JP4758049B2

JP4758049B2 - Coated paper for printing

Info

Publication number: JP4758049B2
Application number: JP2002094045A
Authority: JP
Inventors: 千鶴若井; 秀彦甲斐; 誠樹米重; 博一森井
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2002363889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷用塗工紙に関し、嵩高（低密度）でありながら白紙光沢度が高く、印刷適性に優れた印刷用塗工紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷物のビジュアル化やカラー化が進み、印刷用紙の高品質化の要求が高まっている。一方で、輸送および郵送コストの削減などのため、印刷物の軽量化に対する要求も高い。従来、これらの二つの要望は相反するものであり、高品質印刷用塗工紙は原紙坪量および塗工量が多く、また表面処理による平滑化などにより、同一坪量で比較して密度の高いものであった。印刷物の軽量化には低坪量の用紙を選択することが可能であるが、密度が同等であれば軽量化に伴い紙厚も低くなり、冊子のボリューム感を損なうため好まれない。このため嵩高な、すなわち同一坪量で比較して紙厚の高いもしくは同一紙厚で比較して坪量の低く、かつ高級印刷用途としての塗被紙の要求を満たす高品質な塗工紙が求められている。
【０００３】
嵩高化のための手法としては、嵩高なパルプおよび嵩高な填料の使用による塗工紙原紙の嵩高化、および塗工液組成物塗工量減少、および得られる塗工紙の表面処理の緩和等が用いられる。
【０００４】
製紙用パルプとしては、化学薬品により繊維中のリグニンを抽出した化学パルプと、化学薬品を使用せずグラインダーで木材を磨り潰した砕木パルプやリファイナーで木材を解繊したサーモメカニカルパルプ等の機械パルプに大別される。一般的には、化学パルプと比較して機械パルプの方が繊維が剛直で嵩高（低密度）化には効果的である。しかしこれらの機械パルプは上質紙に配合すると白色度が低くなる等の品質上問題があり、また中質紙においても、結束繊維等による紙ムケ等印刷欠陥を生じ易いためその配合量には限界がある。また、近年の環境保護気運の高まりや資源保護の必要性から、古紙パルプが配合されることが多くなっている。しかし古紙パルプは一般的に、上質紙、新聞紙、雑誌、塗工紙等が混合されてパルプ化されることが多いため、バージン（紙に抄かれていない未使用の）機械パルプと比較して密度が高く、嵩高にならない。以上のように、パルプ面のみで十分な用紙の嵩高化を達成することは、木材資源の保護や用紙の品質設計を考えた場合困難である。また、上述のパルプを配合したのみでは嵩高化と剛度が高くなるため、用紙に十分な柔軟性を付与することは困難であった。
【０００５】
また、塗工紙用原紙の嵩高化として嵩高な填料の使用が考えられる。例えば特開平5-339898号公報には中空の合成有機物カプセルを配合することにより低密度化する手法が開示されている。しかしながらこのような合成有機物は紙力を低下させるため、印刷時の紙ムケや断紙などの問題がある上、十分な嵩高効果を得るには高配合する必要があるため、製造原価が高くなる等の問題もあった。特開昭52-74001号公報には、シラスバルーンを用いる方法が提案されている。しかしこれは、製紙用パルプとの混合性が悪く、また、それを配合した用紙も印刷むらが発生するなどの問題があった。
【０００６】
塗工紙の塗工層は一般的に原紙に比較して密度が高いため、塗工層を設けない印刷用紙と比較して塗工紙の密度は高い。このため、塗工紙の嵩高化は、塗工組成物の塗工量を少なくする事によっても達成される。これは、塗工紙全体に占める塗工層の比率が小さくなるためである。しかし、塗工層を少なくする事は同時に、塗工層による原紙の被覆性を低下させるため、白紙光沢度、平滑性、インキ着肉性などの印刷品質を低下せしめるため、目標とする品質を維持しながら塗工量を減少させることは困難であった。
【０００７】
塗工紙の印刷品質、特に白紙光沢度、インクの着肉性などの印刷適性を向上するためには、塗工紙の平滑性を高める事が有効な手段の一つである。このため、スーパーカレンダーやソフトニップカレンダー等の表面平滑化処理を施すことが一般的である。しかし、これらの処理は用紙を加圧して表面の平滑性を高めるものであるため、同時に用紙の紙厚が低くなり、目標とする印刷品質を得るには十分な嵩高化が達成できない場合があった。
【０００８】
以上のように、従来の技術単独もしくは組み合わせだけでは、嵩高（低密度）でありながら、白紙光沢度が高く、インキ着肉性等に優れ、良好な印刷適性を有する印刷用塗工紙を得ることは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明は印刷用塗工紙に関し、嵩高（低密度）でありながら、白紙光沢度が高く、インキ吸収性等に優れ、特に枚葉印刷において、インキ着肉むらが発生せず、インキ乾燥性も良好で印刷適性に優れた印刷用塗工紙を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を設けた顔料塗工層上に、ガラス転移温度が８０℃以上の熱可塑性重合体と表面サイズ剤を有する表面層を設けた印刷用塗工紙であって、前記熱可塑性重合体と表面サイズ剤が表面層の固形分で７０〜１００重量％含有するものであり、表面サイズ剤がスチレン・アクリル系、オレフィン系、またはスチレン・マレイン酸系の共重合体の少なくとも一つから選択されたものであり、原紙中に多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を含有する印刷用塗工紙を得ることにより解決された。本発明により、嵩高（低密度）でありながら、白紙光沢度が高く、インキ吸収性等に優れ、特に枚葉印刷において、インキ着肉むらが発生せず、インキ乾燥性も良好で印刷適性に優れた印刷用塗工紙を得ることができた。
【００１１】
本発明においては、ガラス転移温度の高い熱可塑性重合体及び表面サイズ剤を含有する表面層を用いることにより、顔料塗工層の凹部が表面層に覆われ、光学的に平滑化され、光沢が高くなると推測される。
【００１２】
熱可塑性重合体のみからなる表面層は、微細な空隙部分があり、紙面にインキが転移した際にインキ吸収性が不均一であるため、インキ乾燥性が不均一になり、後刷りのインキが転移したときに不均一に転移するトラッピングが生じ、これにより印刷面の着肉むらが問題になることがあるが、表面サイズ剤を併用することにより、表面サイズ剤が空隙部分を充填あるいは被膜し、空隙部分を埋めるため、インキの浸透をより均一にすることができ、着肉むらが発生せず、インキ乾燥性の良好なものが得られると考えられる。
【００１３】
更に、原紙中に多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を含有させることにより、嵩高であるにもかかわらず、風合い、手触り、めくり易さといった柔軟性を有することができ、印刷物を製本して冊子にした時のページのめくりやすさが良好で、嵩高であるためにボリューム感があり、また印刷時の断紙などの発生が少なく作業性が良好なものが得られる。本発明においては、嵩高を有する原紙を用いた顔料塗工層上に特定の表面層を設けることにより、カレンダー処理などの平滑化処理を行わない、あるいは弱く処理を行うことで、通常の塗工紙の光沢を得ることができるため、同一の光沢を得る場合、より嵩高のものが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明においては、原紙上に顔料と接着剤を有する顔料塗工層を設けた上に表面層を設ける必要がある。
【００１５】
原紙としては、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を含有することが必要であり、これにより、嵩高であるにもかかわらず、柔軟性があり、印刷時での断紙が起こりにくくなる。多価アルコールと脂肪酸の化合物は、高級脂肪酸と多価アルコールの単純反応のみならず、これにポリアルキレンオキサイドがブッロク重合あるいはランダム重合したものを含む。またエステル化度即ち多価アルコールの水酸基のエステル化されている割合は、少なくともその一つはエステル化しているものであって、好ましくはその全てがエステル化されている化合物である。配合量としては、原紙重量当たり０．０５〜１．５重量％が好ましく、更に好ましくは０．１〜１．０重量％である。
【００１６】
本発明において、非塗工紙の上に顔料塗工層を設ける方法は、通常の顔料塗工紙の製造法で十分達せられるが、望まれる品質に応じて、塗料中の顔料、接着剤の種類、あるいは顔料と接着剤の量比を適宜変更して使用する。
【００１７】
本発明において原紙に配合されるパルプの種類等は、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＮＢＫＰ）、サーモメカニカルパルプ、砕木パルプ、古紙パルプ等が使用される。印刷機上のラフニングを良好にするためには、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰの化学パルプを使用することが好ましい。紙中の填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、水和珪酸、ホワイトカーボン、酸化チタン、合成樹脂填料などの公知の填料を使用することができ、填料の使用量は、パルプ重量当たり１０重量％以上が好ましい。さらに必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤などを含有しても良い。
【００１８】
更に表面強度やサイズ性の向上の目的で、原紙に水溶性高分子を主成分とする表面処理剤の塗布を行っても良い。水溶性高分子としては、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の通常使用されるものを単独、あるいはこれらの混合物を使用することができる。また、本発明に使用される原紙のｐHは、酸性、中性、アルカリ性の何れでも良い。また、原紙の坪量は、３０〜４００ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ^２である。
【００１９】
原紙上の顔料塗工層は、望まれる品質に応じて、塗料中の顔料、接着剤の種類、あるいは顔料と接着剤の量比を適宜変更して使用する。
【００２０】
本発明の顔料塗工層に用いる顔料としては、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、ケイ酸、ケイ酸塩、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であり、単独あるいは２種以上を併用して使用することができる。本発明の顔料塗工層に用いる接着剤としては、従来から用いられている、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およびポリビニルアルコール、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、合成蛋白の蛋白質類、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化澱粉などのエーテル化澱粉、デキストリンなどの澱粉類、カルボキシエチルセルロース、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などのセルロース誘導体などの通常の塗被紙用接着剤１種類以上を適宜選択して使用される。これらの接着剤は顔料１００重量部あたり５〜５０重量部、より好ましくは５〜２５重量部程度の範囲で使用される。また、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤、印刷適性向上剤など、通常の塗被紙用塗被組成物に配合される各種助剤が適宜使用される。
【００２１】
原紙上に設ける顔料塗工層は、原紙の片面あるいは両面に、単層あるいは二層以上設ける事も可能である。本発明の塗工層の塗工量は、好ましくは片面当たり２〜４０ｇ／ｍ^２、より好ましくは５〜２５ｇ／ｍ^２であり、更に好ましくは８〜１６ｇ／ｍ^２である。
【００２２】
原紙に顔料塗工層を塗工するための方法としては、2ロールサイズプレスコーターや、ゲートロールコーター、およびブレードメタリングサイズプレスコーター、およびロッドメタリングサイズプレスコーター、シムサイザー等のフィルム転写型ロールコーターや、フラデッドニップ／ブレードコーター、ジェットファウンテン／ブレードコーター、ショートドウェルタイムアプリケート式コーターの他、ブレードの替わりにグルーブドロッド、プレーンロッド等を用いたロッドメタリングコーターや、カーテンコーター、ダイコーター等の公知のコーターにより塗工することができる。
【００２３】
本発明は、原紙に顔料塗工層を設けた後、この顔料塗工層上にガラス転移温度８０℃以上の熱可塑性重合体と表面サイズ剤を含有する液を上塗りして表面層とするが、上塗り前に顔料塗工層をスーパーカレンダー、グロスカレンダー等によって平滑化処理を行なっても良い。
【００２４】
本発明の表面層に使用するガラス転移温度が８０℃以上の熱可塑性重合体とは、熱可塑性を示す重合体あるいは共重合体のエマルジョンの粒子であって、熱風乾燥やカレンダー処理を行っても粒子形状を保持しているものである。コア−シェル形の場合は、好ましくはシェル部分のガラス転移温度が80 ℃以上のものである。好ましく使用される単量体としては、スチレン及びその誘導体、塩化ビニリデン、アクリル酸またはメタクリル酸エステルを例示することができる。熱可塑性重合体のガラス転移温度の上限は特に限定するものではなく、主として熱可塑性重合体の製造に使用する単量体の種類や可塑剤などの添加剤で決まり、通常上限としては約130℃程度である。ガラス転移温度が80℃以下の重合体あるいは共重合体を使用すると、得られた塗工紙の光沢度が低く不十分であり、表面層の表面強度が弱くなり印刷適性が劣り、カレンダー処理時でのカレンダーロールへの付着が生じる傾向にある。また、本発明の熱可塑性重合体の大きさは、高光沢、表面強度の点から平均粒径１００ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００２５】
本発明において表面層に使用する表面サイズ剤は、スチレン・アクリル系、スチレン・マレイン酸系、スチレン・メタクリル酸系、オレフィン系、ウレタン系などの共重合体の表面サイズ剤を使用することができ、単独あるいは併用して使用することができる。本発明の表面サイズ剤は溶剤タイプ、あるいはエマルジョンタイプのものであり、熱風乾燥やカレンダー処理を施した後には粒子形状を有しないものである。重量平均分子量としては、１０００〜５０００００のものが好ましい。これらの中でも、スチレン・アクリル系、オレフィン系、またはスチレン・マレイン酸系の共重合体を使用することが好ましく、特にスチレン・アクリル系のサイズ剤を用いるとより高い白紙光沢度を維持することができる。
本発明では熱可塑性重合体と表面サイズ剤を含有する塗工液を表面層として顔料塗工層の上に塗布するが、本発明の目的を損なわない範囲で、本発明の表面層用塗工液に塗工層の表面強度を調節するための一般紙塗工用天然あるいは合成樹脂接着剤、塗工に際しての塗料の塗工適性を調節するための流動調節剤や消泡剤、カレンダーロール等のロールへの付着を減少させる離型剤、および塗工層表面を着色するための着色剤、少量の顔料などを適宜組み合わせ混合し、表面層用塗工液としてもよい。好ましくは、熱可塑性重合体と表面サイズ剤が表面層の固形分で７０〜１００重量％含有するものである。このようにして得られた表面層用塗工液を顔料塗工層の上に塗布して表面層とする。塗布量は所望の性質が得られるように適宜調節することができるが、塗工量があまり多くなると、コストが高くなるだけでなく、インク吸収性が低下しインクセットが不十分となるとともに、表面層の強度が低下するなどの好ましくない傾向があるため、あまり多量に塗工することは得策でなく、通常片面０．１ｇ／ｍ^２以上、好ましくは０．３〜３ｇ／ｍ^２程度の塗工量で十分である。
【００２６】
表面層用塗工液の塗工は、通常紙塗工の分野で使用されるブレードコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、バーコーター、グラビヤコーター、フレキソコーター等で行なうことができる。塗工後の乾燥も、何等特別な条件設定は不要であり、通常のコート紙の製造に用いられる乾燥条件で最適な表面層とすることができる。
【００２７】
このようにして得られた印刷用塗工紙は、そのままあるいはカレンダー処理を行うことが出来る。カレンダー処理においては、通常コート紙の平滑化処理に使用されるスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカレンダー等でよく、これらを併用しても良い。好ましくは、１００℃以上あるいは１５０℃以上のカレンダー処理を行うことである。本発明においては、特に密度が１．０５ｇ／ｃｍ^３以下の時に効果が顕著に現れるものである。
【００２８】
【実施例】
以下に、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例によって何ら制限されるものではない。尚、実施例中に示される部および％は、特に断りのない限り全て固形分重量部および固形分重量％を意味する。
〈評価方法〉
（１）ガラス転移温度
２０℃、６５％（相対湿度）でフィルムを作成し、その２０mgを示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ６２００Ｒ：セイコーインスツルメンツ（株）製）で昇温速度５℃/min、測定温度０〜１００℃で得られる特性曲線から算出した。
（２）密度
ＪＩＳＰ８１１８：１９９８に従った。
（３）白紙光沢度…村上式グロスメターを使用し、75゜反射方式にて測定した。
（４）インキ乾燥性…RI−II型印刷試験機を用いて印刷を行い、印刷後の印刷面に白紙を押し当てて、白紙へのインキ転移を目視評価した。評価基準は白紙へのインキ転移が少ない場合を○、インキ転移がやや少なくない場合を△、インキ転移が著しく生じた場合を×とした。
（５）着肉むら…オフセット４色枚葉印刷機（MAN ROLAND社製、R304）にて、インキにハイエコーＭ（東洋インキ社製）を用いて、墨→藍→紅→黄の順に速度８０００枚/時で印刷を行い、藍ベタ部の着肉むらを目視評価した。評価基準は着肉むらがない場合を○、着肉むらが少し生じた場合を△、着肉むらが著しく生じた場合を×とした。
（熱可塑性重合体Ａの製造）
撹拌機、温度計、冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管のついた四ツ口フラスコに水３００部とドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ９部、ポリオキシエチレンフェノールエーテル（エチレンオキシド付加１０モル）４部を仕込み混合した中に、スチレン８０部、αメチルスチレン１０部、メタクリル酸メチル１００部、メタクリル酸１０部のモノマー混合物の内６０部を仕込み、窒素置換しながら昇温し６０ ℃として、２０％過硫酸アンモニウム水溶液７．２部と２０％無水重亜硫酸ソーダ水溶液４．８部を加え６０分重合した。次に２０％過硫酸アンモニウム水溶液１０部を加えた後、モノマー混合物の残り１４０部を１時間かけて滴下した。９０ ℃で４時間保ち重合を終了し、熱可塑性共重合体Ａのエマルジョンを得た。エマルジョンの固形分は３９％であり、熱可塑性共重合体Ａのガラス転移温度は１０７ ℃、平均粒径は７５ｎｍであった。
（熱可塑性共重合体Ｂ）攪拌機、温度計、冷却器、窒素ガス導入管のついた四つ口フラスコに水３１０部とハイテノールＮ−０８（第一工業製薬（株）製ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテルの硫酸塩）５．６部、およびスチレン４８部、メタクリル酸メチル１９部、メタクリル酸エチル８部、ジビニルベンゼン２．５部メタクリル酸２．５部を仕込み、窒素置換しながら７０℃まで昇温し１６％過硫酸カリウム水溶液５部を加え８５℃で４時間保ち重合を終了し、熱可塑性共重合体Ｂのエマルジョンを得た。エマルジョンの固形分は２１％であり、熱可塑性共重合体Ｂのガラス転移温度は８５℃、平均粒径は７５ｎｍであった。
（熱可塑性共重合体Ｃ）熱可塑性共重合体Ａで使用したモノマーをスチレン８８部、メタクリル酸メチル３８部、メタクリル酸ｎ−ブチル７０部、メタクリル酸４部と変更する以外は、熱可塑性重合体Ａを得るのと同じ操作を行い、熱可塑性共重合体Ｃのエマルジョンを得た。エマルジョンの固形分は３９％であり、ガラス転移温度は７２℃であった。
（表面サイズ剤Ａ）スチレン・アクリル系サイズ剤（溶液タイプ）：ポリマロン−ＮＳ−１５−２荒川化学工業社製
（表面サイズ剤Ｂ）オレフィン系サイズ剤（溶液タイプ）：ポリマロン４８２荒川化学工業社製
（表面サイズ剤Ｃ）スチレン・マレイン酸系サイズ剤：Ｋ−４ハリマ化成社製
［実施例１］
製紙用パルプとして化学パルプを１００部、填料として軽質炭酸カルシウムを１２部、柔軟化剤として多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物（ＫＢ−１１０、花王株式会社製）を０．３部含有する坪量６４ｇ／ｍ^２の原紙に、顔料として重質炭酸カルシウムを８０部、２級カオリンを１０部、微粒カオリンを１０部、分散剤としてポリアクリル酸ソーダを０．０５部、バインダーとしてカルボキシ変性スチレンブタジエンラテックスを１１部、燐酸エステル化澱粉を４部を加え、さらに水を加えて６５重量％濃度に調整した塗工液を、塗工量が片面あたり１４ｇ／ｍ^２となるように、塗工速度８００ｍ／分のブレードコーターで両面塗工を行い、顔料塗工紙を得た。
【００２９】
次にガラス転移温度１０７℃、平均粒径７５ｎｍの熱可塑性共重合体Ａ１００部に対してスチレン・アクリル系サイズ剤Ａ１０部、ポリエチレンワックスエマルジョン系離型剤５部よりなる固形分３０％の表面層用塗工液を前記顔料塗工紙に片面の乾燥重量が１．０ｇ／ｍ^２となるように塗工速度５００ｍ／分のブレードコータで両面塗工、乾燥して、水分６．５％の上塗り塗工紙を得た後、金属ロール表面温度１８０℃、弾性ロールよりなるソフトカレンダーにて、ニップ圧４０ｋｇ／ｃｍ、速度２７０ｍ／ｍｉｎで、２ニップ通紙して印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１の熱可塑性重合体Ａを熱可塑性重合体Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
実施例１の表面サイズ剤Ａをオレフィン系表面サイズ剤Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［実施例４］
実施例１の表面サイズ剤Ａをスチレン・マレイン酸系表面サイズ剤Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１の熱可塑性重合体Ａを熱可塑性重合体Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１の表面層を表面サイズ剤Ａ１００部のみとした以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例１の表面層を熱可塑性重合体Ａ１００部のみとした以外は、実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
実施例１において、原紙に多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物を含有しなかった以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
［比較例５］
坪量１０４．７ｇ／ｍ^２のＮＰｉコート（日本製紙（株）製）を用いた。
【００３０】
表１に結果を示した。
【００３１】
【表１】

表１から明らかなように、本願発明の印刷用塗工紙は低密度で、白紙光沢度が高く、着肉むら、インキ乾燥性などの印刷適性も良好である。これに対し、比較例のものはいずれも光沢度が不十分、あるいは着肉むらが発生、インキ乾燥性が遅いなどの問題点が有る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、嵩高（低密度）でありながら、白紙光沢度が高く、インキ吸収性等に優れ、特に枚葉印刷において、インキ着肉むらが発生せず、インキ乾燥性も良好で印刷適性に優れた印刷用塗工紙を得ることができた。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coated paper for printing, and relates to a coated paper for printing that is high in bulk (low density), has high glossiness of white paper, and has excellent printability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the progress of visualization and colorization of printed matter, there is an increasing demand for higher quality printing paper. On the other hand, there is a high demand for weight reduction of printed materials in order to reduce transportation and mail costs. Conventionally, these two demands are contradictory, and high-quality printing coated paper has a large basis weight and coating amount, and due to smoothing by surface treatment, etc. It was expensive. It is possible to select a low basis weight paper for weight reduction of the printed matter, but if the density is equal, the paper thickness decreases with weight reduction, which is not preferable because the volume of the booklet is impaired. Therefore, a high-quality coated paper that is bulky, that is, has a high paper thickness compared to the same basis weight or a low basis weight compared to the same paper thickness, and satisfies the requirements of coated paper for high-grade printing applications. It has been demanded.
[0003]
Methods for increasing the bulk include increasing the bulk of the coated paper by using bulky pulp and bulky filler, reducing the coating amount of the coating liquid composition, and relaxing the surface treatment of the resulting coated paper, etc. Is used.
[0004]
Pulp for papermaking includes chemical pulp extracted from lignin in fibers with chemicals, and mechanical pulp such as ground mechanical pulp that has been crushed with a grinder without using chemicals, and thermomechanical pulp that has been defibrated with refiners It is divided roughly into. In general, mechanical pulp is more effective in making fibers stiff and bulky (lower density) than chemical pulp. However, these mechanical pulps have quality problems such as low whiteness when blended with high-quality paper, and medium-size paper is liable to cause printing defects such as paper scumming due to bundling fibers. There is. In addition, waste paper pulp is often blended due to the recent increase in environmental protection and the need for resource protection. However, waste paper pulp is generally mixed with fine paper, newsprint, magazines, coated paper, etc., so it is often pulped. Compared to virgin (unused paper) mechanical pulp. High density and not bulky. As described above, it is difficult to achieve sufficient paper bulkiness only by the pulp surface when considering protection of wood resources and quality design of paper. Moreover, since the bulkiness and the rigidity are increased only by blending the above-described pulp, it is difficult to impart sufficient flexibility to the paper.
[0005]
Moreover, the use of bulky fillers can be considered as an increase in bulk of the base paper for coated paper. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-339898 discloses a technique for reducing the density by blending a hollow synthetic organic capsule. However, since such synthetic organic materials reduce paper strength, there are problems such as paper scumming and paper breakage during printing, and in order to obtain a sufficient bulky effect, it is necessary to add a high amount, which increases the manufacturing cost. There were also problems such as. Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-74001 proposes a method using a shirasu balloon. However, this has a problem in that the miscibility with the pulp for papermaking is poor, and the paper blended with it also has uneven printing.
[0006]
Since the coating layer of the coated paper is generally higher in density than the base paper, the density of the coated paper is higher than that of the printing paper not provided with the coating layer. For this reason, increasing the bulk of the coated paper can also be achieved by reducing the coating amount of the coating composition. This is because the ratio of the coating layer to the entire coated paper is reduced. However, reducing the coating layer at the same time lowers the coverage of the base paper by the coating layer, thus reducing the print quality such as blank paper glossiness, smoothness, and ink fillability. It was difficult to reduce the coating amount while maintaining it.
[0007]
Increasing the smoothness of the coated paper is an effective means for improving the printing quality of the coated paper, particularly the printability such as the glossiness of blank paper and the ink fillability. For this reason, it is common to perform a surface smoothing process such as a super calender or a soft nip calender. However, since these treatments pressurize the paper to increase the smoothness of the surface, the paper thickness of the paper decreases at the same time, and there is a case where sufficient bulkiness cannot be achieved to obtain the target print quality. It was.
[0008]
As described above, with conventional techniques alone or in combination, a coated paper for printing having a high white paper glossiness, excellent ink-implantability, etc., and good printability is obtained while being bulky (low density). It was difficult.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the circumstances as described above, the present invention relates to a coated paper for printing, and is bulky (low density), yet has a high glossiness of white paper and excellent ink absorbability, and in particular, unevenness in ink deposition in sheet-fed printing. The present invention provides a coated paper for printing that does not generate ink, has good ink drying properties, and has excellent printability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is that a surface layer having a thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or more and a surface sizing agent is provided on a pigment coating layer in which a coating layer containing a pigment and an adhesive is provided on a base paper. A coated paper for printing, wherein the thermoplastic polymer and the surface sizing agent are contained in a solid content of the surface layer of 70 to 100% by weight, and the surface sizing agent is styrene / acrylic, olefinic, or styrene -It was selected from at least one of maleic acid-based copolymers, and was solved by obtaining a coated paper for printing containing a polyhydric alcohol and a fatty acid ester compound in the base paper. According to the present invention, while being bulky (low density), it has high white paper glossiness and excellent ink absorbency and the like, particularly in sheet-fed printing, ink unevenness does not occur, and ink drying properties are also good and printability is good. Excellent coated paper for printing could be obtained.
[0011]
In the present invention, by using a surface layer containing a thermoplastic polymer having a high glass transition temperature and a surface sizing agent, the concave portion of the pigment coating layer is covered with the surface layer, optically smoothed, and glossy. Presumed to be higher.
[0012]
The surface layer consisting only of the thermoplastic polymer has fine voids, and the ink absorbability is nonuniform when the ink is transferred to the paper surface. Trapping that causes nonuniform transfer occurs when transferred, which may cause uneven surface unevenness of the printed surface. By using a surface sizing agent together, the surface sizing agent fills or coats the voids. In order to fill the voids, it is considered that the permeation of the ink can be made more uniform, unevenness of the ink does not occur, and a good ink drying property can be obtained.
[0013]
Furthermore, by including an ester compound of a polyhydric alcohol and a fatty acid in the base paper, it is possible to have flexibility such as texture, touch and ease of turning even though it is bulky. The page is easy to turn and has a high volume because it is bulky, and it has a good workability with little paper breakage during printing. In the present invention, by providing a specific surface layer on a pigment coating layer using a bulky base paper, a smoothing process such as a calendar process is not performed or a weak process is performed, so that a normal coating is performed. Since the gloss of paper can be obtained, a bulky one can be obtained when obtaining the same gloss.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, it is necessary to provide a surface layer on a base paper provided with a pigment coating layer having a pigment and an adhesive.
[0015]
The base paper needs to contain an ester compound of a polyhydric alcohol and a fatty acid, and this makes the base paper flexible and less likely to break during printing, despite being bulky. The compound of the polyhydric alcohol and the fatty acid includes not only a simple reaction of the higher fatty acid and the polyhydric alcohol but also a polyalkylene oxide obtained by block polymerization or random polymerization. The degree of esterification, that is, the ratio of esterification of the hydroxyl group of the polyhydric alcohol is at least one of which is esterified, preferably a compound in which all of them are esterified. The blending amount is preferably 0.05 to 1.5% by weight, more preferably 0.1 to 1.0% by weight, based on the weight of the base paper.
[0016]
In the present invention, the method of providing the pigment coating layer on the non-coated paper can be satisfactorily achieved by the ordinary method of manufacturing the pigment coated paper, but depending on the desired quality, the pigment and adhesive in the paint The type or the amount ratio of the pigment and the adhesive is appropriately changed and used.
[0017]
In the present invention, for example, hardwood bleached kraft pulp (hereinafter referred to as LBKP), softwood bleached kraft pulp (hereinafter referred to as NBKP), thermomechanical pulp, groundwood pulp, waste paper pulp, and the like are used as the type of pulp blended with the base paper. In order to improve roughening on the printing press, it is preferable to use chemical pulp of LBKP or NBKP. As fillers in paper, known fillers such as heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, kaolin, clay, talc, hydrated silicic acid, white carbon, titanium oxide, synthetic resin filler can be used. The amount is preferably 10% by weight or more per pulp weight. Further, if necessary, a sulfuric acid band, a sizing agent, a paper strength enhancer, a yield improver, a colorant, a dye, an antifoaming agent and the like may be contained.
[0018]
Furthermore, for the purpose of improving the surface strength and sizing properties, a surface treatment agent mainly composed of a water-soluble polymer may be applied to the base paper. As the water-soluble polymer, those usually used such as oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol and the like, or a mixture thereof can be used. The pH of the base paper used in the present invention may be acidic, neutral or alkaline. The basis weight of the base paper is preferably 30 to 400 g / m ² , more preferably 30 to 200 g / m ² .
[0019]
The pigment coating layer on the base paper is used by appropriately changing the pigment in the paint, the type of adhesive, or the amount ratio of the pigment and adhesive depending on the desired quality.
[0020]
As the pigment used in the pigment coating layer of the present invention, conventionally used kaolin, clay, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, oxidation Inorganic pigments such as zinc, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as plastic pigments can be used alone or in combination of two or more. As the adhesive used in the pigment coating layer of the present invention, conventionally used styrene / butadiene, styrene / acrylic, ethylene / vinyl acetate, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, etc. Synthetic adhesives such as polyvinyl alcohol, maleic anhydride copolymer, acrylic acid / methyl methacrylate copolymer, casein, soy protein, synthetic protein proteins, oxidized starch, positive starch, urea Appropriate selection of one or more adhesives for normal coated paper such as phosphated starch, etherified starch such as hydroxyethyl etherified starch, starches such as dextrin, cellulose derivatives such as carboxyethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxymethylcellulose Used. These adhesives are used in an amount of about 5 to 50 parts by weight, more preferably about 5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment. In addition, if necessary, various assistants to be blended in a usual coating composition for coated paper, such as a dispersant, a thickener, a water retention agent, an antifoaming agent, a water resistance agent, a colorant, and a printability improver. Agents are used as appropriate.
[0021]
The pigment coating layer provided on the base paper can be provided as a single layer or two or more layers on one side or both sides of the base paper. The coating amount of the coating layer of the present invention, preferably per side 2 to 40 g / ^{m 2,} more preferably from 5 to 25 g / ^{m 2,} more preferably from 8~16g / ^{m 2.}
[0022]
Film transfer type rolls such as 2-roll size press coater, gate roll coater, blade metering size press coater, rod metering size press coater, shim sizer, etc. In addition to coaters, flooded nip / blade coaters, jet fountains / blade coaters, short dwell time application type coaters, rod metering coaters that use grooved rods, plain rods, etc. instead of blades, curtain coaters, die coaters It can be applied by a known coater such as a coater.
[0023]
In the present invention, after a pigment coating layer is provided on a base paper, a liquid containing a thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher and a surface sizing agent is coated on the pigment coating layer to form a surface layer. Before the overcoating, the pigment coating layer may be subjected to a smoothing process using a super calendar, a gloss calendar, or the like.
[0024]
The thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher used for the surface layer of the present invention is a polymer or copolymer emulsion particle exhibiting thermoplasticity, and may be subjected to hot air drying or calendar treatment. It retains the particle shape. In the case of the core-shell type, the shell preferably has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher. Examples of the monomer preferably used include styrene and its derivatives, vinylidene chloride, acrylic acid or methacrylic acid ester. The upper limit of the glass transition temperature of the thermoplastic polymer is not particularly limited, and is mainly determined by the type of monomer used in the production of the thermoplastic polymer and additives such as a plasticizer, and the upper limit is usually about 130 ° C. Degree. When a polymer or copolymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or lower is used, the gloss of the resulting coated paper is insufficiently low, the surface strength of the surface layer becomes weak, and the printability is inferior. It tends to occur on the calender roll. Moreover, the size of the thermoplastic polymer of the present invention is preferably 100 nm or less in terms of high gloss and surface strength.
[0025]
As the surface sizing agent used in the surface layer in the present invention, a copolymer sizing agent such as styrene / acrylic, styrene / maleic acid, styrene / methacrylic acid, olefin or urethane can be used. These can be used alone or in combination. The surface sizing agent of the present invention is of a solvent type or an emulsion type and does not have a particle shape after hot air drying or calendering. As a weight average molecular weight, the thing of 1000-500000 is preferable. Among these, it is preferable to use a styrene / acrylic copolymer, an olefin copolymer, or a styrene / maleic acid copolymer, and in particular, if a styrene / acrylic sizing agent is used, a higher blank paper glossiness can be maintained. it can.
In the present invention, a coating solution containing a thermoplastic polymer and a surface sizing agent is applied as a surface layer on the pigment coating layer, but within the range not impairing the object of the present invention, the coating for the surface layer of the present invention is applied. Natural or synthetic resin adhesives for general paper coating to adjust the surface strength of the coating layer in the liquid, flow regulators and antifoaming agents, calendar rolls, etc. to adjust the coating suitability of the coating during coating A surface layer coating solution may be prepared by appropriately combining and mixing a release agent for reducing the adhesion of the material to the roll, a colorant for coloring the surface of the coating layer, and a small amount of pigment. Preferably, the thermoplastic polymer and the surface sizing agent are contained in an amount of 70 to 100% by weight as the solid content of the surface layer. The surface layer coating solution thus obtained is applied onto the pigment coating layer to form a surface layer. The coating amount can be adjusted as appropriate so as to obtain the desired properties, but if the coating amount is too large, not only will the cost increase, but the ink absorption will decrease and the ink set will be insufficient, since the strength of the surface layer is undesirably tend such decrease is not a good idea is that very large amounts applied, usually one-sided 0.1 g / ^{m 2} or more, preferably 0.3 to 3 g / ^{m 2} of about The coating amount is sufficient.
[0026]
The coating solution for the surface layer can be applied with a blade coater, a roll coater, an air knife coater, a bar coater, a gravure coater, a flexo coater, etc., which are usually used in the field of paper coating. For the drying after coating, no special condition setting is required, and an optimum surface layer can be obtained under the drying conditions used in the production of ordinary coated paper.
[0027]
The coated paper for printing thus obtained can be subjected to calendar processing as it is. In the calendar process, a super calendar, a gloss calendar, a soft calendar, or the like, which is usually used for smoothing coated paper, may be used. Preferably, calendar treatment at 100 ° C. or higher or 150 ° C. or higher is performed. In the present invention, the effect is particularly prominent when the density is 1.05 g / cm ³ or less.
[0028]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. In addition, unless otherwise indicated, all the parts and% shown in an Example mean the solid content weight part and solid content weight%.
<Evaluation methods>
(1) A film was prepared at a glass transition temperature of 20 ° C. and 65% (relative humidity), and 20 mg of the film was measured with a differential scanning calorimeter (DSC6200R: manufactured by Seiko Instruments Inc.) at a rate of temperature increase of 5 ° C./min. It calculated from the characteristic curve obtained at 0-100 degreeC.
(2) Density According to JIS P 8118: 1998.
(3) Glossiness of blank paper: measured with a 75 ° reflection method using a Murakami gloss meter.
(4) Ink drying property: Printing was performed using a RI-II type printing tester, and a blank paper was pressed against the printed surface after printing, and the ink transfer to the blank paper was visually evaluated. The evaluation criteria were ◯ when the ink transfer to the white paper was small, Δ when the ink transfer was not so small, and x when the ink transfer occurred remarkably.
(5) Ink unevenness: Using an offset 4-color sheet-fed printing machine (manufactured by MAN ROLAND, R304), high-echo M (manufactured by Toyo Ink) for ink, speed 8000 in the order of black, indigo, red, yellow Printing was performed per sheet / hour, and the uneven coloring of the indigo solid part was visually evaluated. The evaluation criteria were ◯ when there was no uneven unevenness, Δ when slightly uneven unevenness, and x when uneven unevenness occurred.
(Production of thermoplastic polymer A)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, dropping funnel, nitrogen gas inlet tube, 300 parts of water, 9 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 4 parts of polyoxyethylene phenol ether (10 mol of ethylene oxide added) In the charged mixture, 60 parts of a monomer mixture of 80 parts of styrene, 10 parts of α-methylstyrene, 100 parts of methyl methacrylate, and 10 parts of methacrylic acid were charged, and the temperature was raised while replacing with nitrogen. 7.2 parts of ammonium sulfate aqueous solution and 4.8 parts of 20% anhydrous sodium bisulfite aqueous solution were added and polymerized for 60 minutes. Next, 10 parts of a 20% aqueous solution of ammonium persulfate was added, and the remaining 140 parts of the monomer mixture was added dropwise over 1 hour. The polymerization was terminated by keeping at 90 ° C. for 4 hours, and an emulsion of thermoplastic copolymer A was obtained. The solid content of the emulsion was 39%, the glass transition temperature of the thermoplastic copolymer A was 107 ° C., and the average particle size was 75 nm.
(Thermoplastic copolymer B) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, cooler, and nitrogen gas inlet tube, 310 parts of water and Haitenol N-08 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. polyoxyethylene nonylphenol) Ether sulfate) 5.6 parts, 48 parts of styrene, 19 parts of methyl methacrylate, 8 parts of ethyl methacrylate, 2.5 parts of divinylbenzene, 2.5 parts of methacrylic acid, and heated up to 70 ° C. while purging with nitrogen Warm, 5 parts of a 16% aqueous potassium persulfate solution was added and kept at 85 ° C. for 4 hours to complete the polymerization, and an emulsion of thermoplastic copolymer B was obtained. The solid content of the emulsion was 21%, and the glass transition temperature of the thermoplastic copolymer B was 85 ° C. and the average particle size was 75 nm.
(Thermoplastic copolymer C) Thermoplastic heavy, except that the monomer used in thermoplastic copolymer A is changed to 88 parts of styrene, 38 parts of methyl methacrylate, 70 parts of n-butyl methacrylate, and 4 parts of methacrylic acid. The same operation as that for obtaining the polymer A was carried out to obtain an emulsion of the thermoplastic copolymer C. The solid content of the emulsion was 39% and the glass transition temperature was 72 ° C.
(Surface sizing agent A) Styrene / acrylic sizing agent (solution type): Polymeron-NS-15-2 Arakawa Chemical Industries, Ltd. (Surface sizing agent B) Olefin sizing agent (solution type): Polymeron 482 Arakawa Chemical Industries, Ltd. (Surface sizing agent C) Styrene / maleic acid sizing agent: K-4 Harima Kasei Co., Ltd. [Example 1]
Basis weight containing 100 parts of chemical pulp as paper pulp, 12 parts of light calcium carbonate as filler, 0.3 part of ester compound of polyhydric alcohol and fatty acid (KB-110, manufactured by Kao Corporation) as softening agent ^On a base paper of 64 g / m ² , 80 parts of heavy calcium carbonate as a pigment, 10 parts of secondary kaolin, 10 parts of fine kaolin, 0.05 part of sodium polyacrylate as a dispersant, carboxy-modified styrene butadiene as a binder 11 parts of latex and 4 parts of phosphate esterified starch were added, and water was further added to adjust the coating liquid to a concentration of 65% by weight so that the coating amount was 14 g / m ² per side. Double-side coating was performed with a blade coater at 800 m / min to obtain pigment-coated paper.
[0029]
Next, a surface layer having a solid content of 30% comprising 10 parts of a styrene / acrylic sizing agent and 5 parts of a polyethylene wax emulsion release agent to 100 parts of a thermoplastic copolymer A having a glass transition temperature of 107 ° C. and an average particle diameter of 75 nm. The coating liquid is coated on both sides with a blade coater at a coating speed of 500 m / min so that the dry weight on one side becomes 1.0 g / m ^{2 on the} pigment-coated paper, and the moisture content is 6.5%. After obtaining the top-coated paper, a soft calender consisting of an elastic roll with a metal roll surface temperature of 180 ° C. and passing through two nips at a nip pressure of 40 kg / cm and a speed of 270 m / min yields a coated paper for printing. It was.
[Example 2]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic polymer A of Example 1 was changed to the thermoplastic polymer B.
[Example 3]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface sizing agent A of Example 1 was changed to the olefin-based surface sizing agent B.
[Example 4]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface sizing agent A of Example 1 was changed to styrene / maleic acid type surface sizing agent C.
[Comparative Example 1]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic polymer A of Example 1 was changed to the thermoplastic polymer C.
[Comparative Example 2]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface layer of Example 1 was only 100 parts of the surface sizing agent A.
[Comparative Example 3]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface layer of Example 1 was only 100 parts of the thermoplastic polymer A.
[Comparative Example 4]
In Example 1, a coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the base paper did not contain an ester compound of a polyhydric alcohol and a fatty acid.
[Comparative Example 5]
An NPi coat (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) having a basis weight of 104.7 g / m ² was used.
[0030]
Table 1 shows the results.
[0031]
[Table 1]

As is apparent from Table 1, the coated paper for printing of the present invention has a low density, a high white paper gloss, and good printability such as uneven unevenness and ink drying. On the other hand, all of the comparative examples have problems such as insufficient glossiness, uneven unevenness, and slow ink drying.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, while being bulky (low density), it has high white paper glossiness and excellent ink absorbency and the like, particularly in sheet-fed printing, ink unevenness does not occur, and ink drying properties are also good and printability is good. Excellent coated paper for printing could be obtained.

Claims

Coating for printing in which a surface layer having a thermoplastic polymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher and a surface sizing agent is provided on a pigment coating layer in which a coating layer containing a pigment and an adhesive is provided on a base paper. Paper, wherein the thermoplastic polymer and the surface sizing agent are contained in a solid content of the surface layer of 70 to 100% by weight, and the surface sizing agent is styrene / acrylic, olefinic, or styrene / maleic acid based A coated paper for printing, which is selected from at least one of the above copolymers and contains an ester compound of a polyhydric alcohol and a fatty acid in the base paper.