(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙の片面または両面に少なくとも２層以上の塗工層を設けたオフセット印刷用多層塗工紙において、最下層の塗工層中にゲル含有量６５％以下、平均粒子径１３０〜２５０ｎｍであるラテックスバインダーを含有し、該最下層の塗工層を構成する顔料の構成比が以下の数式１〜３を満たし、かつ最上層の塗工層を構成する顔料の構成比が、以下の数式４〜６を満たすことを特徴とするオフセット印刷用多層塗工紙。
【数１】
0004030259.tif 000004
【数２】
0004030259.tif 000005
【数３】
0004030259.tif 000006
【数４】
0004030259.tif 000007
【数５】
0004030259.tif 000008
【数６】
0004030259.tif 000009
Ａ：全顔料に対するカオリンの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８８重量％以下含有する。
Ｂ：全顔料に対する重質炭酸カルシウムの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８３重量％以下含有する。
Ｃ：全顔料に対するカオリンの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを９５重量％以上含有する。
Ｄ：全顔料に対する重質炭酸カルシウムの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８７重量％以上含有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフセット印刷用多層塗工紙に関し、特に印刷時の強制熱風乾燥に対する耐ブリスター適性が良好で、かつ白紙光沢および印刷的性に優れたオフセット印刷用多層塗工紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフセット印刷およびその印刷物の分野では、印刷操業性および印刷品質への要望がますます厳しくなっている。特に、強制熱風乾燥工程を有する輪転式印刷機においては、印刷機器の改良に伴い、印刷速度が年を追う毎に上昇しており、これに伴ってトラブルとして問題となる、いわゆるピッキング、火じわ、およびブリスターなどに対する紙の耐性は印刷作業の生産性を高めるために常に強く要求されている。また、印刷品質に関しても、より美観的に優れた印刷物を得るための紙質は尽きることなく高いレベルが求められている。
【０００３】
印刷用塗工紙の印刷品質を向上させる手法として、原紙の片面または両面に少なくとも２層以上の塗工層を設けた、いわゆるオフセット印刷多層塗工紙についていくつか開示されている。例えば、特開平９−６７７９６号公報では印刷用２層塗工紙の下層に含まれるラテックスバインダーのゲル含有量を７５〜９０％、かつ上層のラテックスバインダーのゲル含有量を３０〜６０％と規定することで塗工操業性と耐ブリスター性を両立しようとしている。
【０００４】
しかし、７５〜９０％という高いゲル含有量のラテックスバインダーは、機械的安定性という面では若干良好であっても、耐ブリスター性を十分発揮するには不適切なものであることは明らかであり、既知の事実である。よって、特開平９−６７７９６号公報に記載されるようなオフセット印刷用紙の設計は、優れた耐ブリスター性を発揮するためには不十分なものに止まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オフセット印刷用多層塗工紙に関し、特に印刷時の強制熱風乾燥に対する耐ブリスター適性が良好で、かつピッキング強度、白紙光沢および印刷光沢に優れたオフセット印刷用多層塗工紙を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、本発明のオフセット印刷用多層塗工紙を発明するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のオフセット印刷用多層塗工紙は、原紙の片面または両面に少なくとも２層以上の塗工層を設けたオフセット印刷用多層塗工紙において、最下層の塗工層中にゲル含有量６５％以下、平均粒子径１３０〜２５０ｎｍであるラテックスバインダーを含有し、該最下層の塗工層を構成する顔料の構成比が以下の数式１〜３を満たし、かつ最上層の塗工層を構成する顔料の構成比が以下の数式４〜６を満たすことを特徴とするものである。
【数７】
４０≦Ａ＋Ｂ≦１００                                              （数式１）
【数８】
０≦Ａ≦１００                                                    （数式２）
【数９】
０≦Ｂ≦１００                                                    （数式３）
【数１０】
４０≦Ｃ＋Ｄ≦１００                                              （数式４）
【数１１】
０≦Ｃ≦１００                                                    （数式５）
【数１２】
０≦Ｄ≦１００                                                    （数式６）
Ａ：全顔料に対するカオリンの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８８重量％以下含有する。
Ｂ：全顔料に対する重質炭酸カルシウムの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８３重量％以下含有する。
Ｃ：全顔料に対するカオリンの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを９５重量％以上含有する。
Ｄ：全顔料に対する重質炭酸カルシウムの含有比率（重量％）であり、粒子径２μｍ以下のものを８７重量％以上含有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のオフセット印刷用多層塗工紙について詳細に説明する。
本発明は、原紙の片面または両面に少なくとも２層以上の塗工層を設けたオフセット印刷用多層塗工紙であり、最下層および最上層の塗工層中に含まれるラテックスバインダーのゲル含有量と顔料の粒度分布および配合比率を特定化することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の基本的な設計は、最下層と最上層の役割分担を明確にして、耐ブリスター性、ピッキング強度、白紙光沢および印刷光沢などの特性をこれまでにない高い次元で両立することにある。
【００１０】
高速オフセット印刷用塗工紙として必要なブリスター性への耐性は、原紙近傍に存在する最下層が担うところが大きい。印刷工程中の強制熱風乾燥においては、原紙中に含まれる水分が急激に蒸発、膨張し蒸気圧を生む。この時、下塗り層に充分な透気性が備わっていれば、この気化した水分を速やかに逃し、印刷用塗工紙内部に生じる蒸気圧を減少させることができる。塗工層がもつ透気性が充分でない時は、原紙のｚ軸方向の強度、すなわち内部結合強度が蒸気圧に負け、原紙が解裂し、いわゆるブリスターが生じてしまう。
【００１１】
塗工層の透気性を決める重要な要因としては、ラテックスバインダーのゲル含有量が挙げられる。
【００１２】
ここで言うゲル含有量とは、トルエンやベンゼンなどの有機溶剤に不溶な部分の割合を示すもので、ラテックスバインダーを構成するポリマーの架橋化の度合いを示すものである。
【００１３】
ゲル含有量を低くすれば、塗工層の透気性は向上し、耐ブリスター性は向上するが、一方でピック強度および印刷光沢といった特性は低下する。
【００１４】
また、ゲル含有量と同様にラテックスバインダーの平均粒子径も耐ブリスター性および印刷光沢に多大な影響を及ぼす要因である。
【００１５】
ここで言うラテックスバインダーの平均粒子径とは、水中のラテックスバインダーのブラウン運動を動的レーザー光散乱法により観測し、その値をタイムインターバル法等の光子相関法により解析したものである。（単位；ｎｍ）
【００１６】
塗工層中に含まれるラテックスバインダーの平均粒子径が小さい時は、オフセット印刷用塗工紙のピッキング強度は向上し、耐ブリスター性は低下する。一方、これが大きい時は逆の挙動を示すこととなる。
【００１７】
さらに、同様に顔料の粒度分布も耐ブリスター性に大きな影響を及ぼすものである。
【００１８】
ここで言う顔料の粒度分布とは、粒子径２μｍ以下の顔料が含まれる重量比に代表されるものであり、上記の数式１〜３を満足するものである。
【００１９】
すなわち、本発明のオフセット印刷用多層塗工紙おいては、適正な粗い粒度を有するカオリンもしくは重炭酸カルシウムを一定量以上配合することでオフセット印刷用多層塗工紙は、透気性増加による耐ブリスター性の向上、下塗り層強度増加によるピック強度の改善、そして下塗り層カバリング向上による最上層平滑性増加による白紙光沢および印刷光沢向といった品質の改善を同時に成し遂げることができる。数式１の値が４０に満たない時、このような特性を十分発揮できない場合がある。
【００２０】
さらに、上記のような設計の最下層を持つオフセット印刷用多層塗工紙の最上層を構成する顔料の構成比が上記の数式４〜６を満たすことを特徴とし、白紙光沢および印刷光沢はさらに非常に優れたものとなる。微粒のカオリンもしくは重炭酸カルシウムは優れた平滑性を有することで良好な印刷品質を発現するが、単層では重要な紙質の一つである剛直度が不足したり耐ブリスター性が低下する傾向があり、比較的粗い顔料を最下層に配して組み合わせることによって、これらの物性を高い次元で両立することが可能となる。数式４の値が４０に満たない時、このような特性を十分発揮できない場合がある。
【００２１】
本発明において、最下層および最上層を含めた各塗工層を塗工する方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレス、ゲートロール、シムサイザーなどの各種メタードフルムトランスファー、エアーナイフ、ロッド、ブレード、ダイレクトファウンテンなどの各方式を適宜使用することができる。
【００２２】
本発明において、塗工液に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイト、リトホンなどの複合合成顔料、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム、水酸化アルミナなどの半合成顔料、プラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。
【００２３】
塗工液に用いられる澱粉としては、通常の澱紛、酸化澱紛、エーテル化澱紛、エステル化澱紛、酵素変性澱紛やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉が挙げられる。
【００２４】
また、塗工液に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００２５】
塗工液に用いられる澱粉以外のバインダーとしては、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。
【００２６】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００２７】
本発明に用いられる原紙としては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、および故紙パルプなどの各種パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリンなどの各種填料、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を好適に配合し、酸性、中性、アルカリ性のいずれかでも抄造できる。本発明の原紙においては、ノーサイズプレス原紙、澱紛、ポリビニルアルコールなどでサイズプレスされた原紙などを用いることができる。また、必要とする原紙の密度、平滑度を得るために各種カレンダー処理を施す場合も有る。
【００２８】
一連の操業で、塗工、乾燥された塗工紙は、必要に応じて各種カレンダー処理が施される。
【００２９】
最下層の塗工量は、乾燥後の重量として、通常１〜２０ｇ/ｍ2、好ましくは２〜１５ｇ/ｍ2である。
【００３０】
また、最上層の塗工量は、乾燥後の重量として、通常４〜２０ｇ/ｍ2、好ましくは５〜１５ｇ/ｍ2である。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお実施例中の部および％は、特に指定のない限り、すべて重量部および重量％を示す。
【００３２】
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（濾水度４４０ｍｌｃｓｆ）                              ７０部
ＮＢＫＰ（濾水度４９０ｍｌｃｓｆ）                              ３０部
【００３３】
＜内添薬品＞
軽質炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示）                        ＊８部
市販カチオン化澱粉                                            １．０部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤              ０．０３部
パルプ、内添薬品を上記の配合で調整し、坪量７０ｇ/ｍ2の原紙を抄造した。
【００３４】
＜最下層塗工液配合＞
市販カオリンクレー                                          表１および２参照
市販炭酸カルシウム                                          表１および２参照
市販ポリアクリル酸系分散剤                                          ０．１部
ラテックスバインダー（ゲル含有量２０％、平均粒子径１５０ｎｍ          １０部
市販燐酸エステル澱粉                                                  １０部
水酸化ナトリウム                            ｐＨ９．６に調製
【００３５】
この原紙に対して、塗工液を上記の配合で調製し、ロッドメタードフィルムプレス方式の塗工機を用いて、塗工速度１２００ｍ／分で塗工液を片面５ｇ/ｍ2塗工し、乾燥した。尚、下塗り塗工液の市販カオリンクレーおよび市販炭酸カルシウムの配合部数は、表１および２に示した。
【００３６】
得られたものに対し、オンラインでソフトカレンダー仕上げ装置（剛性ロール：外径５００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径５００ｍｍの樹脂ロール、線圧：１８０ｋｇ／ｃｍ、温度：８０℃）を用いてカレンダリング処理を施した。
【００３７】
＜最上層塗工液配合＞
市販一級カオリンクレー                                      表１および２参照
市販重質炭酸カルシウム                                      表１および２参照
市販ポリアクリル酸系分散剤                                          ０．１部
ラテックスバインダー                                                  １５部
市販燐酸エステル澱粉                                                    ３部
市販カルボキシメチルセルロース系増粘剤（ＣＭＣ）                    ０．１部
水酸化ナトリウム                            ｐＨ９．６に調製
【００３８】
さらに、上記の割合の塗工液を調製し、ファウンテンアプリケーション／ブレード方式塗工機を用いて、塗工速度１６００ｍ／分で塗工液を片面１０ｇ／ｍ2塗工し、乾燥して多層塗工紙を得た。尚、最上層塗工液の市販カオリンクレーおよび市販炭酸カルシウムの配合部数は、表１および２に示した。
【００３９】
選られた多層塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー仕上げ装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋｇ／ｃｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、オフセット印刷用多層塗工紙を製造した。
【００４０】
実施例１〜８および比較例１〜６で得られたオフセット印刷用多層塗工紙について、下記の評価方法により評価し、その結果を表１および２に示した。
【００４１】
＜評価方法＞
（１）印刷光沢
ＲＩ印刷適性試験機を用い、藍色、紅色、黄色（インキ量各０．２ｃｃ）の重色ベタ印刷を施した後、グロスメーターにて、光沢を６０°−６０°反射率で評価した。評価基準を以下に示す。ただし、本発明においては、上記数式１〜３を満足する場合には○以上を、さらに数式４〜６をも満足する場合には◎以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：印刷光沢が７０％以上
○（良好）      ：印刷光沢が６５％以上で７０％未満
△（普通）      ：印刷光沢が５５％以上で６５％未満
×（不良）      ：印刷光沢が５５％未満
【００４２】
（２）耐ブリスター性
１５０℃〜２００℃のオイルバスにアルミで包装した塗工紙を一定時間浸漬して、発生するブリスターの数と大きさで採点した（１０点満点）。○以上を発明の対象とした。
◎（非常に良好）：１０点
○（良好）      ：７〜９点
△（普通）      ：４〜６点
×（不良）      ：５点以下
【００４３】
（３）ドライピック強度
ＲＩ印刷適性試験機を用い、タックインキ（タック値２０）の印刷にて紙剥け状態を目視にて判定して評価した（１０点満点）。○以上をもって良好とした。
◎（非常に良好）：１０点
○（良好）      ：７〜９点
△（普通）      ：４〜６点
×（不良）      ：５点以下
【００４４】
【表１】
0004030259.tif 000002
【００４５】
【表２】
0004030259.tif 000003
【００４６】
実施例１〜４では、適切なゲル含有量と平均粒子径のラテックスバインダーと上記数式１〜３を満たした適切な粒度分布および配合量の顔料を最下層に用いることで、良好な耐ブリスター性とピック強度を発現している。さらに、実施例５〜７では、上記数式４〜６を満たした適切な粒度分布および配合量の顔料を最上層に用いることで、優れた白紙光沢と印刷光沢を示すオフセット印刷用多層塗工紙を製造できた。
【００４７】
【発明の効果】
オフセット印刷用多層塗工紙において、最下層に含まれるラテックスバインダーのゲル含有量と平均粒子径、加えて最下層および最上層の塗工層に含まれる粒度分布と配合量を同時に規定することで最下層が担うブリスター性の耐性と最上層の担う白紙光沢および印刷光沢の発現を往来にない非常に高い次元において両立し発揮することができる。