JP4747405B2

JP4747405B2 - グラビア印刷用塗工紙

Info

Publication number: JP4747405B2
Application number: JP2000270835A
Authority: JP
Inventors: 秀彦甲斐; 幸治大篭; 千鶴若井; 博一森井
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: JP2002088679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた白紙外観と優れた印刷適性を備えたグラビア印刷用塗工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラビア印刷は、版の凹部分のインキを加圧下で転移するという凹版印刷方式であり階調再現性に優れているため、雑誌、カタログ、パンフレットなどの商業印刷分野などで用いられており、省資源、輸送および郵送コストなどの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望があり、低密度で印刷適性の優れたものが求められている。
【０００３】
グラビア印刷では、オフセット印刷と比較して版が硬質の金属ロールで、印刷時に版面が用紙に完全に密着しにくいために、スペックルと呼ばれる網点が正常に転移しない現象が発生する場合がある。このスペックルが多い場合は、すなわち印刷品質の低下となる。
スペックルの発生を抑制するには、塗工紙の平滑性とクッション性が重要である。グラビア印刷用塗工紙の塗工層表面の平滑度を向上させるには、一般的に塗工層組成物中にアスペクト比の高い顔料（デラミネーテッドクレー、タルク等）を配合することが有効とされている。
【０００４】
しかしながら、塗工層組成物中にアスペクト比の高い顔料を多く配合する事は、塗工液の粘度が上昇し、調液時のハンドリングが難しく、ストリーク、スクラッチ等の塗工不良の原因になりやすい。このため、塗料の固形分濃度をあまり高く出来ないことが現状であり、その結果、乾燥条件を強くする必要が生じ、コスト高につながる。また、アスペクト比の高いデラミネーテッドクレーやタルクといった顔料は、一般的に艶消し塗被紙のような白紙光沢度の低い用途に多く使用される事からも分かるように、配合量を多くした場合に白紙光沢度が低くなるという特性を有するため、高白紙光沢度を必要とする用途には適さない。
【０００５】
また、スペックルの発生防止、不透明度の増加を目的として、焼成クレーを他の顔料と併用する方法も知られているが、焼成クレーは流動性に劣るため、塗工液の粘度が上昇し、ストリーク、スクラッチ等の塗工不良の原因になりやすく、コーターでの作業性が悪化する可能性がある。このため、塗料の固形分濃度をあまり高く出来ない。
【０００６】
一方、プラスチックピグメントなどの有機顔料を使用し、高白紙光沢度、スペックルの防止効果、不透明性などを付与するという方法が知られている（特開昭６４−２０３９６号公報）。しかし、有機顔料は無機顔料と比較して高価であるためコスト高となり、さらに有機顔料を添加した塗工液は、高剪断力下における粘度が上昇しやすく、ストリーク、スクラッチ等の塗工不良の原因になりやすい。このため、塗料の固形分濃度をあまり高く出来ないことが現状であり、その結果、乾燥条件を強くする必要が生じ、コスト高につながるという問題がある。
【０００７】
また、グラビア印刷用塗工紙の塗工層表面を機械的に平滑にし、かつ白紙光沢度を付与する手法として、通常、スーパーカレンダーを使用した高度の加圧処理が行われている。スーパーカレンダーによる表面処理は、平滑度および白紙光沢度を高める効果は得られるが、同時に塗工紙の密度が高まり、塗工紙の不透明性や剛度は失われる。不透明性が不足している場合、印刷絵柄が透過して裏面の印刷絵柄に影響を及ぼしたり、裏面の白紙面感を損なったりすることにより、品質の低下となる。また、不透明性や剛度が失われないためには加圧処理を軽減する必要があるが、通常は、同時に白紙光沢度の低下とグラビア印刷時のスペックルの増加となるため、あまりスーパーカレンダーの加圧を軽減できないのが現状であった。また、ソフトニップカレンダーを使用した場合においても、十分に加圧を軽減することができず、不透明度や剛度の低下やロール汚れ等が起きる問題があった。
【０００８】
以上の様な背景から、低密度で、不透明度や剛度が高く、白紙光沢度が高く、かつ印刷品質の良好な塗工グラビア紙の開発が望まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この様な状況に鑑みて、本発明の課題は、低密度で、高い白紙光沢度と剛度を有し、かつ高い不透明度とスペックルが改善されたグラビア印刷適性を有したグラビア印刷用塗工紙を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題について鋭意研究した結果、原紙上に顔料および接着剤を有する塗工層を設けたグラビア印刷用塗工紙において、顔料として体積基準で０．４〜４．２μｍの範囲に６５％以上含まれる粒径分布を有するカオリンを顔料１００重量部当たり５０重量部以上、接着剤としてガラス転移温度が−５０℃〜０℃の共重合ラテックスを含有する塗工層を設けることにより、低密度にもかかわらず高い白紙光沢度とスペックルの解消という優れたグラビア印刷適性を有し、剛度と不透明度が高いことを見出し本発明を完成した。
【００１１】
本発明においては、塗工用顔料として、体積基準で０．４〜４．２μｍの範囲に６５％以上含まれる粒径分布を有するカオリンを顔料１００重量部当たり５０重量部以上配合することが必要であり、好ましくは８０重量部以上である。体積基準で０．４〜４．２μｍの範囲に６５％以上含まれる粒径分布を有するカオリンが５０重量％未満の場合、白紙光沢度または印刷光沢度が低下、あるいはスペックルが増加する。体積基準で０．４〜４．２μｍの範囲に入る粒子が６５％未満であって、体積分布粒子が小さい粒子を多く含むカオリンを使用した場合、白紙光沢度は高くなるが、印刷光沢度は低く、スペックル数は増加する。また、０．４〜４．２μｍの範囲に入る粒子が６５％未満であって、体積分布粒子が大きい粒子を多く含むカオリンを使用した場合、スペックル数は少なくなるが、白紙光沢度が低くなりすぎ、優れた白紙外観と印刷適性を同時に備えたグラビア印刷用塗工紙を製造することは困難である。本発明において特定されるカオリンは、通常用いられる塗工用顔料よりも、比較的大きな粒径に多く分布を有するものであり、通常のグラビア用塗工紙で行われるカレンダー処理よりも低圧の条件で、高い印刷適性と高白紙光沢が得られるものである。そのため、カレンダー処理による密度の増加を抑えることができ、従来のグラビア塗工紙よりも不透明度と剛度を高くすることができる。
【００１２】
本発明において、塗工層に含有する接着剤として用いられる共重合体ラテックスのガラス転移温度は、−５０℃〜０℃であることが必要である。この範囲のものを使用することによって、グラビア印刷に適したクッション性を有する塗工紙となる。ガラス転移温度が０℃を越える共重合体ラテックスを用いて形成された塗工層は硬くなるため、クッション性が不十分となりグラビア印刷時のスペックルが増加し、優れた印刷品質を得ることが出来ない。また、ガラス転移温度が−５０℃未満の共重合ラテックスを用いた場合は、ラテックスのべたつき性が高くなり、スーパーカレンダー処理時にロール汚れが発生しやすく、また製品巻取で紙同士が接着するいわゆるブロッキングが発生しやすくなり、操業上不適切である。
【００１３】
本発明においては、塗工原紙を構成する製紙用パルプは機械パルプを１０重量％以上配合することにより、不透明度と剛度を更に高くすることができ、好ましくは２０重量％〜６０重量％である。機械パルプは化学パルプに比べ繊維が剛直なので、機械パルプを配合した原紙は抄紙工程でかかる各種の圧力で紙層が潰れる事が少なく、全体として嵩高になるため、原紙内部の空隙量が増し、不透明度が向上し、同時に剛度も大きくなる。中でもグランドパルプは低密度化への寄与が高く好ましく用いることが出来る。機械パルプの樹種は特に限定するものではないが、ガムウッド、メイプル、バーチ等は繊維が粗大な分、原紙は低密度になりやすい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のグラビア印刷用塗工紙に用いられる塗工用組成物について以下に述べる。特定の粒径分布を有するカオリンを塗工用顔料として５０重量部以上配合し、単独あるいはこれとその他の顔料を組み合わせて用いられる。組み合わせて用いられる塗工用顔料の種類に特に制限はなく、塗工紙用に従来から用いられているカオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料を１種類以上混合して使用することが出来る。
【００１５】
本発明において用いられる接着剤としては、ガラス転移温度−５０℃〜０℃の共重合体ラテックスを単独でまたは、数種混合して使用するが、本発明の目的を損なわない範囲で澱粉等の他の接着剤を併用することが出来る。共重合体ラテックスとしては、ゴム系ラテックスに限らず合成樹脂エマルジョンを含むものであり、スチレン・ブタジエン共重合体、メタクリレート・ブタジエン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステルおよび、またはメタクリル酸エステルの重合体または共重合体等のビニル系重合体ラテックス、あるいはこれらの各種重合体ラテックスをカルボキシル基などで変性したアルカリ溶解性、アルカリ膨潤性あるいはアルカリ非溶解性の重合体ラテックスおよびバインダーピグメントと呼ばれる各種の合成樹脂重合体などの１種類以上が適宜選択して使用される。共重合体ラテックスの配合部数は固形分として顔料１００重量部に対し３〜１０重量部で使用することが好ましい。共重合体ラテックスが３重量部未満で製造した塗工紙は、塗工層の表面強度が弱くなり易くグラビア印刷には好ましくない。また、共重合ラテックスが１０重量部を越える量で製造した塗工紙は、塗工層が硬くなり、クッション性が不十分になりグラビア印刷時のスペックルが増加する傾向にあり、グラビア印刷には好ましくない。
【００１６】
また、ラテックス以外の接着剤としては、例えばガゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類；ポリビニルアルコール、オレフィン・無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂等の合成樹脂系接着剤；酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル澱粉等のエーテル化澱粉、デキストリン等の澱粉類；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等、セルロース誘導体等の通常の塗工用接着剤１種類以上を適宜選択して使用しても良い。
【００１７】
また、必要に応じて配合する添加剤としては、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤が適宜使用される。
【００１８】
調製された塗工液は、ブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等を用いて、片面あたり一層もしくは二層以上を原紙上に両面塗工する。本発明の塗工量は、片面当たり７〜２０ｇ／ｍ^２が好ましく、更に好ましくは９〜１６ｇ／ｍ^２である。
【００１９】
塗工原紙としては、化学パルプ、古紙パルプ、機械パルプなどの製紙用パルプ叩解してパルプスラリーとする。パルプスラリーに必要に応じ通常抄紙工程で使用される填料、例えばタルク、カオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタンなどを添加し、さらに薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤等を添加し、抄紙する。抄紙方法は特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用した板紙マシン、ヤンキードライヤーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよい。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等をも使用することができる。原紙の坪量は、４０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましい。
【００２０】
湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば蒸気加熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ、高周波ヒータードライヤ等各種の方法が単独または併用して用いられる。
【００２１】
以上のごとく塗工・乾燥されたグラビア用塗工紙は、特定の顔料を配合することにより、高い印刷適性と高白紙光沢度が得られるため、スーパーカレンダー条件を軽減することが可能である。また、硬度の高い弾性ロールおよび金属ロールを用いた１００℃以上の高温ソフトニップカレンダーで処理することも可能である。
本発明のグラビア印刷用塗工紙は、特に、密度１．１５ｇ／ｃｍ^３以下、白紙光沢度６５％以上より好ましくは７０％以上で効果が顕著になるものである。
【００２２】
【実施例】
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、もちろんこれらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ重量部、重量％を示す。
【００２３】
なお、得られたグラビア印刷用塗工紙について以下に示すような評価法に基づいて試験を行った。
（粒度分布測定法）レーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン（株）製機器名マスターサイザーＳ）を用いて、顔料の体積分布粒径を測定し、０．４μｍから４．２μｍの範囲に該当する顔料のパーセントを計算により求めた。
（白紙光沢度）ＪＩＳＰ８１４２に基づいて測定した。
（印刷光沢度）大蔵省式グラビア印刷機を用いて、印刷速度４０ｍ／分、印圧１０ｋｇｆ／ｃｍで印刷し、得られた印刷物の表面をＪＩＳＰ８１４２に基づいて測定した。
（スペックル）上記したグラビア印刷方式により印刷された塗工紙の網点欠落状態を目視により評価した。
○：良好，△：やや劣る，×：劣る
（密度）ＪＩＳＰ８１１８に基づいて測定した。
（不透明度）ＪＩＳＰ８１３８に基づいて測定し、評価は以下の基準で行った。
○：良好，△：やや劣る
（剛度）ＪＩＳＰ８１４３に基づいて測定し、評価は以下の基準で行った。
○：良好，△：やや劣る
［実施例１］
［塗工液の調成］エンジニアードカオリン（エンゲルハード社製ＥＣＬＩＰＳ６５０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．０％）８０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．３％）２０部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調製した。このようにして得られた顔料スラリーに非会合型アクリル系合成保水剤０．２部、およびガラス転移点が−４０℃であるグラビア用のスチレンブタジエン共重合体ラテックスＡ６部を加え、さらに水を加えて固形分濃度６３％の塗工液を得た。
［原紙］製紙用パルプとして機械パルプを３０重量％含有する坪量４２ｇ／ｍ^２の中質紙を塗工原紙として用いた。
［塗工紙の製造］上記の原紙に前述の塗工液を片面当たりの塗工量が１２ｇ／ｍ^２になるように、５００ｍ／分の塗工速度のブレードコーターで両面塗工を行った。
［カレンダー］ロール温度６５℃、２ニップ、カレンダ線圧１５０ｋｇ／ｃｍ、通紙速度１０ｍ／分の条件にてスーパーカレンダ処理を行い、グラビア印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１の塗工液の調製において、ガラス転移点が−４０℃であるグラビア用のスチレンブタジエン共重合体ラテックスAのかわりに、ガラス転移点が−１０℃であるグラビア用のスチレンブタジエン共重合体ラテックスＢ６部に変更した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
エンジニアードカオリン（エンゲルハード社製ＥＣＬＩＰＳ６５０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．０％）６０部、微粒クレー（エンゲルハード社製ＭＩＲＡＳＨＥＥＮ，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６０．２％）２０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．３％）２０部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調製した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［実施例４］
製紙用パルプとして機械パルプを４０重量％含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［実施例５］
カオリン（リオカピム社製ＣＡＰＩＭＤＧ，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６８．４％）１００部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調製した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［実施例６］
製紙用パルプとして、機械パルプを使用せず、化学パルプのみによって製造された坪量５４ｇ／ｍ^２の上質紙を塗工原紙として用いた以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１の塗工液の調製において、ガラス転移点が−４０℃であるグラビア用のスチレンブタジエン共重合体ラテックスAのかわりに、ガラス転移点が１５℃であるグラビア用のスチレンブタジエン共重合体ラテックスＣ６部に変更した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
エンジニアードカオリン（エンゲルハード社製ＥＣＬＩＰＳ６５０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．０％）４０部、微粒クレー（エンゲルハード社製ＭＩＲＡＳＨＥＥＮ，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６０．２％）３０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．３％）３０部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調製した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
２級クレー（エンゲルハード社製ＨＳ，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：５８．２％）６０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０，体積分布粒径０．４０〜４．２０μｍ：６６．３％）４０部からなる顔料に、分散剤として対顔料でポリアクリル酸ソーダ０．２部を添加して、セリエミキサーで分散し、固形分濃度が７０％の顔料スラリーを調製した以外は、実施例１と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
ロール温度６５℃、２ニップ、カレンダ線圧２５０ｋｇ／ｃｍ、通紙速度１０ｍ／分の条件にてスーパーカレンダ処理を行った以外は、比較例３と同様の方法でグラビア印刷用塗工紙を得た。
以上の結果を表１、表２に示した。
【００２４】
【表１】

【表２】

【００２５】
【発明の効果】
本発明により、低密度で、高い白紙光沢度と剛度を有し、かつ高い不透明度とスペックルが改善されたグラビア印刷適性を有したグラビア印刷用塗工紙を得ることができる。

Claims

製紙用パルプとして機械パルプを１０重量％以上含有した原紙上に顔料および接着剤を有する塗工層を設けたグラビア印刷用塗工紙において、顔料として、体積基準で０．４〜４．２μｍの範囲に６５％以上含まれる粒径分布を有するカオリンを顔料１００重量部当たり５０重量部以上、接着剤としてガラス転移温度が−５０℃〜０℃の共重合ラテックスを固形分として顔料１００重量部に対し３〜１０重量部含有する塗工層を設け、密度が１．１５ｇ／ｃｍ^３以下で白紙光沢度が７０％以上であることを特徴とするグラビア印刷用塗工紙。