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技術 印刷用紙

出願人 王子ホールディングス株式会社
発明者 萩原浩一中野雅規
出願日 2007年5月31日 (13年6ヶ月経過) 出願番号 2007-146043
公開日 2008年12月11日 (12年0ヶ月経過) 公開番号 2008-297668
状態 未査定
技術分野 紙(4)
主要キーワード 水溶性セルロース化合物 印刷走行 通紙処理 非塗工印刷用紙 αセルロース 軽量紙 灰分含有率 手抄シート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年12月11日)のものです。
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課題

使用する薬品量を減らし、コストを低減し、余分な作業工程を減らし、平滑性不透明性、強度に優れた印刷用紙を提供することにある。

解決手段

αセルロース含有率85%以上、90%以下の広葉樹晒クラフトパルプを60質量%以上含有する原料パルプからなり、灰分含有率が15質量%以上であり、不透明度が80%以上、層間強度が150J/m2以上であり、不透明度が85%以上、米坪が65g/m2以下である印刷用紙。

概要

背景

印刷用紙はチラシダイレクトメール、各種雑誌カタログマニュアル書籍などに使用されている。そして、印刷用紙は非塗工印刷用紙および塗工紙に大別され、印刷品質コスト等が考慮されて用途にあった使用がなされている。非塗工印刷用紙としては晒化学パルプ原料とする上質紙、更に、晒化学パルプと機械パルプ古紙パルプを原料とする中質紙等がある。また、塗工紙は塗工原紙に少なくとも片面に塗料を塗工して、印刷適性を高めたものであり、その原紙(塗工原紙)の組成は非塗工印刷用紙に近いものである。よって、いずれの紙にも、通常、化学パルプが使用されている。晒化学パルプとしては針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が多く使用されており、その中でも、平滑性不透明度地合に優れ、比較的安価であることから、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が多用されている。

また、晒クラフトパルプではリグニン成分はほとんど存在せず、セルロース成分ヘミセルロース成分からなる。このうち、ヘミセルロース膨潤及び膠着作用で紙の強度を強くすることが知られており、ヘミセルロースが多いと密度の高い紙が得られる傾向にあり、不透明性の低い紙が得られることが知られている。そして、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を主体とする透明性の高い(不透明性の低い)グラシン紙、剥離紙などでは、透明性を向上させる方法の一つとして、ヘミセルロースが比較的多い針葉樹晒クラフトパルプを選定する方法が知られている。このようなことから、印刷用紙においてはヘミセルロースの多い晒クラフトパルプを選定することはなかった。

印刷用紙に要求される品質の中でも平滑性、不透明性、白色度、及び、紙の強度は高い方が望ましい。平滑性が低いと印刷品質が劣り、不透明性が低いとインキの裏抜けなどの問題を生じる。紙の強度が低いと、印刷トラブルが生じやすくなる。また、非塗工印刷用紙及び塗工原紙の米坪は通常、40〜120g/m2である。

平滑性及び不透明性を上げる方法としては、填料を内添する方法が一般的である。内添填料は、一般に、紙やシート等において平滑性、不透明性、白色度および地合の改良等を目的として、パルプ繊維を主体とする紙料中に添加して抄紙が行われ、紙に仕上げられる。平滑性、不透明性を改良するには、填料を多く添加する方法が考えられるが、非塗工印刷用紙、特に軽量紙の場合では、紙の強度を低下させるといった難点があり、その結果、抄造時の操業性が低下したり、また、印刷時には、ブランケット紙粉や填料成分が堆積したり、断紙などの印刷走行性が低下するといった問題点が発生することがあり、塗工紙では、オフセット印刷ブリスター等の問題が発生することがあるため、あまり多く添加することができない。灰分含有率としては通常、3〜30質量%である。

紙の表面強度を向上させる手段としては、澱粉ポリビニルアルコール等の接着剤サイズプレス等で紙の表面に含浸、または、塗工する方法がある。塗工紙の表面強度を上げる方法としては塗料のバインダーを増やす方法がある。また、紙の層間強度を上げる手段としては、カチオン化澱粉ポリアクリルアミド等の内添紙力剤を使用する方法がある。しかしながら、これらの薬品を使用することはコスト高となることから、使用量は出来るだけ少ない方が好ましい。

そこで、紙の強度を向上させる方法が提案されている。例えば、特許文献1には原紙にカチオン化澱粉及びポリアクリルアミドを特定量含有させて層間強度を向上する方法、特許文献2には広葉樹の化学パルプをアルカリ水溶液中で機械的処理することで表面強度の良好な印刷用塗工紙を得る方法が提案されている。
しかし、上述の提案では、薬品を使用するためにコストや余分な作業工程が掛かるという難点がある。

特開平06−25996号公報
特開2006−274516号公報

概要

使用する薬品量を減らし、コストを低減し、余分な作業工程を減らし、平滑性、不透明性、強度に優れた印刷用紙を提供することにある。αセルロース含有率85%以上、90%以下の広葉樹晒クラフトパルプを60質量%以上含有する原料パルプからなり、灰分含有率が15質量%以上であり、不透明度が80%以上、層間強度が150J/m2以上であり、不透明度が85%以上、米坪が65g/m2以下である印刷用紙。なし

目的

本発明の課題は、使用する薬品量を減らし、コストを低減し、余分な作業工程を減らし、平滑性、不透明性、強度に優れた印刷用紙を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

αセルロース含有率85以上、90%以下の広葉樹晒クラフトパルプを60質量%以上含有する原料パルプからなり、灰分含有率が15質量%以上であり、不透明度が80%以上、層間強度が150J/m2以上であることを特徴とする印刷用紙。

請求項2

灰分含有率が20質量%以上、不透明度が85%以上、米坪が65g/m2以下であることを特徴とする請求項1に記載の印刷用紙。

請求項3

請求項1または2に記載の印刷用紙の少なくとも片面に無機顔料接着剤を主成分とする表面処理剤を塗工、乾燥してなることを特徴とする印刷用紙。

技術分野

0001

本発明は、平滑性不透明性、紙の強度に優れた印刷用紙に関する。

背景技術

0002

印刷用紙はチラシダイレクトメール、各種雑誌カタログマニュアル書籍などに使用されている。そして、印刷用紙は非塗工印刷用紙および塗工紙に大別され、印刷品質コスト等が考慮されて用途にあった使用がなされている。非塗工印刷用紙としては晒化学パルプ原料とする上質紙、更に、晒化学パルプと機械パルプ古紙パルプを原料とする中質紙等がある。また、塗工紙は塗工原紙に少なくとも片面に塗料を塗工して、印刷適性を高めたものであり、その原紙(塗工原紙)の組成は非塗工印刷用紙に近いものである。よって、いずれの紙にも、通常、化学パルプが使用されている。晒化学パルプとしては針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が多く使用されており、その中でも、平滑性、不透明度地合に優れ、比較的安価であることから、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)が多用されている。

0003

また、晒クラフトパルプではリグニン成分はほとんど存在せず、セルロース成分ヘミセルロース成分からなる。このうち、ヘミセルロース膨潤及び膠着作用で紙の強度を強くすることが知られており、ヘミセルロースが多いと密度の高い紙が得られる傾向にあり、不透明性の低い紙が得られることが知られている。そして、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を主体とする透明性の高い(不透明性の低い)グラシン紙、剥離紙などでは、透明性を向上させる方法の一つとして、ヘミセルロースが比較的多い針葉樹晒クラフトパルプを選定する方法が知られている。このようなことから、印刷用紙においてはヘミセルロースの多い晒クラフトパルプを選定することはなかった。

0004

印刷用紙に要求される品質の中でも平滑性、不透明性、白色度、及び、紙の強度は高い方が望ましい。平滑性が低いと印刷品質が劣り、不透明性が低いとインキの裏抜けなどの問題を生じる。紙の強度が低いと、印刷トラブルが生じやすくなる。また、非塗工印刷用紙及び塗工原紙の米坪は通常、40〜120g/m2である。

0005

平滑性及び不透明性を上げる方法としては、填料を内添する方法が一般的である。内添填料は、一般に、紙やシート等において平滑性、不透明性、白色度および地合の改良等を目的として、パルプ繊維を主体とする紙料中に添加して抄紙が行われ、紙に仕上げられる。平滑性、不透明性を改良するには、填料を多く添加する方法が考えられるが、非塗工印刷用紙、特に軽量紙の場合では、紙の強度を低下させるといった難点があり、その結果、抄造時の操業性が低下したり、また、印刷時には、ブランケット紙粉や填料成分が堆積したり、断紙などの印刷走行性が低下するといった問題点が発生することがあり、塗工紙では、オフセット印刷ブリスター等の問題が発生することがあるため、あまり多く添加することができない。灰分含有率としては通常、3〜30質量%である。

0006

紙の表面強度を向上させる手段としては、澱粉ポリビニルアルコール等の接着剤サイズプレス等で紙の表面に含浸、または、塗工する方法がある。塗工紙の表面強度を上げる方法としては塗料のバインダーを増やす方法がある。また、紙の層間強度を上げる手段としては、カチオン化澱粉ポリアクリルアミド等の内添紙力剤を使用する方法がある。しかしながら、これらの薬品を使用することはコスト高となることから、使用量は出来るだけ少ない方が好ましい。

0007

そこで、紙の強度を向上させる方法が提案されている。例えば、特許文献1には原紙にカチオン化澱粉及びポリアクリルアミドを特定量含有させて層間強度を向上する方法、特許文献2には広葉樹の化学パルプをアルカリ水溶液中で機械的処理することで表面強度の良好な印刷用塗工紙を得る方法が提案されている。
しかし、上述の提案では、薬品を使用するためにコストや余分な作業工程が掛かるという難点がある。

0008

特開平06−25996号公報
特開2006−274516号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明の課題は、使用する薬品量を減らし、コストを低減し、余分な作業工程を減らし、平滑性、不透明性、強度に優れた印刷用紙を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明者らは、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、原料としてαセルロース含有率が特定の範囲である、すなわち、ヘミセルロースや比較的分子量の低いセルロースを特定量含有する広葉樹晒クラフトパルプを多量に使用すると、その膨潤及び膠着作用からウェットプレスで繊維が潰れ易くなり、強度は向上するものの不透明性が低下する。強度と不透明度のバランスを保つために、灰分量とαセルロース量を特定の範囲にすることにより、通常の広葉樹晒クラフトパルプを使用した場合に比べ、平滑性、不透明性、紙の強度に優れる印刷用紙が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下の構成を採用する。

0011

本発明の第1は、αセルロース含有率85%以上、90%以下の広葉樹晒クラフトパルプを60質量%以上含有する原料パルプからなり、灰分含有率が15質量%以上であり、不透明度が80%以上、層間強度が150J/m2以上である印刷用紙である。

0012

本発明の第2は、本発明の第1記載の灰分含有率が20質量%以上、不透明度が85%以上、米坪が65g/m2以下である請求項1に記載の印刷用紙である。

0013

本発明の第3は、本発明の第1または第2に記載の印刷用紙の少なくとも片面に無機顔料と接着剤を主成分とする表面処理剤を塗工、乾燥してなる印刷用紙である。

発明の効果

0014

本発明により、平滑性、不透明性に優れ、高灰分による紙の強度低下に由来する印刷トラブルのほとんどない印刷用紙を提供することが可能になった。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明の平滑性、不透明性に優れ、高灰分による紙の強度に優れた印刷用紙は、全パルプ中にαセルロース含有率が85%以上、90%以下である広葉樹晒クラフトパルプを60質量%以上、好ましくは80質量%以上含有したものを原料とする。そして、灰分含有率が15質量%以上、好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上となるように、填料が内添され、不透明度が80%以上、好ましくは85%以上に仕上げられる。さらに、少なくとも片面に無機顔料と接着剤を主成分とする表面処理剤を塗工、乾燥して塗工紙に仕上げることができる。

0016

前記αセルロース含有率が85%以上、90%以下である広葉樹晒クラフトパルプ以外の原料パルプとしては、必要に応じて任意のパルプを用いることが可能であり、例えば針葉樹クラフトパルプ等の各種化学パルプ、あるいは機械パルプ、古紙パルプ等を適宜、混合使用することが可能である。

0017

αセルロース含有率が85%より低いと不透明性が低くなる虞れがあり、90%より高いと、紙の強度が低くなって所望の効果が得られ難くなる。
αセルロース含有率が85%以上、90%以下である広葉樹晒クラフトパルプが60質量%未満であると、所望の効果が得られ難くなる。

0018

灰分含有率が15質量%より低いと、不透明性が低くなって所望の効果が得られ難くなる。不透明度が80%より低いと、インキの裏抜けなどの問題を生じ易くなる。層間強度が150J/m2より低いと、印刷トラブルが生じ易くなる。

0019

なお、αセルロース含有率を85%以上、90%以下にする方法としては、ヘミセルロースの多い材種、例えばアカシアを選定する方法が挙げられる。また、晒前のクラフトパルプ(LUKP)のカッパー価を高くする、具体的には20〜24の範囲にする等の方法がある。尚、カッパー価を高くする方法としては、具体的には蒸解温度を低くする等の方法が用いられる。

0020

填料としては、例えばタルクカオリン重質炭酸カルシウム軽質炭酸カルシウムホワイトカーボン非晶質合成シリカ)等が使用されている。その他、特殊な用途に、使用量は少ないが二酸化チタン焼成クレー尿素樹脂系合成填料、あるいは石膏等が使用されている。これらの填料は用途や目的に応じて単独あるいは混合して使用されている。

0021

なお本発明において用いる紙料には、目的とする紙品質に応じて、サイズ剤歩留向上剤濾水性向上剤紙力増強剤染料等の内添助剤を必要に応じて添加し混合調成することが可能である。前述により得られた紙料は、さらに、スクリーン等の精選工程を経て、ワイヤーパートへ導かれ、脱水工程や乾燥工程を経て紙として仕上げられる。

0022

抄紙方法については特に限定されず、例えば、抄紙pHが4.5付近である酸性抄紙法、抄紙pHを約6〜9とする中性抄紙法等を用いることができる。また、抄紙機も、長網抄紙機ツインワイヤー抄紙機円網抄紙機ヤンキー抄紙機等公知の装置を適宜使用できる。

0023

前述で得られた紙は、さらに必要に応じて、その表面に、ポリビニルアルコール、澱粉、カゼイン表面サイズ剤等その他の薬品を塗工することが可能である。その方法等については特に限定されるものではなく、例えば、ツーロール又は、メタリングブレード式のサイズプレス、ゲートロール、ビルブレードショートドウェルコーターロールコーターエアーナイフコーターブレードコーター等の各種方法が適宜使用できる。

0024

また、紙の表面に塗工される塗料としては、無機顔料と接着剤を主成分としている。無機顔料としては、カオリン、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、焼成クレーなどの公知の材料が例示される。接着剤としては、例えば、酸化澱粉酵素変性澱粉、カチオン化澱粉などの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ポリビニルアルコール類ポリアクリルアミド類などの水溶性バインダー、また、スチレンブタジエン共重合体メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体等の共役ジエン系重合体ラテックスアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル重合体または共重合体等のアクリル系重合体ラテックスエチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックスなどの重合体ラテックスバインダーが挙げられ、これらのバインダーを単独もしくは併用することが可能である。

0025

上記のような塗料の塗工装置としては特に限定されるものではないが、例えばブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレスゲートロールコーター、ビルブレードコーター、2本ロールサイズプレス等が従来公知のサイズプレス装置が適宜使用される。なかでも、2ロールサイズプレスやゲートロールコーター、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレスが好ましく使用される。

0026

本発明の印刷用紙の層間強度は150J/m2以上である。αセルロース含有率85%以上90%以下の広葉樹晒しクラフトパルプを60質量%含有する原料パルプを使用することにより灰分を15%以上にして不透明度を80%以上に確保しても、層間強度を150J/m2以上とすることが可能となり、塗工印刷用紙としたときのブリスターの問題がない。

0027

本発明で得られた印刷用紙はチラシ、ダイレクトメール、各種雑誌、カタログ、マニュアル、書籍などに好適に使用される。

0028

以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の%は特に断らない限り質量%を示す。

0029

また、実施例及び比較例において用いた測定方法は次の通りである。
〔αセルロース〕 JIS P 8101に準拠して測定した。
〔カッパー価〕 JIS P 8211に準拠して測定した。
〔灰分〕 JIS P 8251に準拠して測定した。
平滑度〕 王研式平滑度計(旭精工社製)を用いてJ.TAPPI No.5に準拠して測定した。
〔不透明度〕 JIS P 8149−2000に準拠し、分光白色度測定計(スガ試験機社製)を用いて、C/2光源で測定した。
〔層間強度〕 TAPPI UM403に準拠して測定した。
耐折強度〕 ISO 5626に準拠して測定した。
〔表面強度〕RI印刷試験機にて、紙試験用印刷インキを0.6cc使用して印刷を行い、印刷面のピッキングの程度を次の評価基準目視評価した。
○;ピッキング発生せず、良好である。
×;ピッキングが発生しており、劣る。
〔ブリスター〕RI印刷試験機にて、オフセット印刷用インキを1cc使用して印刷し、印刷したサンプルを加熱したオイルバス漬けて発生するブリスターの程度を次の評価基準で目視評価した。
○;ブリスターが発生せず、良好である。
×;ブリスターが発生しており、劣る。

0030

<実施例1>
広葉樹原料ユーカリ65%、アカシア35%)を、カッパー価が19.1となるように蒸解した広葉樹未晒パルプを、白色度84%となるようECF漂白し、αセルロース含有率が88.8%の広葉樹晒クラフトパルプを得た。次に、実験用ナイアガラビーターを用いてカナダ標準フリーネスCSF)410mlになるように叩解した。また、実験用ナイアガラビーターを用いて、針葉樹晒クラフトパルプをカナダ標準フリーネス(CSF)500mlになるように叩解した。次に、該広葉樹晒クラフトパルプ80部と該針葉樹晒クラフトパルプ20部からなるパルプスラリーに、硫酸バンド0.5部、軽質炭酸カルシウム(自家製)、歩留向上剤0.02部(商品名:DR-3015、ハイモ社製)を加えて紙料とした。なお、軽質炭酸カルシウムの添加率は手抄きシートの灰分含有率が22質量%となるように調整した。
この紙料を、実験用角型手抄シートマシン(熊谷理機社)を使用して、風乾坪量61g/m2、紙灰分22%の手抄シートを調製した。次いで、実験用キャレンダー(由利ロール社)を使用して2回通紙処理を行った。手抄シートを調湿し(風乾:23℃、50%RH環境下で24時間)、手抄き試験紙(原紙)を得た。
得られた試験紙(原紙)の品質測定を行い、得られた結果を表1にまとめた。

0031

塗工組成物の調製および塗工紙の作製)
カオリン(商品名:ミラグロス/エンゲルハード社)80部、軽質炭酸カルシウム(商品名:TP−121−6C/奥多摩工業社)、酸化変性澱粉(エースA/王子コーンスターチ社)5部、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス(SN−113K/日本エイアンドエル社)10部(それぞれ、固形分として)を混合し、コーレスミキサーを用いて分散し、さらに水を加えて固形分濃度が55.0%の塗工組成物を調製した。次いで、上記の塗工組成物を上記で得た手抄シートに、片面当たり乾燥重量で20g/m2になるように手塗りロッドで両面に塗工し、オーブンで乾燥を行い、実験用キャレンダーに2回通して塗工印刷用紙を得た。かくして得られた塗工紙の品質測定結果を表1にまとめた。

0032

<実施例2>
実施例1において、紙灰分を16%にした以外は、実施例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0033

<実施例3>
実施例1において、広葉樹晒クラフトパルプ100部、針葉樹晒クラフトパルプ0部とした以外は、実施例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0034

<実施例4>
カッパー価が22.2となるように蒸解した広葉樹未晒パルプ(使用した樹種は実施例1のものと同一)を、さらに白色度84%となるようECF漂白し、αセルロース含有率が86.3%の広葉樹晒クラフトパルプを得た。該パルプ80部と、実施例1で使用した針葉樹晒クラフトパルプ20部とした以外は、実施例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0035

<比較例1>
カッパー価が16.7となるように蒸解した広葉樹未晒パルプ(使用した樹種は実施例1のものと同一)を、さらに白色度84%となるようECF漂白し、αセルロース含有率が91.7%の広葉樹晒クラフトパルプを得た。該パルプ80部と、実施例1で使用した針葉樹晒クラフトパルプ20部とした以外は、実施例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0036

<比較例2>
実施例1において、手抄きシートの灰分含有率が6%とした以外は、比較例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0037

<比較例3>
実施例1において、広葉樹晒クラフトパルプ30部、針葉樹晒クラフトパルプ70部とした以外は、実施例1と同様にして手抄きシート、塗工印刷用紙を得た。

0038

0039

表1より明らかなように、本発明の印刷用紙は平滑性、不透明性、及び、紙の強度に優れたものであった。

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