JP6260078B2 - 印刷用塗工紙およびその製造方法 - Google Patents
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Description
紙ユーザーに求められている軽量化とは、紙重量を低下させながら、紙厚は低下させないこと、より好ましくは紙厚を高くすることであり、紙の軽量嵩高化が近年の重要な技術課題である。
しかし、炭酸カルシウムやカオリンなどの無機顔料を主成分とする顔料塗工層は、パルプを主原料とする塗工原紙に比較して比重が重いため、塗工紙の軽量化のためには低塗工量化が有効である。また、嵩高化という観点からは、塗工原紙を嵩高化することが考えられる。紙の低密度化(嵩高化)の方法の一つとして製紙用パルプに関しての検討があげられる。
[1] 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を一層以上有する印刷用塗工紙において、以下の(1)〜(5)を全て満たす印刷用塗工紙。
(1)原紙にクラフトパルプを、全パルプの乾燥重量に対して50重量%以上含有する
(2)原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物を含有する
(3)前記塗工層の片面塗工量が0.5〜5g/m2である
(4)印刷用塗工紙の密度が0.70g/cm3以下である
(5)印刷用塗工紙の灰分が10重量%以上である
[2] 青色および/または紫色の色材を含有する[1]に記載の印刷用塗工紙。
[3] 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工液を一層以上塗工して製造する塗工紙の製造方法において、クラフトパルプを全乾燥重量に対して50重量%以上含有し、パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物を含有した原紙に、顔料塗工液を片面塗工量が0.5〜5g/m2となるように両面塗工する、密度が0.70g/cm3以下であり、灰分が10重量%以上である、印刷用塗工紙の製造方法。
嵩高剤を添加した低坪量原紙を用いて塗工紙を製造した場合、引張強度は弱くなり、オフセット輪転印刷などで、断紙等のトラブル発生の一因となる。
本発明における印刷用塗工紙の原紙は、パルプ、填料と各種助剤からなる。
パルプとしては、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ(砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ、熱機械パルプ)、古紙パルプ、脱墨パルプ等を用いることができるが、退色しない、白色度が高いということから化学パルプが好ましい。化学パルプとは、木材をおよびその他の繊維原料を化学的に処理して作ったパルプであり、亜硫酸パルプ、クラフトパルプ、ソーダ・パルプなどがあるが、中でもクラフトパルプが好ましい。また、パルプの原料は、針葉樹、広葉樹などがあるが、本発明においては広葉樹パルプが印刷品質等の面から好ましい。
クラフトパルプの濾水度としては、280〜600ml(CSF)とすることができ、380〜460mlがより好ましい。
本発明においては、塗工液の原紙への浸透を防止するために、原紙中に填料を10重量%以上添加することが求められる。
本発明において、上記嵩高なパルプを使用して原紙を製造した場合、原紙中灰分が10重量%以下であると、塗工液を塗工した際の原紙への浸透が著しく、塗工後の塗料の被覆ムラが生じ、印刷面感の悪化を引き起こすため好ましくない。原紙中灰分を10重量%以上とするためには、原紙重量あたり填料を10重量%以上にすることにより達成できる。
原紙灰分を10重量%以上にすることにより、填料が原紙表層の空隙を埋め、塗工量が0.5〜5g/m2という原紙被覆性が維持しづらい条件においても塗工適性が良化する。より好ましい原紙灰分量は12重量%以上である。また、原紙密度が高くなること、強度が低下することを考慮すると、原紙灰分が40重量%以下であることが好ましい。
原紙中の灰分を上記の通りとすることにより、本発明の印刷用塗工紙の灰分を10重量%以上となる。
本発明においては、原紙に用いる填料として軽質炭酸カルシウムを用いることが好ましい。軽質炭酸カルシウムを用いた場合、原料に機械パルプを配合した条件において、特に優れた嵩高、不透明度改善効果、良好な原紙表面性が得られる。
パルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物(以下、結合阻害剤と略称する)とは、疎水基と親水基を持つ化合物で、例えば、WO98/03730号公報、特開平11−200284号公報、特開平11−350380号公報、特開2003−96694号、特開2003―96695号公報等に示される化合物等が挙げられる。
具体的には、高級アルコールのエチレンおよび/またはプロピレンオキサイド付加物、多価アルコール型非イオン型界面活性剤、高級脂肪酸のエチレンオキサイド付加物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物のエチレンオキサイド付加物、あるいは脂肪酸ポリアミドアミン、脂肪酸ジアミドアミン、脂肪酸モノアミド、あるいはポリアルキレンポリアミン・脂肪酸・エピクロロヒドリン縮合物などを使用することができ、これらを単独あるいは2種以上併用することができる。販売されている嵩高薬品としては、BASF社のスルゾールVL、Bayer社のバイボリュームPリキッド、花王(株)のKB−08T、08W、KB110、115、三晶(株)のリアクトペイクといった薬品があり、単独又は2種以上を併用してもよい。
本発明の塗工紙においては、抄紙工程における好ましい添加量は、対パルプ0.1〜2%である。
本発明における印刷用塗工紙の抄紙方法については、ツインワイヤ式フォーマを用いることが好ましい。長網式フォーマに比べて、ツインワイヤ式フォーマは両面脱水であるため、本発明のパルプ配合かつ原紙灰分量において、表裏の脱水条件をコントロールすることにより、原紙表面の微細繊維および灰分量をコントロールしやすく、本発明の塗工量領域においても塗料の浸透を抑制し、良好な塗工面を得ることにつながる。本発明において、内添填料をより表層にとどめやすくするためには、オントップハイブリッドフォーマーやギャップフォーマーを使用することが好ましい。
本発明において、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を塗工する際に用いる接着剤としては、塗工紙用に従来から用いられているものを使用することができ、例えば、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、あるいは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接着剤、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロ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セルロース誘導体などの中から、1種以上を適宜選択して使用することができる。
顔料
顔料塗工層に用いる顔料の種類は、塗工紙用に従来から用いられているものを使用することができ、例えば、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、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、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコアーシェル型などの有機顔料などを必要に応じて単独または2種類以上混合して使用することができる。また、顔料の種類としては、カオリン、クレーエンジニアードクレカオリン、デラミネーテッドクレーよりも重質炭酸カルシウムのほうが塗料粘度の上昇を抑えることができ、その結果、塗料濃度を高くすることが可能であり、そのため塗料浸透を抑制することができ、嵩高効果を発現しやすいため好ましい。
顔料中の好ましい重質炭酸カルシウム含有量は、顔料100重量部あたり50重量部以上であり、より好ましくは70重量部以上、さらに好ましくは80重量以上である。
本発明の印刷用塗工紙の塗工層は、一層以上であればよい。
また、塗工量が5.0g/m2以上であると塗工紙の密度が上昇し、嵩高塗工紙を製造するのは困難となり好ましくない。本発明におけるより好ましい片面塗工量は0.5〜4.0g/m2であり、より好ましくは0.5〜3.0g/m2である。
本発明の塗工紙のカレンダ処理後の坪量は、特に限定されないが、60g/m2以上120g/m2以下とすることができる。本発明の特徴は、前記の坪量において、低塗工量で、原紙被覆性が良好で、インキ着肉性および印刷光沢度などの印刷適性が良好にすることができることである。
本発明の密度は、0.70g/cm3以下、好ましくは0.65g/cm3以下である。本発明の効果のひとつとして、嵩高な原紙にもかかわらず、低塗工量領域で十分な原紙被覆性を確保することができるため、印刷適性を良好にすることがあげられる。
本発明においては、紫色顔料、紫色染料、青色顔料、および青色染料からなる群より選択される1種以上の色材(本明細書において青紫色材という)を、含有させてもよい。
本発明で製造される印刷用塗工紙の灰分は、10重量%以上であり、20重量%以上であることが好ましい。
(1)坪量:JIS P 8124に基づいて測定した。
(2)密度:JIS P 8118に基づいて測定した。
(3)パルプ濾水度:JIS P 8121ー2に基づいて測定した。
(4)白色度:JIS P 8148に基づいて測定した。
(5)不透明度:JIS P 8149に基づいて測定した。
(6)灰分:JIS P 8251に基づいて測定した。
(7)引裂強さ:JIS P 8116に基づいて測定した。
(8)引張強さ:JIS P 8113に基づいて抄紙方向の引張強度を測定した。
(9)引張破断伸び:JIS P 8113に基づいて測定した。
(10)捲り感:以下の基準により、印刷用塗工紙を捲り感を評価した。
○:捲りやすい、△:少し捲りにくい、引っかかる、○:捲りにくい
[実施例1]
LBKP(CSF430ml)100%のパルプスラリーに、硫酸バンド1.4%、両性ポリアクリルアミド系内添紙力剤(ハーマイドEX−288S、ハリマ化成製)0.4%、カチオン化澱粉1.1%、歩留剤(リアライザーR300 ソマール社製)200ppm、サイズ剤(AD1604 星光PMC社製)を800ppm添加し、内添填料としてロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムを15%含有し、デュオフォーマーFD型抄紙機(オントップ型ツインワイヤフォーマ)にて、700m/minの速度で抄紙した、密度0.6g/cm3で坪量70g/m2の塗工原紙を用いた。
(塗工液の調製) 顔料スラリーとして微粒重質炭酸カルシウムスラリー(イメリス社製 カービタル90)100部(固形分)を用い、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス(ガラス転移点温度20℃、ゲル含量85%)15部、酸化澱粉(マーメイドM−210 ペンフォード社製)16部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度40%とし、塗工液を調製した。
[実施例2]
パルプ配合として、LBKP(CSF430ml)90%、NBKP(CSF450ml)10%に変更した以外は、実施例1と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
[実施例3] 塗工液組成を、以下に変更した以外は、実施例1と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
(塗工液の調製) 顔料スラリーとして微粒重質炭酸カルシウムスラリー(ファイマテック社製 FMT-90)39部(固形分)、エンジニアードカオリン(コンツアー1500 イメリス社製)27部(固形分)、エンジニアードカオリン(CAPIM−DG イメリス社製)34部(固形分)を用い、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス(ガラス転移点温度20℃、ゲル含量85%)15部、酸化澱粉(マーメイドM−210 ペンフォード社製)20部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度40%とし、塗工液を調製した。
[比較例1] パルプ配合として、 LBKP(CSF430ml)30%、晒針葉樹TMP(CSF130ml)30%、晒GP(CSF70ml)40%に変更した以外は、実施例1と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
表1の結果から、本発明の印刷用塗工紙は、白色度が高く、捲り感に優れていることがわかる。引張強さ、引張破断伸びに優れており、柔軟性が高い。
Claims (6)
- 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を一層以上有する印刷用塗工紙において、以下の(1)〜(6)を全て満たす印刷用塗工紙。
(1)原紙にクラフトパルプを、全パルプの乾燥重量に対して50重量%以上含有する
(2)原紙にパルプの繊維間結合を阻害する作用を持つ有機化合物を含有する
(3)前記塗工層が重質炭酸カルシウムを顔料100重量部あたり50重量部以上含有する
(4)前記塗工層の片面塗工量が0.5〜5g/m 2 である
(5)印刷用塗工紙の密度が0.70g/cm 3 以下である
(6)印刷用塗工紙の灰分が10重量%以上である
- 前記印刷用塗工紙が、両面塗工紙であって、塗工層の片面塗工量が0.5〜4.0g/m 2 であることを特徴とする請求項1記載の印刷用塗工紙。
- 前記原紙にクラフトパルプを、全パルプの乾燥重量に対して90重量%以上含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の印刷用塗工紙。
- 青色および/または紫色の色材を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の印刷用塗工紙。
- 坪量が、60g/m 2 以上120g/m 2 以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の印刷用塗工紙。
- 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工液を一層以上塗工して製造する塗工紙の製造方法
において、クラフトパルプを全乾燥重量に対して50重量%以上含有し、パルプの繊維間
結合を阻害する作用を持つ有機化合物を含有した原紙に、重質炭酸カルシウムを顔料100重量部あたり50重量部以上含有する顔料塗工液を片面塗工量が0.5〜5g/m2となるように両面塗工する、密度が0.70g/cm3以下であり、灰分が10重量%以上である、印刷用塗工紙の製造方法。
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