JP2021116501A

JP2021116501A - 印刷用紙

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Publication number: JP2021116501A
Application number: JP2020011868A
Authority: JP
Inventors: 慶一佐藤; Keiichi Sato; 正青金原; Masaao Kanehara; 誠司高山; Seiji Takayama
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-08-10

Abstract

【課題】ベッセルピックによるトラブルを減少させることを可能とし、かつ生産性の高い印刷用紙を提供することを目的とする。【解決手段】原紙の少なくとも一方の面に塗工層を有する印刷用紙であって、上記原紙は、原料パルプ、澱粉及び内添サイズ剤を含有し、上記塗工層は、澱粉及び外添サイズ剤を含有する塗布液から形成されることを特徴とする印刷用紙を提供する。塗布液が８ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有することが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、印刷用紙に関する。

商業印刷や新聞印刷等の分野では、オフセット印刷が広く利用されている印刷方式である。オフセット印刷では、通常、平版である刷版上に供給されたインクを、一度、ゴム製のブランケットのような中間転写体に転写した後、さらに中間転写体から印刷用紙等の被印刷媒体に転写することで印刷が行われている。

一方、印刷用紙のパルプ原料としては、環境保護の観点から、広葉樹の晒クラフトパルプ(ＬＢＫＰ)又は未晒クラフトパルプ(ＬＵＫＰ)や、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等の高配合化が求められている。脱墨パルプ（ＤＩＰ）には、非塗被紙、塗被紙等の広葉樹を原料とするチラシ等が数多く混入しているので、広葉樹パルプ特有のベッセル（導管）が印刷用紙に多く混入することになる。そのため、広葉樹パルプの配合量が多い印刷用紙は、オフセット印刷時に、その原紙表面上に散在しているベッセルが紙表面から剥離し、ブランケットに転着することで、インク抜けが生じる、ベッセルピック（白抜けの一種）が発生し、印刷作業性や印刷品質が低下する問題を抱えている。

ベッセルピックを抑制する方法としては、例えば、酸化澱粉とポリアクリルアミド系紙力剤とを含有し、かつＢ型粘度が６０〜１２０ｍＰａ・ｓの塗布液を原紙上に塗布する方法（特許文献１）が提案されている。

特開２０１６−１５１０６７号公報

しかし、粘度の高い塗布液を原紙に塗布する方法は、塗工性が低いために塗布スピードを抑制せざるを得ず、生産性が悪化してしまうといった別のトラブルを誘発させるおそれがあった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、ベッセルピックによるトラブルを減少させることを可能とし、かつ生産性の高い印刷用紙を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記従来技術に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、上記問題点を解決するに至った。すなわち、本発明は、下記の印刷用紙に係る。

（１）本発明の第１の態様は、原紙の少なくとも一方の面に塗工層を備える印刷用紙であって、上記原紙は、原料パルプ、澱粉及び内添サイズ剤を含有し、上記塗工層は、澱粉及び外添サイズ剤を含有する塗布液から形成される印刷用紙である。
（２）本発明の第２の態様は、（１）の印刷用紙であって、上記塗布液が８ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する。
（３）本発明の第３の態様は、（１）又は（２）の印刷用紙であって、上記外添サイズ剤の乾燥付着量が、原紙片面あたり、０．００５g／ｍ^２以上０．０５ｇ／ｍ^２以下である。
（４）本発明の第４の態様は、（１）から（３）のいずれかの印刷用紙であって、上記塗布液の塗工量が固形分で片面当たり０．５ｇ／ｍ^２以上２．０ｇ／ｍ^２以下である。
（５）本発明の第５の態様は、（１）から（４）のいずれかの印刷用紙であって、さらに、上記塗布液はポリアクリルアミド樹脂を含有する。
（６）本発明の第６の態様は、（１）から（５）のいずれかの印刷用紙であって、さらに、上記原紙は水溶性アルミニウム化合物を含有する。
（７）本発明の第７の態様は、（１）から（６）のいずれかの印刷用紙がオフセット印刷用紙である。

本発明によれば、ベッセルピックによるトラブルを減少させることを可能とし、かつ生産性の高い印刷用紙を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。

１．印刷用紙
本発明の印刷用紙は、原紙の少なくとも一方の面に塗工層を備える。

（１）原紙
本発明の原紙は、原料パルプ、澱粉及び内添サイズ剤を含有する。原料パルプとしては、例えば、化学パルプ(針葉樹の晒クラフトパルプ(ＮＢＫＰ)又は未晒クラフトパルプ(ＮＵＫＰ)、広葉樹の晒クラフトパルプ(ＬＢＫＰ)又は未晒クラフトパルプ(ＬＵＫＰ)）、機械パルプ(グラウンドウッドパルプ(ＧＰ)、リファイナーメカニカルパルプ(ＲＧＰ)、サーモメカニカルパルプ(ＴＭＰ)、ケミサーモメカニカルパルプ(ＣＴＭＰ)）や、脱墨パルプ（ＤＩＰ）等を用いることができる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、パルプスラリーには、パルプ繊維以外の材料を副資材として配合してもよい。パルプ製造における蒸解方法や漂白方法は、特に限定されない。

本発明の印刷用紙は、原料パルプ１００質量部中、化学パルプを３０質量部以上９５質量部以下含むことが好ましく、４０質量部以上９０質量部以下がより好ましい。化学パルプが３０質量部未満であると、インクが原紙の深部に過度に浸み込んでインク発色性が低下し、９５質量部を超えると、印刷工程や加工工程に適した紙のこわさが得られにくくなる。

澱粉としては、特に限定はないが、例えば、生澱粉、酸化澱粉、カルボキシル化澱粉、燐酸エステル化澱粉、カチオン化澱粉等の変性澱粉等を挙げることができる。これら澱粉は、単独又は２種以上併用して用いることができる。

原紙における澱粉の含有量としては、例えば２ｋｇ／パルプｔ以上２０ｋｇ／パルプｔ以下が好ましく、５ｋｇ／パルプｔ以上１５ｋｇ／パルプｔ以下がより好ましい。澱粉の含有量を上記範囲とすることで、適切な紙力が得られ、それ以上多く配合しても紙力は上限となり変化しなくなる。

また、内添サイズ剤としては、特に限定はないが、例えば、ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）系サイズ剤、アルキル無水コハク酸（ＡＳＡ）系サイズ剤、等を挙げることができる。これらの内添サイズ剤は、単独又は２種以上併用して用いることができる。これらの中でも、酸性抄紙時のサイズ性発現の観点から、ロジン系サイズ剤が好ましい。

原紙における内添サイズ剤の含有量としては、例えば０．１ｋｇ／パルプｔ以上が好ましく、０．２ｋｇ／パルプｔ以上がより好ましい。また、この内添サイズ剤の含有量としては、１０ｋｇ／パルプｔ以下、１ｋｇ／パルプｔ以上が好ましく、８ｋｇ／パルプｔ以下、２ｋｇ／パルプｔ以上がより好ましく、６ｋｇ／パルプｔ以下、３ｋｇ／パルプｔ以上がさらに好ましい。内添サイズ剤の含有量を上記範囲とすることで、塗布液の固形成分を効率的に紙表面に留める事ができる事で、紙表面の紙力を向上し易くできる。

さらに、サイズ効果を高めるために、水溶性アルミニウム化合物を含有することが好ましい。水溶性アルミニウム化合物としては、例えば、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム、アルミナゾル、ポリ硫酸アルミニウム、ポリ硫酸ケイ酸アルミニウム，塩化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、取扱性、入手容易性及びコスト性の観点から、硫酸アルミニウムが好ましい。これらの水溶性アルミニウム化合物は、単独又は２種以上併用して用いることができる。

原紙における水溶性アルミニウム化合物の含有量としては、例えば５ｋｇ／パルプｔ以上６０ｋｇ／パルプｔ以下が好ましく、１０ｋｇ／パルプｔ以上５０ｋｇ／パルプｔ以下がより好ましい。水溶性アルミニウム化合物の含有量を上記範囲とすることで、適切なサイズ性が得られ、填料の歩留まりも向上する。

本発明においては、公知の製紙用添加剤も使用することができ、例えば、各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、各種紙力増強剤等の抄紙用内添助剤を使用することができる。乾燥紙力向上剤としてはポリアクリルアミド樹脂等が挙げられ、湿潤紙力向上剤としてはポリアミドアミンエピクロロヒドリン等が挙げられる。これらの薬品は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。さらに、染料、有色顔料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。

（２）塗工層
本発明の印刷用紙において、塗工層は、澱粉及び外添サイズ剤を含有する塗布液から形成される。

澱粉としては、上記の澱粉を用いることができる。澱粉は、単独又は２種以上併用して用いることができる。

外添サイズ剤は、表面サイズ剤とも呼ばれ、得られた抄造紙の表面に対してサイズプレスなどで付与するサイズ剤である。内添サイズ剤と外添サイズ剤とは、紙料中に配合するか、得られた抄造紙の表面に付与するかによって区別できる。外添サイズ剤としては、特に限定はないが、例えば、例えば、カゼイン、ワックス等の天然物；カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、マンナンガラクタン誘導体などの半合成物；ポリビニルアルコール及び各種変性ポリビニルアルコール；メラミン−ホルマリン樹脂；スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体等のスチレン系サイズ剤；イソブチレン−アクリル酸共重合体、ジイソブチレン−マレイン酸共重合体、プロピレン−マレイン酸共重合体、エチレン−マレイン酸共重合体等のオレフィン系サイズ剤；アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体等の合成物からなるサイズ剤を挙げることができる。これらの中でも、サイズ性と白抜け抑制の観点からススチレン系サイズ剤及びオレフィン系サイズ剤が好ましい。これら外添サイズ剤は、単独又は２種以上併用して用いることができる。外添サイズ剤の乾燥付着量は、原紙片面あたり、０.００５ｇ／ｍ^２以上０．０５ｇ／ｍ^２以下が好ましく、０．０１ｇ／ｍ^２以上０．００５ｇ／ｍ^２以下がさらに好ましい。０.００５ｇ／ｍ^２未満であると、サイズ性が低下して、インク滲みの可能性が高くなり、一方、０.０５ｇ／ｍ^２を超えると、紙表面のベッセルが脱離し易くなる。

さらに、白抜け抑制の観点から、塗工層には、ポリアクリルアミド樹脂を含有することが好ましい。ポリアクリルアミド樹脂としては、特に限定されず、アニオン性、両性（あるいはカチオン性）のいずれも使用することができる。例えば、アニオン性としては、ポリアクリルアミドのアミド基を部分加水分解したもの、アクリルアミドと（メタ）アクリル酸、イタコン酸等のカルボキシ基含有ビニルモノマーとの共重合体等が挙げられる。これらポリアクリルアミド樹脂は、単独又は２種以上併用して用いることができる。

ポリアクリルアミド樹脂の含有量は、特に限定されないが、澱粉の固形分１００質量部に対して、ポリアクリルアミド樹脂の濃度換算で１０質量部以上１００質量部以下が好ましく、１０質量部以上５０質量部以下がより好ましく、１０質量部以上４０質量部以下が更に好ましい。１０質量部以上とすることにより、強度を向上でき、一方、１００質量部を超えると、強度が飽和してしまうので、コスト性が低下する。

塗工層は、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤（染料、顔料）、蛍光染料等、通常の印刷用紙の塗工層に配合される各種助剤を含んでいてもよい。

本発明では、粘度が８ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下の塗布液を原紙上に塗布することが好ましい。８ｍＰａ・ｓより低いと、塗布液が紙中に容易に浸透するため、紙表面付近での分布が希薄となり、ベッセルを紙表面に固定する作用が低下する。一方、３５ｍＰａ・ｓを超えると、液が高粘度となる事から紙に均一に塗布する事が困難と成り易い。

塗工層は、塗布液を公知の方法で原紙の片面あるいは両面に塗工して設けることができる。塗布液中の固形分濃度は、塗工適性の観点から、５質量％以上３０質量％以下が好ましい。塗工層は１層以上であってよいが、塗工量が微量であることから１層であることが好ましい。塗工層の乾燥付着量は、原紙に片面あたり０．５ｇ／ｍ^２以上２．０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。乾燥付着量が０．５ｇ／ｍ^２未満であると、原紙を十分に被覆することができないため、白抜けが発生し易くなり、２．０ｇ／ｍ^２より高いと、インクの浸み込みが悪くなりインク乾燥性が低下する。

乾燥付着量を測定する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、塗布液を塗工する前の全重量を測定し、かつ、塗工後の全重量を測定し、塗工後の全重量と塗工前の全重量との差を全塗工面積で除することにより、湿潤付着量（ｇ／ｍ^２）を求めた後、該湿潤付着量に塗布液固形分を乗ずることにより、乾燥付着量を算出する方法が挙げられる。

また、上記湿潤付着量は、原紙に片面あたり３ｇ／ｍ^２以上２５ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。湿潤付着量が３ｇ／ｍ^２未満であると、印刷用紙の表面強度が不十分となりやすいことから白抜けの発生が多くなり、２５ｇ／ｍ^２より高いと、印刷用紙へのインクの浸み込み性が悪くなりインク乾燥性が低下する。

２．本発明の印刷用紙の物性
本発明の印刷用紙は、ＪＩＳＰ８１５５に準じて測定したステキヒトサイズ度が、１秒以上９０秒以下であることが好ましく、５秒以上８０秒以下がより好ましく、１０秒以上６０秒以下がさらに好ましい。ステキヒトサイズ度が１秒未満であると、印刷時にインク滲みが発生することがあり、９０秒を超えると、印刷時のインク吸収性が悪く、印刷スピードを上げることが困難になるおそれがある。

３．本発明の印刷用紙の製造方法
本発明の印刷用紙は、公知の方法で製造することができる。

（１）原紙
原紙は、公知の抄紙方法で製造することができ、例えば、長網抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、ハイブリッドフォーマー型抄紙機、オントップフォーマー型抄紙機、丸網抄紙機等を用いて行うことができるが、これらに限定されない。本発明の印刷用紙は、抄紙工程と塗工工程が連続したオンマシン方式で製造してもよく、抄紙工程の後に塗工工程にて塗布液の塗工を行うオフマシン方式で製造してもよい。抄紙時のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでもよいが、酸性が好ましい。抄紙速度も特に限定されない。

得られた原紙に塗布液を塗工する前に、各種カレンダ装置により原紙に平滑化処理を施すことが好ましい。カレンダ装置としては、例えば、スーパーカレンダ、ソフトカレンダー等の一般に使用されているカレンダ装置が適宜使用できる。カレンダ仕上げ条件としては、剛性ロールの温度、カレンダ圧力、ニップ数、ロール速度、カレンダ前の紙水分等が、要求される品質に応じて適宜選択される。

（２）塗工層
本発明の塗工層で用いる塗布液は、上記の通り、澱粉、外添サイズ剤及び必要に応じてポリアクリルアミド樹脂等の添加剤を水に分散又は溶解することで調製することができる。

塗布液の塗工装置については、公知のベベルタイプやベントタイプのブレードコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、チャンプフレックスコーター、ゲートロールコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、グラビアコーター、スプレーコーター、公知のサイズプレス装置、例えば、２ロールタイプ、３ロールタイプ、ゲートロールタイプ、フィルム転写タイプ等を使用することができ。これらの装置は、オンマシン方式でもよく、オフマシン方式であってもよい。

これら塗工装置で塗布液を原紙に片面あたり乾燥付着量として、０．５ｇ／ｍ^２以上２．０ｇ／ｍ^２以下で塗布した後に、ドライヤーで乾燥し、仕上げることもできるが、こうして得た印刷用紙の風合い、光沢等を変化させる為に、必要に応じてスーパーカレンダ装置による平滑化処理をしたり、エンボス処理を行ったりしてもよい。

塗工層の好ましい形成方法としては、上記抄紙工程を経て得られた原紙の表裏面から、澱粉及び外添サイズ剤を主成分とする塗布液を２ロールサイズプレスにより原紙の厚み方向全域に含浸させる工程を備えることである。

４．本発明の印刷用紙の用途
本発明の印刷用紙は、ベッセルピックによる白抜けを減少させ、優れた塗工性による高生産性を発現するので、特に、オフセット印刷に好適である。また、本発明の印刷用紙は、このような特性が求められる封筒用紙、紙袋、包装紙等として最適である。

本発明の印刷用紙は、原紙の坪量を５０ｇ／ｍ^２以上２５０ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましく、６０ｇ／ｍ^２以上２１０ｇ／ｍ^２以下がより好ましく、８０ｇ／ｍ^２以上１１０ｇ／ｍ^２以下がさらに好ましい。坪量が５０ｇ／ｍ^２未満であると、不透明度が不足してしまい、上記で記載したような各種用途としては使用するためには適さず、２５０ｇ／ｍ^２を超えると、製袋加工適性が悪くなるおそれがある。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明する。この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。なお、特に指定が無い場合、実施例及び比較例中の「部」、「％」は、特に明示しない限りそれぞれ「質量部」、「質量％」を示す。

＜評価方法＞
（１）ステキヒトサイズ度
印刷用紙のステキヒトサイズ度は、ＪＩＳＰ８１５５に準じて測定した。

（２）塗布液の粘度の測定
Ｂ型粘度計（東京計器製）を用いて、３５℃、６０ｒｐｍ条件下で測定した。

（２）白抜け個数
ＤＩＣ社製インク（ピッキングテスト紅ＴＶ２５）１．０ｇをＲＩテスター（株式会社小久保精密製、製品名：RI-２型テスター）のゴムローラーで練った。サンプルホルダーに５０ｍｍ×１２０ｍｍのサンプルを載せて印刷を行った。印刷後のサンプルを目視にて白抜け数をカウントした。

（３）塗工性
塗布液をサイズプレス機（熊谷理機工業株式会社製）にて、原紙に塗布を行い、１００℃で１分間乾燥し、紙の厚みが１２０μｍとなるようにカレンダ処理を行い、サンプルを得た。得られた試験片の表面の塗布スジやムラの有無を評価した。
＜評価条件＞
得られた試験片の塗布面を蛍光灯下、目視にて、スジ、ムラの有無を確認した。
評価基準：スジ、ムラが無し「○」
スジ、ムラが有り「×」

［実施例１］
針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）２０質量％と広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）８０質量％からなるパルプをショッパーリグラー法による叩解度が３０°ＳＲとなるように叩解処理し、パルプスラリーの濃度が約２．７質量％となるように水に分散してパルプスラリーを得た。このパルプスラリー中のパルプ１００質量部に対して、ロジン系サイズ剤（荒川化学工業株式会社製商品名：サイズパインＥ−５０）を０．５部、硫酸アルミニウム（朝日化学工業株式会社製商品名：液体硫酸バンド）４．０部、澱粉（ジー・エス・エルジャパン株式会社製商品名：ジェルトロン２４５）を１．５部添加し、長網多筒式抄紙機を用いて厚さ１２０μｍ及び坪量１０５ｇ／ｍ^２の紙（原紙）を抄紙した。

得られた紙（原紙）に澱粉（日本コーンスターチ株式会社製商品名：コーンスターチＳＫ−２０）を１０部、ポリアクリルアミド樹脂（荒川化学工業株式会社製商品名：ポリマセットＨＰ−７１０）を５部、外添サイズ剤としてサイズ剤（荒川化学工業株式会社製商品名：ポリマロン３５１Ｔ）を１．５部、水を８３．５部とした塗布液（粘度、１５．０ｍＰａ）を作製した。この塗布液を試験用のサイズプレス機（熊谷理機工業株式会社製）にて原紙に塗布した。その後、紙の厚みが１２０μｍとなるようにカレンダ処理を行い、サンプルを得た。該サンプルにおける塗布液の塗工量は固形分で片面当たり２．５６ｇ／ｍ^２であり、外添サイズ剤の乾燥付着量は原紙片面当たり０．０３ｇ／ｍ^２であった。評価結果を表１に示す。

［実施例２］〜［実施例５］及び［比較例１］〜［比較例３］
実施例２〜５及び比較例１〜３についても、実施例１と同様の手順にて、表１に示す配合及び粘度に従って、サンプルを作製した。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明の印刷用紙は、ベッセルピックによる白抜けを減少させ、優れた塗工性による高生産性を有することが明らかである。

Claims

原紙の少なくとも一方の面に塗工層を備える印刷用紙であって、
前記原紙は、原料パルプ、澱粉及び内添サイズ剤を含有し、
前記塗工層は、澱粉及び外添サイズ剤を含有する塗布液から形成されることを特徴とする印刷用紙。
前記塗布液が８ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有することを特徴とする請求項１に記載の印刷用紙。
前記外添サイズ剤の乾燥付着量が、原紙片面あたり、０．００５g／ｍ^２以上０．０５ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷用紙。
前記塗布液の塗工量が固形分で片面当たり０．５ｇ／ｍ^２以上２．０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷用紙。
さらに、前記塗布液はポリアクリルアミド樹脂を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷用紙。
さらに、前記原紙は水溶性アルミニウム化合物を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷用紙。
オフセット印刷用紙である請求項１から６のいずれか１項に記載の印刷用紙。