JP4154752B2

JP4154752B2 - ダル調塗工紙

Info

Publication number: JP4154752B2
Application number: JP11378098A
Authority: JP
Inventors: 啓江本; 岩宏内本; 康晴村上
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: JPH11302998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、嵩高でかつ白紙光沢度が低く、印刷後の印刷光沢度の高いダル調微塗工紙の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の印刷用紙の中では、艶消し塗被紙のニーズが高まっており、従来高級美術印刷・カタログ・パンフレット・カレンダーなどから商業出版用本文用紙に至るまで幅広く使用されてきている。
【０００３】
艶消し塗被紙には、白紙および印刷光沢度がいずれも低いマット調と呼ばれるものと、白紙光沢度は低いが印刷光沢度を一般紙なみのレベルにしたダル調と呼ばれるものに大別される。艶消し塗被紙は、通常の印刷用紙のような光沢度の高いものに比べて印刷物に上品でしっとりとした高級感を持たせることができるため、ユーザー側のコストダウン意識も相まってグレードの低い印刷用紙にまで艶消し塗被紙の品揃えの要求が強まりつつある。
【０００４】
特にダル調艶消し塗被紙については、印刷後の光沢度が通常の印刷用紙なみのため、文字部と画線部を明確に際だたせることによるコントラストに富んだ印刷物に仕上げることができ、商業印刷などで多用されている。
【０００５】
一般に、特開平５−１１７９９５号公報に見られるように、艶消し塗被紙の製造方法は粒の粗い顔料である炭酸カルシウムを多量に配合し、高温ソフトカレンダー処理により製品化されるが、白紙光沢度とともに平滑度の低さから印刷光沢度もあまり上がらないマット調の仕上がりとなる。
【０００６】
一方、デラミネーテッドカオリンを主成分とする塗被層を設けた塗被紙が特開平５−５２９７号公報に提案されているが、併用するその他の顔料が特別に吟味されておらず、白紙光沢度は低いが、印刷光沢度もそれに応じて低くなってしまうと言う問題点がある。
【０００７】
特にコート紙に比べて塗工量の少ない微塗工紙グレードにおいて、ダル調艶消し塗被紙を製造するには、炭酸カルシウム含有量を極力抑えて低ニップによるカレンダー処理を必要とするが、仕上がり後の塗工面にムラが生じ、印刷後の風合いを損ねてしまう。また、ムラを解消するとともに印刷光沢度をあげようとして、白紙光沢度を高くしないようなカレンダー処理をすると操業が不安定となり、また嵩も小さくなることから紙の剛度が損なわれる等の問題も生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、白紙光沢度が低く、印刷光沢度は高いダル調艶消し塗被紙であって、低塗布量の塗被層であっても十分な特性を示すダル調塗工紙を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、炭酸カルシウムに粒の粗い重質炭酸カルシウムと柱状の軽質炭酸カルシウムを併用することで、白紙光沢度の抑制と印刷光沢度の向上を両立させる方法を見出して本発明を完成させたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
先に述べたように、艶消し塗被紙の製造において白紙光沢度を低下させるには重質炭酸カルシウムの多配合が効果的だが、一方で顔料配向性が不均一になるため印刷光沢度も低下する。本発明のように、３種の顔料を混合使用することにより、デラミカオリンの高い白紙光沢度と高い印刷光沢度を基本として、重質炭酸カルシウムで白紙光沢度を低下させ、併せて低下してしまう印刷光沢度について、軽質炭酸カルシウムで印刷光沢度の低下をカバーさせる効果を見出したものである。
【００１１】
軽質炭酸カルシウムは、紙の艶消し効果を保有しつつ顔料配向性も持たせることができる顔料として有効である。本発明に用いる軽質炭酸カルシウムの種類としては、柱状あるいは立方体状の形状をしたものが必要である。立方体状の場合は平均粒径が０．１〜０．５μｍのものが良い。平均粒径は光透過法で測定した数値を採用する。粒径は小さ過ぎると白紙光沢度が高くなり、大きすぎると印刷光沢度が低下する。
【００１２】
いずれも配合率として、全顔料固形分のうち５〜３０重量％の範囲で使用される。配合率が５重量％未満の場合白紙光沢度が高くなり、３０重量％を越えると塗料の保水度が低下したり、印刷光沢度が低下する。形状的に配向性をとりやすい、柱状あるいは立方体状の軽質炭酸カルシウムの併用により、白紙光沢度を抑制しつつ良好な印刷光沢度を有しうる紙質を形成させることが可能となった。すなわち、白紙光沢度が１５〜３５％、印刷光沢度が４５％以上となるダル調塗工紙が得られる。
【００１３】
ここで、微塗工紙の塗工装置として一般的な、ゲートロール塗工装置で塗工する場合に重質炭酸カルシウムを多配合すると塗料の保水性を維持できなくなり、パイリングトラブル等の発生により操業に支障を来す恐れがある。保水性の維持のために、塗料濃度を低下させると塗工量や巾方向の水分プロファイルの不安定を招く恐れがある。また、保水剤の添加はコストアップ要因となる。
【００１４】
特に粒径が細かく薄層六角板状であるデラミネーテッドカオリン（以下、デラミカオリンと略）を併用することで、保水性の維持を可能にするとともに容易に高平滑・高光沢を得られるために、白紙光沢度を低くしたい艶消し塗被紙の製造においては、逆にカレンダー処理を軽減することができ、剛度低下を大幅に抑制することが可能となった。この時に使用されるデラミカオリンは、平滑化処理後の顔料配向性を出しやすくした方が印刷光沢度を向上させやすいため、平均粒径が小さく、粒度分布がシャープすなわち粒径が揃っており、アスペクト比(直径／厚み比)が比較的高いことが要求される。
【００１５】
本発明に用いるデラミカオリンの種類としては、平均粒径０．５〜１．５μm、アスペクト比が２０以上、粒度分布として２μmアンダーが８０重量％以上のものを全顔料固形分のうち４０〜９０重量％の範囲内で使用される。配合率が少ない場合、塗料保水度が低下し、得られた塗被層の印刷光沢度も低下する。多すぎる場合には、白紙光沢度が高くなりすぎる。アスペクト比が小さくなったり、粒径が大きくなっても印刷光沢度が低下する。上記の条件を満たせば、白紙光沢度と印刷光沢度のバランスが取り易くなる。
【００１６】
重質炭酸カルシウムは、一般的に使用される平均粒径１〜２μm、ＢＥＴ比表面積値７５００〜２５０００ｃｍ²／ｇの範囲内のものを、全顔料固形分のうち５〜３０重量％用いるものとする。粒径が上記の範囲にないと白紙光沢度と印刷光沢度のバランスが取り難くなる。配合率が少ないと白紙光沢度が高くなり、多すぎると印刷光沢の低下以外に、不透明度も低下してしまう。
【００１７】
本発明に用いられる接着剤としては、スチレン・ブタジエン系など各種共重合体やＰＶＡ等の合成系接着剤、酸化デンプン等の天然系接着剤など、一般に知られた接着剤を用いる。これら接着剤は単体あるいは混合して用いられる。通常顔料１００重量部に対し、各種共重合体（ラテックス）を５〜１５重量部、デンプン類を３〜１５重量部、各固型分で添加する。ｐＨ調整剤も苛性ソーダ、アンモニアなど一般的なものを使用する。また、必要に応じて分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料など、通常の塗被紙用顔料に配合される各種助剤が適宜使用される。
【００１８】
本発明の顔料配合で調製された塗料は、一般的に塗被紙製造に用いられる塗工装置により、原紙の片面あるいは両面に塗布される。特にこの塗料については保水度が高く、ゲートロールコーターで微塗工紙を製造する上で効果的であり、スプラッシュ(塗料液の飛沫発散)やパイリング(アプリケーションロール表面上の塗料液の異常乾燥)などの操業トラブルを回避できる。
【００１９】
原紙としては一般の印刷用塗被紙に用いられる坪量２５〜１００ｇ／ｍ²のペーパーベースの原紙が用いられる。微塗工紙のような米坪の小さいグレードの場合、印刷時のインクの裏抜けは画線部の品位を低下させる。また厚みが小さくなることで剛度の低下を引き起こし、いわゆる紙の「こし」を弱める結果となる。そこでパルプ配合として機械パルプを配合することで、不透明度および剛度を維持させ得る。機械パルプの配合率は全パルプの５〜５０重量％とするのが良い。もちろんのこと、脱墨古紙等の古紙パルプも使用可能である。原紙への塗工量は、乾燥重量で片面あたり３〜１５ｇ／ｍ²程度塗工されるが、微塗工紙グレードで十分品質を確保することができるため、生産コストも考慮して、片面あたり６〜９ｇ／ｍ²程度が望ましい。
【００２０】
塗工された艶消し微塗工紙は低い白紙光沢度を得ると同時に、先に述べたように不透明度および剛度の低下を抑制するため、仕上がり工程でのカレンダー処理は極力軽減する方向で進めていかなければならない。基本的には８０〜１００℃のスーパーカレンダー処理で、ロール加圧線圧、ニップ数、処理速度は処理後に得られる紙質、特に白紙光沢度(ＪＩＳＰ−８１４２；紙の７５°鏡面光沢度試験方法)で示す値が３０％未満であることがダル調微塗工紙に要求される品質として望ましい。
【００２１】
以上、本発明者らは柱状、あるいは平均粒径０．１〜０．５μｍの立方形状の軽質炭酸カルシウムを５〜３０重量％、平均粒径１〜２μｍでＢＥＴ比表面積が７５００〜２５０００ｃｍ²／ｇの範囲内に属する一般的な重質炭酸カルシウムを５〜３０重量％、平均粒径０．５〜１．５μｍで、粒度分布として２μｍアンダーが８０％以上、アスペクト比が２０以上のデラミカオリンを４０〜９０重量％含有する組成物を顔料成分として原紙に塗被し、処理後の白紙光沢度がＪＩＳＰ−８１４２で３５％以下になるように、８０〜１００℃のスーパーカレンダーで処理することで白紙光沢度が低く、かつ印刷光沢度が高くすることができ、かつ微塗工紙グレードで重要な不透明度および剛度の低下を招くことなく、密度１．１５ｇ／ｃｍ³ 以下で、印刷光沢および印刷平滑性に富む優れたダル調塗被紙を得るに至った。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。本発明はこれに限定されるものではない。配合等の数値は、固型分、有効成分の重量基準の数値を表わす。
【００２３】
「基本操作」原紙に塗工する塗被組成物の顔料成分１００重量部に対して、柱状軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業；商品名タマパール１２３）あるいは立方体状軽質炭酸カルシウム（白石工業；商品名ブリリアント１５）を５〜３０重量％、平均粒径１〜２μｍの重質炭酸カルシウム（金平鉱業；商品名エース２５）を５〜３０重量％、平均粒径０．８μｍでアスペクト比が２２〜２５のデラミカオリン（Rio Capim Caolin S.A.／住友商事；商品名 Capim NP）を３０〜９０重量％、接着剤としてタピオカデンプン（本州産業；PIRAAB P-4K）を１０重量部、合成接着剤（住化Ａ＆Ｌ；商品名Ｐ−５３０３）として１２重量部、分散剤（東亞合成；商品名アロンＴ−４０）として０．３重量部、保水剤（サンノプコ；モディコールＶＤＳ）として０．１５重量部とを含有する塗被組成物（固形分濃度６５％）をメイヤーバー（０番：プレーン）により塗工する。
【００２４】
未塗布原紙のパルプ配合は、機械パルプ３０％と化学パルプ７０％の配合で製造されたものを使用する。塗工後乾燥し、調湿した後、カレンダー処理としてチルドロールと樹脂ロール（硬度：ショアーＤ８７）の組み合わせからなるミニスーパーキャレンダー（由利ロール機械製）を用いて下記の実験を行なった。
【００２５】
実施例１坪量５８ｇ／ｍ²の未塗布原紙に、柱状軽質炭酸カルシウムを１５重量％、重質炭酸カルシウムを１５重量％、デラミカオリンを７０重量％を配合した前述の塗被組成物を片面８ｇ／ｍ²両面塗工した塗被紙をスーパーキャレンダー処理した。この時のキャレンダー処理条件は、線圧４５〜８０ｋｇ／ｃｍ、温度３０℃で処理後の各サンプルシートの平滑度が５００〜７００秒になるように処理した。
【００２６】
参考例１
使用する軽質炭酸カルシウムが立方体状であるものを１５重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００２７】
参考例２
使用する軽質炭酸カルシウムが立方体状であるものを３０重量％、重質炭酸カルシウムを３０重量％、デラミカオリンを４０重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００２８】
参考例３
使用する軽質炭酸カルシウムが立方体状であるものを５重量％、重質炭酸カルシウムを５重量％、デラミカオリンを９０重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００２９】
比較例１
重質炭酸カルシウムを３０重量％、デラミカオリンを７０重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００３０】
比較例２
立方体状軽質炭酸カルシウムを３０重量％、デラミカオリンを７０重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００３１】
比較例３
使用するカオリンに、平均粒径１μｍでアスペクト比１２〜１４の一般的なデラミカオリン（Dry Branch／本州産業；ＤＢプレート）を７０重量％使用するほかは、上記実施例１と同じ条件で処理した。
【００３２】
≪品質評価方法≫
実施例、比較例中の平滑度、白紙光沢度、印刷光沢度、剛度、コントラストは、以下のようにして求めた値である。
【００３３】
平滑度；Japan TAPPI Ｎｏ．５-Ｂに記載されている王研式平滑度試験器にて測定した。白紙光沢度；ＪＩＳＰ−８１４２に従って、村上色彩技術研究所製の光沢度計を用いて75度光沢度を測定した。印刷光沢度；ＲＩ−ＩＩＩ型印刷試験機を用いて、東洋インク製オフセット印刷用インキ（商品名：ＷＤレオエコー紅Ｍ型）を０．４ｍｌ使用してウレタンロールにて５０ｒｐｍの速度で印刷する。印刷直後、熊谷理機工業製ブリスター試験機にて２４０℃の設定で５秒間乾燥させる。乾燥後、村上色彩技術研究所製の光沢度計を用いて75度光沢度を測定した。
【００３４】
剛度；ＪＩＳＰ−８１４３に従って、熊谷理機工業製クラーク剛度計により測定した。コントラスト；４色オフセット輪転印刷機（KOMORI SYSTEM C-20）により、１色目墨、２色目藍、３色目紅、４色目黄（インク；いずれもDIC Web World Teras N-type）を使用してテスト刷版による印刷を行い、白紙と印刷面のコントラスト性（画線部の見映え）を目視評価した。目視の評価基準は以下の４段階とした。
◎：コントラスト性に非常に富むもの（画線部輪郭がくっきりしている）
○：コントラスト性に富むもの（◎評価に達しないまでも、良好なもの）
△：コントラスト性が普通のもの
×：コントラスト性が不十分なもの（非画線部に対して画線部がくっきりしていない）
各実施例および比較例の結果を表１にまとめて示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
表１から明らかなように、実施例１は、低い白紙光沢度と印刷後の高い印刷光沢度を有している。印刷後の画線部コントラストも良好で、同一平滑度目標におけるキャレンダー処理においても少ない線圧で処理が可能なため、厚みを損なうことがなく、結果として剛度（紙のこわさ）を高く維持することができる。参考例３でも同様な効果を発揮するが、デラミカオリンの効果が強くでるために剛度を高く維持することができる反面、白紙光沢度も高くなる。
【００３７】
対して、比較例１は軽質炭酸カルシウムが配合されていないため、白紙光沢は艶消し効果を発揮する反面、印刷光沢が上がらない。また平滑度を維持するためにキャレンダー処理を行なう際に線圧をあげる必要性があり、結果として紙の厚みを損なうために剛度も低下する。比較例２は重質炭酸カルシウムを配合しないため白紙光沢が上がるが、インクの食いつきが低下するため印刷後の光沢度があまり上がらない。比較例３では、アスペクト比の小さいデラミカオリンの顔料配向性が小さいため、印刷後の光沢度が上がらず画線部のコントラスト性は小さくなる。
【００３８】
以上、本発明者らはこの方法により白紙光沢度はマット調を維持しつつ、印刷光沢度が高くコントラスト性の優れた微塗工紙の製造を可能にした。さらに、この塗被組成物はキャレンダー処理の低減化を実現でき、結果的に剛度の低下を防ぐことも可能である。

Claims

顔料として、柱状の結晶形態を持った軽質炭酸カルシウムを５〜３０重量％、重質炭酸カルシウムを５〜３０重量％、平均粒径０．５〜１．５μｍ、粒度分布として２μｍアンダーが８０重量％以上、アスペクト比が２０以上であるデラミネーテッドカオリンを４０〜９０重量％、それぞれ含有した顔料塗被層を乾燥重量で３〜９ｇ／片面ｍ ² の条件で、機械パルプを全パルプに対し５〜５０重量％配合した原紙に設け、該層の白紙光沢度が１５〜３５％、印刷光沢度が４５％以上とし、かつ仕上げ工程においてスーパーキャレンダーを低ニップ処理することで密度１．１５ｇ／ｃｍ ³ 以下の嵩高な紙に仕上げることを特徴とするダル調塗工紙。