JP5285157B2 - 印刷用塗工紙 - Google Patents
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Description
本発明において原紙としては、LBKP、NBKPなどの化学パルプ、GP、PGW、RMP、TMP、CTMP、CMP、CGPなどの機械パルプ、DIPなどの古紙パルプに、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオン性樹脂や多価陽イオン塩などのカチオン化剤、紙力剤などの各種添加剤を配合した紙料から、酸性、中性、アルカリ性などで抄造した紙を使用できる。
式(1) 残存液滴体積率(%)={(滴下t秒経過後の塗工層表面の残存液滴体積Vt)/(滴下した液滴体積)}×100
式(2) Vt=π×(rt×rt×ht/2+ht×ht×ht/6)
Vt:滴下t秒経過後の塗工層表面の残存液滴体積[μl]
π:円周率
rt:測定する滴下t秒経過後の塗工層表面の液滴半径(μm)
ht:測定する滴下t秒経過後の塗工層表面の液滴高さ(μm)
このような接触角測定装置には、例えば自動接触角計CA−VP300(協和界面科学株式会社製)がある。
R(a)=0.4・R(A)〜0.7・R(A) 式(3)
R(A):大きい方の顔料の平均粒子径
R(a):小さい方の顔料の平均粒子径
下記の内容に従って印刷用塗工紙を作製した。各実施例の下塗り層および塗工層の内容と配合部数については表1および表2に示す。
原紙を、以下の通り作製した。また、原紙のコッブ吸水度を以下の通り測定した。
<コッブ吸水度>
JIS P8140に準じ、原紙の表面の水との接触時間30秒のときの吸収量(g/m2)を測定した。以下、コッブ吸水度とは、接触時間30秒のときのコッブ吸水度をいう。
濾水度400mlcsfのLBKP100部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム15部、両性澱粉0.8部、硫酸バンド0.8部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤(サイズパインK903、荒川化学工業社製)0.1部を添加して、長網抄紙機で抄造し、サイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ2g/m2と1.5g/m2になるように塗工した。その後にマシンカレンダー処理をしてコッブ吸水度65g/m2、坪量93g/m2の原紙1を得た。
原紙1のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を0.08部とした以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度88g/m2の原紙2を得た。
原紙1のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を0.05部とした以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度103g/m2の原紙3を得た。
原紙1のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を0.03部とした以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度126g/m2の原紙4を得た。
原紙1のアルキルケテンダイマー型サイズ剤の添加量を0.01部とした以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙5を得た。
原紙5のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ2g/m2と0.06g/m2になるように塗工した以外は原紙5と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙6を得た。
原紙5のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ1.8g/m2と3g/m2になるように塗工した以外は原紙5と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙7を得た。
原紙5のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ1.8g/m2と9g/m2になるように塗工した以外は原紙5と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙8を得た。
原紙5のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ1.7g/m2と12g/m2になるように塗工した以外は原紙5と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙9を得た。
原紙4のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ3g/m2と2g/m2になるように塗工した以外は原紙4と同様に行い、コッブ吸水度126g/m2の原紙10を得た。
原紙4のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ3g/m2と3.5g/m2になるように塗工した以外は原紙4と同様に行い、コッブ吸水度126g/m2の原紙11を得た。
原紙1のサイズプレス装置でリン酸エステル化澱粉と、カチオン性樹脂としてジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)を両面の塗工量でそれぞれ3g/m2と2g/m2になるように塗工した以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度65g/m2の原紙12を得た。
原紙5において、カチオン性樹脂としてのジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)に代えて、多価陽イオン塩として塩化マグネシウムを用いる以外は原紙5と同様に行い、コッブ吸水度138g/m2の原紙13を得た。
原紙4において、カチオン性樹脂としてのジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)に代えて、多価陽イオン塩として塩化マグネシウムを用いる以外は原紙4と同様に行い、コッブ吸水度126g/m2の原紙14を得た。
原紙1において、カチオン性樹脂としてのジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物(ジェットフィックス5052、里田化工社製)に代えて、多価陽イオン塩として塩化マグネシウムを用いる以外は原紙1と同様に行い、コッブ吸水度65g/m2の原紙15を得た。
原紙4において、カチオン性樹脂を塗工しない以外は原紙4と同様に行い、コッブ吸水度126g/m2の原紙16を得た。
顔料 内容と配合部数は表1〜3に記載
水溶性バインダー 内容と配合部数は表1〜3に記載
水分散性バインダー 内容と配合部数は表1〜3に記載
上記の内容で配合し、水で混合・分散して、固形分濃度50質量%に調製した。
コロイダルシリカ 内容と配合部数は表1〜3に記載
(但し、コロイダルシリカ複合合成樹脂は、コロイダルシリカ複合合成樹脂としての配合部数を示す。)
コロイダルシリカ以外の顔料 内容と配合部数は表1〜3に記載
バインダー 内容と配合部数は表1〜3に記載
上記の内容で配合し、水で混合・分散して、固形分濃度30質量%に調製した。なお、コロイダルシリカ複合合成樹脂を構成する合成樹脂は、シリル基を有する単量体にビニルトリエトキシシランを用い、シリル基を有さない単量体としてスチレンおよびアクリル酸ブチルを用いた。Tgは、シリル基を有さない単量体スチレンおよびアクリル酸ブチルの配合比率によって調整した。コロイダルシリカ複合合成樹脂を構成するコロイダルシリカは平均粒子径30nmのコロイダルシリカを用いた。コロイダルシリカ複合合成樹脂を構成するコロイダルシリカと合成樹脂の質量比は、コロイダルシリカ/合成樹脂=60/40であり、コロイダルシリカ複合合成樹脂の平均粒子径は150nmである。
顔料B:重質炭酸カルシウム
顔料C:スチレン系プラスチックピグメント
顔料D:合成非晶質シリカ
顔料E:スチレン−アクリル共重合体
バインダーa:リン酸エステル化澱粉
バインダーb:ポリビニルアルコール
バインダーc:スチレン−ブタジエン共重合体
バインダーd:メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体
原紙に下塗り層用塗工液をブレードコーターにて塗工し乾燥した後、最上層の塗工層用塗工液をエアーナイフコーターにて塗工し乾燥させた。その後、平滑化のためにカレンダー処理を行った。実施例1〜8、16、17、21〜34、39、40および比較例1、3、5〜7について下塗り層と最上層の塗工層の塗工量は片面あたり各々4g/m2と6g/m2とした。実施例9〜15、18〜20について下塗り層と最上層の塗工層の塗工量は片面あたり各々5g/m2と5g/m2とした。実施例35〜38について下塗り層と最上層の塗工層の塗工量は片面あたり各々5g/m2と6g/m2とした。比較例2、4について最上層の塗工層の塗工量は片面あたり6g/m2とした。実施例11、38は両面に塗工し、これら以外は片面に塗工した。カレンダーは弾性ロールと金属ロールからなる装置を用いて、ニップ線圧は幅方向の厚みプロファイルが適切に得られる範囲において、80kN/mで行った。また、金属ロールの温度は40℃とした。
印刷用塗工紙の評価は、下記の方法によって実施した。
印刷用塗工紙の白紙光沢度は、JIS Z8741に準拠し、村上色彩技術研究所製デジタル光沢計GM−26D型を用いて入反射角度75°で測定した。グロス系の印刷用塗工紙として光沢度が40%以上であればよく、優れたグロス系の印刷用塗工紙として60%〜90%がよい。
所定の搬送速度で印刷機の排紙部に排出された印刷用塗工紙の印刷面を観察し、インクの擦れ跡およびインクの剥離の度合いを目視評価で判定した。3〜5の評価であれば、実用上に問題はない。
5:インクの擦れ跡、インクの剥離が認められない。
4:インクの擦れ跡、インクの剥離がともにほとんど認められない。
3:インクの擦れ跡がかすかにあり、インクの剥離が極僅かに認められる。
2:インクの擦れ跡があり、部分的に印刷物が汚れたように見える。
1:印刷部分の全体的に、インクの擦れ跡やインクの剥離が発生している。
印刷用塗工紙に、18cm×18cm画サイズのブラックインクによるベタ画像を印刷した。印刷してから1時間後に、印刷用塗工紙の印刷面に500gまたは300gの荷重で、押し付け面積を4cm2とし、木綿のガーゼを押し付けて25回摩擦試験を行い、下記基準に従って目視にて評価した。3〜5の評価であれば、実用上に問題はない。
5:500g荷重のとき、ほとんど傷が認められない。
4:500g荷重のとき、僅かに傷が認められるが、許容レベルである。
3:300g荷重のとき、僅かに傷が認められるが、許容レベルである。
2:300g荷重のとき、多少の傷が認められる。
1:300g荷重のとき、著しく傷が認められる。
印刷してから1時間後に、印刷用塗工紙の印刷表面を爪で擦過し、インクの接着性強度を官能評価により、下記の5段階で評価した。3〜5の評価であれば、実用上に問題はない。
5:剥離がない。
4:剥離がほとんどない。
3:若干剥離があるが、実用上問題ない。
2:剥離があり、使用できない。
1:容易に剥離し、使用できない。
印刷用塗工紙に、印刷機でブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各単色および、ブラックインクを除く他の3色インクでの2重色(レッド、グリーン、ブルー)の計7色のベタパターンを、2cm×2cm四方で横一列に隙間なく並べて記録するという方法で、ベタ印刷を行った。印刷部の各色ベタ部および境界部について目視評価で判定した。3〜5の評価であれば、実用上に問題はない。
5:色の境界部に滲みがない。
4:色の境界部にほとんど滲みがない。
3:色の境界部に滲みはあるものの、境界部がはっきり識別できる。
2:色の境界部が、はっきりせず、隣接する色が境界部を越えて若干移動している。
1:各色の境界がわからず、隣接する色への滲み出しが大きい。
印刷用塗工紙に、18cm×18cm画サイズのブラックインクによるベタ画像を印刷した。インク滴のドットの拡散不良による白筋の視認性の程度を目視評価で判定した。3〜5の評価であれば、実用上に問題はない。
5:白筋が、確認できない。
4:白筋は確認できないが、濃淡が確認できる。
3:白筋は確認できないが、淡い筋ムラが確認できる。
2:薄い白筋が、確認できる。
1:白筋が、はっきり確認できる。
下記の内容に従って印刷用塗工紙を作製した。各実施例および各比較例の下塗り層または塗工層の内容と配合部数については表6に示す。
カオリン(平均粒子径2.2μm)20部、重質炭酸カルシウム(平均粒子径1.4μm)80部、スチレン−ブタジエン共重合体(Tg:−19℃)ラテックス10部、リン酸エステル化澱粉4部を配合し、これにpH9.5となるようにアンモニア水で調整し、B型粘度が200〜600mPa・sになるように水で調整し、下塗り層の塗工液1を調製した。
カオリン(平均粒子径2.2μm)20部、重質炭酸カルシウム(平均粒子径2.5μm)80部、スチレン−ブタジエン共重合体(Tg:−19℃)ラテックス10部、リン酸エステル化澱粉4部を配合し、これにpH9.5となるようにアンモニア水で調整し、B型粘度が200〜600mPa・sになるように水で調整し、下塗り層の塗工液2を調製した。
顔料 内容と配合部数は表6に記載
バインダー 内容と配合部数は表6に記載
顔料G:コロイダルシリカ(平均粒子径20〜30nm)
顔料H:コロイダルシリカ複合合成樹脂(実施例36と同様のコロイダルシリカ複合合成樹脂物を使用)
顔料I:ポリスチレン系有機顔料(平均粒子径1μm、空隙率50体積%)
顔料J:カオリン(平均粒子径2.2μm)
バインダーe:スチレン−ブタジエン共重合体(ガラス転移温度−19℃)
バインダーf:スチレン−アクリル共重合体
バインダーg:ポリビニルアルコール(ケン化度98%、重合度平均400)
原紙に、下塗り層用塗工液を片面あたり塗工量が5g/m2となるようにブレードコーターで塗工した。乾燥後にカレンダー処理をして下塗り層を設けた。次に下塗り層上に、最上層の塗工層用塗工液を片面あたり塗工量が6g/m2となるようにエアーナイフコーターで片面に塗工した。乾燥させた後にカレンダー処理をして印刷用塗工紙を得た。ここで比較例15は下塗り層用塗工液2を用い、それ以外は下塗り層塗工液1を用いた。また比較例16は下塗り層を設けなかった。
接触角の測定ならびに残存液滴体積率の測定は、印刷用塗工紙の塗工層上に混合溶液(イオン交換水/グリセリン=8/2)1μlを滴下し、各所定の接触時間において、自動接触角計CA−VP300(協和界面科学社製)および画像解析ソフトFAMAS(協和界面科学社製)を用いた画像データ解析により行った。画像データ解析は、カーブフィッティング法により行った。また測定に用いた混合溶液(イオン交換水/グリセリン=8/2)は、重量比としてイオン交換水/グリセリン=8/2の割合で混合し、さらに界面活性剤を加えて表面張力27.5mN/mに調整した。
Claims (5)
- インクジェット記録方式を利用する印刷機に用いる印刷用塗工紙であって、原紙の少なくとも一方の面に顔料とバインダーを含有する下塗り層、および下塗り層上に1層以上の塗工層を設けた印刷用塗工紙において、原紙が少なくともカチオン性樹脂としてのジメチルアミン−エピクロルヒドリン重縮合物と多価陽イオン塩としての塩化マグネシウムおよび塩化カルシウムとから選ばれる1種以上を含有し、最上層の塗工層が少なくともコロイダルシリカを含有し、最上層の塗工層表面のJIS Z8741で規定する75°光沢度が40%以上である印刷用塗工紙。
- 前記原紙が、接触時間30秒のときのJIS P8140に準じるコッブ吸水度が60g/m2以上である請求項1に記載の印刷用塗工紙。
- 最上層の塗工層に含まれるコロイダルシリカが、コロイダルシリカ複合合成樹脂を含む請求項1または2に記載の印刷用塗工紙。
- 前記コロイダルシリカ複合合成樹脂を構成する合成樹脂のガラス転移温度が、50℃以上である請求項3に記載の印刷用塗工紙。
- 最上層の塗工層に含有されるバインダーが、水分散性バインダーであり、水分散性バインダーのガラス転移温度が、コロイダルシリカ複合合成樹脂を構成する合成樹脂のガラス転移温度よりも低い温度である請求項3または4に記載の印刷用塗工紙。
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