００７６】
評価：
実施例１〜３による印刷用紙は、オイルゲル化剤をパルプスラリー中に添加して抄造した原紙からなるものであり、含有量を一定としてオイルゲル化剤の種類を代えた場合、ゲル化能に差がでているが、インキセット性、印刷光沢ともに良好なレベルであった。一方、オイルゲル化剤を添加していない比較例１の印刷用紙では、インキセット性に劣り、印刷光沢も実用レベルになかった。
【００７７】
また、実施例４〜５による印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加した表面サイズ液を原紙表面にサイズプレスしたものであり、上記と同様、インキセット性、印刷光沢ともに良好なレベルであった。一方、オイルゲル化剤を添加していない表面サイズ液のみをサイズプレスした比較例２の印刷用紙では、インキセット性が悪く、さらに該用紙表面の印刷光沢も劣っていた。
【００７８】
実施例７〜８
上記実施例１および５における原紙配合中のオイルゲル化剤について、化合物９と化合物１０を１：１で混合した以外は実施例１および５と同様にして、それぞれ実施例７および８の印刷用紙を製造し、また上記比較例２の印刷用紙を比較のために用いた。表２中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００７９】
上記により製造された実施例７〜８および比較例２の印刷用紙について、枚葉紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、ダイヤ印刷機、菊全判）を用い、８０００枚／時の条件にて印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの２０質量％以上含有される枚葉紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を上記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表２に示した。
【００８０】
【表２】
【００８１】
評価：
実施例７の印刷用紙は、オイルゲル化剤をパルプスラリー中に添加して抄造した原紙からなり、化合物９および１０のオイルゲル化剤を混合した二成分型オイルゲル化剤を用いたものであるが、加熱処理工程を備えていない枚葉紙オフセット輪転印刷機による印刷でもゲル化能を発揮し、インキセット性、印刷光沢とも良好であった。また、実施例８の印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加した表面サイズ液を原紙表面にサイズプレスしたもので、インキセット性と印刷光沢ともに良好な結果を示した。一方、比較例２のオイルゲル化剤を含有していない印刷用紙では、印刷物の乾燥性に劣り、インキセット性、印刷光沢ともに悪かった。
【００８２】
実施例９〜１１および比較例３
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度４４０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ．） ７０部
ＮＢＫＰ（ろ水度４３０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ．） ３０部
軽質炭酸カルシウム ８部
カチオン化澱粉 １．０部
歩留まり向上剤 ０．０３部
【００８３】
上記配合による０．３％パルプスラリーを用い、抄紙速度６００ｍ／分の条件で長網抄紙機により坪量７０ｇ/ｍ2の原紙を抄造した。続いて、この原紙に対して、サイズプレスにより０．３０ｇ/ｍ2の酸化澱粉を付着させ、塗工用原紙とした。次に、下記塗工液を塗工用原紙にブレード塗工機を用いて、塗工速度１０００ｍ／分で塗工液を２０ｇ/ｍ2塗工し、乾燥した。得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー仕上げ装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋｇ／ｃｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例９〜１１の印刷用紙を製造した。また、比較例３の印刷用紙については、下記塗工液配合中のオイルゲル化剤を混合せずに製造したものである。
【００８４】
＜塗工液の配合＞
カオリンクレー ５０部
重質炭酸カルシウム ５０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー １５部
燐酸エステル化澱粉 ３部
オイルゲル化剤 ３部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００８５】
上記により製造された実施例９〜１１および比較例３の印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１３０〜１５０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表３に示した。表３中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００８６】
【表３】
【００８７】
評価：
実施例９〜１０による印刷用紙は、オイルゲル化剤を含有する塗工液を原紙表面に１層塗工したものであり、含有量を一定としてオイルゲル化剤の種類を代えた場合、ゲル化能に多少の差がでているが、インキセット性、印刷光沢とも良好なレベルであった。これは、塗工層中に環境対応型インキが浸透するとともに塗工層中のオイルゲル化剤と該インキの大豆油が選択的にゲル化することによるものである。一方、比較例３の印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加しない塗工液を塗工した通常の塗工紙からなる印刷用紙であるが、大豆油に由来する乾燥不良からインキセット性、印刷光沢ともに劣った。
【００８８】
実施例１２〜１４および比較例４
＜下塗り塗工液の配合＞
カオリンクレー ５０部
重質炭酸カルシウム ５０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー ８部
燐酸エステル化澱粉 ８部
オイルゲル化剤 ２部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００８９】
上記実施例１１で用いた原紙に対して、フィルムプレスコーターにより上記下塗り塗工液を５．０ｇ/ｍ2塗工して塗工用原紙を得た。
【００９０】
＜上塗り塗工液の配合＞
微粒カオリンクレー ３０部
カオリンクレー ３０部
重質炭酸カルシウム ４０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー １５部
燐酸エステル化澱粉 ３部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００９１】
さらに、上記の割合の塗工液を調製し、ファウンテンアプリケーション／ブレード方式の塗工機を用いて、塗工速度１０００ｍ／分で塗工液を１５ｇ/ｍ2塗工し、乾燥した。得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー仕上げ装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋｇ／ｃｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例１２〜１４の印刷用紙を製造した。また、比較例４の印刷用紙については、下塗り塗工液配合のオイルゲル化剤を混合しないものとした。
【００９２】
上記により製造された実施例１２〜１４および比較例４の印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１４０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表４に示した。表４中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００９３】
【表４】
【００９４】
評価：
実施例１２〜１４の印刷用紙は、原紙表面にオイルゲル化剤を添加した下塗り塗工液を塗工して第１層の塗工層を設け、さらにその上に第２層の塗工層を設けたものであり、巻取紙オフセット輪転印刷機による加熱乾燥処理によって第１層中のオイルゲル化剤が選択的に環境対応型インキの大豆油をゲル化することからインキセット性および印刷光沢ともに良好であった。一方、比較例４の印刷用紙は、２層の塗工層を設けているものの、インキセット性が劣り実用上不十分であった。
【００９５】
【発明の効果】
本発明における印刷用紙は、非塗工または塗工タイプの印刷用紙にオイルゲル化剤を含有させることにより、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を得ることができる。また、これを用いた印刷方法では、印刷機に対応してＶＯＣに代えて植物由来の油を使用する印刷方法を提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷用紙に関し、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を有する印刷用紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフセット印刷およびその印刷物の分野では、印刷操業性および印刷品質への要望がますます厳しくなっている。またその一方では、環境への負荷低減が大きなテーマとして注目されている。
【０００３】
オフセット印刷用インキは、原材料として石油由来の溶剤が使用されている。一般的なインキの成分比率はインキ全量に対して、石油溶剤が約３０質量％、植物油が輪転用で約５質量％、シート用で約１０質量％であり、その他が顔料、樹脂、助剤などからなる。これら原材料のうち、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと略す。）は石油溶剤に多く含まれ、大気へ揮発することにより印刷作業環境の汚染や排気による大気汚染につながっている。また、限られた天然資源である石油を消費してしまう点からも、石油溶剤を別の原材料に置換する試みがなされてきている。
【０００４】
例えば、米国大豆協会の働きかけにより、大豆油を石油溶剤の代替として使用することが奨励され、一定以上の比率、輪転用で約７質量％以上、シート用で約２０質量％以上使用することでこれを大豆油インキとして認定し、その使用を促進している。
【０００５】
さらに、ほぼ完全にＶＯＣを無くす試みとして、石油溶剤を全て植物油もしくは食用油の廃油で置換したインキが開発され、販売されるまでに至っている。このような環境対応型のオフセット印刷用インキはＶＯＣを削減するだけでなく、農作物あるいは食品廃油由来であるが故の資源の安定的な供給および限られた石油資源の保護、また脱墨性の容易さによる紙の再生の促進といった面でこれまでの石油溶剤多用型のインキに対し優れていると報告されている。
【０００６】
しかし、このような環境対応型のオフセット印刷用インキの弱点として、インキセット性の遅さおよび印刷光沢の低さが挙げられる。石油溶剤はその揮発性故に優れたインキセット性の発現を助ける。一方、環境対応型インキは、有機溶剤の配合が少ないまたは配合しないため、蒸発ではなくむしろ油の重合によりインキセットを進めるために乾燥にはより長い時間を費やしてしまう。特に、強制熱風乾燥を伴い高速で操業される輪転式印刷機では、このインキ乾燥性に劣る点が問題となりやすい。また、印刷物の美観的性能として重要視される印刷光沢に劣る場合が多い。
【０００７】
環境対応型インキを用いた印刷について、その印刷操業性および品質を向上させる手法としてのインキ設計面から、いくつかの試みがなされているが、印刷用紙からの報告は見当たらない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を有する印刷用紙を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、本発明の印刷用紙を発明するに至った。
【００１０】
すなわち、第１発明の印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙からなる印刷用紙において、該原紙または該原紙面に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、第２発明の印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙からなる印刷用紙において、該塗工層中に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記発明において、オイルゲル化剤が、二成分型オイルゲル化剤であり、かつ枚葉紙オフセット印刷機に用いられることを特徴とする。
【００１４】
二成分型オイルゲル化剤としては、バルビツール酸誘導体とトリアミノピリミジン誘導体からなる二成分型オイルゲル化剤であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の印刷用紙について、詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、植物由来の油を利用した環境対応型インキを用いて印刷する非塗工紙および塗工紙からなる印刷用紙であり、植物由来の油に起因する乾燥不良を克服し、優れたインキセット性や印刷光沢を有する印刷用紙である。
【００１９】
オフセット印刷において、オフセット印刷用インキの乾燥機構として、大きく３つの乾燥機構を挙げることができる。先ず１つは、強制熱風乾燥による石油由来の溶剤の蒸発による機構、２つには、比較的低粘度な溶剤や油が塗工層および原紙の毛細管に浸透する機構、そして３つには、植物油などの乾性油の分子構造に含まれる不飽和二重結合が酸化され、網目状の架橋構造を形成する機構である。いずれも、元来流動性を持つインキを増粘させ、不動化を経て固化させることにより、印刷用紙上にインキを固定する働きをする。
【００２０】
巻取紙オフセット輪転印刷においては、これら３つの機構全てが作用するが、強制熱風乾燥を伴って高速で多量に印刷を行うと言った性質上、石油系溶剤の蒸発によるインキのセット性が最も重要な役割を示すと言える。一方、枚葉紙オフセット輪転印刷では、溶剤および油の浸透と酸化重合がインキの乾燥に重要な役割を示し、枚葉紙オフセット輪転印刷機が加熱乾燥機構を備えていないために、印刷後、２００〜５００分の時間を要して乾燥され、印刷速度もまた遅い。
【００２１】
いずれにせよ、インキのセット性は、オフセット輪転印刷機の操業性の優劣を作用する重要な因子であり、インキセット性に劣るインキと印刷用紙との組み合わせでは、印刷機および印刷物のインキによる汚染、溶剤臭気、または印刷物の癒着などといった問題を引き起こす。
【００２２】
このように、オフセット輪転印刷機の加熱乾燥機構の設備如何で印刷の方法が異なり、前者の巻取紙オフセット輪転印刷機に用いられるインキには、植物由来の油の含有率は、インキ全体に対して、６質量％以上、好ましくは７質量％以上であり、一方、後者の枚葉紙オフセット輪転印刷機に用いられるインキでは、１８質量％以上、好ましくは２０質量％以上である。植物油の配合比率がこれらを下回る場合は、先に示したような環境対応型インキとしての利点は著しく損なわれる場合がある。そこで、本発明においては、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上であるインクを環境対応型インキとしてを用いる。
【００２３】
本発明において、”植物由来の油”とは、大豆油、菜種油、桐油、蓖麻子油、亜麻仁油、そしてさらにそれらの重合油、変性物などを示すものであり、植物由来の油としては、これらの内でも大豆油が好ましく用いられる。
【００２４】
本発明において、植物由来の油を利用した環境対応型インキは、特に巻取紙あるいは枚葉紙オフセット輪転印刷機を用いて印刷用紙に印刷されるものであるが、グラビア印刷機などを用いることも限定されるものではない。
【００２５】
まず、第１の発明における印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙からなる印刷用紙において、該原紙または該原紙面に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明において、天然木材繊維を主体とする原紙は、非塗工タイプの原紙であり、一般に印刷用紙としてＡ〜Ｄに分類されている上質紙、中質紙、下級紙が挙げられる。また、この分類の範疇ではないが、新聞用紙も上記原紙として包含することができる。
【００２７】
近年における環境対応としてＶＯＣを削減し、ＶＯＣを植物由来の油に代替化した環境対応型インキによるオフセット輪転印刷が進められている。しかしながら、ＶＯＣに代わる植物由来の油では、印刷用紙の表面に付着あるいは内部に浸透した場合に、乾燥性に劣って印刷汚れを起こすなど種々問題がある。
【００２８】
本発明においては、天然木材繊維を主体とする原紙自体あるいはその表面にオイルゲル化剤を含有させることで、環境対応型インキを用いて印刷された印刷物は、インキセット性に優れ、印刷光沢のある印刷面を有することができる。
【００２９】
ここで、オイルゲル化剤の原紙への含有に当たっては、パルプスラリー中にオイルゲル化剤を添加して原紙を抄造する方法、また表面サイズ剤に添加して原紙面に表面サイズプレスする方法、あるいはそれらの方法を複合させる方法によるものである。
【００３０】
本発明に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＧＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。
【００３１】
上記の方法により、オイルゲル化剤を原紙あるいはその表面に含有させることで、ＶＯＣに代わる植物由来の油ではインキの乾燥性が不十分であるのを、オイルゲル化剤によって植物由来の油を選択的に印刷用紙の表面あるいは内部にてゲル化させ、乾燥不良となることを防止することができる。
【００３２】
本発明におけるオイルゲル化剤について、”オイルゲル化剤”とは、添加するか、あるいは加熱・放冷という単純な操作で水以外の液体をゲル化できる化合物を大半とするが、室温でゲル化できる化合物もこの範疇に入れる。
【００３３】
ここで、低分子系化合物のオイルゲル化剤は、▲１▼比較的少量の添加で液体をゲル化できること、▲２▼加熱時に速やかに溶け放冷時に容易にゲル化すること、▲３▼形成されたゲルは熱可逆的ゲルであり加熱と放冷により溶液とゲルの変化を繰り返すこと、などの特徴を有するものである。
【００３４】
有機溶剤あるいは油脂類のオイルゲル化剤は、海洋への油流出の問題や、一般家庭から出る廃油の問題に対応するために従来から研究開発されている。例えば、特公昭５４−３３７９８号公報記載のＮ−アシルアミノ酸アミド、特公昭６０−４４９６８号公報記載の１２−ヒドロキシステアリン酸、特開昭５１−９１８８４号公報記載の直鎖状型ペプチド誘導体、特開昭５９−７７８５９号公報記載のジベンジリデンソルビトールに代表される多価アルコールとベンズアルデヒドの縮合物、特開平７−２４７４７３号や同７−２４７４７４号公報記載の環状ジペプチド、特開平８−２３１９４２号公報記載のビス（アルキルウレア）シクロヘキサン、特開平１０−２２６６１４号や同１０−２４５３９６号公報記載のオリゴペプタイドアルキルアミド誘導体、特開平１０−２３７０３４号公報記載のビス（アシルアミノ）シクロヘキサン誘導体、特開平１０−２７３４７７号公報記載のシクロヘキサンカルボキサミド、特開２０００−２５６３０３号公報記載のアシルアミノ酸エステル化合物などが知られている。
【００３５】
上記した化合物はいずれも本発明に用いることができるが、以下の条件を満足する化合物が本発明のオイルゲル化剤として好ましく用いられる。例えば、大豆油を試験管に１０ｇ採取し、その中にオイルゲル化剤を０．５ｇ以下添加し、加熱溶解した後、２５℃に冷却したときの状態を観察し、内容物全体がゲル状を呈し、試験管を傾けたときに液状物が滲み出さず、流動化しなくなることをゲル化とし、このゲル化能を有する化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
本発明において上記ゲル化条件を満足する好ましいオイルゲル化剤は、炭素数が５以上の脂肪族基と水素結合形成官能基、例えば、−ＯＨ基、−Ｃ（Ｏ）−基、または−Ｎ（Ｈ）−基を有する化合物である。さらに好ましくは、水素結合形成官能基として、−Ｎ（Ｈ）−Ｃ（Ｏ）−基を有する化合物である。上記脂肪族基の好ましい長さは、炭素数が７〜３０程度である。以下に具体例を示す。
【００３７】
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
本発明において、上記オイルゲル化剤の中でも、特に室温で溶解する成分を２つ組み合わせた二成分オイルゲル化剤を用いた場合、室温でのゲル化が可能である。このような二成分型オイルゲル化剤が含有される印刷用紙では、加熱処理工程を備えていない枚葉紙オフセット輪転印刷機を用いた印刷の場合に有効な方法である。
【００４６】
二成分型オイルゲル化剤としては、バルビツール酸誘導体とトリアミノピリミジン誘導体からなる２つの誘導体を組み合わせたオイルゲル化剤が挙げられ、それぞれの誘導体としては、例えば、以下のような化合物が挙げられ、これらの組み合わせにより室温におけるゲル化が可能である。
【００４７】
【化９】
【化１０】
上記オイルゲル化剤は、原紙に０．０５〜５ｇ/ｍ2の範囲で含有されることが好ましく、０．１〜３ｇ/ｍ2の範囲であればより好ましい。これらのオイルゲル化剤は、原紙中あるいはその表面に含有される。上記オイルゲル化剤は、パルプスラリー中に水系分散物として添加し、これを用いて原紙を抄造するか、あるいは表面サイズ剤中に水系分散物として添加して原紙にサイズプレスすることができる。
【００５０】
オイルゲル化剤の水系分散物は、スチレン・無水マレイン酸共重合体のような分散剤の存在下で湿式分散によって得られる。水系分散物中のオイルゲル化剤の固形分濃度は、５〜３０質量％程度が適当である。ここで、分散剤は、オイルゲル化剤の１〜１０質量％程度が適当である。
【００５１】
次に、第２の発明における印刷用紙は、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙からなる印刷用紙において、該塗工層中にオイルゲル化剤を含有することを特徴とするものである。
【００５２】
上記発明において、天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙は、アート紙、コート紙、軽量コート紙など原紙への塗工量の差によって区別されるが、ここで、用いられる原紙は、上述した各種原紙を使用することができ、特に限定するものではない。
【００５３】
本発明における印刷用紙では、上述したオイルゲル化剤を塗工組成物とともに混合して塗工液とし、これを原紙の片面または両面に塗工した塗工紙タイプの印刷用紙とするもので、１層または２層以上の塗工層を設けてなるものである。塗工紙タイプの印刷用紙におけるオイルゲル化剤の含有される塗工層としては、１層の場合はその塗工層自体に、また２層以上の場合にはそれぞれの塗工層に含有させてもよいが、最上層に近接する２番目の塗工層に含有させることが生産性の見地から効率的である。
【００５４】
上記発明において、原紙の片面または両面に１層の塗工層を設けた場合、その塗工量は、２〜２５ｇ／ｍ2、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ2である。また、原紙の片面または両面に２層以上の塗工層を設けた時の最上層の塗工量は、２〜２５ｇ／ｍ2、好ましくは５〜２０ｇ／ｍ2であり、そして該最上層に近接する２番目の塗工層の塗工量は、１〜２０ｇ／ｍ2、好ましくは２〜１５ｇ／ｍ2である。
【００５５】
本発明において、オイルゲル化剤の含有量としては、塗工層中に０．０５〜５ｇ/ｍ2の範囲で含有されることが好ましく、０．１〜３ｇ/ｍ2の範囲であればより好ましい。ここで、オイルゲル化剤は、上述したとおり水系分散物として塗工組成物とともに配合して塗工液を調整することができる。調整された塗工液は、これを通常の塗工方法によって原紙面に塗工することができ、本発明の印刷用紙を得ることができる。
【００５６】
本発明において、塗工液に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイト、リトホンなどの複合合成顔料、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム、水酸化アルミナなどの半合成顔料、プラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。
【００５７】
塗工液に用いられる澱粉としては、通常の澱紛、酸化澱紛、エーテル化澱紛、エステル化澱紛、酵素変性澱紛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が挙げられる。
【００５８】
また、塗工液に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００５９】
塗工液に用いられる澱粉以外のバインダーとしては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。
【００６０】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００６１】
本発明に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。
【００６２】
本発明の原紙においては、ノーサイズプレス原紙、澱紛、ポリビニルアルコールなどでサイズプレスされた原紙などを用いることができる。また、必要とする原紙の密度、平滑度を得るために各種カレンダー処理を施す場合もある。
【００６３】
本発明において、最下層および最上層を含めた各塗工層を塗工する方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレス、ゲートロール、シムサイザーなどの各種メタードフィルムトランスファー、エアーナイフ、ロッド、ブレード、ダイレクトファウンテンなどの各方式を適宜使用する。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部および％は、特に指定のない限り、すべて質量部および質量％を示す。
【００６５】
本発明に用いられるオイルゲル化剤については、実施例に先だって予め下記の分散方法により分散してオイルゲル化剤の水系分散物を得た。
【００６６】
＜オイルゲル化剤の分散＞
１ｍｍφのアルミナビーズを充填したサンドミルを用い、下記の配合にて分散し、表１〜４に示す各オイルゲル化剤の水系分散物を得た。
＜オイルゲル化剤の分散＞
オイルゲル化剤 １５部
分散剤（スチレン・無水マレイン酸共重合体） ０．７５部
水 ８５部
【００６７】
実施例１〜３および比較例１
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ７０部
ＮＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ３０部
炭酸カルシウム １０部
中性ロジンサイズ剤 ０．５部
硫酸アルミニウム １．２部
両性澱粉 １０部
オイルゲル化剤 ３．５部
歩留り向上剤 ０．０２部
【００６８】
上記配合による０．３％パルプスラリーを用い、抄紙速度６００ｍ／分の条件で長網抄紙機により坪量７０ｇ/ｍ2の原紙を抄造し、これを実施例１〜３の印刷用紙とした。比較例１の原紙配合では、実施例１のオイルゲル化剤を添加せずに抄造した原紙からなるものを比較例１の印刷用紙とした。
【００６９】
実施例４〜６および比較例２
＜原紙の配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度；４５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） １００部
炭酸カルシウム １０部
ＡＫＤサイズ剤 ０．０２部
硫酸アルミニウム ０．６部
両性澱粉 １部
歩留り向上剤 ０．０２部
【００７０】
上記のとおり抄造した原紙に、以下の配合によりサイズプレス液の固形分が付着量１．５ｇ/ｍ2となるようにフィルムトランスファー方式のサイズプレス装置を用いてサイズプレスを行ない、実施例４〜６の印刷用紙を製造した。比較例２では、オイルゲル化剤を添加しないサイズプレス液を用いて実施例４で抄造した原紙にサイズプレスを行い、比較例２の印刷用紙とした。
【００７１】
＜サイズプレス液の配合＞
酸化澱粉 １７部
オイルゲル化剤 ６部
水 ７７部
【００７２】
上記実施例１〜６及び比較例１〜２により製造された印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１３０〜１５０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表１に示した。表１中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００７３】
＜評価方法＞
（１）インキセット性
一定量の環境対応型インキを用いて印刷した印刷物について、印刷した後、３０秒、１時間、２４時間の間隔でＲＩ印刷適性試験器を用い、別に用意したオフセット輪転印刷用紙に転写し、その転写度合いを目視にて評価した（１０点満点）。ここで、○以上を発明の対象とした。なお、表中では、各時間ごとの結果をまとめて表した。
◎（非常に良好）：１０点
○（良好） ：７〜９点
△（普通） ：４〜６点
×（不良） ：５点以下
【００７４】
（２）印刷光沢
ＲＩ印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色（インキ量各０．２ｃｃ）の重色ベタ印刷を施した後、グロスメーターにて、光沢を入射角６０°反射角６０°の反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ここで、○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７０％以上
○（良好） ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
△（普通） ：印刷光沢が５５％以上で６５％未満
×（不良） ：印刷光沢が５５％未満
【００７５】
【表１】
評価：
実施例１〜３による印刷用紙は、オイルゲル化剤をパルプスラリー中に添加して抄造した原紙からなるものであり、含有量を一定としてオイルゲル化剤の種類を代えた場合、ゲル化能に差がでているが、インキセット性、印刷光沢ともに良好なレベルであった。一方、オイルゲル化剤を添加していない比較例１の印刷用紙では、インキセット性に劣り、印刷光沢も実用レベルになかった。
【００７７】
また、実施例４〜５による印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加した表面サイズ液を原紙表面にサイズプレスしたものであり、上記と同様、インキセット性、印刷光沢ともに良好なレベルであった。一方、オイルゲル化剤を添加していない表面サイズ液のみをサイズプレスした比較例２の印刷用紙では、インキセット性が悪く、さらに該用紙表面の印刷光沢も劣っていた。
【００７８】
実施例７〜８
上記実施例１および５における原紙配合中のオイルゲル化剤について、化合物９と化合物１０を１：１で混合した以外は実施例１および５と同様にして、それぞれ実施例７および８の印刷用紙を製造し、また上記比較例２の印刷用紙を比較のために用いた。表２中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００７９】
上記により製造された実施例７〜８および比較例２の印刷用紙について、枚葉紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、ダイヤ印刷機、菊全判）を用い、８０００枚／時の条件にて印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの２０質量％以上含有される枚葉紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を上記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表２に示した。
【００８０】
【表２】
評価：
実施例７の印刷用紙は、オイルゲル化剤をパルプスラリー中に添加して抄造した原紙からなり、化合物９および１０のオイルゲル化剤を混合した二成分型オイルゲル化剤を用いたものであるが、加熱処理工程を備えていない枚葉紙オフセット輪転印刷機による印刷でもゲル化能を発揮し、インキセット性、印刷光沢とも良好であった。また、実施例８の印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加した表面サイズ液を原紙表面にサイズプレスしたもので、インキセット性と印刷光沢ともに良好な結果を示した。一方、比較例２のオイルゲル化剤を含有していない印刷用紙では、印刷物の乾燥性に劣り、インキセット性、印刷光沢ともに悪かった。
【００８２】
実施例９〜１１および比較例３
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（ろ水度４４０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ．） ７０部
ＮＢＫＰ（ろ水度４３０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ．） ３０部
軽質炭酸カルシウム ８部
カチオン化澱粉 １．０部
歩留まり向上剤 ０．０３部
【００８３】
上記配合による０．３％パルプスラリーを用い、抄紙速度６００ｍ／分の条件で長網抄紙機により坪量７０ｇ/ｍ2の原紙を抄造した。続いて、この原紙に対して、サイズプレスにより０．３０ｇ/ｍ2の酸化澱粉を付着させ、塗工用原紙とした。次に、下記塗工液を塗工用原紙にブレード塗工機を用いて、塗工速度１０００ｍ／分で塗工液を２０ｇ/ｍ2塗工し、乾燥した。得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー仕上げ装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋｇ／ｃｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例９〜１１の印刷用紙を製造した。また、比較例３の印刷用紙については、下記塗工液配合中のオイルゲル化剤を混合せずに製造したものである。
【００８４】
＜塗工液の配合＞
カオリンクレー ５０部
重質炭酸カルシウム ５０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー １５部
燐酸エステル化澱粉 ３部
オイルゲル化剤 ３部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００８５】
上記により製造された実施例９〜１１および比較例３の印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１３０〜１５０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表３に示した。表３中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００８６】
【表３】
評価：
実施例９〜１０による印刷用紙は、オイルゲル化剤を含有する塗工液を原紙表面に１層塗工したものであり、含有量を一定としてオイルゲル化剤の種類を代えた場合、ゲル化能に多少の差がでているが、インキセット性、印刷光沢とも良好なレベルであった。これは、塗工層中に環境対応型インキが浸透するとともに塗工層中のオイルゲル化剤と該インキの大豆油が選択的にゲル化することによるものである。一方、比較例３の印刷用紙は、オイルゲル化剤を添加しない塗工液を塗工した通常の塗工紙からなる印刷用紙であるが、大豆油に由来する乾燥不良からインキセット性、印刷光沢ともに劣った。
【００８８】
実施例１２〜１４および比較例４
＜下塗り塗工液の配合＞
カオリンクレー ５０部
重質炭酸カルシウム ５０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー ８部
燐酸エステル化澱粉 ８部
オイルゲル化剤 ２部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００８９】
上記実施例１１で用いた原紙に対して、フィルムプレスコーターにより上記下塗り塗工液を５．０ｇ/ｍ2塗工して塗工用原紙を得た。
【００９０】
＜上塗り塗工液の配合＞
微粒カオリンクレー ３０部
カオリンクレー ３０部
重質炭酸カルシウム ４０部
ポリアクリル酸系分散剤 ０．１部
ラテックスバインダー １５部
燐酸エステル化澱粉 ３部
カルボキシメチルセルロース系増粘剤 ０．１部
水酸化ナトリウムにてｐＨ９．６に調製
【００９１】
さらに、上記の割合の塗工液を調製し、ファウンテンアプリケーション／ブレード方式の塗工機を用いて、塗工速度１０００ｍ／分で塗工液を１５ｇ/ｍ2塗工し、乾燥した。得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー仕上げ装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋｇ／ｃｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例１２〜１４の印刷用紙を製造した。また、比較例４の印刷用紙については、下塗り塗工液配合のオイルゲル化剤を混合しないものとした。
【００９２】
上記により製造された実施例１２〜１４および比較例４の印刷用紙について、巻取紙オフセット輪転印刷機（三菱重工業社製、リソピア、Ｂ縦半裁）を用い、印刷速度２２０ｍ／分、ドライヤー温度１４０℃の条件により印刷した。なお、環境対応型インキとして、大豆油が全インキの７質量％以上含有される巻取紙オフセット輪転印刷用のインキを用いた。印刷後の印刷物を下記のインキセット性および印刷光沢の評価方法により評価し、その結果を表４に示した。表４中に示すオイルゲル化剤の含有量の単位は、ｇ/ｍ2である。
【００９３】
【表４】
評価：
実施例１２〜１４の印刷用紙は、原紙表面にオイルゲル化剤を添加した下塗り塗工液を塗工して第１層の塗工層を設け、さらにその上に第２層の塗工層を設けたものであり、巻取紙オフセット輪転印刷機による加熱乾燥処理によって第１層中のオイルゲル化剤が選択的に環境対応型インキの大豆油をゲル化することからインキセット性および印刷光沢ともに良好であった。一方、比較例４の印刷用紙は、２層の塗工層を設けているものの、インキセット性が劣り実用上不十分であった。
【００９５】
【発明の効果】
本発明における印刷用紙は、非塗工または塗工タイプの印刷用紙にオイルゲル化剤を含有させることにより、特に石油由来の溶剤に代えて植物由来の油を比較的多量に使用する、いわゆる環境対応型インキを使用した場合に、インキの乾燥不良を防止して優れたインキセット性および印刷光沢を得ることができる。また、これを用いた印刷方法では、印刷機に対応してＶＯＣに代えて植物由来の油を使用する印刷方法を提供することができる。
Claims (4)
- 天然木材繊維を主体とする原紙からなる印刷用紙において、該原紙または該原紙面に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とする印刷用紙。
- 天然木材繊維を主体とする原紙の片面または両面に１層以上の塗工層を設けた塗工紙からなる印刷用紙において、該塗工層中に、植物由来の油の含有比率が全インキに対して７質量％以上である環境対応型インキのオイルゲル化剤を含有することを特徴とする印刷用紙。
- オイルゲル化剤が、二成分型オイルゲル化剤であり、かつ枚葉紙オフセット印刷機に用いられることを特徴とする請求項１または２記載の印刷用紙。
- 二成分型オイルゲル化剤が、バルビツール酸誘導体とトリアミノピリミジン誘導体からなる二成分型オイルゲル化剤であることを特徴とする請求項３記載の印刷用紙。
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