JP5064953B2

JP5064953B2 - 嵩高中質印刷用紙

Info

Publication number: JP5064953B2
Application number: JP2007252156A
Authority: JP
Inventors: 誠幸渡邊; 晃一柳内; 伸夫中西
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-09-27
Also published as: JP2009084710A

Description

本発明は、低密度で柔軟（剛度が低い）であり、しかも印刷適性に優れてインキのブリードを抑制する嵩高中質印刷用紙に関する。

昨今、紙製品に求められる重要な品質の一つとして嵩高性（低密度）が挙げられる。近年の環境保護気運の高まりにともない、森林資源から製造される製紙用パルプを有効に活用する上で、紙の厚さを維持しつつ軽量化、すなわち低密度化した嵩高の紙製品がユーザーから求められている。

従来、紙の低密度化（嵩高化）の方法の一つとして、嵩高のパルプの使用がある。製紙用パルプとしては、一般に木材パルプが汎用されるが、化学薬品により木材繊維中の補強材料であるリグニンを抽出した化学パルプよりも、グラインダーで木材を磨り潰す砕木パルプやリファイナーで木材を精砕するリファイナーメカニカルパルプ、又はサーモメカニカルパルプ等のような機械パルプの方が繊維は剛直であり、紙の低密度化には効果的であることが知られている。しかし、機械パルプを配合して抄造した紙は、剛度が高いことから、印刷・製本した書籍のめくりやすさが不良となる問題があり、印刷用紙の曲げ剛さを低下させる、いわゆる柔軟化の向上が課題となっていた。

紙の低密度化のもう一つの手法として嵩高剤の使用によることも知られている。公知の嵩高剤として、例えば、特定のアルコール及び／又はそのポリオキシアルキレン付加物を含有する紙用嵩高剤（特許文献１参照）、非イオン界面活性剤（特許文献２参照）、多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物からなる紙用嵩高剤（特許文献３参照）が知られており、これらの紙用嵩高剤を板紙に応用した技術も開示されている（特許文献４参照）。

このうち非界面活性剤系の嵩高剤として、特定構造のカチオン性化合物、アミン、アミンの酸塩及び両性化合物から選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含有する紙用嵩高剤が開示されている（特許文献５参照）。また、脂肪酸ポリアミドポリアミン型の嵩高剤もある。また、離水度が４％以上となる化合物であって、嵩、白色度、不透明度のいずれか２つ以上の紙質向上効果を有する化合物が記載されている（特許文献６参照）。さらに、離水度が４％以上となる化合物であって、嵩、白色度、不透明度のいずれか１つ以上の紙質向上効果を有する化合物を使用するパルプシートの製造方法が開示されている（特許文献７参照）。

しかしながら、低密度の紙が得られても低密度化した紙のみの特性では、インキを用いてオフセット印刷した場合に、経時的にインキが印刷裏面に滲み出す、いわゆるインキのブリード（「以下、「ブリード」という。）が発生し、これが印刷トラブルの一因となって、紙の低密度化にともなう大きな問題となっている。また、近年はブリードがより発生し易いインキが使用される場合もあり、今まで問題のなかった用紙でもブリードの発生することが起きている。

国際公開９８／０３７３０号パンフレット特開平１１−２００２８３号公報特許第２９７１４４７号公報特許第３０４１２９４号公報特開平１１−２６９７９９号公報特許第３２８３２４８号公報特開２００３−１０５６８５号公報

以上のような背景から、本発明は、低密度、柔軟（剛度が低い）で、しかも印刷適性に優れ、ブリード（印刷滲み）が発生しない嵩高中質印刷用紙を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の嵩高中質印刷用紙は、嵩高剤を含有する原紙の上に表面処理剤が塗布されている嵩高中質印刷用紙であって、
前記原紙が機械パルプをパルプ重量当たり３０重量％以上含有され、前記嵩高剤として不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤が含有され、その含有量が全パルプ絶乾重量基準で０．１〜２．０％含有されており、前記表面処理剤として少なくともカチオン性表面サイズ剤が塗布され、上記表面処理剤の塗布量が紙片面当たり０．３〜３．０ｇ／ｍ ^２であり、上記表面処理剤中に上記カチオン性表面サイズ剤が５〜１０重量％であり、且つ上記カチオン性表面サイズ剤の塗布量が紙片面当たり０．０５〜１．０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする。
請求項２に係る発明の嵩高中質印刷用紙は、前記表面処理剤として、前記カチオン性表面サイズ剤と変性澱粉を併用して塗布されていることを特徴とする。

本発明により、低密度であってもインキのブリード現象が抑制でき、柔軟で印刷適性にも優れる嵩高中質印刷用紙を得ることができる。

本発明の中質印刷用紙では、原料パルプとして化学パルプ（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）等）、針葉樹、広葉樹の機械パルプ（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）等）又は脱墨パルプ（ＤＩＰ）を単独もしくは任意の割合で混合して使用することができる。本発明においては、機械パルプをパルプ重量当たり３０重量％以上で、より嵩高でありながら柔軟性の効果を有するものである。

本発明で使用する嵩高剤は不飽和脂肪酸アミド系である。機械パルプを配合した中質紙を抄造する場合、不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤は、他の嵩高剤、例えば飽和脂肪酸アミド系、脂肪酸エステル系、高級アルコールアルキレンオキサイド系、アミン系など、と比較して嵩高効果が高い。

不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤としては、オレイン酸アミドアミン系、リノール酸アミドアミン系、オレイン酸アミドイミダゾリン系、リノール酸アミドイミダゾリン系などが挙げられる。

全パルプへの嵩高剤の添加量は、全パルプ絶乾重量基準で０．１〜２．０％が好ましく、より好ましくは０．１〜１．２％であり、０．５〜１．２％が更に好ましい。０．１％未満では、嵩高効果がほとんど無く、２．０％を越えて添加しても、嵩はそれ以上高くならない。

本発明の嵩高中質印刷用紙は、填料を含有してもよい。填料としては、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン又は合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。填料の含有量は、紙重量当たり３〜２０重量％が好ましい。

また、本発明の嵩高中質印刷用紙は、硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性又は両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤や内添サイズ剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて使用することができる。
さらに、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤又はスライムコントロール剤等も必要に応じて添加しても何ら問題はない。

本発明の嵩高中質印刷用紙の抄造は、長網抄紙機、ギャップフォーマ又はハイブリッドフォーマ（オントップフォーマ）等の公知の抄紙機にて行うことができる。中質紙の嵩高性の観点から、抄紙機におけるプレス線圧は、操業に支障を来さない範囲内でなるべく低いことが望ましく、また、カレンダー線圧は嵩高中質印刷用紙の平滑性が損なわれない範囲内でなるべく低いことが望ましい。また、抄紙の際、表面処理剤を塗布することが必要である。

本発明においては、嵩高剤として不飽和脂肪酸アミド系を、そして、表面処理剤としてカチオン性表面サイズ剤を用いている。該不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤は、中質紙を嵩高にして柔軟性を有する効果には優れるが、ブリードが発生しやすい傾向があり、澱粉系表面紙力剤を０．３〜３．０ｇ／ｍ^２、好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｍ^２塗布することにより防止対策を行ってきが、近年、ブリードの発生し易いインキの使用により上記の対策では不十分となってきたので、前記カチオン性表面サイズ剤の表面処理剤が塗布されることによりブリードの発生が抑制できる。このブリードの発生を抑制するために、カチオン性表面サイズ剤の塗布量は、抄紙した紙に対して、片面当たり０．０５〜１．０ｇ／ｍ^２が好ましい。

本発明のカチオン性表面サイズ剤とは、疎水モノマーとカチオン性の官能基を有した親水モノマーの共重合体であれば良いが、具体的にはスチレン系、スチレンアクリレート系、アクリレート系のカチオン性サイズ剤である。疎水モノマーとしてはスチレン、アクリル酸エステルが、親水モノマーとしては(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノプロピルなどが挙げられる。

本発明では、ブリードを発生させないために、カチオン性表面サイズ剤が必要であるが、表面強度やサイズ性向上の目的で、例えば、生澱粉や、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどを１種類以上併用することができる。その中でも表面強度やサイズ性向上効果のためには、変性澱粉を併用して塗布することが好ましく、ヒドロキシエチル化澱粉の塗布が最も好ましい。表面強度とブリードの抑制効果とのバランスをとるために、表面処理剤の塗布量は、抄紙した紙に対して、片面当たり０．３〜３．０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｍ^２である。また、飽和脂肪酸ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン重縮合物を表面処理剤中に１〜１０重量％が好ましい。

表面処理剤を塗布する装置の種類は、特に限定はなく、２ロールサイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ブレードメタリングコーター又はロッドメタリングコーター等の塗工機によって塗布することができる。他の抄造条件は、特に規定されるものではなく、抄紙時のｐＨは、酸性、中性又はアルカリ性のいずれでもよい。
また、紙の表面を平滑にする目的で、マシンキャレンダー、ソフトニップカレンダー、高温ソフトニップカレンダーなどの公知のカレンダー装置を用いて処理を行っても良い。

以上のように、本発明では、不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤を添加した紙料を抄造して得られた紙にカチオン性表面サイズ剤を塗布することにより、低密度で、柔軟（剛度が低い）であり、しかも印刷適性に優れ、ブリードが発生しない嵩高中質印刷用紙を製造できる。
本発明の嵩高中質印刷用紙は、書籍用紙、オフセット印刷用紙又は凸版印刷用紙、グラビア印刷用紙等、及びそれらの塗工原紙として好適に使用することができる。

以下に実施例を示すが、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、説明中％は固形分重量％である。
供試した機械パルプ、嵩高剤、表面紙力剤を下記に示した。
また、紙質測定方法は下記の通りである。
（１）供試嵩高剤
・嵩高剤Ａ：オレイン酸アミドアミン系
・嵩高剤Ｂ：オレイン酸アミドイミダゾリン系
・嵩高剤Ｃ：ステアリン酸アミドアミン系
・嵩高剤Ｄ：ステアリン酸エステル系
・嵩高剤Ｅ：ラウリルアルコールエーテル系

（２）紙質測定方法
・坪量：ＪＩＳＰ８１２４に準じて測定した。
・紙厚、密度：ＪＩＳＰ８１１８に準じて測定した。
・ブリード試験：ローランドＲ２０２印刷機で、湿し水はエッチ液（東京インキ（製）・Ｈ液Ｎｏ．８、大日本印刷で使用）１％添加のものを使用し、インキはインクテック（製）の藍にコンパウンドを１０％添加したものを使用して印刷した後、３０日間暗所保存し、インキの裏面への滲み（ブリード）の抑制程度を目視評価した。
前記目視評価は、次の４段階とした。
◎：非常に良好。
○：良好。
△：やや不良。
×：不良。

・柔軟性試験（剛度）：ベンディングテスター(Lorentzen＆ Wettre)を用いて、MD方向の剛度を測定し、紙厚の影響を避けるために、次の計算式で求めた値を剛度とした。
剛度＝10⁵×ベンディングテスター剛度測定値／(紙厚)³
ここで、純曲げ剛度測定値の単位はμN・m²/m、紙厚の単位はμｍである。
［実施例１］
針葉樹ＴＭＰ（ＣＳＦ１１０ｍｌ）のパルプスラリーに、硫酸バンド１．５％、嵩高剤Ａを１．０％添加し、炭酸カルシウム3.0%、歩留り剤（ＤＲ−３６００、ハイモ株式会社製）２００ｐｐｍを添加し、ベルベIV型抄紙機にて１０００ｍ／分の速度で抄紙し、ヒドロキシエチル化澱粉とスチレンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体であるスチレン系カチオン性サイズ剤の重量配合比率が２０／１のサイズプレス液をゲートロールコーターで２ｇ／ｍ^２の塗布量で塗布し、１０ｋｇｆのニップ圧カレンダー処理し、嵩高中質印刷用紙を得た。

［実施例２］
実施例１のカチオン性サイズ剤がスチレンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体の代りにスチレンと２−エチルヘキシルメタクリレートとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体であるスチレンアクリレート系カチオン性サイズ剤を使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［実施例３］
実施例１のカチオン性サイズ剤がスチレンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体の代りにｎ−ブチルメタクリレートとラウリルメタクリレートとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体であるアクリレート系カチオン性サイズ剤を使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［実施例４］
実施例１の嵩高剤Ａの代りに嵩高剤Ｂを使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。

[実施例５]
実施例１において、ヒドロキシエチル化澱粉とスチレンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体であるカチオン性サイズ剤の重量配合比率を１０/１にしたこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
[実施例６]
実施例１において、ヒドロキシエチル化澱粉とスチレンとメタクリル酸ジメチルアミノエチルの共重合体であるカチオン性サイズ剤の重量配合比率を２０/０．１にしたこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［比較例１］
実施例１の嵩高剤Ａの代りに嵩高剤Ｃを使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［比較例２］
実施例１の嵩高剤Ａの代りに嵩高剤Ｄを使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。

［比較例３］
実施例１の嵩高剤Ａの代りに嵩高剤Ｅを使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［比較例４］
実施例１のカチオン性サイズ剤の代りにスチレンとアクリル酸の共重合体であるアニオン性サイズ剤を使用したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。
［比較例５］
ヒドロキシエチル化澱粉のみを塗布したこと以外は実施例１と同様に嵩高中質印刷用紙を得た。

上記の実施例１〜６及び比較例１〜４の条件と、密度、ブリード試験及び柔軟性試験（剛度）の結果を表１に示す。

表１に示した結果から次のことがわかる。
嵩高剤Ａ、Ｂを含有する実施例１〜６及び比較例４、５の原紙の密度は、他のタイプの嵩高剤を含有する比較例１〜３のそれより小さいことから、不飽和脂肪酸アミド系の嵩高剤は他のタイプの嵩高剤と比較して低密度にできることがわかる。
また、嵩高剤Ａ、Ｂを含有する実施例１〜６及び比較例４、５の原紙の剛度は、他のタイプの嵩高剤を含有する比較例１〜３のそれより小さいことから、不飽和脂肪酸アミド系の嵩高剤は他のタイプの嵩高剤と比較して柔軟にできることがわかる。
嵩高剤Ａ、Ｂを含有している実施例１〜６の原紙は、上記したように低密度及び柔軟であると共に、カチオン性表面サイズ剤がその表面に塗布されることにより、インキブリードの抑制ができることがわかる。

Claims

嵩高剤を含有する原紙の上に表面処理剤が塗布されている嵩高中質印刷用紙であって、
前記原紙が機械パルプをパルプ重量当たり３０重量％以上含有され、前記嵩高剤として不飽和脂肪酸アミド系嵩高剤が含有され、その含有量が全パルプ絶乾重量基準で０．１〜２．０％含有されており、前記表面処理剤として少なくともカチオン性表面サイズ剤が塗布され、上記表面処理剤の塗布量が紙片面当たり０．３〜３．０ｇ／ｍ^２であり、上記表面処理剤中に上記カチオン性表面サイズ剤が５〜１０重量％であり、且つ上記カチオン性表面サイズ剤の塗布量が紙片面当たり０．０５〜１．０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする嵩高中質印刷用紙。
前記表面処理剤として、前記カチオン性表面サイズ剤と変性澱粉を併用して塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の嵩高中質印刷用紙。