説明

印刷用塗被紙及びその製造方法

【課題】本発明の目的は、高速ブレード塗被、特にストリーク、スクラッチ、ブリーディングなどの塗被欠陥の発生を抑制し、良好な塗被状態による製造を可能とし、かつ優れたオフセット印刷適性、特に白紙平滑性、印刷光沢性に優れた印刷用塗被紙及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明に係る印刷用塗被紙は、1層以上の塗被層を設けた印刷用塗被紙において、前記塗被層のうちの最外塗被層を塗被することとなる基紙は、ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による、粒子径2μm未満の粒子を90%含有し固形分が75%である湿式重質炭酸カルシウムからの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる基紙であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原紙の少なくとも片面に、顔料と接着剤を主成分とする塗被層を1層以上設けた印刷用塗被紙及びその製造方法に関するものであって、平滑性並びに印刷光沢に優れた印刷用塗被紙及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、印刷物のビジュアル化の進展に伴い、画質が良い印刷塗被紙に対する需要が著しく増大し、高速オフセット印刷に耐えられ、白紙平滑性が良く、印刷部の光沢が良好なカラー画像の再現性に優れた印刷用塗被紙が求められている。
【0003】
一般的に塗被紙の塗被層は、澱粉、合成高分子ラテックスなどのバインダーとカオリン、炭酸カルシウムを主たる顔料とする塗被液を塗被することで形成される。ブレードコータで高速塗被を行なうためには、塗被液の濃度を低下させ、流動性を向上させる方法が一般的に採られるが、塗被液の濃度を低下させた場合には、着肉性などのオフセット印刷適性は著しく低下する。即ち、印刷適性の点からはむしろ高濃度化した塗被液を塗被する必要がある。
【0004】
これらの要求を満たすため、特に高速塗工適性を与えるため、湿式粉砕した重質炭酸カルシウムを顔料に用いて塗工液の流動性を改善する手法が採られている(例えば特許文献1を参照。)。しかしながら、湿式粉砕重質炭酸カルシウムを多用することは、塗工紙の光沢を低下させ、着肉性も悪化させることから望ましい方向ではない。
【0005】
また微粒のカオリンを用いることで塗工液の高速流動性を改善し、高濃度塗工液の高速塗工を可能にする手法も用いられているが、微粒カオリンを多用すると、インキビヒクルの浸透性が増大し印刷光沢が著しく低下する(例えば特許文献2を参照。)。
【0006】
また、バインダー中の澱粉を冷水可溶性澱粉、デキストリンなどの低分子澱粉とし、高濃度化を図ると共に、塗工適性、印刷品質を向上させる考え方もあるが、低分子澱粉を用いた場合、澱粉の不均一なマイグレーションが起こりやすく着肉ムラを発生しやすい。
【0007】
塗液の保水性及び平均粒径130nm以下のラテックスを使用することを規定して塗液の高速塗工適性を上げる手法も用いられているが(例えば特許文献3を参照。)、特許文献3には高せん断速度下での粘度に関する記述がなく、平均粒径130nm以下という限定では、印刷用塗工紙の塗工液に一般的に含まれるラテックスの粒子径の多くが含まれることとなる。この様な限定での高保水性と高せん断速度下での低粘性の両立は、非常に困難な塗被液設計になり実現できない。
【0008】
これらを鑑み、原紙のコブサイズ度30g/m以下の基紙に平均粒子径50〜90nmの共重合ラテックスを5〜15質量部配合した塗被液を塗被する手法、更にはハイシェアー粘度70mPa・m以下でかつ圧力50kPa、測定時間60秒でのAA−GWRによる脱水量が65g/m以下である塗被液を塗被する手法も知られているが(例えば特許文献4を参照。)、いずれにしても限定された塗被液となり、汎用性の高い手法ではない。
【特許文献1】特開平55−62296号公報
【特許文献2】特開平59−30992号公報
【特許文献3】特開平7−82695号公報
【特許文献4】特開2000−110095号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、高速ブレード塗被、特にストリーク、スクラッチ、ブリーディングなどの塗被欠陥の発生を抑制し、良好な塗被状態による製造を可能とし、かつ優れたオフセット印刷適性、特に白紙平滑性、印刷光沢性に優れた印刷用塗被紙及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記に鑑み鋭意研究した結果、本発明の印刷用塗被紙及びその製造方法を発明するに至った。即ち、1層以上の塗被層を設ける印刷用塗被紙において、最外塗被層を設ける基紙として、一定圧力下での紙が塗被液から水分を吸収する量を測定、すなわち一定圧力下での塗被液の脱水性の測定するウオーター・リテンション・メーターAA−GWRを用いて、通常の塗被液を用いずに、市販湿式重質炭酸カルシウムであるカービタル90(固形分75%)のスラリーをそのまま用い、その脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒で40g/m以下となるような基紙を用いる。具体的には、本発明に係る印刷用塗被紙は、1層以上の塗被層を設けた印刷用塗被紙において、前記塗被層のうちの最外塗被層を塗被することとなる基紙は、ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による、粒子径2μm未満の粒子を90%含有し固形分が75%である湿式重質炭酸カルシウムからの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる基紙であることを特徴とする。
【0011】
本発明に係る印刷用塗被紙では、前記基紙は原紙に下塗り塗被層が塗被されてなり、前記下塗り塗被層は、重質炭酸カルシウム又はカオリンクレーの少なくともいずれか一種及びバインダーを含有してなるか、或いは、バインダーのみを含有してなる場合が含まれる。
【0012】
本発明に係る印刷用塗被紙では、前記最外塗被層は、湿式重質炭酸カルシウムを全顔料の30質量部以上を含有することが好ましい。
【0013】
本発明に係る印刷用塗被紙の製造方法は、ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による、粒子径2μm未満の粒子を90%含有し固形分が75%である湿式重質炭酸カルシウムからの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる原紙又は1層以上の下塗り塗被層を少なくとも一方の表面に有する下塗り塗被紙を形成し、
前記原紙の少なくとも一方の表面或いは前記下塗り塗被紙の前記下塗り塗被層の表面に、最外塗被層を塗被することを特徴とする。
【0014】
本発明に係る印刷用塗被紙の製造方法では、重質炭酸カルシウム又はカオリンクレーの少なくともいずれか一種及びバインダーを含有する下塗り塗被液、或いは、バインダーのみを含有する下塗り塗被液を塗被することにより前記下塗り塗被層を形成する場合が含まれる。
【0015】
本発明に係る印刷用塗被紙の製造方法では、湿式重質炭酸カルシウムを全顔料の30質量部以上を含有する上塗り塗被液を塗被することにより前記最外塗被層を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の印刷用塗被紙は、高速ブレード塗被、特にストリーク、スクラッチ、ブリーディングなどの塗被欠陥の発生が少なく、良好な塗被状態となっている。また、優れたオフセット印刷適性を有し、特に白紙平滑性、印刷光沢性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。すなわち、印刷用塗被紙に用いる主な主成分を以下に具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。
【0018】
本発明に用いられる原紙は、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ等の化学パルプ、GP、TMP等の機械パルプや古紙由来のパルプを適宜原料として用い、公知の長網多筒型抄紙機、長網の上に上部脱水作用を持つ機構のついたオントップ多筒型抄紙機、ギャップフォーマー等で抄紙される、酸性紙、中性紙を包含するものである。
【0019】
原紙中には、カチオン澱粉、ポリアクリルアマイド等の紙力増強剤、ロジンサイズ、アルケニル無水琥珀酸、アルキルケテンダイマー、合成サイズ剤等のサイズ剤、タルク、炭酸カルシウム、合成ゼオライト、チタン等の填料及びコロイダルシリカ、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンオキサイド等の歩留まり向上剤、或いは、濾水剤等の抄紙補助薬品が含まれる。
【0020】
必要に応じて、サイズプレス、ゲートロール等により澱粉、ポリアクリルアマイド、ポリビニルアルコール等の紙力向上薬品を塗布処理する。
【0021】
また本実施形態で用いる塗被紙用顔料としては、例えば、カオリン、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、サチンホワイト、酸化チタン、水酸化アルミニウム、タルク、シリカ、プラスチックピグメントなどが挙げられる。
【0022】
また本実施形態で用いるバインダーは、特に制限されるものではなく、公知のバインダーを用いることができる。例えば、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、酢酸ビニル・アクリル系、ブタジエン・メチルメタクリル系などの各種共重合体ラテックス、又は、ポリビニルアルコール、又は、酸化澱粉、エステル化澱粉、熱化学変性澱粉、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、又は、カゼイン、又は、デキストリンなどから選択して単独又は2種類以上を適宜混合して使用することができる。
【0023】
本発明による共重合体ラテックスとしては、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体、1,3ブタジエン、2−メチル−1,3ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン系単量体、アクリル酸、メタクリル酸などのエチレン性不飽和酸単量体、アクリロニトリル単量体、或いは、エチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル、エチレン性不飽和カルボン酸アミド、他の有機カルボン酸又はそれらの誘導体などの共重合可能な単量体を公知の方法で共重合して得られるものである。好ましくはスチレン・ブタジエン・メタクリル酸メチル・アクリロニトリル共重合体である。
【0024】
上述した顔料、ラテックスを含む塗被液の塗被方法は特に限定したものではなく、ゲートロールコータ、ブレードコータ、ロッドコータ、エアーナイフコータなどの公知の設備によって、原紙に1層以上塗被層を設けたもので、オンマシン或いはオフマシンでも良い。
【0025】
このようにして塗被された塗被紙は、公知の乾燥機で乾燥された後に、スーパーカレンダーのような表面の仕上げ設備で平滑化処理される。
【0026】
本実施形態において、最外塗被層を塗被することとなる基紙として、ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による湿式重質炭酸カルシウム(商品名カービタル90、固形分75%、株式会社イメリス ミネラルズ・ジャパン社製)からの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる基紙を用いる。この条件を満たす場合には原紙をそのまま基紙としても良いが、原紙に下塗り塗被層を形成して基紙とする場合において、脱水量を40g/m以下とするには、例えば、重質炭酸カルシウム又はカオリンクレーの少なくともいずれか一種及びバインダーを含有してなるか、或いは、バインダーのみを含有してなる下塗り塗被液を塗被する。
【0027】
脱水量を40g/m以下とする理由は次の通りである。即ち、市販されている湿式重質炭酸カルシウムであるカービタル90(固形分75%)からの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒で40g/m以下とする基紙を用いるとブリーディング等の操業性が良好で、白紙平滑性、印刷光沢が良好に維持できることになる。この理由は明らかではないが、塗被液を塗被する場合に基紙への浸透が少ないほうが、被覆性、平滑性が向上するからと推測している。
【0028】
最外塗被層をブレード等で形成する場合、コブサイズなどの静的下での浸透評価よりも圧力が加わった場合での浸透を評価することが重要と考えられ、本実施形態では加圧下での脱水量を規定するものである。
【0029】
特に最近、高速でブレード塗被を実施する操業がなされ、その際、湿式重質炭酸カルシウムは流動性が良好であるために多用されている。その反面、湿式重質炭酸カルシウムはいわゆる保水性が乏しく容易に水を離し、その結果、塗被液の固形分が上昇し、ストリーク、ブリーディングの発生につながることより、塗被紙表面の平滑性も荒れてくる現象が起きやすい。
【0030】
最外塗被層を塗被する基紙として、塗被液に含まれるバインダーや他の併用顔料、その塗被用助剤の影響を排除して、市販の湿式重質炭酸カルシウムであるカービタル90(固形分75%)をそのまま単独で浸透液に用いたAA−GWRによる圧力150kPa、測定時間5秒での測定で、40g/m以下となる基紙を用いるとこのような弊害はなく、平滑性が高く、印刷光沢の高い印刷用塗被紙が得られる。
【0031】
特に最外塗被層の塗被液に湿式重質炭酸カルシウムを全顔料の30質量部以上含む場合に効果が顕著である。
【実施例】
【0032】
以下に本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、勿論これらに限定されるものではない。また、特に断らない限り実施例、比較例中の部及び%はそれぞれ質量部及び質量%を示す。塗料配合は部数で示す。
【0033】
(実施例1)
フリーネス450mlcsfの広葉樹晒クラフトパルプ100%の木材パルプ原料に、絶乾パルプ質量当たりで軽質炭酸カルシウム(商標TP121 奥多摩工業製)の含有量が10%となるよう添加し、更に中性ロジンサイズ剤(商標CC167 星光PMC製)0.2%を添加し、オントップ多筒型抄紙機で坪量72g/mの原紙を抄紙し、ゲートロールコータを用いて、表1に示した下塗り塗被液を塗被した塗被基紙を抄造した。下塗り塗被液の塗被量は、片面乾燥塗被量5g/mとなるように両面塗被した。次いで、表2に示した上塗り塗被液を前記塗被基紙にショートドゥエルブレードコータを用いて1000m/分の塗被速度で、片面乾燥塗被量10g/mとなるように片面塗被した後、乾燥し、線圧50kg/cm、温度70℃、50m/分、2ニップでスーパーカレンダー処理して実施例1の塗被紙を仕上げた。
【0034】

【表1】

【表2】

なお、カービタル60は、固形分74.5%で、粒子径2μm未満の粒子が60%含有されている。カービタル90は、固形分75%で、粒子径2μm未満の粒子が90%含有されている。
【0035】
塗被紙物性は次の方法で測定、評価した。
(1)下塗り塗被紙(塗被基紙)の脱水量:
下塗り塗被紙(ゲートロール塗被紙)を恒温、恒湿条件(23℃、50%RH)にて一昼夜放置し、その後Kaltec Scientific社製AA−GWRウオーター・リテンション・メーター model 150で、市販の湿式重質炭酸カルシウムであるカービタル90(イメリス製、固形分75%)スラリーの脱水量を測定する。測定条件は、150kPaの加圧で、測定時間5秒で測定した。操作方法は、メーカーの取扱い作業書に準拠し測定した。数値が低いほど下塗り塗被紙が湿式重質炭酸カルシウムから脱水する脱水量が少ないことを示す。
(2)塗被紙表面平滑度(PPS平滑度):
得られた塗被紙を恒温、恒湿条件(23℃、50%RH)にて一昼夜放置し、その後パーカープリントサーフ(ISO 8791−4:1992 に記載)により、測定条件1000kPa及び2000kPaの加圧下で測定した。数値が低いほど塗被紙の平滑が高いことを示す。
(3)塗被紙表面白紙光沢度:
得られた塗被紙をJIS P 8142:1993「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法」に準拠し、光沢度計(GM−25/村上色彩技術研究所製)を用いて75°光沢を測定した。
(4)塗被紙の印刷光沢度:
RI印刷試験機にて2色印刷し、23℃、50%RHにて一昼夜放置してインキを乾燥させた後、JIS P 8142:1993「紙及び板紙の75度鏡面光沢度試験方法」に準拠し、光沢度計(GM−26D/村上色彩技術研究所製)を用いて60°の光沢度を測定した。印刷インキは大日本インキ化学工業社製 Values−Gのアイ、ベニ各0.3ccを用いた。
(5)塗被液の塗被状況(ブリーディング):
ショートドゥエルブレードコータを用い塗被速度1000m/分で、上塗り塗被したときのブリーディングの状況を目視で評価した。○はブリーディングの発生が見られず優良である、△はブリーディングの発生が見られる、×はブリーディングの発生が多く劣るとの基準で評価した。
(6)オフセット印刷適性(塗工紙表面強度)
RI印刷試験機(明製作所製)を用い、東洋インキ製造(株)製SMXタックグレード20を使用し、インキ量0.4ml一定で印刷し、印刷面のピッキングの程度を目視で相対的に評価した。○はピッキングの発生がなかった、△はピッキングの発生が見られる、×はピッキングの発生が多く劣るとの基準で評価した。
【0036】
(実施例2)
下塗り塗被液の配合において、湿式重質炭酸カルシウムの種類をカービタル60からカービタル90に変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0037】
(実施例3)
下塗り塗被液の配合において、デラミカオリンクレーを配合せずに、湿式重質炭酸カルシウムをカービタル60の80部からカービタル90の100部に変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0038】
(実施例4)
下塗り塗被液の配合において、顔料を添加せず、MS#4600の単独100部に変更し、片面乾燥塗被量を5.0g/mから1.5g/mに変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0039】
(比較例1)
下塗り塗被液の配合について、カービタル60が80部及びハイドラプレートが20部の配合を、カービタル60が50部及びハイドラプレートが50部の配合に変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0040】
(比較例2)
下塗り塗被液の配合について、カービタル60が80部及びハイドラプレートが20部の配合を、カービタル60が50部及びハイドラプレートが50部の配合に変更し、さらに上塗り塗被液の配合について、カービタル90が50部及びDBグレーズが50部の配合を、カービタル90が25部及びDBグレーズが75部の配合に変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0041】
(比較例3)
下塗り塗被液の配合について、MS#4600の配合を10部から7部に変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0042】
(比較例4)
下塗り塗被液の配合について、顔料を添加せず、MS#4600の単独100部に変更し、片面乾燥塗被量を5.0g/mから1.0g/mに変更した以外は実施例1と同様にして塗被紙を仕上げた。
【0043】
表3に塗被液の配合、塗被量及び評価結果を示した。
【表3】

【0044】
(評価結果)
表3からも明らかなように、実施例1〜実施例4の塗被紙はブリーディング等の操業性に優れ、かつオフセット印刷適性、PPS平滑度、白紙光沢度、及び印刷光沢度に優れた特徴を有するものである。
【0045】
一方、比較例1〜比較例4は、PPS平滑度の値が1000kPaと2000kPaのいずれの場合においても実施例1〜実施例4よりも大きく、平滑度が劣っていることがわかる。また、塗被紙表面白紙光沢度75°については、実施例1〜実施例4よりも値が小さく、表面白紙光沢度が劣っていることがわかる。また、塗被紙の印刷光沢度60°については、比較例1、3及び4は、実施例1〜実施例4よりも値が小さく、印刷光沢度が劣っていることがわかる。さらに、ブリーディングについては、比較例2、3、及び4は、実施例1〜実施例4よりも劣っていることがわかる。また、比較例4はオフセット印刷適性が劣っていた。





【特許請求の範囲】
【請求項1】
1層以上の塗被層を設けた印刷用塗被紙において、前記塗被層のうちの最外塗被層を塗被することとなる基紙は、ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による、粒子径2μm未満の粒子を90%含有し固形分が75%である湿式重質炭酸カルシウムからの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる基紙であることを特徴とする印刷用塗被紙。
【請求項2】
前記基紙は原紙に下塗り塗被層が塗被されてなり、前記下塗り塗被層は、重質炭酸カルシウム又はカオリンクレーの少なくともいずれか一種及びバインダーを含有してなるか、或いは、バインダーのみを含有してなることを特徴とする請求項1記載の印刷用塗被紙。
【請求項3】
前記最外塗被層は、湿式重質炭酸カルシウムを全顔料の30質量部以上を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の印刷用塗被紙。
【請求項4】
ウオーター・リテンション・メーター(Kaltec Scientific社製、AA−GWR model 150)による、粒子径2μm未満の粒子を90%含有し固形分が75%である湿式重質炭酸カルシウムからの脱水量が、圧力150kPa、測定時間5秒の測定条件にて、40g/m以下となる原紙又は1層以上の下塗り塗被層を少なくとも一方の表面に有する下塗り塗被紙を形成し、
前記原紙の少なくとも一方の表面或いは前記下塗り塗被紙の前記下塗り塗被層の表面に、最外塗被層を塗被することを特徴とする印刷用塗被紙の製造方法。
【請求項5】
重質炭酸カルシウム又はカオリンクレーの少なくともいずれか一種及びバインダーを含有する下塗り塗被液、或いは、バインダーのみを含有する下塗り塗被液を塗被することにより前記下塗り塗被層を形成することを特徴とする請求項4記載の印刷用塗被紙の製造方法。
【請求項6】
湿式重質炭酸カルシウムを全顔料の30質量部以上を含有する上塗り塗被液を塗被することにより前記最外塗被層を形成することを特徴とする請求項4又は5記載の印刷用塗被紙の製造方法。



【公開番号】特開2006−193846(P2006−193846A)
【公開日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−4691(P2005−4691)
【出願日】平成17年1月12日(2005.1.12)
【出願人】(000241810)北越製紙株式会社 (196)
【Fターム(参考)】