JP6824812B2 - 印刷紙用処理剤組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、印刷紙の表面処理に使用される印刷紙用処理剤組成物、及びその製造方法に関する。また、本発明は、印刷紙の表面処理方法及び印刷紙に関する。
印刷速度の高速化（例えば１０００ｍ／分以上）が進むにつれ、従来の処理剤では十分な帯電防止効果が得られず、紙とマシンのロール等、又は紙同士が付着してしまうことにより、作業性が著しく低下するという問題が生じている。また静電気の発生により、印刷紙に汚れが付着するとか、放電により作業者に不快感を与えるという問題もある。さらにマシンの高速化は印刷紙表面の摩擦係数を大きくしてしまい、その結果印刷紙の滑性が悪化して最終の巻き取り工程において紙切れが頻繁に発生し、また仕上がった印刷紙同士がきれいに揃わないという問題も起きている。
帯電防止性能等を付与できる、従来公知の印刷紙用処理剤の一例として、ジ水素添加牛脂ジメチルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩と、オルガノポリシロキサンとを含み、エマルジョン粒子の平均粒径が１０μｍ以下の印刷紙用処理剤が開示されている（特許文献１）。
帯電防止性能と滑性等を付与できる、従来公知の印刷紙用表面処理剤の他の一例として、所定のアミド基と、所定のエステル基とを有する３級アミン又はその中和塩もしくは４級塩の少なくとも１種を含む印刷紙用処理剤が開示されている（特許文献２）。
しかし、帯電防止性能と滑性について、更なる向上の要請がある。
本発明は、印刷紙に高い帯電防止性能と滑性を付与することができる印刷紙用処理剤組成物、及び当該印刷紙用処理剤組成物を用いて処理された印刷紙を提供できる。
本発明の印刷紙用処理剤組成物は、下記式（Ｉ）で表される４級塩、ノニオン性界面活性剤、及び水を含有する、水性エマルションであり、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の存在割合が５体積％以下である印刷紙用処理剤組成物である。
但し、式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、炭素数１１〜２１のアルキル基又は炭素数１１〜２１のアルケニル基を示し、Ｒ3は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、ｎ1，ｎ2，ｎ3は、それぞれ独立に、２以上４以下の整数であり、Ｘ1は、ハロゲン、アルキル硫酸基、又はアルキルシュウ酸基を示す。
本発明の印刷紙用処理剤組成物の製造方法は、前記４級塩と、前記ノニオン性界面活性剤と、前記水とを含む混合物を攪拌する工程を含み、
前記工程において、
前記混合物を、乳化させることなく均一化させる第１攪拌と、
前記混合物の温度を、４０℃以上８０℃以下の温度範囲内の第１の温度に保った状態で、前記混合物を乳化させる第２攪拌と、
前記混合物を雰囲気温度よりも低い第２の温度に達するまで冷却した後、前記第２の温度に保った状態で攪拌する第３攪拌と、をこの順で行い、
前記第３攪拌の攪拌時間は、前記第２攪拌の攪拌時間の０．２倍以上０．８倍以下である。
前記工程において、
前記混合物を、乳化させることなく均一化させる第１攪拌と、
前記混合物の温度を、４０℃以上８０℃以下の温度範囲内の第１の温度に保った状態で、前記混合物を乳化させる第２攪拌と、
前記混合物を雰囲気温度よりも低い第２の温度に達するまで冷却した後、前記第２の温度に保った状態で攪拌する第３攪拌と、をこの順で行い、
前記第３攪拌の攪拌時間は、前記第２攪拌の攪拌時間の０．２倍以上０．８倍以下である。
本発明の印刷紙は、印刷紙が、本発明の印刷紙用処理剤組成物の固形分によって被覆されている。
本発明の印刷紙の表面処理方法は、印刷紙に、本発明の印刷紙用処理剤組成物を塗布した後、乾燥する工程を含む。
本発明によれば、印刷紙に高い帯電防止性能と滑性を付与することができる印刷紙用処理剤組成物、及び当該印刷紙用処理剤組成物を用いて処理された印刷紙を提供できる。
本発明は、乳化粒子が、特定の４級塩とノニオン性界面活性剤とを含み、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の存在割合が５体積％以下の印刷紙用処理剤組成物を用いることにより、帯電防止性能と滑性の両方が顕著に向上するという知見に基づく。
本発明の印刷紙用処理剤組成物（以下「本発明の処理剤組成物」と略称する場合もある。）は、下記式（Ｉ）で表される４級塩、ノニオン性界面活性剤、及び水を含有する水性エマルションである。
［４級塩］
本発明の処理剤組成物は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、下記式（Ｉ）で表される４級塩を含む。
本発明の処理剤組成物は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、下記式（Ｉ）で表される４級塩を含む。
但し、式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、炭素数１１〜２１のアルキル基又は炭素数１１〜２１のアルケニル基を示し、Ｒ3は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、ｎ1，ｎ2，ｎ3は、それぞれ独立に、２以上４以下の整数であり、Ｘ1は、ハロゲン、アルキル硫酸基、又はアルキルシュウ酸基を示す。
式（Ｉ）で表される４級塩は、トリアルカノールアミンジエステル型の４級化物、好ましくはトリエタノールアミンジエステル型の４級化物である。トリアルカノールアミンのジエステル化に使用される脂肪酸基としては、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、パーム油、パーム核油、ヤシ油、又は牛脂由来の天然の脂肪酸が挙げられるが、これらのうちパーム油由来の脂肪酸が好ましい。パーム油由来の脂肪酸の市販品としては、例えば、アシッドケム社製の製品名パルマック６００、パルマック６０５、パルマック６３０等が挙げられる。
Ｒ1及びＲ2は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくは炭素数１１〜２１のアルキル基である。
Ｒ3は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基であり、更に好ましくはメチル基である。
Ｘ1は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくはハロゲン又はアルキル硫酸基であり、より好ましくはメチル硫酸基又はエチル硫酸基であり、より好ましくメチル硫酸基である。
本発明の処理剤組成物に含まれる、前記４級塩の含有量は、帯電防止性能及び滑性向上の観点から、固形分換算で、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上であり、そして、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。
尚、本明細書中で、固形分換算の含有量とは、水、メタノール、エタノール等の分散媒を除いた残余成分中の含有量を意味する。
［ノニオン性界面活性剤］
本発明の処理剤組成物は、前記４級塩と共同して帯電防止性能及び滑性向上の観点と処理剤組成物の製造過程における乳化粒子の形成し易さ（以下「乳化性」とも言う。）の向上の観点から、ノニオン界面活性剤を含む。
本発明の処理剤組成物は、前記４級塩と共同して帯電防止性能及び滑性向上の観点と処理剤組成物の製造過程における乳化粒子の形成し易さ（以下「乳化性」とも言う。）の向上の観点から、ノニオン界面活性剤を含む。
ノニオン性界面活性剤は、乳化性の向上の観点から、好ましくはポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテルから選ばれる少なくとも１種である。
ポリオキシエチレンアルキルにおけるポリオキシエチレンの平均付加モル数は、乳化性の向上の観点から、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１５以上であり、そして、好ましくは５０以下、より好ましくは４０以下、更に好ましくは３５以下である。アルキル基の炭素数は、乳化性の向上の観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上であり、そして、好ましくは２４以下、より好ましくは１８以下である。
アルケニルエーテルにおけるアルケニル基の炭素数は、乳化性の向上の観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上であり、そして、好ましくは２４以下、より好ましくは１８以下である。
これらのノニオン性界面活性剤のなかでも、帯電防止性能及び滑性向上の観点と乳化性の向上の観点から、平均付加モル数が２０以上４０以下のラウリルアルコールのポリオキシエチレン付加物が好ましい。
本発明の処理剤組成物に含まれる、前記ノニオン性界面活性剤の含有量は、帯電防止性能及び滑性向上の観点と乳化性の向上の観点から、固形分換算で、好ましくは８質量％以上、より好ましくは１０質量％以上であり、そして、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１７質量％以下である。
本発明の処理剤組成物に含まれる、前記４級塩と前記ノニオン性界面活性剤の配合割合（４級塩/ノニオン性界面活性剤）（質量比）は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくは７５/２５以上、より好ましくは８０/２０以上であり、そして、好ましくは９３/７以下、より好ましくは９０/１０以下、更に好ましくは８８/１２以下である。
［分散媒］
本発明の印刷紙用処理剤組成物は、分散媒として水を含む。水は、乳化性の向上の観点から、イオン交換水又は蒸留水が好ましく、イオン交換水がより好ましい。本発明の処理剤組成物における分散媒の含有量は、印刷紙用処理剤中の固形分質量が２．５質量％以上３０質量％以下となる割合が好ましく、３．５〜２０質量％となる割合がより好ましく、４．５質量％以上１５質量％以下となる割合が更に好ましい。
本発明の印刷紙用処理剤組成物は、分散媒として水を含む。水は、乳化性の向上の観点から、イオン交換水又は蒸留水が好ましく、イオン交換水がより好ましい。本発明の処理剤組成物における分散媒の含有量は、印刷紙用処理剤中の固形分質量が２．５質量％以上３０質量％以下となる割合が好ましく、３．５〜２０質量％となる割合がより好ましく、４．５質量％以上１５質量％以下となる割合が更に好ましい。
分散媒は、水以外に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールを含んでいてもよい。
分散媒が、水と水以外の分散媒との併用である場合、分散媒における、水の割合は、乳化粒子の分散性の向上の観点から、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上であり、そして、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９．６質量％以下、更に好ましくは９９．３質量％以下である。
［その他の成分］
本発明の処理剤組成物には、更に必要に応じ、キレート剤、消泡剤、防腐剤、抗菌剤、防塵剤、着色顔料、染料、香料等が含まれていてもよいが、中でも、本発明の処理剤組成物の製造時の、攪拌による泡立ちを抑制する観点から、消泡剤が含まれていると好ましい。また、処理剤組成物の保存安定性向上の理由から、キレート剤が含まれていると好ましい。
本発明の処理剤組成物には、更に必要に応じ、キレート剤、消泡剤、防腐剤、抗菌剤、防塵剤、着色顔料、染料、香料等が含まれていてもよいが、中でも、本発明の処理剤組成物の製造時の、攪拌による泡立ちを抑制する観点から、消泡剤が含まれていると好ましい。また、処理剤組成物の保存安定性向上の理由から、キレート剤が含まれていると好ましい。
＜キレート剤＞
本発明の処理剤組成物は、保存安定性の向上の観点から、キレート剤を含んでいると好ましい。キレート剤としては、アミノカルボン酸型、ホスホン酸型、アミノカルボン酸金属塩型、グルコン酸型等の各種キレート剤が挙げられるが、これらのうち、処理剤組成物の長期高温下での保存安定性の向上の観点から、イミノ二酢酸塩系キレート剤が好ましく、具体的には、ＢＡＳＦ社製のトリロンＭが挙げられる。
本発明の処理剤組成物は、保存安定性の向上の観点から、キレート剤を含んでいると好ましい。キレート剤としては、アミノカルボン酸型、ホスホン酸型、アミノカルボン酸金属塩型、グルコン酸型等の各種キレート剤が挙げられるが、これらのうち、処理剤組成物の長期高温下での保存安定性の向上の観点から、イミノ二酢酸塩系キレート剤が好ましく、具体的には、ＢＡＳＦ社製のトリロンＭが挙げられる。
＜消泡剤＞
本発明の処理剤組成物は、紙への塗布時に発生することがある泡を消泡する為、消泡剤を含んでいると好ましい。消泡剤としては、泡切れ性向上の観点から、アルキルポリシロキサン、アリールポリシロキサン等が挙げられる。これらのうち、処理剤組成物の高剪断、高撹拌下における泡切れ性向上の観点から、オキシアルキレン基変性ジメチルポリシロキサンが好ましく、具体的には、モメンティブ・パフォーマンス社製のシリコーンＫＴ−１０３が挙げられる。
本発明の処理剤組成物は、紙への塗布時に発生することがある泡を消泡する為、消泡剤を含んでいると好ましい。消泡剤としては、泡切れ性向上の観点から、アルキルポリシロキサン、アリールポリシロキサン等が挙げられる。これらのうち、処理剤組成物の高剪断、高撹拌下における泡切れ性向上の観点から、オキシアルキレン基変性ジメチルポリシロキサンが好ましく、具体的には、モメンティブ・パフォーマンス社製のシリコーンＫＴ−１０３が挙げられる。
＜防腐剤、抗菌剤＞
本発明の処理剤組成物は、保存安定性の向上の観点から、防腐剤、抗菌剤を含んでいると好ましい。防腐剤、抗菌剤としては、イソチアゾロン系、ベンズイソチアゾリン系、ニトロ誘導体系、フェノール化合物系等が挙げられる。これらのうち、処理剤組成物の長期高温下での保存安定性の向上の観点から、ベンズイソチアゾリン−３−オンが好ましく、具体的には、ロンザジャパン社製のプロキセルＢＤＮが挙げられる。
本発明の処理剤組成物は、保存安定性の向上の観点から、防腐剤、抗菌剤を含んでいると好ましい。防腐剤、抗菌剤としては、イソチアゾロン系、ベンズイソチアゾリン系、ニトロ誘導体系、フェノール化合物系等が挙げられる。これらのうち、処理剤組成物の長期高温下での保存安定性の向上の観点から、ベンズイソチアゾリン−３−オンが好ましく、具体的には、ロンザジャパン社製のプロキセルＢＤＮが挙げられる。
帯電防止性能及び滑性向上の観点から、本発明の処理剤組成物中に含まれる乳化粒子のうち、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の存在割合が５体積％以下であり、好ましくは４体積％であり、更に好ましくは３体積％であり、更により好ましくは０体積％である。
本発明の処理剤組成物中に含まれる乳化粒子の平均粒径は、帯電防止性能及び滑性向上の観点から、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．１５μｍ以上、更に好ましくは０．２μｍ以上であり、そして、好ましくは０．４５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下、更に好ましくは０．３５μｍ以下である。
本明細書において、乳化粒子の平均粒径、粒度分布は、ＪＩＳ Ｚ８８１９−１： １９９９に基づいて定義され、レーザー回折散乱法を利用して、例えば、実施例に記載の方法で測定できる。
本発明の処理剤組成物の粘度は、Ｂ型粘度計による３０℃での測定値で、４ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましい。
［印刷紙用処理剤組成物の製造方法］
次に、本発明の処理剤組成物の好ましい製造方法の一例について説明する。本発明の処理剤組成物の好ましい製造方法の一例により、本発明の処理剤組成物に含まれる、前記４級塩と前記ノニオン活性剤を含む乳化粒子について、微粒子化と粒度分布の狭小化を可能としたので、本発明の処理剤組成物で処理された印刷面の帯電防止効果及び滑り性について、顕著に向上している。
次に、本発明の処理剤組成物の好ましい製造方法の一例について説明する。本発明の処理剤組成物の好ましい製造方法の一例により、本発明の処理剤組成物に含まれる、前記４級塩と前記ノニオン活性剤を含む乳化粒子について、微粒子化と粒度分布の狭小化を可能としたので、本発明の処理剤組成物で処理された印刷面の帯電防止効果及び滑り性について、顕著に向上している。
本発明の処理剤組成物の好ましい製造方法の一例は、前記４級塩と、前記ノニオン性界面活性剤と、前記水とを含む混合物を攪拌する工程を含む。前記工程において、下記第１攪拌、第２攪拌、第３攪拌をこの順で行う。第１攪拌、第２攪拌、及び第３攪拌による混合物の攪拌は、通常の攪拌機を用いて行ってもよいし、ホモミキサーのような乳化装置を用いて行ってもよいし、これらを適宜併用してもよい。
前記４級塩と、前記ノニオン性界面活性剤と、前記水とを含む混合物の調製は、例えば、水に、前記４級塩と、前記ノニオン性界面活性剤とを同時に添加することによりおこなってもよいし、別々に添加してもよい。前記混合物には、更に、前記［その他の成分］に記載の任意成分が含まれていてもよいが、中でも、攪拌による泡立ちを抑制する観点から、消泡剤が含まれていると好ましい。また、処理剤組成物の保存安定性向上という理由から、キレート剤が含まれていると好ましい。
＜第１攪拌＞
第１攪拌では、前記混合物中に含まれる各成分を均一化するために行う。第１攪拌は、前記混合物を乳化させない程度の回転数で攪拌する。ここで、均一化とは、第一撹拌後に目視観察にて判断して均一な乳濁色液体になっていることをいう。
第１攪拌では、前記混合物中に含まれる各成分を均一化するために行う。第１攪拌は、前記混合物を乳化させない程度の回転数で攪拌する。ここで、均一化とは、第一撹拌後に目視観察にて判断して均一な乳濁色液体になっていることをいう。
第１攪拌の対象とされる前記混合物は、加温等されることなく第１攪拌の対象とされてもよいが、前記混合物は、必要に応じて加温されて所定の温度に達してから第１攪拌の対象とされてもよい。第１攪拌を行う最中の前記混合物の温度は、各成分の均一化の向上の観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは５５℃以上、更により好ましくは５８℃以上であり、そして、好ましくは８０℃以下、より好ましくは７０℃以下、更に好ましくは６５℃以下、更により好ましくは６２℃以下である。
第１攪拌の回転数は、前記混合物の乳化防止の観点から、第２攪拌の回転数の、好ましくは２分の１以下、さらに好ましくは３分の１以下であり、生産性向上の観点から、第２攪拌の回転数の、好ましくは５分の１以上、より好ましくは４分の１以上である。
第１攪拌における攪拌時間は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくは２分以上、更に好ましくは３分以上であり、生産性向上の観点から、好ましくは５分以下、より好ましくは４分以下である。
＜第２攪拌＞
第２攪拌では、第１攪拌の対象とされ各成分の濃度が均一化された混合物を乳化させる。
第２攪拌では、第１攪拌の対象とされ各成分の濃度が均一化された混合物を乳化させる。
第２攪拌の対象とされる前記混合物は、ある一定の加温下における第２攪拌の対象とされてもよいが、前記混合物は、必要に応じて加温されて所定の温度に達してから第２攪拌の対象とされてもよい。第２攪拌を行う最中の前記混合物の温度（第１の温度）は、乳化性向上の観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは５５℃以上、更により好ましくは５８℃以上であり、そして、好ましくは８０℃以下、より好ましくは７０℃以下、更に好ましくは６５℃以下、更により好ましくは６２℃以下である。
第２攪拌の対象とされる前記混合物の温度（第１の温度）は、乳化性向上の観点から、第１攪拌の対象とされる前記混合物の温度と等しいか高いと好ましい。第１の温度から第１攪拌の対象とされる前記混合物の温度を引いた差は、乳化性向上の観点から、好ましくは±２℃、より好ましくは±１℃であり、更に好ましくは０℃である。
第２攪拌の回転数は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、好ましくは２５００ｒｐｍ以上、より好ましくは３０００ｒｐｍ以上、更に好ましくは３５００ｒｐｍ以上であり、そして、乳化性向上の観点から、好ましくは７０００ｒｐｍ以下、より好ましくは５６００ｒｐｍ以下、更に好ましくは４５００ｒｐｍ以下である。
第２攪拌における攪拌時間は、乳化粒子の小径化及び粒度分布の狭小化の観点から、第１攪拌における攪拌時間の、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上であり、そして、生産性向上の観点から、第１攪拌における攪拌時間の、好ましくは５倍以下、より好ましくは４倍以下である。具体的には、好ましくは５分以上、より好ましくは９分以上であり、そして、１５分以下、より好ましくは１２分以下である。
＜第３攪拌＞
第３攪拌は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化を防止するために行う。第３攪拌では、第３攪拌の対象とされる混合物を、冷却して、雰囲気温度よりも低い第２の温度としてから、攪拌を開始する。本明細書において、「雰囲気温度」とは、処理剤組成物の製造が行われる室内の温度を意味する。
第３攪拌は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化を防止するために行う。第３攪拌では、第３攪拌の対象とされる混合物を、冷却して、雰囲気温度よりも低い第２の温度としてから、攪拌を開始する。本明細書において、「雰囲気温度」とは、処理剤組成物の製造が行われる室内の温度を意味する。
第３攪拌の対象とされる前記混合物の温度（第２の温度）は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化防止の観点から、好ましくは２０℃以下、より好ましくは１６℃以下、更に好ましくは１０℃以下であり、そして、好ましくは０℃以上、より好ましく５℃以上、更に好ましくは７℃以上である。
第２の温度と第１の温度の差は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化防止の観点から、好ましくは３７℃以上、より好ましくは４０℃以上であり、更に好ましくは４３℃以上である。
第３攪拌の回転数は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化防止の観点から、好ましくは２５００ｒｐｍ以上、より好ましくは３０００ｒｐｍ以上、更に好ましくは３５００ｒｐｍ以上であり、そして、水性エマルジションの増粘及びゲル化防止の観点から、好ましくは７０００ｒｐｍ以下、より好ましくは５６００ｒｐｍ以下、更に好ましくは４５００ｒｐｍ以下である。
第３攪拌における攪拌時間は、第２攪拌により得られた水性エマルションの増粘及びゲル化防止の観点から、第２攪拌における攪拌時間の、好ましくは０．２倍以上、より好ましくは０．３倍以上であり、そして、生産性向上の観点から、第２攪拌における攪拌時間の、好ましくは０．８倍以下、より好ましくは０．６倍以下である。具体的には、好ましくは２分以上、更に好ましくは３分以上である。
［印刷紙］
本発明の印刷紙は、本発明の処理剤組成物を、印刷紙の両主面の少なくとも一方、例えば印刷面に塗布した後、塗膜を乾燥させて、水等の溶媒を蒸発させることにより固形分により被覆された印刷紙として得られる。本願において、処理剤組成物が塗布される印刷紙は、紙と前記紙の一方の主面上のインク層とを含み、本発明の処理剤組成物を用いた表面処理、例えば、帯電防止処理の対象となる被処理紙を意味する。印刷面とは、被処理紙の主面のうちの、インク層が形成されている側の面を意味する。
本発明の印刷紙は、本発明の処理剤組成物を、印刷紙の両主面の少なくとも一方、例えば印刷面に塗布した後、塗膜を乾燥させて、水等の溶媒を蒸発させることにより固形分により被覆された印刷紙として得られる。本願において、処理剤組成物が塗布される印刷紙は、紙と前記紙の一方の主面上のインク層とを含み、本発明の処理剤組成物を用いた表面処理、例えば、帯電防止処理の対象となる被処理紙を意味する。印刷面とは、被処理紙の主面のうちの、インク層が形成されている側の面を意味する。
前記紙の坪量（つぼりょう）は、１０００ｍ／分以上のような高速条件の印刷速度に適しているため、好ましくは５０ｇ/ｍ2以上７５ｇ/ｍ2以下である。
［印刷紙の表面処理方法］
本発明の印刷紙の表面処理方法は、印刷紙の、例えば印刷面に、本発明の印刷紙用処理剤組成物を塗布した後、乾燥する工程を含む。
本発明の印刷紙の表面処理方法は、印刷紙の、例えば印刷面に、本発明の印刷紙用処理剤組成物を塗布した後、乾燥する工程を含む。
本発明の処理剤組成物を印刷紙へ塗布する方法は、本発明の処理剤組成物を、印刷紙に直接塗布する方法等が挙げられる。塗布方法は、例えば、サイズプレス法、コーター法、スプレー法、又はこれらを併用する方法等が挙げられる。
本発明の処理剤組成物は、水等により希釈してから使用しても構わない。希釈された処理剤組成物中の固形分濃度は、０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．３質量％以上が更に好ましく、そして、２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が更に好ましい。
被塗布紙への処理剤組成物の塗布量は、帯電防止性能及び滑性向上の観点から、印刷紙に対し、処理剤組成物の固形分換算で０．００１ｇ／ｍ2以上が好ましく、０．０５ｇ／ｍ2以上がより好ましく、そして、１０ｇ／ｍ2以下が好ましく、５ｇ／ｍ2以下がより好ましい。
本発明の処理剤組成物が塗布される印刷紙における、印刷方法、インク層のインクの種類等については特に限定されない。例えば、印刷方法は、従来から実施されているオフセット印刷、凸版印刷、グラビア印刷等に加え、近年小規模枚数の印刷で主流になっているインクジェット印刷、電子写真印刷等が挙げられる。
本発明の処理剤組成物は、特に印刷速度が１０００ｍ／分以上のような高速条件で印刷される印刷紙、例えばオフセット輪転印刷により印刷された印刷紙に対して、十分な帯電防止性能と滑性を付与させることができる為、好適に使用される。
［製造実施例１］
表１中に記号（Ａ−１）で表される４級塩、表２中に記号（Ｂ−１）で表されるノニオン系界面活性剤、及び表３中に記号（Ｃ−１）で表されるイオン交換水を用いて、表４中に実施例１で示される配合量となる混合物を調製した。その後、表５中の製造実施例１で表される条件（撹拌時間、回転速度）に従ってプライミクス社製オートミキサーにて攪拌して、得られた乳濁液を、実施例１の処理剤組成物とした。尚、（Ａ−１）は、式（Ｉ）で表される４級塩である。
表１中に記号（Ａ−１）で表される４級塩、表２中に記号（Ｂ−１）で表されるノニオン系界面活性剤、及び表３中に記号（Ｃ−１）で表されるイオン交換水を用いて、表４中に実施例１で示される配合量となる混合物を調製した。その後、表５中の製造実施例１で表される条件（撹拌時間、回転速度）に従ってプライミクス社製オートミキサーにて攪拌して、得られた乳濁液を、実施例１の処理剤組成物とした。尚、（Ａ−１）は、式（Ｉ）で表される４級塩である。
ここで、製造実施例１は、第１撹拌後直ちに第２攪拌を行い、引き続き第３攪拌を行う一連の撹拌操作による混合を行ったことを示す。第１攪拌は、６０℃のウォーターバスを用いて混合物の温度を６０℃±２℃になるまで加温してから行った。第１攪拌及び第２攪拌を行っている最中は、混合物の温度は、６０℃±１℃に保たれていた。第３撹拌は、０℃のウォーターバスを用いて混合物の温度が１５℃なるまで冷却してから開始した。冷却撹拌の最中は、混合物の温度は１５℃±０．６℃に保たれていた。
堀場製作所製のレーザー散乱粒度分布計ＬＡ−９２０を用いて、得られた処理剤組成物中の乳化粒子の、平均粒径及び粒度分布を測定した。得られた粒度分布から粒径１０μｍ以上の体積割合（％）を算出した。
得られた処理剤組成物の３０℃における粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製ＢＭII、ローターＮｏ．１）にて測定し、表５に示した。
［製造実施例２〜５、製造比較例１〜５］
製造実施例１と同様に、表１〜５に示す各種構成成分が表４の配合割合の混合物を調整し、次いで、表５の条件（撹拌時間、回転速度）にて攪拌し、得られた各乳濁液を、実施例２〜５、比較例１〜５の処理剤組成物とした。得られた各処理剤組成物中の乳化粒子の平均粒径、粒度分布の測定及び粒径１０μｍ以上の体積割合（％）を算出した。また、得られた乳濁液の３０℃における粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製ＢＭII）を用いて測定した。実施例２〜５及び比較例１〜３の処理剤組成物の粘度の測定には、ローターＮｏ．１を、比較例４の処理剤組成物の粘度の測定には、ローターＮｏ．３を用いた。表１中の（Ａ−２）及び（Ａ−３）は、式（Ｉ）で表される４級塩である。
製造実施例１と同様に、表１〜５に示す各種構成成分が表４の配合割合の混合物を調整し、次いで、表５の条件（撹拌時間、回転速度）にて攪拌し、得られた各乳濁液を、実施例２〜５、比較例１〜５の処理剤組成物とした。得られた各処理剤組成物中の乳化粒子の平均粒径、粒度分布の測定及び粒径１０μｍ以上の体積割合（％）を算出した。また、得られた乳濁液の３０℃における粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業製ＢＭII）を用いて測定した。実施例２〜５及び比較例１〜３の処理剤組成物の粘度の測定には、ローターＮｏ．１を、比較例４の処理剤組成物の粘度の測定には、ローターＮｏ．３を用いた。表１中の（Ａ−２）及び（Ａ−３）は、式（Ｉ）で表される４級塩である。
［実施例１〜５、比較例１〜５］
各処理剤組成物をイオン交換水で１０倍に希釈し、高速オフセット印刷機（印刷速度１２００ｍ／分）にて印刷された印刷紙（印刷される前の紙の坪量は５３ｇ／ｍ2）に、Ｎｏ．８ワイヤーコーターにて０．４〜２ｇ／ｍ2（固形分換算）割合で塗布した。塗布後直ちに２５℃、２０％ＲＨの恒温恒湿室内で２４時間放置することで自然乾燥させ、下記方法にて塗布処理された紙の帯電防止性能及び滑性を評価した。結果を表６に示す。
各処理剤組成物をイオン交換水で１０倍に希釈し、高速オフセット印刷機（印刷速度１２００ｍ／分）にて印刷された印刷紙（印刷される前の紙の坪量は５３ｇ／ｍ2）に、Ｎｏ．８ワイヤーコーターにて０．４〜２ｇ／ｍ2（固形分換算）割合で塗布した。塗布後直ちに２５℃、２０％ＲＨの恒温恒湿室内で２４時間放置することで自然乾燥させ、下記方法にて塗布処理された紙の帯電防止性能及び滑性を評価した。結果を表６に示す。
［帯電防止性能の評価法］
ＪＩＳ Ｋ ６９１１に基づいて、処理剤組成物で処理した各印刷紙（１０ｃｍ角の試験片）を、横河ヒューレットパッカード社製、型番４３２９Ａの高絶縁抵抗計により、２５℃，２０％ＲＨの条件で表面固有抵抗値を測定した。表面固有抵抗値が１０9Ω台であれば帯電防止性能は良好である。
ＪＩＳ Ｋ ６９１１に基づいて、処理剤組成物で処理した各印刷紙（１０ｃｍ角の試験片）を、横河ヒューレットパッカード社製、型番４３２９Ａの高絶縁抵抗計により、２５℃，２０％ＲＨの条件で表面固有抵抗値を測定した。表面固有抵抗値が１０9Ω台であれば帯電防止性能は良好である。
［滑性の評価法］
処理剤組成物で処理した各印刷紙について、熊谷理器製、フリクションテスター（ＪＩＳ Ｃ６２４４）により静摩擦係数及び動摩擦係数を、２５℃，２０％ＲＨの条件で測定した。尚、静摩擦係数が０．２６以下、動摩擦係数が０．１８以下であれば印刷紙の滑性は十分であり、紙切れ等の問題は発生しない。
処理剤組成物で処理した各印刷紙について、熊谷理器製、フリクションテスター（ＪＩＳ Ｃ６２４４）により静摩擦係数及び動摩擦係数を、２５℃，２０％ＲＨの条件で測定した。尚、静摩擦係数が０．２６以下、動摩擦係数が０．１８以下であれば印刷紙の滑性は十分であり、紙切れ等の問題は発生しない。
表６に示されるように、式（Ｉ）で表される４級塩とノニオン性界面活性剤を含み、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の存在割合が５体積％以下である、実施例１〜５の処理剤組成物を用いて印刷紙を表面処理した場合、帯電防止性能及び滑り性について、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の割合が５体積％を超える比較例１〜５の処理剤組成物を用いる場合よりも良好であった。
以上説明した通り、本発明の処理剤組成物を用いた印刷面の表面処理において、帯電防止性能と滑性の向上が行える。従って、本発明の処理剤組成物を用いれば、作業効率の向上、印刷紙の汚れ防止、紙切れの抑制等が期待できるので、印刷紙の製造効率の向上が期待できる。
Claims (7)
- 下記式（Ｉ）で表される４級塩、ノニオン性界面活性剤、及び水を含有する、水性エマルションであり、粒径が１０μｍ以上の乳化粒子の存在割合が５体積％以下である印刷紙用処理剤組成物。
- 前記ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキル及びアルケニルエーテルのいずれかから選ばれる少なくとも１種である、請求項１記載の印刷紙用処理剤組成物。
- 更に、イミノ二酢酸塩系キレート剤を含有する、請求項１又は２記載の印刷紙用処理剤組成物。
- 前記乳化粒子の平均粒径が０．４５μｍ以下である、請求項１から３のいずれかの項に記載の印刷紙用処理剤組成物。
- 請求項１から４のいずれかの項に記載の印刷紙用処理剤組成物の製造方法であって、
前記４級塩と、前記ノニオン性界面活性剤と、前記水とを含む混合物を攪拌する工程を含み、
前記工程において、
前記混合物を、乳化させることなく均一化させる第１攪拌と、
前記混合物の温度を、４０℃以上８０℃以下の温度範囲内の第１の温度に保った状態で、前記混合物を乳化させる第２攪拌と、
前記混合物を、雰囲気温度よりも低い第２の温度に達するまで冷却した後、前記第２の温度に保った状態で攪拌する第３攪拌と、をこの順で行い、
前記第３攪拌の攪拌時間は、前記第２攪拌の攪拌時間の０．２倍以上０．８倍以下である、印刷紙用処理剤組成物の製造方法。 - 印刷紙が、請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷紙用処理剤組成物の固形分によって被覆されている、印刷紙。
- 印刷紙に、請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷紙用処理剤組成物を塗布した後、乾燥する工程を含む、印刷紙の表面処理方法。
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