印刷用塗工紙
【課題】本発明の目的は、オフセット印刷用紙であって、高速・連続印刷するインクジェット印刷適性を併せ持つ印刷用塗工紙に関するものである。特に高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット印刷機に好適な印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、オフセット印刷とインクジェット印刷の両方の適性を有し、特にインクジェット印刷後の加熱乾燥に対する印刷部の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を提供することにある。
【解決手段】支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙である。
【解決手段】支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット印刷用塗工紙であって、高速・連続印刷するインクジェット商業印刷適性を併せ持つ印刷用塗工紙に関するものである。特に高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、特にインクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を用いて印刷するインクジェット印刷の用途は、フォトプリント、端末ＰＣ用プリンター、ファックス、または複写機に留まらず、多品種小ロット印刷、可変情報印刷等を可能とする、いわゆるオンデマンド印刷分野でも実用化が進み、技術的進展が目覚ましい。近年では印刷速度と画質の向上に伴い、印刷部数が従来オフセット印刷やグラビア印刷等で行われていた商業印刷の領域でも利用が検討されている。
【０００３】
インクジェット方式は、細かなインク滴を媒体表面に噴出し、画像を形成する方式である。近年の技術進歩は目覚ましく、非常に高画質となり、弱点であった耐候性も顔料インクの出現により大幅に改善されてきた。しかし、毎分１５ｍを超える高速・連続印刷するインクジェット方式の商業印刷（以下、「インクジェット商業印刷」と記す。）としては比較的長い乾燥時間が必要となる問題があった。
【０００４】
今後実用化が進み、かつ用途が広まっていくと予想されるインクジェット商業印刷の技術としては、色材を含んだアニオン性のインクが着弾する予定の印刷用塗工紙の部分に予めもしくはインク着弾後に、カチオン性のインク定着剤を供給して印刷する方式が挙げられ（例えば、特許文献１〜４参照）、インクのタイプとしては顔料インクが主流となると考えられる。また、インクジェット商業印刷の高速化、高画質化への対応として、特に大量印刷の分野ではインクの加熱乾燥を行う印刷機が主流となると考えられる（例えば、特許文献５〜７参照）。
【０００５】
この様なインクジェット商業印刷に用いる印刷用塗工紙としては既存のオフセット印刷用塗工紙、電子写真用塗工紙、インクジェットプリンター用塗工紙の流用がなされている。しかしながら、これら従来の印刷用塗工紙では、インクジェット商業印刷後に強い加熱乾燥が行われると印刷用塗工紙の塗工層が破壊されるという問題が生じることがある。
【０００６】
一方、オフセット印刷後に加熱乾燥する印刷機技術が既にある。この技術では、オフセット印刷用塗工紙の支持体に印刷前から含まれる水分の急速な蒸発が原因となって支持体が破壊されることがある。そこでこれを解決する為に支持体の内部結合強度を高めたり、またはオフセット印刷用塗工紙の透気度を高めたりすることが行われてきた（例えば、特許文献８参照）。
【０００７】
インクジェット商業印刷用印刷機から印刷用塗工紙に供給されるインク定着剤やインクは、インク供給装置やインクノズルでの乾燥を防止することを主な目的として、媒体として水および水溶性の有機溶媒を併用する。その割合は印刷機の特性によって異なるが、水：有機溶媒＝５：５〜９：１が一般的である。インク定着剤やインク中の色材はこの媒体（以下、「インク溶媒」と記載する。）に分散または溶解しており、その他に界面活性剤や接着剤を配合することが一般的である。またインク供給装置の機構上、オフセット印刷用のインクに比べインクジェット商業印刷のインクに含まれる色材の濃度は低く、インク溶媒量の比率が高い。そしてインク溶媒の有機溶媒として選択されるものはアルコール類、エーテル類を始めとする水と親和性のある有機溶媒であり、水よりも沸点の高いものを用いる。
【０００８】
インクジェット商業印刷用印刷機の場合、印刷用塗工紙の塗工層はこの様なインク溶媒を吸収、保持した後、加熱乾燥されるのであるが、強力な加熱乾燥によってインク溶媒は急激に蒸発する。インクジェット商業印刷後の加熱乾燥時に起こる塗工層の破壊はこの急激なインク溶媒の蒸発によって生じる蒸気圧が原因であることを発見した。すなわちインクジェット商業印刷では、支持体に含まれる水分だけでなく塗工層のインク溶媒が蒸発することで、従来のオフセット印刷用塗工紙などの印刷用塗工紙ではインクジェット商業印刷後の加熱乾燥による塗工層の破壊が顕著となる。従ってインクジェット商業印刷後の加熱乾燥時に起こる塗工層の破壊を防止する、すなわちインクジェット商業印刷後の優れた加熱塗工層強度を有する、かつオフセット印刷とインクジェット商業印刷に共用できる印刷用塗工紙が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０１６３７６号公報
【特許文献２】特許第３９７３７９４号公報
【特許文献３】特開２００２−０２９１４１号公報
【特許文献４】特開２００３−０４８３１７号公報
【特許文献５】特許第２９４１１１９号公報
【特許文献６】特開２００９−０７３１５８号公報
【特許文献７】特開２００９−０９２３７４号公報
【特許文献８】特開２００２−１８０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
今後、固定情報はオフセット印刷し、可変情報はインクジェット商業印刷する様な複数の方式を組み合わせた印刷が行われつつあり、また印刷会社においては紙の在庫問題から、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方に適性の有する印刷用塗工紙が望まれている。
【００１１】
本発明の目的は、オフセット印刷用紙であって、高速・連続印刷するインクジェット商業印刷適性を併せ持つ印刷用塗工紙に関するものである。特に高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、特にインクジェット商業印刷後の加熱乾燥に対する印刷部の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層の顔料と接着剤の成分比と印刷用塗工紙の透気度を特定の範囲に設定することによって、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を得ることができることを見出した。すなわち、支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙である。
【００１３】
好ましくは、支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内４０〜１００質量％が、体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックスである。
【００１４】
また好ましくは、支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２塗工する。
【００１５】
また更に好ましくは、水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールである。
【００１６】
また更に好ましくは、サイズプレスが液だまりを有する方式である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な、特にインクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の印刷用塗工紙について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の印刷用塗工紙は支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けたものである。
【００２０】
本発明の印刷用塗工紙は支持体に隣接する塗工層が主に顔料と接着剤からなり、顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部、好ましくは６〜２５質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａ、好ましくは０．２〜２．５ｋＰａである。インクジェット商業印刷後の加熱乾燥により生ずるインク溶媒の蒸気圧は、特に支持体とこれに隣接する塗工層の界面付近に大きな負荷をかけ、塗工層を破壊すると考えられる。接着剤や透気度を本発明の範囲にすることにより、インクジェット商業印刷後の加熱乾燥により蒸発するインク溶媒を印刷用塗工紙の外部へと速やかに逃す為の透気性および印刷用塗工紙内部に発生する蒸気圧に抵抗する為の支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を高いレベルで両立することが可能となる。
【００２１】
接着剤の含有量が４質量部よりも少ない場合は、支持体に隣接する塗工層の透気性は向上するものの、塗工層の機械的強度が不十分であり、また支持体と塗工層の接着力も不足する。よって、印刷用塗工紙のスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａの範囲にあっても、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度が劣る。また接着剤の含有量が３０質量部よりも多い場合は、支持体に隣接する塗工層の機械的強度と支持体と塗工層の接着力が向上するものの塗工層自体の透気性が減少してしまい、また印刷用塗工紙のスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａの範囲にあっても加熱乾燥熱による塗工層の変形が発生することがあり、インクジェット印刷後の加熱塗工層強度が劣る。
【００２２】
本発明において、印刷用塗工紙の透気度は、支持体に用いる繊維種、支持体の厚み、支持体に含有させる填料、接着剤または各種配合剤の種類や配合量によって調整することができる。特に効果的な調整方法として、カレンダー処理による印刷用塗工紙の密度を制御する方法が挙げられる。カレンダーロールの温度、カレンダーニップ圧、およびカレンダーニップ時間などカレンダー条件を制御することで意図した透気度を得ることができる。
【００２３】
＜支持体に隣接する塗工層＞
本発明において、支持体に隣接する塗工層に用いる顔料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、合成シリカ、コロイダルシリカ、タルク、サチンホワイト、リトポン、二酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、有機顔料、またはこれらをカチオン変性したもの、あるいはこれら二種以上の複合体が挙げられる。
【００２４】
本発明において、支持体に隣接する塗工層に用いる接着剤としては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン−酢酸ビニル系等の各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン等のホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン、エピクロルヒドリン重縮合物等の水溶性合成物が挙げられる。更には、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、デキストリン、マンナン、キトサン、アラビノガラクタン、グリコーゲン、イヌリン、ペクチン、ヒアルロン酸、カルボ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天然多糖類およびそのオリゴマー、更にはその変性体が挙げられる。また、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、コラーゲン等の天然タンパク質およびその変性体、ポリ乳酸、ペプチド等の合成高分子やオリゴマーが挙げられる。これらは単独または組み合わせて使用することができる。また、接着剤はカチオン変性を施して使用することができる。
【００２５】
本発明において、支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内、好ましくは４０〜１００質量％、更に好ましくは５０〜１００質量％がスチレン−ブタジエン系ラテックスである。またスチレン−ブタジエン系ラテックスの体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が、好ましくは５０〜３００ｎｍ、更に好ましくは６０〜２８０ｎｍである。この様な接着剤を支持体に隣接する塗工層に用いることにより、インク溶媒を印刷用塗工紙の外部へと速やかに逃す為の透気性と、支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を更に高いレベルで両立することができる。これは、微細なスチレン−ブタジエン系ラテックスは塗工層中の顔料同士、または支持体と塗工層中の顔料を接着する接点を増やす為と考えられる。この様な効果は、体積平均粒径が３００ｎｍを超えると低下する。また、体積平均粒径が５０ｎｍ未満のスチレン−ブタジエン系ラテックスは分散体として安定性を失う場合があり、生産性に問題となる。
【００２６】
スチレン−ブタジエン系ラテックスは主に乳化重合法により製造され、平均粒子径を制御する因子としては、乳化剤、重合開始剤の種類や添加量、モノマーの濃度、反応温度等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、スチレン−ブタジエン系ラテックスの粒度分布の測定は動的光散乱法の粒度分布測定装置を用いる。代表的には日機装社（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ．Ｉｎｃ）製、ベックマン・コールター社製の装置が挙げられる。スチレン−ブタジエン系ラテックスの体積平均粒径は動的光散乱法の粒度分布測定装置によって求められる体積基準の粒度分布から算出される値である。
【００２８】
本発明の支持体に隣接する塗工層には、必要に応じて、増粘剤、分散剤、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、着色剤等の通常使用されている各種助剤を含有することができる。
【００２９】
本発明において、支持体に隣接する塗工層を塗工する方法は特に限定されるものではなく、メタリングサイズプレス、ゲートロール、シムサイザー等の各種フィルムトランスファーコーター、ロッドコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、キャストコーター等の各方法を適宜使用する。塗工層は片面あたり好ましくは１〜３０ｇ／ｍ２、より好ましくは３〜２５ｇ／ｍ２である。
【００３０】
＜その他の塗工層＞
本発明の印刷用塗工紙は、支持体に隣接する塗工層の外側の片面または両面にその他の塗工層を、印刷用塗工紙の印刷適性、平滑性、美観等を改良することを意図して設けても良い。その他の塗工層は先の支持体に隣接する塗工層の項で挙げた素材と塗工方法を適宜選択し、片面当たり固形分として２〜３０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００３１】
＜支持体＞
本発明において支持体は、木材パルプ繊維をシート状にした紙が好ましい。その他として綿、麻、竹、サトウキビ、トウモロコシ、ケナフ等の植物繊維、羊毛、絹等の動物繊維、レーヨン、キュプラ、リヨセル等のセルロース再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリウレタン系繊維等の化学繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等の無機繊維をシート状にしたものを使用することもできる。
【００３２】
また、これらの繊維には、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、有機顔料等の各種填料、接着剤、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、紙力増強剤等の各種配合剤を各工程、各素材に合わせて好適に含有することができる。
【００３３】
各繊維をシート状にする製法としては、一般的な抄紙工程が用いられる。その他として不織布、フィルターの分野で使用される、湿式法、乾式法、ケミカルボンド、サーマルボンド、スパンボンド、スパンレース、ウォータージェット、メルトブロー、ニードルパンチ、ステッチブロー、フラッシュ紡糸、トウ開維等の各工程も使用することができる。
【００３４】
本発明において、支持体の両面は、塗工層を設ける前に予め水溶性の接着剤を塗工することが好ましい。より好ましくは、支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２の範囲を塗工することが好ましい。水溶性の接着剤が適度に支持体の表面から内部へと浸透して支持体の構造を強め、支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を強めることにより、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度が更に改良される。
【００３５】
本発明において、サイズプレスによって塗工される水溶性の接着剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの誘導体、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が好ましい。
【００３６】
本発明において、支持体の両面にサイズプレスによって塗工される水溶性の接着剤は、ケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであることが更に好ましい。この様なポリビニルアルコールは支持体への浸透性に優れる為に、支持体内部にも浸透して乾燥することで支持体の構造を強め、また支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を強めるアンカー効果が高く、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度を更に高めると考えられる。ケン化度が９７％未満であったり、重合度が３００未満であったりする場合、浸透力は大きいが、強度が得られない場合がある。また重合度が１５００を超える場合は浸透力が低下しアンカー効果が得られない。あるいは粘度上昇によってサイズプレスでの操業性が良好でない場合があり、好ましくない。
【００３７】
本発明において、サイズプレスは、液だまりを有する方式のサイズプレスと液だまりを有しない方式のサイズプレスに区別される。本発明において、サイズプレスは液だまりを有する方式のサイズプレスが特に好ましい。液だまりはポンドとも呼ばれる。液だまりを有する方式のサイズプレスは、二つのロールのニップ部に液を直接供給することによりポンドを形成させ、ポンドを形成したニップ部に通紙して塗工するサイズプレスである。この方式は、支持体への水溶性の接着剤の浸透性を高めることができる。これは、液だまりを有する方式のサイズプレスで塗工される水溶性の接着剤が水溶液の状態で浸透し、支持体の繊維と絡み合って乾燥されると考えられる。接着剤の固形分濃度は好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは３〜１５質量％であり、この範囲にあることで支持体への浸透性が適切となる。１質量％未満では液が希薄すぎてしまい好ましくない。また、２０質量％を超えると粘度が高い為に液が浸透し難くなる場合がある。液だまりを有しない方式のサイズプレスとしては、メタリングサイズプレス、ゲートロール、シムサイザー等の各種フィルムトランスファーが挙げられる。サイズプレスに分類されないその他の方式としてはロッドコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等が挙げられる。
【００３８】
また本発明においては、サイズプレスで塗工するその他の成分として、アクリル、スチレン−アクリル、スチレン−マレイン酸、スチレン−オレフィン、アクリル−酢酸ビニル、オレフィン−マレイン酸、ジイソブチレン−マレイン酸等の、アクリル系やオレフィン系の表面サイズ剤等を使用することができる。また、インクジェット印刷用インクのインク耐水化剤、インクジェット印刷用インクのインク定着剤、インクジェット印刷用の印刷適性向上剤等のカチオン性ポリマー、オリゴマーまたは多価陽イオン塩を使用することができる。カチオン性ポリマーやカチオン性オリゴマーは、プロトンが配位しやすいアミン類が代表的であり、１級、２級または３級のアミノ基、あるいは４級アンモニウム塩を含むモノマーとその他モノマーの共重合体が挙げられる。多価陽イオンとしては例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ニッケル、亜鉛、銅、鉄、コバルト、スズ、マンガン等の二価陽イオン、アルミニウム、鉄、クロム等の三価陽イオン、チタン、ジルコニウムの四価陽イオンや、それらの錯イオンが挙げられる。また必要に応じて、増粘剤、分散剤、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、着色剤等の通常塗工層に用いることができる全ての材料が適宜使用できる。
【００３９】
＜カレンダー処理＞
支持体や塗工層を設けた支持体は、必要とする密度、平滑度、透気度、吸水性、外観、光沢度を調整する為にカレンダー処理を施すことができる。装置としては硬質ロール同士、弾性ロール同士、硬質ロールと弾性ロールの対の組み合わせからなるものが好適に使用され、マシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダー等と呼ばれており、意図的に加熱をする場合もある。加熱する際のロールの温度は４０℃程の中低温から２５０℃程の高温に達する場合もある。また、ベルトとロールの組み合わせからなる装置も使用することができ、シューカレンダー、メタルベルトカレンダー等と呼ばれており、この場合も同様に加熱を伴う場合がある。ロール表面の微視的な形状は特に限定されるものではなく、鏡面、艶消し、エンボス用等、本発明を損なわない範囲で平滑化または凹凸加工したものが使用できる。
【００４０】
最終的に得られた印刷用塗工紙は用途に合わせて、大小のシート状またはロール状に加工されて製品となる。保存の際は、吸湿を避ける為に防湿の包装を施すのが好ましい。製品の坪量は特に限定されるものではないが４０〜３００ｇ／ｍ２程度である。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」および「％」は、特に明示しない限り、質量部および質量％を示す。
【００４２】
（実施例１）〜（実施例５９）および（比較例１）〜（比較例４）
下記の内容に従って、実施例および比較例の印刷用塗工紙を作製した。
【００４３】
＜パルプスラリーの調製＞
ＬＢＫＰ（濾水度４２０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ２０部
軽質炭酸カルシウム填料（原紙中灰分で表示） １１部
カチオン化澱粉 ０．５０部
カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤 ０．０１部
アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤 ０．０５部
硫酸バンド １部
【００４４】
＜支持体の作製＞
上記の配合で調製したパルプスラリーを、長網抄紙機で６５．０ｇ／ｍ２の坪量で原紙を抄造した。この原紙の両面に各種の素材を、液だまりを有する方式のサイズプレス、シムサイザーまたはロッドコーターによって塗工して支持体とした。
【００４５】
塗工した素材の種類、塗工の方法、素材の塗工量（両面合計の固形分量でｇ／ｍ２）は、表１および表２の中に示した。塗工した素材の略称は次の通りである。
【００４６】
Ａ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度４００）
Ｂ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９５％、重合度２５０）
Ｃ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度１１００）
Ｄ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９７％、重合度３００）
Ｅ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９７％、重合度１５００）
Ｆ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９５％、重合度１７００）
Ｇ ：酸化澱粉
Ｈ ：リン酸エステル化澱粉
Ｉ ：スチレン−ブタジエン系ラテックス（体積平均粒径１００ｎｍ）
Ｊ ：ポリウレタン系ラテックス
【００４７】
また、塗工の方法の略称は次の通りである。
ａ ：液だまりを有する方式のサイズプレス
ｂ ：シムサイザー
ｃ ：ロッドコーター
【００４８】
＜支持体に隣接する塗工層の塗工＞
実施例および比較例について、下記の配合で調製した塗工液を上記サイズプレスされた支持体の両面にブレードコーターにより塗工、乾燥した。固形分として片面当たり塗工量は１５ｇ／ｍ２である。
【００４９】
＜塗工液の調製＞
顔料 配合部数は表に記載
接着剤 配合部数は表に記載
ステアリン酸カルシウム系潤滑剤 ０．３０部
合成保水剤（アルカリ増粘タイプ） ０．１０部
印刷適性向上剤（水溶性変性ポリアミン系樹脂） ０．１０部
蛍光染料 ０．５０部
青顔料 ０．０４部
【００５０】
上記、固形分量で配合し、ｐＨ１０．０となる様に水酸化ナトリウムで調整し、Ｂ型粘度５００〜２５００ｍＰａ・ｓ程度になる様に水で調整し、良く攪拌して塗工液とした。表１および表２の中に略称で示した顔料は、次の通りである。
【００５１】
炭酸カルシウム ：重質炭酸カルシウム
カオリン ：高白一級カオリン
である。また、略称で示した接着剤は、
スチレン−ブタジエン系ラテックスＡ ：体積平均粒径 ４０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＢ ：体積平均粒径 ５０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＣ ：体積平均粒径 ６０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＤ ：体積平均粒径 １００ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＥ ：体積平均粒径 ２８０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＦ ：体積平均粒径 ３００ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＧ ：体積平均粒径 ３３０ｎｍ
ＰＶＡ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度４００）
変性澱粉Ａ ：リン酸エステル化コーン澱粉
変性澱粉Ｂ ：酸化コーン澱粉
変性澱粉Ｃ ：ヒドロキシエチルエーテル化コーン澱粉
である。
【００５２】
＜カレンダー処理＞
以上の塗工が終了した後、印刷用塗工紙のスムースター透気度を調整する為にカレンダー処理を行った。カレンダーは弾性ロールと金属ロールからなるスーパーカレンダー装置を用いた。目的とするスムースター透気度を得る為に、カレンダー線圧と金属ロール温度を調整してカレンダー処理を行った。
【００５３】
＜スムースター透気度の測定＞
得られた実施例および比較例の印刷用塗工紙について、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度は、日本検査システムズ（株）製（旧・東栄電子工業）製の空気マイクロメーター型平滑度・透気度試験器を用いて測定した。
【００５４】
＜加熱塗工層強度の評価＞
得られた実施例および比較例の印刷用塗工紙について加熱塗工層強度の評価は以下の操作により行った。温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下でインクジェットプリンターとしてヒューレット・パッカード社製「ＣＭ８０６０」を用いて、印刷用塗工紙にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックそれぞれで最大濃度の印刷を行い、印刷機から排紙後直ちにアルミホイルに包んで、１２０、１５０、および２００℃のオイルバスに浸漬した。これら三種類の温度条件におけるインク溶媒の蒸発による塗工層の破壊の程度を観察して目視により０〜７点で評価した。点数が高い程良好であり、２以下では実用上問題である。
【００５５】
結果を表１および表２に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
＜評価結果＞
実施例から、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａである印刷用塗工紙は、加熱塗工層強度に優れることが分かる。比較例１および２は実施例１〜５と同じ構成でありながらカレンダー処理の調整によりスムースター透気度が適切でない範囲にしたものであり、加熱塗工層強度に劣る結果となった。また、比較例３および４はスムースター透気度が適切な範囲でありながら支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の配合部数が適切でない為、加熱塗工層強度に劣る結果となった。
【００５９】
支持体に隣接する塗工層の接着剤の内４０〜１００質量％が体積平均粒子径５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックスである実施例１４〜実施例２５および実施例２８〜実施例５９はより優れた加熱塗工層強度を示した。一方その中で水溶性の接着剤でサイズプレスを施された支持体の水溶性の接着剤の塗工量が両面合計で２．０〜１０．０ｇ／ｍ２である実施例２８〜実施例３０および実施例３７〜実施例５９はより優れた加熱塗工層強度を得ることができ、水溶性の接着剤がケン化度９７％以上平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールである実施例３７〜実施例４４および実施例５０〜実施例５９の場合には更に優れた加熱塗工層強度を得ることが分かる。実施例２８〜実施例３０と実施例４７〜実施例４９の比較から、サイズプレスが液だまりを有する方式であればより加熱塗工層強度が得られることが分かる。実施例５０〜実施例５９から水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであり、サイズプレスが液だまりを有する方式であれば最も良好であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明における印刷用塗工紙は、オフセット印刷、インクジェット印刷としての使用に留まらず、湿式および乾式電子写真、グラビア印刷、熱転写等の他の印刷方式に使用することもできる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット印刷用塗工紙であって、高速・連続印刷するインクジェット商業印刷適性を併せ持つ印刷用塗工紙に関するものである。特に高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、特にインクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を用いて印刷するインクジェット印刷の用途は、フォトプリント、端末ＰＣ用プリンター、ファックス、または複写機に留まらず、多品種小ロット印刷、可変情報印刷等を可能とする、いわゆるオンデマンド印刷分野でも実用化が進み、技術的進展が目覚ましい。近年では印刷速度と画質の向上に伴い、印刷部数が従来オフセット印刷やグラビア印刷等で行われていた商業印刷の領域でも利用が検討されている。
【０００３】
インクジェット方式は、細かなインク滴を媒体表面に噴出し、画像を形成する方式である。近年の技術進歩は目覚ましく、非常に高画質となり、弱点であった耐候性も顔料インクの出現により大幅に改善されてきた。しかし、毎分１５ｍを超える高速・連続印刷するインクジェット方式の商業印刷（以下、「インクジェット商業印刷」と記す。）としては比較的長い乾燥時間が必要となる問題があった。
【０００４】
今後実用化が進み、かつ用途が広まっていくと予想されるインクジェット商業印刷の技術としては、色材を含んだアニオン性のインクが着弾する予定の印刷用塗工紙の部分に予めもしくはインク着弾後に、カチオン性のインク定着剤を供給して印刷する方式が挙げられ（例えば、特許文献１〜４参照）、インクのタイプとしては顔料インクが主流となると考えられる。また、インクジェット商業印刷の高速化、高画質化への対応として、特に大量印刷の分野ではインクの加熱乾燥を行う印刷機が主流となると考えられる（例えば、特許文献５〜７参照）。
【０００５】
この様なインクジェット商業印刷に用いる印刷用塗工紙としては既存のオフセット印刷用塗工紙、電子写真用塗工紙、インクジェットプリンター用塗工紙の流用がなされている。しかしながら、これら従来の印刷用塗工紙では、インクジェット商業印刷後に強い加熱乾燥が行われると印刷用塗工紙の塗工層が破壊されるという問題が生じることがある。
【０００６】
一方、オフセット印刷後に加熱乾燥する印刷機技術が既にある。この技術では、オフセット印刷用塗工紙の支持体に印刷前から含まれる水分の急速な蒸発が原因となって支持体が破壊されることがある。そこでこれを解決する為に支持体の内部結合強度を高めたり、またはオフセット印刷用塗工紙の透気度を高めたりすることが行われてきた（例えば、特許文献８参照）。
【０００７】
インクジェット商業印刷用印刷機から印刷用塗工紙に供給されるインク定着剤やインクは、インク供給装置やインクノズルでの乾燥を防止することを主な目的として、媒体として水および水溶性の有機溶媒を併用する。その割合は印刷機の特性によって異なるが、水：有機溶媒＝５：５〜９：１が一般的である。インク定着剤やインク中の色材はこの媒体（以下、「インク溶媒」と記載する。）に分散または溶解しており、その他に界面活性剤や接着剤を配合することが一般的である。またインク供給装置の機構上、オフセット印刷用のインクに比べインクジェット商業印刷のインクに含まれる色材の濃度は低く、インク溶媒量の比率が高い。そしてインク溶媒の有機溶媒として選択されるものはアルコール類、エーテル類を始めとする水と親和性のある有機溶媒であり、水よりも沸点の高いものを用いる。
【０００８】
インクジェット商業印刷用印刷機の場合、印刷用塗工紙の塗工層はこの様なインク溶媒を吸収、保持した後、加熱乾燥されるのであるが、強力な加熱乾燥によってインク溶媒は急激に蒸発する。インクジェット商業印刷後の加熱乾燥時に起こる塗工層の破壊はこの急激なインク溶媒の蒸発によって生じる蒸気圧が原因であることを発見した。すなわちインクジェット商業印刷では、支持体に含まれる水分だけでなく塗工層のインク溶媒が蒸発することで、従来のオフセット印刷用塗工紙などの印刷用塗工紙ではインクジェット商業印刷後の加熱乾燥による塗工層の破壊が顕著となる。従ってインクジェット商業印刷後の加熱乾燥時に起こる塗工層の破壊を防止する、すなわちインクジェット商業印刷後の優れた加熱塗工層強度を有する、かつオフセット印刷とインクジェット商業印刷に共用できる印刷用塗工紙が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０１６３７６号公報
【特許文献２】特許第３９７３７９４号公報
【特許文献３】特開２００２−０２９１４１号公報
【特許文献４】特開２００３−０４８３１７号公報
【特許文献５】特許第２９４１１１９号公報
【特許文献６】特開２００９−０７３１５８号公報
【特許文献７】特開２００９−０９２３７４号公報
【特許文献８】特開２００２−１８０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
今後、固定情報はオフセット印刷し、可変情報はインクジェット商業印刷する様な複数の方式を組み合わせた印刷が行われつつあり、また印刷会社においては紙の在庫問題から、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方に適性の有する印刷用塗工紙が望まれている。
【００１１】
本発明の目的は、オフセット印刷用紙であって、高速・連続印刷するインクジェット商業印刷適性を併せ持つ印刷用塗工紙に関するものである。特に高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な印刷用塗工紙に関するものである。更に詳しくは、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、特にインクジェット商業印刷後の加熱乾燥に対する印刷部の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層の顔料と接着剤の成分比と印刷用塗工紙の透気度を特定の範囲に設定することによって、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を得ることができることを見出した。すなわち、支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙である。
【００１３】
好ましくは、支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内４０〜１００質量％が、体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックスである。
【００１４】
また好ましくは、支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２塗工する。
【００１５】
また更に好ましくは、水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールである。
【００１６】
また更に好ましくは、サイズプレスが液だまりを有する方式である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によって、オフセット印刷とインクジェット商業印刷の両方の適性を有し、高速・連続印刷の為に印刷後に加熱乾燥工程を有するインクジェット商業印刷用印刷機に好適な、特にインクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度に優れた印刷用塗工紙を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の印刷用塗工紙について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の印刷用塗工紙は支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けたものである。
【００２０】
本発明の印刷用塗工紙は支持体に隣接する塗工層が主に顔料と接着剤からなり、顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部、好ましくは６〜２５質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａ、好ましくは０．２〜２．５ｋＰａである。インクジェット商業印刷後の加熱乾燥により生ずるインク溶媒の蒸気圧は、特に支持体とこれに隣接する塗工層の界面付近に大きな負荷をかけ、塗工層を破壊すると考えられる。接着剤や透気度を本発明の範囲にすることにより、インクジェット商業印刷後の加熱乾燥により蒸発するインク溶媒を印刷用塗工紙の外部へと速やかに逃す為の透気性および印刷用塗工紙内部に発生する蒸気圧に抵抗する為の支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を高いレベルで両立することが可能となる。
【００２１】
接着剤の含有量が４質量部よりも少ない場合は、支持体に隣接する塗工層の透気性は向上するものの、塗工層の機械的強度が不十分であり、また支持体と塗工層の接着力も不足する。よって、印刷用塗工紙のスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａの範囲にあっても、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度が劣る。また接着剤の含有量が３０質量部よりも多い場合は、支持体に隣接する塗工層の機械的強度と支持体と塗工層の接着力が向上するものの塗工層自体の透気性が減少してしまい、また印刷用塗工紙のスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａの範囲にあっても加熱乾燥熱による塗工層の変形が発生することがあり、インクジェット印刷後の加熱塗工層強度が劣る。
【００２２】
本発明において、印刷用塗工紙の透気度は、支持体に用いる繊維種、支持体の厚み、支持体に含有させる填料、接着剤または各種配合剤の種類や配合量によって調整することができる。特に効果的な調整方法として、カレンダー処理による印刷用塗工紙の密度を制御する方法が挙げられる。カレンダーロールの温度、カレンダーニップ圧、およびカレンダーニップ時間などカレンダー条件を制御することで意図した透気度を得ることができる。
【００２３】
＜支持体に隣接する塗工層＞
本発明において、支持体に隣接する塗工層に用いる顔料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、合成シリカ、コロイダルシリカ、タルク、サチンホワイト、リトポン、二酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、有機顔料、またはこれらをカチオン変性したもの、あるいはこれら二種以上の複合体が挙げられる。
【００２４】
本発明において、支持体に隣接する塗工層に用いる接着剤としては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン−酢酸ビニル系等の各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン等のホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン、エピクロルヒドリン重縮合物等の水溶性合成物が挙げられる。更には、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、デキストリン、マンナン、キトサン、アラビノガラクタン、グリコーゲン、イヌリン、ペクチン、ヒアルロン酸、カルボ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天然多糖類およびそのオリゴマー、更にはその変性体が挙げられる。また、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、コラーゲン等の天然タンパク質およびその変性体、ポリ乳酸、ペプチド等の合成高分子やオリゴマーが挙げられる。これらは単独または組み合わせて使用することができる。また、接着剤はカチオン変性を施して使用することができる。
【００２５】
本発明において、支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内、好ましくは４０〜１００質量％、更に好ましくは５０〜１００質量％がスチレン−ブタジエン系ラテックスである。またスチレン−ブタジエン系ラテックスの体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が、好ましくは５０〜３００ｎｍ、更に好ましくは６０〜２８０ｎｍである。この様な接着剤を支持体に隣接する塗工層に用いることにより、インク溶媒を印刷用塗工紙の外部へと速やかに逃す為の透気性と、支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を更に高いレベルで両立することができる。これは、微細なスチレン−ブタジエン系ラテックスは塗工層中の顔料同士、または支持体と塗工層中の顔料を接着する接点を増やす為と考えられる。この様な効果は、体積平均粒径が３００ｎｍを超えると低下する。また、体積平均粒径が５０ｎｍ未満のスチレン−ブタジエン系ラテックスは分散体として安定性を失う場合があり、生産性に問題となる。
【００２６】
スチレン−ブタジエン系ラテックスは主に乳化重合法により製造され、平均粒子径を制御する因子としては、乳化剤、重合開始剤の種類や添加量、モノマーの濃度、反応温度等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、スチレン−ブタジエン系ラテックスの粒度分布の測定は動的光散乱法の粒度分布測定装置を用いる。代表的には日機装社（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ．Ｉｎｃ）製、ベックマン・コールター社製の装置が挙げられる。スチレン−ブタジエン系ラテックスの体積平均粒径は動的光散乱法の粒度分布測定装置によって求められる体積基準の粒度分布から算出される値である。
【００２８】
本発明の支持体に隣接する塗工層には、必要に応じて、増粘剤、分散剤、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、着色剤等の通常使用されている各種助剤を含有することができる。
【００２９】
本発明において、支持体に隣接する塗工層を塗工する方法は特に限定されるものではなく、メタリングサイズプレス、ゲートロール、シムサイザー等の各種フィルムトランスファーコーター、ロッドコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、キャストコーター等の各方法を適宜使用する。塗工層は片面あたり好ましくは１〜３０ｇ／ｍ２、より好ましくは３〜２５ｇ／ｍ２である。
【００３０】
＜その他の塗工層＞
本発明の印刷用塗工紙は、支持体に隣接する塗工層の外側の片面または両面にその他の塗工層を、印刷用塗工紙の印刷適性、平滑性、美観等を改良することを意図して設けても良い。その他の塗工層は先の支持体に隣接する塗工層の項で挙げた素材と塗工方法を適宜選択し、片面当たり固形分として２〜３０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００３１】
＜支持体＞
本発明において支持体は、木材パルプ繊維をシート状にした紙が好ましい。その他として綿、麻、竹、サトウキビ、トウモロコシ、ケナフ等の植物繊維、羊毛、絹等の動物繊維、レーヨン、キュプラ、リヨセル等のセルロース再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリウレタン系繊維等の化学繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等の無機繊維をシート状にしたものを使用することもできる。
【００３２】
また、これらの繊維には、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、有機顔料等の各種填料、接着剤、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、紙力増強剤等の各種配合剤を各工程、各素材に合わせて好適に含有することができる。
【００３３】
各繊維をシート状にする製法としては、一般的な抄紙工程が用いられる。その他として不織布、フィルターの分野で使用される、湿式法、乾式法、ケミカルボンド、サーマルボンド、スパンボンド、スパンレース、ウォータージェット、メルトブロー、ニードルパンチ、ステッチブロー、フラッシュ紡糸、トウ開維等の各工程も使用することができる。
【００３４】
本発明において、支持体の両面は、塗工層を設ける前に予め水溶性の接着剤を塗工することが好ましい。より好ましくは、支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２の範囲を塗工することが好ましい。水溶性の接着剤が適度に支持体の表面から内部へと浸透して支持体の構造を強め、支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を強めることにより、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度が更に改良される。
【００３５】
本発明において、サイズプレスによって塗工される水溶性の接着剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの誘導体、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が好ましい。
【００３６】
本発明において、支持体の両面にサイズプレスによって塗工される水溶性の接着剤は、ケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであることが更に好ましい。この様なポリビニルアルコールは支持体への浸透性に優れる為に、支持体内部にも浸透して乾燥することで支持体の構造を強め、また支持体とこれに隣接する塗工層の接着力を強めるアンカー効果が高く、インクジェット商業印刷後の加熱塗工層強度を更に高めると考えられる。ケン化度が９７％未満であったり、重合度が３００未満であったりする場合、浸透力は大きいが、強度が得られない場合がある。また重合度が１５００を超える場合は浸透力が低下しアンカー効果が得られない。あるいは粘度上昇によってサイズプレスでの操業性が良好でない場合があり、好ましくない。
【００３７】
本発明において、サイズプレスは、液だまりを有する方式のサイズプレスと液だまりを有しない方式のサイズプレスに区別される。本発明において、サイズプレスは液だまりを有する方式のサイズプレスが特に好ましい。液だまりはポンドとも呼ばれる。液だまりを有する方式のサイズプレスは、二つのロールのニップ部に液を直接供給することによりポンドを形成させ、ポンドを形成したニップ部に通紙して塗工するサイズプレスである。この方式は、支持体への水溶性の接着剤の浸透性を高めることができる。これは、液だまりを有する方式のサイズプレスで塗工される水溶性の接着剤が水溶液の状態で浸透し、支持体の繊維と絡み合って乾燥されると考えられる。接着剤の固形分濃度は好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは３〜１５質量％であり、この範囲にあることで支持体への浸透性が適切となる。１質量％未満では液が希薄すぎてしまい好ましくない。また、２０質量％を超えると粘度が高い為に液が浸透し難くなる場合がある。液だまりを有しない方式のサイズプレスとしては、メタリングサイズプレス、ゲートロール、シムサイザー等の各種フィルムトランスファーが挙げられる。サイズプレスに分類されないその他の方式としてはロッドコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等が挙げられる。
【００３８】
また本発明においては、サイズプレスで塗工するその他の成分として、アクリル、スチレン−アクリル、スチレン−マレイン酸、スチレン−オレフィン、アクリル−酢酸ビニル、オレフィン−マレイン酸、ジイソブチレン−マレイン酸等の、アクリル系やオレフィン系の表面サイズ剤等を使用することができる。また、インクジェット印刷用インクのインク耐水化剤、インクジェット印刷用インクのインク定着剤、インクジェット印刷用の印刷適性向上剤等のカチオン性ポリマー、オリゴマーまたは多価陽イオン塩を使用することができる。カチオン性ポリマーやカチオン性オリゴマーは、プロトンが配位しやすいアミン類が代表的であり、１級、２級または３級のアミノ基、あるいは４級アンモニウム塩を含むモノマーとその他モノマーの共重合体が挙げられる。多価陽イオンとしては例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ニッケル、亜鉛、銅、鉄、コバルト、スズ、マンガン等の二価陽イオン、アルミニウム、鉄、クロム等の三価陽イオン、チタン、ジルコニウムの四価陽イオンや、それらの錯イオンが挙げられる。また必要に応じて、増粘剤、分散剤、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、着色剤等の通常塗工層に用いることができる全ての材料が適宜使用できる。
【００３９】
＜カレンダー処理＞
支持体や塗工層を設けた支持体は、必要とする密度、平滑度、透気度、吸水性、外観、光沢度を調整する為にカレンダー処理を施すことができる。装置としては硬質ロール同士、弾性ロール同士、硬質ロールと弾性ロールの対の組み合わせからなるものが好適に使用され、マシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダー等と呼ばれており、意図的に加熱をする場合もある。加熱する際のロールの温度は４０℃程の中低温から２５０℃程の高温に達する場合もある。また、ベルトとロールの組み合わせからなる装置も使用することができ、シューカレンダー、メタルベルトカレンダー等と呼ばれており、この場合も同様に加熱を伴う場合がある。ロール表面の微視的な形状は特に限定されるものではなく、鏡面、艶消し、エンボス用等、本発明を損なわない範囲で平滑化または凹凸加工したものが使用できる。
【００４０】
最終的に得られた印刷用塗工紙は用途に合わせて、大小のシート状またはロール状に加工されて製品となる。保存の際は、吸湿を避ける為に防湿の包装を施すのが好ましい。製品の坪量は特に限定されるものではないが４０〜３００ｇ／ｍ２程度である。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」および「％」は、特に明示しない限り、質量部および質量％を示す。
【００４２】
（実施例１）〜（実施例５９）および（比較例１）〜（比較例４）
下記の内容に従って、実施例および比較例の印刷用塗工紙を作製した。
【００４３】
＜パルプスラリーの調製＞
ＬＢＫＰ（濾水度４２０ｍｌｃｓｆ） ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４５０ｍｌｃｓｆ） ２０部
軽質炭酸カルシウム填料（原紙中灰分で表示） １１部
カチオン化澱粉 ０．５０部
カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤 ０．０１部
アルキルケテンダイマー系内添サイズ剤 ０．０５部
硫酸バンド １部
【００４４】
＜支持体の作製＞
上記の配合で調製したパルプスラリーを、長網抄紙機で６５．０ｇ／ｍ２の坪量で原紙を抄造した。この原紙の両面に各種の素材を、液だまりを有する方式のサイズプレス、シムサイザーまたはロッドコーターによって塗工して支持体とした。
【００４５】
塗工した素材の種類、塗工の方法、素材の塗工量（両面合計の固形分量でｇ／ｍ２）は、表１および表２の中に示した。塗工した素材の略称は次の通りである。
【００４６】
Ａ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度４００）
Ｂ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９５％、重合度２５０）
Ｃ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度１１００）
Ｄ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９７％、重合度３００）
Ｅ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９７％、重合度１５００）
Ｆ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９５％、重合度１７００）
Ｇ ：酸化澱粉
Ｈ ：リン酸エステル化澱粉
Ｉ ：スチレン−ブタジエン系ラテックス（体積平均粒径１００ｎｍ）
Ｊ ：ポリウレタン系ラテックス
【００４７】
また、塗工の方法の略称は次の通りである。
ａ ：液だまりを有する方式のサイズプレス
ｂ ：シムサイザー
ｃ ：ロッドコーター
【００４８】
＜支持体に隣接する塗工層の塗工＞
実施例および比較例について、下記の配合で調製した塗工液を上記サイズプレスされた支持体の両面にブレードコーターにより塗工、乾燥した。固形分として片面当たり塗工量は１５ｇ／ｍ２である。
【００４９】
＜塗工液の調製＞
顔料 配合部数は表に記載
接着剤 配合部数は表に記載
ステアリン酸カルシウム系潤滑剤 ０．３０部
合成保水剤（アルカリ増粘タイプ） ０．１０部
印刷適性向上剤（水溶性変性ポリアミン系樹脂） ０．１０部
蛍光染料 ０．５０部
青顔料 ０．０４部
【００５０】
上記、固形分量で配合し、ｐＨ１０．０となる様に水酸化ナトリウムで調整し、Ｂ型粘度５００〜２５００ｍＰａ・ｓ程度になる様に水で調整し、良く攪拌して塗工液とした。表１および表２の中に略称で示した顔料は、次の通りである。
【００５１】
炭酸カルシウム ：重質炭酸カルシウム
カオリン ：高白一級カオリン
である。また、略称で示した接着剤は、
スチレン−ブタジエン系ラテックスＡ ：体積平均粒径 ４０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＢ ：体積平均粒径 ５０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＣ ：体積平均粒径 ６０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＤ ：体積平均粒径 １００ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＥ ：体積平均粒径 ２８０ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＦ ：体積平均粒径 ３００ｎｍ
スチレン−ブタジエン系ラテックスＧ ：体積平均粒径 ３３０ｎｍ
ＰＶＡ ：ポリビニルアルコール（ケン化度９８．５％、重合度４００）
変性澱粉Ａ ：リン酸エステル化コーン澱粉
変性澱粉Ｂ ：酸化コーン澱粉
変性澱粉Ｃ ：ヒドロキシエチルエーテル化コーン澱粉
である。
【００５２】
＜カレンダー処理＞
以上の塗工が終了した後、印刷用塗工紙のスムースター透気度を調整する為にカレンダー処理を行った。カレンダーは弾性ロールと金属ロールからなるスーパーカレンダー装置を用いた。目的とするスムースター透気度を得る為に、カレンダー線圧と金属ロール温度を調整してカレンダー処理を行った。
【００５３】
＜スムースター透気度の測定＞
得られた実施例および比較例の印刷用塗工紙について、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度は、日本検査システムズ（株）製（旧・東栄電子工業）製の空気マイクロメーター型平滑度・透気度試験器を用いて測定した。
【００５４】
＜加熱塗工層強度の評価＞
得られた実施例および比較例の印刷用塗工紙について加熱塗工層強度の評価は以下の操作により行った。温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下でインクジェットプリンターとしてヒューレット・パッカード社製「ＣＭ８０６０」を用いて、印刷用塗工紙にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックそれぞれで最大濃度の印刷を行い、印刷機から排紙後直ちにアルミホイルに包んで、１２０、１５０、および２００℃のオイルバスに浸漬した。これら三種類の温度条件におけるインク溶媒の蒸発による塗工層の破壊の程度を観察して目視により０〜７点で評価した。点数が高い程良好であり、２以下では実用上問題である。
【００５５】
結果を表１および表２に示した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
＜評価結果＞
実施例から、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａである印刷用塗工紙は、加熱塗工層強度に優れることが分かる。比較例１および２は実施例１〜５と同じ構成でありながらカレンダー処理の調整によりスムースター透気度が適切でない範囲にしたものであり、加熱塗工層強度に劣る結果となった。また、比較例３および４はスムースター透気度が適切な範囲でありながら支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の配合部数が適切でない為、加熱塗工層強度に劣る結果となった。
【００５９】
支持体に隣接する塗工層の接着剤の内４０〜１００質量％が体積平均粒子径５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックスである実施例１４〜実施例２５および実施例２８〜実施例５９はより優れた加熱塗工層強度を示した。一方その中で水溶性の接着剤でサイズプレスを施された支持体の水溶性の接着剤の塗工量が両面合計で２．０〜１０．０ｇ／ｍ２である実施例２８〜実施例３０および実施例３７〜実施例５９はより優れた加熱塗工層強度を得ることができ、水溶性の接着剤がケン化度９７％以上平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールである実施例３７〜実施例４４および実施例５０〜実施例５９の場合には更に優れた加熱塗工層強度を得ることが分かる。実施例２８〜実施例３０と実施例４７〜実施例４９の比較から、サイズプレスが液だまりを有する方式であればより加熱塗工層強度が得られることが分かる。実施例５０〜実施例５９から水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであり、サイズプレスが液だまりを有する方式であれば最も良好であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明における印刷用塗工紙は、オフセット印刷、インクジェット印刷としての使用に留まらず、湿式および乾式電子写真、グラビア印刷、熱転写等の他の印刷方式に使用することもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙。
【請求項２】
支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内４０〜１００質量％が、体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックス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。
【請求項３】
支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２塗工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４】
水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項３に記載の印刷用塗工紙。
【請求項５】
サイズプレスが液だまりを有する方式であることを特徴とする請求項３に記載の印刷用塗工紙。
【請求項１】
支持体の両面に主に顔料と接着剤を含有する塗工層を少なくとも一層設けた印刷用塗工紙において、支持体に隣接する塗工層が顔料固形分１００質量部に対して接着剤を４〜３０質量部含み、かつＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．５−１に準拠するスムースター透気度が０．１〜３．０ｋＰａであることを特徴とする印刷用塗工紙。
【請求項２】
支持体に隣接する塗工層に含まれる接着剤の内４０〜１００質量％が、体積基準の粒度分布から求められる体積平均粒径が５０〜３００ｎｍのスチレン−ブタジエン系ラテックス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。
【請求項３】
支持体の両面にサイズプレスによって水溶性の接着剤を固形分で両面合計２．０〜１０．０ｇ／ｍ２塗工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４】
水溶性の接着剤がケン化度９７％以上、平均重合度３００〜１５００のポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項３に記載の印刷用塗工紙。
【請求項５】
サイズプレスが液だまりを有する方式であることを特徴とする請求項３に記載の印刷用塗工紙。
【公開番号】特開２０１１−２４６８３８（Ｐ２０１１−２４６８３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０２６８（Ｐ２０１０−１２０２６８）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
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