JP4433917B2

JP4433917B2 - 嵩高塗工紙

Info

Publication number: JP4433917B2
Application number: JP2004206629A
Authority: JP
Inventors: 貴鈴木; 正太尼崎; 徹安藤
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: JP2006028663A

Description

本発明は顔料塗工層を設けた印刷用塗工紙に関し、更に詳しくは、低密度であるにも関わらず、白紙光沢、印刷光沢、平滑度、白色度が高く、印刷適性に優れた嵩高塗工紙に関するものである。

近年、印刷物に対し、写真や図案を多用し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力に伝達しようとする（以下視覚化という）強い要望がある。一方、省資源、輸送コスト削減、資材コスト削減などの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望がある。この二つの要望は相反するものであって、視覚化に適する高級グレードの印刷用塗工紙は原紙坪量、塗工量とも多く、高価であって、軽量、低価格の要望にそぐわない。また、軽量化により用紙の紙厚が減るとボリューム感、高級感がなくなることから、紙厚を変えることなく軽量化を図ることが求められており、高印刷品質を保ったまま嵩高化することが検討されてきた。

このようななかで、グロスコート紙の分野では、嵩高で高光沢な高印刷品質を達成するのは難しく、非塗工紙や艶消し塗工紙の開発と比べ、グロスコートの開発は遅れを取っていた。グロスコート紙に関しては、光沢度を高くする手段として、塗料処方の組成分の選択や塗工方式の選択、カレンダー処理などの仕上げ工程の採用等が行われているが、高印刷品質を保つために塗工量が多くなることや、カレンダー処理を施すことなどの影響から、高グロスではあっても密度の高いものが多かった。

特に、嵩高な原紙に塗料を塗布すると、原紙への塗料の浸透量が多く、被覆性が落ちるため、均一な塗工表面層を達成するには塗工量を多くする必要があることから、嵩高原紙の低密度特性を維持しながら、高光沢表面を有する塗工層を形成することは難しかった。
この解決策としては、原紙のサイズ性を上げて塗料の浸透を防ぐという手段も考えられるが、原紙の空隙が大きいことから塗料の浸透抑制に十分な効果を発揮させることは出来ない。

また、原紙の被覆性と高印刷品質の両方を達成するために、2段塗工で下塗り層と上塗り層を形成するという手段で対応することが考えられる。この場合、表面光沢度のでやすい2段塗工層とするために、下塗り層の表面を平滑性の高い仕上がりとすることが有効であるが、原紙の空隙が大きい嵩高原紙では、下塗り層塗料が原紙に浸透してしまうことから、均一かつ平滑性の高い下塗り層表面を得るためには下塗り層の塗工量を増やす必要があり、原紙の嵩高性が損なわれることとなる。仮に下塗り層の塗工量を抑えると、上塗り層の塗工量を増やしても、原紙の凹凸の影響をうけて印刷面の平滑性が悪くなることから、2段塗工の効果が十分に発揮させることができず、いずれにしても密度が高くなってしまうという問題があった。

例えば、特許文献１には、塗料中の顔料を規定し、塗工紙密度の低いオフセット印刷用紙が開示されているが、光沢度は３０％未満と低く、グロスコートの範疇に入るものではない。また、特許文献２には、嵩高化した原紙にプラスチックピグメントを配合した塗料を塗布して形成されている白紙光沢が６０％以上であり、密度が１．０５ｇ／ｃｍ^３以下の印刷用塗工紙が開示されているが、これは嵩高化した原紙に直接塗料を塗布しているため、特に印刷後の平滑性（印字のベタ部でのザラツキ感）が悪いことが予想され、高印刷品質を達成することは困難であると考えられるものであり、実施例をみても光沢度７０％を達成されているものは記載されていない。また、特許文献３や特許文献４には、下塗り層を設けて印刷適正の向上、印刷品質の向上を図っているものが開示されているが、いずれも１．０５ｇ／ｃｍ³という低密度で７０％以上という高光沢度を達成するまでには至っていない。
特開２００２−１９４６９８号公報特開２００３−１７１８９３号公報特開平３−９７９９７号公報特開平７−２３８４９５号公報

本発明は、低密度でありながら光沢度、印刷光沢度が高く、平滑性が良好で印刷適性に優れた嵩高塗工紙を提供するものである。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の顔料を配合した顔料塗工層を２層設けることで、低密度で、光沢度が高く、印刷適性に優れた嵩高塗工紙を完成させた。
本発明は以下の発明を包含する。
（1）原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を二層有する印刷用塗工紙において、原紙の密度が０．６５〜０．７５ｇ／ｃｍ ^３であり、上塗り塗工層に平均粒径０．３〜１．０μｍの有機顔料を顔料１００質量部あたり、５〜１５質量部および平均粒径０．５μｍ以下、白色度８８％以上のカオリンを全顔料に対して５０〜８０質量部含有し、下塗塗工層に平均粒径０．７〜２．０μｍ、アスペクト比２０〜３０、白色度８８％以上のデラミネーテッドカオリンを顔料１００質量部あたり４０〜９０質量部含有し、線圧５０〜２５０ｋｇ／ｃｍでカレンダー掛けを行うことにより、密度１．１０ｇ／ｃｍ^３以下、平滑度１５００秒以上、且つ光沢度７０％以上、白色度８５％以上であることを特徴とする嵩高塗工紙。

本発明により、低密度でありながら光沢度、印刷光沢度が高く、平滑性が良好で印刷適性に優れた嵩高塗工紙を得ることができる。

本発明においては塗工層を２層設け、上塗り層中の全顔料に対し、平均粒子径が０．３〜１．０μｍの有機顔料を５〜１５質量部および平均粒径０．５μｍ以下、白色度８８％以上のカオリンを全顔料に対して５０〜８０質量部含有し、下塗層中の全顔料に対し平均粒径０．７〜２．０μｍ、アスペクト比２０以上、白色度８８％以上のデラミネーテッドカオリンを４０〜９０質量部含有させることが重要である。

上塗り層の有機顔料はレーザー光散乱法（大塚電子製 LPA-3100）で測定した平均粒径０．３〜１．０μｍのものを使用する。平均粒径で０．３未満では白紙光沢が出難く、１．０μｍを超えるものは塗工液の流動性が劣り、塗工面の乱れを生じさせ白紙外観等に悪影響を及ぼすため好ましくない、含有量は顔料１００質量部あたり５〜１５質量部含有させることが好ましく、含有量が５質量部未満では光沢度発現効果が低く、１５質量部を越えると光沢度発現効果は高いが、表面強度が低くなりオフセット印刷時にブランケットからインクが転写される際に塗工層の表面向けトラブルが発生しやすい。

カオリンのみの配合では、光沢度の発現性への寄与率が低い。しかし、５０質量部未満になると光沢度発現効果が低く、９０質量部を超えると塗工層を形成する塗工液の９０質量部を越えると塗工層を形成する塗工液の流動性が悪化し、ストリークなど操業上のトラブルが発生しやすく好ましくない。またカオリンは平均粒子径０．８μｍ以下、白色度８８％以上のものを使用する。平均粒子径は８μｍを超えると、白紙光沢がでにくくなる。カオリンの平均粒子径はピロリン酸ソーダ０．１％液中に顔料を超音波で５分間分散処理しセディグラフ（マイクロメリティクス社製）を用いて沈降法により測定した。平均粒子径は粗粒子分からの累積質量が５０％に相当する点での粒子径で示しす。

また、本発明においては、さらに下塗り層の全顔料に対し平均粒径０．７〜２．０μｍ（上塗り塗付工層のカオリンと同様に測定）、白色度８８％以上、好ましくは粒径がそろっている粒度分布として２．０μｍ未満が８０％以上のデラミネーテッドカオリンを４０〜９０質量部含有させることが好ましい。前記デラミネーテッドカオリンを４０〜９０質量部含む下塗り塗工層を設けた場合、原紙の被覆性が向上し、保水性も良好なため塗工量を少なくする事が可能になり、嵩高で良好な平滑性を得ることができる。平均粒径が０．７μｍ未満の場合は、原紙の凹部に埋没しやすく嵩高性、平滑性に対する発現効果が出にくい、また２．０μｍを越えると塗工液の流動性が悪化し、ブリーディング、ストリークなど操業上のトラブルが発生しやすく好ましくない。粒径がそろっていないと嵩高性と平滑性に影響があるため２μｍ未満が８０％以上であるものを使用することが更に好ましい。

前記塗工層に用いられる他の顔料としては、支障のない範囲で、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、サチンホワイト、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の無機顔料が使用できる。

塗工層の接着剤としては特に制限はなく、たとえばスチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、酸化澱粉、陽性澱粉、尿素リン酸澱エステル化粉等の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体等を単体あるいは混合して用いられる。これらの接着剤は顔料１００質量部あたり５〜５０質量％、より好ましくは５〜３０質量％の範囲で使用する。また必要に応じてｐＨ調整剤として苛性ソーダ、アンモニア等が使用可能でその他分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料等を添加することができる。

本発明に使用する原紙は、バージンケミカルパルプ１００質量％配合品が好ましく、針葉樹林系化学パルプ５０質量％以下と広葉樹林系化学パルプ５０質量％以上で構成されており、それらを叩解してパルプスラリーとし、これに軽質炭酸カルシウムを原紙質量当たり４〜１０質量％となるよう添加して紙料とする。針葉樹林系化学パルプは主に紙力と関係し、広葉樹林系化学パルプは表面性に関係する。従って、広葉樹林系化学パルプが針葉樹林系化学パルプより高配合であることは、原紙表面性の低下による塗工ムラ、塗工紙表面性への悪化を防止する事が出来る為、好ましい配合である。また、填料は紙料スラリーの抄紙適正や強度特性、嵩高性を調節する目的で、軽質炭酸カルシウム以外に少量のタルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、ホワイトカーボンを混合しても良い。

これらの紙料に必要に応じて通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤などを添加し、抄紙する。抄紙方法は特に限定されるものではなく、トップワイヤーなどを含む長網マシン、丸網マシン、この両者の併用マシン、ヤンキードライヤーマシンなどを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙する。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙や、顔料と接着剤を含む塗工液を一層以上予備塗工した原紙も使用することができる。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が４０〜１５０ｇ／ｍ²程度の原紙を用いることができる。

本発明の使用される塗料は一般的に使用される塗工装置により本発明の原紙の両面に二層以上塗工される。一般的な塗工装置としてはバーコータ、ロールコータ、リバスロールコータ、ブレードコータ、エアナイフコータ、ロッドコータ、ビルブレードコータ、ゲートロールコータ、カーテンコータ、ダイスロットコータ、グラビアコータ、チャンプレックスコータ、サイズプレスコータ等があげられる。塗工量は所望の特性に応じて適宜選択されるが塗工紙全体の密度と光沢、印刷適性を考えると下塗塗工量は片面当たり４〜９ｇ／ｍ²が適適当な範囲であり、４ｇ／ｍ²未満では被覆性が不十分のため上塗り層の塗工量を多くする必要があり、９ｇ／ｍ²を越えると塗工量を増加しても平滑性の改善効果が小さくなり、いずれも嵩高性が損なわれ、コスト高になるので適さない。

塗工後の仕上げ工程(平滑化)においては、不透明度と嵩高性を維持するためにカレンダー処理は線圧５０〜２５０ｋｇ／ｃｍで行うことが好ましい。カレンダーの種類に制限はなく、ハードニップカレンダー、ソフトカレンダー等が使用可能である。本願発明の原紙と塗工層を用いることにより、平滑化処理工程が軽減でき、優れた印刷適性をもった嵩高で高光沢、高平滑の嵩高塗工紙をえることが可能となった。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。尚、例中の部及び％は特に断りのない限りそれぞれ質量部、質量％を示す。
（顔料の平均粒子径）：ピロリン酸ソーダ０．１％液中に顔料を超音波で５分間分散処理しセディグラフ（マイクロメリティクス社製）を用いて沈降法により測定した。平均粒子径は粗粒子分からの累積質量が５０％に相当する点での粒子径で示した。

実施例、比較例で得られた塗工紙で以下の項目について評価した結果を表１に示す。
（平滑度）：Ｊ.ＴＡＰＰＩＮｏ．５（ｂ）に準拠
（光沢度）：ＪＩＳＰ８１４２
（白色度）：ＪＩＳＰ８１４８
(表面強度)
ＲＩ−Ｉ型印刷試験器を用い、特殊インキ（商品名：ＰＲＩＮＴＩＮＧＩＮＫ、東洋インキ製造社製）を０．７０ｇ使用して印刷を行った後、裏取りを行い、剥け状態を以下の基準で目視評価した。
：極めて良好。
：良好。
：やや劣る。
×：劣る。
（塗工適性）
塗工時の塗工面、ブレードの状態を目視で観察し判定した。
◎：ストリーク、ブリーディングの発生が認められず高速での塗工が可能。
：ストリーク、ブリーディングの発生がわずかに認められるが高速での塗工が可能。
：ストリーク、ブリーディングの発生が頻繁に認められる。
×：ストリーク、ブリーディングの発生が著しく認められ、高速での塗工が困難。

実施例１
原紙：原料パルプとしてＮＢＫＰ２０部、ＬＢＫＰ８０部を配合し、填料として軽質炭酸カルシウム（自社製、平均粒径６μ）８．０％、ＡＫＤサイズ剤（荒川化学社製、ＳＫＳ−２９３Ｆ）０．０２％、硫酸アルミウム０．５％、カチオン化変性澱粉（王子コーンスターチ社製、エースＫ−１００）０．７％、アクリルアマイド系歩留まり向上剤（ハイモ社製、ハイモロックＮＲ−１２ＭＬＳ）０．０１５％を添加して紙料スラリーを調成し、抄紙機で６４ｇ／ｍ²の原紙を抄造した。
下塗り塗工液：顔料としてデラミカオリン（リオカピム社製、カピムＮＰ、粒径１．０μ、白色度８９％）^＊８５部、軽質炭酸カルシウム（矢橋工業社製、コーラルブライトＦＤ、粒径０．５μ）１５部、ＳＢＲラテックス（ＪＳＲ社製２５３４Ｇ）１１．０部を配合し分散剤（東亜合成社製アロンＴ−５０）０．０５％を添加して６３％の塗工液を得た。
上塗り塗工液：高白微粒子カオリン（ヒューバー社製、ハイドラグロス９０、粒径０．３μ、白色度９０％）８０部、有機顔料（ＪＳＲ社製、ＡＥ−８５１、粒径１．０μ）１０部、重質炭酸カルシウム（備北粉化社製、セタカーブＨＧ、粒径０．４μ）ＳＢＲラテックス（ＪＳＲ社製２５３５Ｄ）１２部、蛍光染料（バイエル社製ブランコファーＺＫＣＮ）０．７部、ＣＭＣ（第一工業製薬製、セロゲンＰＲ）０．３部を配合し分散剤（東亞合成社製、アロンＴ−５０）０．０５％を添加し５７％の塗工液を得た。
この塗工液をブレードコーターで下塗り両面１２．０ｇ／ｍ²、上塗り１８．０g／ｍ²塗工し、スーパーカレンダーで線圧１２０ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理し、坪量９４．０ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。
＊デラミネーテッドカオリンの白色度、アスペクト比は表1に記載。（他の実施例、比較例も同様）

実施例２
上塗り塗工液の有機顔料の配合を５部、カオリンの配合を７０部に代え、カレンダー線圧２００ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９９．０ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

実施例３
上塗り塗工液のカオリンの配合を７０部に代え、下塗り塗工液のカオリンの配合を４５部に代え、カレンダー線圧１６０ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９４．０ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

実施例４
上塗り塗工液の有機顔料を密実有機顔料（日本ゼオンＶ−１００４、粒径０．３μ）、１５部に代え、カレンダー線圧１３５ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９５．５ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

比較例１
下塗り塗工液のカオリンに下塗り塗工液のカオリンを粒径６．３μｍ、アスペクト比１６、白色度８３のエンゲルハード社ニューサーフに代え、カレンダー線圧１６０ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９４．０ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

比較例2
上塗り塗工液の有機顔料の配合を３部に代え、カオリンの配合を８７部に代え、カレンダー線圧２８５ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量１０３．５ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

比較例3
上塗り塗工液の有機顔料の配合を２０部にし、カレンダー線圧５５ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９０．０ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

比較例4
上塗り塗工液のカオリンの配合を４０部にし、カレンダー線圧２８５ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量１０１．５ｇ／ｍ²の嵩高塗工紙を得た。

比較例５
上塗り塗工液のカオリンの配合を９０部にし、カレンダー線圧１２０ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９４．５ｇ／ｍ² の嵩高塗工紙を得た。

比較例6
上塗り塗工液のカオリンを粒径０．８μのエンゲルハード社Ｕフロー９０に代え、下塗り塗工液のカオリンを粒径６．３μｍ、アスペクト比１６、白色度８３のエンゲルハード社ニューサーフに代え、カレンダー線圧１６０ｋｇ／ｃｍにした以外は実施例１と同様にして坪量９４．５ｇ／ｍ² の嵩高塗工紙を得た。

Claims

原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を二層有する印刷用塗工紙において、原紙の密度が０．６５〜０．７５ｇ／ｃｍ ^３であり、上塗り塗工層に平均粒径０．３〜１．０μｍの有機顔料を顔料１００質量部あたり、５〜１５質量部および平均粒径０．５μｍ以下、白色度８８％以上のカオリンを全顔料に対して５０〜８０質量部含有し、下塗塗工層に平均粒径０．７〜２．０μｍ、アスペクト比２０〜３０、白色度８８％以上のデラミネーテッドカオリンを顔料１００質量部あたり４０〜９０質量部含有し、線圧５０〜２５０ｋｇ／ｃｍでカレンダー掛けを行うことにより、密度１．１０ｇ／ｃｍ^３以下、平滑度１５００秒以上、且つ光沢度７０％以上、白色度８５％以上であることを特徴とする嵩高塗工紙。