KR19990006925A - 흡수저항성을 개량한 인쇄용지, 신문인쇄용지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

펄프분으로서 기계펄프를 30중량%이상 함유하고, 점적흡수도(Japan TAPPI No.33에 의거, 적하수량 1㎕로 측정) 10초이하인 인쇄용지원지에 양이온성을 갖는 수용성폴리아크릴아미드 및 소수성치환기를 갖는 모노머와 카르복실기 또는 술폰산기를 갖는 모노머와의 수용성음이온성공중합체의 2성분을 주체로 하는 흡수저항성컨트롤조성물로 된 게이트로울도공층을 갖는 인쇄용지로서, 그 게이트롤도공층이 1100-1800m/분의 속도로 도공되며, 또한 점적흡수도가 60초이상인 것을 특징으로 하는 인쇄용지이다.

Description

흡수저항성을 개량한 인쇄용지, 신문인쇄용지 및 그 제조방법

본 발명은 흡수저항성 등이 개량된 기계펄프의 함유율이 높은 인쇄용지, 특히 신문인쇄용지, 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래 인쇄기술은 옵셋인쇄화, 칼라인쇄화, 고속대량인쇄화, 자동화 등 큰 진보를 이루어 오고 있다. 이에 따라서 인쇄용지에 대해서도 작업성, 인쇄적성 면에서 각종 물성의 개량이 요구되고 있다.

특히 신문인쇄용지(신문용지, 신문권취지)는 일반적으로 기계펄프와 탈묵(脫墨)펄프(이하, [탈묵펄프]를 [DIP]로 약칭한다)를 주체로 하는 종이이며, 중, 하급지로 분류되는 종이이면서, 한편에서는 신문인쇄는 지정된 시간대의 지정된시간내에 지정된 부수를 확실하게 인쇄하지 않으면 안되고 일반인쇄용지이상으로 엄격한 품질을 요구하는 종이이다. 이 점에서는 신문인쇄용지는 특수한 종이이며, 종이의 분류상도 독자적인 분류가 되어 있다. 최근의 신문인쇄용지는 경량화, DIP의 고배합화 등이 요구되고 있으며, 이들 점에 의한 마이너스 면을 극복하면서 각종의 개량을 행할 필요가 있다. 그와 같은 의미에서 신문인쇄용지의 개량은 일반 인쇄용지의 개량과는 차원이 다른 엄격한 것으로 되어 있다.

신문인쇄에 대해서도 근래 각종의 요구, 예를 들어 인쇄의 고속화의 요구, 칼라지면의 요구, 다품종인쇄의 요구, 자동화의 요구 등의 점에서 신문인쇄의 컴퓨터시스템도입 시기와 더불어 돗판(凸版)인쇄로부터 옵셋인쇄로의 전환이 급속히 진행되고 있다.

이 옵셋인쇄의 보급은 신문인쇄용지에 대하여 돗판인쇄용의 신문인쇄용지와는 다른 품질을 요구하고 있다. 예를 들어 (1)흡수저항성이 적절하게 유지되고, 습윤강도가 있으며, 물마름 등이 없을 것, (2)박리강도가 작을 것, (3)종이가루의 발생이 없을 것 등의 품질이다. 요구되고 있는 품질중에서도 특히 흡수저항성의 유지, 즉 흡수저항성의 컨트롤(다시 말하면 사이즈성의 부여)은 중요한 과제가 되어 있다.

그러나 기계펄프의 함유율이 높은 신문인쇄용지와, 기계펄프의 함유율이 낮고, 활엽수표백크라프트펄프(이하, [활엽수표백크라프트펄프]를 [LBKP]로 칭한다)의 함유율이 높은 일반인쇄용지는 흡수저항성의 컨트롤(다시 말하면 사이즈성의 부여)의 난이도가 다르다. 기계펄프의 함유율이 높은 경우, 원지의 지면상태는 거친 것에 비해서 LBKP는 촘촘하다. 또한 촘촘한 지면은 외첨사이즈(外添Size)의 도포량이 적어도 되지만 거친 지면은 외첨사이즈의 도포량이 많아진다고 생각된다.

일반인쇄용지에서 흡수저항성의 컨트롤은 예를 들어 사이즈제 등의 약품을 내첨하는 방법(내첨사이즈), 혹은 외첨하는 방법(외첨사이즈)에 의해 행해지고 있다. 내첨이라는 것은 소위 웨트엔드로서, 펄프슬러리중에 내첨사이즈제를 첨가하고, 초지(抄紙)와 동시에 종이내부에 내첨사이즈제를 함유시키는 방법의 것이며, 외첨이라는 것은 초지후 2개의 롤사이즈프레스 혹은 게이트롤코터 등으로 대표되는 도공기를 이용하여 외첨사이즈제를 종이표면에 도포하는 방법이다. 당연한 것이지만 신문인쇄용지에 대해서는 게이트롤코터 등으로 대표되는 도공기가 이용되고 있다.

내첨용의 사이즈제로서는, 산성초지의 경우 강화로진사이즈제, 에멀션사이즈제, 합성계사이즈제 등이, 중성초지의 경우 알킬케텐다이머(AKD), 알케닐숙신산무수물(ASA) 등이 알려져 있다. 또한 일본 특개소60-88196호공보 및 특개평4-363301호공보 등에는 양이온화전분과 알킬케텐다이머로 된 사이즈제가 개시되어 있다.

또한 외첨용의 사이즈제(표면사이즈제라고도 불린다)로서는, 스틸렌/말레인산계 공중합체, 스틸렌/아크릴산계 공중합체 등의 음이온성 폴리머, 로진, 톨유(tall oil) 및 프탈산 등의 알키드수지검화물, 석유수지와 로진의 검화물 등의 음이온성 저분자화합물, 스틸렌계 폴리머, 이소시아네이트계 폴리머 등의 양이온성 폴리머 등이 알려져 있지만, 상급인쇄용지, 잉크젯트용지 등 LBKP의 함유율이 높은 용지를 대상으로 하고 있고, 요구되는 흡수저항성의 정도와 초지조건이 다르다.

이에 반하여 신문인쇄용지에 있어서의 흡수저항성컨트롤은 기계펄프의 함유율이 높으므로 사이즈제, 내수화제(耐水化劑)의 내첨에 의해 대처하고 있는 것이 현재상황이다.

그러나 신문인쇄용지에 있어서의 흡수저항성컨트롤대책중에 일반인쇄용지에서도 이용되고 있는 사이즈제 등의 약품을 내첨하는 방법(내첨사이즈)은 (1)약품을 저농도펄프슬러리에 첨가할 필요가 있다 (2)펄프시이트로의 약품의 정착량이 일정하지 않다(약품의 정착량이 낮다) (3)통상 복수의 초지기가 공통의 순환백수(white water : 초지기에서 배출되는 폐수)를 사용하고 있기 때문에 사이즈성을 필요로 하지 않는 초지를 평행하게 행할 수가 없다 (4)생산량향상제의 효과가 안정하지 않다. 생산성을 강화하면 DIP계의 착색이물 등도 시이트에 떠 넣어 버리고 만다 (5)흡수저항성이 경시변화한다 (6)중성화 및 경량화한 신문고속초지에서는 내첨사이즈제의 생산량이 저하하는 경향이 있고, 흡수저항성을 갖는 것이 어렵다 (7)DIP을 80%이상 함유하는 신문인쇄용지를 1000m/분 이상의 고속으로 초지하는 경우, 내첨사이즈제의 생산량이 저하하는 경향이 있고, 흡수저항성을 갖는 것이 어려운 등 많은 문제점이 있으며, 약품의 첨가량의 컨트롤이 어렵고, 상황에 따라서 내첨사이즈제 및 생산량향상제를 증감하여 첨가할 필요가 있었다.

내첨사이즈제의 효과가 나쁜 경우 내첨사이즈제는 과잉첨가가 되며, 지력(紙力)의 저하, 기계문제, 소수성(疏水性)사이즈제의 부착 및 축적의 원인이 되어 현저한 백수계의 오염을 일으키기 쉽고, 비용, 품질, 조업성 등의 면에서 문제가 있었다. 또한 원료배합을 변경하는 것은 실제기계에서는 원료의 큰 변동 등이 있고, 일시적 대응책으로서는 물론 장기적 대응책으로서도 부적당하였다. 특히 중성화 및 경량화의 고속초지에 있어서, 품질을 종래의 신문인쇄용지와 동일하게 유지 또는 향상시키는 것은 신문지제조메이커에 있어서 중요한 기술과제이다.

또한 신문인쇄용지의 흡수저항성컨트롤대책으로서 약품을 외첨하는 방법, 다시 말하면 일반인쇄용지로 이용되고 있는 표면사이즈제를 외첨하는 방법(외첨사이즈)의 적용도 생각되지만 실제로는 비용의 면에서 보아 충분한 흡수저항성이 얻어지지 않는 문제가 있고, 본격적으로 실용화되고 있지 않다.

신문인쇄용지의 표면처리제 도공(塗工)은 온머신(on-machine)도공이 일반적이며, 고속도공이 가능한 피막형성전사방식인 게이트롤코터를 이용하는 것이 보통이다. 이 게이트롤코터방식의 특징은 예를 들어 일본 지펄프기술협회지(紙パ技協誌)Vol. 43, No.4(1989) p36, 일본 지펄프기술타임즈(紙パルプ技術タイムス)Vol. 36, No.12(1993) p20 등에 간단히 모아져 있지만, 일반인쇄용지에서 이용되고 있는 종래 2롤프레스사이즈방식과 비교하여 도공액을 종이표면에 남기는 것이 가능하며, 종이표면의 개량에 효과적인 점이 있다. 즉 2롤사이즈프레스방식에서는 원지는 도공액의 폰드(액못)중을 통과하기 때문에 도공액의 원지내부에로의 침투가 대단히 큰 것에 비하여 게이트롤코터방식에서는 도공액이 미리 피막을 형성하고, 그 막이 전사가 행해지기 때문에 도공액의 원지내부로의 침투가 그다지 일어나지 않는다. 그 때문에 게이트롤코터방식에서는 도공재료가 원지표면에 남는 경향이 있다는 것을 기재하고 있다.

그래서 본 발명에서는 약품을 외첨하는 방법만으로 흡수저항성(사이즈성)을 개량한 인쇄용지, 편면에 0.3g/m²이하의 도포량으로 60초이상의 점적(点滴)흡수도를 갖는 인쇄용지의 제공을 과제로 한다.

그러나 10초이하의 사이즈에서 기계펄프의 함유율이 높은 신문인쇄용지원지의 경우, 300-1000m/분의 범위의 속도에서의 게이트롤코터에 의한 도공에 있어서도, 편면에 0.3g/m²이하의 도포량에서는 도공액이 원지내부로 침투하는 것을 완전히 억제하고, 이상적인 흡수저항성의 베리어를 원지표면에 만들 수 없는 것이 실험적으로 명백하게 되었다. 즉 비교적 원지표면에만 도공되기 쉬운 표면사이즈제를 이용하고 또한 게이트롤코터에 의한 도공을 행하여도 편면에서 0.3g/m²이하의 도포량에서는 충분한 사이즈효과(흡수저항성의 부여효과)가 얻어지지 않는 결점이 있었다.

본 발명자들은 펄프분으로서 기계펄프를 30중량%이상 함유하는 인쇄용지원지상에 양이온성을 갖는 폴리아크릴아미드 및 수용성음이온성 공중합체의 양자를 주체로 하는 흡수저항성컨트롤조성물로 된 도공층을 1100-1800m/분의 속도로 게이트롤코터로 도공함으로써 편면에서 0.3g/m²이하의 도공량으로 60초이상의 점적흡수도를 갖는 인쇄용지가 얻어지는 것을 발견하고 본 발명의 과제를 해결하였다. 이 방법에 의해 표면처리제가 종이층내부로 침투하는 것을 억제할 수 있고, 높은 흡수저항성이 얻어진다. 또한 이 방법은 일반인쇄용지에도 적용 가능하지만, 특히 기계펄프의 함유율이 높은 신문인쇄용지의 경우에 유효하므로 이하 신문인쇄용지에 대하여 설명한다.

신문인쇄용지원지에 비이온성 폴리아크릴아미드, 양이온성 폴리아크릴아미드(예를 들어 제 3급 아민기 및/또는 제 4급 암모늄염기를 갖는 수용성 폴리아크릴아미드) 혹은 양성(兩性)폴리아크릴아미드를 단독으로 도공하여도 표면강도의 향상을 꾀할 수 있지만 흡수저항성을 개량할 수는 없었다. 예를 들어 산화전분을 신문인쇄용지원지에 도포량 05.-1.0g/m²의 범위로 도포하여도 그 도공품의 흡수저항성은 후술한 점적흡수도법으로 수초정도이며 불충분하였다.

또한 음이온성의 소수기를 갖는 공중합체를 단독으로 도공하여도 표면강도를 보강하는 효과가 불충분하여 거품의 발생이 많고, 점적흡수도로 60초이상의 흡수저항성은 얻어지지 않는다.

또한 이들의 표면처리제에서는 도공품의 박리성에 문제없는 레벨로 흡수저항성을 개량할 수 없었다.

또한 후술하겠지만, 본 발명의 흡수저항성컨트롤층은 이온적인 콤플렉스에 의한 것으로 생각할 수도 있다고 생각된다. 이와 같은 콤플렉스를 종이용 약품에 응용한 예로서는 예를 들어 일본 지펄프기술협회지(紙パ技協誌 Vol. 45, No.2, (1991) p. 245-249)에 음이온성 지력제와 특수한 양이온성 지력제를 혼합하여 고분자량의 이온콤플렉스를 형성시킨 지력증강제를 펄프슬러리에 첨가하는 방법이 기재되어 있다. 그러나 이 방법은 어디까지나 약품을 펄프슬러리에 내첨하는 방법이며, 또한 흡수저항성의 향상을 목적으로 한 것은 아니다. 또한 일본국 특개소60-119297호공보 등에도 음이온형 소수성사이즈제와 양이온형 유지제에 의한 종이의 사이즈방법이 기재되어 있다. 그러나 이 방법도 약품을 내첨하는 방법이며, 후술하는 내첨에 따른 제반문제를 해결할 수는 없다.

한편 일본국 특개소52-148211호공보, 특개소56-118995호공보, 특개평3-54609호공보 등에 음이온성수지 및 양이온성수지를 함유하는 도포액을 이용한 표면사이징방법 등이 개시되어 있다. 일본국 특개소52-148211호 공보에서는 음이온성수지 및 양이온성수지를 함유하는 도포액을 이용한 골판지용 강화중심지의 제조방법에 대하여 기재되어 있다. 그러나 이 방법은 주로 압축강도, 및 강도(剛度)의 개량을 꾀한 것이며, 특히 흡수저항성의 향상을 목적으로 한 것은 아니다. 또한 이 공보의 실시 예에서는 약품의 도포량도 10g/m²정도이며, 일반인쇄용지에 적응되는데는 그리 멀지 않은 수준이다. 일본국 특개소56-118995호공보에서는 예를 들어 산화전분, 염화비닐리덴/아크릴아미드공중합체 및 폴리에틸렌아민으로 된 표면사이즈제를 이용하는 내유지(耐油紙)의 제조방법이 기재되어 있다. 그러나 내유지가 기름에 대한 저항성이 요구되는 종이인 것에 반하여 본 발명의 인쇄용지는 옵셋인쇄에 있어서의 고속인쇄에 대응하여 잉크(다시 말해 기름)에 대한 흡수성이 요구되는 종이이며, 완전히 정반대의 기술이다. 또한 일본국 특개소56-118995호공보에서는 케텐 2량체, 양이온화전분 및 음이온성중합체의 3자로 이루어지는 표면사이징제가 개시되어 있지만, 이 표면사이징제에서는 마찰계수 저하의 문제가 있다.

또한 일본국 특개소62-122781호공보 및 특개소62-146674호공보 등에는 염기성폴리머와 산성폴리머의 폴리머콤플렉스를 함유하는 잉크수용층을 갖는 잉크젯트기록용 피기록재가 개시되어 있다. 그러나 이들의 공보에서 양폴리머는 디메틸포름아미드 등의 유기용매에 용해하여 도포액으로 하고 있기 때문에 기계펄프의 함유율이 많은 인쇄용지에 적용하는 것은 곤란하다. 또한 잉크젯트용지는 기계펄프는 거의 사용되지 않고 LBKP의 비율이 높은 원지를 사용한다. 잉크젯트기록용 피기록재는 물-다가알콜혼합계로 된 잉크젯트용 잉크에 대한 수용성(다시 말해 흡수성)이 요구되고 있으며, 본 발명에서 요구하는 흡수저항성이라는 것은 다른 요구이다.

그러나 본 발명자들은 기계펄프의 함유율이 높은 신문인쇄용지원지에 특정의 폴리아크릴아미드 및 음이온성의 소수기를 갖는 폴리머의 양자를 조합시킨 흡수저항성컨트롤조성물로 된 도공 층을 도공속도 1100-1800m/분으로 게이트롤코터로 도공하는 방법에 의해서만 흡수저항성을 개량하고 또한 표면강도와 박리성을 균형있게 개량한 신문인쇄용지가 얻어지는 것을 발견하고 본 발명을 완성하는데 이르렀다.

본 발명은 종이표면에 하기의 성분 A 및 B의 2성분을 주체로 하는 흡수성컨트롤조성물을 함유한 도공층을 갖춘 펄프분으로서, 기계펄프의 함유율이 30중량%이상의 인쇄용지 특히 신문인쇄용지에 관한 것이다.

성분A: 양이온성을 갖는 수용성폴리아크릴아미드

성분B: 소수성치환기를 갖는 모노머와, 카르복실기 또는 술폰산기를 갖는 모노머와의 수용성음이온성공중합체

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 상기 성분A 및 B의 2성분을 주체로하여 구성된다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물에서 이용되는 성분A는 양이온성을 갖는 폴리아크릴아미드(이하, [폴리아크릴아미드]를 [PAM]라고 약칭한다)이며 비이온성PAM, 양이온성PAM, 양성PAM가 포함된다.

성분A로서 사용되는 비이온성PAM으로서는 예를 들어 (메타)아크릴아미드(여기서 (메타)는 메타가 있는 경우도 포함한다는 표시로서 사용하고, [(메타)아크릴아미드]라는 것은 [메타아크릴아미드 및/또는 아크릴아미드]를 의미한다. 이하, 마찬가지이다)의 중합체, 혹은 공중합체, (메타)아크릴아미드와 공중합가능한 비이온성 모노머와 (메타)아크릴아미드의 공중합체 등을 들 수 있다. 이들의 PAM은 본질적으로는 비이온성이지만 일부의 아미드구조가 아미디늄(-CONH₃ ⁺)의 형으로 존재하고, 약간 약한 양이온성을 띠고 있다고 되어 있다. 따라서 비이온성PAM도 본 발명에 있어서 성분A로서 사용하는 것이 가능하다.

또한 성분A로서 이용되는 양이온성PAM 및 양성PAM은 간단히 말해 양이온성모노머단위를 가지고 있는 PAM의 것이며, 바람직하게는 양이온성모노머단위로서 제 3급아민기(혹은 제 3급아민염기)를 갖는 모노머단위 및/또는 제 4급암모늄염기를 갖는 모노머단위를 갖는 PAM이 좋다. 또한 기본적으로 양이온성모노머단위이외에 음이온성모노머단위를 함유하지 않는 PAM이 양이온성 PAM이며, 한편 양이온성모노머단위를 갖는 PAM이 양성(兩性)PAM이다.

양이온성모노머단위에 대하여 구체적으로 언급하면 일반식[1] 및 [2]로 나타내어지는 모노머단위가 더 바람직하다.

여기서, R은 메틸기, 또는 수소원자를 나타낸다. Y는 NH, 또는 산소원자를 나타낸다. Z은 CH₂CH(OH)CH₂, 또는 탄소수 1-4개의 알킬렌기를 나타낸다. R₁, R₂, 및 R₃는 탄소수 1-18개의 알킬기, 벤질기, 또는 수소원자를 나타낸다. 단 R₁, R₂, 및 R₃는 동일하여도 달라도 좋다. X이온은 음이온을 나타내고, 할로겐원자이온(염소이온, 브롬이온, 요오드이온 등), 황산이온, 알킬술폰산이온(메틸술폰산이온, 에틸술폰산이온), 알킬술폰산이온, 아릴술폰산이온, 초산이온 등을 나타낸다.

양이온성모노머단위를 PAM에 도입하는 방법으로서는, 예를 들어 (a)각종PAM을 만니히(mannich)반응을 이용하여 변성시키는 방법, (b)각종 PAM을 호프만분해반응을 이용하여 변성시키는 방법, (c)제 3급아민기, 혹은 제 4급암모늄염기를 갖는 모노머를 공중합시키는 방법, (d)제 3급아민기를 갖는 모노머를 공중합시킨 후, 알킬화, 아릴화 등의 반응에 의해 제 4급암모늄염기로 변환하는 방법 등을 들 수 있다.

예를 들자면 (c)의 공중합시키는 방법에서는 예를 들어 (메타)아크릴아미드와 양이온성모노머(제 3급아민기, 혹은 제 4급암모늄염기를 갖는 모노머), 혹은 (메타)아크릴아미드유도체와 양이온성모노머를 이용하여 공중합시키면 된다. 바꿔 말하면 본 발명에서는 성분(A)로서 (메타)아크릴아미드와 후술하는 양이온성모노머의 공중합체를 사용하는 것이 가능하다.

이 방법에 있어서, 이용되는 제 3급아민기를 갖는 모노머로서는 예를 들어 N, N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N, N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, N, N-디메틸아미노히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N-메틸, N-에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N, N-디페닐아미노에틸(메타)아크릴레이트, N, N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴아미드, N, N-디에틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, N, N-디메틸(메타)아크릴아미드, N, N-디에틸(메타)아크릴아미드, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-메틸-5-비닐피리딘 등을 들 수 있다.

한편, 이 공중합법에 있어서, 사용 가능한 제 4급암모늄염기를 갖는 모노머로서는, (메타)아크로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, (메타)아크로일옥시에틸디메틸펜질암모늄클로라이드, (메타)아크로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, (메타)아크로일옥시에틸디에틸벤질암모늄클로라이드, (메타)아크릴아미드프로필트리메틸암모늄클로라이드, (메타)아크릴아미드프로필트리에틸암모늄클로라이드, (메타)아크릴아미드프로필디메틸벤질암모늄클로라이드, 디아릴디메틸암모늄클로라이드, 디아릴디에틸암모늄클로라이드, (메타)아크로일옥시에틸트리메틸암모늄설페이트 등을 예시할 수 있다.

또한 이 공중합시키는 방법에서는, 본 발명에 지장없는 범위에서 (메타)아크릴아미드, 혹은 상술한 양이온성모노머와 공중합가능한 모노머를 사용하여도 된다. 즉 본 발명에서는 성분A로서 (메타)아크릴아미드와 양이온성모노머와 후술하는 공중합가능한 모노머의 공중합체를 사용하는 경우도 있다.

이 방법에서 사용되는 공중합가능한 모노머로서는, 예를 들어 에틸렌, 부타디엔, 스틸렌, α-메틸스틸렌, 이소프렌, 프로필렌, 초산비닐, 비닐카르바졸, 비닐피로리돈, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴산에스테르, N-메티롤화(메타)아크릴아미드, 메틸렌비스아크릴아미드, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-설포에틸(메타)아크릴레이트, 에틸렌디(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산, 말레인산, 푸말산, 이타콘산, 무콘산, 크로톤산, 아릴글리시딜에테르, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 에틸렌설포네이트의 나트륨염, p-스틸렌설포네이트의 나트륨염, 비닐벤질술포늄염, 비닐벤질포스포늄염 등을 들 수 있다. 이들의 모노머중에 아크릴산, 이타콘산 등의 음이온성모노머를 사용하면 양성PAM을 얻을 수 있다.

(d)의 제 3급아민기로부터 제 4급암모늄염기로 변환하는 방법에 있어서,이용되는 알킬화제로서는 예를 들어 디메틸황산, 염화메틸, 브롬화메틸, 요오드화메틸, 염화벤질, 브롬화벤질 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 성분A로서 이용되는 PAM으로서 양이온성PAM 및 양성PAM을, 흡수저항성컨트롤(흡수저항성부여)의 점에서는 비이온성PAM보다 바람직하게 사용한다. 이 것은 비이온성PAM에서는 일부에 존재하는 아미디늄구조에 유래하는 양이온성이 미약하기 때문에 흡수저항성부여효과가 작기 때문이다. 또한 양이온성PAM 및 양성PAM에 있어서, 그 양이온성모노머단위의 비율은 0.1몰%이상인 것이 바람직하다. 양이온성모노머단위의 비율이 0.1몰%미만의 경우, 흡수저항성컨트롤의 효과가 약간 약해지는 경향이 있다. 또한 양이온성PAM과 양성PAM을 비교하면 높은 흡수저항성을 얻고 싶은 경우는 양이온성PAM이 보다 바람직하다.

성분A로서 이용되는 각 PAM은 대응하는 모노머를 종래 공지의 방법, 예를 들어 수용액중합법, 용매중합법, 역상유화(逆相乳化)중합법, 현탁중합법 등의 방법으로 중합, 혹은 공중합시켜서 얻을 수 있다.

본 발명에서는 성분A로서 1종류의 PAM단독으로 이용해도 좋고 2종류이상의 PAM을 혼합하여도 좋다.

본 발명의 성분A로서 사용되는 PAM에 있어서, 그 중량평균분자량은 20만-400만의 범위에 있는 것이 적당하다. PAM의 평균분자량이 20만보다 작은 경우, 그와 같은 PAM은 충분한 피막형성을 행할 수 없고 흡수저항성부여 및 표면강도향상효과가 불충분하다. 한편 PAM의 평균분자량이 400만보다 큰 경우 그와 같은 PAM은 점성이 높아지며, 조업상의 문제를 발생할 우려가 있으며, 도공품의 박리성에도 만족하지 않는 결과가 된다. 이용되는 PAM의 평균분자량에 대해서는 일반적으로 흡수저항성부여 및 표면강도의 점에서 생각하면 평균분자량이 높은 것이 바람직하지만, 도공품의 박리성의 점에서는 역으로 평균분자량이 낮은 것이 바람직하다고 생각된다. 그 때문에 PAM의 평균분자량은 전술한 범위 내에서 요구되는 사양에 따라서 적절히 결정하면 된다. 흡수저항성, 표면강도 및 박리성의 3자에 대하여 종합적으로 생각한 경우, 이용되는 PAM의 평균분자량은 50만-200만의 범위가 바람직하며, 더 바람직하게는 70만-120만의 범위이다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물에서 이용되는 조성B는 소수성치환기를 갖는 모노머와 음이온성모노머(카르복실기, 혹은 술폰산기를 갖는 모노머)의 공중합체의 것이다.

소수성치환기로서는 탄소수 6개이상의 치환기이면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 도공재료의 거품발생의 문제, 요구되는 흡수저항성의 정도 등에 따라서 적절히 결정하면 된다. 소수성치환기로서 예를 들어 탄소수 6개이상의 알킬기, 탄소수 6개이상의 알케닐기, 탄소수 6개이상의 시클로알킬기, 탄소수 6개이상의 아릴기, 혹은 탄소수 7개이상의 아랄킬기 등을 들 수 있다.

소수성치환기를 갖는 모노머로서는, 예를 들어 스틸렌계 모노머(예를 들어 스틸렌, α-메틸스틸렌, 클로로스틸렌, 시아노스틸렌 등), 올레핀계 모노머(예를 들어 헥센, 옥텐, 데센 등), (메타)아크릴산에스테르, 말레인산에스테르 등을 들 수 있다. 이와 같은 모노머에 대해서는 고분자학회편[고분자데이타핸드북-기초편-] 일본 배풍관(培風館, 1986) 등에 상세하게 설명되어 있으므로(스틸렌계 모노머에 대해서는 p.47의 표 5-1, 올레핀계 모노머에 대해서는 p.2의 표 1-1, 아크릴산에스테르에 대하서는 p.105의 표 10-1, 말레인산에스테르에 대해서는 p.162의 표 14-1 등에 예가 있다) 이들 중에서 소수성치환기를 갖는 모노머를 골라도 된다.

음이온성모노머(카르복실기, 혹은 술폰산기를 갖는 모노머)로서는, 예를 들어 아크릴산계 모노머(예를 들어 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산, 이소크로톤산, 2-에틸아크릴산, 3-tert-부틸아크릴산 등), 말레인산계 모노머(예를 들어 말레인산, 메틸말레인산, 페닐말레인산, 클로로말레인산, 푸말산, 이타콘산, 무콘산 등), 2-아크릴아미드프로판술폰산, 2-아크릴아미드-n-부탄술폰산, 2-아크릴아미드-n-헥센술폰산, 2-아크릴아미드-n-옥탄술폰산, 2-아크릴아미드-n-도데칸술폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미드-2-페닐프로판술폰산, 2-아크릴아미드-2,4,4-트리메틸펜탄술폰산, 2-아크릴아미드-2-(4-클로로페닐)프로판술폰산, 2-메타크릴아미드-n-테트라데칸술폰산, 4-메타크릴아미드벤젠술폰산나트륨, 2-설포에틸메타크릴레이트, p-비닐벤젠술폰산, 스틸렌술폰산, 에틸렌술폰산 등을 들 수 있다.

이 공중합체에 있어서, 소수성치환기를 갖는 모노머와 음이온성모노머의 비율은 90 : 10∼40 : 60의 범위가 바람직하다. 소수성치환기를 갖는 모노머 및 음이온성모노머, 각각 적어도 1종이상 이용하면 된다.

또한 이 공중합체에서는 본 발명에 지장없는 범위에서 상술한 소수성치환기를 갖는 모노머 및/또는 음이온성모노머와 중합가능한 음이온성, 혹은 비이온성모노머와 소량 공중합시켜도 된다.

이 공중합체의 제조방법으로서는 예를 들어 수용액중합법, 용매중합법, 역상유화중합법, 침전중합법, 현탁중합법 등의 방법을 들 수 있다.

이 공중합체는, 말을 바꿔서 하자면 음이온성친수성폴리머이며, 그 산가가 50∼500의 범위에 있는 것이 바람직하며, 더 한정하자면 100∼300의 범위에 있는 것이 바람직하다. 산가가 50보다 작은 경우, 그 공중합체는 수용성이 충분하지 않고 또한 성분A와의 상호작용이 약하고, 그 때문에 바람직하지 않다. 또한 산가가 500보다 큰 경우, 그 공중합체는 음이온성이 너무 강하여 바람직하지 않다.

또한 이 공중합체는 0.1만∼100만정도의 중량평균분자량이면 좋고, 더 바람직하게는 0.1만∼10만의 범위가 바람직하다. 분자량이 0.1만보다 작은 경우, 공중합체가 충분한 피막형성을 행할 수 없고 표면강도 및 흡수저항성컨트롤의 점에서 바람직하지 않다. 한편 분자량이 100만보다 큰 경우, 도공후의 고점도 등에 유래하는 조업상의 문제를 발생할 우려가 있다.

성분B로서 이용되는 공중합체는, 구체적으로 기술하면 스틸렌/(메타)아크릴산공중합체, 스틸렌/(메타)아크릴산/(메타)아크릴산에스테르공중합체, 스틸렌/말레인산공중합체, 스틸렌/말레인산반(半)에스테르공중합체, 스틸렌/말레인산에스테르공중합체, 스틸렌/2-아크릴아미드프로판술폰산공중합체, (메타)아크릴산/(메타)아크릴산에스테르공중합체, α-올레핀/말레인산공중합체, 올레핀/아크릴산공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 스틸렌/아크릴산공중합체, 스틸렌/(메타)아크릴산공중합체, 스틸렌/말레인산공중합체 및 α-올레핀/말레인산공중합체가 흡수저항성부여의 점에서 보다 바람직하다. 또한 특히 친수성치환기와 소수성치환기의 균형이 뛰어난 점에서 스틸렌/아크릴산공중합체 및 α-올레핀/말레인산공중합체가 바람직하고, 양자를 비교한 경우 스틸렌/아크릴산공중합체가 가장 바람직하다.

본 발명의 흡수성컨트롤조성물은 전술한 바와 같이 성분A 및 B의 2성분을 주체로서 구성된다. 이 조성물의 각 성분의 비율(중량비)은 제조되는 신문인쇄용지에 대하여, 요구되는 흡수저항성의 정도, 박리성의 정도, 혹은 이 조성물의 도포량에도 의존하기 때문에 반드시 한정할 수 있는 것은 아니다. 그러나 굳이 한정하자면 성분A와 성분B의 비율(A : B)이 20 : 80∼80 : 20의 범위에 있으면 되고, 경제성도 고려하면 더 바람직하게는 A : B = 40 : 60 ∼ 60 : 40의 범위가 좋다.

본 발명에서 이용되는 흡수저항성컨트롤조성물은 기본적으로 성분A 및 B의 2자만으로 구성되면 되고, 성분B가 박리성에 유리하게 작용하기 때문인지 후술하는 도포량영역에서는 그들만으로도 양호한 박리성을 얻는 것이 가능하다. 그러나 더욱 박리성을 향상시키기 위해, 바꿔 말하면 박리강도대책을 위해 본 발명에 지장없는 범위(예를 들어, 흡수저항성에 악영향을 주지 않는, 도공시의 거품발생이 도공에 문제없는 수준 등)에서 소량의 점착방지제(粘着防止劑)를 첨가하여도 된다. 박리성분으로서는 예를 들어 일본국 특공소63-58960호공보기재의 모노알케닐숙신산염, 특개평6-57688호공보기재의 유기플루오로화합물로 된 점착방지제, 특개평6-192995호공보기재의 치환숙신산 및/또는 치환숙신산유도체를 유효성분으로 하는 점착방지제 등을 들 수 있다. 점착방지제의 첨가율(성분A와 성분B의 고형분의 합계에 대한 점착방지제의 고형분의 비율)은 10%이하(중량%)가 적당하다. 첨가율이 10%보다 높은 경우 도공시의 거품발생의 문제 등을 일으킬 염려가 있다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 기본적으로 다른 바인더적인 성분을 병용할 필요는 없지만 본 발명에 지장없는 범위(예를 들어, 박리성에 대하여 지장없는 범위)에서 그와 같은 성분을 소량 함유시키는 경우도 있다. 다른 바인더적인 성분으로서 예를 들어 메틸셀루로스, 에틸셀룰로스, 카르복시에틸셀룰로스 등의 셀룰로스류; 스틸렌/부타디엔공중합체, 스틸렌/아크릴로니트릴공중합체, 스틸렌/부타디엔/아크릴산에스테르공중합체 등의 라텍스류; 완전검화PVA, 부분검화PVA, 아미드변성PVA, 카르복시변성PVA, 술폰산변성PVA 등의 PVA류; 음이온성PAM 등의 PAM류; 실리콘수지, 석유수지, 테르펜수지, 케톤수지, 쿠마론수지 등의 각종 수지류 등을 들 수 있다. 특히 PVA류는 종이에 도포하였을 때, 습윤시의 종이의 점착성을 높이는 경향이 있으므로 병용할 때에는 그 병용량에 대하여 충분한 주의가 필요하다.

또한 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 본 발명에 영향없는 범위에서 방부제, 소포제, 자외선방지제, 퇴색방지제, 형광증백제, 점도안정화제, 방활제(防滑劑)등의 조제와 충전재를 포함해도 된다.

본 발명에서는 대상이 되는 원지는 반드시 신문인쇄용지원지에 한정되는 것은 아니지만 신문인쇄용지원지의 경우 본 발명의 효과가 현저히 인정되는 것으로서 이하에 언급한다.

본 발명에서 이용하는, 펄프분으로서 기계펄프를 30중량%이상 함유하는 인쇄용지원지 및 신문인쇄용지원지는 그라인드펄프(GP), 서모메카니칼펄프(Thermomechanical pulp: TMP), 세미케미칼펄프 등의 기계(MP) 30중량%이상에 대하여 남은 부분을 크라프트펄프(KP)로 대표되는 케미칼펄프(CP) 및 이들의 펄프를 포함하는 폐지를 탈묵하여 얻어지는 탈묵펄프(DIP) 및 초지공정으로부터의 손상지를 분해하여 얻어지는 회수펄프 등을 단독 혹은 임의의 비율로 혼합한 것이다. 또한 DIP가 기계펄프의 함유율이 거의 100%인 폐지로 제조된 경우는, 이와 같은 DIP는 기계펄프로 간주한다. 펄프분으로 기계펄프를 30중량%이상 함유하는 본 발명의 인쇄용지에 있어서 효과가 현저한 것은 평량37-43g/m²미만으로 초조(抄造)한 원지이다. 평량 46g/m²이상의 원지의 경우, 그 원지는 표면강도를 충분히 갖고 있고, 또한 옵셋인쇄시 습도조절을 위해 사용하는 물에 기인하는 용지의 치수변화, 혹은 강도저하도 무시할 수 있는 정도라고 생각되므로 반드시 약품의 외첨에 의해 흡수저항성, 및 표면강도의 양자를 동시에 개량할 필요는 없다.

한편 본 발명에서 이용하는 원지의 DIP의 배합율에 대해서는 임의의 범위(0-70중량%)로 배합하면 된다. 최근의 DIP의 고배합화의 흐름에서 30-70중량%의 범위가 보다 바람직하다.

이 신문인쇄용지원지에는 필요에 따라서 충전재료로서 화이트카본, 점토, 실리카, 탈크, 산화티탄, 탄산칼슘, 합성수지(염화비닐수지, 폴리스틸렌수지, 요소포르말린수지, 멜라민계수지, 스틸렌/부타디엔계 공중합체계수지 등) 등의 제지용 충전료를 첨가할 수 있다. 특히 중성초지에 있어서는 탄산칼슘이 유효하다. 또한 폴리아크릴아미드계고분자, 폴리비닐알콜계고분자, 양이온화 전분, 요소/포르말린수지, 멜라민/포르말린수지 등의 지력증강제; 아크릴아미드/아미노메틸아크릴아미드의 공중합물의 염, 양이온화 전분, 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌옥사이드, 아크릴아미드/아크릴산나트륨공중합물 등의 여수성(濾水性)/보류향상제; 황산알루미늄(황산반토), 자외선방지제, 퇴색방지제 등의 조제 등을 함유하여도 된다. 그러나 이들의 약제의 첨가량은 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물의 흡수저항성컨트롤을 훼손하지 않는 범위에서 행할 필요가 있다. 이 원지의 물성은 옵셋인쇄기로 인쇄할 수 있는 것일 필요가 있고, 통상의 신문인쇄용지정도의 인장강도, 인열(引裂)강도, 신장율 등의 물성을 갖는 것이면 된다.

또한 이 신문인쇄용지원지는 내첨사이즈를 실시한 원지를 이용하여도 된다. 그러나 본 발명에서는 전술한 바와 같은 내첨에 따른 문제를 해결하는 의미도 있으므로 어느 쪽인가를 말하자면 내첨사이즈를 실시하지 않은 원지를 이용한 쪽이 본 발명의 효과를 보다 발휘시킬 수 있다. 즉 내첨사이즈를 행하지 않아도 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물의 외첨에 의해 내첨사이즈와 같은 정도, 혹은 그 이상의 흡수저항성을 부여시키는 것이 가능하다. 예를 들어 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 후술하는 점적흡수도법으로 10초미만의 신문인쇄용지원지에 있어서 충분히 적용가능하다.

또한 본 발명의 신문인쇄용지원지는 산성의 신문인쇄용지원지라도 좋고, 중성 혹은 알칼리성의 신문인쇄용지원지라도 좋다.

신문인쇄용지와 같은 사이즈성이 낮은 용지의 지면의 흡수저항성의 평가방법으로서, 2개의 방법이 알려져 있다. 하나의 방법은 Japan TAPPI No.33에 의거한 점적흡수도법이다. 이 방법은 지면에 물 1㎕를 적하하고, 물방울이 지면에 흡수될 때까지의 시간을 측정하는 방법이다. 또 하나의 방법은 접촉각을 측정하는 방법(접촉각법)으로서, 물 5㎕를 적하하고 일정시간(5초)경과 후의 물방울의 접촉각을 측정하는 방법이다. 흡수저항성이 높을 수록(내흡수저항성이다) 점적흡수도법에서는 흡수시간이 길어지고 접촉각법(接觸角法)에서는 접촉각이 크고 또한 장시간 유지된다. 본 발명에서는 흡수저항성의 펑가방법으로서 점적흡수도법을 이용하였다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 함유하는 도공층을, 신문인쇄용지원지에 설치함으로써, 점적흡수도법으로 10초에서 300초에 걸친 넓은 범위에서 흡수저항성을 제어하는 것이 가능하다. 또한 접촉각법(接觸角法)으로 말하자면 전술한 방법에서 예를 들어 접촉각이 75-95도의 범위에서 흡수저항성을 컨트롤할 수 있다. 즉 제조되는 신문인쇄용지의 흡수저항성은 본 발명의 조성물의 각 성분의 종류, 각 성분의 배합비, 조성물의 도포량 등을 변화시킴으로써 소정의 흡수저항성으로 자유롭게 컨트롤하는 것이 가능하다.

본 발명의 흡수저항성이 개량된 인쇄용지(특히 신문인쇄용지)는 인쇄용지원지의 1면 혹은 양면에 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 게이트롤코터에 의해 도공속도 1100-1800m/분으로 도공함으로써 제조된다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물의 도포량은 제조되는 인쇄용지에 대하여 요구되는 흡수저항성의 정도에 따라서 결정되어야 하며, 특별히 한정되는 것은 아니지만 흡수저항성부여의 관점에서 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 그 도포량(다시 말해 성분A 및 성분 B의 고형분량의 합계)이 0.1-0.3g/m²(편면당)의 범위에서 유효하게 그 효과를 발휘한다. 도포량이 0.1g/m²미만에서는 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물이 충분한 베리어층을 형성할 수 없기 때문인지 흡수저항성을 개량할 수 없다. 한편 도포량을 0.3g/m²보다 높게 하여도 예를 들어 현저히 박리성이 악화하는(박리현상이 생긴다) 등의 문제가 생긴다. 또한 비용적으로도 비경제적이다. 신문인쇄용지에 적용을 생각한 경우, 전술한 바와 같이 흡수저항성부여, 표면강도향상 및 박리성의 3자를 균형적으로 개량하는 것이 필요하며, 이 3자를 종합적으로 고려하면 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물의 도포량(다시 말해 성분A 및 성분B의 고형분량의 합계)은 0.1-0.3g/m²(편면당)의 범위가 가장 바람직하다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은, 도공기(塗工機)로서 게이트롤코터, 브레이드롯드메탈링코터 등의 피막전사형의 코터를 이용하는 것이 바람직하며, 특히 게이트롤코터를 이용할 때, 그 효과를 크게 발휘한다. 즉 전술한 바와 같이 종래 이용되고 있던 표면사이즈제는 게이트롤코터에서는 충분한 흡수저항성부여효과가 얻어지지 않는 결점이 있었지만, 본 발명의 조성물은 이 방식으로도 전술한 도포량영역에서 초지속도1100-1800m/분의 범위에서 도공함으로써 효율적으로 흡수저항성을 개량하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 주성분으로 하는 도공액은 게이트롤코터적성에도 뛰어나다. 예를 들어 산화전분를 단독으로 게이트롤코터로 도공한 경우, 도공품에 줄무늬형상의 패턴이 상당히 인지되는데 반하여 본 발명에서 이용되는 도공액을 도공한 경우, 그와 같은 줄무늬형상의 패턴이 거의 인지되지 않고 보다 균일하게 도공하는 것이 가능하다.

신문인쇄용지에 적용하는 경우도 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 신문인쇄용지원지에 게이트롤코터에 의해 도공을 행하는 것이 가장 바람직하다. 당연한 것이지만 생산성의 점에서 코터는 온머신코터가 바람직한 것은 말할 필요도 없다.

즉 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 신문인쇄용지원지에 도포량 0.1-0.3g/m²의 범위(편면당)에서 게이트롤코터에 의해 양면도공하면 된다.

신문인쇄용지의 경우 용지의 표면이 균일하지 않고 외첨(특히 게이트롤코터)에 의해 비교적 저도포량영역에서 용지표면에 흡수저항성의 베리어(barrier)층을 설치하는 것이 곤란하다고 되어 있다. 그러나 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 도공속도 1100-1800m/분과 생산성이 높고 비교적 저도포량으로 흡수저항성부여효과가 인정된다는 뛰어난 특징이 있다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 함유하는 도공층을 인쇄용지표면에 설치하여도 마찰계수의 저하는 확인되지 않았다. 종래로부터 일반적으로 음이온성스틸렌/산모노머공중합체는 사이즈프레스에 의해 종이에 도공한 경우 그 도공지의 동/정마찰계수를 저하시키는 것이 알려져 있다. 그러나 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 그와 같은 경향은 확인되지 않았고, 특히 방활제를 배합시킬 필요는 없다. 신문인쇄용지에 적용한 경우 제조되는 신문인쇄용지의 동마찰계수는 0.40-0.70의 범위에 있는 것이 바람직하며, 본 발명에 따르면 방활제가 없어도 이 범위의 마찰계수를 얻을 수 있다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 펠트(felt)면의 쪽이 와어어면과 비교하여 적은 도포량으로 흡수저항성을 향상시키는 것이 가능하다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 사용한 신문인쇄용지는 흡수저항성을 넓은 범위에서 컨트롤하는 것이 가능하므로 인쇄시에 사용되는 각종 잉크에 폭넓게 대응할 수 있다. 예를 들어 유성잉크중에 습도조절용물을 혼입시킨 에멀션잉크 등의 특수잉크, 물없는 평판용의 택(tack)성이 높은 잉크 등에도 대응할 수 있다.

전술한 바와 같이 신문인쇄용지의 개량은 일반적인 상질계(上質系)의 인쇄용지와 비교하여 곤란한다. 그 때문에 인반적인 인쇄용지용의 기술을 신문인쇄용지용의 기술에 직접 전용하는데는 무리가 있다. 그러나 역으로 신문인쇄용지용의 기술을 일반인쇄용지용의 기술에 전용하는 것은 비교적 용이하다. 그러므로 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 신문인쇄용지에 한정되지 않고 일반인쇄용지에 적용하는 것도 가능하며, 신문인쇄용지의 경우와 동일한 효과(예를 들어 흡수저항성의 개량, 표면강도의 개량 등)를 얻을 수 있다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 이용함으로써 조업상의 문제를 발생하기 쉬운 내첨사이즈를 행하는 일없이 사이즈성이 다른 다품종의 상표의 인쇄용지를 용이하게 제조하는 것이 가능하다. 또한 이 인쇄용지는 표면강도도 동시에 개량된다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 인쇄용지원지에 0.05-2.0g/m²의 범위(편면당)의 도포량영역에서 게이트롤코터로 도공함으로써 흡수저항성을 개량한 용지를 얻는 것이 가능하며, 특히 본 발명의 조성물을 신문인쇄용지원지에 0.1-0.3g/m²의 범위(편면당)의 도포량영역에서 초지속도 1100-1800m/분의 범위로 게이트롤코터로 도공함으로써 흡수저항성, 표면강도 및 박리성의 3자를 균형적으로 개량한 고속옵셋인쇄에 적합한 신문인쇄용지를 얻을 수 있다. 그 이유에 대해서는 명확한 이유는 아직 해명되지 않았지만 아래와 같이 추정된다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물은 원지에 도공, 이어서 건조될 때 흡수저항성을 컨트롤하는 것이 가능한 소수성컴플렉스피막을 형성하기 때문이다라고 생각된다. 즉 성분A(양이온성을 갖는 PAM) 및 성분B(소수성기를 갖는 음이온성 수용성폴리머)가 이온적인 컴플렉스를 형성하고 결국은 소수성치환기를 외측을 향하여 배향한 피막을 만들며, 종이표면에 소수성베리어층이 얻어지는 것으로 생각된다.

흡수저항성의 향상의 점에서만 말하면 흡수저항성을 향상시킬 수 있다고 생각되지만 성분A가 종이표면상에서 성분B를 이온적 혹은 화학적 면 등에서 효과적으로 유지하고 있고, 피막형성(다시 말해 흡수저항성향상)에 대단히 유리하게 작용하고 있다고 생각된다.

또한 성분A는 성분B의 유지작용외에 표면강도의 향상에도 크게 기여하고 있다고 생각된다.

그러나 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 도공속도1100m/분이하로 게이트롤코터로 한 경우, 흡수저항성은 충분하지는 않았다. 이에 반하여 도공속도1100m/분이상으로 도공한 경우, 0.1-0.3g/m²(편면당)의 저도포량영역에서도 점적흡수도에서 60초이상의 충분한 흡수저항성이 얻어졌다. 이 이유에 대해서는 고속으로 도공함으로써 흡수저항성컨트롤조성물이 원지내부에 침투하기 전에 건조되며 원지표면에 존재하는 흡수저항성컨트롤조성물의 비율이 많아지기 때문이라고 추정된다.

[실시예]

이하 본 발명을 합성예, 실시예 및 비교예에 따라서 상세히 설명하는데 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한 설명중에 부 및 퍼센트은 각각 중량부 및 중량퍼센트를 나타낸다.

PAM의 합성

환류냉각관을 구비한 4구플라스크에 80%메타크로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드(7.8g), 40%아크릴아미드수용액(168.6g) 및 이온교환수(300g)를 넣고 질소분위기하에서 60℃까지 가열한 후, 그 반응액에 과황산암모늄 1%수용액(10g) 및 아황산수소나트륨 1%수용액(2g)을 가하고 85℃에서 1시간 반응시킨 후, 냉각하여 양이온성을 갖는 PAM을 얻었다. 이 PAM의 중량평균분자량은 74만이었다.

도포액의 조제

본 발명에 해당하는 PAM의 수용액(성분A)과 소수성치환기를 갖는 음이온성공중합체의 수용액(성분B)을 소정의 비율로 가함으로써 간단히 본 발명의 흡수도컨트롤조성물의 도포액을 조제할 수 있다. 혼합하였을 때 불용성의 침전물을 발생하는 도포액은 본 발명에서는 바람직하지 않다.

신문인쇄용지원지의 제조

DIP(탈묵펄프) 35부, TMP(서모메카니칼펄프) 30부, GP(그라인드펄프) 20부, KP(크라프트펄프) 15부의 비율로 혼합해리하고 프리네스를 CSF 200ml에 조제한 혼합펄프를 벨베포머형 초지기로 초지속도 1100-1800m/분으로 초지하고 사이즈하지 않은, 노칼렌다의 신문인쇄용지원지를 얻었다. 이 원지는 평량 43g/m², 밀도 0.65, 백색도 51%, 평활도 60초, 정마찰계수 0.45, 동마찰계수 0.56이며, 일반적인 신문인쇄용지와 흡수저항성이외의 지질(예를 들어 강도 등)은 동등한 원지였다. 또한 이 원지는 내첨사이즈제를 포함하지 않고, 흡수저항성의 정도는 점적흡수도법으로 5초였다.

신문인쇄용지의 제조

[실시예 1-5]

양이온성을 갖는 PAM의 수용액에 스틸렌·아크릴산공중합체(중량평균분자량 39000, 산화값 230)의 수용액을 배합비 1 : 1(고형분중량비)로 가하고, 여기에 박리성분(탄소수 10-16개의 알케닐숙신산의 나트륨염(일본국 특공소63-58960호공보기재물))을 첨가하고, 도포액을 조제하였다. 얻어진 도포액을 전술한 신문인쇄용지원지의 F면(felt면)에 게이트롤코터를 이용하여 도공속도를 바꾸어 1100m/분, 1200m/분, 1300m/분, 1500m/분, 1800m/분으로 도공하였다. 도공후 슈퍼칼렌다처리를 행하여 신문인쇄용지를 얻었다.

배합비 : PAM/스틸렌·아크릴산공중합체/박리제 = 1/1/0.05

[비교예 1-5]

실시예 1-5와 동일한 도공제 즉 양이온성을 갖는 PAM의 수용액에 스틸렌·아크릴산공중합체의 수용액을 배합비 1 : 1(고형분중량비)로 가하고, 여기에 박리성분(탄소수 10-16개의 알케닐숙신산의 나트륨염(특공소63-58960호공보기재물))을 첨가하고 도포액을 조제하였다. 얻어진 도포액을 실시예 1-5와 동일한 신문인쇄용지원지의 F면에 게이트롤코터를 이용하여 도공속도를 300m/분, 600m/분, 1000m/분으로 변화시켜 도공하였다. 또한 도포량을 변화시켜 도공하였다. 도포후 슈퍼칼렌다처리를 행하여 신문인쇄용지를 얻었다.

실시예 1-5 및 비교예 1-5의 신문인쇄용지에 대하여 도포량, 점적흡수도, 접촉각, 박리강도를 이하의 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

·도포량의 측정 : 켈달(Kjeldahl)법에 의해 함유질소량을 구하고 환산하였다.

·점적흡수도의 측정 : 전술한 바와 같은 Japan TAPPI No.33에 따랐다.

·박리강도의 측정 : 시료를 4 × 6cm로 2장 자르고 도공면을 온도 20℃의 물에 5초간 침지한 후, 도공면끼리를 밀착시켰다. 외측양면에 신문인쇄용지원지를 겹치고 50kg/m²의 압력으로 로울에 통과시키고 25℃, 60%RH로 24시간 조습하였다. 3 × 6cm의 시료편으로 한 후 인장시험기로 인장속도 30mm/분의 조건으로 측정을 행하였다.

측정치가 클수록 벗겨지기 어려운(역으로 말하면 점착성이 강한) 것을 의미한다. 본 발명의 신문인쇄용지에서는 박리강도가 30.0g/3cm이하의 것을 박리성이 양호하다로 하였다.

또한 [찢어졌다]는 인장시험기로 시료를 박리시킬 때, 접착면에서 박리가 일어나지 않고 시료자체의 층간박리현상이 일어난 것을 의미한다. 다시 말하면 이 측정법으로는 측정할 수 없을수록 점착성이 높은 것을 의미한다.

	도공속도(m/분)	도포량(g/m2)	점적흡수도(초)	박리강도(g/3cm)
실시예1	1100	0.113	80	23
실시예2	1200	0.133	245	30
실시예3	1300	0.146	267	28
실시예4	1500	0.150	264	26
실시예5	1800	0.160	266	27
비교예1	300	0.200	10	45
비교예2	600	0.200	11	50
비교예3	1000	0.110	51	20
비교예4	1000	0.250	112	70
비교예5	300	0.461	300	찢어졌다

표 1에 나타내는 바와 같이, 1100-1800m/분의 범위의 도공속도로 도공함으로써 저도포량으로도 효율적으로 점적흡수도를 80초이상으로 저도포량으로 흡수저항성을 개량할 수 있었다. 한편 300-1000m/분의 범위의 도공속도에서는 도포량이 많아도 도공함으로써 효율적으로 흡수저항성 즉 점적흡수도를 개량할 수 없었다. 300-1000m/분의 범위의 도공속도에서는 도포량을 증가시켜 점적흡수도를 향상시키면 박리강도가 증가하고 품질에 문제가 있었다.

본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 게이트롤코터로 초지속도1100-1800m/분의 범위로 도공함으로써 흡수저항성이 개량되고, 또한 표면강도 및 박리성을 균형적으로 가진 인쇄용지를 얻는 것이 가능하다. 특히 신문인쇄용지에 있어서는 고속옵셋인쇄에 적합한 것이 얻어진다. 또한 본 발명의 신문인쇄용지에서는 내침사이즈를 실시하지 않아도 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물을 외첨만에 의해 사이즈성을 부여할 수 있으며, 약품의 내첨에 따른 제반문제의 해결을 꾀하는 것도 가능하다. 또한 본 발명의 흡수저항성컨트롤조성물의 도포량, 배합비, 재료의 종류 등을 임의로 바꿈으로써 폭넓은 품종에 대응하는 것도 용이하다.

Claims (9)

1. 펄프분으로서 기계펄프를 30중량%이상 함유하고, 점적흡수도(Japan TAPPI No.33에 의거, 적하수량 1㎕로 측정) 10초이하인 인쇄용지원지에 하기의 성분A 및 성분B의 2성분을 주체로 하는 흡수저항성컨트롤조성물로 된 게이트롤도공층을 갖춘 인쇄용지로서, 그 게이트롤도공층이 1100-1800m/분의 속도로 도공되며, 또한 점적흡수도가 60초이상인 것을 특징으로 하는 인쇄용지.

   성분A : 양이온성을 갖는 수용성폴리아크릴아미드

   성분B : 소수성치환기를 갖는 모노머와 카르복실기를 갖는 모노머와의 수용성음이온성공중합체
2. 제 1항에 있어서, 인쇄용지원지가 신문인쇄용지원지인 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
3. 제 1항에 있어서, 흡수저항성컨트롤조성물을 구성하는 성분의 하나인 성분A가 제 3급아민기 및/또는 제 4급암모늄염기를 갖는 양이온성 또는 양성폴리아크릴아미드인 것을 특징으로 하는 인쇄용지.
4. 제 2항에 있어서, 신문인쇄용지원지가 평량 37-43g/m²의 범위인 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
5. 제 2항 또는 제 4항에 있어서, 흡수저항성컨트롤조성물을 구성하는 성분의 하나인 성분B가 스틸렌계모노머와 아크릴산계모노머와의 수용성음이온성공중합체인 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
6. 제 2항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 흡수저항성컨트롤조성물을 구성하는 성분A 및 성분B의 비율(고형분중량비)이 A : B = 20 : 80∼80 : 20의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
7. 제 2항, 제 4항 또는 제 5항의 신문 인쇄용지에 있어서, 점적흡수도가 100초-500초의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
8. 제 2항, 제 4항, 제 5항 또는 제 6항의 신문 인쇄용지에 있어서, 흡수저항성컨트롤조성물의 도포량이 0.1-0.3g/m²(편면당)의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 신문 인쇄용지.
9. 펄프분으로서 기계펄프를 30중량%이상 함유하고, 점적흡수도(Japan TAPPI No.33에 의거, 적하수량 1㎕로 측정) 10초이하인 인쇄용지원지에 하기의 성분A 및 성분B의 2성분을 주체로 하는 흡수저항성컨트롤조성물을 함유한 도공층을 설치한 인쇄용지의 제조방법으로서, 그 도공층이 게이트롤코터로 1100-1800m/분의 고속도로 도공되며, 또한 점적흡수도가 60초이상인 것을 특징으로 하는 인쇄용지의 제조방법.

   성분A : 양이온성을 갖는 수용성폴리아크릴아미드

   성분B : 소수성치환기를 갖는 모노머와 카르복실기를 갖는 모노머와의 수용성음이온성공중합체