JP3788000B2

JP3788000B2 - Newspaper for offset printing

Info

Publication number: JP3788000B2
Application number: JP35310797A
Authority: JP
Inventors: 頼宏桝本; 照信福井
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: JPH11189995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微塗工紙に関し、特に印刷後の不透明度が高く、印刷機上での走行性およびオフセット印刷適性に優れるオフセット印刷用新聞用紙等に適した微塗工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新聞用紙の印刷は、凸版輪転印刷方式からオフセット輪転印刷方式への転換が急速に進んでいる。オフセット印刷は刷版に湿し水とインクを供給し、次いでブランケットと呼ばれるゴム版にインクを転移させた後、紙に転移させて印刷を行う方式である。また、凸版印刷と比べてタックの強いインクを使用するため、用紙としては表面強度と耐水性の強いことが要求される。因みに、表面強度が弱いか、あるいは耐水性が低いと、紙剥け等により用紙から遊離した繊維や用紙に含まれる顔料が印刷機のブランケット上に堆積したり、インクに混入することにより、印刷面にカスレを発生させてトラブルとなる。
【０００３】
また、新聞の増頁等との関連より新聞用紙の軽量化指向があり、軽量化に付随して印刷後の不透明度の高い用紙が要望されている。このような軽量紙の不透明度を高めるために、原紙の製造に際してホワイトカーボン、二酸化チタン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の顔料が内添填料として使用されている。
しかしながら、上述のような無機や有機の顔料を内添することにより紙力が低下し、製紙工程や印刷工程での断紙問題、あるいはオフセット印刷時の湿し水やインクのタックによって微細繊維や内添顔料が紙層内部から遊離してブランケットに堆積する、所謂ブランケットパイリング等の紙粉トラブルを起こし易い。
上記の如き断紙や紙粉トラブルに対処するため、用紙の表面に澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子を塗布して紙層を強化することが行われている。このような水溶性高分子の表面塗布は、紙表面の繊維と内添顔料を接着させて表面強度や耐水性を向上させることができる。しかし、その塗布量が多くなると、オフセット印刷時の湿し水で表面塗布剤が一部溶解して紙表面にネッパリといわれる粘着性を帯びる。その結果、印刷時に紙面がブランケットに貼り付き、断紙を誘発するという難点がある。
【０００４】
さらには、特開平１−１７４６９７号、特開平５−３３２９４号には、不透明度やインクセット性を改善するために吸油度の高い顔料を含有した塗被層を設ける方法が提案されている。このような吸油度の高い顔料、特に本発明で使用するような合成非晶質シリカ顔料を塗被層の顔料として一定量以上使用した場合、前述の如き水溶性高分子を接着剤として用いても、十分な接着強度を付与することができない。また、塗被紙の接着剤として広く用いられている合成樹脂エマルジョン接着剤は、本発明が目的とするような塗被量が少ない場合には、十分な接着強度を付与できない。そのために用紙の表面強度や耐水性の低下を招いて、紙粉トラブルがより悪化するという問題があり、未だに不透明度とオフセット印刷適性を両立させる方法が確立できていないのが現状である。
加えて、原紙上に前述の水溶性高分子を塗布するか、あるいは顔料を含有する塗被層を設けた場合には塗被紙の摩擦係数が低下する傾向にある。このような塗被紙を新聞用紙として用いた場合、特に印刷後、複数のウェブ（紙匹）が重ね合わされた状態で走行し印刷工程から連続して折り工程に入る際に、印刷図柄や印刷色数が異なることによる紙匹ごとの伸びが異なる結果、用紙の摩擦係数が低いと内側に位置する紙匹の走行性が不安定となり、シワが入る等の、所謂紙流れの問題が起こる。
【０００５】
一方、インクジェット記録用紙の塗被層として、例えば特開平９−２７７６９５号公報等に、合成非晶質シリカとシラノール変性ポリビニルアルコールを含有させる方法が開示されている。しかしながら、上記の公報に提案されているようなインクジェット記録用紙は水性インクを塗被紙に非接触で印字するものであり、本発明が意図するようなオフセット印刷用として利用するには、塗被層の接着強度が弱くインクに塗被層が取られるという、所謂ピッキングトラブルが多発するためにそのままの状態では供することはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の如き新聞用紙が抱えた難点を解決し、オフセット印刷用として好適な微塗工紙を得ることを目的とするもので、原紙上に特定の顔料と特定の接着剤を含有せしめた塗被層を設けることにより、紙粉トラブルや紙流れを起こすことなく、かつ不透明性およびオフセット印刷適性に優れるオフセット印刷用微塗工紙を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原紙上に、顔料と接着剤を主成分とする塗被層を設けてなる微塗工紙において、該顔料として合成非晶質シリカを全顔料に対して１０〜１００重量％、かつ接着剤としてケイ素元素を含有する水溶性高分子が全顔料に対して固形分対比で１０〜３００重量％含有せしめられ、さらに塗被層が乾燥重量で片面当たり０．２〜５ｇ／ｍ²塗工されてなることを特徴とする微塗工紙である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるケイ素元素を含有する水溶性高分子とは、例えば特開昭５８−５９９２０３号公報に示されるような、ケイ素元素を含有するビニル化合物と酢酸ビニルを共重合させた後ケン化することにより、酢酸ビニル単位がビニルアルコールに、ケイ素元素含有単位がシラノール基に、それぞれ転換されて得られるケイ素元素含有ポリビニルアルコールや、特許第２５５８０８９号公報に示されるような、有機シロキサン基を含む澱粉、あるいは特開平９−１６９８１７号公報に示されるような、有機シロキサン基を含む（メタ）アクリルアミド系の重合体が例示される。
【０００９】
なお、上記ケイ素元素含有ポリビニルアルコールとしては、平均重合度が５００〜４０００のものが好ましい。因みに、５００未満の場合には、塗被層の接着強度が弱く、紙粉トラブルを改善することができなくなる虞れがあり、一方４０００を越えると、塗被液の粘度が高くなり過ぎて塗被量のコントロールができなくなる虞れがある。また、ケン化度については９０モル％以上のものが所謂ネッパリ性が低く、断紙トラブルや紙粉トラブルを発生させにくい点で好ましい。
【００１０】
ケイ素元素を含有する水溶性高分子を、合成非晶質シリカを含む塗被層の接着剤として、塗被層中の全顔料に対して１０〜３００重量％使用することで良好な接着強度と耐水性を得ることができ、前述の紙粉トラブルやネッパリ性に起因する断紙トラブルが発生しにくく、かつ高い不透明度が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
因みに、ケイ素元素を含有する水溶性高分子の量が１０重量％未満の場合には、十分な接着強度と耐水性が得られず、他方３００重量％を越えると不透明度が低下するために好ましくない。
【００１１】
さらに、ケイ素元素を含有する水溶性高分子の使用量を合成非晶質シリカ顔料に対して、固形分対比で１００〜３００重量％とすると、一層良好な塗被層の接着強度と耐水性を得ることができるので、より好ましい態様である。
なお、上記の如くケイ素元素を含有する水溶性高分子を使用することで、表面強度の維持とネッパリ性が軽減され、かつ断紙トラブル等が起こりにくくなる理由については定かではないが、以下のように推定される。
【００１２】
即ち、ケイ素元素を含有する水溶性高分子を合成非晶質シリカ顔料の接着剤として使用すると、接着剤と顔料がＳi −Ｏ−Ｓi の形で強固に結合し、良好な塗被層の接着強度が得られ、また、接着剤自身もケイ素元素の反応、付着により耐水性が改善されてオフセット印刷時の湿し水によっても溶けだすことが少なくなる。その結果、紙粉トラブルやネッパリ性に起因する断紙トラブルが軽減されるものと考えられる。
【００１３】
本発明においてはケイ素元素を含有する水溶性高分子以外に、塗被紙製造分野で一般に使用されている接着剤を本発明の効果が阻害されない範囲で適宜併用することができる。例えば酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉等のケイ素元素を含有しない通常の変性澱粉類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースなどの水溶性セルロース化合物、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体ラテックス等の共重合体ラテックス類、あるいはケイ素元素を含有しない通常のポリビニルアルコールやポリアクリルアミド類等を例示できる。
【００１４】
次に、本発明の必須成分である合成非晶質シリカ顔料について述べる。ここでいう合成非晶質シリカ顔料とは、乾式製造方法によって得られる無水ケイ酸、湿式製造法によって得られる含水ケイ酸があるが、本発明の場合はケイ酸のゲル化により、ＳｉＯ₂の３次元構造を形成させた多孔質、不定形微粒子である含水ケイ酸が不透明度の向上効果が大きいので好ましく使用される。また、合成非晶質シリカ顔料として、上記の如きケイ酸や場合によってはケイ酸カルシウムを主成分とする、所謂ホワイトカーボンを使用することもできる。
このような合成非晶質シリカ顔料を塗被層の全顔料に対し、固形分対比で１０〜１００重量％、好ましくは３０〜１００重量％含有されていることが望ましい。因みに、１０重量％未満では、不透明度や摩擦係数が低下する可能性が強く好ましくない。
【００１５】
本発明において、合成非晶質シリカ顔料を塗被層の顔料として使用することで、不透明度や摩擦（係数）程度が改善される理由については以下のように推定される。
即ち、上記の如き合成非晶質シリカ顔料は比表面積が大きく、嵩高で吸油度の高いことが特徴であり、嵩高な塗被層を得ることができる。その結果、塗被層を通過する光を散乱させるチャンスが多くなり、塗被紙の不透明度が改善される。さらに、印刷されたインクの溶剤成分や樹脂成分が該顔料や塗被層が有する空隙に効率良く吸収され、インクが紙層内部（深く）にまで浸透することを抑えられる結果、特に印刷不透明度が改善されることになる。また、摩擦係数については、合成非晶質シリカ顔料の比表面積が大きいために、塗被紙に仕上げた場合に塗被紙同士や塗被紙と他の物質との接触に際し、その摩擦（係数）抵抗が高められるものと考えられる。
【００１６】
本発明においては、塗被層の顔料として上記合成非晶質シリカ顔料以外に本発明の効果を阻害しない範囲で、例えばカオリン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、サチンホワイト、マイカ、プラスチックピグメント、尿素樹脂等の塗被紙製造分野で公知、公用の顔料を適宜併用できる。
【００１７】
なお、上記の如き特定顔料と特定の接着剤を配してなる塗被層用塗被液（以後、塗料と称す）には、その他に染料、表面サイズ剤、消泡剤、耐水化剤、防腐剤等の各種助剤が必要に応じて添加、混合攪拌して調製される。また、塗料の固形分濃度は、塗工装置や目標とする塗工量に応じて適宜調整することができるが、通常は３〜４０重量％の範囲で調節される。
塗工量は乾燥重量で片面当たり０．２〜５ｇ／ｍ²の範囲で調節される。因みに、０．２ｇ／ｍ²未満では、十分な不透明度が得られ難く、一方、５ｇ／ｍ²を越えると、最終製品の重量が一定とする場合には、その分原紙の重量が少なくなり、結果として紙力低下を招き印刷工程等で断紙が起こり易くなり、好ましくない。
【００１８】
本発明で用いる原紙の主成分であるパルプとしては、化学パルプ（漂白あるいは未漂白のＮＫＰやＬＫＰ等）、高歩留りパルプ（ＧＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＰＧＷ、ＴＭＰ等）、脱墨故紙パルプ（ＤＩＰ等）等を単独または任意の比率で混合して使用される。また、抄紙前の紙料には本発明でいう合成非晶質シリカ顔料、二酸化チタン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の製紙用填料を適宜必要に応じて添加することができる。
さらに、紙料中には、上記填料と共に硫酸バンド、紙力増強剤、歩留り向上剤、強化ロジンサイズ剤、エマルジョンサイズ剤等のサイズ剤、耐水化剤、紫外線防止剤等の一般に公知公用の抄紙用薬品が添加され、通常の抄紙機にて抄紙される。本発明の場合、原紙の坪量としては特に限定されるものではないが、３０〜７０ｇ／ｍ²の相対的に低坪量の場合に所望の効果が顕著に発揮される。
【００１９】
原紙上に塗被層を形成する方法については特に限定されず、サイズプレス、ブレードメータリングサイズプレス、ロッドメータリングサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、エアーナイフコーター等の一般に公知公用の塗工装置を適宜用いることができる。また、塗被層の乾燥についても、通常の熱風、赤外線、熱シリンダー等の公知公用の乾燥方式が適宜使用される。塗被層の乾燥後、必要に応じてマシンキャレンダー、ソフトニップキャレンダー、スーパーキャレンダー等で加圧処理することができる。
【００２０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。勿論、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。また、例中の部および％は特に断らない限り、それぞれ重量部および重量％を示す。
【００２１】
実施例１
〔含水非晶質シリカの調製〕
市販のケイ酸ソーダ水溶液（ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏモル比：３．０５、ＳｉＯ₂濃度１８７ｇ／リットル）５３．５リットル、芒硝（Ｎａ₂ＳＯ₄）水溶液（濃度＝３．９％）１７０リットルを内容積３００リットルの攪拌機つき加熱反応槽に供給した。
次いで、蒸気を吹き込んで４５℃とした後、攪拌しながら２０％の硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）８．７リットルを約１０分間かけて添加した。このときの全硫酸添加量に対する第１段の硫酸添加割合は３８％であった。第１段硫酸添加終了後、さらに攪拌を続けながら蒸気を吹き込み、２０分間で９５℃まで昇温した。さらに、溶液を１０分間９５℃に保持した後、攪拌しながら残りの硫酸約１４リットルを９０分かけて添加し、ｐＨ５で添加を終了し、含水非晶質シリカスラリーを得た。このようにして得られた含水非晶質シリカスラリーを遠心脱水機で濃度約１０％まで脱水した後、サンドグラインダー（五十嵐機械製）で粉砕した後、２００メッシュスクリーンで粗粒子を除去して、後述の内添および塗料用の顔料として用いた。なお、上記含水非晶質シリカの平均粒子径は１５μｍであった。
【００２２】
〔原紙の調製〕
針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）１４部、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）４０部、グラウンドパルプ（ＧＰ）７部、新聞脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）３９部の比率からなるパルプスラリーを、フリーネス(C.S.F.)１１０ｍｌまでレファイナーで叩解してパルプスラリーを調製した。次いで、得られたパルプスラリーに上記含水非晶質ケイ酸を１％、ロジンエマルジョンサイズ（商品名：ＳＰＮ−７７３／荒川化学工業社）を０．３％、硫酸バンドを１％添加（いずれも対パルプ固形分対比）し、ツインワイヤーを装備したパイロット抄紙機で抄紙して米坪４１ｇ／ｍ²の原紙を得た。
【００２３】
〔塗料および塗被紙の調製〕
顔料として、上記含水非晶質シリカを使用し、該シリカ１００部（固形分）に対して、接着剤として９０℃の熱水で溶解したケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（商品名：Ｒ−１１３０，ケン化度９８〜９９モル％、重合度３０００／クラレ社）を２００部（固形分）となるように該ポリビニルアルコールと消泡剤０．１部（有効成分）を添加し、さらに水を加えて固形分濃度８％の塗料を得た。
次いで、上記４１ｇ／ｍ²の原紙の両面にゲートロールコーターを使用して、乾燥重量で片面当たり１．０ｇ／ｍ²となるように塗工、乾燥した後、ソフトキャレンダーで１ニップ通紙仕上げを行い、水分７％の微塗工紙を得た。
【００２４】
実施例２
実施例１の塗料調製において、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールとして、Ｒ−１１３０の代わりにＲ−２１０５（ケン化度９８〜９９モル％、重合度５００／クラレ社）を使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２５】
実施例３
実施例１の塗料調製において、含水非晶質シリカ１００重量部に対して、接着剤としてケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０／前記）１００部とケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７，ケン化度９８〜９９モル％、重合度１７００／クラレ社）１００部（各々、固形分換算）を添加したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２６】
実施例４
実施例１の含水非晶質シリカの調製において、サンドグラインダー処理を強化し、その平均粒子径を５μｍに調製した含水非晶質シリカを使用したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２７】
実施例５
実施例３の塗料調製において、顔料として使用した含水非晶質シリカ１００部に代えて、含水非晶質シリカ４０部と二酸化チタン（商品名：ＦＡ−５５Ｗ／古河機械金属社）６０部（各々、固形分換算）を混合して使用したこと以外は、実施例３と同様にして微塗工紙を得た。
【００２８】
実施例６
実施例５の塗料調製において、含水非晶質シリカ（４０部）と二酸化チタン（６０部）の混合顔料１００部に対して、接着剤としてケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０／前記）３５部とケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７／前記）１６５部（各々、固形分換算）を使用した以外は、実施例５と同様にして微塗工紙を得た。
【００２９】
実施例７
実施例１の微塗工紙の製造において、塗被量を乾燥重量で片面当たり３ｇ／ｍ²としたこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３０】
実施例８
実施例１の塗料調製において、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ケイ素元素を含有する澱粉（商品名：ＣＯ−ＢＯＮＤ２５００／ナショナルスターチ社）を使用し、塗料の固形分濃度を４％、さらに塗料のｐＨを８に調整した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３１】
比較例１
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、酸化澱粉（商品名：エースＡ／王子コーンスターチ社）を使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３２】
比較例２
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７／前記）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３３】
比較例３
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ポリアクリルアミド重合体（商品名：サンタックスＮＰ−１０／三井化学社）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３４】
比較例４
実施例１の塗料調製において、顔料を使用せず、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールだけからなる塗料を調製して使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３５】
かくして得られた実施例、比較例で得られた微塗工紙について、下記に示す項目についての評価を行い、得られた結果を表１に示した。
【００３６】
（顔料の平均粒子径）
ヘキサメタリン酸ソーダ０．２％水溶液中に顔料を添加して、超音波で３０秒間分散した後、レーザー回折式（ＳＡＬＤ−２０００／島津製作所）によって、重量平均粒子径を求めた。
【００３７】
（ブランケット紙粉パイリング）
オフセット印刷機（小森ＳＹＳＴＥＭＣ−２０）により、オフセット輪転用インク（商品名：ＴＥＲＡＳＮ墨／大日本インク化学工業社）を使用して、５０００部の印刷を行った後、ブランケット非画線部への紙粉堆積の度合いを目視判定した。
◎ ：紙粉の発生が認められない。
○ ：紙粉の発生がやや認められるが、画線部に紙粉堆積によるにカスレは認められない。
× ：ブランケット上に紙粉が多く堆積しており、画線部に紙粉堆積によるにカスレが認められる。
【００３８】
（ネッパリ強度：ブランケット粘着性）
新聞印刷用紙サンプル２枚を適当な大きさに切り、水に１０秒間浸漬した後、２枚を素早く密着させ、キャレンダーに線圧５０ｋｇ／ｃｍの条件で通紙し、２０℃、６５％ＲＨの室内で２４時間乾燥した。その後、幅１５ｍｍの試験片を調整し、引っ張り試験機を用いて、２枚の紙の剥離強度を測定した。数値が大きい程粘着性が強く、印刷機上で断紙トラブルを起こし易い。
【００３９】
（印刷不透明度）
ＲＩ印刷機で、オフセット輪転印刷用インク（墨）を用いてインク量を変えて印刷し、印刷面反射率が９％のときの、印刷前の裏面反射率に対する印刷後裏面（印刷面の反対面）の比率を求めた。なお、反射率は分光白色度測色計（スガ試験機社）を使用して測定した。
【００４０】
（摩擦係数）
表面性測定機（トライボギア−１４Ｄ／新東科学社）を用い、ＡＳＴＭＤ１８９４試験法に準拠して動摩擦係数を測定した。数値が大きい程、摩擦係数が高く、紙流れトラブルを起こし難い。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【発明の効果】
表１より明らかなように、本発明に係る実施例で得られた微塗工紙は、ネッパリ強度が低く、ブランケット紙粉パイリングが発生せず、かつ印刷不透明性が高く、オフセット印刷適性に優れるものであった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a finely coated paper, and more particularly to a finely coated paper suitable for offset printing newsprint and the like, which has high opacity after printing and is excellent in runnability on a printing press and offset printing suitability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the printing of newsprint is rapidly changing from a letterpress printing system to an offset web printing system. Offset printing is a system in which dampening water and ink are supplied to a printing plate, then the ink is transferred to a rubber plate called a blanket, and then transferred to paper for printing. Further, since ink having a strong tack as compared with letterpress printing is used, the paper is required to have high surface strength and water resistance. By the way, if the surface strength is weak or the water resistance is low, the fiber that has been released from the paper due to paper peeling or the pigment contained in the paper is deposited on the blanket of the printing press or mixed into the ink, so that the printing surface This causes troubles.
[0003]
Further, there is a tendency to reduce the weight of newspapers in relation to the increase in pages of newspapers, and there is a demand for papers with high opacity after printing accompanying the weight reduction. In order to increase the opacity of such lightweight paper, pigments such as white carbon, titanium dioxide, calcined kaolin, structured kaolin, calcium carbonate, and urea formaldehyde resin are used as an internal filler in the production of the base paper.
However, by adding the inorganic or organic pigment as described above, the paper strength is lowered, and there is a paper breakage problem in the paper making process or the printing process, or a dampening water or an ink tack at the time of offset printing. It is easy to cause a paper dust trouble such as so-called blanket piling, in which the internally added pigment is separated from the inside of the paper layer and deposited on the blanket.
In order to cope with the paper breakage and paper dust troubles as described above, a paper layer is strengthened by applying a water-soluble polymer such as starch, polyvinyl alcohol, or polyacrylamide to the surface of the paper. Such surface coating of a water-soluble polymer can improve the surface strength and water resistance by bonding fibers on the paper surface and the internally added pigment. However, when the amount of application increases, a part of the surface coating agent dissolves with dampening water during offset printing, and the paper surface has adhesiveness called Nepari. As a result, the paper surface sticks to the blanket at the time of printing, and there is a drawback that paper breakage is induced.
[0004]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-174697 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-33294 propose a method of providing a coating layer containing a pigment having a high oil absorption in order to improve opacity and ink setting. When such a high oil-absorbing pigment, especially a synthetic amorphous silica pigment as used in the present invention, is used in a certain amount or more as a coating layer pigment, a water-soluble polymer as described above is used as an adhesive. However, sufficient adhesive strength cannot be provided. Further, a synthetic resin emulsion adhesive widely used as an adhesive for coated paper cannot provide sufficient adhesive strength when the amount of coating is small as intended by the present invention. Therefore, there is a problem that the paper surface strength and water resistance are lowered and the paper dust trouble is further deteriorated, and a method for achieving both opacity and offset printing suitability has not yet been established.
In addition, when the above-mentioned water-soluble polymer is applied on the base paper or a coating layer containing a pigment is provided, the friction coefficient of the coated paper tends to decrease. When such coated paper is used as newsprint, especially when printing, when a plurality of webs (paper webs) are run in a state of being overlapped and continuously enter the folding process from the printing process, printing patterns and printing As a result of the difference in the elongation of each paper web due to the different number of colors, when the paper friction coefficient is low, the traveling property of the paper web positioned inside becomes unstable, and so-called paper flow problems such as wrinkles occur.
[0005]
On the other hand, as a coating layer for ink jet recording paper, for example, JP-A-9-277695 discloses a method of containing synthetic amorphous silica and silanol-modified polyvinyl alcohol. However, the ink jet recording paper as proposed in the above publication prints water-based ink on a coated paper in a non-contact manner, and is used for offset printing as intended by the present invention. Since the so-called picking trouble that the adhesive strength of the layer is weak and the coating layer is taken on the ink frequently occurs, it cannot be used as it is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-mentioned difficulties of newsprint and to obtain a finely coated paper suitable for offset printing, and contains a specific pigment and a specific adhesive on the base paper. Provided is a fine coated paper for offset printing which is excellent in opacity and offset printability without causing paper dust trouble or paper flow by providing a caulked coating layer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a finely coated paper in which a coating layer mainly composed of a pigment and an adhesive is provided on a base paper, and synthetic amorphous silica as the pigment is 10 to 100% by weight based on the total pigment, In addition, a water-soluble polymer containing silicon element as an adhesive is contained in an amount of 10 to 300% by weight based on the solid content based on the total pigment, and the coating layer has a dry weight of 0.2 to 5 g / m ² per side. A finely coated paper characterized by being coated.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The water-soluble polymer containing silicon element in the present invention is a saponification after copolymerizing a vinyl compound containing silicon element and vinyl acetate as disclosed in, for example, JP-A-58-599203. The vinyl acetate unit is converted into vinyl alcohol, the silicon element-containing unit is converted into a silanol group, silicon element-containing polyvinyl alcohol obtained by conversion, and starch containing an organic siloxane group as shown in Japanese Patent No. 2558089, Alternatively, a (meth) acrylamide polymer containing an organosiloxane group as exemplified in JP-A-9-169817 is exemplified.
[0009]
The silicon element-containing polyvinyl alcohol preferably has an average polymerization degree of 500 to 4000. Incidentally, if it is less than 500, the adhesive strength of the coating layer is weak, and there is a possibility that the paper dust trouble cannot be improved. On the other hand, if it exceeds 4000, the viscosity of the coating solution becomes too high and the coating solution becomes too thick. There is a risk that the dose may not be controlled. A saponification degree of 90 mol% or more is preferable in that the so-called nepariness is low, and it is difficult to cause a paper-cutting trouble or a paper dust trouble.
[0010]
By using 10 to 300% by weight of a water-soluble polymer containing elemental silicon as an adhesive for a coating layer containing synthetic amorphous silica, based on the total pigment in the coating layer, It has been found that water resistance can be obtained, paper breakage troubles due to the above-mentioned paper dust troubles and nipparity hardly occur, and high opacity can be obtained, and the present invention has been completed.
Incidentally, when the amount of the water-soluble polymer containing silicon element is less than 10% by weight, sufficient adhesive strength and water resistance cannot be obtained, and when it exceeds 300% by weight, the opacity is decreased. Absent.
[0011]
Furthermore, when the amount of the water-soluble polymer containing silicon element is 100 to 300% by weight based on the solid content with respect to the synthetic amorphous silica pigment, the adhesion strength and water resistance of the coating layer can be further improved. Since it can be obtained, it is a more preferable embodiment.
Although the reason why the use of the water-soluble polymer containing silicon element as described above reduces the maintenance of surface strength and the nipperiness, and makes it difficult for paper breakage troubles to occur, it is not clear. Is estimated as follows.
[0012]
That is, when a water-soluble polymer containing silicon element is used as an adhesive for a synthetic amorphous silica pigment, the adhesive and the pigment are firmly bonded in the form of Si-O-Si, and adhesion of a good coating layer is achieved. Strength is obtained, and also the adhesive itself has improved water resistance due to the reaction and adhesion of the silicon element, and is less likely to be dissolved by dampening water during offset printing. As a result, it is considered that paper breakage troubles due to paper dust troubles and nappariness are reduced.
[0013]
In the present invention, in addition to the water-soluble polymer containing silicon element, an adhesive generally used in the coated paper manufacturing field can be used in combination as long as the effects of the present invention are not inhibited. For example, ordinary modified starches not containing silicon element such as oxidized starch, esterified starch, etherified starch, and cationized starch, water-soluble cellulose compounds such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, styrene-butadiene copolymer latex Examples thereof include copolymer latexes such as styrene-methacrylic acid ester copolymer latex, and ordinary polyvinyl alcohols and polyacrylamides not containing silicon element.
[0014]
Next, the synthetic amorphous silica pigment which is an essential component of the present invention will be described. The synthetic amorphous silica pigment here includes anhydrous silicic acid obtained by a dry production method and hydrous silicic acid obtained by a wet production method, but in the present invention, by the gelation of silicic acid, SiO ₂ Hydrous silicic acid, which is a porous and irregular fine particle having a three-dimensional structure, is preferably used because it has a large effect of improving opacity. In addition, as the synthetic amorphous silica pigment, so-called white carbon mainly composed of silicic acid as described above or, in some cases, calcium silicate can be used.
It is desirable that such a synthetic amorphous silica pigment is contained in an amount of 10 to 100% by weight, preferably 30 to 100% by weight relative to the total pigment in the coating layer. Incidentally, if it is less than 10% by weight, there is a strong possibility that the opacity and the friction coefficient are lowered, which is not preferable.
[0015]
In the present invention, the reason why the degree of opacity and friction (coefficient) is improved by using the synthetic amorphous silica pigment as the pigment of the coating layer is estimated as follows.
That is, the synthetic amorphous silica pigment as described above has a large specific surface area, is bulky and has a high oil absorption, and a bulky coating layer can be obtained. As a result, the chance of scattering light passing through the coating layer increases, and the opacity of the coated paper is improved. Furthermore, the solvent component and resin component of the printed ink are efficiently absorbed into the voids of the pigment and coating layer, and the ink can be prevented from penetrating into the paper layer (deeply). Will be improved. As for the coefficient of friction, since the specific surface area of the synthetic amorphous silica pigment is large, when the coated paper is finished, the friction between the coated papers and the contact between the coated paper and other substances (coefficient) ) It is thought that resistance can be increased.
[0016]
In the present invention, as a pigment for the coating layer, other than the above synthetic amorphous silica pigment, it does not impair the effects of the present invention. For example, kaolin, calcined kaolin, structured kaolin, calcium carbonate, calcium sulfate, magnesium carbonate, water Known and public pigments can be used in combination as appropriate in the field of coated paper production such as aluminum oxide, titanium dioxide, barium sulfate, zinc oxide, satin white, mica, plastic pigment, urea resin and the like.
[0017]
In addition, the coating liquid for a coating layer (hereinafter referred to as paint) in which a specific pigment and a specific adhesive as described above are arranged includes a dye, a surface sizing agent, an antifoaming agent, a water resistance agent, Various auxiliary agents such as preservatives are added, mixed and stirred as necessary. The solid content concentration of the paint can be appropriately adjusted according to the coating apparatus and the target coating amount, but is usually adjusted in the range of 3 to 40% by weight.
The coating amount is adjusted in the range of 0.2 to 5 g / m ² per side by dry weight. Incidentally, if it is less than 0.2 g / m ^2, it is difficult to obtain sufficient opacity. On the other hand, if it exceeds 5 g / m ² , if the weight of the final product is constant, the weight of the base paper decreases accordingly. As a result, the paper strength is reduced, and paper breakage is likely to occur in the printing process or the like, which is not preferable.
[0018]
The pulp that is the main component of the base paper used in the present invention includes chemical pulp (bleached or unbleached NKP, LKP, etc.), high yield pulp (GP, CGP, RGP, PGW, TMP, etc.), deinked waste paper pulp (DIP) Etc.) etc. are used alone or mixed in any ratio. In addition, a paper-made filler such as the synthetic amorphous silica pigment, titanium dioxide, calcined kaolin, structured kaolin, calcium carbonate, urea formaldehyde resin, etc. referred to in the present invention should be appropriately added to the paper before papermaking. Can do.
Further, in the paper stock, generally known and publicly used papermaking such as sulfate band, paper strength enhancer, yield improver, reinforced rosin sizing agent, emulsion sizing agent, etc. Chemicals are added and paper is made with a normal paper machine. In the case of the present invention, the basis weight of the base paper is not particularly limited, but the desired effect is remarkably exhibited in the case of a relatively low basis weight of 30 to 70 g / m ² .
[0019]
The method for forming the coating layer on the base paper is not particularly limited, and size press, blade metering size press, rod metering size press, gate roll coater, blade coater, bar coater, rod blade coater, air knife coater, etc. In general, publicly known and publicly available coating apparatuses can be used as appropriate. For drying the coating layer, a known publicly-known drying method such as normal hot air, infrared rays, or a heat cylinder is appropriately used. After the coating layer is dried, it can be pressure-treated with a machine calender, soft nip calender, super calender or the like, if necessary.
[0020]
【Example】
The present invention will be specifically described below with reference to examples. Of course, the present invention is not limited to these examples. Moreover, unless otherwise indicated, the part and% in an example show a weight part and weight%, respectively.
[0021]
Example 1
(Preparation of hydrous amorphous silica)
Commercially available sodium silicate aqueous solution (SiO ₂ / Na ₂ O molar ratio: 3.05, SiO ₂ concentration 187 g / liter) 53.5 liters, sodium nitrate (Na ₂ SO ₄ ) aqueous solution (concentration = 3.9%) 170 liters Was supplied to a heated reaction tank equipped with a stirrer with an internal volume of 300 liters.
Next, steam was blown to 45 ° C., and then 8.7 liters of 20% sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) was added over about 10 minutes with stirring. The ratio of sulfuric acid added in the first stage relative to the total amount of sulfuric acid added at this time was 38%. After completion of the first stage sulfuric acid addition, steam was blown in while continuing stirring, and the temperature was raised to 95 ° C. in 20 minutes. Further, after maintaining the solution at 95 ° C. for 10 minutes, about 14 liters of the remaining sulfuric acid was added over 90 minutes while stirring, and the addition was terminated at pH 5 to obtain a hydrous amorphous silica slurry. The water-containing amorphous silica slurry thus obtained was dehydrated to a concentration of about 10% with a centrifugal dehydrator, crushed with a sand grinder (manufactured by Igarashi Kikai), and then coarse particles were removed with a 200 mesh screen. It was used as a pigment for internal additives and paints described later. The average particle size of the hydrated amorphous silica was 15 μm.
[0022]
[Preparation of base paper]
Pulp slurry consisting of 14 parts of softwood kraft pulp (NKP), 40 parts of thermomechanical pulp (TMP), 7 parts of ground pulp (GP), 39 parts of newspaper deinked waste paper pulp (DIP), up to 110 ml of freeness (CSF) A pulp slurry was prepared by beating with a refiner. Next, 1% of the water-containing amorphous silicic acid, 0.3% of rosin emulsion size (trade name: SPN-773 / Arakawa Chemical Co., Ltd.) and 1% of sulfuric acid band were added to the obtained pulp slurry (both The paper was made with a pilot paper machine equipped with twin wires and a base paper of 41 g / m ² was obtained.
[0023]
[Preparation of paint and coated paper]
Polyvinyl alcohol (trade name: R-1130) containing silicon element dissolved in hot water at 90 ° C. as an adhesive with respect to 100 parts (solid content) of the above-mentioned water-containing amorphous silica as a pigment. , Saponification degree 98-99 mol%, polymerization degree 3000 / Kuraray Co., Ltd.) is added to the polyvinyl alcohol and 0.1 part of antifoaming agent (active ingredient) so as to be 200 parts (solid content). In addition, a paint having a solid concentration of 8% was obtained.
Next, using a gate roll coater on both sides of the 41 g / m ² base paper, after coating and drying to a dry weight of 1.0 g / m ² per side, 1-nip paper is passed with a soft calender. Finishing was performed to obtain a finely coated paper having a moisture content of 7%.
[0024]
Example 2
In the coating material preparation of Example 1, as the polyvinyl alcohol containing silicon element, R-2105 (saponification degree 98-99 mol%, polymerization degree 500 / Kuraray Co., Ltd.) was used instead of R-1130. In the same manner as in Example 1, a finely coated paper was obtained.
[0025]
Example 3
In the preparation of the paint of Example 1, 100 parts by weight of hydrous amorphous silica, 100 parts of polyvinyl alcohol (R-1130 / above) containing silicon element as an adhesive and polyvinyl alcohol not containing silicon element (trade name) : PVA-117, saponification degree 98-99 mol%, polymerization degree 1700 / Kuraray Co.) 100 parts (each in terms of solid content) was added in the same manner as in Example 1 to obtain a finely coated paper. It was.
[0026]
Example 4
In the preparation of the water-containing amorphous silica of Example 1, the sand grinder treatment was strengthened, and the water-containing amorphous silica whose average particle diameter was adjusted to 5 μm was used. Obtained paper.
[0027]
Example 5
In the preparation of the paint of Example 3, instead of 100 parts of water-containing amorphous silica used as a pigment, 40 parts of water-containing amorphous silica and 60 parts of titanium dioxide (trade name: FA-55W / Furukawa Machine Metal Co., Ltd.) (each , Solid content) was used in the same manner as in Example 3 except that a mixture was used.
[0028]
Example 6
In preparation of the coating material of Example 5, polyvinyl alcohol containing silicon element as an adhesive (R-1130 / above) with respect to 100 parts of mixed pigment of hydrous amorphous silica (40 parts) and titanium dioxide (60 parts) A finely coated paper was obtained in the same manner as in Example 5 except that 35 parts and 165 parts of polyvinyl alcohol (PVA-117 / above) containing no silicon element (each in terms of solid content) were used.
[0029]
Example 7
In the production of the fine coated paper of Example 1, a fine coated paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount was 3 g / m ² per side by dry weight.
[0030]
Example 8
In the preparation of the paint of Example 1, instead of polyvinyl alcohol containing silicon element, starch containing silicon element (trade name: CO-BOND2500 / National Starch) was used, and the solid content concentration of the paint was 4%. Further, a finely coated paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pH of the paint was adjusted to 8.
[0031]
Comparative Example 1
In the preparation of the coating material of Example 1, in the same manner as in Example 1 except that oxidized starch (trade name: Ace A / Oji Cornstarch Co., Ltd.) was used instead of polyvinyl alcohol containing silicon element used for the adhesive. A finely coated paper was obtained.
[0032]
Comparative Example 2
In the coating material preparation of Example 1, it was the same as Example 1 except that polyvinyl alcohol containing no silicon element (PVA-117 / above) was used instead of the polyvinyl alcohol containing silicon element used for the adhesive. Thus, a finely coated paper was obtained.
[0033]
Comparative Example 3
In the coating material preparation of Example 1, it was carried out except that a polyacrylamide polymer (trade name: Santax NP-10 / Mitsui Chemicals) was used instead of the polyvinyl alcohol containing silicon element used for the adhesive. In the same manner as in Example 1, a finely coated paper was obtained.
[0034]
Comparative Example 4
A finely coated paper was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the coating material of Example 1, a pigment was not used and a coating material consisting only of polyvinyl alcohol containing silicon element was prepared and used.
[0035]
The fine coated papers obtained in Examples and Comparative Examples thus obtained were evaluated for the following items, and the results obtained are shown in Table 1.
[0036]
(Average pigment particle size)
A pigment was added to a 0.2% aqueous solution of sodium hexametaphosphate and dispersed with ultrasonic waves for 30 seconds, and then the weight average particle size was determined by a laser diffraction method (SALD-2000 / Shimadzu Corporation).
[0037]
(Blanket paper powder piling)
Using an offset printing press (Komori SYSTEM C-20), using an offset rotary ink (trade name: TERAS N ink / Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), printing 5000 copies, then blanket non-image area The degree of paper dust accumulation on the surface was visually determined.
A: Paper dust is not generated.
○: Some generation of paper dust is observed, but no blur is observed in the image area due to paper dust accumulation.
X: A lot of paper dust is accumulated on the blanket, and scumming is observed in the image area due to paper dust accumulation.
[0038]
(Nepari strength: Blanket adhesiveness)
Cut two newspaper printing paper samples into appropriate sizes and immerse them in water for 10 seconds, and then quickly bring them into close contact, and pass the paper through a calender at a linear pressure of 50 kg / cm, at 20 ° C. and 65% RH. For 24 hours. Thereafter, a test piece having a width of 15 mm was prepared, and the peel strength of the two sheets of paper was measured using a tensile tester. The larger the value, the stronger the adhesiveness, and the more likely to cause a paper break problem on the printing press.
[0039]
(Print opacity)
When printing on an RI printing machine using offset rotary printing ink (black) and changing the amount of ink, and the printed surface reflectance is 9%, the back surface after printing against the back surface reflectance before printing (opposite of the printed surface) Ratio). The reflectance was measured using a spectral whiteness colorimeter (Suga Test Instruments Co., Ltd.).
[0040]
(Coefficient of friction)
Using a surface property measuring machine (Tribogear-14D / Shinto Kagakusha), the dynamic friction coefficient was measured according to the ASTM D1894 test method. The larger the value, the higher the coefficient of friction and the less likely to cause paper flow problems.
[0041]
[Table 1]

[0042]
【The invention's effect】
As is clear from Table 1, the finely coated paper obtained in the examples according to the present invention has a low Nepari strength, no blanket paper powder piling, high printing opacity, and excellent offset printing suitability. It was a thing.

Claims

In a fine coated paper in which a coating layer mainly composed of a pigment and an adhesive is provided on a base paper, synthetic amorphous silica is used as the pigment in an amount of 10 to 100% by weight based on the total pigment, and the adhesive. A water-soluble polymer containing silicon element is contained in the synthetic amorphous silica in an amount of 100 to 300% by weight relative to the solid content, and the coating layer is applied in a dry weight of 0.2 to 5 g / m ² per side. Newsprint paper for offset printing, characterized by being processed.

The newspaper for offset printing according to claim 1 or 2, wherein the main component of the water-soluble polymer containing silicon element is at least one of polyvinyl alcohol, starch, and a (meth) acrylamide polymer.