JPWO2006057064A1

JPWO2006057064A1 - 高白色度用紙

Info

Publication number: JPWO2006057064A1
Application number: JP2006546524A
Authority: JP
Inventors: ミングツングツァイ; ヘリスサント; 耐二大橋
Original assignee: ピーティー・パブリクケルタスチウィキミアティービーケー; 耐二大橋
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2008-06-05
Also published as: WO2006057064A1; CN101068982A

Abstract

本発明によれば、蛍光増白剤を内添した紙の表面に被膜性水溶性樹脂からなる層又は被膜性水溶性樹脂と他の水溶性樹脂との混合物からなる層が設けられている白色度９２％〜９８％の高白色度用紙が提供される。この高白色度用紙の被膜性水溶性樹脂の塗工量は、両面で０．６ｇ／ｍ２以上５ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、さらに、前記被膜性水溶性樹脂がポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド及びカルボキシメチルセルロースから選択された少なくとも一種であることが好ましい。本発明によれば、蛍光増白剤を内添した高白色度用紙の表面に手を触れても蛍光増白剤が手に付着することがない白黒のみならずカラーの電子写真転写及びインクジェット記録の両方に使用可能な高白色度用紙が得られる。

Description

本発明は、白黒のみならずカラーの電子写真転写及びインクジェット記録の両方に使用可能な高白色度用紙に関し、特に蛍光増白剤を内添した高白色度用紙の表面に手を触れても蛍光増白剤が付着することがない電子写真転写及びインクジェット記録の両方に使用可能な高白色度用紙に関する。

１９７２年に日本国で初めて電子写真転写用紙（以下、「ＰＰＣ用紙」と称する。）が生産されて以来、このＰＰＣ用紙の生産量は年々増大し続けている。現在、情報用紙は最も使用条件の厳しいＰＰＣ用紙に適用できれば、必然的にインクジェット記録用紙、熱転写用紙、小判オフセット用紙としても使用できるため、一般にＰＰＣ用紙と称していても包装紙のラベルには大部分が上記のような用紙としても使用し得ることが明示されている。

ところで、印刷機、電子写真転写方式、インクジェット記録方式等により用紙に形成される画像はフルカラー画像とモノクロ画像が大部分である。従来のフルカラー画像の印刷形式は、オフセット印刷が主体であったが、ここ数年でそれまでモノクロ画像が主力であった電子写真転写方式やインクジェット記録方式においても急速にフルカラーの比率が増加してきた。

現在、フルカラー画像の形成はオフセット印刷によるものが圧倒的に多く、その媒体である用紙は、画像の美しさ、鮮明さを表すために白色度８５％〜９５％のいわゆるコート紙、アート紙が一般的に使用されている。一方、モノクロ画像が主体の電子写真転写方式やインクジェット記録方式では、一般に白色度７０％〜８５％の非塗工紙からなるいわゆるＰＰＣ用紙やＰＰＣ用紙の表面を若干平滑化処理した用紙が使用されてきた。しかしながら、電子写真転写方式やインクジェット記録方式においてもフルカラー化の要求が強くなり、オフセット印刷と同様に画像の美しさや鮮明さが求められるようになってきた。そのためには用紙の高白色度化が必要不可欠である。

一方、用紙の白色度を上げるには、白色度の高い原料、すなわち高白色度のパルプや填料（炭酸カルシウム、タルク、カオリン等）を使用する方法、蛍光増白剤を添加する方法、その両者を添加する方法などがある。このうち用紙の白色度を上げるために蛍光増白剤をパルプに添加したり、表面サイズ剤の一部に使用する技術は数十年前より知られている。

たとえば、下記特許文献１には、複写機によって転写された画像の色調が原版の色調を正確に再現できる電子写真転写用紙を得る目的で、原紙の表面に澱粉と蛍光増白剤を塗工した白色度８１．８％〜８６．５％の電子写真転写用紙の発明が開示されている。また、下記特許文献２〜５には、それぞれカラー子写真転写用紙の受像層に蛍光増白剤を含有させて特異な光沢、色相にする発明が開示されている。さらに、下記特許文献６には、ヒジワ及びブリスターの発生が少なく、しかも印刷仕上がりが良好なオフセット輪転印刷用塗被紙を得る目的で、原紙の表面に顔料及び特定のケン化度のポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という。）を含有する層を表裏面に塗工し、これらの少なくとも一方の層に湿潤剤を含有させ、顔料塗被層の細孔径及び細孔径密度を所定の範囲に維持した発明が開示されている。

高白色のパルプを製造するには、一般的に有色成分の少ない樹種のチップを使用したり、パルプの漂白に二酸化塩素、次亜塩素酸塩など、塩素系漂白剤を多量に使用する必要が生じる。このようにパルプの漂白工程で大量の塩素系漂白剤を使用することは、環境汚染の観点からも好ましくはない。また、樹種の選択や漂白工程のコストがかなり高くなると同時に漂白工程を高めることによりパルプの収率も低くなり、経済的なインパクトは大きい。

一方、蛍光増白剤をパルプに添加したり、紙表面に塗工されるサイズ剤に添加して塗工された用紙は、経済的であり、かつ、カラー画像の美しさや鮮明さの点では優れているが、用紙に対する蛍光増白剤の使用は食品衛生法で規制されており、また、一定量以上の蛍光増白剤が人体に接触すると湿疹などの原因になることがあることが指摘されている。

さらに、蛍光増白剤を添加した用紙は、高白色度パルプを使用した用紙に比べて同じ白色度でも太陽光線や電灯の光にさらされたときの白色度の低下が大きいという欠点もある。

特開２００１−２０９２０４号公報特開２００１− １３７１０号公報特開２００１− ４２５５９号公報特開２００１−２０９２０４号公報特開２００３−３２２９９０号公報特開２００４−２７４１１号公報

したがって、電子写真転写方式やインクジェット記録方式におけるフルカラー化の要請に応えるために、高白色度の用紙を得るには、環境汚染の問題及び経済性を考慮すると、用紙に蛍光増白剤を添加することが近道であると思われるが、上述のような蛍光増白剤を使用する際の人体への接触の問題点を解決すること及び光による白色度低下を抑えることが必要である。

本願の発明者は、上述のような従来技術の蛍光増白剤を使用した場合の問題点を解決すべく種々実験を重ねた結果、パルプに蛍光増白剤を添加することにより用紙の白色度を上げるとともに、その表面に抄紙工程のサイズプレスで透明で被膜性のあるＰＶＡ、ポリアクリルアミドなどの水溶性樹脂を単独又はデンプンなどと混合して塗工することにより、用紙に人体が直接触れるようなことがあっても用紙中の蛍光増白剤が人体表面に直接接触することが少なくなるとともに、光による白色度低下を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、蛍光増白剤添加による白色度向上及び経済性という長所を維持し、その弱点である接触時の人体への悪影響の可能性を減じるとともに光による白色度低下という問題点を解決した、電子写真転写方式やインクジェット記録方式に最適な高白色度用紙を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１の高白色度用紙の発明は、蛍光増白剤を内添した紙の表面に被膜性水溶性樹脂からなる層又は被膜性水溶性樹脂と他の水溶性樹脂との混合物からなる層が設けられている白色度９２％〜９８％の高白色度用紙であることを特徴とする。

なお、本発明における「白色度」は全てＩＳＯ２４７０に基づく測定値を示す。この白色度は９２％以上であると良好な一般のコート紙やアート紙と同等ないしはそれ以上のカラー画像印刷特性を有する高白色度用紙が得られるが、９８％を超えると光による白色度低下が大きくなるので好ましくない。

本発明の高白色度用紙に使用し得るパルプとしては、その製造方法や種類等に限定されず、広く一般的に使用されている周知のパルプ、たとえば、広葉樹パルプ、針葉樹パルプ、古紙パルプ、古紙パルプの配合比率を変えた配合パルプ等を使用し得る。また、本発明の高白色度用紙に使用し得る填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、非晶質シリカ、二酸化チタン等、周知のものを使用し得る。さらに、本発明の高白色度用紙に使用し得るサイズ剤としては、中性抄紙の場合にはアルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤等を使用でき、また、酸性抄紙の場合にはロジンサイズ剤を使用し得る。

また、本発明の高白度用紙に使用し得る蛍光増白剤としては、周知のカルボスチリル系化合物、クマリン系化合物、スチルベン系化合物、ナフタルイミド系化合物、ビフェニル系化合物、ベンゾオキサゾリン系化合物、ピラゾリン系化合物、ジアミノスチルベンジスルホン酸誘導体、イミダゾール誘導体、クマリン誘導体、トリアゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ナフタル酸誘導体、イミダゾロン誘導体等が挙げられるが、特に、ジアミノスチルベンスルホン酸誘導体、イミダゾール誘導体、クマリン誘導体、トリアゾール誘導体、カルバゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、スチルベン系化合物、ベンゾオキサゾリン系化合物等が好ましい。

なお、本発明の高白度用紙においては、用途に応じて通常の用紙に配合されている周知の助剤、例えば、添加薬品の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、分散剤、消泡剤、帯電防止剤、導電処理剤、滑剤、ｐＨ調節剤、離型剤、流動変性剤、耐水化剤、紙力向上剤、等を適宜選択して添加し得る。

係る態様においては、前記被膜性水溶性樹脂の塗工量が両面で０．６ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。前記被膜性水溶性樹脂の塗工量が０．６ｍｇ／ｍ^２未満であると光による白色度低下はそれほど低下しないにしても、用紙が人体へ接触時したときに蛍光増白剤が人体表面に付着する割合が増加し出すので好ましくない。また、上限は、光による白色度低下及び蛍光増白剤の人体付着性という観点からは臨界的限度はないが、前記被膜性水溶性樹脂の塗工量が５ｇ／ｍ^２を超える場合、特に電子写真転写用紙に使用すると、定着、コピー後のカール特性が悪くなり、好ましくないため、５ｇ／ｍ^２以下が好ましい。

また、係る態様においては、前記被膜性水溶性樹脂がＰＶＡ、ポリアクリルアミド及びカルボキシメチルセルロースから選択された少なくとも一種であることが好ましい。この被膜性水溶性樹脂は、単独で用いても、あるいは各種デンプンや樹脂等の周知の紙力増強剤と混合して用いてもよい。

また、係る態様の高白色度用紙は、電子写真転写及びインクジェット記録共用紙として使用し得る。

本発明は、上記の構成を備えることにより、以下に実施例及び比較例を対比しながら詳細に説明するように、白色度が高く、しかも蛍光増白剤が使用されているにも拘わらず、用紙が人体と接触しても蛍光増白剤が人体に付着することがなく、且つ光による白色度低下を抑えることができる高白色度用紙が得られる。

以下、実施例及び比較例を対比しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明をこれに限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。また、以下における含有割合は特に限定がない限り質量％（重量％に等しい）を意味する。

<実施例１〜４、比較例１>
まず、実施例１として、次のとおりの原料配合により、常法により抄紙幅３．７ｍの長網式抄紙機により抄紙速度７００ｍ／分で中性抄造し、以下に示すサイズプレス薬品配合で用紙の両面に塗工量１．５ｇ／ｍ^２となるようにしてサイズプレスを行い、実施例１の用紙を製造した。

<原料配合>
パルプ配合：広葉樹晒パルプ９０％
針葉樹晒パルプ１０％
填料：沈降性炭酸カルシウム１０％（対紙）
サイズ剤：アルキルケテンダイマー０．０９％（対紙）
蛍光増白剤： Tinopal ABP（商品名、液状）０．１％（対紙）
（ジアミノスチルベンスルホン誘導体）
<サイズプレス薬品配合>
ＰＶＡ：１０％
酸化コーンスターチ：９０％
得られた実施例１の用紙の紙質は、坪量７０ｇ／ｍ^２、白色度は９４．５％であった。

この実施例１の用紙に対して以下に述べる評価方法により蛍光増白剤剥離試験及び光による劣化試験を行った。結果をまとめて表１に示す。なお、この評価方法は他の全ての実施例及び比較例にも共通するものである。

（１）蛍光増白剤剥離試験
サンプルの表面を濾紙（アドバンテック東洋定性濾紙Ｎｏ．１））で手によりサンプルが破損しない程度の強さで２回こすり、その濾紙のサンプルとの接触面を暗所で紫外線ランプ（ＴＯＫＩＪＡＰＡＮ，Ｆ２０ＴｌＯＢＬＢ（商品名））を照射させ蛍光の発生有無を目視でチェックした。
その結果を下記の３段階で評価した。
Ａ：なし又はほとんどなし
Ｂ：若干あり
Ｃ：明らかにあり
実際に用紙を取り扱う場合、本試験のように摩擦性のある紙同士を強く摩擦させるようなことはあり得ないので、Ａ及びＢのレベルでは紙と人体との接触により蛍光増白剤が人体に影響は全くないと判断される。

（２）光による白色度劣化試験
８時間窓ガラス越しに太陽光線に照射する前と後との白色度（ＩＳＯ２４７０に基づく）を測定し、その差を白色度劣化度とした。白色度劣化度は低い方がよいに違いないが、実用上どの程度までならよいかは用途によって異なるので、この試験は各サンプルの相対値を求めるに止めた。

次に、実施例２〜４及び比較例１として、蛍光増白剤内添量を０．１％及びサイズプレス薬品塗工量１．５ｇ／ｍ^２の一定値とし、サイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチを０：１００（比較例１）、３０：７０（実施例２）、５０：５０（実施例３）、１００：０（実施例４）とし、他は実施例１の場合と同様にして白色度、蛍光増白剤剥離試験及び白色度劣化度の測定を行った。結果を実施例１の結果とまとめて表１に示した。

表１の結果から以下のことが分かる。すなわち、蛍光増白剤内添量が０．１％及びサイズプレス薬品塗工量が１．５ｇ／ｍ^２の一定値の場合、サイズプレス薬品中のＰＶＡ及び酸化コーンスターチの含有割合は、白色度に影響を与えないが、ＰＶＡの含有割合が大きくなるとそれに比例して白色度劣化度は徐々に小さくなるとともに蛍光増白剤剥離試験結果も良好となる。したがって、表１の結果からは、蛍光増白剤内添量を０．１％一定、及び、サイズプレス薬品塗工量が１．５ｇ／ｍ^２一定の場合、蛍光増白剤剥離試験の結果から、サイズプレス薬品中のＰＶＡ含有割合は１０％以上であれば良好な結果が得られていることが分かる。

<実施例５〜７、比較例２及び３>
次に、蛍光増白剤内添量を０．１％及びサイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０の一定値とし、サイズプレス薬品の塗工量を０ｇ／ｍ^２（比較例２）、０．５ｇ／ｍ^２（比較例３）、０．６ｇ／ｍ^２（実施例５）、２．０ｇ／ｍ^２（実施例６）と変化させ、さらにサイズプレス薬品の塗工量が０．６ｇ／ｍ^２の場合ついてＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝１０：９０（実施例７）の用紙をそれぞれ作成し、各用紙について実施例１の場合と同様にして白色度、蛍光増白剤剥離試験及び白色度劣化度試験を行った。結果を実施例２の結果とまとめて表２に示した。

表２の結果から以下のことが分かる。すなわち、比較例２、３、実施例５、２及び６の結果から、サイズプレス薬品の塗布の有無は白色度に影響を与えないが、蛍光増白剤内添量が０．１％及びサイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０の場合、サイズプレス薬品の塗工量の増加とともに白色度劣化度が小さくなるとともに、蛍光増白剤剥離試験結果も良好となっている。

また、蛍光増白剤内添量が０．１％及びサイズプレス薬品塗工量が０．６ｇ／ｍ^２と一定の場合、サイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０の場合（実施例５）でも１０：９０の場合（実施例７）でも白色度劣化度及び蛍光増白剤剥離試験結果に実質的差異は認められない。したがって、表２の結果からは、サイズプレス薬品の塗工量が０．６ｇ／ｍ^２以上であり、サイズプレス薬品中のＰＶＡ含有割合が１０％以上であれば、白色度劣化度及び蛍光増白剤剥離試験結果が良好となることが分かる。なお、ここではサイズプレス薬品中の塗工量について、２．０ｇ／ｍ^２まで実験を行ったが、あまり塗工量が多くなると、特に電子写真転写用紙に使用すると、定着、コピー後のカール特性が悪くなるので、５．０ｇ／ｍ^２以下に止めるべきである。

<実施例８〜１０、比較例４、５>
さらに、サイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０、サイズプレス薬品の塗工量を１．５ｇ／ｍ^２の一定値とし、蛍光増白剤内添量を０％（比較例４）、０．０５％（実施例８）、０．２％（実施例９）、０．３％（実施例１０）と変化させ、さらにサイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０、蛍光増白剤内添量を０．２％、サイズプレス薬品の塗工量を０．５ｇ／ｍ^２とした場合（比較例５）の用紙をそれぞれ作成し、各用紙について実施例１の場合と同様にして白色度、蛍光増白剤剥離試験及び白色度劣化試験を行った。結果を実施例２の結果とまとめて表３に示した。

表３の結果から以下のことが分かる。すなわち、蛍光増白剤の添加量が０％である比較例４では光による白色度劣化は最も小さいが、白色度は８５％と最も小さくなっている。それに対して、蛍光増白剤の添加量が０．０５％（実施例８）で白色度が９２％となり、蛍光増白剤の添加量の増大に伴って白色度も大きくなり、蛍光増白剤の添加量が０．３％（実施例１０）で白色度が９８％に達しているが、それとともに白色度劣化度も大きくなっている。したがって、蛍光増白剤剥離試験結果と合わせて考察すると、サイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０、サイズプレス薬品の塗工量が１．５ｇ／ｍ^２の一定値の場合、蛍光増白剤内添量は０．０５％以上０．３％以下が好ましいことが分かる。一方、蛍光増白剤剥離試験結果は、サイズプレス薬品塗工量が同一であることから、蛍光増白剤内添量が低いほど良好となっている。

さらに、蛍光増白剤内添量が０．２％、サイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０、サイズプレス薬品の塗工量が０．５ｇ／ｍ^２と少ない場合（比較例５）は、光による白色度劣化は、蛍光増白剤内添量が同じである実施例９の場合よりも悪く、蛍光増白剤内添量がより多い実施例１０と同程度となっており、しかも蛍光増白剤剥離試験結果は受容範囲外となっている。そうすると、蛍光増白剤内添量が０．２％でサイズプレス薬品のＰＶＡ：酸化コーンスターチ＝３０：７０の場合には、サイズプレス薬品の塗工量は少なくとも０．５ｇ／ｍ^２を超えている必要があることが分かる。

Claims

蛍光増白剤を内添した紙の表面に被膜性水溶性樹脂からなる層又は被膜性水溶性樹脂と他の水溶性樹脂との混合物からなる層が設けられている白色度９２％〜９８％の高白色度用紙。
前記被膜性水溶性樹脂の塗工量が両面で０．６ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１に記載の高白色度用紙。
前記被膜性水溶性樹脂がポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド及びカルボキシメチルセルロースから選択された少なくとも一種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高白色度用紙。
前記用紙が電子写真転写及びインクジェット記録共用紙であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高白色度用紙。