CN100560866C - 照相凹版印刷用涂布纸 - Google Patents
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Abstract
本发明提供操作性好、低密度且光泽度高、具有优异印刷适性的照相凹版印刷用涂布纸，其特征是原纸上设有含颜料与粘合剂的涂布层，涂布层中含有按体积基准计有65%以上体积基准分布的0.4～4.2μm的无机颜料与平均粒径0.1～0.6μm的中空有机颜料。
Description
技术领域
本发明涉及照相凹版印刷用涂布纸，更详细地讲涉及操作性好、低密度且光泽度高、具有优异印刷适性的照相凹版印刷用涂布纸及该照相凹版印刷用涂布纸的制造方法。
背景技术
照相凹版印刷是在加压下将版的凹部油墨进行转移的凹版印刷，由于深浅程度再现性好，故可在杂志、样本、小册子等的商业印刷领域等使用。
照相凹版印刷，与平版印刷相比较，由于版使用硬质的金属辊，印刷时版难以完全与用纸贴紧，故在照相凹版印刷时产生缺落网点的漏点。因此，照相凹版印刷用涂布纸的原纸与涂布层要求平滑性与缓冲性等。
对照相凹版印刷用涂布纸赋予平滑性的场合，一般使用高线压进行超级压光处理等，但使用高线压进行压光处理的场合，虽然涂布层表面变得平滑，但涂布纸密度增高。
近年，反映邮费重新规定等，着眼于书籍厚重的邮件，故希望使其轻便。随之也要求纸轻量化。另外，随着环境保护呼声的增高，在有效利用由森林资源制造的造纸用纸浆方面，纸的轻量化也是不可避免的问题，在照相凹版印刷用涂布纸的领域也存在轻量化的倾向。
根据以往的照相凹版印刷用涂布纸的制造方法探索轻量化的场合，不透明度低，缺乏刚性。另外，由于随着低单位面积重量化，其涂布量也不得不减少，故按照以往的技术生产照相凹版印刷用涂布纸的场合，印刷光泽度也降低。
一般为了提高不透明度，且使纸挺括，必须使纸松厚。作为纸低密度化的方法，可举出作为纸主要原料的造纸用纸浆的研究。一般造纸用纸浆使用木浆。作为低密度化用的纸浆，与使用化学药品抽出纤维中作为补强材料的木质素的化学纸浆相比，不使用药品而使用精浆机或磨木机粉碎木材制造的机械纸浆纤维挺括、有利于低密度化。其中牛皮纸浆(GP)对低密度化的作用大。通常造纸用纸浆采用打浆处理使纤维变柔软，进行细纤维化，但打浆处理是与低密度化相反的处理，为了低密度化最好尽量不进行打浆处理。
纸的密度受木浆化树种的选择的影响很大。即，木材纤维本身粗大时，可低密度化。例如宽叶树中作为可较低密度化的树种，可举出橡胶树、枫树、桦树等。然而，现在环境保护呼声高涨，特别难以只收集这些树种并将其加工成木浆。
着眼于近年环境保护呼声的增高，或保护资源的必要性，呼吁增加配混废纸纸浆。由于废纸纸浆很少从高性能纸、报纸、杂志、散发广告纸、涂布纸等纸质上清楚地分类进行纸浆化，而是直接使用混合的纸浆浆化，故作为纸浆的性质存在密度比原始的机械木浆高的倾向。作为其理由，可举出废纸纸浆的纤维成分是化学纸浆与机械木浆的混合物。另外，作为纸中所含的填料成分或涂布纸的填料成分，由于配混一般使用的滑石、高岭土、粘土，故存在使密度增高的倾向。因此废纸纸浆的配混增加有使用纸密度增高的倾向。
如上所述，以过去的方法为基础只改变纸浆，即使是在制造照相凹版印刷用涂布原纸的场合，也不是不透明度与刚性充分的纸，只用这种方法很难制造轻量化的照相凹版印刷用涂布纸。
作为抄造时的低密度化的研究，可在抄造时尽量降低在抄造加压过程中的压力，或进行为了对纸的表面赋予平滑性而进行的压光处理。
除了这样的在纸浆化、抄造时下的功夫外，也进行对涂布原纸仅次于纸浆而大量配混的填料成分的研究。例如，特公昭52-118116号公报公开了作为填料成分通过配合中空的合成有机物胶囊而实现低密度化的方法。另外，还提出了通过利用造纸时干燥器部分的热进行膨胀而实现低密度化的合成有机发泡性填料(例如商品名：EXPANSEL日本Fillite株式会社制)。然而，采用使用这些合成有机发泡性填料的方法进行造纸时的干燥条件困难，另外，即使是只改变这种方法制造照相凹版印刷用涂布纸时，也难以制造低密度且印刷光泽度好的照相凹版印刷用涂布纸。
另外，虽然不是填料成分，但如特开平8-13380所示，也提出了添加微细细纤维化纤维素的方法。使用这种微细细纤维化纤维素的方法中，必须特别地调整微细纤维素，此外，必须在造纸时使纸浆的排水度为CSF400ml以上，优选CSF 500ml以上，大量配合机械木浆的纸料很难调整排水度。
随着印刷方式的多样化，对印刷用纸的要求也在增高，因此开发了各种各样的技术。在压光整饰方法中，也提出了许多高温压光方法替代以往的超级压光，报道了整饰速度的高速化，与此同时印面光泽度、不透明度与刚性等相对地提高，但只改变这种方法，即使在制造照相凹版印刷用涂布纸的场合，也难以解决获得低密度的课题。
另外，照相凹版印刷用涂布纸的制造方法中，重要的是尽量维持高品质、提高生产效率、降低生产成本。作为这种方法，必须提高涂布速度、提高操作性。但，在提高涂布速度的场合，必须使用涂布适性良好的涂布液，使用一般的涂料提高涂布速度的场合，在使用刮刀刮取转印到原纸上的涂料时，施加给涂料的剪切力增高，涂布液的流动性恶化，有产生钟乳石、刮伤、条痕等、操作性差的问题。
本发明者等在特开2002-88679号公报(参照特许文献1)中，提出了通过每100重量份颜料使用按体积基准计含有65％以上0.4～4.2μm范围内的高岭土50重量份以上作为涂布层的颜料，使用玻璃化转变温度-50℃～0℃的共聚胶乳作为粘合剂，制得低密度且有高的白纸光泽度、照相凹版适性的小斑点等得到改善的照相凹版印刷用涂布纸。然而，涂布速度在600m/分以上时，有时产生钟乳石、刮伤、条痕等，操作性差。
因此，以往技术的单纯应用难以得到操作性好、具有所期望特性的照相凹版印刷用涂布纸。
特许文献1：特开2002-88679号公报
鉴于以上的状况，本发明的课题涉及照相凹版印刷用涂布纸，更详细地讲涉及操作性好、低密度且光泽度高、具有优异印刷适性的照相凹版印刷用涂布纸及其制造方法。
本发明者发现，原纸上有含有颜料与粘合剂的涂布层的照相凹版印刷用涂布纸，通过具有含有按体积基准计65％以上的颜料粒子的粒径在0.4～4.2μm的无机颜料、和平均粒径0.1～0.6μm的中空有机颜料的涂布层，可以高效率地制造操作性好、低密度且白纸光泽度、印刷光泽度高、照相凹版印刷时的网点缺落率低、具有优异印刷适性的照相凹版印刷用涂布纸，从而完成了本发明。
尤其是，小粒径的中空有机颜料的含量相对于无机颜料100重量份为2～30重量份的场合，与按体积基准计有65％以上的颜料粒子的粒径在0.4～4.2μm的体积基准分布的无机颜料组合的涂料粘度最佳化、操作性变得更好。
另外，即使采用低线压进行压光处理时，其光泽度呈现性、平滑度呈现性也提高，有机颜料本身的密度也低，故涂布纸的密度更低，不透明度、刚性提高。此外，通过使用单位原纸重量含有无定型硅酸盐3～12重量％的原纸，可以进一步降低涂布纸密度。如果使用含有无定型硅酸盐的低密度的原纸，则涂布液容易渗透，也存在涂布适性与品质差的倾向，但本发明涂布含有规定特定粒径的无机颜料与小粒径的中空有机颜料的涂布液的场合，涂布液难以渗透到原纸中，涂布适性良好，光泽呈现性等的品质也好。
本发明中，重要的是，在原纸上使涂布层含有具有特定体积粒度分布的无机颜料和小粒径的中空有机颜料。
作为无机颜料，重要的是使用65％以上的涂布颜料的体积分布粒径在0.40～4.20μm范围的无机颜料。使用体积分布粒径小的颜料的场合，白纸光泽度增高，但与使用体积分布粒径大的颜料的场合比较，则印刷光泽度低，原纸被覆性也差。因此，通过使用大量配合体积分布粒径小的颜料的颜料、减少涂布量、增加原纸单位面积重量，很难制造具有优异白纸外观与印刷适性的松厚的照相凹版印刷用涂布纸。另外，使用体积分布平均粒径大的颜料的场合，虽然印面光泽度与原纸被覆性良好，但与使用体积分布粒径小的颜料的场合比较，则白纸光泽度变得太低，很难制造具有优异白纸外观和印刷适性的松厚的照相凹版印刷用涂布纸。通过使用65％以上的涂布颜料的体积分布粒径在0.40～4.20μm范围的无机颜料，则白纸光泽度与印刷光泽度高，被覆性好。另外，使用上述的颜料的场合，由于可得到白纸光泽度与印刷光泽度高、被覆性好的涂布层，故可以减少涂布量、增加原纸单位面积重量、实现更低密度化。作为无机颜料，只要使用65％以上的涂布颜料的体积分布粒径在0.40～4.20μm范围的无机颜料，则本发明使用的无机颜料就没有特殊限制，在不破坏本发明目的的范围内可以并用多种的无机颜料。作为无机颜料，是涂布纸用迄今使用的高岭土、粘土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石、二氧化钛、硫酸钡、硫酸钙、氧化锌、硅酸、硅酸盐、胶体二氧化硅、白色颜料等的无机颜料，这些的无机颜料可以根据需要单独或2种以上并用。为了提高印刷适性，优选每100重量份无机颜料配合高岭土75重量份以上。
另外，本发明使用的有机颜料重要的是平均粒径0.1～0.6μm且中空。平均粒径不足0.1μm的场合，压光处理时的光泽度呈现性相对地差。平均粒径超过0.6μm时，与65％以上的涂布无机颜料的体积分布粒径在0.40～4.20μm范围的无机颜料组合使用时，涂布液粘度增高，涂布适性差且很难得到均匀的涂布层，压光处理时的平滑度呈现性差。中空有机颜料的含量相对于颜料100重量份为2～30重量份的场合，与按体积基准计65％以上的体积基准分布在0.4～4.2μm的无机颜料组合的涂布液的粘度得到最佳化、操作性更好。作为有机颜料，只要配混粒径0.1～0.6μm且中空的有机颜料，则在不破坏本发明目的的范围内可以并用致密型等的有机颜料。
作为本发明的涂布层使用的粘合剂没有特殊限制，在不破坏本发明的目的范围内可以并用几种的粘合剂。作为粘合剂可适当地选择使用涂布纸用迄今使用的苯乙烯-丁二烯系、苯乙烯-丙烯酸系、乙烯-醋酸乙烯酯系、丁二烯-甲基丙烯酸甲酯系、醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯系等的各种共聚物，或马来酸酐共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯系共聚物等的合成粘合剂；酪蛋白、大豆蛋白、合成蛋白等的蛋白质类；氧化淀粉、阳性淀粉、尿素磷酸酯化淀粉、羟乙基醚化淀粉等的醚化淀粉等的通常的涂布纸用粘合剂1种以上。这些粘合剂的总量相对于无机颜料100重量份在3～50重量份、更优选在3～12重量份左右的范围使用。作为本发明使用的粘合剂，优选是玻璃化转变温度-10℃～-50℃的共聚物胶乳。通过使用该范围的粘合剂，形成具有适合于照相凹版印刷的缓冲性的涂布层。
本发明的涂布液也可以使用分散剂、保水剂、消泡剂、耐水化剂等通常使用的各种助剂。作为本发明使用的助剂，优选使用丙烯酸系合成保水剂、羟乙基纤维素，更优选使用缔合型的丙烯酸系合成保水剂。缔合型丙烯酸系合成保水剂使涂布液的保水性提高、且有降低涂布液的高剪切粘度的作用。因此，由于适用于高速涂布，同时涂布时涂料不挤进涂布原纸内部，使原纸上的涂布层松厚，提高涂布层的缓冲性，故容易降低照相凹版印刷时的网点缺落率。另外，羟乙基纤维素也有同样的效果，使用脱层粘土作为颜料时效果显著。此外，使用丙烯酸系合成保水剂和/或羟乙基纤维素的场合，作为配混量，相对于无机颜料100重量份优选0.1～1.0重量份。
作为本发明使用的原纸，优选每单位重量原纸含有无定形硅酸盐3～12重量％。通过成为该范围的含量，可以是更低密度，高的印刷光泽度，网点缺落率降低，表面强度也良好。另外，为了更低密度且使表面强度良好，优选无定形硅酸盐的松比重是0.2～0.8g/ml，更优选无定形硅酸盐的松比重是0.4～0.8g/ml。
作为本发明所用填料的无定形硅酸盐，是所谓的白炭黑系填料。无定形二氧化硅是合成非晶二氧化硅的一种，白炭黑也称作含水硅酸。作为代表性的制法，是使硅酸钠(水玻璃)与硫酸反应制成5～20μm左右的凝聚体(SiO2·nH2O)。另外，上述的反应群中其他的无机化合物例如铝化合物等的硅酸盐称作无定形硅酸盐，根据其组成不同，有含水硅酸铝、含水硅酸铝钠、含水硅酸钙、含水硅酸镁等。另外，还可以混合无定形硅酸盐以外的滑石、高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、氧化钛等的其他的填料。
有关原纸的造纸方法没有特殊限定，可以是使用含面网等的改良型长网造纸机、圆筒网造纸机、这两者并用的造纸机、杨克式(Yankee)烘缸造纸机等，采用酸性造纸、中性造纸、碱性造纸方式造纸的任何一种原纸，也可以使用含有由废报纸所得回收废纸浆的中质原纸。还可以使用施胶压榨机、刮刀式双面涂布机、双面辊涂布机、预计量施胶压榨机，预先涂布淀粉、聚乙烯醇等的原纸，或预先涂布一层以上含颜料与粘合剂的涂布液的涂布原纸。作为涂布原纸，适合使用一般涂布纸使用的单位面积重量30～400、优选30～200g/m2左右的涂布原纸。
经过调整的涂布液，使用刮刀涂布机、棒涂布器、辊涂布机、气刀式涂布机、反向辊涂布机、帘式涂布机、施胶压榨涂布机、双面辊涂布机等，在原纸上一面或两面涂布一层或二层以上。本发明的涂布量的范围优选每一面5g/m2～25g/m2，更优选5g/m2～16g/m2。另外，本发明中优选涂布速度600m/分以上，更优选涂布速度是1000m/分以上的高速度，即使这样，操作性也好。
作为使湿润涂布层干燥的方法，例如可以单独或一并使用蒸汽过热筒体烘缸、加热热风空气干燥机、瓦斯加热干燥机、电加热干燥机、红外线加热干燥机等各种的方法。
如上涂布干燥的涂布纸，仍原样不实施压光处理、或使用超级压光机、高温软化压区(nip)压光机等进行平滑化处理。本发明的效果对得到单位面积重量40g/m2～120g/m2的涂布纸特别好。尤其是可以得到白纸光泽度70％以上、密度1.10g/cm3以下的照相凹版印刷用涂布纸。
(实施例)
以下列举实施例具体地说明本发明，当然不限于这些实施例。再者，只要没有特殊说明，则例中的“份”与“％”分别表示“重量份”与“重量％”。此外，对涂布液与制得的照相凹版印刷用涂布纸按照如下表所示的评价法进行试验。
<评价方法>
(1)体积分布平均粒径：使用MALVERN Instruments公司制激光衍射粒度分布测定器，测定体积分布平均粒径。
(2)白纸光泽度：按照JIS P 8142进行测定。
(3)印刷光泽度：使用大藏省式照相凹版单色印刷机，在印刷速度40m/分、印压10kgf/cm条件下进行印刷，按照JIS P 8142测定得到的印刷物的表面。
(4)网点缺落率：采用上述的照相凹版单色印刷方式，目视评价印刷的涂布纸的网点缺落率。◎：极好、○：良好、△：稍差、×：差。
(5)刚性：按照JIS P 8143进行测定，按以下的标准进行评价。◎：极好、○：良好、△：稍差、×：差。
(6)不透明度：按照JIS P 8138进行测定，按以下的标准进行评价。◎：极好、○：良好、△：稍差、×：差。
(7)涂布适性：以刮刀涂布时条痕、刮伤与涂布液的流动性作为指标，按以下的标准进行评价。◎：极好、○：良好、△：稍差、×：差。
实施例1
在工程级(engineered)高岭土(Engelhard公司制ECLIPS 650，体积分布粒径0.40～4.20μm：65.3％)80份、微粒重质碳酸钙(Fimatec公司制FMT-90，体积分布粒径0.40～4.20μm：71.9％)20份组成的无机颜料(体积分布粒径0.40～4.20μm：66.6％)中添加相对于无机颜料聚丙烯酸钠0.2份作为分散剂，使用Cellier式涂料混合器进行分散，制备固体成分浓度70％的颜料浆。在这样制得的颜料浆中，加入中空有机颜料(日本瑞翁公司制MH 5055，平均粒径0.5μm)10份、碱增粘型的苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳(玻璃化转变温度-20℃、凝胶含量85％)10份，与羟乙基醚化淀粉(Penford公司制PG 295)1份、缔合型丙烯酸系合成保水剂(Alco Chemical公司制L-89)0.2份，再加入水，制得固体成分浓度58％的涂布液。
使用每单位原纸重量含有作为填料的含水硅酸铝钠6％(松比重0.4g/ml)、滑石6％、含有作为造纸用纸浆的机械木浆30重量％的单位面积重量50g/m2的中质纸作为涂布原纸。
使用涂布速度800m/分的刮刀涂布机在上述的原纸上进行两面涂布，使每一面上的上述涂布液的涂布量为11g/m2，进行干燥使涂布纸水分为5.5％。
然后，在辊温度70℃、2压区、压光机线压200kg/cm、通纸速度10m/分条件下进行超级压光处理，制得照相凹版印刷用涂布纸。
实施例2
实施例1中，作为原纸用的填料，每单位纸重量含滑石12重量％以代替含水硅酸铝钠6％(松比重0.4g/ml)、滑石6％，除此以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
实施例3
实施例1中，除了把中空有机颜料(日本瑞翁公司制MH 5055、平均粒径0.5μm)10份改成35份以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
实施例4
除了涂布速度1100m/分以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
比较例1
实施例1中，除了为了替代工程级高岭土(Engelhard公司制ECLIPS650、体积分布粒径0.40～4.20μm：65.3％)80份、微粒重质碳酸钙(Fimatec公司制FMT-90，体积分布粒径0.40～4.20μm：71.9％)20份组成的无机颜料(体积分布粒径0.40～4.20μm：66.6％)，改成由1级粘土(Engel hard公司制，Ultra White 90、体积分布粒径0.40～4.20μm：59.8％)70份、脱层粘土(Huber公司制、Hydraprint、体积分布粒径0.40～4.20μm：53.2％)20份、微粒重质碳酸钙(Fimatec公司制FMT-90、体积分布粒径0.40～4.20μm：71.9％)10份组成的无机颜料(体积分布粒径0.40～4.20μm：59.7％)以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
比较例2
实施例1中，除了替代中空有机颜料(日本瑞翁公司制MH 5055、平均粒径0.5μm)10份而改成中空有机颜料(Rohm and Haas公司制HP1055，平均粒径1.0μm)10份以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
比较例3
实施例1中，除了替代中空有机颜料(日本瑞翁公司制，MH 5055，平均粒径0.5μm)10份，改成致密型有机颜料(日本瑞翁公司制，V 1007，平均粒径0.3μm)10份以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
比较例4
实施例1中，除了替代工程级高岭土(Engelhard公司制ECLIPS 650，体积分布粒径0.40～4.20μm：65.3％)80份、微粒重质碳酸钙(Fimatec公司制FMT-90，体积分布粒径0.40～4.20μm：71.9％)20份组成的无机颜料(体积分布粒径0.40～4.20μm：66.6％)，改成工程级高岭土(Engelhard公司制作ECLIPS 650，体积分布粒径0.40～4.20μm：65.3％)75份、微粒重质碳酸钙(Fimatec公司制FMT-90，体积分布粒径0.40～4.20μm：71.9％)15份，脱层粘土(Huber公司制、Hydraprint、体积分布粒径0.40～4.20μm：53.2％)10份组成的无机颜料(体积分布粒径0.40～4.20μm：65.1％)，不配混中空有机颜料以外，其他采用与实施例1同样的方法制得照相凹版印刷用涂布纸。
把以上的结果示于表1。
表1
| 密度g/cm<sup>3</sup> | 白纸光泽度％ | 印刷光泽度 | 网点缺落率 | 刚性 | 不透明度 | 涂布适性 | |
| 实施例1 | 1.05 | 75 | 90 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 实施例2 | 1.12 | 78 | 95 | ◎ | ○ | ○ | ◎ |
| 实施例3 | 1.03 | 77 | 93 | ○ | ◎ | ◎ | ○ |
| 实施例4 | 1.05 | 74 | 89 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
| 比较例1 | 1.07 | 64 | 78 | △ | ◎ | ◎ | × |
| 比较例2 | 1.04 | 68 | 83 | △ | ◎ | ◎ | × |
| 比较例3 | 1.16 | 68 | 84 | ○ | ○ | ○ | ◎ |
| 比较例4 | 1.15 | 64 | 80 | ◎ | × | × | △ |
本发明可以高效率地制得操作性好、低密度且白纸光泽度、印刷光泽度高、网点缺落率少、具有优异印刷适性的照相凹版印刷用涂布纸。
Claims (5)
1.照相凹版印刷用涂布纸，其特征是，原纸上设有含颜料与粘合剂的涂布层，涂布层中含有按体积基准计65％以上粒子的粒径在0.4～4.2μm的无机颜料与平均粒径0.1～0.6μm的中空有机颜料。
2.权利要求1所述的照相凹版印刷用涂布纸，其特征是，前述中空有机颜料的含量相对于无机颜料100重量份为2～30重量份。
3.权利要求1或2所述的照相凹版印刷用涂布纸，其特征是，每单位重量原纸含有无定形硅酸盐3～12重量％。
4.权利要求1～3任一项所述的照相凹版印刷用涂布纸，其特征是，每100重量份无机颜料中，混合有作为无机颜料成分的高岭土75重量份以上。
5.权利要求1～4的任何一项所述的照相凹版印刷用涂布纸的制造方法。
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