(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料塗工層を有することなく、原紙に酸化チタンを５質量％から２０質量％の範囲で含有し、表裏に黒着色剤を均一に含有し、前記原紙には蛍光増白剤を５００〜８０００ｐｐｍの範囲で含有し、ＪＩＳ  Ｐ  ８１４８に準じて測定した白色度が７５％以上かつＪＩＳ  Ｐ  ８１４９に準じて測定した不透明度が９８％以上で、坪量が７０ｇ／ｍ２〜１２０ｇ／ｍ２であることを特徴とする高不透明度紙。
【請求項２】
前記蛍光増白剤が内添され、更に蛍光増白剤が外添されることを特徴とする請求項１に記載の高不透明度紙。
【請求項３】
前記酸化チタンと前記黒着色剤と前記蛍光増白剤は、酸化チタン５質量％から２０％質量％に対し、黒着色剤５００から２５０ｐｐｍかつ蛍光増白剤８０００から５００ｐｐｍの範囲で含有されることを特徴とする請求項１または２に記載の高不透明度紙。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の高不透明度紙が、表裏の白色度差が１％未満であることを特徴とする高不透明度紙。
【請求項５】
請求項４記載の高不透明紙の用途が封筒用紙であることを特徴とする高不透明度紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は顔料塗工層を設けることなく、低坪量でありながら、高不透明度を、表裏に白色度差をつけることなく達成した高不透明度紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源化、物流コストの削減、紙ゴミの減量などの社会要請により、紙の軽量化が望まれている。しかし、紙の軽量化が紙品質に与える弊害は大きく、特に印刷用紙では印刷した文字の裏抜けが問題なる。また、プライバシーへの配慮や、情報漏えいの防止に関する機運の高まりにより、内容物が見えては困る封筒やシークレットラベル等での不透明度の向上が求められている。
【０００３】
低坪量で高不透明度を達成する手段としては、機械パルプの利用が考えられるが、白色度に限界があり、褪色性の問題があるため印刷用紙には適さない。
また、ホワイトカーボンや軽質炭酸カルシウム、タルクといわれる無機顔料を通常より多く添加することも考えられるが、紙の強度低下が起こるだけでなく、紙層中に充分に固定させることが出来ず遊離しやすい状態になり、印刷や加工段階で問題を起こす可能性がある。
また、不透明度、白色度を高める方法としては、原紙の表面に、白色度や不透明度の高い顔料を接着剤とともに塗工する方法も考えられるが、ある程度の塗布量が必要となり、坪量を抑えるためには原紙の坪量を下げなければならず、紙力が不足し、印刷時に紙切れなどを起こす可能性がある。
【０００４】
紫色顔料および／又は青色顔料を含有し、不透明度８５％以上を達成した坪量７０ｇ／ｍ２以上の印刷用紙が開示されているが、２層の塗工層を設けなければ達成されず、不透明度もそれほど高いものではない。（特許文献１）
また、塗工層に黒色染料と二酸化チタンを配合し、原紙に特定の機械パルプを使用し、不透明度と白色度を達成したオフセット印刷用紙が開示されているが、強度維持のために針葉樹パルプの使用量が増加し、機械パルプの処理が必要となり、コストがかさむ。（特許文献２参照）
原紙の表面に蛍光増白剤を水溶性接着剤とともに塗布し、表面にとどめる方法が開示されているが、対応可能な紙厚が限られており、不透明度、白色度の向上には限界が有る（特許文献３）
顔料塗工層を有さず、印刷適性、加工適性を持たせたまま、比較的低坪量で高不透明度と白色度を達成したものは未だ見いだされていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２６７５６号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／１２３２３７号公報
【特許文献３】特開２００２−６９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決すべく、顔料塗工層を設けることなく、高い不透明度と白色度を達成し、印刷適性、加工適性を備えた紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、白色度、不透明度、印刷適性、加工適性について鋭意研究を重ねた結果、二酸化チタンの配合量を抑えて、紙力を維持し、黒着色剤を表裏差のないように均一に存在させて本発明を完成させたものである。
本発明は以下の各発明を包含する。
【０００８】
（１）顔料塗工層を有することなく、原紙に二酸化チタンを５質量％から２０質量％の範囲で含有し、表裏に黒着色剤を均一に含有し、ＪＩＳＰ８１４８に準じて測定した白色度が７５％以上かつＪＩＳＰ８１４９に準じて測定した不透明度が９８％以上で、坪量が７０〜１２０ｇ／ｍ２である高不透明度紙。
【０００９】
（２）前記原紙には蛍光増白剤を５００〜８０００ｐｐｍの範囲で含有する（１）記載の高不透明度紙。
【００１０】
（３）前記二酸化チタンと前記黒着色剤と前記蛍光増白剤は、二酸化チタン５質量％から２０質量％に対し、黒着色剤５００から２５０ｐｐｍかつ蛍光増白剤８０００から５００ｐｐｍの範囲で含有される（１）又は（２）に記載の高不透明度紙。
【００１１】
（４）（１）〜（３）記載の高不透明度紙が、表裏の白色度差が１％未満の封筒用紙である高不透明度紙。
【００１２】
（５）（４）記載の高不透明度紙の用途が封筒用紙である高不透明度紙。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、印刷用紙だけでなく、封筒用紙やシークレットラベル等の不透明度、白色度、印刷適性、加工適性を必要とする製品にも使用可能であり、製造方法も、煩雑な工程を要しないため、作業性も経済性も優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は原紙に二酸化チタンを５質量％〜２０質量％の範囲で含有し、表裏に黒着色剤を均一に含有させることが重要である。不透明度向上に効果があるといわれる顔料は他にも有るが、他の顔料では黒着色剤の添加量が増えるため、白色度の低下を招くので好ましくない。
【００１５】
二酸化チタンの含有量は、５質量％未満では不透明度向上効果が少なく、黒着色剤が多量になり、白色度が低下する。２０質量％を超えて添加すると不透明、白色度ともに向上するが、紙力が低下し、印刷適性にも影響を及ぼし、経済的にも不利であるため好ましくない。黒着色剤は表裏ともに均一に含有することにより不透明度効果を高めることが可能となる。
【００１６】
二酸化チタンは、不透明度と白色度向上に優れており、本発明に使用される二酸化チタンは、特に限定されず、結晶系としては、アナターゼ型でもルチル型でも良い。二酸化チタンの表面処理としては、ケイ酸処理やアルミナ処理、リン酸アルミ処理など用途に応じ無機や有機など様々な処理が施されているが、特に限定されず、未処理でも全く問題ない。また、アンチモンなどをドープした耐候性の優れたタイプなどでも全く問題ない。二酸化チタンの製造方法は、硫酸法や塩素法があるが特に限定されず、粒子径についても特に限定されないが、粒径が０．１μｍ〜５．０μｍのものを使用することが好ましい。酸化チタンの構造として、アナターゼ型及びルチル型があるが、アナターゼ型はルチル型に比べ比重が３．９（ルチル４．２）と軽いためワイヤー上で脱落しにくく歩留りが向上し易い傾向を有する。
【００１７】
黒着色剤は、染料系、顔料系、特に制限されず、また、染料系は、直接染料、酸性染料、塩基性染料、アゾ系直接染料など、顔料系は、有機顔料、無機顔料、何れも制限されず、１種あるいは２種以上使用しても問題ない。例としてカーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、鉄黒などが使用可能であるが、カーボンブラックが耐水性、耐光性の点で優れているため好ましい。
【００１８】
黒着色剤は、不透明度を高める為には有効であるが、白色度を低下させるので、二酸化チタン５〜２０質量％に対して、黒着色剤が２５０〜５００ｐｐｍの範囲で含有させたとき、不透明度と白色度のバランスが取り易く好ましい。黒着色剤が２５０ｐｐｍ未満では、二酸化チタンを多量に配合しなければならず、また黒着色剤が５００ｐｐｍを超えると蛍光増白剤を多量に添加しなければならず、紙力の低下やコスト高を招く可能性がある。
【００１９】
本発明では蛍光増白剤を含有させることが好ましい。
使用する蛍光増白剤に制限はないが、スチルベン系、クマリン系、ピラゾリン系、ナフタルイミド系、ビスベンゾオキサゾリル系、ビススチルビフェニール系等の蛍光増白剤が使用できるが、紙、或いは澱粉等の表面処理剤との親和性の高さからスチルベン系蛍光増白剤が好ましい。蛍光増白剤を変性澱粉とともに使用する場合、糊化澱粉に添加することが好ましく、糊化させていない澱粉に添加した場合には澱粉の染色が悪く、架橋剤等を必要とするため好ましくない。
【００２０】
蛍光増白剤の添加により、白色度は向上する。白色度７５％以上のものを求めるときには、蛍光増白剤を原紙に５００〜８０００ｐｐｍの範囲で含有することが好ましい。二酸化チタンが少量の場合、所望の不透明度を得るには、黒着色剤を多量に配合しなければならない為、蛍光増白剤は多量に配合しなければならない。しかし、蛍光増白剤が、８０００ｐｐｍを超えると増白効果は減少し、コスト高となる可能性がある。蛍光増白剤が、５００ｐｐｍ未満の場合、黒着色剤を少量にする必要があり、その場合、二酸化チタンを多量に配合しなければならず、紙力の低下やコスト高になる可能性がある。
【００２１】
蛍光増白剤は内添でも外添でも上記範囲であれば良いが蛍光増白剤は外添と内添の両方行なうことが好ましい。外添だけでは、断裁後、用紙を積載したときの端面の色が不揃いになることがあり、また、歩留りの点から、内添は、外添に比べ、ロスが多く、排水への負荷が大きくなるので、紙中に蛍光増白剤を含有させるために、外添、内添することが好ましい。
外添の場合は印刷適性を向上させる表面サイズ剤とともに塗布することが好ましい。
【００２２】
本発明で使用する原紙に用いるパルプ原料としては、化学パルプを使用することができる。化学パルプ以外にも、用途に応じて各種パルプを使用することができ、例えば、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナー砕木パルプ（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）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。また、本発明において脱墨パルプを使用する場合は、上質紙を中心に選別した高白色度のパルプを配合することが好ましい。
【００２３】
化学パルプには、クラフトパルプ法により製造したものと、亜硫酸パルプ法により製造されたものがあり、本発明においてはその両方を使用することができるが、クラフト法により製造した化学パルプ（以下、本明細書において、単にクラフトパルプ、ということがある）が生産コストの面から好適である。一般に化学パルプは、その製造過程において木材由来成分のリグニンを除去していることから、パルプの白色度が高いが、その反面、製造した紙の不透明度が低くなる傾向がある。しかしながら、本発明によれば、化学パルプを用いた場合でも不透明度を向上させることができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様において、原料パルプに占める化学パルプの含有量は、全パルプ中６０重量％以上であり、８０重量％以上がより好ましく、９０重量％以上がさらに好ましく、１００重量％がもっとも好ましい。化学パルプの含有量が１００重量％であると、リグニンを含まず、印刷用紙を着色させる成分が最も少ない。加えて、リグニンを含まないので紫外線の吸収を抑えられることにより蛍光染料の効力も阻害しないため、印刷用紙の白色度を高くすることができる。化学パルプの含有量が低いほど、白色度の点で不利である。使用するパルプのフリーネスは特に限定されないが不透明度と紙力のバランスを考えると２００〜５５０ｍｌＣＳＦの範囲のものを使用することが好ましい。
【００２５】
本発明においては、公知の製紙用添加剤を使用することができる。例えば、硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、各種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。乾燥紙力向上剤としてはポリアクリルアミド、カチオン化澱粉が挙げられ、湿潤紙力向上剤としてはポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらの薬品は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。中性サイズ剤としてはアルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤などが挙げられる。更に、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。
【００２６】
本発明における原紙の抄紙方法は特に限定されず、トップワイヤー等を含む長網抄紙機、オントップフォーマー、ギャップフォーマ、丸網抄紙機、長網抄紙機と丸網抄紙機を併用した板紙抄紙機、ヤンキードライヤーマシン等を用いて行うことができる。抄紙時のｐＨは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでもよい。抄紙速度は、特に限定されない。
【００２７】
本発明では、上述した原紙の片面または両面に顔料を含まない塗工層を有していてもよい。原紙上に塗工を施すことにより、原紙の表面強度や平滑性を向上させることができる。本発明においては、顔料を含まない塗工層には蛍光増白剤の他に、従来から使用されている、微粒子化澱粉や酸化澱粉などの澱粉類、スチレンブタジエン共重合体樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコールなどのバインダー、表面サイズ剤、カチオン性樹脂、アニオン性樹脂、ノニオン性樹脂、界面活性剤、ｐＨ調節剤、粘度調節剤、柔軟剤、光沢付与剤、ワックス類、分散剤、流動変性剤、安定化剤、帯電防止剤、架橋剤、サイズ剤、蛍光増白剤、着色剤、紫外線吸収剤、消泡剤、耐水化剤、水溶性金属塩、可塑剤、滑剤、防腐剤及び香料等の各種助剤などを適当に１種あるいは２種以上を含有することが出来る。
【００２８】
本発明において顔料を含まない塗工層は、例えば、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ゲートロールコーター、ロッドメタルングサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、プレメタリングサイズプレス、カーテンコーター、スプレーコーター、２ロールのポンド型(２本ロール式)サイズプレスコーターなどのコーター（塗工機）を使用して、各種変性澱粉、微粒子化澱粉、酸化澱粉などの各種澱粉、スチレンブタジエン共重合体樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂などの水性樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を主成分とする塗布液（表面処理液）を原紙上に塗布（サイズプレス）することをいう。
【００２９】
本発明においては、以上のように製造した紙を必要に応じて表面処理する。好ましい態様において、本発明の印刷用紙は、マシンカレンダー、スーパーカレンダーや高温ソフトニップカレンダー等のカレンダーで表面処理を行うことができる。
【００３０】
本発明の高不透明度紙の不透明度は９８％以上であり、白色度は７５％以上である。白色度はパルプの白色度向上や蛍光染料の添加量で調整可能である。
坪量は７０〜１２０ｇ／ｍ２であり、表裏の白色度差は１％以下であることが好ましい。裏面着色による高不透明度用紙が上市されているが、片面に印刷する場合、着色面へ間違って印刷し、多大な損害になる可能性がある。しかし、表裏の白色度差が１％未満と小さい場合、表裏どちらの面に印刷しても同様の仕上りとなるため、好ましい。
【００３１】
本発明に適応できる紙の種類は不透明度が求められるものであれば特に限定はない。印刷用紙、インクジェット用紙、電子写真用紙等の記録用紙にも使用可能であり、特に内容物の隠蔽性が重要となる封筒用紙、特に、従来は裏面に印刷を施して隠蔽性を持たせていた親展封筒には好適である。またシークレットラベル用の用紙としても使用可能である。
【実施例】
【００３２】
本発明を下記実施例により具体的に説明するが、勿論、それらは本発明の範囲を限定するものでない。なお、例中の「部」および「％」は、特に断わらない限り、「質量部（固型分）」および「質量％」を表す。
【００３３】
実施例１
〔用紙の作製〕
広葉樹晒クラフトパルプ（４２０ｍｌＣＳＦ）１００部に、サイズ剤（商品名：ファイブラン８１、荒川化学工業社製）０．０５部、カチオン澱粉（商品名：ケートＦ、王子ナショナル社製）０．８部、硫酸アルミニウム１．０部、歩留り剤（商品名：キースロックＲＰ４０１Ｌ、協和産業社製）０．０２部、黒着色剤（商品名：カヤフェクトブラックＳ、日本化薬社製）３５０ｐｐｍ、蛍光増白剤（商品名：カヤホールＴＡＣ、日本化薬社製）４０００ｐｐｍを加え、二酸化チタン（商品名：Ｒ−７８０、粒子径０．２４μｍ、石原産業社製）が灰分として１５％となるように配合したものに、水を加え、良く混合して、スラリー濃度０．０５％の紙料を作製し、これを用いて、長網多筒式抄紙機を用い、２本ロール方式のサイズプレス装置で、固形分濃度６％の澱粉（商品名：エースＡ、王子コーンスターチ社製）に蛍光増白剤（商品名：カヤホールＥＸ−Ｎ、日本化薬社製）２０００ｐｐｍを基紙の両面に固形分２．８ｇ／ｍ２塗布、乾燥し、坪量８０ｇ／ｍ２の用紙を作製した。
【００３４】
実施例２
実施例１の二酸化チタンを５％、黒着色剤を４５０ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００３５】
実施例３
実施例１の二酸化チタンを２０％、黒着色剤を３００ｐｐｍ、とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００３６】
実施例４
実施例１の二酸化チタンを２０％、黒着色剤を３００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を５００ｐｐｍ、サイズプレス装置で塗布する蛍光増白剤を０ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００３７】
実施例５
実施例１の二酸化チタンを２０％、黒着色剤を２５０ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を５００ｐｐｍ、サイズプレス装置で塗布する蛍光増白剤を０ｐｐｍ、坪量を１２０ｇ／ｍ２とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００３８】
実施例６
実施例１の二酸化チタンを５％、黒着色剤を４００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍ、坪量を１２０ｇ／ｍ２とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００３９】
実施例７
実施例１の二酸化チタンを５％、黒着色剤を５００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍ、坪量を７２ｇ／ｍ２とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４０】
実施例８
実施例１の黒着色剤を６００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４１】
実施例９
実施例１の黒着色剤を２００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４２】
実施例１０
実施例１の黒着色剤を２００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍ、炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ−１２１、奥多摩工業社製）を灰分として３％配合とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４３】
実施例１１（参考例）
実施例１の紙料中の蛍光増白剤を０ｐｐｍ、サイズプレス装置で塗布する蛍光増白剤を０ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４４】
実施例１２
実施例１の紙料中の蛍光増白剤を８０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４５】
比較例１
実施例１の二酸化チタンを３％、黒着色剤を８００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を８０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４６】
比較例２
実施例１の二酸化チタンを３％、黒着色剤を５００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を８０００ｐｐｍ、坪量を１２０ｇ／ｍ２とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４７】
比較例３
実施例１の二酸化チタンを２５％、黒着色剤を２５０ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を３０００ｐｐｍとした以外は、同様にして用紙を作製した。しかし、二酸化チタンが高配合のため、コストが高くなった
【００４８】
比較例４
実施例１の二酸化チタンを２０％、黒着色剤を５００ｐｐｍ、紙料中の蛍光増白剤を６０００ｐｐｍ、坪量を６５ｇ／ｍ２とした以外は、同様にして用紙を作製した。
【００４９】
比較例５
市販の親展封筒用紙を評価した。
【００５０】
得られた用紙について、以下に示す方法により評価を行った。得られた結果を表１に示す。
（評価）
［白色度、不透明度］
白色度は、ＪＩＳＰ８１４８に準じ、不透明度は、ＪＩＳＰ８１４９に準じ、分光白色度測色計（スガ試験機社製、型式ＳＣ−１０ＷＮ型）で測定を行った。
【００５１】
［高隠蔽性封筒用紙適性］
得られた用紙を用いて、封筒を作製し、画線を印刷した紙を封入し、封筒の外からの視認性を評価した。視認性評価は、５人に評価してもらい、全員が視認できない場合を「○」、３人が視認できない場合を「△」、全員が視認できた場合を「×」とした。
画線の印刷は、インクジェットプリンターエプソンＥＰ−３０２で黒印字を行った。
【００５２】
【表１】
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表１から明らかなように、本発明で得られる用紙は、白色度が高く、かつ白色度の表裏差が極めて少ない、非常に不透明度の高い安価な用紙である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、白色系で、表裏差も殆どなく、高い不透明度を有しているため、印刷の画線部が裏に透け難く、また封筒用紙に使用した場合、内容物が透け難くセキュリティーの高い安価な用紙として極めて有用である。