JP6204526B2

JP6204526B2 - 印刷用紙

Info

Publication number: JP6204526B2
Application number: JP2016077813A
Authority: JP
Inventors: 中村　淳; 淳中村
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP2016145446A

Description

本発明は、白色度と不透明度に優れる印刷用紙に関するものである。さらに詳しくは、白色度、不透明度が良好であり、かつオフセット印刷にも耐えうる表面強度を備えた軽量印刷用紙に関するものである。

近年、用紙のコスト削減と輸送および郵送コスト削減とを両立するため、用紙の軽量化への要望が高まっている。また、森林資源の有効活用といった環境の観点からも用紙の軽量化は避けて通れない問題となっている。さらに、用紙の軽量化だけでなく、従来使用されてきた用紙と遜色のない白色度、不透明度、オフセット印刷に耐えうる表面強度が同時に要望されている。しかし、単に用紙を軽量化するだけでは不透明度が低下し、印刷した場合の裏抜けが問題となってくる。

不透明度の低下を解決する手段として以下の方法がある。（１）機械パルプを含有する方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。この方法では、機械パルプが含有するリグニンの影響で、白色度が低下する問題がある。さらに、パルプ繊維の周りにリグニンを多量に含有するため繊維のフィブリル化が阻害され、繊維間結合を形成し難くなり、紙の強度が低下する問題がある。（２）紙の強度を低下させずに填料の含有量を増加させる方法が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。この方法では、填料を凝集させて粒子径を制御することで不透明度向上の効果が得られるが、安定した品質を得るために凝集粒子径をコントロールすることが非常に困難であるという問題がある。（３）着色顔料を含有する方法が挙げられる（例えば、特許文献３参照）。この方法では、紙の強度は低下し難いが、白色度が大きく低下する問題がある。白色度と不透明度の両立を求める手段として次の方法がある。（４）屈折率の高い酸化チタンを添加する方法が挙げられる（例えば、特許文献４参照）。この方法では、酸化チタンが繊維間結合を阻害し易く、紙の強度が低下するという問題がある。さらに、酸化チタンは紙中への歩留りが低く、抄紙工程のプラスチックワイヤーから多量に酸化チタンが抜け落ちてしまい排水負荷を高めるという問題がある。

特開２００１−３３６０８８号公報特開２００４−１８３２３号公報特開平１１−３６１９６号公報特開２０００−３３６５９３号公報

坪量が７５ｇ／ｍ^２以下のように軽量化された印刷用紙において、白色度と不透明度とを両立して十分に高められた印刷用紙は未だ確立されていない。本発明の目的は、白色度、不透明度が良好であり、かつオフセット印刷にも耐えうる表面強度を備えた軽量印刷用紙を提供することにある。

本発明者は、鋭意検討した結果、印刷用紙が特定量の黒顔料と蛍光増白染料を含有することにより本発明の上記の課題を解決するに至った。

即ち、本発明の課題は、坪量が７５ｇ／ｍ^２以下の印刷用紙であって、印刷用紙が黒顔料および蛍光増白染料を含有し、印刷用紙が含有する黒顔料の含有量Ｘ（ｇ／ｍ^２）が０．００１≦Ｘ≦０．０１の範囲であり、印刷用紙が含有する蛍光増白染料の含有量Ｙ（ｇ／ｍ^２）が０．０３≦Ｙの範囲であることを特徴とする印刷用紙によって達成された。

また好ましくは、黒顔料がカーボンブラックである。

また好ましくは、蛍光増白染料がスチルベンジスルホン酸誘導体である。

また好ましくは、黒顔料の平均一次粒子径Ｄ（μｍ）が０．０５≦Ｄ≦０．５の範囲である。

本発明により、白色度、不透明度が良好であり、かつオフセット印刷にも耐えうる表面強度を備えた軽量印刷用紙を提供できる。

本発明の印刷用紙について、詳細に説明する。

本発明の印刷用紙は、黒顔料を含有する。黒顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルカーボン、サーマルブラック等のカーボンブラック顔料、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子、アニリンブラック、チタンブラック、酸化銅、酸化鉄、フタロシアニンブラック等を挙げることができる。本発明の効果の点で好ましくは、カーボンブラックである。黒顔料は、例えば、大日精化工業社、住化ケムテックス社、御国色素社等から市販されている。

本発明において、印刷用紙中の黒顔料の含有量Ｘ（ｇ／ｍ^２）は、０．００１≦Ｘ≦０．０１の範囲である。黒顔料の含有量が０．００１ｇ／ｍ^２よりも少ない場合は、印刷用紙の不透明度を向上させる効果が乏しく、印刷後の画像の裏抜けを抑制できない。黒顔料の含有量が０．０１ｇ／ｍ^２を超える場合は、印刷用紙の不透明度が大きく向上して印刷後の裏抜けを抑制できるが、同時に、白色度の低下が大きくなり印刷後の画像の映えが損なわれる。この含有量の黒顔料と後述の蛍光増白染料とを含有することによって、印刷用紙は、表面強度が低下することなく、高い不透明度を有しつつ高い白色度を得ることができる。

本発明の印刷用紙は、蛍光増白染料を含有する。蛍光増白染料としては、例えば、フルオレセイン系化合物、チオフラビン系化合物、エオシン系化合物、ローダミン系化合物、クマリン系化合物、イミダゾール系化合物、オキサゾール系化合物、トリアゾール系化合物、カルバゾール系化合物、ピリジン系化合物、イミダゾロン系化合物、ナフタル酸誘導体、スチルベンジスルホン酸誘導体、スチルベンテトラスルホン酸誘導体、スチルベンヘキサスルホン酸誘導体等を挙げることができる。本発明の効果の点で好ましくは、スチルベンジスルホン酸誘導体である。蛍光増白染料は、例えば、クラリアント社、日本化薬社、ケミラジャパン社、チバ・ジャパン社等から市販されている。

本発明の印刷用紙が含有する蛍光増白染料の含有量Ｙ（ｇ／ｍ^２）は、０．０３≦Ｙの範囲である。好ましくは、０．０３≦Ｙ≦３の範囲である。蛍光増白染料の含有量が０．０３ｇ／ｍ^２よりも少ない場合は、印刷用紙の白色度を向上させる効果が乏しい。蛍光増白染料を３ｇ／ｍ^２を超えて含有する場合は、蛍光増白染料の効果が飽和に達し、コスト、化学薬品使用量増大による環境への影響の観点から好ましくない。さらに、蛍光増白染料を過剰に含有する場合、濃度消光と呼ばれる現象が起こり、逆に白色度が低下してしまうことがある。この含有量の蛍光増白染料と前記の黒顔料とを含有することによって、印刷用紙は、表面強度が低下することなく、高い白色度を有しつつ高い不透明度を得ることができる。

本発明において、黒顔料の平均一次粒子径Ｄ（μｍ）が０．０５≦Ｄ≦０．５の範囲であることが好ましい。平均一次粒子径は、日機装株式会社製粒度分布測定装置マイクロトラック−ＭＴ３０００で測定される体積基準の平均一次粒子径である。平均一次粒子径は、比較的大きい粒子径の黒顔料から粉砕機によって調整することができる。

黒顔料の平均一次粒子径が上記の範囲であることによって、印刷用紙の表面強度を低下させることなく、白色度と不透明度をより良好にすることができる。

本発明の印刷用紙は、パルプとして従来公知の木材パルプを用いることができる。例えばクラフトパルプ（ＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）等の化学パルプや、砕木パルプ（ＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）等の機械パルプ、古紙パルプ（ＤＩＰ）を挙げることができる。また、バガス、ケナフ、竹、麻、コットン、楮、三椏、雁皮等の非木材パルプも用いることができる。本発明において、パルプは化学パルプであることが好ましい。

本発明の印刷用紙は、填料として従来公知の白色顔料が用いられ、単独あるいは併用できる。白色顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪藻土、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムのような白色無機顔料を挙げることができる。さらに、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂のような白色有機顔料を挙げることができる。

本発明の印刷用紙は、パルプ、黒顔料、蛍光増白染料、および填料以外にその他の原料として、従来公知の薬剤を含有することができる。薬剤としては、例えば、紙力増強剤、インク定着向上剤、顔料分散剤、結着剤、増粘剤、サイズ剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤等を挙げることができる。

本発明の印刷用紙は、パルプや填料を含有する紙料に黒顔料および蛍光増白染料を添加し、さらに必要に応じてその他原料を添加した紙料を従来公知の抄紙機を用いて抄造する方法、またはパルプや填料を含有する紙料に必要に応じてその他原料を添加した紙料を従来公知の抄紙機を用いて抄造し、オンラインのサイズプレス装置によって黒顔料および蛍光増白染料を含有する液組成物を付与する方法などによって得ることができる。坪量は、紙料の濃度調整など公知の方法で調整することができる。抄紙機としては、例えば、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、コンビネーション抄紙機、円網抄紙機、ヤンキー抄紙機等を挙げることができる。サイズプレスとしては、２ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス等を挙げることができる。

以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（参考例１）
パルプとして、濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰが８５部、濾水度４５０ｍｌｃｓｆのＮＢＫＰが１５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（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）２０部、両性澱粉（商品名：Ｃａｔｏ３２１０、日本エヌエスシー社製）１．０部、硫酸バンド１．０部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（商品名：サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）０．３部を添加して、長網抄紙機で抄紙し乾燥した。その後、酸化澱粉（商品名：ＭＳ＃３８００、日本食品化工社製）１００部、黒顔料として平均一次粒子径Ｄが０．２μｍのカーボンブラック（商品名：ＴＢ−５１０ＢＬＡＣＫＴＲ、大日精化工業社製）０．０５部、蛍光増白染料としてスチルベンジスルホン酸誘導体（商品名：ＬｅｕｃｏｐｈｏｒＡＰｌｉｑ、クラリアント社製）５０部からなる糊液を、ゲートロールコーターを用いて乾燥含有量で、印刷用紙の含有量として酸化澱粉が２ｇ／ｍ^２、黒顔料が０．００１ｇ／ｍ^２、蛍光増白染料が１ｇ／ｍ^２となるように塗布した。その後、マシンカレンダー処理をして坪量７５ｇ／ｍ^２、密度０．８５ｇ／ｃｍ^３の参考例１の印刷用紙を作製した。

（参考例２）
黒顔料の配合部数を０．２５部として印刷用紙の黒顔料含有量を０．００５ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例１と同様にして参考例２の印刷用紙を作製した。

（参考例３）
黒顔料の配合部数を０．５部として印刷用紙の黒顔料含有量を０．０１ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例１と同様にして参考例３の印刷用紙を作製した。

（参考例４）
蛍光増白染料の配合部数を１．５部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を０．０３ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例２と同様にして参考例４の印刷用紙を作製した。

（参考例５）
蛍光増白染料の配合部数を１５０部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を３ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例２と同様にして参考例５の印刷用紙を作製した。

（参考例６）
黒顔料を平均一次粒子径Ｄが０．２μｍのフタロシアニンブラック（商品名：ＴＢ−７８６ＢＬＡＣＫ、大日精化工業社製）とした以外は、参考例２と同様にして参考例６の印刷用紙を作製した。

（参考例７）
蛍光増白染料をクマリン系化合物（商品名：ＷｈｉｔｅｘＷｓ、住化ケムテックス社製）とした以外は、参考例２と同様にして参考例７の印刷用紙を作製した。

（参考例８）
蛍光増白染料の配合部数を２５部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を０．５ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例３と同様にして参考例８の印刷用紙を作製した。

（参考例９）
蛍光増白染料の配合部数を３００部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を６ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例２と同様にして参考例９の印刷用紙を作製した。

以下の参考例では、ランプブラック法により製造した平均一次粒子径が１μｍのカーボンブラックから、アイメックス社製横型連続式レディーミルＲＭＨ−０３を用いた湿式粉砕処理にて平均一次粒子径Ｄ（μｍ）を下記４種の粒子径に調整して、印刷用紙が含有する黒顔料として使用した。

（参考例１０）
黒顔料を平均一次粒子径Ｄが０．０２μｍのカーボンブラックとした以外は、参考例２と同様にして参考例１０の印刷用紙を作製した。

（参考例１１）
黒顔料を平均一次粒子径Ｄが０．０５μｍのカーボンブラックとした以外は、参考例２と同様にして参考例１１の印刷用紙を作製した。

（参考例１２）
黒顔料を平均一次粒子径Ｄが０．５μｍのカーボンブラックとした以外は、参考例２と同様にして参考例１２の印刷用紙を作製した。

（参考例１３）
黒顔料を平均一次粒子径Ｄが０．７μｍのカーボンブラックとした以外は、参考例２と同様にして参考例１３の印刷用紙を作製した。

（比較例１）
黒顔料の配合部数を０．０２５部として印刷用紙の黒顔料含有量を０．０００５ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例１と同様にして比較例１の印刷用紙を作製した。

（比較例２）
黒顔料の配合部数を１部として印刷用紙の黒顔料含有量を０．０２ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例１と同様にして比較例２の印刷用紙を作製した。

（比較例３）
蛍光増白染料の配合部数を０．５部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を０．０１ｇ／ｍ^２とした以外は、参考例２と同様にして比較例３の印刷用紙を作製した。

（比較例４）
黒顔料の配合部数を０部として印刷用紙の黒顔料含有量を０ｇ／ｍ^２とし、蛍光増白染料の配合部数を０部として印刷用紙の蛍光増白染料含有量を０とした以外は、参考例１と同様にして比較例４の印刷用紙を作製した。

（比較例５）
填料として軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）の配合部数を３０部、酸化チタン（商品名：タイペークＷ−１０、石原産業社製）の配合部数を１０部とした以外は、比較例４と同様にして比較例５の印刷用紙を作製した。

＜白色度＞
ＪＩＳ−Ｐ８１４８に規定された白色度測定方法を用いて、印刷用紙の白色度を測定した。３以上の評価では、実用上問題ないレベルである。
５：８５％以上。
４：８２％以上、８５％未満。
３：７９％以上、８２％未満。
２：７６％以上、７９％未満。
１：７６％未満。

＜不透明度＞
ＪＩＳ−Ｐ８１４９に規定された不透明度測定方法を用いて、印刷用紙の不透明度を測定した。３以上の評価では、実用上問題ないレベルである。
５：８９％以上。
４：８７％以上、８９％未満。
３：８５％以上、８７％未満。
２：８３％以上、８５％未満。
１：８３％未満。

＜表面強度＞
ＲＩ印刷適性機を用いて墨色ベタ印刷を施した。印刷は以下の条件で行った。
インキ：ＩＧＴ測定用インキ墨ＴＶ．２０（大日本インキ化学工業社製）
インキ量：１．０ｃｃ
印刷回転速度：８０ｒｐｍ
その後、印刷面のピッキングの程度を目視で判定した。３以上の評価では、実用上問題ないレベルである。
５：ピッキング全くなし。
４：ほとんどピッキングなし。
３：わずかにピッキングが見られる。
２：少しピッキングが見られる。
１：かなりピッキングが見られる。

各参考例および各比較例の評価結果を表１に示す。

参考例１〜１３の結果から、本発明の印刷用紙は、白色度、不透明度が良好であり、かつオフセット印刷にも耐えうる表面強度を備えることがわかる。一方、黒顔料および蛍光増白染料が本発明の範囲に相当しない比較例１〜５の印刷用紙は、本発明の効果を得ることができないことがわかる。参考例２と参考例６との比較から、黒顔料としてカーボンブラックが好ましいことがわかる。参考例２と参考例７との比較から、蛍光増白染料としてスチルベンジスルホン酸誘導体が好ましいことがわかる。参考例２と参考例１０〜１３との比較から、黒顔料の平均一次粒子径Ｄ（μｍ）が０．０５≦Ｄ≦０．５の範囲であることがより好ましいことがわかる。

Claims

坪量が７５ｇ／ｍ^２以下の印刷用紙であって、印刷用紙が、黒顔料および蛍光増白染料を添加した紙料を抄造する（但し、多層抄きを除く）ことによって黒顔料および蛍光増白染料を含有し、含有する黒顔料の含有量Ｘ（ｇ／ｍ^２）が０．００１≦Ｘ≦０．０１の範囲であり、含有する蛍光増白染料の含有量Ｙ（ｇ／ｍ^２）が０．０３≦Ｙの範囲であり、前記黒顔料の平均一次粒子径Ｄ（μｍ）が０．０５≦Ｄ≦０．５の範囲であることを特徴とする印刷用紙。
前記黒顔料がカーボンブラックである請求項１に記載の印刷用紙。
前記蛍光増白染料がスチルベンジスルホン酸誘導体である請求項１または２に記載の印刷用紙。