JP4734926B2 - 塗工紙 - Google Patents
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Description
5≦L/W≦50 (1)
〔但し、式(1)中Lはカオリン粒子の長径を表し、Wはカオリン粒子の短径を表す〕
を含み、前記接着剤が、(a)10〜60℃のガラス転移温度を有し、かつ単一構造を有する共重合体、及び(b)コア−シェル構造を有する合成高分子化合物から選ばれた少なくとも1種を含み、さらに前記塗被層中に、ジルコニウム系化合物を塗被層100質量部に対し、0.01〜10質量部含有し、ポリアミド系樹脂及びアミン系樹脂から選ばれた少なくとも1種を顔料100質量部に対し、0.01〜10質量部含有することを特徴とするものである。
また前記塗被層が、少なくとも2層であり、かつ前記シート状紙基材に隣接する内側塗被層中には、針状結晶、紡錘状結晶、柱状結晶および米粒状結晶のいずれか一種の結晶構造を有する顔料を含有し、かつ前記内側塗被層上に形成された最外側塗被層中には、前記顔料が、平均粒子径0.1〜1.5μmであり、かつ下記式(1)を満足するカオリン粒子:
5≦L/W≦50 (1)
〔但し、式(1)中Lはカオリン粒子の長径を表し、Wはカオリン粒子の短径を表す〕
を含み、前記接着剤が、(a)10〜60℃のガラス転移温度を有し、かつ単一構造を有する共重合体、及び(b)コア−シェル構造を有する合成高分子化合物から選ばれた少なくとも1種を含むものが好ましく、前記最外側塗被層中には、ガラス転移温度20〜150℃の熱可塑性有機微粒子を含有することがより好ましい。
さらに前記コア−シェル構造を有する合成高分子化合物(b)のガラス転移温度が、下記式(2)及び(3):
Tg1<Tg2 (2)
−10℃<Tg2<100℃ (3)
〔但し、式(2)及び(3)中、Tg1は、コア−シェル構造を有する合成高分子化合物(b)中のコア部分のガラス転移温度を表し、Tg2はそのシェル部分のガラス転移温度を表す〕を満足するものが好ましい。
また前記塗工紙の表面が、45%以上の光沢度を有することが好ましい。
Tg1<Tg2 (2)
−10℃<Tg2<100℃ (3)
〔但し、式(2),(3)中、Tg1はコア−シェル構造高分子化合物(b)中のコア部分のガラス転移温度を表し、Tg2は、そのシェル部分のガラス転移温度を表す。〕を満足するものであることが好ましい。すなわち、この好ましい態様においては、シェル部のガラス転移温度Tg2が、コア部のガラス転移温度Tg1よりも高く、シェル部のガラス転移温度Tg2は−10℃より高く100℃未満の範囲内にある。このため、このコア−シェル構造高分子化合物により形成される皮膜の表面は、ガラス転移温度Tg2のシェル部によって形成される。塗被層が形成された後、低ガラス転移温度の(Tg1)コア部は、高ガラス転移温度(Tg2)のシェル部に囲まれ、常温で高い柔軟性、屈曲性及び弾性を示し、このため、塗膜中の高分子化合物コア部は外圧に対して変形し易く外圧が除かれれば、元の形状に復帰して、高いクッション性を示す。よって、印刷版と塗被層とは印刷の際の押圧によって互に密着し、良好なインク転移性を示す。ちなみにコア−シェル構造高分子化合物(b)のシェル部のガラス転移温度Tg2が100℃以上であると、成膜性が不十分になることがある。一方、シェル部分のガラス転移温度Tg2が−10℃以下であると、得られる塗膜がべとつき、ブロッキングが発生し易くなる。またシェル部のガラス転移温度Tg2は0℃〜75℃の範囲内にあることがより好ましい。特に、シェル部のガラス転移温度Tg2は、コアのガラス転移温度Tg1よりも5℃以上高いことが好ましい。この温度差が5℃未満では、塗被層のクッション性が不十分になり、ミッシングドットの防止効果が不十分になることがある。本発明で用いるコア−シェル構造高分子化合物(b)は、コア−シェル型共重合体ラテックスとして入手可能であり、そのラテックスの粒子径は、40〜300nmであるものが好ましい。それが300nmより大きくなると、塗膜の強度が不十分になることがある。またコア−シェル構造高分子化合物(b)のトルエン不溶分は30%以上であることが好ましい。それが30%未満であると、得られる塗被層内で高分子化合物が、インクの溶媒により膨潤し、塗被層の機械的強度が不十分になることがある。コア−シェル構造高分子化合物(b)は、塗被層100質量部(固形分)に対して、2〜50重量部、好ましくは3〜40重量部、更に好ましくは3〜25重量部配合される。2重量部未満では塗膜強度が不足し、オフ輪印刷時に、ブランケットが汚れることがある。一方、50重量部を超えると、透気性が著しく低下し、ブリスターが発生することがある。
前記内側塗被層を構成する針状結晶、紡錘状結晶、柱状結晶および米粒状結晶のいずれか一種の結晶構造を有する微粒子顔料を意味し、例えば、リン酸及びその水溶性塩の少なくとも1種の存在下、特定濃度の水酸化カルシウム懸濁液と炭酸ガス含有気体を反応させる方法(特公昭57−30815号)、特定のカルボン酸類及びその水溶性塩の少なくとも1種の存在下で反応させる方法(特公昭57−31530号)、特定の針柱状の結晶核炭酸カルシウムと水酸化カルシウム含有水懸濁液中に炭酸ガス含有気体を特定温度で導入して炭酸化反応を行い、針柱状炭酸カルシウムの結束体を得る方法(特開昭59−232916号)等により製造されるものである。
これらの結晶構造を有する微粒子顔料は、電子顕微鏡による観察で認められる平均寸法が短軸寸法(W)0.005〜0.5μm、長軸寸法(L)0.1〜10μm、アスペクト比(L/W)2〜1000である針状結晶、紡錘状結晶、柱状結晶および米粒状結晶のいずれか一種であり、適宜、選択して使用される。
中でも、40〜90質量部の範囲の無機顔料と、5〜60質量部の範囲の熱可塑性有機微粒子とを含む組成からなる塗被層用塗工液を使用した場合、特に良好なクラックが得られるので、好ましい。
本発明に用いられるシート状紙基材の坪量は、特に限定されるものではないが、通常30〜300g/m2の範囲のものが好ましく用いられる。
ジルコニウム系化合物の配合量は、所望の効果が発現されれば制限はないが、概ね塗被層100質量部中に、0.01〜10質量部のジルコニウム系化合物を含有することにより効果が発揮される。0.01質量部より少ないと、耐水性の効果を発揮することができないことがある。一方、10質量部を超えると、塗工液の流動性が乏しくなり、塗工性に難点が生じ、あるいは効果が飽和して、それ以上の耐水性の効果が発揮されず、コスト高となる。
ここで、透気性が向上する機構については明確ではないが、ポリアミド系樹脂又はアミン系樹脂は、微カチオン性であり、乾燥時、塗被層の濃度が低くても増粘作用が大きく、塗被層の不動化が早くなり、乾燥によって脱水される部分が通気性に寄与すると推定している。
前記ポリアミド系樹脂又はアミン系樹脂の配合量は、顔料100質量部に対し、0.01〜10質量部が好ましい。因みに、ポリアミド系樹脂又はアミン系樹脂の配合量が0.01質量部未満では、透気性の向上は見られないことがある。一方、10質量部を超えると塗料が不安定になり、ストリークの発生等の操業性の問題が出てくることがある。
〔シート状紙基材の調製〕
LBKP(フリーネス(CSF)=450ml)90部、NBKP(フリーネス(CSF)=450ml)10部のパルプスラリーに、軽質炭酸カルシウム(PC:白石カルシウム社製)を5部となるように添加し、対パルプ100部当り澱粉1.5部、アルケニル無水コハク酸0.1部、および硫酸バンド0.6部を添加した紙料を用いて長網抄紙機で抄紙し、その抄紙工程中で澱粉の塗工量が乾燥重量で1g/m2となるようにサイズプレス装置で塗布・乾燥させ、マシンキャレンダでベック平滑度30秒になるように平滑化処理して、坪量が60g/m2のシート状紙基材を得た。
ハイドラグロス90(成分;カオリン、平均粒子径0.26μm、アスペクト比6、ヒューバー社製)35部に、水および分散剤(商品名;アロンA−9、東亞合成社製)0.01部を加え、コーレス分散機にて分散し、固形分72%のカオリン分散液を得た。この分散液に固形分75%のFMT−97(成分;重質炭酸カルシウム、ファイマテック社製)を固形分として35部を加え、顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーにカルボキシメチルセルロース(商品名;AGガムHE No.2、第一工業製薬社製)0.3部、スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスとしてP0T−7092(Tg;35℃、日本ゼオン社製)10部および合成樹脂0640(Tg;55℃、JSR社製)20部、反応性の耐水化剤として炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を0.05質量部を添加・撹拌し、さらに水を加えて、固形分濃度が55%の塗工液を調製した。
上記により得られた塗工液を、シート状紙基材の片面当たり乾燥重量で12g/m2となるようにブレードコータを用いて500m/minにて両面塗工後、160℃で熱風乾燥し、金属ロールと弾性ロールで構成された加圧ニップで白紙光沢が50%となるように通紙して、坪量が84g/m2の塗工紙を得た。
[内側塗被層用塗工液の調製]
紡錘状軽質炭酸カルシウム(商品名;TP221GS、奥多摩工業社製)85部に、水溶性接着剤である酸化デンプン(商品名;エースA、王子コンスターチ社製)10部、スチレン−ブタジエン系コアシェル構造高分子化合物T−2540A(Tg1/Tg2:−22℃/0℃ JSR社製)5部、反応性の耐水化剤として炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を0.05質量部を加え、さらに水を加えて固形濃度が45%の塗工液を調整した。
[内側塗被層の形成]
上記塗工液を、片面当たりの乾燥塗工量が2.0g/m2となるように、ゲートロールコータを用いて塗工速度500m/minで、実施例1で得たシート状紙基材の両面に塗工して、内側塗被層形成紙を得た。
[最外側塗被層用塗工液の調製]
水に、カオリン(商品名;ハイドラグロス90、平均粒子径0.26μm、アスペクト比6、ヒューバー社製)50部、分散剤(商品名;アロンA−9、東亞合成社製)0.01部を加え、コーレス分散機で分散して、固形分濃度72%のカオリン分散液を得た。この分散液に、固形分濃度75%の重質炭酸カルシウム(商品名;FMT−97、ファイマテック社製)を固形分で15部加え、顔料スラリーを調製した。この顔料スラリーに、カルボキシメチルセルロース(商品名;AGガムHE No.2、第一工業製薬社製)0.3部、スチレン−ブタジエン系共重合体からなるTg55℃の熱可塑性有機微粒子(商品名;0640、JSR社製)30部、スチレン−ブタジエン系コアシェル構造高分子化合物T−2540A(Tg1/Tg2:−22℃/0℃ JSR社製)5部、 反応性の耐水化剤として炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を0.05質量部を添加・撹拌し、さらに水を加えて、固形分濃度が55%の塗工液を調製した。
上記最外塗被層用塗工液を、片面当たりの乾燥塗工量が9.0g/m2となるように、
ブレードコータを用いて塗工速度500m/minで上記内側塗被層形成紙の両面に塗
工し、その後に、金属ロールと弾性ロールで構成された加圧ニップで処理して、白紙光沢
が70%で坪量が82g/m2の塗工紙を得た。
参考例1において、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を3質量部に増やし、撥水剤としてスチレン−アクリル系樹脂(商品名;ポリマロン1308、荒川化学工業社製)を2質量部加えたこと以外は、参考例1と同様にして塗工紙を得た。
参考例2において、内側塗被層用塗工液および最外側塗被層用塗工液の炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を3質量部に増やし、撥水剤としてスチレン−アクリル系樹脂(商品名;ポリマロン1308、荒川化学工業社製)を2質量部加えたこと以外は、参考例2と同様にして塗工紙を得た。
参考例1において、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を3質量部に増やし、透気性向上助剤として変性アミン系樹脂(商品名:スミレツレジンSPI−102A、住化ケムテック社製)を1質量部加えたこと以外は、参考例1と同様にして塗工紙を得た。
参考例2において、内側塗被層用塗工液および最外側塗被層用塗工液の炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を3質量部に増やし、透気性向上剤としてポリアミド樹脂(商品名:スミレツレジン633、住化ケムテック社製)を1質量部加えたこと以外は、参考例2と同様にして塗工紙を得た。
参考例2において、内側塗被層用塗工液に炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)を配合しなかったこと以外は、参考例2と同様にして塗工紙を得た。
実施例1において、炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして塗工紙を得た。
実施例2において、内側塗被層用塗工液にも最外側塗被層用塗工液にも炭酸ジルコニウムアンモニウム塩(商品名;ベイコート20、日本軽金属社製)添加しなかったこと以外は、実施例2と同様にして塗工紙を得た。
[塗被層表面クラック個数]
100倍もしくは500倍の倍率で塗工紙の表面を電子顕微鏡観察して100mm2に存在するクラック個数を調べ、1mm2あたりのクラック個数を算出した。
JIS Z 8741に基づき、入射角と受光角が75度の条件で白紙光沢度を測定した。測定には、村上色彩研究所社製GLOSS METER MODEL GM−26Dを用いた。
JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.5−2:2000に基づき、旭精工社製全自動デジタル型王研式透気度・平滑度試験機EYOを用いて用紙の透気度を測定した。透気度数値(秒)が小さいほど、透気性を有することを表す。
[オフ輪印刷]
オフセット輪転印刷機(三菱リソピアL−BT3−1100/三菱重工製)を用いて、両面が4色ベタ図柄で印刷速度600rpm、乾燥機出口での紙面温度は120℃とし、乾燥機通過後の冷却ロールには10℃の冷却水を通して印刷と連続して折り加工した。
耐水性の評価として、上記オフ輪印刷後、印刷ブランケットの汚れ状態を目視判定し、1〜5の5段階で評価した。
5:ブランケットに汚れが全く観察されず、極めて優れているレベル。
4:ブランケットに汚れは殆ど観察されず、優れているレベル。
3:ブランケットに塗被層の剥がれが少量観察されるが、実用上問題ないレベル。
2:ブランケットに塗被層の剥がれが多量に観察され、実用上問題ありのレベル。
1:ブランケットに塗被層の剥がれが著しく観察され、実用上問題ありのレベル。
上記オフ輪印刷物のブリスター発生状況を目視判定し、1〜5の5段階で評価した。
5:ブリスターは全く観察されず、極めて優れているレベル。
4:ブリスターは殆ど観察されず、優れているレベル。
3:細かなブリスターが少量観察されるが、実用上問題ないレベル。
2:細かなブリスターが多量に観察され、実用上問題ありのレベル。
1:大きなブリスターが多量に観察され、実用上問題ありのレベル。
RICOH社製カラーコピー機IPSiO Color2100を用いて、A4判サイズの塗工紙に連続100枚カラー印画し、ブリスター発生状況を目視判定し、1〜5の5段階で評価した。
5:ブリスターは全く観察されず、極めて優れているレベル。
4:ブリスターは殆ど観察されず、優れているレベル。
3:細かなブリスターが少量観察されるが、実用上問題ないレベル。
2:細かなブリスターが多量に観察され、実用上問題ありのレベル。
1:大きなブリスターが多量に観察され、実用上問題ありのレベル。
上記オフ輪印刷物の印刷仕上がり状態を、目視判定し1〜5の5段階で評価した。
5:極めて優れているレベル。
4:かなり優れているレベル。
3:やや劣るが、実用上問題ないレベル。
2:かなり劣り、実用上問題ありのレベル。
1:大幅に劣り、実用上問題ありのレベル。
両面4色ベタ印刷部のオフ輪ジワ発生状況を目視判定し、1〜5の5段階で評価した。
5:皺の発生が全く認められず、極めて優れているレベル。
4:皺の発生が殆ど認められず、優れているレベル。
3:軽度の皺の発生は認められるが、実用上問題ないレベル。
2:皺の発生が認められ、実用上問題ありのレベル。
1:きつい皺が認められ、実用上問題ありのレベル。
印刷された塗工紙をA4サイズに断裁して、温度23℃、湿度50%RHの環境で、紙折り機(ホリゾン社製)で2つ折りして、その屈曲部を拡大ルーペで観察して、1〜5の5段階で評価した。
5:屈曲部の塗被層に全く亀裂や裂けがなく、良好なもの。
4:屈曲部の塗被層に殆ど亀裂や裂けがなく、実用上問題がないもの。
3:屈曲部の塗被層に若干の亀裂が見られるが、実用上問題がないもの。
2:屈曲部の塗被層に亀裂と裂けが見られ、実用上問題があるもの。
1:屈曲部の塗被層に亀裂と裂けが見られ、紙基体のパルプ繊維が露出し、著しく劣るも
の。
Claims (5)
- シート状紙基材と、その少なくとも一面上に、形成され、かつ顔料および接着剤を主成分として含む少なくとも1層の塗被層とを有している塗工紙において、前記顔料が、平均粒子径0.1〜1.5μmであり、かつ下記式(1)を満足するカオリン粒子:
5≦L/W≦50 (1)
〔但し、式(1)中Lはカオリン粒子の長径を表し、Wはカオリン粒子の短径を表す〕
を含み、前記接着剤が、(a)10〜60℃のガラス転移温度を有し、かつ単一構造を有する共重合体、及び(b)コア−シェル構造を有する合成高分子化合物から選ばれた少なくとも1種を含み、さらに前記塗被層中に、ジルコニウム系化合物を塗被層100質量部に対し、0.01〜10質量部含有し、ポリアミド系樹脂及びアミン系樹脂から選ばれた少なくとも1種を顔料100質量部に対し、0.01〜10質量部含有することを特徴とする塗工紙。 - 前記塗被層が、少なくとも2層であり、かつ前記シート状紙基材に隣接する内側塗被層中には、針状結晶、紡錘状結晶、柱状結晶および米粒状結晶のいずれか一種の結晶構造を有する顔料を含有し、かつ前記内側塗被層上に形成された最外側塗被層中には、前記顔料が、平均粒子径0.1〜1.5μmであり、かつ下記式(1)を満足するカオリン粒子:
5≦L/W≦50 (1)
〔但し、式(1)中Lはカオリン粒子の長径を表し、Wはカオリン粒子の短径を表す〕
を含み、前記接着剤が、(a)10〜60℃のガラス転移温度を有し、かつ単一構造を有する共重合体、及び(b)コア−シェル構造を有する合成高分子化合物から選ばれた少なくとも1種を含む請求項1記載の塗工紙。 - 前記最外側塗被層中には、ガラス転移温度20〜150℃の熱可塑性有機微粒子を含有する請求項2記載の塗工紙。
- 前記コア−シェル構造を有する合成高分子化合物(b)のガラス転移温度が、下記式(2)及び(3):
Tg1<Tg2 (2)
−10℃<Tg2<100℃ (3)
〔但し、式(2)及び(3)中、Tg1は、コア−シェル構造を有する合成高分子化合物(b)中のコア部分のガラス転移温度を表し、Tg2はそのシェル部分のガラス転移温度を表す〕を満足する、請求項1又は請求項2記載の塗工紙。 - 前記塗工紙の表面が、45%以上の光沢度を有する請求項1項記載の塗工紙。
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