(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙上に、顔料と接着剤を主成分とする塗被層を設けてなる微塗工紙において、該顔料として合成非晶質シリカを全顔料に対して１０〜１００重量％、かつ接着剤としてケイ素元素を含有する水溶性高分子が合成非晶質シリカに対して固形分対比で１００〜３００重量％含有せしめられ、さらに塗被層が乾燥重量で片面当たり０．２〜５ｇ／ｍ2 塗工されてなることを特徴とするオフセット印刷用新聞用紙。
【請求項２】
ケイ素元素を含有する水溶性高分子の主体が、ポリビニルアルコール、澱粉および（メタ）アクリルアミド系重合体の少なくとも１つである請求項１または請求項２に記載のオフセット印刷用新聞用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微塗工紙に関し、特に印刷後の不透明度が高く、印刷機上での走行性およびオフセット印刷適性に優れるオフセット印刷用新聞用紙等に適した微塗工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新聞用紙の印刷は、凸版輪転印刷方式からオフセット輪転印刷方式への転換が急速に進んでいる。オフセット印刷は刷版に湿し水とインクを供給し、次いでブランケットと呼ばれるゴム版にインクを転移させた後、紙に転移させて印刷を行う方式である。また、凸版印刷と比べてタックの強いインクを使用するため、用紙としては表面強度と耐水性の強いことが要求される。因みに、表面強度が弱いか、あるいは耐水性が低いと、紙剥け等により用紙から遊離した繊維や用紙に含まれる顔料が印刷機のブランケット上に堆積したり、インクに混入することにより、印刷面にカスレを発生させてトラブルとなる。
【０００３】
また、新聞の増頁等との関連より新聞用紙の軽量化指向があり、軽量化に付随して印刷後の不透明度の高い用紙が要望されている。このような軽量紙の不透明度を高めるために、原紙の製造に際してホワイトカーボン、二酸化チタン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の顔料が内添填料として使用されている。
しかしながら、上述のような無機や有機の顔料を内添することにより紙力が低下し、製紙工程や印刷工程での断紙問題、あるいはオフセット印刷時の湿し水やインクのタックによって微細繊維や内添顔料が紙層内部から遊離してブランケットに堆積する、所謂ブランケットパイリング等の紙粉トラブルを起こし易い。
上記の如き断紙や紙粉トラブルに対処するため、用紙の表面に澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子を塗布して紙層を強化することが行われている。このような水溶性高分子の表面塗布は、紙表面の繊維と内添顔料を接着させて表面強度や耐水性を向上させることができる。しかし、その塗布量が多くなると、オフセット印刷時の湿し水で表面塗布剤が一部溶解して紙表面にネッパリといわれる粘着性を帯びる。その結果、印刷時に紙面がブランケットに貼り付き、断紙を誘発するという難点がある。
【０００４】
さらには、特開平１−１７４６９７号、特開平５−３３２９４号には、不透明度やインクセット性を改善するために吸油度の高い顔料を含有した塗被層を設ける方法が提案されている。このような吸油度の高い顔料、特に本発明で使用するような合成非晶質シリカ顔料を塗被層の顔料として一定量以上使用した場合、前述の如き水溶性高分子を接着剤として用いても、十分な接着強度を付与することができない。また、塗被紙の接着剤として広く用いられている合成樹脂エマルジョン接着剤は、本発明が目的とするような塗被量が少ない場合には、十分な接着強度を付与できない。そのために用紙の表面強度や耐水性の低下を招いて、紙粉トラブルがより悪化するという問題があり、未だに不透明度とオフセット印刷適性を両立させる方法が確立できていないのが現状である。
加えて、原紙上に前述の水溶性高分子を塗布するか、あるいは顔料を含有する塗被層を設けた場合には塗被紙の摩擦係数が低下する傾向にある。このような塗被紙を新聞用紙として用いた場合、特に印刷後、複数のウェブ（紙匹）が重ね合わされた状態で走行し印刷工程から連続して折り工程に入る際に、印刷図柄や印刷色数が異なることによる紙匹ごとの伸びが異なる結果、用紙の摩擦係数が低いと内側に位置する紙匹の走行性が不安定となり、シワが入る等の、所謂紙流れの問題が起こる。
【０００５】
一方、インクジェット記録用紙の塗被層として、例えば特開平９−２７７６９５号公報等に、合成非晶質シリカとシラノール変性ポリビニルアルコールを含有させる方法が開示されている。しかしながら、上記の公報に提案されているようなインクジェット記録用紙は水性インクを塗被紙に非接触で印字するものであり、本発明が意図するようなオフセット印刷用として利用するには、塗被層の接着強度が弱くインクに塗被層が取られるという、所謂ピッキングトラブルが多発するためにそのままの状態では供することはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の如き新聞用紙が抱えた難点を解決し、オフセット印刷用として好適な微塗工紙を得ることを目的とするもので、原紙上に特定の顔料と特定の接着剤を含有せしめた塗被層を設けることにより、紙粉トラブルや紙流れを起こすことなく、かつ不透明性およびオフセット印刷適性に優れるオフセット印刷用微塗工紙を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原紙上に、顔料と接着剤を主成分とする塗被層を設けてなる微塗工紙において、該顔料として合成非晶質シリカを全顔料に対して１０〜１００重量％、かつ接着剤としてケイ素元素を含有する水溶性高分子が全顔料に対して固形分対比で１０〜３００重量％含有せしめられ、さらに塗被層が乾燥重量で片面当たり０．２〜５ｇ／ｍ2 塗工されてなることを特徴とする微塗工紙である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるケイ素元素を含有する水溶性高分子とは、例えば特開昭５８−５９９２０３号公報に示されるような、ケイ素元素を含有するビニル化合物と酢酸ビニルを共重合させた後ケン化することにより、酢酸ビニル単位がビニルアルコールに、ケイ素元素含有単位がシラノール基に、それぞれ転換されて得られるケイ素元素含有ポリビニルアルコールや、特許第２５５８０８９号公報に示されるような、有機シロキサン基を含む澱粉、あるいは特開平９−１６９８１７号公報に示されるような、有機シロキサン基を含む（メタ）アクリルアミド系の重合体が例示される。
【０００９】
なお、上記ケイ素元素含有ポリビニルアルコールとしては、平均重合度が５００〜４０００のものが好ましい。因みに、５００未満の場合には、塗被層の接着強度が弱く、紙粉トラブルを改善することができなくなる虞れがあり、一方４０００を越えると、塗被液の粘度が高くなり過ぎて塗被量のコントロールができなくなる虞れがある。また、ケン化度については９０モル％以上のものが所謂ネッパリ性が低く、断紙トラブルや紙粉トラブルを発生させにくい点で好ましい。
【００１０】
ケイ素元素を含有する水溶性高分子を、合成非晶質シリカを含む塗被層の接着剤として、塗被層中の全顔料に対して１０〜３００重量％使用することで良好な接着強度と耐水性を得ることができ、前述の紙粉トラブルやネッパリ性に起因する断紙トラブルが発生しにくく、かつ高い不透明度が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
因みに、ケイ素元素を含有する水溶性高分子の量が１０重量％未満の場合には、十分な接着強度と耐水性が得られず、他方３００重量％を越えると不透明度が低下するために好ましくない。
【００１１】
さらに、ケイ素元素を含有する水溶性高分子の使用量を合成非晶質シリカ顔料に対して、固形分対比で１００〜３００重量％とすると、一層良好な塗被層の接着強度と耐水性を得ることができるので、より好ましい態様である。
なお、上記の如くケイ素元素を含有する水溶性高分子を使用することで、表面強度の維持とネッパリ性が軽減され、かつ断紙トラブル等が起こりにくくなる理由については定かではないが、以下のように推定される。
【００１２】
即ち、ケイ素元素を含有する水溶性高分子を合成非晶質シリカ顔料の接着剤として使用すると、接着剤と顔料がＳi −Ｏ−Ｓi の形で強固に結合し、良好な塗被層の接着強度が得られ、また、接着剤自身もケイ素元素の反応、付着により耐水性が改善されてオフセット印刷時の湿し水によっても溶けだすことが少なくなる。その結果、紙粉トラブルやネッパリ性に起因する断紙トラブルが軽減されるものと考えられる。
【００１３】
本発明においてはケイ素元素を含有する水溶性高分子以外に、塗被紙製造分野で一般に使用されている接着剤を本発明の効果が阻害されない範囲で適宜併用することができる。例えば酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉等のケイ素元素を含有しない通常の変性澱粉類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースなどの水溶性セルロース化合物、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体ラテックス等の共重合体ラテックス類、あるいはケイ素元素を含有しない通常のポリビニルアルコールやポリアクリルアミド類等を例示できる。
【００１４】
次に、本発明の必須成分である合成非晶質シリカ顔料について述べる。ここでいう合成非晶質シリカ顔料とは、乾式製造方法によって得られる無水ケイ酸、湿式製造法によって得られる含水ケイ酸があるが、本発明の場合はケイ酸のゲル化により、ＳｉＯ2 の３次元構造を形成させた多孔質、不定形微粒子である含水ケイ酸が不透明度の向上効果が大きいので好ましく使用される。また、合成非晶質シリカ顔料として、上記の如きケイ酸や場合によってはケイ酸カルシウムを主成分とする、所謂ホワイトカーボンを使用することもできる。
このような合成非晶質シリカ顔料を塗被層の全顔料に対し、固形分対比で１０〜１００重量％、好ましくは３０〜１００重量％含有されていることが望ましい。因みに、１０重量％未満では、不透明度や摩擦係数が低下する可能性が強く好ましくない。
【００１５】
本発明において、合成非晶質シリカ顔料を塗被層の顔料として使用することで、不透明度や摩擦（係数）程度が改善される理由については以下のように推定される。
即ち、上記の如き合成非晶質シリカ顔料は比表面積が大きく、嵩高で吸油度の高いことが特徴であり、嵩高な塗被層を得ることができる。その結果、塗被層を通過する光を散乱させるチャンスが多くなり、塗被紙の不透明度が改善される。さらに、印刷されたインクの溶剤成分や樹脂成分が該顔料や塗被層が有する空隙に効率良く吸収され、インクが紙層内部（深く）にまで浸透することを抑えられる結果、特に印刷不透明度が改善されることになる。また、摩擦係数については、合成非晶質シリカ顔料の比表面積が大きいために、塗被紙に仕上げた場合に塗被紙同士や塗被紙と他の物質との接触に際し、その摩擦（係数）抵抗が高められるものと考えられる。
【００１６】
本発明においては、塗被層の顔料として上記合成非晶質シリカ顔料以外に本発明の効果を阻害しない範囲で、例えばカオリン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、サチンホワイト、マイカ、プラスチックピグメント、尿素樹脂等の塗被紙製造分野で公知、公用の顔料を適宜併用できる。
【００１７】
なお、上記の如き特定顔料と特定の接着剤を配してなる塗被層用塗被液（以後、塗料と称す）には、その他に染料、表面サイズ剤、消泡剤、耐水化剤、防腐剤等の各種助剤が必要に応じて添加、混合攪拌して調製される。また、塗料の固形分濃度は、塗工装置や目標とする塗工量に応じて適宜調整することができるが、通常は３〜４０重量％の範囲で調節される。
塗工量は乾燥重量で片面当たり０．２〜５ｇ／ｍ2 の範囲で調節される。因みに、０．２ｇ／ｍ2 未満では、十分な不透明度が得られ難く、一方、５ｇ／ｍ2 を越えると、最終製品の重量が一定とする場合には、その分原紙の重量が少なくなり、結果として紙力低下を招き印刷工程等で断紙が起こり易くなり、好ましくない。
【００１８】
本発明で用いる原紙の主成分であるパルプとしては、化学パルプ（漂白あるいは未漂白のＮＫＰやＬＫＰ等）、高歩留りパルプ（ＧＰ、ＣＧＰ、ＲＧＰ、ＰＧＷ、ＴＭＰ等）、脱墨故紙パルプ（ＤＩＰ等）等を単独または任意の比率で混合して使用される。また、抄紙前の紙料には本発明でいう合成非晶質シリカ顔料、二酸化チタン、焼成カオリン、構造化カオリン、炭酸カルシウム、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の製紙用填料を適宜必要に応じて添加することができる。
さらに、紙料中には、上記填料と共に硫酸バンド、紙力増強剤、歩留り向上剤、強化ロジンサイズ剤、エマルジョンサイズ剤等のサイズ剤、耐水化剤、紫外線防止剤等の一般に公知公用の抄紙用薬品が添加され、通常の抄紙機にて抄紙される。本発明の場合、原紙の坪量としては特に限定されるものではないが、３０〜７０ｇ／ｍ2 の相対的に低坪量の場合に所望の効果が顕著に発揮される。
【００１９】
原紙上に塗被層を形成する方法については特に限定されず、サイズプレス、ブレードメータリングサイズプレス、ロッドメータリングサイズプレス、ゲートロールコーター、ブレードコーター、バーコーター、ロッドブレードコーター、エアーナイフコーター等の一般に公知公用の塗工装置を適宜用いることができる。また、塗被層の乾燥についても、通常の熱風、赤外線、熱シリンダー等の公知公用の乾燥方式が適宜使用される。塗被層の乾燥後、必要に応じてマシンキャレンダー、ソフトニップキャレンダー、スーパーキャレンダー等で加圧処理することができる。
【００２０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。勿論、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。また、例中の部および％は特に断らない限り、それぞれ重量部および重量％を示す。
【００２１】
実施例１
〔含水非晶質シリカの調製〕
市販のケイ酸ソーダ水溶液（ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏ  モル比：３．０５、ＳｉＯ2 濃度  １８７ｇ／リットル）５３．５リットル、芒硝（Ｎａ2 ＳＯ4 ）水溶液（濃度＝３．９％）１７０リットルを内容積３００リットルの攪拌機つき加熱反応槽に供給した。
次いで、蒸気を吹き込んで４５℃とした後、攪拌しながら２０％の硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）８．７リットルを約１０分間かけて添加した。このときの全硫酸添加量に対する第１段の硫酸添加割合は３８％であった。第１段硫酸添加終了後、さらに攪拌を続けながら蒸気を吹き込み、２０分間で９５℃まで昇温した。さらに、溶液を１０分間９５℃に保持した後、攪拌しながら残りの硫酸約１４リットルを９０分かけて添加し、ｐＨ５で添加を終了し、含水非晶質シリカスラリーを得た。このようにして得られた含水非晶質シリカスラリーを遠心脱水機で濃度約１０％まで脱水した後、サンドグラインダー（五十嵐機械製）で粉砕した後、２００メッシュスクリーンで粗粒子を除去して、後述の内添および塗料用の顔料として用いた。なお、上記含水非晶質シリカの平均粒子径は１５μｍであった。
【００２２】
〔原紙の調製〕
針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）１４部、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）４０部、グラウンドパルプ（ＧＰ）７部、新聞脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）３９部の比率からなるパルプスラリーを、フリーネス(C.S.F.)１１０ｍｌまでレファイナーで叩解してパルプスラリーを調製した。次いで、得られたパルプスラリーに上記含水非晶質ケイ酸を１％、ロジンエマルジョンサイズ（商品名：ＳＰＮ−７７３／荒川化学工業社）を０．３％、硫酸バンドを１％添加（いずれも対パルプ固形分対比）し、ツインワイヤーを装備したパイロット抄紙機で抄紙して米坪４１ｇ／ｍ2 の原紙を得た。
【００２３】
〔塗料および塗被紙の調製〕
顔料として、上記含水非晶質シリカを使用し、該シリカ１００部（固形分）に対して、接着剤として９０℃の熱水で溶解したケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（商品名：Ｒ−１１３０，ケン化度９８〜９９モル％、重合度３０００／クラレ社）を２００部（固形分）となるように該ポリビニルアルコールと消泡剤０．１部（有効成分）を添加し、さらに水を加えて固形分濃度８％の塗料を得た。
次いで、上記４１ｇ／ｍ2 の原紙の両面にゲートロールコーターを使用して、乾燥重量で片面当たり１．０ｇ／ｍ2 となるように塗工、乾燥した後、ソフトキャレンダーで１ニップ通紙仕上げを行い、水分７％の微塗工紙を得た。
【００２４】
実施例２
実施例１の塗料調製において、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールとして、Ｒ−１１３０の代わりにＲ−２１０５（ケン化度９８〜９９モル％、重合度５００／クラレ社）を使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２５】
実施例３
実施例１の塗料調製において、含水非晶質シリカ１００重量部に対して、接着剤としてケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０／前記）１００部とケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７，ケン化度９８〜９９モル％、重合度１７００／クラレ社）１００部（各々、固形分換算）を添加したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２６】
実施例４
実施例１の含水非晶質シリカの調製において、サンドグラインダー処理を強化し、その平均粒子径を５μｍに調製した含水非晶質シリカを使用したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００２７】
実施例５
実施例３の塗料調製において、顔料として使用した含水非晶質シリカ１００部に代えて、含水非晶質シリカ４０部と二酸化チタン（商品名：ＦＡ−５５Ｗ／古河機械金属社）６０部（各々、固形分換算）を混合して使用したこと以外は、実施例３と同様にして微塗工紙を得た。
【００２８】
実施例６
実施例５の塗料調製において、含水非晶質シリカ（４０部）と二酸化チタン（６０部）の混合顔料１００部に対して、接着剤としてケイ素元素を含有するポリビニルアルコール（Ｒ−１１３０／前記）３５部とケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７／前記）１６５部（各々、固形分換算）を使用した以外は、実施例５と同様にして微塗工紙を得た。
【００２９】
実施例７
実施例１の微塗工紙の製造において、塗被量を乾燥重量で片面当たり３ｇ／ｍ2 としたこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３０】
実施例８
実施例１の塗料調製において、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ケイ素元素を含有する澱粉（商品名：ＣＯ−ＢＯＮＤ２５００／ナショナルスターチ社）を使用し、塗料の固形分濃度を４％、さらに塗料のｐＨを８に調整した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３１】
比較例１
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、酸化澱粉（商品名：エースＡ／王子コーンスターチ社）を使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３２】
比較例２
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ケイ素元素を含有しないポリビニルアルコール（ＰＶＡ−１１７／前記）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３３】
比較例３
実施例１の塗料調製において、接着剤に使用したケイ素元素を含有するポリビニルアルコールの代わりに、ポリアクリルアミド重合体（商品名：サンタックスＮＰ−１０／三井化学社）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３４】
比較例４
実施例１の塗料調製において、顔料を使用せず、ケイ素元素を含有するポリビニルアルコールだけからなる塗料を調製して使用した以外は、実施例１と同様にして微塗工紙を得た。
【００３５】
かくして得られた実施例、比較例で得られた微塗工紙について、下記に示す項目についての評価を行い、得られた結果を表１に示した。
【００３６】
（顔料の平均粒子径）
ヘキサメタリン酸ソーダ０．２％水溶液中に顔料を添加して、超音波で３０秒間分散した後、レーザー回折式（ＳＡＬＤ−２０００／島津製作所）によって、重量平均粒子径を求めた。
【００３７】
（ブランケット紙粉パイリング）
オフセット印刷機（小森ＳＹＳＴＥＭ  Ｃ−２０）により、オフセット輪転用インク（商品名：ＴＥＲＡＳ  Ｎ墨／大日本インク化学工業社）を使用して、５０００部の印刷を行った後、ブランケット非画線部への紙粉堆積の度合いを目視判定した。
◎  ：紙粉の発生が認められない。
○  ：紙粉の発生がやや認められるが、画線部に紙粉堆積によるにカスレは認められない。
×  ：ブランケット上に紙粉が多く堆積しており、画線部に紙粉堆積によるにカスレが認められる。
【００３８】
（ネッパリ強度：ブランケット粘着性）
新聞印刷用紙サンプル２枚を適当な大きさに切り、水に１０秒間浸漬した後、２枚を素早く密着させ、キャレンダーに線圧５０ｋｇ／ｃｍの条件で通紙し、２０℃、６５％ＲＨの室内で２４時間乾燥した。その後、幅１５ｍｍの試験片を調整し、引っ張り試験機を用いて、２枚の紙の剥離強度を測定した。数値が大きい程粘着性が強く、印刷機上で断紙トラブルを起こし易い。
【００３９】
（印刷不透明度）
ＲＩ印刷機で、オフセット輪転印刷用インク（墨）を用いてインク量を変えて印刷し、印刷面反射率が９％のときの、印刷前の裏面反射率に対する印刷後裏面（印刷面の反対面）の比率を求めた。なお、反射率は分光白色度測色計（スガ試験機社）を使用して測定した。
【００４０】
（摩擦係数）
表面性測定機（トライボギア−１４Ｄ／新東科学社）を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ１８９４試験法に準拠して動摩擦係数を測定した。数値が大きい程、摩擦係数が高く、紙流れトラブルを起こし難い。
【００４１】
【表１】
0003788000.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
表１より明らかなように、本発明に係る実施例で得られた微塗工紙は、ネッパリ強度が低く、ブランケット紙粉パイリングが発生せず、かつ印刷不透明性が高く、オフセット印刷適性に優れるものであった。