JP2001214395A - 印刷用塗工紙 - Google Patents
印刷用塗工紙Info
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Abstract
特に白紙光沢度、白色度および不透明度が高い優れた白
紙外観と、高い印刷光沢度を有し優れた印刷面感を兼ね
備えた塗工紙を効率よく提供することにある。 【解決手段】 紙に顔料と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、製紙用パルプとして機械パ
ルプを10重量%以上含有し、填料として無定型シリカ
を紙重量当たり3〜12重量%含有した原紙上に、顔料
粒子が体積基準で0.1〜1.0μmの範囲に60%以
上含まれる塗工層を有することを特徴とする印刷用塗工
紙。
Description
し、特に優れた白紙外観と印刷適性を備えた塗工紙に関
する。
し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力
に伝達しようとする(以下視覚化という)強い要望があ
る。一方、省資源、輸送コストなどの点から印刷物の軽
量化に対しても強い要望がある。この二つの要望は相反
するものであって、視覚化に適する高級グレードの塗工
紙は原紙坪量、塗工量とも多く、高価であって、軽量、
低価格の要望にそぐわない。そこで、低坪量、低塗工量
のいわゆる低級グレードの塗工紙で、より上のグレード
の品質を実現する技術が求められる。
度、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度、および剛度で
ある。白色度はコントラストに、不透明度は裏抜けに、
光沢度は印刷物の高級感に関係し、かつこれらが全て良
いバランスで満足されることが重要である。剛度は主と
して印刷作業性に関係し、印刷物のページめくり性にも
重要な要素である。
るとともに低塗工量の塗工層とすることが必要である。
しかし、紙料配合を変えないで、単に低坪量の紙とすれ
ば、軽量化に比例して紙厚が薄くなり不透明度と剛度が
不足する。低坪量原紙の上に厚い塗工層を設ければ、印
刷適性は低坪量化前の水準を維持することができるが、
不透明度および、剛度はむしろ低下するので実用的でな
い。逆に高坪量原紙上に低塗工量の塗工層を設けると、
不透明度と剛度は十分であるが、低坪量化には必要以上
に塗工量を減らさざるをえなくなるため、印刷品質が不
十分となり、やはり実用的でない。
必要であり、低坪量原紙には低塗工量塗工層、高坪量原
紙には高塗工量塗工層の塗工紙ということになり、一般
的に低坪量品は高坪量品と比較して白色度、不透明度、
白紙光沢度、印刷光沢度、および剛度は劣る。一般に不
透明度は坪量が80g/m2以下になると急激に低下す
る。
度の低下度を最小限にするには低密度の嵩高な紙とすれ
ば良く、それには、ガムウッド、メープル、バーチなど
特定の樹種の機械パルプの使用が有効であるが、省資
源、コスト等で特定の樹種のみを使うことは実用的では
ない。しかしどの樹種にしろ機械パルプの使用は剛度と
不透明度には有効である。また低密度化と不透明度の向
上には、中空の合成樹脂カプセルを内添すること(特公
昭52−118116号公報)、合成有機発泡性填料
(例えば商品名:EXPANSEL、日本フィライト株
式会社製)を内添し乾燥時に発泡させることが知られて
いる。しかし、中空合成樹脂カプセルや発泡性填料は、
混合や発泡条件が難しく、また価格も高いことから、現
在のところ実用的な手段ではない。
合すると不透明度は向上することが知られているが、し
かし密度はかえって高くなり、剛度が低下するととも
に、紙力が弱くなるという問題があり、単に填料を配合
することだけでは、解決することができない。
は、グレードの壁を越えた品質の塗工紙の提供にあり、
具体的には、原紙と塗工量が同レベルの従来の塗工紙に
比べ、白色度、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度、お
よび剛度が改善され、印刷作業に適した表面強度を有す
る印刷用塗工紙を提供することである。
を解決するために鋭意検討した結果、原紙に顔料と接着
剤を含有する塗工層を有する印刷用塗工紙において、製
紙用パルプとして機械パルプを10重量%以上含有し、
填料として無定型シリカを紙重量当たり3〜12重量%
含有した原紙上に、顔料粒子が体積基準で0.1〜1.
0μmの範囲に60%以上含まれる粒径分布を有する顔
料の塗工層を設けることにより課題の印刷用塗工紙が得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。
重量%以上含有させることが必要である。機械パルプは
化学パルプに比べ繊維が剛直なので、機械パルプを配合
した原紙は抄紙工程でかかる各種の圧力で紙層が潰れる
ことが少なく、全体として嵩高になるから、原紙内部の
空隙量が増し、不透明度が向上し、同時に剛度も大きく
なる。機械パルプの中でもグランドパルプは低密度化へ
の寄与が高く好ましく用いることができる。機械パルプ
の配合量が10重量%未満では、填料やカレンダー条件
を最適化しても十分な不透明度と剛度を得ることはでき
ない。機械パルプは白色度や塗工適正等の点から製紙用
パルプの60重量%以下とすることが好ましい。機械パ
ルプの樹種は特に限定するものではないが、ガムウッ
ド、メープル、バーチ等は繊維が粗大な分、原紙は低密
度になりやすい。
紙中に無定型シリケートを紙重量当たり3〜12重量%
含有させる。3重量%未満では塗工原紙が低密度になら
ず、パルプ配合、カレンダー条件を最適化しても十分な
低密度原紙を得ることができない。逆に12重量%を超
えて配合した場合、パルプ重量当たりの填料粒子数が多
くなり、繊維間結合が阻害される確率が高くなって塗工
層を設けた後においても印刷作業性に適した表面強度を
維持することができない。また、無定型シリケートの嵩
比重は0.2〜0.8g/mlであることが望ましく、
更に好ましくは0.4〜0.7g/mlである。嵩比重
が0.2g/ml未満の無定型シリケートを含有する塗
工原紙を使用した場合、塗工紙自体の表面強度が低下す
る。嵩比重が0.8g/mlを越える無定型シリケート
を含有する塗工原紙を使用した場合、塗工紙の密度が高
くなり目的とする低密度嵩高紙を得ることが困難とな
る。本発明の無定型シリケートは、含水ケイ酸の軽金属
塩であって、含水ケイ酸ナトリウム、含水ケイ酸アルミ
ニウム、含水ケイ酸アルミニウムナトリウム、含水ケイ
酸カルシウム、含水ケイ酸マグネシウム等を例示するこ
とができる。これら無定型シリケートは、単独で使用し
ても、2種以上併用しても良い。
が体積基準で0.1〜1.0μmの範囲に60%以上含
まれる粒径分布を有することが重要である。塗工用顔料
の体積分布粒径が0.1〜1.0μmのものが60%未
満であって、1.0μmより大きい顔料が多くなる程塗
工層の光沢度の発現性が不十分になる。一般的に体積分
布粒径が小さい顔料は、光沢度発現性が優れる傾向にあ
ると言われている。しかしながら、塗工用顔料の体積分
布粒径が0.1μmより小さいものは、光沢度の発現性
への寄与率が低い。そのため、体積分布粒径が0.1〜
1.0μmのものが60%未満であって、0.1μmよ
り小さい顔料が多くなるほど、白紙光沢度および印刷光
沢度の発現性に欠ける結果となる。本発明で用いられる
顔料は、この体積基準分布を満たすものであれば特に制
限はないが、塗料の塗工適性や塗工紙の品質など所望の
性質を得るため、通常複数の顔料を併用することが好ま
し。
重量%に対しプラスチックピグメントを2〜20重量%
含む塗工層を設けた印刷用塗工紙を得ることが望まし
い。塗工顔料100重量%に対し、プラスチックピグメ
ントを2〜20重量%含む塗工層を設けた場合、塗工層
の光沢度発現性は向上し、軽量化を試み塗工量を減少さ
せざるを得なくなった場合においても、さらに白紙光沢
度および印刷光沢度の発現性を向上した塗工紙を得るこ
とが可能になる。塗工顔料100重量%に対し、プラス
チックピグメントを2重量%未満含む塗工層の場合、塗
工層の光沢度発現効果は低く、プラスチックピグメント
を配合していない塗工紙とほぼ同等な白紙光沢度および
印刷光沢度しか得ることができない。塗工顔料100重
量%に対し、プラスチックピグメントを20重量%を越
える量を塗料に配合し塗工した場合、塗工層の光沢度発
現効果は高いが、表面強度が低くなりオフセット印刷時
にブランケットからインクが転写される際に塗工層の表
面剥けトラブルが発生しやすい。また、プラスチックピ
グメントは、密実タイプと比較して、中空タイプの方が
不透明度、光沢度の発現性が優れており、中空タイプを
配合する事が好ましい。
ルプ、古紙パルプなどの製紙用パルプに機械パルプを1
0重量%以上配合し、叩解してパルプスラリーとし、こ
れに無定型シリケートを原紙重量当たり3〜12重量%
となるよう添加して紙料とする。機械パルプ以外のパル
プは特に限定するものではなく、特に古紙パルプの使用
は、古紙中の機械パルプを本発明の機械パルプとするこ
とができる点、および資源の有効使用という点で好まし
い。また、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、無定型シリケート以外に少量のタル
ク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸
カルシウム、酸化チタンを混合しようしても良い。
使用される薬品類、例えば紙力増強剤、サイズ剤、消泡
剤、着色剤などを添加し、抄紙する。抄紙方法は特に限
定されるものではなく、トップワイヤーなどを含む長網
マシン、丸網マシン、この両者の併用マシン、ヤンキー
ドライヤーマシンなどを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、
アルカリ性抄紙方式で抄紙する。また、サイズプレス、
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
した原紙や、 顔料と接着剤を含む塗工液を一層以上予
備塗工した原紙も使用することができる。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
/m2程度を用いることができる。しかし、原紙坪量が
大きい場合は本発明の効果は小さく、原紙の不透明性や
通紙性が問題となってくる80g/m2以下、特に原紙
坪量が25〜60g/m2の場合有効である。
を満たす範囲であれば特に制限はなく、塗工紙用に従来
から用いられている、カオリン、クレー、デラミネーテ
ッドクレー、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、ケイ酸、ケイ酸塩、コロイダルシリ
カ、サチンホワイトなどの無機顔料であり、これらの顔
料は必要に応じて単独または二種以上混合で使用するこ
とが出来る。
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ラテックス、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。これらの接着剤は顔
料100重量部当たり5〜50重量部、より好ましくは
10〜30重量部の範囲で使用される。
は、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色
剤等、通常の塗工紙用顔料に配合される各種助剤が適宜
使用される。
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を用いて、一層もしくは二層以上を
原紙上に両面塗工する。塗工量は、所望の特性に応じて
決定されるが、本発明の場合およそ原紙坪量が60g/
m2以下の場合、片面当たり6〜10g/m2、40g
/m2以下の場合5〜8g/m2の少ない塗工量で、十
分な被覆性と、印刷面光沢度を得ることができる。
えば上記加熱シリンダ、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
ードライヤ等の各種方式のドライヤを単独あるいは組み
合わせて用いる。
工液を塗工乾燥して得られた塗工紙は、弾性ロールと1
50℃以上に加熱した剛性ロールからなる高温ソフトニ
ップカレンダーで表面仕上げを行うことが好ましい。塗
工紙の含有水分が適当であれば、剛性ロール温度が高い
ほど低いニップ圧あるいは短いニップ滞留時間で原紙あ
るいは塗工層を平滑化することができるが、150℃未
満ではこの効果が小さい。従来のスーパーカレンダーを
使用して得られるのと同程度の白紙光沢度および印刷光
沢度を、高温ソフトニップカレンダーで得るには、低ニ
ップ圧かつ短いニップ滞留時間とすることができるか
ら、塗工層および原紙の密度は低くなり、不透明度が高
く、剛度がある低密度で嵩高な艶消し塗工紙となり、そ
の上従来のスーパーカレンダーよりも処理速度が速く、
巻取りの枠替えなどが省略できるため、効率よく生産で
き操業性に優れる。
度のみならずニップ滞留時間も重要である。この点から
実際の操業では、ロール相当径300mm以上、弾性ロ
ールのショアーD硬度80〜100、好ましくは85〜
95であって、ロール相当径500mmに換算した場
合、通紙速度400〜3000m/分。線圧30〜50
0kg/cm、カレンダー前塗工水分5〜8%で、カレ
ンダーニップ数2以上で処理を行うことが好ましい。
尚、ロール相当径とは、A.V.Lyonsらが下記の計算式で
示した(1990 TAPPI Finishing and Converting, P5)ロ
ール相当径(equivalent diameter)を指す。 (ロール相当径)=(ソフトロール径)×(チルドロー
ル径)/{(ソフトロール径)+(チルドロール径)} 尚、本発明においては、白紙光沢度50%以上、坪量8
0g/m2以下あるいは密度1.0g/cm3以下の印
刷用塗工紙について効果が顕著である。
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。なお、特に断らない限り、例中の部および%はそれ
ぞれ重量%を示す。
示すような評価方法に基づいて試験を行った。 〈評価方法〉 (1)体積分布粒径:MALVERN Instrum
ents社製Laster Diffraction粒
度分布測定器を用いて、体積分布粒径を測定した。 (2)白紙光沢度:JIS P 8142に基づいて測
定した。 (3)印刷光沢度:RI−II型印刷試験器を用い、東
洋インキ製造株式会社製枚葉プロセスインキ(商品名T
Kハイエコー紅 MZ)を0.30cc使用してオフセ
ット印刷を行い、一昼夜放置後、得られた印刷物の表面
をJIS P 8142に基づて測定した。 (4)不透明度:JIS P 8138に基づいて測定
した。 (5)密度:JIS P 8118に基づいて測定し
た。 (6)強度:RI−II型印刷試験器を用い、東洋イン
キ製造株式会社製特殊インキ(商品名SMXタックグレ
ード15)を0.40cc使用して印刷を行った後、裏
取りを行い、剥け状態を以下の基準で目視評価した。 ◎:極めて良好,○:良好,△:やや劣る,×:劣る (7)剛度:JIS P8143に基づいて測定し、評
価は以下の基準で行った。 ○:良好,△:やや劣る [実施例1] 〔塗工液の調成〕微粒カオリン70部、微粒重質炭酸カ
ルシウム30部からなる顔料100部(体積分布粒径
0.1〜1.0μm:65.0%)に、分散剤としてポ
リアクリル酸ソーダ0.2部を添加してセリエミキサー
で分散し、固形分濃度が70%の顔料スラリーを調成し
た。このようにして得られた顔料スラリーに、中空プラ
スチックピグメント4部、非増粘型のスチレン・ブタジ
エン共重合体ラテックス(ガラス転移温度15℃、ゲル
含量75%)10部、およびヒドロキシエチルエーテル
化澱粉6部を加え、さらに水を加えて固形分濃度60%
の塗工液を得た。 〔原紙〕填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダを紙
重量あたり4%(嵩比重0.4g/ml)、タルクを6
%含有し、製紙用パルプとして機械パルプを30重量%
含有する坪量46g/m2の中質紙を塗工原紙として用
いた。 〔塗工紙の製造〕上記の原紙に前述の塗工液を片面当た
りの塗工量が8g/m2になるように、800m/分の
塗工速度のブレードコーターで両面塗工を行い、紙水分
が5.5%になるように乾燥した。 〔カレンダー〕次いで、ロール相当径400mm、金属
ロール温度160℃、弾性ロールのショアー硬度85,
通紙速度650m/分、線圧230kg/cmで、カレ
ンダーニップ数2ニップの条件でソフトニップカレンダ
ー処理を行い印刷用塗工紙を得た。 [実施例2]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり3%(嵩比重 0.4g/ml)、タル
クを7%含有し、製紙用パルプとして機械パルプを11
%含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外は、実
施例1と同様の方法で塗工紙を得た。 [実施例3]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり10%(嵩比重 0.4g/ml)含有
し、製紙用パルプとして機械パルプを40%含有する中
質紙を塗工原紙として使用した以外は、実施例1と同様
の方法で塗工紙を得た。 [実施例4]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり4%(嵩比重 0.4g/ml)、タル
クを6%含有し、製紙用パルプとして新聞古紙パルプよ
り得られた機械パルプを30重量%含有する中質紙を塗
工原紙として使用した以外は、実施例1と同様の方法で
塗工紙を得た。 [実施例5]実施例1において、ソフトニップカレンダ
の代わりに、ロール温度70℃、2ニップ、カレンダ線
圧200kg/cm、通紙速度10m/分でスーパーカ
レンダ処理した以外は実施例1と同様の方法で塗工紙を
得た。 [実施例6]実施例5において、顔料スラリーに、プラ
スチックピグメントを添加せずに塗料調整を行った以外
は、実施例5と同様の方法で塗工紙を得た。 [実施例7]実施例6において、填料として含水ケイ酸
アルミニウムソーダを紙重量あたり4%(嵩比重 0.
1g/ml)、タルクを6%含有し、製紙用パルプとし
て機械パルプを30重量%含有する坪量46g/m2の
中質紙を塗工原紙として使用した以外は、実施例6と同
様の方法で塗工紙を得た。 [比較例1]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり1%(嵩比重 0.4g/ml)、タル
クを9%含有し、製紙用パルプとして機械パルプを15
重量%含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外
は、実施例1と同様の方法で塗工紙を得た。 [比較例2]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり13%(嵩比重0.4g/ml)含有
し、製紙用パルプとして機械パルプを17%含有する中
質紙を塗工原紙として使用した以外は、実施例1と同様
の方法で塗工紙を得た。 [比較例3]填料として含水ケイ酸アルミニウムソーダ
を紙重量あたり5%(嵩比重 0.4g/ml)、タル
クを5%含有し、製紙用パルプとして機械パルプを8重
量%含有する中質紙を塗工原紙として使用した以外は、
実施例1と同様の方法で塗工紙を得た。 [比較例4]填料としてタルクを10%含有し、製紙用
パルプとして機械パルプを20%含有する中質紙を塗工
原紙として使用した以外は、実施例1と同様の方法で塗
工紙を得た。 [比較例5]実施例1において、顔料として、微粒カオ
リン25部、2級クレー25部、デラミネーテッドクク
レー25部、粗粒重質炭酸カルシウム25部からなる顔
料100部(体積分布粒径0.1〜1.0μm:52.
2%)に、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ0.2部
を添加してセリエミキサーで分散し、固形分濃度が70
%の顔料スラリーを調成した以外は、実施例1と同様の
方法で塗工紙を得た。 [比較例6] 〔塗工液の調成〕微粒カオリン20部、2級クレー40
部、微粒重質炭酸カルシウム40部からなる顔料100
部(体積分布粒径0.1〜1.0μm:57.0%)
に、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ0.2部を添加
してセリエミキサーで分散し、固形分濃度が70%の顔
料スラリーを調成した。このようにして得られた顔料ス
ラリーに、非増粘型のスチレン・ブタジエン共重合体ラ
テックス(ガラス転移温度15℃、ゲル含量75%)1
0部、およびヒドロキシエチルエーテル化澱粉6部を加
え、さらに水を加えて固形分濃度60%の塗工液を得
た。 〔原紙〕填料として、タルクを8重量%含有し、製紙用
パルプとして機械パルプを含有しない坪量44g/m2
の上質紙を塗工原紙として用いた。 〔塗工紙の製造〕上記の原紙に前述の塗工液を片面当た
りの塗工量が10g/m 2になるように、800m/分
の塗工速度のブレードコーターで両面塗工を行い、紙水
分が5.5%になるように乾燥した。 〔カレンダー〕次いで、ロール温度70℃、2ニップ、
カレンダ線圧200kg/cm、通紙速度10m/分で
スーパカレンダ処理を行い塗工紙を得た。
ず、特に白紙光沢度、白色度および不透明度が高い優れ
た白紙外観と、高い印刷光沢度を有し優れた印刷面感を
兼ね備えた塗工紙を得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 原紙に顔料と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、製紙用パルプとして機械
パルプを10重量%以上含有し、填料として無定型シリ
カを紙重量当たり3〜12重量%含有した原紙上に、顔
料粒子の粒径分布が体積基準で0.1〜1.0μmの範
囲に60%以上含まれる顔料を有する塗工層を設けるこ
とを特徴とする印刷用塗工紙。 - 【請求項2】 無定型シリケートの嵩比重が0.2〜
0.8g/mlであることを特徴とする請求項1記載の
印刷用塗工紙。 - 【請求項3】 塗工顔料100重量%に対し、プラスチ
ックピグメントを2〜20重量%含むことを特徴とする
請求項1または2記載の印刷用塗工紙。
Priority Applications (1)
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