JPH08120592A - 非塗工印刷用紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、サイズ性と印刷適性に優れた非塗
工印刷用紙を提供することである。 【構成】 填料として炭酸カルシウムを含有し、さらに
は内添サイズ剤として中性ロジンサイズ剤を含有した非
塗工印刷用紙において、表面サイズ剤として少なくとも
分子量３５万以上のポリアクリルアミド系樹脂水溶液と
スチレン・アクリル酸共重物を配合したサイズプレス液
を用い、ステキヒトサイズ度が１５〜４０秒の範囲であ
ることを特徴とする非塗工印刷用紙である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サイズ性と印刷適性に
優れた非塗工印刷用紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、低成長時代に入ってからは印刷用
紙の軽量化及び低コスト化に伴い、顔料塗布を行った印
刷用紙より顔料塗布を行わない、いわゆる非塗工印刷用
紙が再度注目されてきた。このような状況のなかにおい
ても非塗工印刷用紙に対する要求は、ペン書き等におい
ても滲まず、印刷においてはインキの乾燥性及び耐刷性
が高く、しかもある程度インキ光沢があり且つインキセ
ット性が良好であること、さらには白色度及び印刷不透
明度（インキが裏面に抜けないこと）が高いことが要求
される。

【０００３】白色度や不透明度の改良に対しては、主に
填料として炭酸カルシウムが使用され、また紙の耐久性
の向上や排水規制にともなう周辺環境への配慮等から、
印刷用紙をｐＨ中性域で製造する場合が増加してきてい
る。中性で紙を製造する際には、酸性雰囲気で且つ硫酸
バンドの存在下で性能を発揮するロジンサイズ剤は使用
できず、代わりに中性サイズ剤が使用される。

【０００４】ここで中性サイズ剤としては、取扱いの容
易さ、あるいは少量の添加で優れたサイズ性が得られる
アルキルケテンダイマ−（以下ＡＫＤと称す）の水性分
散液やアルケニル無水コハク酸（以下ＡＳＡと称す）の
水性分散液が多く使用されている。

【０００５】内添サイズ剤として、ＡＫＤまたはＡＳＡ
を使用した場合、サイズ度を高くするために添加量を多
くすると、特に多色印刷を行った場合にインキ乾燥性が
低下し、さらには二色および三色目のインキセット性が
悪化する。その結果、二色目以降では耐水性が劣るため
ブランケット汚れが発生し、耐刷性の問題が生じる。

【０００６】これに対する対策としては、ＡＫＤあるい
はＡＳＡの添加量を減らす、あるいは表面サイズ澱粉の
付着量を増加させる等試みられているが、ＡＫＤやＡＳ
Ａの添加量を削減するとインキ乾燥性及びインキセット
性は良好となるが充分なサイズ性が得られない。また、
表面サイズ澱粉の付着量を増加させた場合は、耐刷性は
良好となるがカール性が悪化する。さらには、これらの
バランスをとったとしても、すべての品質を維持するこ
とは非常に困難であり、いずれにおいても充分な品質の
非塗工印刷用紙を得ることは出来ないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的はサ
イズ性、即ちペン書きなどの滲み防止あるいは印刷時の
インキ光沢と多色印刷においてもインキ乾燥性・耐刷性
及びインキセット性に優れた非塗工印刷用紙を得ること
である。

【０００８】本発明者等はこれらの問題に対し、内添サ
イズ剤として中性ロジンサイズ剤を用い、表面サイズ剤
として少なくとも分子量３５万以上のポリアクリルアミ
ド系樹脂水溶液とスチレン・アクリル酸共重物を配合し
たサイズプレス液を用い、特定のステキヒトサイズ度に
規定した場合、公知の技術では予測できないほど改良し
うることを見い出し、本発明に到達した。

【０００９】即ち、本発明は上記課題を解決するため内
添サイズ剤として使用されているＡＫＤ及びＡＳＡの代
替としてｐＨ中性域での使用可能である中性ロジンサイ
ズの利用を検討した結果、表面サイズ剤として少なくと
も分子量３５万以上のポリアクリルアミド系樹脂水溶液
とスチレン・アクリル酸共重物を配合したサイズプレス
液を用い、さらにはステキヒトサイズ度が１５〜４０秒
の範囲とすることによて、ＡＫＤ及びＡＳＡ添加時に比
べ、サイズ性とインキ乾燥性・インキセット性を良化さ
せ、さらには耐刷性も良好となることを見い出した。

【００１０】本発明で用いる中性ロジンサイズ剤とは、
ｐＨ６〜９の中性領域において使用される、各種界面活
性剤もしくは水溶性高分子で乳化してなるエマルジョン
型ロジンサイズ剤である。ここで、ロジン物質として
は、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、水素
化ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、アルデヒド変成
ロジン、ロジンエステルなどのロジン類、更には該ロジ
ン類とアクリル酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタ
コン酸などのα、β−不飽和カルボン酸との加熱反応物
を例示できるが、中性領域でのロジン物質の溶出を抑え
る目的で重合、耐水化等の不溶化処理を行なうことがで
きる。

【００１１】上記中性ロジンサイズ剤のイオン性は、乳
化時に用いる各種界面活性剤もしくは水溶性高分子によ
りアニオン性、カチオン性の選択は可能であるが、本発
明ではイオン性は問わない。

【００１２】さらに、中性ロジンサイズ剤のサイズ性を
発現させる目的で、Ａｌの多価金属化合物（例えば、硫
酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、ポリアルミニウムシ
リケートサルファイト、アルミン酸ソーダなど）を配合
してもかまわない。

【００１３】本発明では、上記の目的に沿う方法につい
て鋭意検討した結果、多色印刷時において二色及び三色
印刷後においても、表面サイズ剤として少なくとも分子
量３５万以上のポリアクリルアミド系樹脂水溶液とスチ
レン・アクリル酸共重物を配合したサイズプレス液を用
いた場合は、ステキヒトサイズ度がペン書きや印刷適性
に強い相関があることが認められた。

【００１４】即ち、ＪＩＳ Ｐ８１２２に示すステキヒ
トサイズ度を１５〜４０秒に規定することにより、ペン
書きなどにおいても滲まず、また多色印刷時においても
インキ光沢が高くしかもインキ乾燥性・耐刷性及びイン
キセット性が良好であることを見い出したものである。

【００１５】因みに、ステキヒトサイズ度が１５秒を下
回る場合は、サイズ性が低すぎるためペン書き等で滲ん
だり、あるいは印刷時においてもインキが染み込み過ぎ
るためインキ乾燥性及びセット性は良好となるもののイ
ンキ光沢が劣る。

【００１６】一方、ステキヒトサイズ度が４０秒を越え
る場合は、インキ光沢は良好となるが、表面自由エネル
ギ−が減少するためインキセット性の改良はあまり期待
できない。

【００１７】これらの理由は、サイズ剤で被われた表面
を分子中に占める疎水基の割合が少ない表面サイズ剤で
カバーすることにより、ＡＫＤ添加時に比して表面自由
エネルギ−が上昇し、インキの顔料及び溶媒の浸透性が
速くなりインキセット性が改良されるものと考えられ
る。さらに、この場合インキの顔料及び溶媒の浸透性が
ＡＫＤやＡＳＡ処方に比べ速いということは、それだけ
ブランケットからのインキ離れが良好となるので、耐刷
性についても良くなるものと考えられる。

【００１８】次に、具体的にステキヒトサイズ度を変動
させる手段としては、内添サイズ剤やサイズプレス液の
配合量を変更させる他に、シートのパルプ濾水度を粗く
する方法、プレス圧を低下させる方法、サイズプレス前
のシート水分を低下させる方法、サイズプレス液の液温
を高める方法、あるいはサイズプレス液に界面活性剤を
添加する方法などの内、１種あるいは２種以上を適宜組
み合わせて使用することができる。

【００１９】本発明ではサイズプレス液組成についても
鋭意検討した結果、所望の結果を得るためには、分子量
が３５万以上、好ましくは１００万前後のポリアクリル
アミド系樹脂水溶液を主体としたサイズプレス液を用い
ることにより、印刷適性が良好で、かつ操業性上安定し
たものが得られることを見い出した。

【００２０】一方、分子量が５００万を超え極度に高粘
度のものにすると、これらの特性のバランスが崩れる他
に、何よりも高粘度化によるミストの発生が大となり、
サイズプレス装置近傍の汚れを招く、あるいはその後の
ドライヤーを汚損する等の問題を生じてしまうため好ま
しくない。

【００２１】ポリアクリルアミド系樹脂の具体的な重合
方法としては、従来公知の重合反応によって製造するこ
とができる。例えば、モノマーとして所定量のジメチル
アミノプロピル（メタ）アクリルアミド又はその４級化
物、イタコン酸又はその塩類およびアクリルアミド、さ
らには必要に応じて他のモノマーを仕込んだ水溶液に、
イソプロピルアルコール、アリルアルコール、次亜リン
酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム等の連鎖移
動剤を適宜使用し、ｐＨ３〜６に調整してから過硫酸ア
ンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等に過
硫酸塩からなる重合開始剤、あるいはこれらの過硫酸塩
と亜硫酸水素ナトリウムの如き還元剤との組み合せから
なる重合開始剤を加え、上記のモノマー濃度を５〜３０
重量％とし、３５〜９５℃で１〜１０時間加温攪拌する
ことにより得られる。また、この他に『高分子凝集剤』
（大森英三著）に示されているように高濃度のモノマー
水溶液に少量のレドックス系触媒を添加して、比較的低
温で重合させて得る、あるいは微量のビスアクリルアミ
ドを添加して重合を行なわせる等によって製造すること
ができる。

【００２２】本発明で使用するスチレン・アクリル共重
合物は、例えば特開昭５５−９９９０９号公報、特開昭
５７−２４３６３号公報などに記載されているようなス
チレン・アクリル共重合体を主成分とする表面サイズ剤
のことである。

【００２３】上記のサイズプレス液をサイズプレス工程
で塗抹する方式としては、コンベンショナルサイズプレ
ス、ゲートロールサイズプレス、あるいはフィルムトラ
ンスファー方式のサイズプレス、ロッドコーター、ビル
ブレード、ショートドウェルコーター等の装置を用いる
ことができるが、これらの中ではコンベンショナルサイ
ズプレスが好ましい。

【００２４】更に、同時に、澱粉、ポリビニールアルコ
ール等のバインダー、無水マレイン酸系、α−オレフィ
ン系、スチレン−アクリル酸系等の各種の表面サイズ
剤、エチレン−尿素樹脂等の寸法安定化剤、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム等の無機導電剤、有機導電剤、界面
活性剤、顔料、染料を塗抹することは勿論可能である。

【００２５】本発明で用いる填料としては、石灰石・貝
殻・白亜等の粉砕により得られる重質炭酸カルシウムお
よび沈降性炭酸カルシウムを用いるが、これらの炭酸カ
ルシウム以外にもタルク、カオリン、二酸化チタン等の
一般的な無機顔料や有機顔料を用いることができ、これ
らを２種以上併用してもかまわないが、ステキヒドサイ
ズ度を２０〜５０秒とすることができる範囲内で使用す
る必要がある。本発明では粒子形状および粒子径につい
ては特に限定されるものではない。また、填料は通常、
紙中に４〜１７％重量％添加される。

【００２６】紙料中にはこの他に、本発明の所望の効果
を損なわない範囲で従来から使用されている各種のアニ
オン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の歩留り
向上剤、濾水向上剤、紙力向上剤や内添サイズ剤等の抄
紙用内添助剤が必要に応じて適宜選択して使用される。
例えばＦｅ、Ｓｎ、Ｚｎ等の多価金属化合物、および各
種澱粉、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポ
リアミン、ポリアミド・ポリアミン、尿素ホルマリン樹
脂、メラミンホルマリン樹脂、植物ガム、ポリビニール
アルコール、ラテックス、ポリエチレンオキサイド、ポ
リアミド樹脂、親水性架橋ポリマー粒子分散物等および
これらの誘導体あるいは変成物などやコロイダルシリ
カ、ベントナイト等の化合物の内の１種あるいは２種以
上が適宜組み合わされて使用される。

【００２７】なお、染料、ｐＨ調節剤、消泡剤、ピッチ
コントロール剤、スライムコントロール剤等の抄紙用内
添助剤を目的に応じて適宜添加することも可能である。

【００２８】本発明の抄紙方法については、抄紙ｐＨが
６．５〜９．０付近である中性抄紙が好ましいが、抄紙
機は長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、コンビネーシ
ョン抄紙機、丸網抄紙機、ヤンキー抄紙機等を適宜使用
できる。このようにして製造された非塗工印刷用紙は、
ステキヒドサイズ度を１５〜４０秒に調整される。

【００２９】本発明における非塗工印刷用紙とは、ア−
ト紙またはコ−ト紙のような原紙表面上に塗工層を設け
た紙ではなく、サイズプレスにおいて処理を行ったのみ
であり、原紙表面が完全にカバ−されていない非塗工印
刷用紙のことであり、上質紙同様の用途に使用される。

【００３０】本発明で使用される原紙としては、メカニ
カルパルプ・ケミカルパルプ及びこれらを含む新聞・雑
誌等を脱墨して得られる故紙パルプ等が単独あるいは任
意の比率で混合して用いられ、必要に応じて通常の製紙
用填料・紙力増強剤・歩留まり向上剤及びサイズ剤等を
添加したパルプ組成物をシングルワイヤーあるいはツイ
ンワイヤーを有する通常の抄紙機によって抄造される。

【００３１】また本発明にて使用する中性ロジンサイズ
剤は、エマルジョンタイプのものであり、従来のロジン
サイズ剤のようにアルミ塩の高い溌水性にのみ依存せ
ず、ロジンの分子構造をアルミ塩にならなくともある程
度溌水性を示す形に変性し、ロジンと反応し得るバンド
が少なくともサイズ効果を発現できるようにしたもので
ある。

【００３２】

【実施例】以下に実施例を示し本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれに限定されるものではない。以
下における部、％はすべて重量によるものである。

【００３３】実施例１ １．原紙配合 ＬＢＫＰ（濾水度 ３５０ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ： ７０．００部 ＮＢＫＰ（濾水度 ４００ｍｌ、ｃ．ｓ．ｆ） ： ３０．００部 軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業社製 ＴＰ１２１） ： １０．００部 中性ロジンサイズ剤（ハリマ化成製 ＮeuＳize７７０） ： ０．７０部 硫酸バンド ： １．５０部 両性澱粉（ナショナルスターチ＆ケミカル社製 Ｃａｔｏ３２１０） ： １．００部 炭酸ナトリウム ： ０．４０部 歩留り向上剤（ハイモ社製 ＮＲ−１１ＬＳ） ： ０．０２部

【００３４】上記配合のスラリーを抄幅１，３００ｍ
ｍ、抄紙速度１５０ｍ／ｍｉｎ．で長網抄紙機により６
４ｇ／ｍ²の原紙の抄造を行なった。

【００３５】この原紙に、以下の配合でテーブルにてサ
イズプレス処理を１回行ない、１２５℃で１分間乾燥さ
せた後、密度０．８５ｇ／ｃｍ³ になるようにマシンカ
レンダ−処理を行って非塗工印刷用紙を得た。

【００３６】 ２．サイズプレス液配合； ホ゜リアクリルアミト゛ 系樹脂水溶液 （分子量１００万） ： １．００部 塩化ナトリウム ： ０．０５部スチレン -アクリル酸系表面サイズ剤（荒川化学社製、ホ゜リマロン1308S） ： ０．３０部 水酸化ナトリウム ： ０．０５部 水 ：９８．６２部 シートの評価方法を次に述べる。

【００３７】１．サイズ度 サイズ度はＪＩＳ Ｐ８１２２に準じてステキヒト法に
て測定した。

【００３８】２．インキセット性 ＲＩテスタ−（明製作所）を用いて、紅インキ（大日本
インキ社製商品名ニュープロス−Ｇ）０．５ｃｃを混錬
した後に試料に印刷する。次に、印刷した部分の光学濃
度がマクベス反射型濃度計（Ｍａｃｂｅｔｈ社製ＲＤ−
９１８）で約１．２の印刷箇所に、１時間経過した後、
市販の１８ｍｍ幅粘着テープ（ニチバン社製セロハンテ
ープ）を３００ｇ／ｃｍの線圧で貼り付け、１ｃｍ／ｓ
ｅｃの速度で剥離した際の剥離前の画像濃度に対する剥
離後の画像濃度の比（以下、ＯＤ比と略す）を指標とし
て評価した。 ＯＤ比＝剥離後の印刷光学濃度／剥離前の印刷光学濃度 市場では、ＯＤ比で０．２５以上のインキセット性が必
要とされている。

【００３９】３．インキ乾燥性 ＲＩテスタ−（明製作所）を用いて、紅インキ（大日本
インキ社製商品名ニュープロス−Ｇ）０．５ｃｃを混錬
した後に試料に印刷を行い、１分経過したところで市販
の粘着テ−プ（セロテ−プ、ニチバン社製）を３００ｇ
／ｃｍの線圧で貼り付け、１ｃｍ／ｓｅｃの速度で剥離
した後の粘着テ−プに付着したインキの光学濃度をグレ
タック濃度計（ＧＲＥＴＡＧ社製）で測定し、インキ乾
燥性の評価とした。市場では、０．３０以下が必要とさ
れている。

【００４０】４．インキ光沢 ＲＩテスタ−（明製作所）を用いて、紅インキ（大日本
インキ社製商品名ニュープロス−Ｇ）０．５ｃｃを混錬
した後に、試料に印刷後、村上式光沢濃度計を入射６０
°−反射６０゜として光沢度の測定を行った。市場で
は、１５％以上が必要とされている。

【００４１】５．耐刷性 ＲＩテスタ−（明製作所）を用いて、紅インキ（大日本
インキ社製商品名ニュープロス−Ｇ）１．５ｃｃを混錬
した後に、試料に３０回印刷し、そのムケ具合を肉眼で
評価した。評価基準は◎とても優れる、○優れる、△や
や問題あり、×問題ありとし、○と△の中間以上を市場
でも問題なく通用するレベルとし合格とした。

【００４２】６．ペン書き滲み 市販のパイロット社製Ｖペン細字“ＳＶＰ−２０Ｗ”を
用いて、各サンプルをずらして重ね、定規をあてて直線
を引いて、その滲み具合を肉眼で評価した。評価基準は
◎とても優れる、○優れる、△やや問題あり、×問題あ
りとし、○と△の中間以上を市場でも問題なく通用する
レベルとし合格とした。

【００４３】７．総合評価は上記４項目に基づき総合的
に判断した。評価基準は◎とても優れる、○優れる、△
やや問題あり、×問題ありとし、○と△の中間以上を市
場でも問題なく通用するレベルとし合格とした。

【００４４】実施例２ 実施例１でポリアクリルアミド系樹脂水溶液の分子量を
３５万とした以外は同様にしてサンプルを調整し、実施
例２とした。

【００４５】実施例３ 実施例１で原紙の中性ロジンサイズ剤を１．８部とした
以外は同様にしてサンプルを調整し、実施例３とした。

【００４６】実施例４ 実施例１で軽質炭酸カルシウムを１４部とした以外は同
様にしてサンプルを調整し、実施例４とした。

【００４７】比較例１ 実施例１で軽質炭酸カルシウムを添加せず、タルクを１
０部とした以外は同様にしてサンプルを調整し、比較例
１とした。

【００４８】比較例２ 実施例１で軽質炭酸カルシウムを添加せず、カオリンを
１０部とした以外は同様にしてサンプルを調整し、比較
例２とした。

【００４９】比較例３ 実施例１でポリアクリルアミド系樹脂水溶液の分子量を
５万とした以外は同様にしてサンプルを調整し、比較例
３とした。

【００５０】比較例４ 実施例１でポリアクリルアミド系樹脂水溶液の分子量を
２０万とした以外は同様にしてサンプルを調整し、比較
例４とした。

【００５１】比較例５ 実施例１で原紙の中性ロジンサイズ剤を２．７部とした
以外は同様にしてサンプルを調整し、比較例５とした。

【００５２】比較例６ 実施例１でサイズプレス液のポリアクリルアミド系樹脂
水溶液を添加せず、代わりに酸化澱粉（日本食品化工社
製、ＭＳ−３８００）を５部添加した以外は同様にして
サンプルを調整し、比較例６とした。

【００５３】参考例１ 実施例１で原紙の中性ロジンサイズ剤を添加せず、代わ
りにアルキルケテンダイマーを０．１部とした以外は同
様にしてサンプルを調整し、参考例１とした。

【００５４】以上の結果をまとめて表１,２に示す。表
２の結果より内添サイズ剤であるＡＫＤの代替として、
中性ロジンサイズ剤を使用する事により、ＡＫＤ添加時
と中性ロジン添加時での同等のサイズ性の試料について
比較を行うと、ペン書き滲みはほぼ同等であるが、イン
キセット性及びインキ乾燥性においては後者の方が優
れ、耐刷性についても良好である事が判明した。また、
中性ロジンサイズ剤添加時ステキヒトサイズ４０秒以上
である場合は、インキセット性が悪化する傾向にある。

【００５５】

【表１】 ［記号の説明］ ・ 炭カルは炭酸カルシウムを示す。 ・ ＲＳは中性ロジンサイズを示し、ＡＫＤはアルキル
ケテンダイマーを示す。 ・ ＰＡはポリアクリルアミド系樹脂を示す。 ・ 添加量は対パルプ％表示。

【００５６】

【表２】 ［判定］判定は総合評価として◎・○を合格とし、△・
×は不合格とした。

【００５７】

【発明の効果】実施例から、本発明の非塗工印刷用紙、
すなわち内添サイズであるＡＫＤの代替として、ｐＨ中
性域での使用が可能である中性ロジンサイズを使用し、
表面サイズ剤として少なくとも分子量３５万以上のポリ
アクリルアミド系樹脂水溶液とスチレン・アクリル酸共
重物を配合したサイズプレス液を用い、ステキヒトサイ
ズ度が１５〜４０秒の範囲とした非塗工印刷用紙は、イ
ンキの乾燥性及び耐刷性に優れ、しかもインキ光沢があ
り且つインキセット性についても優れていることが明か
となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 填料として炭酸カルシウムを含有し、さ
   らには内添サイズ剤として中性ロジンサイズ剤を含有し
   た非塗工印刷用紙において、表面サイズ剤として少なく
   とも分子量３５万以上のポリアクリルアミド系樹脂水溶
   液とスチレン・アクリル酸共重物を配合したサイズプレ
   ス液を用い、ステキヒトサイズ度が１５〜４０秒の範囲
   であることを特徴とする非塗工印刷用紙。