JPWO2008108391A1 - 印刷用塗工紙 - Google Patents

Abstract

白紙光沢度、印刷光沢度が高く、表面強度が優れる印刷用塗工紙を提供する本発明の印刷用塗工紙は、原紙上に顔料及び接着剤を含有する塗工層を設けてなる印刷用塗工紙において、コロナ放電処理した原紙であることを特徴とするもので、原紙のコロナ処理は５０Ｊ／ｍ2以上で行うことが好ましく、原紙に塗工する塗工量は片面当たり１〜４０ｇ／ｍ２が望ましい。

Description

本発明は、優れた印刷適性を備えた印刷用塗工紙に関するものである。

塗工紙は、光沢塗工紙と艶消し塗工紙に大別される。光沢塗工紙は、従来高級印刷に用いられてきたアート紙、スーパーアート紙、Ａ２コート紙などであり、白紙光沢も印刷光沢も高いグロス調のものを指す。艶消し塗工紙は白紙光沢によりダル調、マット調がある。マット調は、白紙面の光沢が低くフラットで落ち着いた感じの印刷仕上がりで、ダル調は、グロス調とマット調の中間のものである。グロス調塗工紙、ダル調塗工紙、マット調塗工紙いずれにおいても、近年、印刷物のビジュアル化、高級化志向に伴い、印刷適性の優れた紙が求められている。また、グロス調の光沢塗工紙においては、白紙光沢度、印刷光沢度が高い方がより価値があるため、高光沢度であることが重要である。

従来の技術では、白紙光沢度を向上させるために微粒な顔料を高配合すると、顔料の比表面積が増加し、バインダー要求量が増加することから、表面強度は低下する傾向にある。また、表面強度の向上を図るため、塗料中のラテックスやスターチ等の接着剤成分を高配合すると、表面強度は向上するが、光沢度は低下する傾向にあり、白紙光沢度と表面強度は相反するものである。
近年の技術の進歩により、ポリスチレンを主体とする有機合成顔料の周囲をスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスで被覆したバインダーピグメントを用いることにより、光沢度と表面強度の両者を同時に向上させることは可能となった。しかし、バインダーピグメントを塗料に配合することにより塗料の粘着性が高まるため、カレンダー処理を行う際に塗工層がカレンダーに付着する、カレンダーロール汚れのトラブルの原因となっていた。カレンダーロール汚れを防止する対策として、ガラス転移温度２５〜５０℃のラテックスと特定の澱粉を配合した塗料を塗工紙、特定条件で乾燥する方法（特許文献１）や、平均粒子径が５０〜１１５ｎｍで連続異組成型のスチレン-ブタジエン共重合体ラテックスを顔料１００重量部に対して８〜２０質量部配合する方法（特許文献２）が提案されているが、一般的に顔料として使用されるクレー、炭酸カルシウム等と比較するとバインダーピグメントは非常に高価であり、汎用塗工紙への適用は難しかった。
特開平０７−３０７９９号公報 特開２００５−５４３３６号公報

以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、白紙光沢度、印刷光沢度が高く、表面強度が良好で優れた印刷適性を有した印刷用塗工紙を提供することである。

原紙上に顔料及び接着剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工紙において、コロナ放電処理した原紙に、少なくとも１層以上塗工層を設けることにより白紙光沢度及び印刷光沢度が高く、表面強度が良好で優れた印刷用塗工紙、及びその製造方法を得ることを見出した。本発明においては、原紙のコロナ処理は５０Ｊ／ｍ²以上で行うことが好ましい。また、原紙に塗工する塗工量は片面当たり１〜４０ｇ／ｍ²が好ましい。また、本発明においては、原紙に顔料と接着剤を含有する塗工層を1層以上設けた塗工紙に、コロナ放電処理した後に、１層以上塗工層を設けても白紙光沢度、印刷光沢度が高く、表面強度が良好になるものである。

本発明により、白紙光沢度及び印刷光沢度が高く、表面強度が良好で優れた印刷用塗工紙を得ることができる。

本発明においては、コロナ放電処理した原紙に、顔料と接着剤を主成分とする塗工液を塗工して塗工層を設けることにより、印刷用塗工紙を得るものであり、優れた印刷用塗工紙の製造方法である。

本発明においては、原紙表面をコロナ放電処理し、表面改質することが重要である。原紙あるいは塗工紙のコロナ処理による表面改質の効果をより向上させるには、５０Ｊ／ｍ^２以上で行う必要があり、好ましくは１０００Ｊ／ｍ^２以上、特に好ましくは３０００Ｊ／ｍ^２以上であり、上限としては、１００ｋＪ／ｍ^２程度である。また、コロナ電極と、原紙あるいは塗工紙の間の間隙は、特に限定はないが、操業に支障がない範囲で可能な限り狭くすることがエネルギー効率的な観点から望ましく、具体的には原紙表面から０．１ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好ましい。本発明の光沢度が高く、表面強度が優れる理由は以下のように考えられる。本発明のコロナ放電処理は、大気中でコロナ放電を発生させ、それにより官能基が生成されると共にその電子を直接原紙表面に照射するものである。これにより原紙あるいは塗工紙表面が酸化し、水酸基、カルボニル基等の官能基が増加し、親水化することより、原紙あるいは塗工紙と、塗工液の化学的接合点が増加し、塗工液の紙中への浸透がしにくくなり、平滑性が向上し、白紙光沢度、印刷光沢度が高くなるものと思われる。また、原紙と塗工液の化学的接合点が増加することにより、塗工紙の表面強度も良好で優れるものになると思われる。また、本発明においては、原紙に顔料と接着剤を含有する塗工層を1層以上設けた塗工紙に、コロナ放電処理した後に、塗工層を設けても白紙光沢度、印刷光沢度が高く、表面強度が良好になるものである。

本発明の原紙には、通常のパルプ、填料等が配合される。本発明において原紙に配合されるパルプの種類等は特に限定されない。例えば広葉樹クラフトパルプ（以下、ＬＢＫＰとする）、針葉樹クラフトパルプ（以下、ＮＢＫＰとする）、サーモメカニカルパルプ、砕木パルプ、古紙パルプ等が使用される。また、原紙に配合される填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、カオリン、クレー、タルク、水和珪酸、無定型シリケート、ホワイトカーボン、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。填料の使用量は、パルプ重量当たり５〜１８重量％以上が好ましい。さらに必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留向上剤、着色顔料、染料、消泡剤などを含有してもよい。

原紙の抄紙方法については特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、ギャップフォーマーマシン、丸網マシン、二者を併用したマシン、ヤンキードライヤーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよく、新聞古紙から得られる回収古紙パルプを含む中質原紙も使用できる。また、サイズプレス、ビルブレード、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙等も使用できる。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が３０〜４００ｇ／ｍ^２が適宜用いることができるが、３０〜２００ｇ／ｍ^２程度が好ましい。

本発明の塗工層に用いられる顔料としては、発明の目的を損なわない範囲で他の顔料を併用することができる。例えば、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、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、プラスチックピグメントなどの有機顔料であり、これらの無機顔料は必要に応じて単独または２種類以上併用して使用できる。

本発明の塗工層に用いられる接着剤としては、発明の目的を損なわない範囲で複数の接着剤を併用することができる。接着剤としては塗工紙用に従来から用いられている、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、大豆蛋白、合成蛋白などの蛋白質類；酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などのエーテル化澱粉、デキストリンなどの澱粉類；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通常の塗工紙用接着剤１種以上を適宜選択して使用される。これらの接着剤の総量は、印刷適性、塗工適性の点から、顔料１００重量部に対して５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部程度の範囲で使用される。
本発明の塗工液には、分散剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等の通常使用される各種助剤を使用しても良い。本発明においては、保水性を向上させる場合は、アクリル系合成保水剤、ヒドロキシエチルセルロースを用いることが好ましく、会合型のアクリル系合成保水剤を使用するのがより好ましい。会合型アクリル系合成保水剤は、塗工液の保水性を向上させ、かつ塗工液の高ずり粘度を低くする働きがある。そのため、高速塗工に適するとともに、塗工時に塗料が塗工原紙内部に押し込まれず、原紙上の塗工層を嵩高にし、塗工層のクッション性が向上する。尚、アクリル系合成保水剤および／またはヒドロキシエチルセルロースを用いる場合、配合量としては、顔料１００重量部に対して０．１〜１．０重量部が好ましい。
塗工原紙に調整された塗工液を塗工する方法としては、ブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、スプレーコーター等を用いて、一層もしくは二層以上を原紙上に片面あるいは両面塗工する。塗工量は、所望の特性に応じて決定されるが、本発明の場合は片面当たり１〜４０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは５〜３５ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１０〜３０ｇ／ｍ^２の塗工量で、高い光沢度と印刷品質を得ることができる。また、原紙に塗工層を設けた後にコロナ放電処理する場合、コロナ放電処理する前の塗工量は、原紙片面当たり１〜１５ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは１〜９ｇ／ｍ^２である。

湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いられる。
このようにして得られた印刷用塗工紙は、必要に応じて、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、ホットソフトカレンダー等のカレンダー処理を行ってもよい。本発明においては、カレンダー処理を行わなくても良好な被覆性を得ることができ、白紙光沢度、印刷光沢度などの良好な印刷適性を有する。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではない。尚、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。尚、塗工液および得られた印刷用塗工紙について以下に示すような評価法に基づいて試験を行った。
〈評価方法〉
（１）表面強度：ローランドオフセット平判印刷機（２色）に平判印刷用インキ（東洋インキ製造株式会社製ハイユニティーネオM）を用いて、Ａ３サイズの版で印刷速度８０００枚／時間で印刷し、得られた印刷物の表面のピッキングの程度を肉眼で評価した。結果は、５（全くピッキングを起こさないもの）から１（最も悪いもの）の５段階で評価し、１０回の試験の平均値で示した。
（２）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（３）印刷光沢度：ローランドオフセット平判印刷機（４色）に平判印刷用インキ（東洋インキ製造株式会社製ハイユニティーネオM）を用いて、Ａ３サイズの版で印刷速度８０００枚／時間で印刷し、得られた印刷物（４色ベタ印刷部）の表面をＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
［実施例１］
製紙用パルプとして化学パルプを１００部、填料として軽質炭酸カルシウムを５部含有する坪量５６ｇ／ｍ^２の原紙（密度０．７ｇ／ｃｍ³）に、コロナ電極と原紙との間隙を１ｍｍとし、片面当たり５０００Ｊ／ｍ²の条件でコロナ処理を行った後、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）５０部、カオリン（Ｈｕｂｅｒ社製ジャパングロス）５０部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉５部から成る塗工液を、片面当たりの塗工量が固形分で１２ｇ／ｍ^２になるように、ブレード式ラボ用塗工機で両面１層ずつの塗工を行い、紙水分が５％になるように乾燥し、塗工紙を得た。このように得られた塗工紙を、テストスーパーカレンダーにて、線圧１００ｋg／ｃｍ、カレンダーニップ数２ニップの条件でカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
実施例１において、片面当たりのコロナ処理を５０００Ｊ／ｍ²のかわりに、２５００Ｊ／ｍ²に変更した以外は実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１において、片面当たり５０００Ｊ／ｍ²のコロナ処理のかわりに、コロナ未処理に変更した以外は実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
［実施例３］
実施例１において、片面当たりの塗工量が固形分で１２ｇ／ｍ^２のかわりに、６ｇ／ｍ^２に変更した以外は実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例３において、片面当たり５０００Ｊ／ｍ²のコロナ処理のかわりに、コロナ未処理に変更した以外は実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
［実施例４］
実施例１において、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）５０部、カオリン（Ｈｕｂｅｒ社製ジャパングロス）５０部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉５部から成る塗料を、片面当たりの塗工量が固形分で１２ｇ／ｍ^２になるように両面１層ずつ塗工するかわりに、１層目の塗工として、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）１００部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス２部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉８部からなる塗料を片面当たりの塗工量が固形分で６ｇ／ｍ^２になるように塗工し、その上に２層目の塗工として、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）５０部、カオリン（Ｈｕｂｅｒ社製ジャパングロス）５０部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉５部から成る塗料を、片面当たりの塗工量が固形分で６ｇ／ｍ^２となるように塗工し、両面２層ずつの塗工を行った以外は実施例１と同様の方法で塗工紙を得た。
［実施例５］
製紙用パルプとして化学パルプを１００部、填料として軽質炭酸カルシウムを５部含有する坪量５６ｇ／ｍ^２の原紙（密度０．７ｇ／ｃｍ³）に、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）１００部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス２部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉８部からなる塗工液を片面当たりの塗工量が固形分で６ｇ／ｍ^２になるように、ブレード式ラボ用塗工機で両面１層ずつ塗工・乾燥し、塗工紙を得た後、塗工紙とコロナ電極との間隙を１ｍｍとし、片面当たり５０００Ｊ／ｍ²の条件でコロナ処理を行った。次に、顔料として重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）５０部、カオリン（Ｈｕｂｅｒ社製ジャパングロス）５０部、スチレン−ブタジエン共重合型ラテックス１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉５部から成る塗料を、片面当たりの塗工量が固形分で６ｇ／ｍ^２となるように両面１層ずつの塗工を行い、紙水分が５％になるように乾燥し、塗工紙を得た。このように得られた塗工紙を、テストスーパーカレンダーにて、線圧１００ｋg／ｃｍ、カレンダーニップ数２ニップの条件でカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
実施例４において、片面当たり５０００Ｊ／ｍ²のコロナ処理のかわりに、コロナ未処理に変更した以外は実施例４と同様の方法で塗工紙を得た。

以上の結果を表１に示した。

表１より、コロナ放電処理した後に塗工層を設けた印刷用塗工紙である実施例１〜５は、コロナ放電処理していない比較例１〜４に比べて白紙光沢度、印刷光沢度が高く、表面強度が良好で優れることは明らかである。

Claims (4)

1. 原紙上に顔料及び接着剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工紙において、コロナ放電処理した原紙に、少なくとも１層以上塗工層を設けることを特徴とする印刷用塗工紙。
2. コロナ放電処理が、片面当たり５０Ｊ／ｍ^２以上であることを特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙。
3. 原紙上に塗工する塗工量が片面当たり１〜４０ｇ／ｍ^２であ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。
4. 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工層を設けた塗工紙に、コロナ放電処理した後に、少なくとも１層以上塗工層を設けることを特徴とする印刷用塗工紙。