印刷用塗工紙
【課題】 白紙光沢度が高く、特にオフセット輪転印刷後の製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生しないグロス調の印刷用塗工紙を提供することである。
【解決手段】 原紙に顔料と接着剤が主成分の顔料塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定した計測波長領域（カットオフ値）2μｍ以下の粗さ（ＲＭＳ値）が25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙。
【解決手段】 原紙に顔料と接着剤が主成分の顔料塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定した計測波長領域（カットオフ値）2μｍ以下の粗さ（ＲＭＳ値）が25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は白紙光沢度が高く且つ製本工程や輸送工程等の後工程で印刷面と印刷面が擦れることで発生する印刷面のインキが剥がれる問題が発生しないグロス調塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高級な美術印刷、カレンダー、カタログ、パンフレット、写真集等に幅広く使用されているグロス調塗工紙について更なる高白紙光沢化が望まれている。グロス調塗工紙は白紙光沢を高くするために光沢発現性の高い板状のカオリンを多量に含有した顔料を塗工してカレンダー処理で強く用紙を潰すため塗工紙表面は非常に平滑になり、高い白紙光沢を発現することができる。
【０００３】
通常の印刷用塗工紙は、印刷工程で印刷され、製本工程を経て出荷されるものである。近年グロス調塗工紙の更なる高白紙光沢化により印刷部製本工程での折り機や丁合機、輸送工程等で印刷部と印刷部が接触して擦れ合うことにより印刷部のインキが剥がれて印刷物の品質を大きく損ねるという問題が発生している。この問題は、特にオフセット輪転印刷において発生する現象である。
【０００４】
従来より、インキ剥がれに関しては、白紙光沢度が低いマット調、ダル調塗工紙においてインキが落ち易い現象があり、それを解決する方法として、例えば、平均粒子径が０．５〜１．５μｍの炭酸カルシウムを５０〜８０重量％、カオリン２０〜５０重量％を含有する塗工組成物を原紙に塗工した後、１００℃以上の高温ソフトカレンダー処理することを特長とした塗工紙の製造方法などが示されている（特許文献１参照）。しかしながら、この現象は、白紙光沢度が低いマット、ダル調塗工紙において、印刷部と白紙部が擦れあって起こる現象であり、白紙光沢度が高いグロス調において発生する、印刷部と印刷部が擦れあって起こる本発明で問題になるインキ剥がれとは、全く異なるものである。
【０００５】
以上のように、白紙光沢度が高いグロス調であり、特にオフセット輪転印刷した塗工紙において発生するインキ剥がれを改善することは、困難であった。グロス調塗工紙は特に高級な印刷物に多く用いられていることから印刷インキが脱落する問題を抱えていると高級印刷用紙としての機能を果たさなくなるのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１７９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、白紙光沢度が高く、特にオフセット輪転印刷後の製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生しないグロス調の印刷用塗工紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
原紙に顔料と接着剤が主成分の顔料塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定したカットオフ値2.0μｍ以下の粗さが25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙は、製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生しないことを見出した。
本発明により、印刷インキが剥がれる問題が改善される理由は以下のように考えられる。
印刷インキが剥がれる現象は、鋭意調査した結果、印刷面と印刷面が接触した際に塗工紙表面と印刷インキの界面が剥がれて発生すること、および光干渉型顕微鏡で測定される塗工紙表面に存在する顔料レベルの極微細な粗さ（以下、極微細粗さ）が小さいときに発生することが分かった。一般に、白紙光沢度80％以上のグロス調塗工紙は白紙光沢度を高くするため、最外層に光沢発現性の高い板状の微粒カオリンが多く配合されており、そのため塗工紙表面の極微細粗さが小さくなり塗工紙表面への印刷インキの食い付き（投錨効果）が悪くなり印刷部と印刷部が擦れあった際にインキが剥がれると思われる。本発明では最外層に微粒ではあるが、顔料表面上に凹凸が多い炭酸カルシウムを高配合することで塗工紙表面の極微細粗さが大きくなり印刷インキの塗工紙表面へのインキの食い付きが良いためインキ剥がれの発生が抑制できることを見出した。
さらに、鋭意調査を重ねた結果、印刷インキが剥がれる現象は印刷から数十分以上経過した製本・輸送工程で発生し、インキの乾燥が不十分なときに多く発生することが分かった。インキの乾燥が不十分であるためインキ皮膜強度が弱くなりインキが剥がれると考えられる。
オフセット輪転印刷においてインキの乾燥は塗工紙へインキが転移した後に、乾燥機でインキを乾燥する時の印刷直後から数十秒以内におけるインキの溶剤成分の蒸発による乾燥と印刷直後から数時間以内におけるインキの溶剤成分の塗工紙への吸収による乾燥が並行して進行する。用紙に求められる特性としてはインキ中の溶剤成分の吸収性を速めることが重要であるが、インキ剥がれは印刷から数十分以上経過した製本・輸送工程で多く発生していることから、特に数十分以上経過した後のインキ乾燥性を速めることが重要と考えられる。以下では、印刷後から数分以内でのインキの乾燥性を『インキセット性』、印刷後から３０分以上経過した後のインキ乾燥性を『インキ乾燥性』と区別して記述する。
【０００９】
白紙光沢度を高くするために最外層に板状の微粒カオリンを高配合すると最外層の細孔半径は小さくなり毛細管現象によりインキ中の溶剤成分の吸収速度が速くなるため印刷後から数分以内でのインキセット性は速くなるが、板状であるため炭酸カルシウムより塗工層が密な構造になり細孔容積が少ないため溶剤を多量に吸収できず、そのため印刷後数十分以上経過した後のインキ乾燥性は不十分となりインキ剥がれが発生すると考えられる。
【００１０】
上記に述べたように、インキ剥がれの発生を抑制するために最外層へ板状の微粒カオリンを高配合する代わりに顔料表面上に凹凸が多い微粒炭酸カルシウムを高配合することが必要であるが、その場合、塗工層表面の極微細粗さが大きくなり白紙光沢度が低下する。そのため、白紙光沢度８０％以上を実現するための手法として、例えば、最外層の内側層について微粒顔料の使用、最外層や内側層の塗工量増、高温ソフトカレンダーの使用、２層以上の多層塗工等の手法が考えられる。
【００１１】
本発明においては、塗工紙表面の白紙光沢度が８０％以上で、塗工層の最外層について平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、更に塗工紙表面を光干渉形顕微鏡で測定したカットオフ値２μｍ以下の粗さを２５ｎｍ以上に調製することにより、塗工紙表面の微細な粗さや、塗工層の最外層の細孔容積が適度に保たれるため、塗工紙表面の印刷インキの食い付きが良好になり、インキ乾燥性も速く、白紙光沢度が高く、インキ剥がれの問題が発生しないと考えられる。また、白紙光沢８０％以上を実現するためには、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定した波長成分2μｍ以下の粗さを５０ｎｍ以下に調整することが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、白紙光沢度が高く、特にオフセット輪転印刷後の製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生せず、インキ乾燥性の速い白紙面感に優れた印刷用塗工紙を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の塗工層の最外層に使用する顔料として、0.3〜1.0μｍの炭酸カルシウムを無機顔料１００重量部当たり５０重量部以上含有する必要がある。炭酸カルシウムの平均粒子径が0.3μmより小さい場合は板状カオリンを高配合した場合と同様にインキセット性は速くなるが塗工層中の空隙容積が小さくインキ乾燥性が遅くなりインキ剥がれの問題が発生するため好ましくない。また1.0μmを越える場合には塗工紙表面の平滑性が低下し白紙光沢度８０％以上を達成するのに好ましくない。本発明の炭酸カルシウムの平均粒径は、好ましくは０．３〜０．７μｍであり、より好ましくは０．３〜０．５μｍである。最外層の顔料として使用する炭酸カルシウム顔料の含有率が５０重量部未満であると塗工紙表面上の微細な粗さが小さくなり、塗工紙表面のインキとの食い付き（投錨効果）が劣るため、インキ剥がれの問題が発生する。さらにはグロス調コート紙に要求される白色度も低下するために好ましくない。本発明においては、０．３〜１．０μｍの炭酸カルシウムの配合量は、好ましくは無機顔料１００重量部当たり６５重量部以上であり、より好ましくは８０重量部以上である。尚、本発明の平均粒子径は、具体的にはレーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン（株）製、機器名：マスターサイザーＳ）を用いて、体積累積分布の５０％点の値である。
【００１４】
その他の顔料としては、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外の炭酸カルシウム、カオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、シリカ、活性白土、珪藻土、レーキなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料を適宜併用して使用できる。なお、インキ剥がれの抑制を向上させるためには、塗工層の最外層の顔料についてプラスチックピグメントと併用することが好ましい。プラスチックピグメントは光沢発現性が非常に高く塗工紙表面の極微細粗さは低下し、この観点からはインキ剥がれが発生しやすくなると考えられるが、低線圧のカレンダー処理条件で高白紙光沢が実現できるため、塗工紙中の細孔容積が微粒カオリン使用時より多く残存しインキ中の石油系溶剤成分の塗工紙への吸収容量が多くなりインキ乾燥性が速くなるためインキ剥がれの発生を抑制でき、白紙光沢度も高くすることができると考えられる。
【００１５】
本発明に使用されるプラスチックピグメントは、密実型、中空型、または、コア−シェル型等を必要に応じて単独または２種類以上混合して使用することができる。プラスチックピグメントの構成重合体成分としては、好ましくは、スチレン及び／または、メチルメタアクリレート等のモノマーを主成分として、必要に応じてこれらと共重合可能な他のモノマーが用いられる。この共重合可能なモノマーとしては、例えば、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ジメチルスチレン等のオレフィン系芳香族系モノマー、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリルニトリル等のモノオレフィン系モノマー及び酢酸ビニル等のモノマーがある。また、必要に応じて、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のオレフィン系不飽和カルボン酸モノマー類、ヒドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピル等のオレフィン系不飽和ヒドロキシモノマー類、アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ―メチロールメタアクリルアミド、Ｎ―メトキシメチルアクリルアミド等のオレフィン系不飽和アミドモノマー類、ジビニルベンゼン等の二量体ビニルモノマー等を一種または二種以上の組み合わせで用いることができる。これらのモノマーは例であり、このほかにも共重合可能なモノマーがあれば使用してもよい。本発明に使用するプラスチックピグメントは、平均粒子径０．３〜１．５μｍが好ましい。また、配合量は、無機顔料１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下が好ましく、より好ましくは５重量部以上２０重量部以下である。
【００１６】
また、本発明においては、最外層の内側に隣接する塗工層を設けて、最外層の内側層の顔料として、平均粒子径が０．８０μm以下の無機顔料を使用することにより、インキ剥がれが更に向上し、より好ましくは、無機顔料の平均粒子径が、０．１μｍ以上０．６５μｍ以下である。この顔料の配合量としては、無機顔料１００重量部当たり７０重量部以上が好ましい。また、顔料の種類としては、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、サチンホワイト、酸化チタンを使用することができるが、炭酸カルシウムを含有することが好ましい。この様に、最外層の内側層については、最外層と異なり光沢発現性が高くインキ中の溶剤成分の吸収性が速い微粒顔料の使用がインキ剥がれの抑制に好ましい。最外層の内側層に光沢発現性の高い微粒の顔料を使用することで最外層表面の極微細粗さが大きい状態で高白紙光沢を実現できるため、印刷インキとの投錨性が高く白紙光沢が高い塗工紙表面となりインキ剥がれが抑制できると考えられる。また、最外層の内側層にインキ吸収速度の速い層を設けることで、最外層に転移されたインキ中の溶剤成分を最外層の内側層が吸収し、最外層表面のインキ乾燥が進みインキ剥がれが抑制されると考えられる。インキ剥がれが発生しないグロス調塗工紙を製造するためには、２層以上の塗工層を設けて最外層の内側層には、白紙光沢が高くインキ中の溶剤成分の吸収性が良好な塗工層を設けることが好ましい形態である。
【００１７】
本発明において、塗工層の各層に用いる接着剤としては、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、あるいはポリビニルアルコール、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、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、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から、１種以上を適宜選択して使用することができる。これらの接着剤は、無機顔料１００重量部に対して、３〜３５重量部の範囲で使用される事が好ましく、より好ましくは７〜１５重量部である。３５重量部を超える場合は、塗料の粘度が高くなり、配管やスクリーンを通過しづらくなるといった操業性の問題が生じる等のデメリットが生じ好ましくない。また、３重量部未満の場合は、十分な表面強度がえられず好ましくない。
【００１８】
また、塗工層を２層以上設ける場合、最外層の接着剤として、アクリロニトリル含有量が５重量％以上の共重合ラテックスを使用し、最外層以外の内側層の接着剤として、アクリロニトリル含有量が５重量％以下の共重合ラテックスが使用することがより好ましい。最外層の内側層にインキ中の溶剤と親和性の高いラテックスを使用することにより、最外層からその内側層へのインキ中の溶剤成分の吸収性が速くなり、インキ乾燥性が速くなると考えられる。塗工層の最外層のアクリロニトリル含有量が５重量％以上の共重合ラテックスの使用量は、顔料１００重量部に対して、５〜１５重量部が好ましく、最外層以外の内側層のアクリロニトリル含有量が５重量％以下の共重合ラテックスの使用量としては、無機顔料１００重量部に対して、２〜１０重量部が好ましい。更にインキ乾燥性を向上させるためには、平均粒子径１１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、最外層以外の内側層に無機顔料１００重量部に対して、酸化澱粉を７重量部未満にすることが好ましい。
【００１９】
本発明の塗工層の各層には、助剤として分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。
【００２０】
本発明の塗工紙に用いる原紙は、パルプ、填料と各種助剤からなる。パルプとしては、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることができるが、白色度の点より化学パルプ、半化学パルプを用いることが好ましい。最も好ましいのは、化学パルプを１００重量％含有させることである。
【００２１】
原紙に用いる填料は、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、ゼオライト、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。配合量は、３〜２０重量％程度である。これら填料は、紙料スラリーの抄紙適性や強度特性を調節する目的で、単独又は２種以上を混合使用してもよい。
【００２２】
これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、嵩高剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添加し抄紙することができる。
【００２３】
原紙の抄紙方法については、特に限定される物ではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレード等を用いて、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可能である。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５〜４００ｇ／ｍ２程度のものであり、好ましくは４０〜１８０ｇ／ｍ２である。
【００２４】
本発明において、調整された塗工液を原紙に塗工する方法については、特に限定される物ではなく、公知の塗工装置を用いる事ができる。例えばブレードコーター、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等が挙げられる。これらを用いて、原紙上に片面あるいは両面に１層以上塗工する。片面辺りの塗工量は１０ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは１５ｇ／ｍ２〜２３ｇ／ｍ２である。また、塗工層を２層以上設ける場合、最外層の塗工量と最外層以外の内側層の塗工量の比は、３：１〜１：３が好ましい。
【００２５】
本発明においては、塗工速度が５００ｍ／分以上、より好ましくは、塗工速度が１０００ｍ／分を超える高速でも操業性が優れる物である。
【００２６】
湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒータ、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
【００２７】
以上のようにして得られた塗工紙は、塗工後のカレンダー処理において金属ロールの表面温度100℃以上の高温で処理することが好ましい。高白紙光沢８０％を実現するために塗工紙を金属ロール表面温度100℃未満において高線圧処理するもしくは複数回処理するよりも金属ロール表面温度100℃以上の高温で熱処理する方が塗工層の細孔容積の減少が抑えられ、インキ乾燥性が速くなる傾向にある。
【００２８】
本発明においては、少なくとも弾性ロールと１００℃以上に加熱された金属ロールからなるカレンダーで１ニップ以上処理して仕上げることが好ましく、白紙光沢度を高くし、塗工紙の細孔容積の減少を抑えてバランス良く品質を向上させるために、１００℃以上の金属ロールと弾性ロールからなるカレンダー処理は２〜８ニップが好ましく、より好ましくは４〜６ニップである。また、金属ロールの表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６５１で定義される表面粗さ（Ｒｚ：十点平均表面粗さ）の値が０．１〜１５μｍが好ましい。金属ロールの表面温度としては、より好ましくは１２０℃以上であり、上限の温度としては２５０℃が好ましい。処理線圧は、５０〜３００ｋＮ／ｍが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｋＮ／ｍである。また、弾性ロールの材質は特に限定するものではないが、耐熱性に優れる変性ウレタン系、エポキシ系、ポリエーテル系等のプラスチックから成るものが好ましい。また硬度は、耐熱、耐圧、耐久性の良いショア硬度Ｄ８０〜９４のものを使用することが望ましい。
【００２９】
本発明においてのカレンダー処理の形態としては、少なくとも金属ロールと弾性ロールからなる一対以上のもので処理される。多段処理の場合、例えば、金属ロールと弾性ロールの２ロールからなるタンデムタイプのものを並行に複数設けて処理することができる。あるいは弾性ロールと金属ロールが床面に対して垂直あるいは斜めに複数個設けても良い。
【００３０】
また、本発明においては、金属ロールの表面温度を１００℃以上で処理する場合、その処理前に、１００℃未満の低温、（低圧）で処理することにより、塗工紙表面上の分布がより均一になり、高光沢で、インキ剥がれの抑制が向上し、微小光沢ムラのない白紙面感に優れた塗工紙を得ることができる。低温処理の好ましい温度範囲としては４０℃〜８０℃であり、更に好ましくは５０℃〜７０℃である。また、好ましい線圧としては、１０〜１５０ＫＮ／ｍである。また、高温処理前の低温処理を行う場合、２〜６ニップ処理することが好ましい。また必要に応じて、高温処理後に低温処理を行っても良い。
【００３１】
本発明のグロス調塗工紙は菱化システム社製マイクロマップで測定した計測波長領域２μアンダー（カットオフ値）のRMS値が２５ｎｍ以上に調製することが必要であり、高白紙光沢の点から、好ましくは２５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。ＲＭＳ値が２５ｎｍ未満である場合、塗工紙表面が非常に平滑であるため塗工紙表面への印刷インキの食い付き（投錨効果）が悪くなりインキ剥がれ問題が発生する。塗工紙表面のＲＭＳ値を２５ｎｍ以上に調製するためには、例えば、顔料表面に凹凸が多い顔料として炭酸カルシウム顔料を５０％以上高配合する、適度な粒子径の炭酸カルシウム顔料を配合する、ダブル塗工方式、接着剤の種類及び配合量の選定、スーパーカレンダーから高温ソフトカレンダー等の紙匹を潰さずに高白紙光沢を実現できる手段の使用等を単独あるいは組み合わせることにより調製することができる。また、本発明においては、好ましくは白紙光沢度が８３％以上、より好ましくは８５％以上で、より効果を発揮することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するがこれらによって本発明は何ら制約を受けるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部重量％を示しており固形分換算の値である。得られた塗工紙について以下に示す方法に基づいて評価した。
〈評価方法〉
（１）白紙光沢度：JIS P ８１４２に基づいて測定した。
（２）顔料の平均粒子径：レーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン（株）製、機器名：マスターサイザーS）を用いて、体積累積分布の５０％点を平均粒子径とした。
（３）極微少粗さ：金属蒸着機（サンユー電子社製、機器名：スパッタ装置 SC701MC）を用いて白金を試料上に１５ｎｍ蒸着した後、光干渉型顕微鏡（菱化システム社製、機器名マイクロマップ）を使用して表面形状を計測後、カットオフ値２μｍ以下にて２次元うねり処理（JIS-B6032により規定）を行い、高周波数成分の２乗平均平方根粗さ（RMS）を極微少粗さとした。計測条件を以下に示す。
対物レンズ：５０倍、１／２ＣＣＤカメラ、ズームレンズなし、計測視野：１２５×９４μｍ、光源波長：５３０ｎｍ-Ｗｈｉｔｅ、計測モード Wave
（４）インキ剥がれ：東芝製オフセット輪転印刷機（４色）にて、オフセット印刷用インキ（東洋インキ製 レオエコーSOY−Ｍ）を用い印刷速度５００ｒｐｍでベタ部のインキ着肉濃度が墨１．８５、藍１．６５、紅１．５５、黄１．４０（ジャパンカラー標準印刷に準拠、X-Rite社製 X-Rite520にて測定）となる様に墨藍紅黄の順に印刷した後、紙面温度が１０５℃で乾燥して得られた印刷物の墨単色ベタ部と墨単色ベタ部を、ＲＩ印刷機を用いて擦りあわせ、インキ剥がれ部を目視にて評価した。◎：インキ剥がれ部の発生なし、○：わずかに発生、△：若干発生、×：数多く発生（インキ剥がれ部が多い）
（５）インキ乾燥性：インキ剥がれと同様の方法で印刷された印刷物について、４色印刷部を３０分後に指先で触りインキ乾燥の速さの程度を官能評価した。◎：きわめて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
（６）微小光沢度ムラ： 光沢度のムラが発生しない程度を目視評価した。◎：きわめて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
［実施例１］
重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ９７、平均粒子径０．５８μｍ）１００部（固形分）に対して、接着剤としてスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（アクリロニトリル含有量１５％：、平均粒子径１５０ｎｍ）を５部、酸化澱粉（Ｍ２１０）を５部配合して、さらに水を加えて固形分濃度６５％とする塗工液１を得た。
【００３３】
また、顔料として微粒カオリンA（Huber社ジャパングロス、平均粒子径０．４μm）２８部、重質炭酸カルシウムＡ ７２部、中空プラスチックピグメント １１重量部（平均粒子径１μｍ）に対して、接着剤としてスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（アクリロニトリル含有量１５％、平均粒子径１５０ｎｍ）を１１部、酸化澱粉３部、滑剤０．６部を配合して固形分濃度が６５％になる塗工液２を得た。
塗工原紙は、化学パルプを１００部、填料として軽質炭酸カルシウムを１６部含有した坪量６７ｇ／ｍ２の上質紙を用いた。
【００３４】
上記原紙に、塗工液１をブレードコータ−で片面塗工量が９ｇ／ｍ２になるように両面塗工・乾燥して、アンダー塗工紙とした。次に、塗工液２をブレードコーターで片面塗工量が10ｇ／ｍ２となるように両面塗工・乾燥して塗工紙を得た。このようにして得られた塗工紙を、図１、表１のニップ圧１および金属ロール温度に示す条件にてカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。この時、弾性ロールショアD硬度９２、通紙速度６００ｍ／ｍｉｎである。
［実施例２］
実施例１においてアンダー塗工層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 FMT９７、平均粒子径０．５８μｍ）の代わりとして重質炭酸カルシウムＢ（ファイマテック社製 FMT７５、平均粒子経０．９５μｍ）を使用し、トップ塗工層の塗工量を１２ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
実施例１においてトップ塗工層について微粒カオリンＡを２８部から３３部へ、プラスチックピグメントを１１部配合から６部配合へ、トップ塗工層の塗工量を１２ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［実施例４］
実施例１において、アンダー層について、酸化澱粉５部から８部へ変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１においてトップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ９７、平均粒子径０．５８μｍ）の代わりとして重質炭酸カルシウムC（ファイマテック社製 ＦＭＴ６５ 平均粒子径１．１５μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１において、トップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）７２部、微粒カオリンＡ（Ｈｕｂｅｒ社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）２８部の代わりに、重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）２８部、微粒カオリンＡ（Huber社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）７２部に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例１において、トップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）６５部、微粒カオリンＡ（Ｈｕｂｅｒ社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）３５部の代わりに、重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製、ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）６０部、微粒カオリンＡ（Huber社製、ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）４０部に変更し、図１、表１−ニップ圧２、金属ロール温度に示す条件にてカレンダー処理に変更した以外は実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
【００３５】
表１にカレンダー処理条件、表２に評価結果を示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
表２から明らかなように、実施例１〜４は、白紙光沢度が高く、印刷インキが剥がれる問題が発生せず、インキ乾燥性の速い白紙面感に優れた印刷用塗工紙を得ることができる。これに対して比較例１は白紙光沢度に劣る。比較例２はインキ剥がれに問題があり、比較例３は比較例２ほどではないがインキ剥がれにやや問題がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】カレンダー処理方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 金属ロール
２ 弾性（樹脂）ロール
３ 高温金属ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は白紙光沢度が高く且つ製本工程や輸送工程等の後工程で印刷面と印刷面が擦れることで発生する印刷面のインキが剥がれる問題が発生しないグロス調塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高級な美術印刷、カレンダー、カタログ、パンフレット、写真集等に幅広く使用されているグロス調塗工紙について更なる高白紙光沢化が望まれている。グロス調塗工紙は白紙光沢を高くするために光沢発現性の高い板状のカオリンを多量に含有した顔料を塗工してカレンダー処理で強く用紙を潰すため塗工紙表面は非常に平滑になり、高い白紙光沢を発現することができる。
【０００３】
通常の印刷用塗工紙は、印刷工程で印刷され、製本工程を経て出荷されるものである。近年グロス調塗工紙の更なる高白紙光沢化により印刷部製本工程での折り機や丁合機、輸送工程等で印刷部と印刷部が接触して擦れ合うことにより印刷部のインキが剥がれて印刷物の品質を大きく損ねるという問題が発生している。この問題は、特にオフセット輪転印刷において発生する現象である。
【０００４】
従来より、インキ剥がれに関しては、白紙光沢度が低いマット調、ダル調塗工紙においてインキが落ち易い現象があり、それを解決する方法として、例えば、平均粒子径が０．５〜１．５μｍの炭酸カルシウムを５０〜８０重量％、カオリン２０〜５０重量％を含有する塗工組成物を原紙に塗工した後、１００℃以上の高温ソフトカレンダー処理することを特長とした塗工紙の製造方法などが示されている（特許文献１参照）。しかしながら、この現象は、白紙光沢度が低いマット、ダル調塗工紙において、印刷部と白紙部が擦れあって起こる現象であり、白紙光沢度が高いグロス調において発生する、印刷部と印刷部が擦れあって起こる本発明で問題になるインキ剥がれとは、全く異なるものである。
【０００５】
以上のように、白紙光沢度が高いグロス調であり、特にオフセット輪転印刷した塗工紙において発生するインキ剥がれを改善することは、困難であった。グロス調塗工紙は特に高級な印刷物に多く用いられていることから印刷インキが脱落する問題を抱えていると高級印刷用紙としての機能を果たさなくなるのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１７９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、白紙光沢度が高く、特にオフセット輪転印刷後の製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生しないグロス調の印刷用塗工紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
原紙に顔料と接着剤が主成分の顔料塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定したカットオフ値2.0μｍ以下の粗さが25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙は、製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生しないことを見出した。
本発明により、印刷インキが剥がれる問題が改善される理由は以下のように考えられる。
印刷インキが剥がれる現象は、鋭意調査した結果、印刷面と印刷面が接触した際に塗工紙表面と印刷インキの界面が剥がれて発生すること、および光干渉型顕微鏡で測定される塗工紙表面に存在する顔料レベルの極微細な粗さ（以下、極微細粗さ）が小さいときに発生することが分かった。一般に、白紙光沢度80％以上のグロス調塗工紙は白紙光沢度を高くするため、最外層に光沢発現性の高い板状の微粒カオリンが多く配合されており、そのため塗工紙表面の極微細粗さが小さくなり塗工紙表面への印刷インキの食い付き（投錨効果）が悪くなり印刷部と印刷部が擦れあった際にインキが剥がれると思われる。本発明では最外層に微粒ではあるが、顔料表面上に凹凸が多い炭酸カルシウムを高配合することで塗工紙表面の極微細粗さが大きくなり印刷インキの塗工紙表面へのインキの食い付きが良いためインキ剥がれの発生が抑制できることを見出した。
さらに、鋭意調査を重ねた結果、印刷インキが剥がれる現象は印刷から数十分以上経過した製本・輸送工程で発生し、インキの乾燥が不十分なときに多く発生することが分かった。インキの乾燥が不十分であるためインキ皮膜強度が弱くなりインキが剥がれると考えられる。
オフセット輪転印刷においてインキの乾燥は塗工紙へインキが転移した後に、乾燥機でインキを乾燥する時の印刷直後から数十秒以内におけるインキの溶剤成分の蒸発による乾燥と印刷直後から数時間以内におけるインキの溶剤成分の塗工紙への吸収による乾燥が並行して進行する。用紙に求められる特性としてはインキ中の溶剤成分の吸収性を速めることが重要であるが、インキ剥がれは印刷から数十分以上経過した製本・輸送工程で多く発生していることから、特に数十分以上経過した後のインキ乾燥性を速めることが重要と考えられる。以下では、印刷後から数分以内でのインキの乾燥性を『インキセット性』、印刷後から３０分以上経過した後のインキ乾燥性を『インキ乾燥性』と区別して記述する。
【０００９】
白紙光沢度を高くするために最外層に板状の微粒カオリンを高配合すると最外層の細孔半径は小さくなり毛細管現象によりインキ中の溶剤成分の吸収速度が速くなるため印刷後から数分以内でのインキセット性は速くなるが、板状であるため炭酸カルシウムより塗工層が密な構造になり細孔容積が少ないため溶剤を多量に吸収できず、そのため印刷後数十分以上経過した後のインキ乾燥性は不十分となりインキ剥がれが発生すると考えられる。
【００１０】
上記に述べたように、インキ剥がれの発生を抑制するために最外層へ板状の微粒カオリンを高配合する代わりに顔料表面上に凹凸が多い微粒炭酸カルシウムを高配合することが必要であるが、その場合、塗工層表面の極微細粗さが大きくなり白紙光沢度が低下する。そのため、白紙光沢度８０％以上を実現するための手法として、例えば、最外層の内側層について微粒顔料の使用、最外層や内側層の塗工量増、高温ソフトカレンダーの使用、２層以上の多層塗工等の手法が考えられる。
【００１１】
本発明においては、塗工紙表面の白紙光沢度が８０％以上で、塗工層の最外層について平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり５０重量部以上含有し、更に塗工紙表面を光干渉形顕微鏡で測定したカットオフ値２μｍ以下の粗さを２５ｎｍ以上に調製することにより、塗工紙表面の微細な粗さや、塗工層の最外層の細孔容積が適度に保たれるため、塗工紙表面の印刷インキの食い付きが良好になり、インキ乾燥性も速く、白紙光沢度が高く、インキ剥がれの問題が発生しないと考えられる。また、白紙光沢８０％以上を実現するためには、塗工紙表面を光干渉型顕微鏡で測定した波長成分2μｍ以下の粗さを５０ｎｍ以下に調整することが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、白紙光沢度が高く、特にオフセット輪転印刷後の製本工程および製本後に印刷インキが剥がれる問題が発生せず、インキ乾燥性の速い白紙面感に優れた印刷用塗工紙を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の塗工層の最外層に使用する顔料として、0.3〜1.0μｍの炭酸カルシウムを無機顔料１００重量部当たり５０重量部以上含有する必要がある。炭酸カルシウムの平均粒子径が0.3μmより小さい場合は板状カオリンを高配合した場合と同様にインキセット性は速くなるが塗工層中の空隙容積が小さくインキ乾燥性が遅くなりインキ剥がれの問題が発生するため好ましくない。また1.0μmを越える場合には塗工紙表面の平滑性が低下し白紙光沢度８０％以上を達成するのに好ましくない。本発明の炭酸カルシウムの平均粒径は、好ましくは０．３〜０．７μｍであり、より好ましくは０．３〜０．５μｍである。最外層の顔料として使用する炭酸カルシウム顔料の含有率が５０重量部未満であると塗工紙表面上の微細な粗さが小さくなり、塗工紙表面のインキとの食い付き（投錨効果）が劣るため、インキ剥がれの問題が発生する。さらにはグロス調コート紙に要求される白色度も低下するために好ましくない。本発明においては、０．３〜１．０μｍの炭酸カルシウムの配合量は、好ましくは無機顔料１００重量部当たり６５重量部以上であり、より好ましくは８０重量部以上である。尚、本発明の平均粒子径は、具体的にはレーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン（株）製、機器名：マスターサイザーＳ）を用いて、体積累積分布の５０％点の値である。
【００１４】
その他の顔料としては、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外の炭酸カルシウム、カオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、シリカ、活性白土、珪藻土、レーキなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料を適宜併用して使用できる。なお、インキ剥がれの抑制を向上させるためには、塗工層の最外層の顔料についてプラスチックピグメントと併用することが好ましい。プラスチックピグメントは光沢発現性が非常に高く塗工紙表面の極微細粗さは低下し、この観点からはインキ剥がれが発生しやすくなると考えられるが、低線圧のカレンダー処理条件で高白紙光沢が実現できるため、塗工紙中の細孔容積が微粒カオリン使用時より多く残存しインキ中の石油系溶剤成分の塗工紙への吸収容量が多くなりインキ乾燥性が速くなるためインキ剥がれの発生を抑制でき、白紙光沢度も高くすることができると考えられる。
【００１５】
本発明に使用されるプラスチックピグメントは、密実型、中空型、または、コア−シェル型等を必要に応じて単独または２種類以上混合して使用することができる。プラスチックピグメントの構成重合体成分としては、好ましくは、スチレン及び／または、メチルメタアクリレート等のモノマーを主成分として、必要に応じてこれらと共重合可能な他のモノマーが用いられる。この共重合可能なモノマーとしては、例えば、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ジメチルスチレン等のオレフィン系芳香族系モノマー、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリルニトリル等のモノオレフィン系モノマー及び酢酸ビニル等のモノマーがある。また、必要に応じて、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のオレフィン系不飽和カルボン酸モノマー類、ヒドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピル等のオレフィン系不飽和ヒドロキシモノマー類、アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ―メチロールメタアクリルアミド、Ｎ―メトキシメチルアクリルアミド等のオレフィン系不飽和アミドモノマー類、ジビニルベンゼン等の二量体ビニルモノマー等を一種または二種以上の組み合わせで用いることができる。これらのモノマーは例であり、このほかにも共重合可能なモノマーがあれば使用してもよい。本発明に使用するプラスチックピグメントは、平均粒子径０．３〜１．５μｍが好ましい。また、配合量は、無機顔料１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下が好ましく、より好ましくは５重量部以上２０重量部以下である。
【００１６】
また、本発明においては、最外層の内側に隣接する塗工層を設けて、最外層の内側層の顔料として、平均粒子径が０．８０μm以下の無機顔料を使用することにより、インキ剥がれが更に向上し、より好ましくは、無機顔料の平均粒子径が、０．１μｍ以上０．６５μｍ以下である。この顔料の配合量としては、無機顔料１００重量部当たり７０重量部以上が好ましい。また、顔料の種類としては、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、サチンホワイト、酸化チタンを使用することができるが、炭酸カルシウムを含有することが好ましい。この様に、最外層の内側層については、最外層と異なり光沢発現性が高くインキ中の溶剤成分の吸収性が速い微粒顔料の使用がインキ剥がれの抑制に好ましい。最外層の内側層に光沢発現性の高い微粒の顔料を使用することで最外層表面の極微細粗さが大きい状態で高白紙光沢を実現できるため、印刷インキとの投錨性が高く白紙光沢が高い塗工紙表面となりインキ剥がれが抑制できると考えられる。また、最外層の内側層にインキ吸収速度の速い層を設けることで、最外層に転移されたインキ中の溶剤成分を最外層の内側層が吸収し、最外層表面のインキ乾燥が進みインキ剥がれが抑制されると考えられる。インキ剥がれが発生しないグロス調塗工紙を製造するためには、２層以上の塗工層を設けて最外層の内側層には、白紙光沢が高くインキ中の溶剤成分の吸収性が良好な塗工層を設けることが好ましい形態である。
【００１７】
本発明において、塗工層の各層に用いる接着剤としては、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、あるいはポリビニルアルコール、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、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、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から、１種以上を適宜選択して使用することができる。これらの接着剤は、無機顔料１００重量部に対して、３〜３５重量部の範囲で使用される事が好ましく、より好ましくは７〜１５重量部である。３５重量部を超える場合は、塗料の粘度が高くなり、配管やスクリーンを通過しづらくなるといった操業性の問題が生じる等のデメリットが生じ好ましくない。また、３重量部未満の場合は、十分な表面強度がえられず好ましくない。
【００１８】
また、塗工層を２層以上設ける場合、最外層の接着剤として、アクリロニトリル含有量が５重量％以上の共重合ラテックスを使用し、最外層以外の内側層の接着剤として、アクリロニトリル含有量が５重量％以下の共重合ラテックスが使用することがより好ましい。最外層の内側層にインキ中の溶剤と親和性の高いラテックスを使用することにより、最外層からその内側層へのインキ中の溶剤成分の吸収性が速くなり、インキ乾燥性が速くなると考えられる。塗工層の最外層のアクリロニトリル含有量が５重量％以上の共重合ラテックスの使用量は、顔料１００重量部に対して、５〜１５重量部が好ましく、最外層以外の内側層のアクリロニトリル含有量が５重量％以下の共重合ラテックスの使用量としては、無機顔料１００重量部に対して、２〜１０重量部が好ましい。更にインキ乾燥性を向上させるためには、平均粒子径１１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、最外層以外の内側層に無機顔料１００重量部に対して、酸化澱粉を７重量部未満にすることが好ましい。
【００１９】
本発明の塗工層の各層には、助剤として分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。
【００２０】
本発明の塗工紙に用いる原紙は、パルプ、填料と各種助剤からなる。パルプとしては、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることができるが、白色度の点より化学パルプ、半化学パルプを用いることが好ましい。最も好ましいのは、化学パルプを１００重量％含有させることである。
【００２１】
原紙に用いる填料は、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、シリカ、ゼオライト、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。配合量は、３〜２０重量％程度である。これら填料は、紙料スラリーの抄紙適性や強度特性を調節する目的で、単独又は２種以上を混合使用してもよい。
【００２２】
これらの紙料に必要に応じ通常抄紙工程で使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡剤、着色剤、嵩高剤、柔軟化剤などを、本発明の効果を阻害しない範囲で添加し抄紙することができる。
【００２３】
原紙の抄紙方法については、特に限定される物ではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよい。また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレード等を用いて、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可能である。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が２５〜４００ｇ／ｍ２程度のものであり、好ましくは４０〜１８０ｇ／ｍ２である。
【００２４】
本発明において、調整された塗工液を原紙に塗工する方法については、特に限定される物ではなく、公知の塗工装置を用いる事ができる。例えばブレードコーター、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等が挙げられる。これらを用いて、原紙上に片面あるいは両面に１層以上塗工する。片面辺りの塗工量は１０ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは１５ｇ／ｍ２〜２３ｇ／ｍ２である。また、塗工層を２層以上設ける場合、最外層の塗工量と最外層以外の内側層の塗工量の比は、３：１〜１：３が好ましい。
【００２５】
本発明においては、塗工速度が５００ｍ／分以上、より好ましくは、塗工速度が１０００ｍ／分を超える高速でも操業性が優れる物である。
【００２６】
湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒータ、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
【００２７】
以上のようにして得られた塗工紙は、塗工後のカレンダー処理において金属ロールの表面温度100℃以上の高温で処理することが好ましい。高白紙光沢８０％を実現するために塗工紙を金属ロール表面温度100℃未満において高線圧処理するもしくは複数回処理するよりも金属ロール表面温度100℃以上の高温で熱処理する方が塗工層の細孔容積の減少が抑えられ、インキ乾燥性が速くなる傾向にある。
【００２８】
本発明においては、少なくとも弾性ロールと１００℃以上に加熱された金属ロールからなるカレンダーで１ニップ以上処理して仕上げることが好ましく、白紙光沢度を高くし、塗工紙の細孔容積の減少を抑えてバランス良く品質を向上させるために、１００℃以上の金属ロールと弾性ロールからなるカレンダー処理は２〜８ニップが好ましく、より好ましくは４〜６ニップである。また、金属ロールの表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６５１で定義される表面粗さ（Ｒｚ：十点平均表面粗さ）の値が０．１〜１５μｍが好ましい。金属ロールの表面温度としては、より好ましくは１２０℃以上であり、上限の温度としては２５０℃が好ましい。処理線圧は、５０〜３００ｋＮ／ｍが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｋＮ／ｍである。また、弾性ロールの材質は特に限定するものではないが、耐熱性に優れる変性ウレタン系、エポキシ系、ポリエーテル系等のプラスチックから成るものが好ましい。また硬度は、耐熱、耐圧、耐久性の良いショア硬度Ｄ８０〜９４のものを使用することが望ましい。
【００２９】
本発明においてのカレンダー処理の形態としては、少なくとも金属ロールと弾性ロールからなる一対以上のもので処理される。多段処理の場合、例えば、金属ロールと弾性ロールの２ロールからなるタンデムタイプのものを並行に複数設けて処理することができる。あるいは弾性ロールと金属ロールが床面に対して垂直あるいは斜めに複数個設けても良い。
【００３０】
また、本発明においては、金属ロールの表面温度を１００℃以上で処理する場合、その処理前に、１００℃未満の低温、（低圧）で処理することにより、塗工紙表面上の分布がより均一になり、高光沢で、インキ剥がれの抑制が向上し、微小光沢ムラのない白紙面感に優れた塗工紙を得ることができる。低温処理の好ましい温度範囲としては４０℃〜８０℃であり、更に好ましくは５０℃〜７０℃である。また、好ましい線圧としては、１０〜１５０ＫＮ／ｍである。また、高温処理前の低温処理を行う場合、２〜６ニップ処理することが好ましい。また必要に応じて、高温処理後に低温処理を行っても良い。
【００３１】
本発明のグロス調塗工紙は菱化システム社製マイクロマップで測定した計測波長領域２μアンダー（カットオフ値）のRMS値が２５ｎｍ以上に調製することが必要であり、高白紙光沢の点から、好ましくは２５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。ＲＭＳ値が２５ｎｍ未満である場合、塗工紙表面が非常に平滑であるため塗工紙表面への印刷インキの食い付き（投錨効果）が悪くなりインキ剥がれ問題が発生する。塗工紙表面のＲＭＳ値を２５ｎｍ以上に調製するためには、例えば、顔料表面に凹凸が多い顔料として炭酸カルシウム顔料を５０％以上高配合する、適度な粒子径の炭酸カルシウム顔料を配合する、ダブル塗工方式、接着剤の種類及び配合量の選定、スーパーカレンダーから高温ソフトカレンダー等の紙匹を潰さずに高白紙光沢を実現できる手段の使用等を単独あるいは組み合わせることにより調製することができる。また、本発明においては、好ましくは白紙光沢度が８３％以上、より好ましくは８５％以上で、より効果を発揮することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するがこれらによって本発明は何ら制約を受けるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部重量％を示しており固形分換算の値である。得られた塗工紙について以下に示す方法に基づいて評価した。
〈評価方法〉
（１）白紙光沢度：JIS P ８１４２に基づいて測定した。
（２）顔料の平均粒子径：レーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン（株）製、機器名：マスターサイザーS）を用いて、体積累積分布の５０％点を平均粒子径とした。
（３）極微少粗さ：金属蒸着機（サンユー電子社製、機器名：スパッタ装置 SC701MC）を用いて白金を試料上に１５ｎｍ蒸着した後、光干渉型顕微鏡（菱化システム社製、機器名マイクロマップ）を使用して表面形状を計測後、カットオフ値２μｍ以下にて２次元うねり処理（JIS-B6032により規定）を行い、高周波数成分の２乗平均平方根粗さ（RMS）を極微少粗さとした。計測条件を以下に示す。
対物レンズ：５０倍、１／２ＣＣＤカメラ、ズームレンズなし、計測視野：１２５×９４μｍ、光源波長：５３０ｎｍ-Ｗｈｉｔｅ、計測モード Wave
（４）インキ剥がれ：東芝製オフセット輪転印刷機（４色）にて、オフセット印刷用インキ（東洋インキ製 レオエコーSOY−Ｍ）を用い印刷速度５００ｒｐｍでベタ部のインキ着肉濃度が墨１．８５、藍１．６５、紅１．５５、黄１．４０（ジャパンカラー標準印刷に準拠、X-Rite社製 X-Rite520にて測定）となる様に墨藍紅黄の順に印刷した後、紙面温度が１０５℃で乾燥して得られた印刷物の墨単色ベタ部と墨単色ベタ部を、ＲＩ印刷機を用いて擦りあわせ、インキ剥がれ部を目視にて評価した。◎：インキ剥がれ部の発生なし、○：わずかに発生、△：若干発生、×：数多く発生（インキ剥がれ部が多い）
（５）インキ乾燥性：インキ剥がれと同様の方法で印刷された印刷物について、４色印刷部を３０分後に指先で触りインキ乾燥の速さの程度を官能評価した。◎：きわめて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
（６）微小光沢度ムラ： 光沢度のムラが発生しない程度を目視評価した。◎：きわめて良好、○：良好、△：若干劣る、×：劣る
［実施例１］
重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ９７、平均粒子径０．５８μｍ）１００部（固形分）に対して、接着剤としてスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（アクリロニトリル含有量１５％：、平均粒子径１５０ｎｍ）を５部、酸化澱粉（Ｍ２１０）を５部配合して、さらに水を加えて固形分濃度６５％とする塗工液１を得た。
【００３３】
また、顔料として微粒カオリンA（Huber社ジャパングロス、平均粒子径０．４μm）２８部、重質炭酸カルシウムＡ ７２部、中空プラスチックピグメント １１重量部（平均粒子径１μｍ）に対して、接着剤としてスチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（アクリロニトリル含有量１５％、平均粒子径１５０ｎｍ）を１１部、酸化澱粉３部、滑剤０．６部を配合して固形分濃度が６５％になる塗工液２を得た。
塗工原紙は、化学パルプを１００部、填料として軽質炭酸カルシウムを１６部含有した坪量６７ｇ／ｍ２の上質紙を用いた。
【００３４】
上記原紙に、塗工液１をブレードコータ−で片面塗工量が９ｇ／ｍ２になるように両面塗工・乾燥して、アンダー塗工紙とした。次に、塗工液２をブレードコーターで片面塗工量が10ｇ／ｍ２となるように両面塗工・乾燥して塗工紙を得た。このようにして得られた塗工紙を、図１、表１のニップ圧１および金属ロール温度に示す条件にてカレンダー処理を行い、印刷用塗工紙を得た。この時、弾性ロールショアD硬度９２、通紙速度６００ｍ／ｍｉｎである。
［実施例２］
実施例１においてアンダー塗工層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 FMT９７、平均粒子径０．５８μｍ）の代わりとして重質炭酸カルシウムＢ（ファイマテック社製 FMT７５、平均粒子経０．９５μｍ）を使用し、トップ塗工層の塗工量を１２ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
実施例１においてトップ塗工層について微粒カオリンＡを２８部から３３部へ、プラスチックピグメントを１１部配合から６部配合へ、トップ塗工層の塗工量を１２ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［実施例４］
実施例１において、アンダー層について、酸化澱粉５部から８部へ変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
実施例１においてトップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ９７、平均粒子径０．５８μｍ）の代わりとして重質炭酸カルシウムC（ファイマテック社製 ＦＭＴ６５ 平均粒子径１．１５μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
実施例１において、トップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）７２部、微粒カオリンＡ（Ｈｕｂｅｒ社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）２８部の代わりに、重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）２８部、微粒カオリンＡ（Huber社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）７２部に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
実施例１において、トップ層に配合された重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製 ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）６５部、微粒カオリンＡ（Ｈｕｂｅｒ社製 ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）３５部の代わりに、重質炭酸カルシウムＡ（ファイマテック社製、ＦＭＴ−９７、平均粒子径 ０．５８μｍ）６０部、微粒カオリンＡ（Huber社製、ジャパングロス、平均粒子径 ０．４μｍ）４０部に変更し、図１、表１−ニップ圧２、金属ロール温度に示す条件にてカレンダー処理に変更した以外は実施例１と同様の方法にて印刷用塗工紙を得た。
【００３５】
表１にカレンダー処理条件、表２に評価結果を示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
表２から明らかなように、実施例１〜４は、白紙光沢度が高く、印刷インキが剥がれる問題が発生せず、インキ乾燥性の速い白紙面感に優れた印刷用塗工紙を得ることができる。これに対して比較例１は白紙光沢度に劣る。比較例２はインキ剥がれに問題があり、比較例３は比較例２ほどではないがインキ剥がれにやや問題がある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】カレンダー処理方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 金属ロール
２ 弾性（樹脂）ロール
３ 高温金属ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙に顔料と接着剤を含有する塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として、平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり50重量部以上含有し、光干渉型顕微鏡で測定された塗工紙表面のカットオフ値2μｍ以下の粗さが25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙。
【請求項２】
前記塗工層において、最外層の内側層の顔料として、平均粒子径が0.80μm以下の無機顔料を無機顔料１００重量部当たり７０重量部以上含有することを特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙。
【請求項３】
前記塗工層の最外層において、プラスチックピグメントを無機顔料１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下含有した請求項１または２に記載の印刷用塗工紙。
【請求項４】
印刷用塗工紙が、100℃以上の金属ロール表面温度の高温カレンダーで処理されたことを特徴とする請求項１〜３に記載の印刷用塗工紙。
【請求項１】
原紙に顔料と接着剤を含有する塗工層を１層以上有する塗工紙において、塗工層の最外層の顔料として、平均粒子径が0.3μm以上1.0μｍ以下の炭酸カルシウムを無機顔料100重量部当たり50重量部以上含有し、光干渉型顕微鏡で測定された塗工紙表面のカットオフ値2μｍ以下の粗さが25ｎｍ以上である、白紙光沢度が80％以上の印刷用塗工紙。
【請求項２】
前記塗工層において、最外層の内側層の顔料として、平均粒子径が0.80μm以下の無機顔料を無機顔料１００重量部当たり７０重量部以上含有することを特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙。
【請求項３】
前記塗工層の最外層において、プラスチックピグメントを無機顔料１００重量部に対して５重量部以上３０重量部以下含有した請求項１または２に記載の印刷用塗工紙。
【請求項４】
印刷用塗工紙が、100℃以上の金属ロール表面温度の高温カレンダーで処理されたことを特徴とする請求項１〜３に記載の印刷用塗工紙。
【図１】
【公開番号】特開２００７−４６１８９（Ｐ２００７−４６１８９Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３１４２４（Ｐ２００５−２３１４２４）
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（０００１８３４８４）日本製紙株式会社 (981)
【Ｆターム（参考）】
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