JP5707000B2 - 産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙およびそれを用いる印刷物製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、産業用インクジェット印刷機を用いて印刷するための印刷用塗工紙に関する。また、産業用インクジェット印刷機によって印刷物を製造する方法に関する。

インクジェット記録方式の技術が急速に進歩し、多数枚の商業印刷物を製造するための産業用または商業用の印刷機に、インクジェット記録方式を使用する産業用インクジェット印刷機が公知である（例えば、特許文献１および２、非特許文献１および２参照）。産業用インクジェット印刷機は、例えば、大日本スクリーン製造社のＴｒｕｅｐｒｅｓｓＪｅｔ、ミヤコシ社のＭＪＰシリーズ、コダック社のＰｒｏｓｐｅｒおよびＶＥＲＳＡＭＡＲＫ、富士フィルム社のＪｅｔＰｒｅｓｓなどの名称で販売されている。

このような産業用インクジェット印刷機は、印刷諸条件に依存するものの一般家庭向けおよびＳＯＨＯ向けインクジェットプリンター、並びに大判インクジェットプリンターに比べてカラー印刷速度が１０倍〜数十倍と速く、印刷速度が１５ｍ／分以上、より高速では６０ｍ／分を超える。このため、産業用インクジェット印刷機は、一般家庭向けおよびＳＯＨＯ向けインクジェットプリンターおよび大判インクジェットプリンターと区別される。

産業用インクジェット印刷機は、可変情報を取り扱うことができるためにオンデマンド印刷に適応することができる。印刷業者は、固定情報をグラビア印刷機、オフセット印刷機、活版印刷機、フレキソ印刷機、熱転写印刷機またはトナー印刷機など従来からの印刷機で印刷し、可変情報を産業用インクジェット印刷機で印刷する形態を採用する場合が多い。

しかしながら、オフセット印刷用塗工紙など従来の印刷用塗工紙は、産業用インクジェット印刷機に対するインク定着またはインク吸収容量などの点で印刷適性が不十分である。このために、画像の汚れなどが発生し、商品として十分な画質が得られない。従来のインクジェットプリンター専用紙は、オフセット印刷機などの従来からの印刷機に対する塗工層強度などの点で印刷適性が不十分である。このために、オフセット印刷機ではブランケットパイリングなど印刷不良が発生し、商品として十分な画質が得られない。また、従来のインクジェットプリンター専用紙は、産業用インクジェット印刷機のような印刷速度を想定していないために、産業用インクジェット印刷機に対するインク吸収速度またはインク滴のドット拡散などの点で印刷適性が不十分である。このために、画像の汚れまたはベタ印刷領域の白抜けが発生し、商品として十分な画質が得られない。
なお、ドット拡散とは、塗工紙に着弾したインク滴同士が十分拡散して、インク滴間の隙間を埋める品質である。

特開２０１１−２５１２３１号公報 特開２００５−０８８５２５号公報

徳増路子著「Ｂ２判印刷本紙対応インクジェット印刷機」（「印刷雑誌」、印刷学会出版部発行、２０１０年８月号（Ｖｏｌ．９３）、２１頁〜２４頁） 宮城安利著「オフセット品質のインクジェット印刷機」（「印刷雑誌」、印刷学会出版部発行、２０１０年８月号（Ｖｏｌ．９３）、２５頁〜２９頁）

上記の問題から、産業用インクジェット印刷機向けの印刷用塗工紙が十分に確立されていない。特に、産業用インクジェット印刷機とオフセット印刷機などの従来からの印刷機との両方に印刷適性を有する印刷用塗工紙が求められている。また、産業用インクジェット印刷機を用いて商品となり得る印刷物を製造する方法が十分に確立されていない。特に、画質に拘らないチラシ類に比べて画質を求める小冊子類、カタログ類またはパンフレット類などの商品となり得る印刷物を製造する方法が十分に確立されていない。

本発明の第１課題は、オフセット印刷機などの従来からの印刷機に対して印刷適性を有し、商品として十分な画質を得ることができ、且つ、産業用インクジェット印刷機に対して印刷適性を有し、商品として十分な画質を得ることができる産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙を提供することである。また、本発明の第２課題は、この印刷用塗工紙を用いて産業用インクジェット印刷機による印刷物製造方法を提供することである。

本発明の第１課題は、ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を少なくとも含有する基紙と、該基紙上にポリビニルアルコールおよび平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムを少なくとも含有する塗工層とを有し、前記平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムの粒度分布曲線において少なくとも１つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が０．２５μｍ以下である産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙によって達成される。
これにより、オフセット印刷機などの従来からの印刷機に対する印刷適性を有し、且つ、産業用インクジェット印刷機に対する印刷適性を有する産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙を提供することができる。その結果、商品として十分な画質を得ることができる。

また、本発明の第２課題は、上記の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙に、印刷速度が６０ｍ／分以上である産業用インクジェット印刷機を使用して印刷することを含む印刷物製造方法によって達成される。
これにより、産業用インクジェット印刷機を用いて印刷して商品となり得る印刷物を製造することができる。

実施例１で用いた重質炭酸カルシウムの粒度分布図を示す。 比較例７で用いた市販品の重質炭酸カルシウムの粒度分布図を示す。

以下、本発明について詳細に説明する。

産業用インクジェット印刷機には、用紙搬送の違いによって連続紙タイプとカット紙タイプがある。また搭載するインク種には、色材が染料である水性染料インクと色材が顔料である水性顔料インクがある。本発明において、産業用インクジェット印刷機の用紙搬送またはインク種についてはいずれでも構わない。

印刷する画像に可変情報と固定情報が存在する場合は、固定情報の一部または全部をグラビア印刷機、オフセット印刷機、活版印刷機、フレキソ印刷機、熱転写印刷機またはトナー印刷機など従来からの印刷機を用いて印刷することが好ましい。特に、製造コストと印刷品質の点でオフセット印刷機が好ましい。従来からの印刷機での印刷は、産業用インクジェット印刷機を用いて印刷する前であっても後であっても構わない。可変情報と固定情報との画像領域が重なる場合は、産業用インクジェット印刷部分が従来からの印刷機のインクによって覆われて視認でき難くなる場合があるので、産業用インクジェット印刷機を用いる印刷を後に行うことが好ましい。ただし、従来からの印刷機を用いる印刷を、産業用インクジェット印刷機を用いる印刷より先に行うと、従来からの印刷機のインクによって塗工紙の塗工層が覆われるために塗工紙のインク吸収容量が不足する場合がある。従って、塗工紙は、産業用インクジェット印刷機に対するインク吸収容量を一層高めておく必要がある。

本発明において、従来からの印刷機は、例えば、グラビア印刷機、オフセット印刷機、活版印刷機、フレキソ印刷機、熱転写印刷機またはトナー印刷機である。
グラビア印刷機は、画像が彫り込まれたロール状の版胴を介してインクを被印刷体に転写する方式の印刷機である。
オフセット印刷機は、インクを一度ブランケットに移してから被印刷体に再び転移する間接印刷方式の印刷機である。
活版印刷機は、凸版に付与されたインクを被印刷体に押しつけるように圧をかけて印刷する凸版印刷方式の印刷機である。
フレキソ印刷機は、柔軟な弾性のある樹脂版を使用する凸版印刷方式である。
熱転写印刷機は、各色のインクリボンを用いる印刷機であって、熱によってインクリボンから色材を被印刷体に転写する方式の印刷機である。
トナー印刷機は、帯電ドラムに付着したトナーを、静電気を利用して被印刷体にトナーを転写させる電子写真方式の印刷機である。

本発明において、「商品として十分な画質」とは、印刷後に、塗工層の剥離、インク定着不良やトナー定着不良による印刷物の画像の汚れ、およびインク吸収速度やインク吸収容量の不足による印刷物の画像の汚れや滲みが発生していないことを指す。さらに、「商品として十分な画質」とは、産業用インクジェット印刷機では被印刷体に着弾したインク滴のドット拡散不良によって印刷物の印刷部分に白抜けが発生していないこと、オフセット印刷機ではブランケットパイリングが発生していないことを含む。「商品となり得る印刷物」とは、「商品として十分な画質」を有する印刷物である。

本発明において、産業用インクジェット印刷機の印刷速度は、６０ｍ／分以上である。これ未満の印刷速度であっても産業用インクジェット印刷が可能であるが、本発明の効果が顕著に認められる印刷速度は６０ｍ／分以上である。また、産業用という観点から生産性が重視され、生産性として６０ｍ／分以上が望まれる。カット紙タイプの場合は、印刷速度は、毎分当たりの印刷される用紙サイズから算出する。

本発明の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙は、基紙と塗工層とを有する。本発明において、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙の塗工層は、顔料として平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムを含有する。

本発明において、重質炭酸カルシウムは、粒子径１．５μｍ超の粒子を含有しないことが好ましい。この理由は、産業用インクジェット印刷における印刷物の画像の汚れ発生を、さらに抑制することができるからである。

平均粒子径がこれらの範囲に該当しない場合、産業用インクジェット印刷機に対する印刷適性が得られず、印刷物は、商品として十分な画質を得ることができない。

本発明において、平均粒子径は、単粒子の場合は単粒子の平均粒子径であり、二次粒子など凝集粒子を形成する場合は凝集粒子の平均粒子径である。重質炭酸カルシウムの平均粒子径、および粒度分布曲線における最大ピークの半値幅を、塗工紙となった状態から求めることができる。その方法としては、例えば、エネルギー分散形Ｘ線分光器などの元素分析機能付走査型電子顕微鏡を用いて印刷用塗工紙表面の電子顕微鏡写真を撮影し、撮影された粒子を面積が近似する球形と見なして粒子径を計算し、撮影画像内に存在する１００個から粒子を測定することによって、平均粒子径を算出する方法である。縦軸が頻度（％）で横軸が粒子径（μｍ）である粒度分布曲線は、１００個の粒子から測定された粒子径データから粒子画像解析ソフトウェアを用いて得ることができる。得られた粒度分布曲線から、半値幅は、最大ピークのピーク高の１／２高さにおける幅として求めることができる。

平均粒子径、最大ピークの半値幅は、レーザー回折・散乱法または動的光散乱法を利用する測定により求めることもできる。その場合、粒度分布とは、レーザー回折・散乱式粒度分析計で測定した体積を基準とした粒度分布である。平均粒子径とは、レーザー回折・散乱法あるいは動的光散乱法を用いた体積を基準とした粒度分布測定に基づく平均粒子径である。平均粒子径は、単粒子の場合は単粒子の平均粒子径であり、二次粒子など凝集粒子を形成する場合は凝集粒子の平均粒子径である。平均粒子径、および粒度分布曲線における最大ピークの半値幅は、得られた粒度分布から算出することができる。例えば、粒度分布、平均粒子径、および粒度分布曲線における最大ピークの半値幅は、日機装社製レーザー回折・散乱式粒度分布測定器Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸIIを用いて粒度分布を測定し、算出することができる。

最大ピークとは、１つまたはそれ以上のピークのうちの最も高いピークを意味する。最大ピークの半値幅が小さいと、粒度分布曲線は、明確な最大ピークを有することとなる。

本発明において、平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムは、その粒度分布曲線において、少なくとも１つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が０．２５μｍ以下であることが好ましい。半値幅が該条件を満足することによって、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙は、オフセット印刷などの従来からの印刷機に対する印刷適性を有し、且つ、産業用インクジェット印刷機に対するさらに良好な印刷適性を有することができる。

図１に、平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムであり、少なくとも１つのピークを有し、且つ最大ピークの半値幅が０．２５μｍ以下である重質炭酸カルシウムの粒度分布曲線を例示する。図２に、塗工紙分野で従来公知の重質炭酸カルシウムの粒度分布曲線を例示する。
重質炭酸カルシウムは、天然の石灰石を粉砕することにより製造される。従って、平均粒子径は同程度であっても、粒度分布は同じではない。一般的には、重質炭酸カルシウムは、明確なピークを有さないかあるいは広がりをもったピークを有する粒度分布曲線を示す。本発明にかかる重質炭酸カルシウムは、平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍであるような微粒子であること、加えて、明確な最大ピークを有する点で従来公知の重質炭酸カルシウムと区別される。

本発明において、塗工層は、重質炭酸カルシウム以外に従来公知の顔料を含有することができる。従来公知の顔料の例としては、各種カオリン、クレー、タルク、軽質炭酸カルシウム、サチンホワイト、リトポン、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、プラスチック顔料などを挙げることができる。

本発明において、塗工層中の本発明にかかる重質炭酸カルシウムの含有量は、塗工層中の総顔料１００質量部に対して６０質量部以上であることが好ましい。塗工層中の重質炭酸カルシウムが塗工層中の総顔料１００質量部に対して６０質量部以上であると、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙は、産業用インクジェット印刷機に対して、より良好な印刷適性が得られる。

本発明にかかる平均粒子径を有する重質炭酸カルシウムは、例えば、次に示す方法で製造することができる。先ず、天然石灰石を乾式粉砕し得られた粉体を、水または分散剤を添加した水溶液に分散させた重質炭酸カルシウムの予備分散スラリーを調製する。このようにして調製した予備分散スラリーを、さらに、ビーズミル等を用い湿式粉砕する。ここで、天然石灰石を直ちに湿式粉砕することもできる。しかし、生産性の点から、湿式粉砕に先立って予め乾式粉砕することが好ましい。乾式粉砕では、石灰石の粒子径を４０ｍｍ以下、好ましくは平均粒子径を２μｍ以上２ｍｍ以下の程度に粉砕しておくことがよい。湿式粉砕では、途中段階で整粒を行い、粒子径を整えることが好ましい。整粒は、市販の整粒機によって実施することができる。

次に、上記粉砕した石灰石の表面に有機分散剤を施すのがよい。これは種々の方法で行うことができるが、乾式粉砕した石灰石を有機分散剤の存在下で湿式粉砕することにより行う方法が好ましい。具体的には、石灰石／水性媒体（好ましくは水）との質量比が３０／７０以上８５／１５以下、好ましくは６０／４０以上８０／２０以下の範囲となるように石灰石に水性媒体を加え、ここに有機分散剤を加える。有機分散剤の例としては、官能基としてカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩またはリン酸エステル塩を有する低分子または高分子の水溶性アニオン系界面活性剤、若しくはポリエチレングリコール型または多価アルコール型非イオン界面活性剤を挙げることができる。有機分散剤の水溶性アニオン系界面活性剤で、ポリアクリル酸を有するポリアクリル酸系有機分散剤が特に好ましい。これら有機分散剤は、サンノプコ社、東亞合成社、花王社等から市販されており、本発明に用いることができる。使用する有機分散剤の量は特に限定されないが、重質炭酸カルシウム１００質量部当たり固形分として０．３質量部以上３．５質量部以下の範囲で使用することが好ましく、０．５質量部以上３質量部以下の範囲がより好ましい。得られる予備分散スラリーを従来公知の方法により湿式粉砕する。または、上記範囲の量となる有機分散剤を予め溶解してなる水性媒体を石灰石と混合し従来公知の方法により湿式粉砕する。湿式粉砕は、バッチ式でも連続式でもよく、サンドミル、アトライター、ボールミルなどの粉砕媒体を使用したミルなどの装置によって実施することができる。このように湿式粉砕することにより、平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムを得ることができる。さらに、所定の半値幅を得るために整粒することにより、粒度分布曲線において少なくとも１つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が０．２５μｍ以下である重質炭酸カルシウムを得ることができる。なお、本発明にかかる平均粒子径を有する重質炭酸カルシウムを得る方法は上記方法に限定されない。

本発明において、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙の塗工層は、バインダーとしてポリビニルアルコールを含有する。本発明にかかるポリビニルアルコールには、各種ケン化度または各種重合度のポリビニルアルコール、さらにシラノール基を導入したシラノール変性ポリビニルアルコール、カルボキシル基を導入したカルボン酸変性ポリビニルアルコール、カチオン性ポリマーやモノマーを導入したカチオン変性ポリビニルアルコール、アルキル基を導入したアルキル変性ポリビニルアルコールなどが含まれる。

ポリビニルアルコールのケン化度は８０ｍｏｌ％以上９９．５ｍｏｌ％未満が好ましい。また、ポリビニルアルコールの重合度は５００以上４０００以下が好ましい。この理由は、塗工層塗工液の液安定性や塗工層強度が、より良好となるからである。

塗工層は、ポリビニルアルコール以外に従来公知のバインダーを含有することができる。バインダーの例としては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド等のポリアクリル酸系、ポリ酢酸ビニル系、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル等の各種共重合体ラテックス、ポリエチレンオキシド、ユリアまたはメラミン等のホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン、エピクロルヒドリン等の水溶性合成物を挙げることができる。さらなるバインダーの例としては、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、デキストリン、マンナン、キトサン、アラビノガラクタン、グリコーゲン、イヌリン、ペクチン、ヒアルロン酸、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等の天然多糖類またはそのオリゴマー、さらにはその変性体を挙げることができる。また、他のバインダーの例としては、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、コラーゲン等の天然タンパク質またはその変性体、ポリ乳酸、ペプチド等の合成高分子やオリゴマーを挙げることができる。これらは単独または組み合わせて使用することができる。またバインダーは、カチオン変性を施して使用することができる。顔料に対して過剰にバインダーを配合すると産業用インクジェット印刷において、インク吸収容量の点から印刷適性が低下する場合があるため、塗工層中におけるバインダーの含有量は、塗工層に含有する全顔料固形分１００質量部に対して３質量部以上３０質量部以下であることが好ましく、５質量部以上２０質量部以下であることがより好ましい。ポリビニルアルコールは、塗工層中の総バインダー量１００質量部に対して６０質量部以上であることが好ましい。

本発明において、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙の塗工層は、本発明にかかる重質炭酸カルシウムおよびポリビニルアルコール以外に必要に応じて、塗工紙分野で通常使用されている従来公知の各種助剤を含有することができる。各種助剤の例としては、有機顔料、インク定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、印刷適性向上剤、界面活性剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤等が挙げられる。

本発明において、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙の塗工層は、塗工層塗工液を基紙上に塗工後、乾燥して得ることができる。塗工層塗工液を基紙上に塗工する方法としては、通常使用される塗工装置を用いることができ、特に限定されない。例えば、ロールコーター、エアナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター等の各種ブレードコーター、ショートドウェルコーター、カーテンコーターなどの各種塗工装置を用いることができる。乾燥方法としては、通常使用される乾燥装置を用いることができ、特に限定されない。例えば、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアループドライヤー、サインカーブエアフロートドライヤー等の熱風乾燥機、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波等を利用した乾燥機等の各種乾燥装置を挙げることができる。

本発明の塗工層の基紙は、ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を少なくとも含有する。当該基紙は、ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を原紙に含有させることによって得ることができる。ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を原紙に含有させる方法は、（１）紙料中にホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を添加する方法、（２）ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を含有する処理液組成物を原紙に塗布または含浸する方法、が挙げられる。
本発明において、ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を原紙に含有させる方法としては上記（２）の方法が好ましい。この理由は、紙料の安定性や生産性が良好になるからである。

本発明において、原紙は、ＬＢＫＰ（Leaf Bleached Kraft Pulp）、ＮＢＫＰ（Needle Bleached Kraft Pulp）などの化学パルプ、ＧＰ（Groundwood Pulp）、ＰＧＷ（Pressure Groundwood Pulp）、ＲＭＰ（Refiner Mechanical Pulp）、ＴＭＰ（Thermo Mechanical Pulp）、ＣＴＭＰ（Chemi Thermo Mechanical Pulp）、ＣＭＰ（Chemi Mechanical Pulp）、ＣＧＰ（Chemi Groundwood Pulp）などの機械パルプ、ＤＩＰ（De-Inked Pulp）などの古紙パルプなどの木材パルプと従来公知の填料を主成分として、バインダーおよびサイズ剤や定着剤、歩留まり向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤などの各種添加剤を必要に応じ１種以上用いて混合し、長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などの各種装置で製造された紙である。

本発明において、ホウ酸化合物は、三酸化二ホウ素が水化（Hydration）して生ずる酸素酸の総称である。ホウ酸化合物の例としては、オルトホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）、メタホウ酸（ＨＢＯ_２）、次ホウ酸（Ｈ_４Ｂ_２Ｏ_４）、四ホウ酸（Ｈ_２Ｂ_４Ｏ₇）、五ホウ酸（Ｈ_２Ｂ_１０Ｏ_１６）等を挙げることができる。

本発明において、ホウ酸塩化合物は、ホウ素を中心原子とする酸素酸の塩で、下記の代表式で示される化合物の総称である。
ｘＭ^１ _２Ｏ・ｙＢ_２Ｏ_３・ｚＨ_２Ｏ
ここで、Ｍ^１は１価の金属イオンの場合であり、ｚは０を含む。
ｙ／ｘが１／３、１／２、１、２、５／２、４に相当する場合を、それぞれオルトホウ酸塩、二ホウ酸塩、メタホウ酸塩、四ホウ酸塩、五ホウ酸塩、八ホウ酸塩という。
ホウ酸塩化合物の例としては、ホウ酸コバルト、ホウ酸亜鉛（四ホウ酸亜鉛，メタホウ酸亜鉛等）、ホウ酸アルミニウム・カリウム、ホウ酸アンモニウム（メタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウム等）、ホウ酸カドミウム（オルトホウ酸カドミウム、四ホウ酸カドミウム等）、ホウ酸カリウム（メタホウ酸カリウム、四ホウ酸カリウム、五ホウ酸カリウム、六ホウ酸カリウム、八ホウ酸カリウム等）、ホウ酸銀（メタホウ酸銀、四ホウ酸銀等）、ホウ酸銅（ホウ酸第２銅、メタホウ酸銅、四ホウ酸銅等）、ホウ酸ナトリウム（メタホウ酸ナトリウム、二ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸ナトリウム、六ホウ酸ナトリウム、八ホウ酸ナトリウム等）、ホウ酸鉛（メタホウ酸鉛、六ホウ酸鉛等）、ホウ酸ニッケル（オルトホウ酸ニッケル、二ホウ酸ニッケル、四ホウ酸ニッケル、八ホウ酸ニッケル等）、ホウ酸バリウム（オルトホウ酸バリウム、メタホウ酸バリウム、二ホウ酸バリウム、四ホウ酸バリウム等）、ホウ酸ビスマス、ホウ酸マグネシウム（オルトホウ酸マグネシウム、二ホウ酸マグネシウム、メタホウ酸マグネシウム、四ホウ酸三マグネシウム、四ホウ酸五マグネシウム等）、ホウ酸マンガン（ホウ酸第１マンガン、メタホウ酸マンガン、四ホウ酸マンガン等）、ホウ酸リチウム（メタホウ酸リチウム、四ホウ酸リチウム、五ホウ酸リチウム等）等を挙げることができる。これら以外に、ホウ酸塩化合物の例としては、ホウ砂、カーナイト、インヨーアイト、コトウ石、スイアン石、ザイベリ石等のホウ酸塩鉱物を挙げることができる。

これらホウ酸化合物およびホウ酸塩化合物の中で、ホウ酸化合物はオルトホウ酸が好ましく、ホウ酸塩化合物はホウ砂が好ましい。また、ホウ酸化合物およびホウ酸塩化合物は２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明において、基紙中のホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物の含有量は、オルトホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）換算の固形分量で、０．１５ｇ／ｍ^２以上４．０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。処理液組成物を塗布または含浸する方法では、片面あたり０．０７５ｇ／ｍ^２以上２．０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。この範囲であると、オフセット印刷機などの従来からの印刷機に対する印刷適性を有しつつ、より良好な産業用インクジェット印刷機に対する印刷適性を有する。しかも、塗工層のひび割れ発生を抑制することができる。

本発明において、処理液組成物中のホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物の濃度は、処理液組成物中における結晶析出問題の点から、５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。

本発明において、処理液組成物は、ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物以外に必要に応じて界面活性剤、消泡剤、増粘剤、色味調整剤、蛍光増白剤、耐水化剤、染料定着剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など各種添加剤を含有することができる。

本発明において、ホウ酸化合物とホウ酸塩化合物を含有する処理液組成物を原紙に塗布または含浸する方法は、公知の塗布または含浸させる方法を用いることができる。例えば、バーチカル型サイズプレス、ホリゾンタル型サイズプレス、インクラインド型サイズプレス、ゲートロール、ビルブレード等のサイズプレス装置、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドブレードコーター、バーコーター、リバースロールコーター、コンマコーター、リップコーター、ダイコーター、カーテンコーター等、各種の塗工装置を用いる方法を挙げることができる。

本発明において、原紙、基紙あるいは印刷用塗工紙は、必要に応じてマシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダー等により表面を平滑化することができる。

ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を含有する基紙上に、本発明にかかるポリビニルアルコールおよび平均粒子径を有する重質炭酸カルシウムを少なくとも含有する塗工層を設けることによって、得られる産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙は、オフセット印刷機などの従来からの印刷機に対する印刷適性に優れ、且つ産業用インクジェット印刷機に対する印刷適性に優れる。

本発明において、産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙は、本発明にかかる塗工層を基紙の両面上に有することが好ましい。塗工層を両面に設けることでＣＷＦ−Ｐａｐｅｒ並みの画質を両面に得ることができる。

本発明の別の一態様は、本発明にかかる産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙に、印刷速度が６０ｍ／分以上である産業用インクジェット印刷機を使用して印刷することを含む印刷物製造方法である。この印刷物製造方法により、生産性に優れ、産業用インクジェット印刷機において良好な印刷物を製造することができる。また、印刷物は、産業用インクジェット印刷機による印刷の前または後にオフセット印刷機のような従来からの印刷機によって印刷することが可能である。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、その主旨を超えない限り、以下の実施例に限定されない。また、実施例において示す質量部、質量％および体積％は、乾燥固形分あるいは実質成分の値を示す。

＜平均粒子径および最大ピークの半値幅の測定＞
下記のようにして得られた印刷用塗工紙表面を走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−６４９０ＬＡ、日本電子社製） で写真を撮影し、撮影画像から、撮影された粒子を面積が近似する球形と見なして粒子径を計算し、撮影画像内に存在する１００個から粒子を測定することによって、平均粒子径を算出した。縦軸が頻度（％）で横軸が粒子径（μｍ）である粒度分布曲線は、１００個の粒子から測定された粒子径データから粒子画像解析ソフトウェアを用いて得た。得られた粒度分布曲線から、半値幅を、最大ピークのピーク高の１／２高さにおける幅として求めた。平均粒子径および最大ピークの半値幅を表１に記載する。

＜重質炭酸カルシウムの調製＞
重質炭酸カルシウムは、天然の石灰石をジョークラッシャー、ハンマークラッシャー、ローラーミルによって平均粒子径３０μｍ程度までに粗粉砕して、必要に応じて整粒し、これに水と市販のポリアクリル酸系分散剤を加えて攪拌し、固形分約７５質量％の予備分散スラリーとした。この予備分散スラリーをアシザワ・ファインテック社製湿式粉砕機（横型、円柱型粉砕室の寸法：直径約０．５ｍ、長さ約１．３ｍ）を用いて処理し、その後、必要に応じて整粒した。ビーズは直径約０．２ｍｍのジルコニア製を用いた。ビーズの充填率は８０体積％〜８５体積％の範囲で変化させた。流量は約１５リットル／分とし、パス回数を変化させた。以上の操作から、各種平均粒子径や半値幅となる重質炭酸カルシウムを調製した。
このように調製した重質炭酸カルシウムを、実施例１〜９、参考例１および比較例１〜５の印刷用塗工紙の製造に使用した。なお、実施例１で用いる重質炭酸カルシウムの粒度分布図を図１に示す。

＜原紙の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００質量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１０質量部、両性澱粉０．８質量部、硫酸アルミニウム０．８質量部、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）１．０質量部を添加して長網抄紙機で抄造し、抄造紙を得た。この抄造紙に、サイズプレス装置で両面あたり酸化澱粉を２．５ｇ／ｍ^２付着させ、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２となる原紙を作製した。

＜処理液組成物の調製＞
水４２０部に、オルトホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）４０部とホウ酸塩化合物であるホウ砂（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）４０質量部を溶解し、ホウ酸／ホウ砂における質量比が１／１となる処理液組成物を調製した。

＜基紙１の作製＞
上記の原紙上に処理液組成物を乾燥後の付着量が片面あたり１ｇ／ｍ^２となるようにエアナイフコーターを用いて塗布し、熱風型乾燥機を用いて乾燥させ、ソフトカレンダーを用いてカレンダー処理をして基紙１を作製した。

＜基紙２の作製＞
上記の原紙にソフトカレンダーを用いてカレンダー処理をして基紙２を作製した。

＜基紙３の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００質量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１０質量部、両性澱粉０．８質量部、硫酸アルミニウム０．８質量部、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）１．０質量部、オルトホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）２．３質量部を添加して長網抄紙機で抄造し、抄造紙を得た。この抄造紙に、サイズプレス装置で両面あたり酸化澱粉を２．５ｇ／ｍ^２付着させ、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２となる基紙３を作製した。
基紙３の作製では、パルプスラリーにオルトホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）を添加したとき、ホウ酸がパルプや両性澱粉に作用し、パルプスラリーの分散安定性が低下し、生産性が悪くなった。

＜塗工層塗工液の調製＞
実施例１〜９、参考例１、比較例１〜４、６および７の印刷用塗工紙の製造に使用した塗工層塗工液は、比較例５を除き、下記の内容により調製した。
重質炭酸カルシウムおよびその他の顔料 配合部数は表１に記載
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７、クラレ社製） １２質量部
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（ＪＳＲ−２６０５Ｇ、ＪＳＲ社製）
８質量部
上記の内容で配合し、水で混合・分散して、濃度４０質量％に調整した。

比較例５の印刷用塗工紙の製造に使用した塗工層塗工液については、下記の内容により調製した。

上記の内容で配合し、水で混合・分散して、濃度４０質量％に調整した。

表１に示したその他顔料は、以下の通りである。
軽質炭酸カルシウム（ＴＰ１２３、奥多摩工業社製、平均粒子径０．６３μｍ）
カオリン（ＨＧ９０、ヒューバー社製、平均粒子径０．１９μｍ）
シリカ（コロイダルシリカＭＰ−２０４０、日産化学工業社製、平均粒子径０．２μｍ）
比較例７で用いた重質炭酸カルシウム（ＦＭＴ−ＯＰ２Ａ、ファイマテック社製、平均粒子径０．７３μｍ、半値幅１．１μｍ）
なお、比較例７で用いた市販品の重質炭酸カルシウムの粒度分布図を図２に示す。

実施例１〜９、参考例１および比較例１〜７の印刷用塗工紙を以下の手順にて作製した。

＜印刷用塗工紙の作製＞
基紙上に、塗工層塗工液をブレードコーターにて塗工し、乾燥させた後、カレンダー処理をして印刷用塗工紙を作製した。塗工量は片面当たり１０ｇ／ｍ^２とした。実施例１〜９、参考例１および比較例１〜７の印刷用塗工紙の基紙の種類を表１に示す。

＜オフセット印刷機印刷＞
オフセット印刷機としてミヤコシ社製オフセットフォーム輪転機を用いて、印刷速度：１５０ｍ／分、使用インク：Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ ＵＶベストキュア墨および金赤（Bronze Red）、ＵＶ照射量：８ｋＷ２基の条件で、６０００ｍ、所定の評価画像を繰り返し印刷し、印刷物を製造した。

＜産業用インクジェット印刷機印刷＞
産業用インクジェット印刷機としてコダック社製印刷機Ｐｒｏｓｐｅｒ ５０００ＸＬ Ｐｒｅｓｓを用いて、印刷速度：７５ｍ／分と１００ｍ／分との２段階、使用インク：水性顔料インクの条件で、６０００ｍ、所定の評価画像を印刷し、印刷物を製造した。

＜印刷物の評価＞
上記によって得られる印刷物に対して、オフセット印刷機および産業用インクジェット印刷機に対する印刷適性に伴って印刷物の画質が低下するか否か、かつ商品として十分な画質を有するか否か、印刷物の画質を目視によって下記の４段階で官能評価を行った。本発明において、評価ＡＡおよびＡのいずれかであれば、本発明の効果を有するものとする。
ＡＡ：画質の低下が無く、用途に関係なく商品として十分な画質を有する。
Ａ：画質の低下が僅かであり、用途に関係なく商品として十分な画質を有する。
Ｂ：画質の低下があり、用途によっては商品として十分な画質を有しない。
Ｃ：画質の低下があり、用途に関係なく商品として十分な画質を有さない。

実施例１〜９、参考例１および比較例１〜７の各評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙である実施例１〜９は、オフセット印刷機など従来からの印刷機と産業用インクジェット印刷機の両方に印刷適性を有し、商品になり得る十分な画質を有する印刷物を製造することができた。一方、本発明の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙に相当しない比較例１〜７は、これらへの印刷適性を有さず、商品になり得る十分な画質を有する印刷物を製造することができなかった。

Claims (4)

1. ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を少なくとも含有する基紙と、該基紙上に、ポリビニルアルコールおよび平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムを少なくとも含有する塗工層とを有し、前記平均粒子径が０．１μｍ以上０．２８μｍ以下である重質炭酸カルシウムの粒度分布曲線において少なくとも１つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が０．２５μｍ以下である産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙。
2. 前記ホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を少なくとも含有する基紙が、原紙の少なくとも一方の面にホウ酸化合物またはホウ酸塩化合物を少なくとも含有する処理液組成物を塗布または含浸させることによって形成される基紙である、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙。
3. 前記ホウ酸化合物がオルトホウ酸であり、前記ホウ酸塩化合物がホウ砂である、請求項１または２に記載の産業用インクジェット印刷機向け印刷用塗工紙。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の印刷用塗工紙に、印刷速度が６０ｍ／分以上である産業用インクジェット印刷機を使用して印刷することを含む印刷物製造方法。

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