JP4819289B2

JP4819289B2 - 艶消し塗工紙およびその製造方法

Info

Publication number: JP4819289B2
Application number: JP2002379605A
Authority: JP
Inventors: 晴男金野; 雅也石崎; 泰徳南里
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004211219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は顔料としてウィスカー状炭酸カルシウムを配合して高平滑度で白紙光沢度が低く、かつ印刷後光沢に優れた艶消し塗工紙およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の出版物では文字を読みやすくするために白紙光沢が低く、写真部分の立体感を出すために印刷後光沢が高い紙が求められいる。このような白紙光沢度が低い塗工紙、いわゆる艶消し塗工紙は高級な印刷物、カタログ、パンフレット、カレンダーなどに使用されている。艶消し塗工紙は白紙光沢度を低く抑えるために、グロス調の塗工紙に比べて粒子の粗い顔料を多く使用した塗被液を塗被し、そのまま製品化するか、あるいは軽度のカレンダー処理を行って製品化している。そのため、これまでの艶消し塗工紙はグロス調に比べ平滑度が著しく低く、印刷後光沢の向上幅はグロス調に比べ高いものの、印刷後光沢は高くなかった。さらに平滑度が著しく低いと印刷後の面感が良好にはならない欠点もあった。また、艶消し塗工紙はオフセット印刷機を用いて枚葉で印刷される場合が多く、粗粒の顔料、例えば粗粒で不定形の炭酸カルシウムを多く使用すると枚葉で積み重ねられた時や、製本時にインキ落ちと呼ばれるトラブルが発生しやすい傾向にある。
【０００３】
なお、特開平7-70986号公報には、顔料中に長径3μm以上100μm以下で、短径が0.3μm以上4μm以下の針状の軽質炭酸カルシウムを10％以上配合することによって、剛度に優れた印刷用塗工紙が得られると記載されているが、ここでは針状の軽質炭酸カルシウムについてアスペクト比の規定はなく、また、白紙光沢度が要求されるグロス系の塗工紙に利用することを目的とし、かつ白紙光沢度および平滑度の規定もされていないことから、本件の課題とは明らかに異なる。
【０００４】
また、特開平11-81191号公報には、顔料中に長径3.0〜5.0μmで、短径が0.2〜0.5μmの針状または柱状の軽質炭酸カルシウムを30〜60％配合することによって、インキ落ちを改善し、インキ乾燥性が速く、白紙光沢度が低く、高平滑な艶消し塗工紙が得られると記載されているが、白紙光沢が低いにもかかわらず、平滑度、印刷光沢が高くなること等については、不十分であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平7-70986号公報
【特許文献２】
特開平11-81191号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、ウィスカー状炭酸カルシウムを顔料として用い、高平滑度でありながら低白紙光沢度で、かつ高印刷後光沢度の艶消し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】
本発明者らは上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、原紙に顔料と接着剤を含む塗被液を塗被する塗工紙の製造方法において顔料成分100重量％当たり5.0〜50μmの長径と0.3〜3.0μmの短径を有するウィスカー状炭酸カルシウムを5重量％以上配合した塗被液を塗被し、乾燥後、カレンダ処理を行って平滑度を800秒以上にすることによって、低白紙光沢度で、かつ高印刷後光沢度の塗工紙が製造できることを見出し、本発明にをなすに至った。上記のような長径及び短径を有するウィスカー状炭酸カルシウムを顔料として利用することによって低白紙光沢度でありながら、平滑度が高い艶消し塗工紙が得られる。
【０００８】
ウィスカー状炭酸カルシウムを顔料として用い、カレンダ処理を行うことによって低白紙光沢度でありながら、高平滑度で高印刷光沢度の艶消し塗工紙が得られる理由は詳細には不明であるが、塗工紙の白紙光沢度は顔料の比表面積が大きい方が高くなる傾向にあるため、ウィスカー状炭酸カルシウムのように粒子が大きい（＝比表面積が小さい）ものの方が白紙光沢度は発現しにくい。しかし、一般的に粒子径が大きい顔料を使用すると、紙のZ軸方向での凹凸が大きくなるため塗工紙の平滑度が低くなる傾向にある。一方、ウィスカー状炭酸カルシウムのように異方性があり、原紙に対して平行に配列すると紙のZ軸方向での凹凸は小さいため平滑度は高くなりやすい。上記のような理由からウィスカー状炭酸カルシウムを顔料として利用することによって低白紙光沢度でありながら、平滑度が高く、インキが均一に表面を覆うため印刷後光沢度が高い艶消し塗工紙が得られる。本発明においては、印刷後光沢度が白紙光沢度よりも30％以上、光沢度を高くすることも可能である。
【０００９】
本発明のウィスカー状炭酸カルシウムは、アスペクト比が5〜30である。
【００１０】
【本発明の実施の形態】
本発明において使用するウィスカー状炭酸カルシウムのウィスカーとは文献（プラスチックエージ 2000年4月号p.144）で定義されている。本発明で使用するウィスカー状炭酸カルシウムはいかなる方法、例えば、特開平3-88714で記載されているような炭酸ガス法や、特願2001-34134、2002-90239で記載されているような苛性化反応等で製造されたものでも構わないが、好ましくは苛性化反応で製造されたものを使用する。炭酸ガス法と苛性化反応で得られたウィスカーを比較すると苛性化反応で得られるウィスカーの方がインキとのなじみに優れるためインキ乾燥性が速く、印刷操業時に有利となる。
【００１１】
ウィスカー状炭酸カルシウムのアスペクト比は好ましくは5〜30、更に好ましくは5〜15の範囲であることにより、安定した品質を得ることができる。また、本発明で使用するウィスカー状炭酸カルシウムの長径は5.0〜50μm、好ましくは5.0〜30μm、より好ましくは6.0〜25μmのものを用いる。5.0μmよりも短いと軽度のカレンダ処理でも白紙光沢度が高くなり、艶消し塗工紙にはならない。また、50μmより長いものは現在のところでは、実用的ではない。また、ウィスカー状炭酸カルシウムの短径は0.3〜3μmの範囲にあるものが好ましく、より好ましくは0.3〜1.5μmである。短径はできるだけ短い方が塗工紙の平滑度が高くなるが、0.3μmよりも短くすると軽度のカレンダ処理でも白紙光沢度が高くなり、艶消し塗工紙は製造し難い。短径が3μmよりも大きいと軽度のカレンダ処理では艶消し塗工紙の平滑度は高くならない。
【００１２】
本発明においてウィスカー状炭酸カルシウムは全顔料成分100重量％当たり5重量％以上、好ましくは10重量％以上、より好ましくは30重量％以上配合することによって高平滑でありながら、白紙光沢度が低い塗工紙が得られる。5重量％よりも少ないとウィスカー状炭酸カルシウム配合の効果が小さく、他の顔料の種類によって白紙光沢度、平滑度及び印刷後光沢度は大きく影響される。
【００１３】
本発明でウィスカー状炭酸カルシウム以外に使用する顔料については特に規定するものではないが、一般的に艶消し塗工紙に使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、サチンホワイト、プラスチックピグメントを１種以上使用する。
【００１４】
本発明で使用する接着剤としては一般的な塗工紙の製造に用いられるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを用いる。その組成はスチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体あるいはその変性物が使用され、モノマーとしてはスチレン、ブタジエンの他、メチルメタアクリレート他ビニル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、アクリロニトリル等その他ビニル化合物、あるいはアクリル酸、フマル酸等ビニル系不飽和カルボン酸を用いるのが好ましい。
【００１５】
また、ラテックス以外に塗被液の保水性を維持し、原紙の内部結合強度を高めるために、酸化デンプン、エステル化あるいはエーテル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デンプン、カゼイン等の天然系接着剤、ポリビニルアルコール等の合成系接着剤を併用しても良い。これらの接着剤は顔料100重量％に対して8〜30重量％使用するのが好ましい。
【００１６】
本発明の塗被液には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等通常の塗工紙用組成物に配合される各種助剤を適宜使用しても良い。かくして調製された塗被組成物は一般の塗工紙製造に用いられているブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、バーコータ等の塗被装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコータによって原紙上に単層あるいは多層塗被される。その際、塗被液固形分濃度は40〜68％であることが好ましい。また、原紙としては一般の印刷用塗工紙に用いられる坪量30〜200g/m²の原紙が好ましく、必要に応じて上質紙、中質紙を選択して使用する。顔料塗被液の塗被量は、原紙片面当たり、固形分で7〜20g/m²の範囲で塗被するのが好ましい。また平滑度を800秒以上にするために通常の金属ロールと弾性ロールを用いたスーパーカレンダ、ソフトカレンダで等の仕上げ装置で白紙光沢度が45％を超えないように軽度の処理をするのが好ましい。
【００１７】
上記のように調製した塗被液を塗被し、乾燥後、軽度のカレンダ処理によって平滑度が800秒以上、好ましくは1000秒以上、より好ましくは1500秒以上で白紙光沢度が50％以下の艶消し塗工紙が製造される。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明を実施例および比較例をあげてより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
［品質評価方法］
（１）ウィスカー状炭酸カルシウムの長径・短径の測定：電子顕微鏡（JSM-840A：日本電子製）を用いて50個の粒子について長径、短径を測定した。
（２）ウィスカー状炭酸カルシウムのアスペクト比の測定：上記（１）で求めた長径、短径からアスペクト比（＝長径/短径）を計算した。
（３）平均粒子径の測定：マスターサイザーＳ（Malrern社製）を用いて、体積累積分布の５０％点を平均粒子径として測定した。
（４）白紙光沢度：JIS P8142に準じ、村上色彩研究所製の光沢度計を用い、75°光沢度を測定した。
（５）平滑度：王研式平滑度計で測定した。
（６）印刷後光沢度：RI-II型印刷機（明製作所製）を用い、東洋インキ製TK ハイエコーLZ（紅）を使用してインキ量0.2〜0.5mlで印刷し、印刷物のインキ濃度をマクベス濃度計で測定し、次にこの印刷物の光沢度を上記（４）と同様に測定した。インキ濃度と印刷物の光沢度の関係から、インキ濃度2.0の時の光沢度を求め、印刷後光沢度とした。
［実施例１］
長径20μｍ、短径1.0μmのウィスカー状炭酸カルシウム60部、微粒カオリン40部に対してポリアクリル酸ソーダ系分散剤0.3部を添加し、ホモディスパーで水に分散し、接着剤としてスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス10部及びリン酸エステル化デンプン5部を配合し、固形分濃度64％の塗被液を調製した。
【００１９】
これを坪量８０ｇ／ｍ^２の広葉樹晒しクラフトパルプ単独配合原紙に、片面当たり固形分で１２．５ｇ／ｍ^２になるようにブレードコータで両面塗被、乾燥させた。さらに線圧５０ｋｇ／ｃｍで２ニップのスーパーカレンダ処理をして塗工紙を調製した。
［実施例２］
スーパーカレンダ条件を２００ｋｇ／ｃｍで４ニップのスーパーカレンダ処理をしたこと以外は実施例１と同様に塗工紙を調製した。
［実施例３］
顔料成分としてウィスカー状炭酸カルシウム８０部、二級カオリン２０部を用いた以外は実施例１と同様に塗工紙を調製した。
［実施例４］
長径１０μｍ、短径１μｍのウィスカー状炭酸カルシウム４０部、０．７μｍの重質炭酸カルシウム２０部、二級カオリン２０部、微粒カオリン２０部を用いた以外は実施例１と同様に塗工紙を調製した。
［比較例１］
ウィスカー状炭酸カルシウムの代わりに平均粒子径０．７μｍの重質炭酸カルシウム（FMT-90：ファイマテック社製）を用い、スーパーカレンダ処理を行わないこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例２］
ウィスカー状炭酸カルシウムを用いずに平均粒子径０．７μｍの重質炭酸カルシウム（FMT-90：ファイマテック社製）８０部、二級カオリン２０部を用いたこと以外は実施例１と同様に塗工紙を調製した。
［比較例３］
粗粒（平均粒子径１．５μｍ）の重質炭酸カルシウム８５部と微粒カオリン１５部を用い、カレンダ処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例４］
ウィスカー状炭酸カルシウムを用いずに、長径５．０μｍ、短径０．２５μｍの針状炭酸カルシウム６０部を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例５］
ウィスカー状炭酸カルシウムを用いずに、長径２．０μｍ、短径０．４０μｍの針状炭酸カルシウム６０部を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００２０】
結果を表１に示した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１から明らかなように実施例１〜４は高平滑度でありながら低白紙光沢度で、印刷後光沢度が高い艶消し塗工紙を得ることができた。これに対して比較例１〜３は平滑度が低かった。比較例４及び５は、白紙光沢度が高く、印刷後光沢度と白紙光沢度の差が小さい。
【００２３】
従って本発明により製造された塗工紙は高平滑度で、白紙光沢度が低いにも関わらず、印刷後光沢度が高く、その効果は極めて大なるものがある。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により、高平滑度であるにも関わらず、白紙光沢度が低く印刷後光沢度が高い艶消し塗工紙を得ることができる。

Claims

原紙に顔料と接着剤を含有する塗被層を表面に有する艶消し塗工紙において、表面の塗被層が、５．０〜５０μｍの長径と０．３〜３．０μｍの短径を有するウィスカー状の炭酸カルシウムを顔料成分１００重量％当たり５重量％以上含有し、カレンダ処理により塗工紙の塗被層面は平滑度が８００秒以上であり、ウィスカー状炭酸カルシウムのアスペクト比が５〜３０であり、白紙光沢度が４５％を超えないことを特徴とする艶消し塗工紙。
顔料と接着剤を含む塗被液であって、５．０〜５０μｍの長径と０．３〜３．０μｍの短径を有するウィスカー状の炭酸カルシウムを顔料成分１００重量％当たり５重量％以上配合した前記塗被液を原紙表面に塗被後、カレンダ処理を行う艶消し塗工紙の製造方法であって、カレンダで処理した後の塗工紙の塗被層面の平滑度が８００秒以上であり、ウィスカー状炭酸カルシウムのアスペクト比が５〜３０であり、塗工紙の白紙光沢度が４５％を超えないことを特徴とする前記艶消し塗工紙の製造方法。