(57)【要約】【課題】ページめくり性・筆記性・耐コックリング性を有する印刷用紙を提供する。【解決手段】原紙と、原紙の少なくとも一方の面に平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ以下であるカオリンおよび水分散性バインダーを少なくとも含有する第１塗工層と、第１塗工層において原紙と接する側とは反対面側に炭酸カルシウム、並びに水溶性バインダーおよび／または水分散性バインダーを少なくとも含有する第２塗工層とを有し、第２塗工層中の顔料１００質量部に対して炭酸カルシウムが６０質量部以上であり、第１塗工層の塗工量および第２塗工層の塗工量を合計した片面あたりの総塗工量が１５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする印刷用紙。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙と、原紙の少なくとも一方の面に平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ以下であるカオリンおよび水分散性バインダーを少なくとも含有する第１塗工層と、第１塗工層において原紙と接する側とは反対面側に炭酸カルシウム、並びに水溶性バインダーおよび／または水分散性バインダーを少なくとも含有する第２塗工層とを有し、第２塗工層中の顔料１００質量部に対して炭酸カルシウムが６０質量部以上であり、第１塗工層の塗工量および第２塗工層の塗工量を合計した片面あたりの総塗工量が１５ｇ／ｍ２以下であ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、印刷用紙に関する。特に、教科書、参考書、問題集等の学習教材に好適な印刷用紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の学習教材は、利用者が理解しやすいように、図表・写真・イラスト等をカラーで掲載すること、また重要項目などを色分けして表記することが行われている。
【０００３】
さらに、近年、印刷版を使用しないデジタル印刷機が登場している。デジタル印刷機の主な方式としてインクジェット記録方式を使用する産業用インクジェット印刷機が公知である（例えば、特許文献１および２、非特許文献１および２参照）。産業用インクジェット印刷機は、例えば、大日本スクリーン製造社のＴｒｕｅｐｒｅｓｓＪｅｔ、ミヤコシ社のＭＪＰシリーズ、コダック社のＰｒｏｓｐｅｒおよびＶＥＲＳＡＭＡＲＫ、富士フイルム社のＪｅｔＰｒｅｓｓなどの名称で販売されている。
【０００４】
このような産業用インクジェット印刷機は、印刷諸条件に依存するものの一般家庭向けおよびＳＯＨＯ向けインクジェットプリンター、並びに大判インクジェットプリンターに比べてカラー印刷速度が１０倍〜数十倍と速く、印刷速度が１５ｍ／分以上、より高速では６０ｍ／分を超える。このため、産業用インクジェット印刷機は、一般家庭向けおよびＳＯＨＯ向けインクジェットプリンターおよび大判インクジェットプリンターと区別される。
【０００５】
産業用インクジェット印刷機等のデジタル印刷機は、可変情報を取り扱うことができるためにオンデマンド印刷に適応することができる。オンデマンド印刷により、個人の学習進捗度や習熟度に応じて内容を合わせた個人毎の学習教材が人気を得ている。オンデマンド印刷により書籍を製作するシステムは公知である（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５１２３１号公報
【特許文献２】特開２００５−０８８５２５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０００７７３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】徳増路子著「Ｂ２判印刷本紙対応インクジェット印刷機」（「印刷雑誌」、印刷学会出版部発行、２０１０年８月号（Ｖｏｌ．９３）、２１頁〜２４頁）
【非特許文献２】宮城安利著「オフセット品質のインクジェット印刷機」（「印刷雑誌」、印刷学会出版部発行、２０１０年８月号（Ｖｏｌ．９３）、２５頁〜２９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
学習教材は、使用に際し読み書きする行為が存在することから、書籍用紙としての品質および筆記用紙としての品質が求められる。具体的には、書籍用紙としての品質がページめくりやすさであり、筆記用紙としての品質が鉛筆などの筆記性である。
【０００９】
さらに、デジタル印刷機で印刷する際に学習教材として不良品にならない程度にコックリングを抑制できることが求められる。特に、産業用インクジェット印刷機に使用されるインクは、他の印刷システムに比べてインク溶媒が多く含まれることからコックリングを発生しやすい。
【００１０】
本発明の課題は、学習教材に用いる印刷用紙に好適であって、下記の項目の品質を有する印刷用紙を提供することである。
（１）ページめくり性
（２）筆記性
（３）耐コックリング性
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、学習教材に用いる印刷用紙であって、原紙と、原紙の少なくとも一方の面に平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ以下であるカオリンおよび水分散性バインダーを少なくとも含有する第１塗工層と、第１塗工層において原紙と接する側とは反対面側に炭酸カルシウム、並びに水溶性バインダーおよび／または水分散性バインダーを少なくとも含有する第２塗工層とを有し、第２塗工層中の顔料１００質量部に対して炭酸カルシウムが６０質量部以上であり、第１塗工層の塗工量および第２塗工層の塗工量を合計した片面あたりの総塗工量が１５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする印刷用紙によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、書籍用紙としての品質および筆記用紙としての品質を有し、産業用インクジェット印刷機などのデジタル印刷機で印刷する際に不良品にならない程度にコックリングを抑制でき、個人毎の学習教材を印刷することが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】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
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、および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。
【００１５】
原紙は、サイズプレス液を用いてサイズプレス処理することができる。サイズプレス液に用いる表面サイズ剤は、製紙分野で従来公知のものであって、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−マレイン系サイズ剤などを挙げることができる。また、サイズプレス液には、表面サイズ剤以外に各種添加剤を含有することができる。なお、サイズプレス処理によって形成される層は、本発明の第１塗工層や第２塗工層に含めないものとする。
【００１６】
本発明の印刷用紙は、原紙と、原紙の少なくとも一方の面に第１塗工層を有し、第１塗工層において原紙と接する側とは反対面側に第２塗工層を有する。すなわち、印刷用紙は、原紙を基準として第１塗工層と第２塗工層とをこの順番で積層して有する。また、印刷用紙は、第１塗工層および第２塗工層を原紙の両面に有することができる。
【００１７】
第１塗工層は顔料として平均粒子径０．５μｍ以上２．０μｍ以下であるカオリンを含有する。第２塗工層は、顔料として炭酸カルシウムを含有する。炭酸カルシウムは、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムとのいずれであっても構わない。また併用しても構わない。
【００１８】
前記平均粒子径のカオリンの第１塗工層中の含有量は、第１塗工層中の全顔料１００質量部に対して６０質量部以上であることが好ましい。この理由は、耐コックリング性が良好になるからである。
【００１９】
また、炭酸カルシウムの第２塗工層中の含有量は、第２塗工層中の全顔料１００質量部に対して６０質量部以上である。
【００２０】
本発明において、平均粒子径は、単粒子の場合は単粒子の平均粒子径であり、二次粒子など凝集粒子を形成する場合は凝集粒子の平均粒子径である。平均粒子径は、印刷用紙となった状態から求めることができる。その方法としては、例えば、エネルギー分散形Ｘ線分光器などの元素分析機能付走査型電子顕微鏡を用いて印刷用紙の塗工層表面の電子顕微鏡写真を撮影し、撮影された粒子を面積が近似する球形と見なして粒子径を計算し、撮影画像内に存在する１００個から粒子を測定することによって、平均粒子径を算出する方法である。第１塗工層表面は、第２塗工層を除去することによって測定することができる。
【００２１】
第１塗工層または第２塗工層は、カオリンまたは炭酸カルシウム以外に製紙分野で従来公知の顔料を含有することができる。このような顔料としては、例えば、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顔料などを挙げることができる。
【００２２】
第１塗工層は、バインダーとして水分散性バインダーを含有する。水分散性バインダーとは、実質的に非水溶性の樹脂化合物であり、水分散状態から一旦乾燥した後は熱水にも実質的に溶解しない点で水溶性バインダーと区別される。水分散性バインダーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体またはアクリロニトリル−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またはメタクリル酸エステルの重合体あるいは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、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、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、または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、あるいはメラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂、天然ゴムラテックスなどを挙げることができ、これらから成る群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これらの中で、スチレン−ブタジエン共重合体がさらに好ましい。第１塗工層は、水分散性バインダー以外に水溶性バインダーを含有することができる。但し、第１塗工層のバインダー中に占める水分散性バインダー量は６０質量％以上であることが好ましい。この理由は、耐コックリング性が良好になるからである。
【００２３】
第２塗工層は、バインダーとして水溶性バインダーおよび／または水分散性バインダーを含有する。水溶性バインダーとは、熱水などで溶解した後で最終的に２０℃の水に１質量％以上溶解し得ることができるバインダーである。水溶性バインダーとしては、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、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、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や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、ゼラチンまたはそれらの変性物、大豆蛋白、プルラン、アラビアゴム、カラヤゴム、アルブミンなどの天然高分子樹脂またはこれらの誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン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、無水マレイン酸またはその共重合体などを挙げることができ、これらから成る群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。水分散性バインダーは、第１塗工層に用いる水分散性バインダーと同様のバインダーである。また、水溶性バインダーと水分散性バインダーとを併用することができる。
【００２４】
第１塗工層および第２塗工層のそれぞれにおいて、バインダーの含有量は、それぞれの塗工層が含有する全顔料１００質量部に対して５質量部以上３０質量部以下であることが好ましい。この理由は、耐コックリングあるいは筆記性が良好になるからである。
【００２５】
各塗工層は、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従来公知の添加剤を適宜含有することができる。
【００２６】
本発明において、各塗工層を設ける塗工方法は、塗工層塗工液を従来公知の塗工装置を用いて塗工する方法であって特に限定されない。塗工装置は、例えば、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、サイズプレス等を挙げることができる。
【００２７】
本発明において、塗工層塗工液を塗工後に乾燥する方法は、従来公知の乾燥装置を用いて乾燥する方法であって特に限定されない。乾燥装置は、例えば、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、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等を挙げることができる。
【００２８】
本発明の印刷用紙は、第１塗工層の塗工量および第２塗工層の塗工量を合わせた総塗工量が、乾燥固形分で片面あたり１５ｇ／ｍ２以下である。さらに、第１塗工層の塗工量は、乾燥固形分で片面あたり１ｇ／ｍ２以上９ｇ／ｍ２以下が好ましく、第２塗工層の塗工量は、乾燥固形分で片面あたり３ｇ／ｍ２以上９ｇ／ｍ２以下が好ましい。この理由は、ページめくり性および耐コックリング性が良好になるからである。なお、サイズプレス処理によって形成される層の塗工量は、本発明の上記総塗工量に含めないものとする。
【００２９】
原紙に、あるいは各塗工層を塗工・乾燥した後に、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等を用いたカレンダー処理により表面を平滑化することができる。
【００３０】
第２塗工層に炭酸カルシウムを含有し、第１塗工層に特定の平均粒子径のカオリンおよび水分散性バインダーを含有し、片面あたりの総塗工量が１５ｇ／ｍ２以下にすることによって、印刷用紙は、ページめくり性および筆記性、並びにデジタル印刷機、特に、産業用インクジェット印刷機で印刷する際に学習教材として不良品にならない程度に耐コックリング性を有することができる。この理由は定かではないが、塗工量が１５ｇ／ｍ２以下によってページめくり性および筆記性に、第２塗工層の炭酸カルシウムによってページめくり性および筆記性に、第１塗工層の特定の平均粒子径のカオリンおよび水分散性バインダーによって耐コックリング性に、効果的に作用するものと考えられる。
【００３１】
本発明の印刷用紙は、学習教材としての持ち運びを考慮して、坪量が５０ｇ／ｍ２以上９０ｇ／ｍ２以下、密度０．９５ｇ／ｃｍ３以上１．１５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。坪量および密度は製紙分野で公知の物性であって、従来公知の方法により調整できる。坪量は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４に規定された紙及び板紙−坪量の測定方法に準拠して求められる値である。密度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８に規定された紙及び板紙−厚さおよび密度の測定方法に準拠して求められる値である。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、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は、乾燥固形分あるいは実質成分の値を示す。
【００３３】
＜平均粒子径の測定＞
下記のようにして得られた印刷用紙において、第２塗工層を除去した表面を、走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−６４９０ＬＡ、日本電子社製）で写真を撮影した。撮影画像から、面積が近似する直径を有する球形と見なして撮影された粒子の粒子径を計算し、撮影画像内に存在する１００個の粒子を測定することによって、平均粒子径を求めた。
【００３４】
＜顔料の調製＞
市販の比較的平均粒子径の大きい顔料を用い、これに水と市販のポリアクリル酸塩系分散剤を加えて攪拌し、固形分約７５質量％の予備分散スラリーとした。この予備分散スラリーをアシザワ・ファインテック社製湿式粉砕機（横型、円柱型粉砕室の寸法：直径約０．５ｍ、長さ約１．３ｍ）を用いて処理した。ビーズは直径約０．２ｍｍのジルコニア製を、充填率８０体積％〜８５体積％の範囲で変化させ、流量は約１５リットル／分としパス回数を変化させて、所定の平均粒子径となる各種顔料を調製した。
【００３５】
＜原紙の調製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００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１５質量部、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０．０５質量部を添加して、長網抄紙機で抄造し、サイズプレス装置で両面あたり酸化澱粉を２．５ｇ／ｍ２付着させ、マシンカレンダー処理をして原紙を作製した。最終的に印刷用紙の坪量が６２ｇ／ｍ２および密度が１．０１ｇ／ｃｍ３になるように抄造条件等を調整した。
【００３６】
＜第１塗工層塗工液の調製＞
第１塗工層塗工液は、下記の内容により調製した。
顔料                                  種類・平均粒子径・配合部数は表１に記載
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス                  配合部数は表１に記載
リン酸エステル化澱粉（ＭＳ＃４６００、日本食品化工社製）
配合部数は表１に記載
【００３７】
＜第２塗工層塗工液の調製＞
第２塗工層塗工液は、下記の内容により調製した。
顔料                                              種類・配合部数は表１に記載
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス                              ６質量部
リン酸エステル化澱粉（ＭＳ＃４６００、日本食品化工社製）            ６質量部
【００３８】
【表１】
2016075000.tif 000002
【００３９】
各実施例および各比較例の印刷用紙を以下の手順にて作製した。
【００４０】
＜印刷用紙の作製＞
基紙上に、第１塗工層塗工液を、ブレードコーターを用いて片面あたり７ｇ／ｍ２となるように両面に塗工・乾燥した。次に、第２塗工層塗工液を、ブレードコーターを用いて片面あたり７ｇ／ｍ２となるように両面に塗工・乾燥した。乾燥後に、カレンダー処理を施して印刷用紙を作製した。
【００４１】
但し、比較例８は、第１塗工層塗工液を片面あたり１０ｇ／ｍ２、第２塗工層塗工液を片面あたり１０ｇ／ｍ２となるように両面に塗工・乾燥した。
【００４２】
＜ページめくり性＞
本の縦方向と用紙の抄紙方向（縦目方向）が揃うように丁合い加工したサンプルのページのめくりやすさを、各被験者によって下記の５段階で官能評価した。被験者は２０人とし、２０人の平均値（小数点以下四捨五入）として表した。評価の平均値が３〜５であればページめくり性を有するものとする。
５：非常にめくりやすい。
４：めくりやすい。
３：どちらでもない。
２：めくりにくい。
１：非常にめくりにくい。
【００４３】
＜筆記性＞
筆記具として、株式会社トンボ鉛筆製リサイクル鉛筆木物語（登録商標）ＨＢを使用した。印刷用紙１枚をスチール製事務用デスクの上に置き、各被験者によって書き心地を下記の５段階で官能評価した。被験者は２０人とし、２０人の平均値（小数点以下四捨五入）として表した。本発明において、評価の平均値が３〜５であれば筆記性を有するものとする。
５：極めて良好
４：良好
３：やや良好
２：普通
１：劣る
【００４４】
＜耐コックリング性＞
水性顔料インクを搭載するコダック社製産業用インクジェット印刷機Ｐｒｏｓｐｅｒ  ５０００ＸＬ  Ｐｒｅｓｓを使用し、評価画像を７５ｍ／分で６０００ｍ印刷した。シアン・マゼンタ・イエローの混色による黒色ベタ印刷パターンを１７．５ｃｍ×１７．５ｃｍ四方で記録するという方法で印刷を行った。印刷部分に認められるしわの状態を目視で判定し、下記の３段階で官能評価した。本発明において、評価２または３であれば耐コックリング性を有するものとする。
３：印刷部分にしわの発生がほとんどなく、非常に良好。
２：印刷部分にしわの発生が少なく、良好。
１：印刷部分にしわの発生が多い。
【００４５】
結果を表２に記載する。
【００４６】
【表２】
2016075000.tif 000003
【００４７】
表２から、本発明に相当する実施例１〜７は、ページめくり性・筆記性・耐コックリング性を有することが分かる。一方、本発明の構成を満足しない比較例１〜８は、これら効果のすべてについて有することができないと分かる。