JP4328219B2 - 塗工紙 - Google Patents
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Description
しかしながらこのような合成有機物は紙力を低下させるため、印刷時の紙ムケや断紙などの問題がある上、十分な嵩高効果を得るには高配合する必要があるため、製造原価が高くなる等の問題もあった。また、シラスバルーンを用いる方法が提案されている。しかしこれは、製紙用パルプとの混合性が悪く、また、それを配合した用紙も印刷むらが発生するなどの問題があった。また、塗工紙用原紙の嵩高化の方法として嵩高な薬品が開示され(特許文献2〜4参照)、それらの嵩高薬品を使用した印刷用塗工紙が示されている(特許文献5)。しかしながら、このような有機化合物の薬品を含有させた嵩高化な塗工紙用原紙を用いた場合、パルプの繊維間結合の強さが低下することにより、剛度が低下したり、特にオフセット輪転印刷におけるインキ乾燥工程時に塗工紙の火ぶくれ(以下、ブリスターという)を引き起こす問題があった。また、スーパーカレンダーやソフトニップカレンダー等の表面平滑化処理を施す場合に、嵩高化が不十分であった。
本発明の塗工紙は、嵩高で剛度、耐ブリスター性を良好にするために、紙質向上剤をパルプ100重量部当たり0.1〜10重量部含有することが好ましく、特に0.2〜1.0重量部を含有することが好ましい。
共重合体(A)は、溶解パラメーターが20.5(MPa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位とアニオン性又はカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位を有するものであり、例えばビニル重合体、ポリエステル、多糖誘導体等が挙げられる。好ましくは、溶解パラメーターが20.5(MPa)1/2以下で非イオン性の不飽和モノマーの一種以上に由来する構成単位とアニオン性又はカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有するものであり、例えば、ビニル重合体等が挙げられる。
本発明の非イオン性モノマーとは、pHの変化によりアニオン性又はカチオン性を帯びることがないモノマーである。また、該アニオン性又はカチオン性モノマーとは、常にアニオン性又はカチオン性を帯びたモノマーのみならず、pHの変化によりイオン性を帯びることがあるモノマーである。
また、紙力向上の観点から、共重合体(A)を構成するモノマーに架橋性モノマーを一部使用することができる。架橋性モノマーは、溶解パラメーターが20.5以下で非イオン性の不飽和モノマー、アニオン性モノマー、カチオン性モノマー、溶解パラメーターが26.6以上で非イオン性の不飽和モノマーであってもよく、また、これらに属しないモノマーであってもよい。架橋度はモル比に大きく依存することから、その割合は、全構成モノマーに対して0.01〜5モル%が好ましく、0.01〜1モル%がより好ましく、0.05〜0.5モル%が特に好ましい。架橋性モノマーとして、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリル(メタ)アクリルアミド等の2官能性架橋性モノマー、あるいは、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−S−トリアジン、トリアリルイソシアネート、トリアクリル酸ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンアクリレート、トリアクリルホルマール、ジアクリロイルイミド等の多官能性架橋性モノマー等が使用される。
なお、この構成比は、モノマー仕込み時のものであってもよい。
また、本発明で使用する共重合体(A)は、抄紙工程以前でのパルプ繊維への均一吸着や水への溶解性又は均一分散の点から、共重合体(A)の重量平均分子量が0.1万〜1000万のものが好ましく、0.5万〜500万がより好ましく、1万〜200万が特に好ましい。嵩の観点からポリアクリルアミド換算で1万〜30万、ポリエチレングリコール換算で0.5万〜15万が好ましい。紙力の観点からポリアクリルアミド換算で4万〜100万、ポリエチレングリコール換算で2万〜50万が好ましい。
界面活性剤(B)としては、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性界面活性剤が挙げられ、共重合体(A)の構成単位であるイオン性基と相互作用しない構造が好ましく、非イオン性がより好ましい。
界面活性剤(B)は水相(25℃)での臨界ミセル濃度又は溶解度が5000mg/g以下のものが好ましく、1000mg/gが更に好ましい。
界面活性剤(B)としては、例えばアニオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、脂肪酸及びその塩等が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、アルキルアミン酸塩等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、多価アルコールの脂肪酸エステル、及び、当該多価アルコールの脂肪酸エステルのアルキレンオキシド付加物、脂肪酸アミド及び当該脂肪酸アミドのアルキレンオキシド付加物、アルキルアミンのアルキレンオキシド付加物、アルコール、及び、又は当該アルコールのアルキレンオキシド付加物、炭素数2〜4のオキシアルキレン基を構成単位とするポリアルキレングリコールであり、好ましくは炭素数3〜4のオキシアルキレン基を構成単位に有するポリアルキレングリコール等が挙げられる。両性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルアミンオキサイド、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、アルキルアミドプロピルベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。炭素数2〜40、好ましくは炭素数4〜24のアルコールのアルキレンオキシド付加物で、当該アルコール1モル当たり平均で0モル超150モル未満の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド付加物が好ましく、より好ましくは当該アルコール1モル当たり平均で0モル超50モル未満の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。また界面活性剤(B)は水溶性のものが紙力向上の観点から好ましい。
本発明において使用する接着剤は、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及び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系接着剤、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白の蛋白質類、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、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体などの通常の塗被紙用接着剤1種類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重量部に対して5〜50重量部、より好ましくは5〜25重量部程度の範囲で使用される。
原紙上に設ける塗工層は原紙の片面あるいは両面に、単層あるいは二層以上設ける。本発明の塗工量は、原紙の片面あたり1〜25g/m2が好ましく、より好ましくは3〜20g/m2、更に好ましくは3〜15g/m2である。本発明においては、特に片面当たりの塗工量が9g/m2以下の時に、剛度の低下を抑える効果がより発揮される。
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明 はこれらにより何等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、及び%はそれぞれ、重量部及び重量%を示す。得られた印刷塗工紙について、以下に示すような評価法に基づいて、試験を行った。
(坪量) JIS P 8124:1998に従った。
(密度) JIS P 8118:1998に従った。
(層間強度) 層間剥離試験装置(JTC−9000ST:CONTEC社)を用いて測定した。
(剛度) JIS P−8143に従いクラークこわさ試験器で測定した値に紙厚の3乗で割り10の5乗を掛けた数値を指標とした。
(耐ブリスター性) オフセット輪転印刷の4色重ね印字部(インキ濃度:墨1.80、藍1.50、紅1.45、黄1.05、4色合計温度5.80、X−Rite408で測定)でブリスター(フクレ)が発生した紙面温度を指標として評価した。
(紙質向上剤A)
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器にエタノール592.3重量部、水14.5重量部、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド四級化物(QDM)58.0重量部及びメトキシポリアルキレングリコールメタクリレート(酸化エチレン/酸化プロピレン=5/10モル、ランダム付加物)(PEPAGMA)240重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で67℃まで昇温した後、2%−2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V-65)エタノール溶液84.8重量部を90分かけて滴下した。
次に同温で1時間熟成した後、4%−2,2‘−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)エタノール溶液10.4重量部を30分かけて滴下し、滴下後、同温で2時間熟成させたのち、冷却し、重量平均分子量(ポリアクリルアミド換算)140000の共重合体(A)を得た。
この共重合体、ラウリルアルコールのEO2.5PO1.5EO3(ブロック)付加物の界面活性剤(B)を1/1の比率になるように調製し、紙質向上剤Aを得た。
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器にエタノール375重量部、水310.4重量部、75%−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドのメチルクロライド四級化物(DMAPAA-Q)水溶液を67.8重量部、ターシャリーオクチルアクリルアミド(t-OAAm)67.7重量部、アクリルアミド(AAm)131.2重量部を仕込み窒素置換を行った。続いて窒素雰囲気下で62℃まで昇温した後、同温にて0.7%−2,2‘−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(V-50)水溶液48重量部を90分かけて滴下した。
次に同温で6時間熟成した後、冷却し、重量平均分子量(ポリアクリルアミド換算)180000の共重合体(A)を得た。この共重合体、ラウリルアルコールのEO2.5PO1.5EO3 (ブロック)付加物の界面活性剤(B)を1/1の比率になるように調製し、紙質向上剤Bを得た。
[実施例1]製紙用パルプとして化学パルプを100重量部、填料として軽質炭酸カルシウムを12部、紙質向上剤Aを0.3部含有する坪量64g/m2の原紙に、顔料として重質炭酸カルシウムを80部、2級カオリンを10部、微粒カオリンを10部、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ0.05部、バインダーとしてカルボキシ変性スチレンブタジ エンラテックスを11部、燐酸エステル化澱粉を4部加え、さらに水を加えて固形分濃度 65%に調整した塗工液を、塗工量が片面あたり14g/m2となるように、塗工速度800m/分のブレードコーターで両面塗被行い、印刷用塗工紙を得た。
[実施例3]製紙用パルプとして化学パルプを100重量部、填料として軽質炭酸カルシウムを12部、紙質向上剤Aを0.3部含有する坪量72g/m2の原紙に、顔料として、微粒カオリン80部、重質炭酸カルシウム20部、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ0.1部、バインダーとしてカルボキシ変性スチレンブタジエンラテックスを15部、燐酸エステル化澱粉を3部加え、さらに水を加えて固形分濃度64%に調整した塗工液を、塗工 量が片面あたり14g/m2となるように、塗工速度500m/分のブレードコーターで両面塗被・乾燥を行った後、スーパーカレンダー仕上げの平滑化処理をして印刷用塗工紙を得た。
表1に結果を示した。
表2に結果を示した。
Claims (1)
- 原紙上に顔料と接着剤を含有する塗工紙において、原紙に溶解パラメーターが20.5(Mpa)1/2以下で非イオン性のモノマーの一種以上に由来する構成単位と、アニオン性とカチオン性モノマーの一種以上に由来する構成単位とを有する共重合体(A)と界面活性剤(B)からなり、且つ該共重合体(A)/該界面活性剤(B)の重量比が15/85〜85/15の紙質向上剤を含有し、かつ紙質向上剤をパルプ100重量部に対して0.1〜10重量部含有することを特徴とする塗工紙。
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