JP2004346435A

JP2004346435A - 印刷用嵩高塗工紙

Info

Publication number: JP2004346435A
Application number: JP2003141979A
Authority: JP
Inventors: Masao Kimura; 正夫木村; Hironaga Miyauchi; 宏長宮内; Kenji Motoi; 健治元井; Katsuhiko Fukuchi; 克彦福地
Original assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Current assignee: Hokuetsu Paper Mills Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP4284108B2

Abstract

【課題】嵩高で、印刷作業性、表面の平滑性、白色度、寸法安定性に優れ、またエンボス加工処理などの後加工適性にも優れた、原紙の片面または両面に顔料塗工層を設けてなる印刷用塗工紙の提供。
【解決手段】この課題は、原紙が合成繊維を含有することによって解決される。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成繊維、特に合成パルプを混抄した印刷用嵩高塗工紙に関し、さらに詳しくは美術出版、図鑑、絵本、パンフレット、カタログ、ポスター、カレンダー、書籍、地図、ラベル、各種宣伝広告媒体、各種カード、壁紙等に使用することのできる天然パルプ、例えば木材パルプ、と合成繊維、例えば合成パルプとを主体とする印刷用嵩高塗工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年印刷用紙の分野において従来品にくらべ同一厚みで重量の低いいわゆる嵩高紙が脚光をあびている。嵩高紙あるいは紙の軽量化といった概念は決して新しいものではないが、嵩高紙がもてはやされる理由としては軽量化と結びついた省資源の観点、嵩高でありながら従来品とかわらぬ印刷適性の維持が大幅の価格アップをともなわずにできる技術面の進歩等各種の理由が挙げられる。嵩高紙を製造する方法としては各種の方法が提案されている。近年の特徴としては密度を減少させるために嵩高剤と称する界面活性剤を添加する例が多い。嵩高剤を添加する技術は、日本特許第３１２８２４８号、特開平１１−２００２８３号、特開平１１−２００２８４号、特開平１１−２００２８５号、特開平１１−２６８７９９号等に開示されている。また嵩のでる特定の繊維を配合する技術が特開２０００−２５６９８６号、特開平１１−３０２９９１号等に、特別に処理した繊維を使用することで嵩をだす技術が特開平１０−１２１３９５号、特開平７−１８９１６８号、特開平７−５４２９３号等に、また特定の充填剤を使用する技術が特開２００１−２１４３９５号、特開２０００−２８２３９２号等にそれぞれ開示されている。
【０００３】
一方、塗工紙の分野では、特許文献１に、緊度０．７ｇ／ｃｍ^３未満の原紙に、サチン、重質炭酸カルシウムを含有した塗料を塗工することで紙腰が強く嵩高な塗工紙を製造する技術が、また特許文献２に機械パルプと無定形シリカを含有する原紙上に特定の粒径分布を有する顔料塗工層を設けた印刷用塗工紙がそれぞれ開示されている。
【０００４】
上記の如く、嵩高紙を製造する方法として多くの提案がなされているが、特に塗工紙において印刷適性に優れた嵩高塗工紙についてはあまり提案がなされていない。
【０００５】
嵩高な塗工紙を製造する際には、非塗工紙において周知の技術が適用されるが、非塗工紙とは別の配慮も必要となる。前記したことに加え、以下のことを注意する必要がある。嵩高剤や嵩高なパルプの使用等嵩高にするための方法は強度、特に紙層の内部結合強度の低下を伴いやすい。従って耐刷力の低下を招くという問題があった。
【０００６】
特許文献１特開平８−９２８９４号
特許文献２特開２００１−２１４３９５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、嵩高で、印刷作業性、表面の平滑性、白色度、寸法安定性に優れ、またエンボス加工処理などの後加工適性にも優れた印刷用嵩高塗工紙を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、合成繊維を混抄した原紙を用いて印刷用嵩高塗工紙を製造することにより、顔料塗工層を塗工後においても嵩が高く、平滑な印刷用嵩高塗工紙ができることを見出した。また、この嵩高塗工紙は一般オフセット印刷した場合に問題となる印刷強度にも優れていることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち本発明は、原紙の片面または両面に顔料塗工層を設けてなる塗工紙において、該原紙が合成繊維を含有することを特徴とする印刷用嵩高塗工紙である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一つの有利な実施形態においては、合成繊維が合成パルプである。本発明の別の実施形態においては、合成パルプが、ポリオレフィン系合成パルプであるのが有利である。本発明の特に有利な実施形態においては、塗工紙の比容積が１．０以上で、ＪＩＳＰ８１１９によるベック平滑度が５０秒以上である。ここで比容積とは紙の一定質量に対する容積で、密度の逆数を言う。即ち、次式で表すことができる：
比容積（ｃｍ^３／ｇ）＝厚さ（ｍｍ）／坪量（ｇ／ｃｍ^２）×１０００
合成繊維は天然繊維の水素結合を阻害することで、原紙の嵩をあげ同時にパルプ間の隙間を埋めるため平滑性が向上し顔料塗工層塗布後の平滑性も向上しインキ受理均一性が優れると考えられる。
【００１１】
寸法安定性を良化する原因は、合成繊維を混抄することで原紙の水中伸度が低くなり、結果として寸法安定性が改善されたと考えられる。
【００１２】
本発明の印刷用嵩高塗工紙を構成する材料、該塗工紙の構成要素およびその製法について項分けして説明する。
【００１３】
（合成繊維）
本発明に用いられる合成繊維としては、湿式抄紙可能なものであれば任意の合成繊維を選択することができる。代表的な合成繊維としてはポリエチレン単繊維、ポリプロピレン単繊維、レーヨン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン／ポリプロピレン複合繊維、ポリプロピレン／ポリエチレンテレフタレート複合繊維、ポリエチレン／ポリエチレンテレフタレート複合繊維、ポリエステル複合繊維、合成パルプなどが挙げられる。特に合成パルプが好ましい。
【００１４】
これらの合成繊維の形態は抄紙機で抄紙できる範囲にあれば短繊維でも長繊維でもよいが、０．１〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。０．１ｍｍ以下では繊維間の絡み合いが少なく実質的にシート化することが難しく、１０ｍｍ以上では抄紙で均一なシートとすることが難しい。
【００１５】
（合成パルプ）
さらに地合が良く嵩の向上と同時に平滑な原紙となる合成パルプを用いることが好ましい。合成パルプの別の利点はフィブリル化していることから比表面積が高く、それがシートにした場合にもかなりの程度維持される点にある。天然パルプのフィブリルはシート化した場合繊維間の水素結合に寄与し、結果としてシートの比表面積が減少するように作用するが、この現象とは対照的である。シートの比表面積が高くなることでシートの不透明度、白色度が向上し、不透明度、白色度の向上はシートの品位を上げると同時に印刷した場合のコントラスト、鮮明性の改善に寄与する。
【００１６】
合成パルプとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ナイロン、ポリエステル、ポリフルオロエチレン等の重合体またはそれらの共重合体を主成分とする合成パルプが挙げられるが、中でもポリオレフィン系の合成パルプが安価であり、好適に用いられる。例えば、三井化学（株）よりＳＷＰの商品名で市販されているものを使用できる。
【００１７】
（天然パルプ）
本発明で使用する天然パルプとしては、主にＬ−ＢＫＰ（広葉樹晒クラフトパルプ）、Ｎ−ＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）に代表される木材漂白化学パルプが使用される。必要に応じてＧＰ（砕木パルプ）、ＴＭＰ（サーモメカニカルパルプ）、ＢＣＴＭＰ（晒ケミサーモメカニカルパルプ）等の機械パルプ、ケナフ、コットンリンター、麻等の非木材パルプ、古紙パルプを適宜配合する事も出来る。
【００１８】
（原紙）
合成繊維と天然パルプとの混抄割合は使用する天然パルプの種類で異なるが、通常配合割合は１０／９０〜８０／２０重量％、好ましくは２０／８０〜７０／３０重量％、さらに好ましくは３０／７０〜６０／４０重量％が良い。合成繊維の配合割合が１０重量％より少ないと嵩高効果が不十分であり、８０重量％より多いと強度が不足し、塗工工程で断紙が起こりやすくなり、また経済的にも不利となる。適正な合成繊維の配合率は嵩への効果、印刷適性をみながら決定される。
【００１９】
合成繊維と天然パルプとの混抄紙は、密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは０．６〜０．９ｇ／ｃｍ^３が良い。密度が０．５ｇ／ｃｍ^３より低いと、顔料塗工層を設ける際に原紙の繊維間の空隙に塗料が埋没しやすくなり平滑度の低下が大きくなるとともに印刷時にインキ受理均一性が低下する。塗工量を増加させることである程度補えるが、本発明の印刷用嵩高塗工紙の特長である嵩高性が犠牲になる。一方密度が１．０ｇ／ｃｍ^３を越えると嵩高効果がでない。
【００２０】
（サイズ剤等添加薬品）
紙料中には紙力剤、填料、バンド、歩留まり向上剤、染料、蛍光染料等が適宜用いられる。紙力剤としてはカチオン澱粉、ポリアクリルアマイドが用いられる。
【００２１】
填料としては炭酸カルシウム、タルク、クレー、合成ゼオライト、珪酸カルシウム、チタン等が用いられる。歩留まり向上剤はコロイダルシリカ、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンイミン等が用いられる。
【００２２】
染料、蛍光染料は紙の色相を調節するために添加され、直接染料、塩基性染料、酸性染料等が用いられる。
【００２３】
紙料中のサイズ剤としては填料に炭酸カルシウムを用いる場合には、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、アルケニル無水琥珀酸（ＡＳＡ）、中性ロジン等が用いられ、炭酸カルシウム以外の填料では主に強化ロジン、鹸化ロジンが用いられる。
【００２４】
（原紙の製法）
原紙の製法は特に限定されるものではなく、公知の抄紙機、すなわち長網、丸網、ハイブリッドフォーマー、ギャップフォーマー等を使用し、プレス工程、乾燥工程を経て原紙を作成する。途中の工程で、サイズプレス、フィルムトランスファーロールコーター、メタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニールアルコール、ポリアクリルアマイド等単独または混合物、あるいは予備塗工として顔料とバインダーからなる塗料を原紙に塗工することができる。原紙の坪量は特に限定するものではないが通常５０〜２００ｇ／ｍ^２程度の範囲である。
【００２５】
（顔料塗工層）
原紙上に設ける顔料塗工層は、顔料、バインダー組成物、助剤を主体として形成される。使用する顔料については、特に限定するものでは無く、従来から一般的に使用されている、カオリンクレー類、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、サチンホワイト、シリカ等無機顔料、プラスチックピグメント等有機顔料が挙げられる。
【００２６】
バインダーとしてはカゼイン、大豆蛋白、澱粉、酸化澱粉及びエステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉等の変性澱粉、セルロース誘導体のような天然接着剤及びスチレン−ブタジエン系共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン系共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの重合体或いは共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、ポリビニールアルコールのような合成接着剤が挙げられるが特に限定されるものではない。
【００２７】
これらのバインダーは顔料１００重量部に対して１０重量部〜５０重量部程度用いられるが、顔料の結合に充分な量であればその比率は特に限定されるものではない。
【００２８】
助剤としては分散剤、消泡剤、保水剤、増粘剤、潤滑剤、湿潤剤、離型剤、耐水化剤、着色剤、防腐剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、印刷適性向上剤等が適宜使用される。
【００２９】
顔料塗工層は、このようにして調製された塗工液を一般の塗工方式、例えば、ブレードコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、エアナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、チャンプフレックスコーター、リップコーター、ロッドコーターなどの塗工方式によってオフマシンコーターあるいはオンマシンコーターで、単層あるいは多層塗工することで、本発明の嵩高印刷用塗工紙を得ることができる。塗料の液性からはエアナイフコーター、カーテンコーター、ロッドコーター等が好ましく、さらに好ましくはエアナイフコーターである。
【００３０】
顔料塗工層の塗工量は、片面あたりの乾燥塗工量が５〜２０ｇ／ｍ^２となるようにコーターにて塗工されるが、塗工量が５ｇ／ｍ^２より少ない場合には、紙表面の被覆が十分でないため、一般印刷においてインキ受理均一性を悪化させる。また、塗工量が２０ｇ／ｍ^２を超える場合は原紙の嵩高性が打ち消され、結果として塗工紙としての嵩高性が損なわれる。
【００３１】
ここで、顔料塗工層は、ある一定塗工量を数回に分けて塗工することもできる。数回に分割して顔料塗工層を塗工する方法としては、１層ごとに乾燥して塗工する場合と、複数層をウエット・オン・ウエットで同時に塗工する方法を挙げることができる。
【００３２】
塗工後の乾燥方式は特に限定されるものではなく、以下の乾燥方式、すなわち熱風乾燥、赤外乾燥、常温乾燥、凍結乾燥等が挙げられるが、その乾燥効率から赤外乾燥、熱風乾燥が好ましい。
【００３３】
また、顔料塗工層の塗工後には、スーパーキャレンダー、マシンキャレンダー、ソフトキャレンダー等のキャレンダー装置を用いて平滑化処理を行うことができるが、嵩を大きく低下させない範囲で使用すべきである。通常これら仕上げ処理を行なわなくても本発明の印刷用塗工紙は十分な平滑性を有している。
【００３４】
また壁紙用途などに用いられる際には、塗工紙表面にエンボス加工処理が行われる場合がある。エンボス加工処理とは型付け機エンボシングカレンダーの呼称で、紙加工分野に幅広く使用されており、一般紙、ナプキン、コート紙、紙クロス、工程紙、積層板などのあらゆるウェブのエンボス型（模様）付け加工に使用されている。機械の基本構成として彫刻ロールと、それに圧接されたバックアップロールのニップ間をウェブが通過することにより、ウェブに型（模様）付けが行われる。使用する基材の性質、厚み、彫刻柄（彫刻模様）、彫刻の深さ、および製品の使用目的により、その機械構成は多種多様に分かれる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、例中の「部」及び「％」は特に断らない限り「重量部」及び「重量％」を示す。
実施例１：
＜原紙の製造＞
ポリオレフィン系合成パルプ（商品名：ＳＷＰＥ６２０、繊維長１．２ｍｍ濾水度６ｓｅｃ／ｇ、三井化学社製）３０部とカナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）４００ｃｃのＬ−ＢＫＰ（広葉樹晒クラフトパルプ）８０部からなるパルプスラリーにカチオン澱粉０．８％、タルク５％、サイズ剤（商品名：コロパールＥ−５Ｈ、星光化学工業社製）０．３％、硫酸バンド０．３％を添加して長網抄紙機により抄紙後、以下の配合の液を使ってサイズプレス処理を行い米坪１２３．２ｇ／ｍ^２の塗工用原紙を抄造した。
【００３６】
＜サイズプレス液配合＞
ポリビニールアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ社製）２部、表面サイズ剤（商品名：ＳＳ３７３、日本ＰＭＣ社製）０．３部、水９７．７部。
【００３７】
＜顔料塗工層用塗工液の調製＞
カオリン（商品名：ＵＷ−９０、エンゲルハード社製）２０部、炭酸カルシウム（商品名：Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５、白石工業社製）８０部を使用し、そこに分散剤として、ポリアクリル酸ソーダ（商品名：ＳＤＡ−４０Ｎ、４０％濃度品、ソマール社製）０．１部、水７２．３部を添加し、カウレス分散機で５８．０％の顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーにアクリル系ラテックス（商品名：ポリトロンＦ２２１２、４８％濃度品、旭化成社製）３０部、澱粉（商品名：ＭＳ４６００、１０％濃度品、日本食品加工社製）３部、耐水化剤（商品名：ＳＰＩ−１０２Ａ、４５％濃度品、住友化学社製）０．００５部、消泡剤（商品名：ＡＦ−１、２５％濃度品、日信化学工業社製）０．００１部を添加、攪拌・分散し、さらに水を添加し、固形分濃度が４５％の塗工液を得た。
【００３８】
＜顔料塗工層の形成＞
得られた塗工液を、上記の原紙の片面に乾燥塗工量１９．１ｇ／ｍ^２となるようにエアナイフコーターで塗工し、エアドライヤーで熱風乾燥し本発明の印刷用塗工紙を得た。
実施例２：
実施例１においてポリオレフィン系合成パルプの配合を４０部、アクリル系ラテックスの配合を４０部、原紙坪量を１１９．２ｇ／ｍ^２、塗工量を１３．９ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして本発明の印刷用塗工紙を得た。
実施例３：
実施例２において原紙米坪を１６２．３ｇ／ｍ^２、塗工量を１５．４ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして本発明の印刷用塗工紙を得た。
【００３９】
比較例１：
実施例１においてポリオレフィン系合成パルプの配合量を０部、原紙米坪を１２５．９ｇ／ｍ^２、塗工量を１５．０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００４０】
比較例２：
比較例１において原紙米坪を１７９．９ｇ／ｍ^２、塗工量を１１．０ｇ／ｍ^２した以外は比較例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００４１】
比較例３：
比較例１においてポリオレフィン系合成パルプの配合を９０部とした以外は比較例１と同様にして印刷用塗工紙を得た。
【００４２】
参考例１：
市販のコート紙（商品名：ミューコート、１２７．９ｇ／ｍ^２、北越製紙社製）を用い
た。
【００４３】
このようにして得られた印刷用塗工紙において、白紙物性、印刷適性をそれぞれ下記の方法で評価し、表１に示した。
【００４４】
［塗工紙の評価］
白紙物性は印刷用塗工紙を２３℃、５０％ＲＨで調湿後、ＪＩＳ規格及び以下の方法に準拠して測定した。
坪量：ＪＩＳＰ８１２４。
厚さ、密度、比容積：ＪＩＳＰ８１１８。
ベック平滑度：ＪＩＳＰ８１１９。
白色度：ＪＩＳＰ８１２３。
白紙光沢度：ＪＩＳＰ８１４２。
水中伸度：Ｊ．ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．２７。
印刷強度：ＲＩ印刷試験機を用い、特殊インキ（ＳＭＸタックグレード１０；東洋インキ社製）を用い塗工面に印刷し、印刷面のピック状態を目視で評価した。○：ピック無し、ピック極めて少ない、△：ピックが散見、×：ピックが非常に多い。
インキ受理ムラ：ＲＩ印刷試験機を用い、塗工紙Ｆ面についてプロセスインキ（ジオスＧ：ＤＩＣ社製）黄を印刷後、紅を印刷し、トラッピングの均一性を目視で評価した。○：均一、△：ややムラ、×：ムラが顕著。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【発明の効果】
表の結果及び実施例から明らかなように、本発明の印刷用塗工紙は、比較例１で代表されるような従来の一般的塗工紙に比べ、印刷強度が同等で、嵩が高く、白色度、表面の平滑性、寸法安定性が高い塗工紙が得られる。またエンボス加工適性も備えた印刷用塗工紙を提供することを可能とした。
【００４７】
また合成パルプと天然繊維を使用していることから水による再分散が可能である。市販されている合成紙（フィルムタイプ）の多くはリサイクルが困難であるのに対し、本発明の印刷用塗工紙は、使用後は古紙原料としてリサイクル可能であり、環境的にも優しい。

Claims

原紙の片面または両面に顔料塗工層を設けてなる印刷用嵩高塗工紙において、該原紙が合成繊維を含有することを特徴とする印刷用嵩高塗工紙。
前記の合成繊維が合成パルプであることを特徴とする第１項に記載の印刷用嵩高塗工紙。
前記の合成パルプが、ポリオレフィン系合成パルプであることを特徴とする請求項１〜２に記載の印刷用嵩高塗工紙。
前記の塗工紙の比容積が１．０以上で、ＪＩＳＰ８１１９によるベック平滑度が５０秒以上であることを特徴とする請求項１〜４に記載の印刷用嵩高塗工紙。