(57)【要約】【課題】インクジェット印刷機、特に輪転方式のインクジェット印刷機において、コックリング、シワ、裏移り及び滲みの発生を抑制できる印刷用紙を提供する。【解決手段】課題は、原紙と、原紙の少なくとも片面に白色顔料及びバインダーを含有する塗工層を有し、前記白色顔料の少なくとも一種にカルシウムアルミネートモノカーボネートを含み、前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量が前記塗工層中の白色顔料１００質量部に対して３０質量部以上８０質量部以下及び前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの平均粒子径が０．９μｍ以上２μｍ未満であり、前記塗工層が水溶性多価陽イオン塩を含有する印刷用紙によって解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙と、原紙の少なくとも片面に白色顔料及びバインダーを含有する塗工層とを有し、前記白色顔料の少なくとも一種にカルシウムアルミネートモノカーボネートを含み、前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量が前記塗工層中の白色顔料１００質量部に対して３０質量部以上８０質量部以下及び前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの平均粒子径が０．９μｍ以上２μｍ未満であり、前記塗工層が水溶性多価陽イオン塩を含有することを特徴とする印刷用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷機による印刷に用いる印刷用紙に関し、特に、輪転方式のインクジェット印刷機による印刷に好適な印刷用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
無版印刷やオンデマンド印刷に対応することができる輪転方式のインクジェット印刷機が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
輪転方式のインクジェット印刷機において、印刷中のコックリングやシワを抑制し、印刷後に平判へ裁断してもカールの発生を抑制できる印刷用紙として、原紙と、原紙の少なくとも一方の面に顔料及びバインダーを含有する塗工層とを有し、前記原紙の灰分量が２０質量％以上３０質量％以下であり、前記印刷用紙のＪＩＳ  Ｐ  ８１１３：２００６に準拠して求められるＣＤ方向の比引張強度が９．０Ｎ・ｍ／ｇ以下且つ（ＭＤ方向の比引張強度）／（ＣＤ方向の比引張強度）の比が１．９以上２．３以下である印刷用紙が公知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
剛度及び印刷特性に優れ、高白色でありながら不透明度が高く、裏抜け等の印刷品質に優れ、並びに表面強度が高い、薄物の印刷用塗工紙であって、平均粒子径が２〜１５μｍであるカルシウムアルミネートモノカーボネートを顔料塗工層に含む印刷用塗工紙が公知である（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５７１６８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７６１７０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３６１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
輪転方式のインクジェット印刷機では、印刷するために印刷用紙に対して、紙の巻き出しから巻き取りまでの間で張力がかけられている。印刷用紙は、巻き出しから巻き取りまでの間で、インクジェット印刷工程及び乾燥工程を経る。張力がかかっている状態でインクジェット印刷されると、印刷用紙は、紙の搬送方向と並行する形で波打ち現象（コックリング）及び／又はシワを発生する場合がある。この理由は、インクジェット印刷機に用いられるインクが、水などの溶媒及びグリセリンなどの乾燥防止剤を、インクジェットの特徴であるインクの液滴を吐出する原理のためにオフセット印刷機などのインキに比べて比較的多く含有するからである。また印刷後、ロール状に巻き取った状態又は平判に断裁して棒積みした状態のときに、印刷用紙は、裏移り及び／又は滲みを発生する場合がある。この理由は、インクジェット印刷機に用いられるインクの溶媒及び乾燥防止剤が、印刷用紙の内部にある空隙に存在して乾燥工程で乾燥されずに印刷用紙の表面に滲み出すからである。上記のような問題は、低坪量の印刷用紙であるほど及び／又は厚さが小さい印刷用紙ほど顕著になる。
【０００７】
本発明の目的は、上記のようなコックリング、シワ、裏移り及び滲みの発生を抑制できる印刷用紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、以下により達成される。
原紙と、原紙の少なくとも片面に白色顔料及びバインダーを含有する塗工層とを有し、前記白色顔料の少なくとも一種にカルシウムアルミネートモノカーボネートを含み、前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量が前記塗工層中の白色顔料１００質量部に対して３０質量部以上８０質量部以下及び前記カルシウムアルミネートモノカーボネートの平均粒子径が０．９μｍ以上２μｍ未満であり、前記塗工層が水溶性多価陽イオン塩を含有する印刷用紙。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、インクジェット印刷機、特に輪転方式のインクジェット印刷機において、コックリング、シワ、裏移り及び滲みの発生を良好に抑制できる印刷用紙を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
輪転方式のインクジェット印刷機は、ヒューレットパッカード社の輪転機能を備えた大型インクジェット印刷機「ＨＰ  Ｔ３００  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｎｋｊｅｔ  Ｗｅｂ  Ｐｒｅｓｓ」、ミヤコシ社のインクジェット印刷機「ＭＰＪ２０シリーズ」、コダック社の高速カラーインクジェットデジタル輪転印刷機「Ｋｏｄａｋ  Ｐｒｏｓｐｅｒ  ５０００ＸＬ  Ｐｒｅｓｓ」などとして、既に市販される。
【００１１】
印刷用紙は、坪量が１００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、さらに７０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。この範囲であると、本発明の効果が顕著に現れるからである。なお、坪量の下限は特に限定しないが、通常、印刷用紙で使用でき得る範囲の坪量である。坪量は、３５ｇ／ｍ２以上が好ましい。
【００１２】
印刷用紙は、厚みが７０μｍ以下であることが好ましい。厚みがこの範囲であると、本発明の効果が顕著に現れるからである。厚みの下限は特に限定しないが、通常、印刷用紙で使用でき得る範囲の厚さである。厚みは、４５μｍ以上が好ましい。
【００１３】
原紙は、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、及びＤＩＰなどの古紙パルプに、炭酸カルシウムなどの填料を加え、サイズ剤、歩留まり剤、カチオン性化合物、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤など必要に応じて各種添加剤を配合した紙料から、酸性、中性、アルカリ性の条件で抄造した紙である。前記紙は、抄造後に、後述のカレンダー装置を用いてカレンダー処理を施してもよい。
【００１４】
原紙は、少なくともパルプとしてＬＢＫＰとＮＢＫＰとを含むことが好ましい。また、ＬＢＫＰ及びＮＢＫＰのＪＩＳ  Ｐ  ８１２１−２：２０１２「カナダ標準濾水度法」に準拠して求められる濾水度は、ＬＢＫＰ及びＮＢＫＰの各々４００ｍｌ以上５４０ｍｌ以下の範囲が好ましい。
【００１５】
原紙のサイズ度は、本発明の所望の効果を損なわない限りいずれのサイズ度でもよい。サイズ度は、紙料に配合する内添サイズ剤の量、原紙に塗布する表面サイズ剤の塗工量によって調整することができる。内添サイズ剤は、例えば、ロジン系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、中性ロジン系サイズ剤及びカチオン性スチレン−アクリル系サイズ剤などを挙げることができる。表面サイズ剤は、例えば、スチレン−アクリル系サイズ剤、オレフィン系サイズ剤、スチレン−マレイン酸系サイズ剤などを挙げることができる。
【００１６】
原紙の灰分量は、２０質量％以上３０質量％以下が好ましい。灰分量は、原紙を５００℃で１時間燃焼処理を行った後の不燃物の質量と、燃焼処理前の原紙の絶乾質量との比率（質量％）である。灰分量は、填料の含有量により調整することができる。
【００１７】
印刷用紙は、原紙の少なくとも片面に塗工層を有する。印刷用紙は、原紙の両面に塗工層を有することもできる。
【００１８】
塗工層は、白色顔料及びバインダーを含有する。塗工層の白色顔料は、少なくとも一種としてカルシウムアルミネートモノカーボネートを含む。
カルシウムアルミネートモノカーボネートは、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣＯ３の組成を有する結晶性物質であり、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣＯ３・１１Ｈ２Ｏのように水分子と水和した状態で普通は存在する。カルシウムアルミネートモノカーボネートは、層状構造を有し、カオリン等と同様の六角板状の一次粒子からなる。
【００１９】
カルシウムアルミネートモノカーボネートは、従来公知の方法により合成することができる。方法は、例えば、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｊａｐａｎ（無機マテリアル学会発行、Ｖｏｌ．４、Ｍａｙ（１９９７）、Ｐ１９６〜Ｐ２０４、板井・大門著）」に記載される炭酸カルシウムと酸化アルミニウムを乾式混合後１３５０℃で焼成して得られた無水カルシウムアルミネート３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を常温の水中で炭酸カルシウムと反応させる方法、特開２００８−３７６６４号公報に記載されるが如く消石灰と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを水の存在下で反応させ、カルシウムアルミネートモノカーボネートを製造する方法などを挙げることができる。また、カルシウムアルミネートモノカーボネートは、古手川産業社等から市販されており、本発明に用いることができる。
【００２０】
カルシウムアルミネートモノカーボネートは、カオリンや炭酸カルシウムなど従来公知の填料に比べて真比重が小さい。真比重は、ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１−１１−１（ピクノメータ法）に準拠した方法で測定した比重である。例えば、カルシウムアルミネートモノカーボネートは２．１０ｇ／ｃｍ３、カオリンは２．６０ｇ／ｃｍ３、炭酸カルシウムは２．７０ｇ／ｃｍ３であり、カルシウムアルミネートモノカーボネート自体が嵩高である。本発明の効果が得られる理由は定かではないが、発明者は、カルシウムアルミネートモノカーボネートが板状かつ嵩高であることの作用効果によってコックリング、シワ、裏移り及び滲みの発生を抑制することができる、と考える。
【００２１】
カルシウムアルミネートモノカーボネートの平均粒子径は、０．９μｍ以上２μｍ未満である。平均粒子径が０．９μｍ未満であると、コックリング及び／又はシワの発生を良好に抑制することができない。平均粒子径が２μｍ以上であると、裏移り及び／又は滲みの発生を良好に抑制することができない。カルシウムアルミネートモノカーボネートの平均粒径は体積基準の値である。ここで、本発明の平均粒子径とは、レーザー回折法によって測定した体積基準の平均粒子径であり、例えば、日機装社のＭｉｃｒｏｔｒａｃＭＴ３３００ＥＸ２のようなレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置及びＭａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒのようなレーザー回折式粒度分布測定装置などを用いて測定することができる。
【００２２】
塗工層は、カルシウムアルミネートモノカーボネート以外に塗工紙分野で従来公知の白色顔料を含有する。カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量は、塗工層中の白色顔料１００質量部に対して３０質量部以上８０質量部以下である。カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量が３０質量部未満では、コックリング及び／又はシワの発生を良好に抑制することができない。カルシウムアルミネートモノカーボネートの塗工層中の含有量が８０質量部超では、裏移り及び／又は滲みの発生を良好に抑制することができない。
【００２３】
塗工紙分野で従来公知の白色顔料の例としては、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの無機白色顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、スチレン−アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂などの有機白色顔料を挙げることができる。白色顔料は、上記からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましい。
【００２４】
バインダーは、塗工紙分野で従来公知の水分散性バインダー及び水溶性バインダーから選ばれる少なくとも一種又は二種以上であることが好ましい。水分散性バインダーの例としては、スチレン−ブタジエン共重合体及びアクリロニトリル−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体ラテックス並びにメチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などのアクリル系共重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテックス並びにこれらの各種共重合体のカルボキシル基などの官能基含有単量体による官能基変性共重合体ラテックス、ポリウレタン樹脂ラテックス、アルキド樹脂ラテックス、不飽和ポリエステル樹脂ラテックス、並びにメラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂を挙げることができる。水溶性バインダーの例としては、酸化澱粉、エーテル化澱粉及びリン酸エステル化澱粉などの澱粉誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシエ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及びシラノール変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール誘導体、カゼイン及びゼラチン並びにそれらの変性物、大豆蛋白、プルラン、アラビアゴム、カラヤゴム及びアルブミンなどの天然高分子樹脂並びにこれらの誘導体、ポリアクリル酸ソーダなどのビニルポリマー、アルギン酸ソーダ、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、無水マレイン酸並びにその共重合体などを挙げることができる。
【００２５】
塗工層は、水溶性多価陽イオン塩を含有する。水溶性多価陽イオン塩を含有することによって、前記カルシウムアルミネートモノカーボネートと水溶性多価陽イオン塩との相乗効果により、裏移り及び／又は滲みの発生を良好に抑制することができる。水溶性多価陽イオン塩の塗工層中の含有量は、塗工層中の白色顔料１００質量部に対して３質量部以上１５質量部以下が好ましい。
【００２６】
水溶性多価陽イオン塩は、金属の多価陽イオンを含む水溶性塩である。すなわち、水溶性多価陽イオン塩は、金属の多価陽イオンを含み、最終的に２０℃の水に１質量％以上溶解することができる塩である。金属の多価陽イオンの例としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ニッケル、亜鉛、銅、鉄、コバルト、スズ、マンガンなどの二価陽イオン；アルミニウム、鉄、クロムなどの三価陽イオン；及びチタン、ジルコニウムなどの四価陽イオン；並びにそれらの錯イオンである。金属の多価陽イオンと塩を形成する陰イオンは、無機酸及び有機酸のいずれでもよく、特に限定されない。無機酸の例としては、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、フッ化水素酸などを挙げることができる。有機酸の例としては、ギ酸、酢酸、乳酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、有機スルホン酸などを挙げることができる。但し、従来からサイズ剤の定着剤として用いられる硫酸バンドは除く。これらの中で、水溶性多価陽イオン塩は水溶性カルシウム塩が好ましい。さらに水溶性カルシウム塩は塩化カルシウム及び硝酸カルシウムが好ましい。
【００２７】
塗工層は、前記白色顔料、前記バインダー及び前記水溶性多価陽イオン塩以外に、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、粘度安定剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤等の塗工紙分野で従来公知の添加剤を適宜含有することができる。
【００２８】
原紙上に塗工層を設ける方法は、塗工層塗工液を塗工及び乾燥する方法が好ましい。塗工層塗工液の塗工は、従来公知の塗工装置を用いる方法であって特に限定されない。塗工装置の例としては、エアーナイフコーター、カーテンコーター、スライドリップコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ビルブレードコーター、ショートドエルブレードコーター、ゲートロールコーター、フィルムトランスファーコーター、バーコーター、ロッドコーター、ロールコーター、サイズプレスなどを挙げることができる。塗工層塗工液の乾燥は、従来公知の乾燥装置を用いる方法であって特に限定されない。乾燥装置の例としては、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアーループドライヤー及びサインカーブエアーフロートドライヤー等の熱風乾燥機、赤外線加熱ドライヤー、マイクロ波等を利用した乾燥機などを挙げることができる。
【００２９】
塗工層を設けた後には、必要に応じてマシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダーなどを用いてカレンダー処理を施すことができる。
【００３０】
塗工層は、１層又は２層以上である。原紙を基準として最外に位置する最外塗工層が、白色顔料及びバインダーを含有する本発明に係る塗工層に該当すればよい。塗工層が１層の場合、該塗工層が最外塗工層になる。塗工層が２層以上の場合、原紙と最外塗工層との間に位置する塗工層は白色顔料の有無及び種類並びにバインダーの有無及び種類など成分について特に限定されない。製造コストの観点から、塗工層は、１層が好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお本発明は、その主旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す質量部及び質量％は、乾燥固形分あるいは実質成分の値を示す。また、塗工量は乾燥固形分の値を示す。
【００３２】
＜原紙＞
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１−２：２０１２「カナダ標準濾水度法」に準拠して求められた濾水度が４５０ｍｌのＬＢＫＰ７０質量部及び同濾水度が４３０ｍｌのＮＢＫＰ３０質量部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウムを原紙の灰分量が２３質量％になる質量部数、両性澱粉０．８質量部、硫酸バンド０．８質量部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１質量部を混合した紙料を、長網抄紙機で抄造し、次にマシンカレンダー処理をして、結果として坪量が４５．３ｇ／ｍ２になる原紙を作製した。
【００３３】
各実施例及び各比較例の印刷用紙について以下の手順により作製した。
【００３４】
＜塗工層塗工液＞
塗工層塗工液は、下記の内容により調製した。
カルシウムアルミネートモノカーボネート    平均粒子径及び部数は表１に記載
重質炭酸カルシウム                                      部数は表１に記載
ポリビニルアルコール                                          １０質量部
リン酸エステル化澱粉                                          １０質量部
水溶性陽イオン塩                                種類及び部数は表１に記載
上記の内容で配合し、水を媒体として混合して固形分濃度４０質量％の塗工層塗工液を調製した。
【００３５】
【表１】
2020131614.tif 000002
【００３６】
＜印刷用紙＞
フィルムトランスファーコーターを用いて塗工層塗工液を原紙に片面あたり塗工量が５．５ｇ／ｍ２になるように両面塗工し、続いて乾燥させて、塗工紙を作製した。次に、得られた塗工紙にカレンダー処理を施して試験用の印刷用紙とした。カレンダー処理は、弾性ロールと金属ロールからなる装置を用いて、ニップ線圧は幅方向の厚みプロファイルが適切に得られる範囲において、線圧１００〜１２０ｋＮ／ｍの範囲で行った。また金属ロールの温度は８０℃とした。
【００３７】
得られた印刷用紙に対して、評価は、以下の方法によって行った。評価結果は表１に記載する。
【００３８】
＜コックリング及びシワの評価＞
ヒューレットパッカード社の輪転方式のインクジェット印刷機（ＨＰ  Ｔ３００  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｎｋｊｅｔ  Ｗｅｂ  Ｐｒｅｓｓ）で、印刷速度１２０ｍ／分、ＣＭＹＫ４色インクで印刷を行った。印刷後に巻き取られた印刷用紙から、任意に１ｍ×１ｍサイズに一部切り取り、印刷用紙に発生するコックリングを目視によって観察し、下記の基準で官能評価した。本発明において３及び４の評価であれば、印刷用紙は、コックリング及びシワの発生が良好に抑制されたものとする。
４：コックリング及びシワがほぼ認められず、良好。
３：コックリング及び／又はシワが僅かに認められる程度で、概ね良好。
２：上記３より劣りコックリング及び／又はシワが少し認められるが、
実用可能である。
１：コックリング及び／又はシワが認められ、実用上問題になる。
【００３９】
＜裏移り及び滲みの評価＞
ヒューレットパッカード社の輪転方式のインクジェット印刷機（ＨＰ  Ｔ３００  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｎｋｊｅｔ  Ｗｅｂ  Ｐｒｅｓｓ）で、印刷速度１２０ｍ／分、ＣＭＹＫ４色インクで印刷を行った。印刷後に巻き取られた印刷用紙の裏面及び表面を目視によって観察し、下記の基準で官能評価した。本発明において３、４及び５の評価であれば、印刷用紙は、裏移り及び滲みの発生を良好に抑制されたものとする。
５：裏移り及び滲みが認められず、極めて良好である。
４：裏移り及び／又は滲みが極僅かに認められる程度で、良好である。
３：裏移り及び／又は滲みが僅かに認められるが、概ね良好である。
２：上記３より劣り裏移り及び／又は滲みが少し認められるが、実用可能である。
１：裏移り及び／又は滲みが認められ、実用上問題になる。
【００４０】
表１の結果から、本発明に相当する実施例１〜８の印刷用紙は、輪転方式のインクジェット印刷機で印刷した場合において、コックリング、シワ、裏移り及び滲みの発生を良好に抑制できると分かる。一方、本発明の構成を満足しない比較例１〜７の印刷用紙は、本発明の効果の少なくとも１つを得ることができないと分かる。