JPH0657693A

JPH0657693A - オフセット輪転印刷用塗工紙

Info

Publication number: JPH0657693A
Application number: JP20824992A
Authority: JP
Inventors: Kunio Suzuki; 邦夫鈴木; Yukihiro Suzuki; 幸浩鈴木
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】【目的】オフセット印刷適性、高いピック抵抗性を持
ち、耐ブリスター性に優れたオフセット輪転印刷用塗工
紙を提供する。【構成】多層塗工紙、特にダブル塗工紙の下塗り層の塗
液をカチオン化し、顔料中に湿式粉砕処理を施し、平均
粒子径１．８〜７μｍとした炭酸カルシウム、３級アミ
ン又は４級アンモニウム塩基を含むカチオン化澱粉、ト
ルエン溶解残渣８０％以下で、好ましくはガラス転移温
度が、−４０℃〜＋３０℃のアクリル系エマルジョン樹
脂バインダーからなる塗被組成物を最も原紙に近い下塗
り層に塗抹することを特徴とするオフセット輪転印刷塗
工紙である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規なオフセット輪転
印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、優れ
たオフセット印刷適性、特に高い耐ピック抵抗を持つオ
フセット輪転印刷用塗工紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、塗工の印刷、特にオフセット印刷
における高速化が進み、それに耐え得る塗工紙が必要に
なってきている。特に、高速印刷に耐え得る塗工紙の高
いピック強度が必要と同時に、近年の市場における画像
情報の再現性への要求度も高まり、高い印刷光沢、イン
キの着肉性等が要求されている。

【０００３】これらの要求に対して、一般的に澱粉、合
成高分子ラテックス等の接着剤を増大させることによ
り、オフセット印刷適性、特にピック強度を向上させる
ことができる。しかしながら、澱粉を大幅に増大させ
て、ピック強度を向上した場合、塗液の粘度が大幅に上
昇し、コーターでの塗工適性が低下し、塗液濃度を低下
させねばならない為、白紙光沢や印刷後の光沢が低下
し、また、接着剤層が被膜をつくり、オフセット印刷イ
ンクの着肉性が低下する。又、合成高分子ラテックスを
大幅に増大させた場合も、接着剤層が被膜をつくり、オ
フセット印刷インクの着肉性が低下する。この傾向は、
原紙がパルプ繊維の水酸基、カルボキシル基によるアニ
オン性であり、塗液も接着剤のカルボキシル基等により
アニオン性であるため、塗液中の接着剤が塗抹時に原紙
に浸透することによって助長される。これを防ぐ為、塗
液の保水性を向上させる工夫がいくつか成されている。
例えば、カルボキシメチル化セルロースの様に水溶液が
著しく高粘度となる水溶性高分子を塗被組成物中に添加
することがある。しかしながら、この様な保水性向上剤
に依る効果は限られており、塗液の粘度が上昇する為、
かえって塗工時の塗液濃度が低下し、印刷適性が向上し
ないこともある。

【０００４】一方、特開平１−９７２９６号公報に開示
されている様に、原紙を構成するパルプ繊維表面がアニ
オン性に荷電していることから、塗液の極性をカチオン
性として原紙への塗液の浸透を防ぎ、オフセット印刷適
性を向上させようとする考え方もある。しかしながら、
この様に塗液をカチオン化した場合、塗液の粘度がかな
り上昇し、塗工時にかえって塗工濃度が低下し、印刷適
性が向上しないことがある。また、カオリンを顔料とし
て用いると、アニオン基を封鎖する為、多量なカチオン
化剤を使用しなければならないので、費用が増大するだ
けでなく、液性も悪化する。このため、炭酸カルシウム
等が顔料の主体となり、結果的に白紙の光沢が低くなっ
てしまう。

【０００５】また、多層塗工を行ない複数以上の塗工層
を形成することにより、上塗り層の印刷適性を向上させ
ることができ、生産効率も上げることができる。この
為、多層塗工紙、特にダブル塗工紙が普及してきてい
る。しかしながら、多層塗工した場合、下塗り塗液も原
紙も共にアニオン性であるため、原紙に最も近い下塗り
層の塗液から接着剤等が多量に原紙層に浸透し、下塗り
層の塗工量も少なくなるため、下塗り層に多量の接着剤
を必要とする。また、下塗り層に多量の接着剤を配合す
ることから、下塗り層の接着剤が気体を透過し難い被膜
を形成するため、オフセット輪転印刷時にブリスターの
問題を起こし易い。ゲートロールコーター等のロールコ
ーターで下塗りを行なった場合に塗液の押し込み圧が小
さくなるため、この傾向が著しくなって現われる。下塗
り層の接着剤として、澱粉等の水溶性高分子を主体にし
て多量に配合すると、塗液の粘度が著しく上昇し、コー
ターでの塗工適性が悪化し、乾燥後もロール等で摩擦力
を受けた場合、顔料の脱落が起こり易い。また、顔料と
して、炭酸カルシウムを多量に配合すると、顔料の脱離
によるロール等の汚れが発生し易くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明の目的は、高いオフセット印刷適性、特に高いピッ
ク抵抗を持ち、耐ブリスター性に優れ、塗工適性及び操
業性に優れ、ロール汚れの発生がないオフセット輪転印
刷用塗工紙を得ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のオフセット輪転
印刷用塗工紙は、原紙の片面当り２層以上の塗層を設け
てなり、最も原紙に近い下塗り層に塗抹する塗被組成物
が、湿式粉砕処理を施した平均粒子径１．８〜７．０μ
ｍの炭酸カルシウムを含有した顔料、顔料１００重量部
に対して１０重量部以上の３級アミン又は４級アンモニ
ウム塩基を有するカチオン化澱粉、並びに３〜２０重量
部のトルエン溶解残渣８０％以下であるアクリル系エマ
ルジョン樹脂バインダーからなるものであることを特徴
とするものである。

【０００８】本発明に用いるアクリル系エマルジョン樹
脂バインダーは、ガラス転移温度が、−４０℃〜＋３０
℃であることが望ましい。

【０００９】本発明に適用する下塗り塗被組成物の湿式
粉砕した後の炭酸カルシウムの平均粒子径は、７．０μ
ｍを超えると、塗抹後の乾燥工程での顔料脱離が著し
く、工程のロールが汚れてしまう。１．８μｍ未満にな
ると、塗層強度が得られ難くなる。炭酸カルシウムは、
乾式粉砕した重質炭酸カルシウム、カルサイト系軽質炭
酸カルシウム、アラゴナイト系軽質炭酸カルシウム等が
用いられる。

【００１０】炭酸カルシウムの湿式粉砕時に使用する分
散剤としては、３級アミン又は４級アンモニウム塩基と
して、ビニルトリメチルアンモニウムクロライドモノマ
ー、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロライドモノマー、Ｎ−アクリルアミドエチル
トリメチルアンモニウムクロライドモノマー、アクリル
アミド・ジアリルアミン共重合体モノマー等のカチオン
モノマーを含むカチオン性水溶性高分子、ポリエチレン
イミン、カチオン澱粉、等を用いることもできる。又、
両性、非イオン性分散剤も併せて使用することもでき
る。

【００１１】本発明のカチオン性バインダーは、カチオ
ン化澱粉、カチオン化アクリルエマルジョン、カチオン
化スチレンブタジエンラテックス、カチオン化エチレン
−酢酸ビニル共重合体、カチオン化スチレン−アクリル
共重合体、カチオン化酢酸ビニル−アクリル共重合体、
カチオン化ブタジエン−メチルメタクリル共重合体、カ
チオン化酢酸ビニル−ブチルアクリレート共重合体、カ
チオン化ポリビニルアルコール、カチオン化大豆蛋白
質、等が挙げられるが、特に望ましいものとしては、カ
チオン化澱粉、カチオン化アクリルエマルジョンが挙げ
られる。カチオン澱粉の原料は、コーンスターチ、タピ
オカ、馬齢薯等を用いることができ、カチオン化は２−
ジエチルアミノエチルクロリド等を用いて第３級アミン
型にするか、もしくは２，３エポキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロリド等を反応させた第４級アンモニ
ウム塩型とすることにより調製される。

【００１２】カチオン化澱粉の配合率は、顔料１００重
量部に対して、１０重量部未満では塗層強度が不足す
る。又、顔料落ちも発生する。ただ、カチオン澱粉を増
量しただけでは顔料落ちの完全な防止は難しく、カチオ
ン性アクリル系エマルジョンを３重量部以上配合するこ
とに依って顔料落ちが著しく改善する。しかし、２０重
量部を超えると、耐ブリスター性が低下し、オフセット
輪転印刷適性が得られなくなる。

【００１３】カチオン性の下塗り層の上にアニオン性の
上塗り層を設けると、上塗り層／下塗り層の境界で上塗
り層のバインダーが集中し、固定化し、緻密な層を形成
し易い。更には、湿式粉砕した炭酸カルシウムを配合す
ることに依り、下塗り塗層が緻密になり、耐ブリスター
性が低下し易くなる。ここで、カチオン性アクリル系エ
マルジョンのトルエン不溶解残渣を８０重量％以下にす
ることに依り、耐ブリスター性の低下を抑えることがで
き、更には顔料落ちをより一層低減できる。

【００１４】カチオン性アクリル系エマルジョンのガラ
ス転移温度（Ｔｇ）は、＋３０℃を超えると塗層が脆く
なり、顔料落ちが若干増す傾向が見られ、−４０℃を超
えて低くくなると強度が不足する傾向が見られる。この
為、カチオン性アクリル系エマルジョンのＴｇは、−４
０℃から＋３０℃の範囲であることが望ましい。

【００１５】本発明の下塗り塗被組成物を使用して、漉
き上げた原紙に下塗り層として塗抹することに依り、原
紙と下塗り層の接着強度、及び下塗り層自体の強度が増
す。更には、通常のオフセット印刷用塗工紙の上塗り塗
被組成物配合中には、各種アニオン性水溶性接着剤等が
含まれる為、下塗り層との界面において、上塗り塗被組
成物が固化し、上塗り層と下塗り層の接着強度が増す。
この様に、本発明のオフセット輪転印刷用塗工紙は、ピ
ック強度が高くなるため、下塗り塗被組成物の接着剤配
合量を削減することができる。更に、下塗り層をカチオ
ン化することにより、下塗り層の空隙率が増し、透気性
が増大する為、オフセット輪転印刷時の耐ブリスター性
が一段と向上する。又、カチオン性アクリル系エマルジ
ョンのトルエン不溶解残渣量を低減することで、更に透
気性が増大し、耐ブリスター性が向上する。

【００１６】本発明で用いる他の接着剤としては、ポリ
ビニルアルコール等の合成バインダー、酸化澱粉、エー
テル化澱粉、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、カゼイ
ン、大豆蛋白等の天然系接着剤、もしくはこれら接着剤
をカチオン化したものが挙げられる。これらはまた必要
に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化
剤、着色剤等の通常用いられている各種助剤、及びこれ
らの各種助剤のカチオン化したものが適宜使用できる。

【００１７】また、本発明で用いる顔料としては、カオ
リン、炭酸カルシウム、クレー、サチンホワイト、タル
ク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、焼成カ
オリン、酸化亜鉛、活性白土、酸性白土、珪素土、レー
キ、プラスチックピグメント等が挙げられるが、分散に
はカチオン分散剤を必要とし、場合によっては低分子の
カチオン性界面活性剤を添加し、アニオン基を封鎖する
必要もある。

【００１８】本発明に用いられる原紙は、ＬＢＫＰ、Ｎ
ＢＫＰ等の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭ
Ｐ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等の機械パルプ、ＤＩＰ
等の古紙パルプ、等のパルプを含み、軽質炭酸カルシウ
ム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン等
の各種の填料、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオ
ン化剤、紙力増強剤、等の各種添加剤を含み、酸性、中
性、アルカリ性で抄造される。本発明の原紙には、ノー
サイズプレス原紙、澱粉、ポリビニルアルコール等でサ
イズプレスされた原紙、等が用いられる。

【００１９】本発明による塗被組成物を基紙に塗工する
方法は、特に限定されるものではなく、各種ブレードコ
ーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バー
コーター、ロッドブレードコーター、ショートドゥェル
コーター等の通常の各種塗工装置を用い、２層以上塗抹
する。各層を塗抹する毎に、あるいは２層以上塗抹した
後、塗工紙は乾燥される。かくして塗工、乾燥された塗
工紙は、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフ
トカレンダー処理等を施される。

【００２０】

【実施例】以下で、実施例を用い、更に詳細に本発明の
効果を説明するが、本発明はこれにより限定されるもの
ではない。なお、実施例中の「部」および「％」はそれ
ぞれ「重量部」および「重量％」を示す。なお、実施例
中の諸測定値は、次の方法によって得られたものであ
る。

【００２１】１）平均粒子径：リーヅ・アンド・ノース
ロップ製マイクロトラック７９９５−３０ＳＰＡ型で測
定し、体積加重平均粒子径を求めた。２）粘度：Ｂ型粘度計を用い、２５℃の温度、６０ｒｐ
ｍの条件で測定した。３）白紙光沢度：ＪＩＳＰ８１４２に従い、角度７５度
で測定した。（単位：％）４）重色印刷光沢度：サンプルをローランドオフセット
印刷機にて印刷し、一昼夜室温にて放置し、サンプルの
ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色重ね刷り
ベタ印刷部について、６０度の角度で光沢を測定した。
（単位：％）５）ピック強度：ＲＩ印刷機（明製作所）を用いてＩＰ
Ｉインキにより印刷し、印刷面のピッキングの程度を目
視判定した。５段階評価で５が最も良い水準である。許
容限度は、ランク３である。６）耐ブリスター性：試験片の両面に市販オフセット輪
転印刷用インキをＲＩ印刷機にて印刷し、その試験片を
アルミフォイルで包み、３００℃のシリコンオイル中に
５秒間入れ、そのブリスターの出方を目視判定した。５
段階評価で５が最も良い水準である。７）顔料の脱離程度：下塗り塗液等を塗工後の乾燥工程
でのロールの汚れ程度で５段階評価で５が最も良い水準
である。許容限度は、ランク３である。８）アクリル系エマルジョンのトルエン不溶解残渣：エ
マルジョンを約ｐＨ８に調整したのち、２０℃、相対湿
度６５％の雰囲気下で、弗素樹脂板に薄く流して４８時
間乾燥させ、その約０．２ｇを試料として、これを５０
ｍｌ蓋付きガラス容器に採取し、そこに３０ｍｌのトル
エンを加え、震とう機で３時間処理した後、３２５メッ
シュステンレス製金網上にガラス容器の中身を移し、５
ｍｌのトルエンで洗浄した後、１３０℃の乾燥機内で約
１時間乾燥したトルエン不溶解残渣を測定し、試料に対
する重量％で示す。９）アクリル系エマルジョンのガラス転移温度（Ｔ
ｇ）：ＡＳＴＭＤ−３４１８に依り測定した数値（℃）
である。

【００２２】実施例１〜５及び比較例１〜４＜原紙配合＞ＬＢＫＰ（瀘水度350mlcsf）３０部ＮＢＫＰ（瀘水度420mlcsf）７０部＜内添薬品＞炭酸カルシウム（＊原紙中灰分量で表示。） *１０部市販アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤（ＡＫＤ）０．０３部市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤０．０３部パルプ、内添薬品は、上記の配合で調成し、５０ｇ／ｍ
²の坪量（絶乾）の原紙を抄造した。この原紙に対し
て、各実施例、各比較例の配合について、表１、表２に
示す下塗り塗液を用い、上記で得た原紙にゲートロール
コーターにより、４９％塗液濃度で片面当り塗工量３ｇ
／ｍ²塗抹し、乾燥した。

【００２３】＜実施例、比較例の湿式粉砕顔料スラリー
の作成＞粉砕前の炭酸カルシウムは、三共精粉株式会社
製Ａグレード（比表面積７０００ｃｍ²／ｇ）を用い、
以下のカチオン性分散剤を用いて湿式粉砕した。Ａ：（トリメチル・エチル・アンモニウム・クロライ
ド）メタクリレートモノマー：９０％、アクリルアミ
ド：１０％の組成の共重合体湿式粉砕ミルは、アシザワ株式会社製アジテータミルＬ
ＭＥ２０型で、粉砕条件は、ビーズ充填率８０％、回転
数９６０ｒｐｍ、ビーズ：ジルコニアビーズ（平均径
１．０ｍｍ）、処理流量：３．５リットル／分の条件で、顔
料スラリーを６５％固形分濃度として湿式粉砕処理を行
った。実施例１、２、４、５は１パス処理、実施例３は
２パス処理、比較例１は３パス処理、比較例２、３、４
は１パス処理である。また、実施例４の流量は５リットル／
分、実施例５の流量は１０リットル／分である。

【００２４】＜カチオン化下塗り液の配合＞顔料は、湿
式粉砕炭酸カルシウム単独とし、バインダーとしてのカ
チオン化澱粉は、コーンを原料とし、１０％溶液粘度が
３０℃で２０CPSである４級アンモニウムアルキル化し
た澱粉で、置換度０．０４のものを用いた。

【００２５】＜カチオン化アクリルエマルジョンの調製
法：特開平3-115408号公報に開示＞ブチルアクリレート
（ＢＡ）と、メチルメタアクリレート（ＭＭＡ）を主モ
ノマーとし、両者の比率を変化させ、ガラス転移温度を
変化させ、ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭ
ＡＥＭＡ）を主モノマー１００重量部に対して３重量部
添加し、ｎ−ドデシルメルカプタン（ｎＤＤＭ）の添加
量を変化させ、トルエン不溶解残渣を調製した。なお、
市販の非イオン界面活性剤（トリトンＸ４０５：７０％
活性品）を乳化剤として用い、ｔ−ブチルヒドロペルオ
キシド（ＴＢＨＰ：７０％活性）を開始剤として用い、
乳化重合に依り、以下の４種のカチオン化アクリルエマ
ルジョンを調製した。サンプルＡ：ガラス転移温度＋１５℃、トル
エン不溶解残渣７０％サンプルＢ：ガラス転移温度＋２５℃、トル
エン不溶解残渣８０％サンプルＣ：ガラス転移温度−３０℃、トル
エン不溶解残渣４０％サンプルＤ：ガラス転移温度＋３５℃、トル
エン不溶解残渣９０％

【００２６】この下塗り紙に対して、ブレードコーター
で下記の配合の塗液を片面１３ｇ／ｍ²塗抹し、乾燥し
た。＜上塗り塗液配合＞市販１級カオリン（ウルトラホワイト９０）３０部市販２級カオリン（ウルトラコート）４０部市販湿式重質炭酸カルシウム（カービタル９０）３０部市販ポリアクリル酸系分散剤０．１部市販燐酸エステル化澱粉４部市販スチレンブタジエンラテックス（ＪＳＲ０６１７）１２部ステアリン酸カルシウム０．３部水酸化ナトリウム０．１５部塗液固形分濃度は、６０％とした。この塗工紙を以下の条件でスーパーカレンダー処理を行
った。

【００２７】＜スーパーカレンダー条件＞段数：１０段剛性ロール：チルドロール、外径400mm 弾性ロール：コットンロール、外径420mm 処理速度：４００ｍ／分線圧：２２０kg/cm 上塗り塗液配合、塗工方法、スーパーカレンダー条件
は、上記の条件に従う。各実施例、各比較例の結果は、
表１、表２にまとめた。

【００２８】比較例５実施例１〜５と同じ配合、製造条件で抄造した原紙に対
して、ゲートロールコーターで、下記の下塗り塗液を片
面あたり４ｇ／ｍ²の塗工量で塗抹し、乾燥した。＜下塗り塗液の配合＞顔料として、乾式重質炭酸カルシ
ウムの三共精粉株式会社製エスカロン１００を用い、湿
式粉砕を施さず、分散剤にカチオン分散剤のみを用いた
他は実施例１と同じ方法で作成した。炭酸カルシウム（三共精粉株式会社製エスカロン１００）１００部カチオン分散剤Ａ０．６部上記の下塗りを施した塗工紙に対して、実施例１〜５と
同じ上塗り塗液配合、塗工方法及び、スーパーカレンダ
ー条件で処理を施した。比較例５の品質特性は表２にま
とめた。実施例１に比べると、顔料脱落の程度が著し
い。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】実施例から明らかな様に本発明により、
高いオフセット輪転印刷適性、特に耐ブリスター性に優
れ、高い操業性のもとにオフセット輪転印刷用塗工紙を
得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オフセット輪転印刷用塗工紙において、
原紙の片面当り２層以上の塗層を設けてなり、最も原紙
に近い下塗り層に塗抹する塗被組成物が、湿式粉砕処理
を施した平均粒子径１．８〜７．０μｍの炭酸カルシウ
ムを含有した顔料、顔料１００重量部に対して１０重量
部以上の３級アミン又は４級アンモニウム塩基を有する
カチオン化澱粉、並びに３〜２０重量部のトルエン溶解
残渣８０％以下であるアクリル系エマルジョン樹脂バイ
ンダーからなることを特徴とするオフセット輪転印刷塗
工紙。
【請求項２】アクリル系エマルジョン樹脂バインダー
が、−４０℃〜＋３０℃のガラス転移温度を有するもの
であることを特徴とする請求項１記載のオフセット輪転
印刷用塗工紙。