JP2004300604A - 光沢塗工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、白紙光沢度が高く、白色度、不透明度も高く、印刷適性に優れ、良好な光沢塗工紙を提供することである。
【解決手段】原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を有する光沢塗工紙において、顔料として平均粒子径で０．１〜５．０μｍである、含水珪酸またはアルミノ珪酸塩から構成される群より少なくとも１種以上を全顔料中に２〜３０重量％含有することを特徴とする光沢塗工紙。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は顔料として特定の粒子径を有した含水珪酸、アルミノ珪酸塩を含有する白紙光沢度等に優れた光沢塗工紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷物のビジュアル化、カラー化及び高級化に伴い、光沢塗工紙の高白紙光沢度、高白色度が望まれている。さらに光沢塗工紙の軽量化の傾向もあり、高白紙光沢度・高白色度に加え、高不透明度が要求されるようになってきている。これまで塗工紙の無機顔料として重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二級カオリン、微粒カオリン、デラミカオリン、二酸化チタン、タルク、含水珪酸（ホワイトカーボン）などが使用されてきた。これらの顔料の中で高白紙光沢度を得るためには微粒カオリンや微粒の重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムなどが使用されてきた。しかし、微粒カオリンは高白紙光沢度にはなるものの、白色度に劣る。一方、炭酸カルシウムは微粒化することによって白紙光沢度が向上するが、反面、白色度・不透明度などの光学特性が低下してしまう。二酸化チタンは不透明度向上に大きな効果はあるが、白紙光沢度向上の効果は小さく、タルクはカオリンと同様に白色度に劣る欠点がある。
また、含水珪酸は白色度・不透明度向上には効果があるものの、一般的に白紙光沢度が低くなる欠点があった。例えば、サンドミル、又はコロイドミルで処理した合成シリカ及び／又はケイ酸塩を含む顔料を用い、塗工紙の白色度、白紙光沢度、平滑度、インキ吸収性を改善する方法について示されている（特許文献１参照）が、処理後の粒子は３２５メッシュを通過させたものを用いている。３２５メッシュの目開きが４４μｍであることから、これらの粒子は塗工用顔料とするには大きく、白紙光沢度を向上させる効果は十分ではなく、不透明度も向上させることはできない。また、顔料として合成非晶質シリカを全顔料に対して１０〜１００重量％配合するオフセット印刷用新聞用紙等に適した微塗工紙の製造について示されているものもある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、白紙光沢度が低く、表面強度に劣るという問題があった。
このように従来の技術では、、白紙光沢度が高く、白色度、不透明度も同時に高い光沢塗工紙を得ることは困難であった。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−６７３７１号公報（第１−５頁）
【特許文献２】特開平１１−１８９９９５号公報（第２−５頁）
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、白紙光沢度が高く、白色度、不透明度も高く、印刷適性に優れ、良好な光沢塗工紙を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を有する光沢塗工紙において、顔料として平均粒子径で０．１〜５．０μｍである、含水珪酸またはアルミノ珪酸塩から構成される群より少なくとも１種以上を全顔料中に２〜３０重量％含有することにより、白紙光沢度が高く、白色度、不透明度も高く、印刷適性に優れ、良好な光沢塗工紙を製造できることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００５】
これまで製紙に用いられてきた珪酸化合物は一般的に粒子径（１０〜２０μｍ）が大きく、これを塗工用顔料として用いると白色度・不透明度が高くなるが、塗工紙表面の平滑性が低くなるため、白紙光沢度は高くならなかった。しかし、上記に示したような粒子径が小さい領域では塗工紙表面の平滑性が高くなり、白紙光沢度も向上させることができることが分かった。
【０００６】
本発明で使用する含水珪酸、アルミノ珪酸塩は、好ましくは比表面積が１０〜３００ｍ^２／ｇを使用することにより白紙光沢度が更に向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては顔料として特定の粒子径を有した含水珪酸、アルミノ珪酸塩を配合した塗工液を原紙に塗工して、乾燥後カレンダー処理して光沢塗工紙が得ることができる。ここで含水珪酸、アルミノ珪酸塩の粒子径は０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．３〜３．０μｍのものを用いる。該粒子の粒子径が０．１μｍより小さい場合、白紙光沢度は向上するものの白色度、不透明度等の向上が小さく、本発明の課題である白紙光沢度、白色度、不透明度を同時に向上させることはできない。また、５μｍより大きいと、白紙光沢度が向上しない。また、その時の該粒子のＢＥＴ比表面積が１０〜３００ｍ^２／ｇであることが好ましい。このＢＥＴ比表面積のレベルは一般的な塗工用顔料と比較すると非常に高く、接着剤不足による表面強度低下が予測されるが、含水珪酸、アルミノ珪酸塩の場合、塗工紙の表面強度低下にはつながらない。ＢＥＴ比表面積が１０ｍ^２／ｇより小さいと、一次粒子が大きいか、凝集が強すぎるため白紙光沢度を向上させにくい。また、比表面積が３００ｍ^２／ｇより大きいと接着剤不足になるため、塗工紙の表面強度が低下する傾向にある。
【０００８】
これらの特定粒子径を有した含水珪酸、アルミノ珪酸塩の配合量は全顔料１００部に対して２〜３０部、好ましくは３〜１０部配合する必要がある。この時、配合部数が２部より少ないと含水珪酸、アルミノ珪酸塩の効果が認められない。また配合部数が３０部より多いと特に比表面積が大きい粒子の場合に表面強度の低下が大きくなってしまう。
【０００９】
また、本発明で使用する０．１〜５．０μｍの含水珪酸、アルミノ珪酸塩以外に使用する顔料については特に規定するものではないが、一般的に光沢塗工紙に使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、サチンホワイト、プラスチックピグメント、二酸化チタン等を１種類以上併用する。好ましくは、品質、製造コストの点から、重質炭酸カルシウムを顔料１００重量部当たり好ましくは２０重量部以上、より好ましくは２０〜５０重量部含有することが好ましい。
本発明の塗工液に用いられ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８〜３０重量部、より好ましくは１０〜２０重量部程度の範囲で使用する。
本発明の塗工液には、上記の顔料及び接着剤の他に分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等通常の塗工紙用組成物に配合される各種助剤を適宜使用しても良い。また、塗工適性、印刷適正を良好にするために、本発明の塗工液の固形分濃度は、４５〜６８重量％に調節することが好ましい。
【００１０】
原紙を構成するパルプとしては、化学パルプ（針葉樹の晒または未晒クラフトパルプ、広葉樹の晒しまたは未晒クラフトパルプ等）、機械パルプ（グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等）、脱墨パルプ（故紙パルプ）を単独または任意の割合で混合使用する。
【００１１】
原紙のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでも良い。また、紙中填料以外に必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、着色剤、染料、消泡剤等を含有しても良い。
【００１２】
塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が３０〜２００ｇ／ｍ^２程の原紙が好ましい。原紙の抄紙方法については特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用した板紙マシン、ヤンキードライヤマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよく、勿論、メカニカルパルプを含む中質原紙および回収古紙パルプを含む原紙も使用できる。また、サイズプレス、ビルブレード、ゲートロールコータ、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、ピグメントと接着剤を含む塗工液を１層以上予備塗工した塗工原紙も使用可能である。
かくして調製された塗工液は一般の塗工紙製造に用いられているブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、バーコータ、スプレーコータ等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコータによって原紙上の片面あるいは両面に単層あるいは多層塗工される。塗工液の塗工量は、原紙片面当たり、固形分で７〜２０ｇ／ｍ^２の範囲で塗工するのが好ましい。
【００１３】
湿潤塗工層を乾燥させる手法としては、例えば蒸気過熱シリンダー、加熱熱風エアドライヤー、ガスヒータードライヤー、電気ヒータードライヤー、赤外線ヒータードライヤー、高周波ヒータードライヤー等各種の方法が単独または併用して用いられる。
【００１４】
以上の様に塗工乾燥された塗工紙は、白紙光沢度、平滑度を上げるためにスーパーカレンダ、ソフトカレンダで等の仕上げ装置で処理をする。本発明においては、特に白紙光沢度が７０％以上でより効果を発揮することができる。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明を実施例および比較例をあげてより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
［品質評価方法］
（１）平均粒子径：マスターサイザーＳ（ｍａｌｖｅｒｎ社製）を用いて測定し、体積平均で５０％平均径を平均粒子径とした。
（２）比表面積測定：ＢＥＴ式比表面積測定装置（ＧＥＭＩＮＩ２３６０型：島津製作所製）を用いて測定した。
（３）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ８１４２に準じ、光沢度計（村上色彩研究所製）を用い、７５°光沢度を測定した。
（４）白色度：ＪＩＳ Ｐ８１４８に準じ、色差計（村上色彩研究所製）を用いて測定した。
（５）不透明度：ＪＩＳ Ｐ８１３８に準じ、色差計（村上色彩研究所製）を用いて測定した。
（６）表面強度：ＲＩ印刷適性試験機（石川島産業機械（株）製）を用い、東洋インキ製造（株）製ＳＭＸ タックグレード１５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。
［実施例１］
平均粒子径２．７μｍ、比表面積４７ｍ^２／ｇの含水珪酸（Ｐ６０４：水澤化学工業）５部に、微粒重質炭酸カルシウム（ＦＭＴ−９０：ファイマテック社製） ５５部、微粒カオリン（アマゾンプラス：ＣＡＤＥＭ社製）４０部を配合し、接着剤として全顔料に対してスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス（平均粒子径９５ｎｍ） １１部、さらにリン酸エステル化デンプン４部を添加して固形分濃度で６５％の塗工液を調製した。かくして調製された塗工液を坪量８０ｇ／ｍ^２の上質原紙にブレードコータで塗工量片面あたり１２ｇ／ｍ^２になるように両面塗工した。さらにスーパーカレンダで処理温度６５℃、処理線圧２００ｋｇ／ｃｍ、２ニップの条件で表面処理して光沢塗工紙を得た。
［実施例２］
含水珪酸を１０部配合し、微粒重質炭酸カルシウムを５０部配合したこと以外は実施例１と同様に行った。
［実施例３］
平均粒子径２．１μｍ、比表面積８３ｍ^２／ｇの含水珪酸を用いた以外は実施例１と同様に行った。
［実施例４］
平均粒子径１．１μｍ、比表面積９０ｍ^２／ｇの含水珪酸を用いた以外は実施例１と同様に行った。
［実施例５］
含水珪酸の代わりに平均粒子径２．５μｍ、比表面積７２ｍ^２／ｇのアルミノ珪酸塩を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例１］
含水珪酸、アルミノ珪酸塩を配合せずに、微粒重質炭酸カルシウム６０部、微粒カオリン４０部配合したこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例２］
平均粒子径８．３μｍ、比表面積４０ｍ^２／ｇの含水珪酸を用いたこと以外は実施例１と同様に行った。
［比較例３］
平均粒子径２．７μｍ、比表面積４７ｍ^２／ｇの含水珪酸（Ｐ６０４：水澤化学工業製）を４０部配合したこと以外は実施例１と同様に行った。
【００１６】
以上の結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】

表１から明らかなように実施例１〜５は白紙光沢度、白色度、不透明度を同時に高くすることができ、また、塗工紙の透気度も低下させることができる。さらに表面強度も高い。一方、比較例１は白紙光沢度が低く、比較例２は白紙光沢度が低く、表面強度も低い。比較例３は表面強度が低い。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により、白紙光沢度が高く、白色度、不透明度も高く、印刷適性に優れ、良好な光沢塗工紙を得ることができる。

Claims (2)

1. 原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を有する光沢塗工紙において、顔料として平均粒子径で０．１〜５．０μｍである、含水珪酸またはアルミノ珪酸塩から構成される群より少なくとも１種以上を全顔料中に２〜３０重量％含有することを特徴とする光沢塗工紙。
2. 前記含水珪酸またはアルミノ珪酸塩のＢＥＴ比表面積が１０〜３００ｍ^２／ｇであることを特徴とする請求項１記載の光沢塗工紙。