JP2005299006A

JP2005299006A - ラベル用片面印刷塗工紙

Info

Publication number: JP2005299006A
Application number: JP2004115529A
Authority: JP
Inventors: Susumu Akashi; 將明石; Toshiaki Kawanabe; 俊明川鍋; Toru Morishita; 徹森下
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】塗工表面にピットの発生が少なく、高光沢のラベル印刷用塗工紙を提供する。
【解決手段】紙基材上に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けたラベル用片面印刷塗工紙であって、前記顔料として有機顔料、軽質炭酸カルシウムおよびカオリンを含み、前記塗工層はブレードコーターにより２００ｍ／分以上の速度で塗設され、かつ、カレンダーによる平滑化処理後の該塗工面のＪＩＳＰ８１４２（７５°鏡面光沢度）に準じた光沢度が８５％以上である。
【選択図】なし

Description

本発明はラベル用片面印刷塗工紙に関し、詳しくは、特に高光沢で、表面性および表面平滑性が良好なラベル用片面印刷塗工紙に関する。

片面印刷塗工紙の製造は、原紙（紙基材）の一方の面に顔料および接着剤を主成分とする塗工剤を塗工・乾燥した後、カレンダー処理により平滑化して仕上げる方法が一般に利用されている。

この片面印刷塗工紙の用途の一つにラベルがある。ラベルは塗工面（表面）に印刷が施され、非塗工面（裏面）には粘着剤を介して剥離紙が貼着されている。

近時は、ラベルにおいてもビジュアル化、カラー化、高級化に伴い、表面は光沢感と印刷に関する華やかさが強調されるようになっている。

このため、高光沢のラベル印刷用塗工紙には、通常、キャストコート紙が使われている。しかし、キャストコート紙は原紙の表面に顔料および接着剤を主成分とする塗工剤を塗工した後、塗工層を加熱された金属性の鏡面ドラムに圧接、乾燥して得ている。しかし、この製法では湿潤状態にある塗工層を直接加熱ドラムに圧着して乾燥させているため、塗工層中の水分は原紙層を通過して反対側に抜け蒸発しなければならず、塗工層をポーラスにして蒸気の透過性を向上させる必要があり、その結果、ピット（塗工表面の微小な空孔）が発生しやすく、印刷物において白抜けの原因を生じさせる原因になるなどの問題があった。また、キャストコーターは速いものでも２００ｍ／分以下のスピードであり、生産性に劣るという問題点もあった。

一方で、強光沢度をもつ塗工紙の製造法が幾つか提案されている。例えば、（ａ）塗工剤中に、粒径が０．８〜１．３μｍで、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上の中空有機顔料１００重量部中５〜２０重量部配合し、これを原紙に塗工、乾燥した後、スーパーカレンダーで表面仕上げする（特許文献１参照）、（ｂ）原紙に有機顔料を含有した塗工剤を塗工・乾燥した後、金属ロール表面温度５０〜２５０℃、線圧３０〜２００ｋｇ／ｃｍの条件下でグロスキャレンダー処理する（特許文献２参照）などである。

これら提案されている製造法により得られた塗工紙は光沢発現性および表面被覆性の点で、ラベル印刷用塗工紙としての使用には問題が残されている。
特開平６−１９２９９６号公報特開平９−１１９０９０号公報

本発明の課題は、塗工層が２００ｍ／分以上の高速で塗工され、塗工表面にピットの発生がない、高光沢のラベル印刷用塗工紙を提供することにある。

本発明者は、高精細ラベル印刷用紙としての適性を備えた強光沢塗工紙を得るために鋭意検討を重ねた結果、顔料として有機顔料、軽質炭酸カルシウムおよびカオリンを塗工剤中に配合し、この塗工剤を原紙（紙基材）上にブレードコーターで塗工し、乾燥後、カレンダー処理することによって、光沢むらやピットのない、しかもキャストコート紙に匹敵する強光沢塗工紙が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、上記課題は次の（１）〜（５）によって達成される。
（１）紙基材上に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けてなる片面印刷塗工紙において、前記顔料として有機顔料、軽質炭酸カルシウムおよびカオリンを含み、前記塗工層はブレードコーターにより２００ｍ／分以上の速度で塗設され、かつ、カレンダーによる平滑化処理後の該塗工面のＪＩＳＰ８１４２（７５°鏡面光沢度）に準じた光沢度が８５％以上であることを特徴とするラベル用片面印刷塗工紙。
（２）前記塗工層中の固形分換算の顔料含有量が、全顔料１００重量部に対し軽質炭酸カルシウム５〜４０重量部、有機顔料３〜３０重量部であり、さらに軽質炭酸カルシウム、有機顔料およびカオリンの合計は８０重量部以上であることを特徴とする上記（１）記載のラベル用片面印刷塗工紙。
（３）前記有機顔料が、平均粒子径０．５〜３．０μｍでかつ空隙率４０％以上の中空型のスチレン・アクリル共重合体粒子であることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のラベル用片面印刷塗工紙。
（４）前記軽質炭酸カルシウムが、長径３．０〜５．０μｍ、短径０．１〜０．６μｍの範囲にあるアラゴナイト型軽質炭酸カルシウムであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のラベル用片面印刷塗工紙。
（５）前記塗工層の接着剤としてガラス転移温度０℃以上の重合体ラテックスを顔料１００重量部に対し５〜２０重量部含み、塗工、乾燥後１００℃以上の熱カレンダーで平滑化処理されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のラベル用片面印刷塗工紙。

請求項１記載の発明によれば、塗工層に含有される顔料が有機顔料、軽質炭酸カルシウム、カオリンの混合系であるため、光沢発現性および表面被覆性が良好であり、また、この塗工剤をブレードコーターにより２００ｍ／分以上の速度で原紙上に塗工しているため、操業面が効果的である。さらに、塗工剤の原紙への塗工、乾燥後カレンダーにより平滑化処理して８５％以上の光沢度を得ているため、ビジュアル化、カラー化、高級化したラベルの印刷媒体として有効に使用することができる。
請求項２記載の発明によれば、顔料に占める有機顔料、軽質炭酸カルシウム、カオリンの各割合を規定したことにより、上記効果はさらに向上したものとなる。

請求項３記載の発明によれば、有機顔料として平均粒子径０．５〜３．０μｍでかつ空隙率４０％以上の中空型スチレン・アクリル共重合体粒子を使用したことにより、塗工層の光沢発現性および表面被覆性がさらに向上する。
請求項４記載の発明によれば、軽質炭酸カルシウムとして長径３．０〜５．０μｍ、短径０．１〜０．６μｍのアラゴナイト型軽質炭酸カルシウムを使用したことにより、塗工層の光沢発現性および表面被覆性がさらに向上する。

請求項５記載の発明によれば、塗工層に含有される接着剤としてＴｇが０℃以上の重合体ラテックスを顔料１００重量部に対し５〜２０重量部配合したことにより、低い線圧化で高光沢が得られる熱カレンダーでの平滑化が行なえる。

本発明のラベル用片面印刷塗工紙の基材の原料パルプは、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）等の化学パルプ、晒化学サーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、プレッシャライズドグランドウッドパルプ（ＰＧＷ）、ケミカルグランドパルプ（ＣＧＰ）、グランドパルプ（ＧＰ）、レファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）等の機械パルプ、古紙パルプ、あるいはケナフ、竹、わら等の非木材パルプ等を単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。

なお、基紙の坪量については、特に限定されないが、ラベル用片面印刷塗工紙は粘着剤で剥離紙と貼合されたタック紙の形態で使用されるのが−般的であり、自動ラべラーでの貼合適性や被着体への接着性などを考慮すると、７０〜１００ｇ／ｍ²の範囲が好ましい。

また、基紙の抄紙方法については特に限定されるものではないので、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙のいずれであっても良い。また抄紙機の脱水方式、乾燥方式いずれも特に限定されない。

塗工剤の成分は、顔料及び接着剤が主成分である。

前記顔料としては、カオリン、有機顔料および軽質炭酸カルシウムが含まれ、それぞれの固形分換算の含有量は全顔料１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウムが５〜４０重量部、有機顔料が３〜３０重量部、かつ軽質炭酸カルシウム、有機顔料およびカオリンの合計が８０重量部以上である。

前記有機顔科としては、例えば、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−ブタジエン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、ポリエチレン粒子等があり、これら有機顔料は2種以上が混合されてもよい。この内、光沢発現性および紙基材表面の被覆性を考慮すると、平均粒子径が０．５〜３．０μｍで、空隙率が４０％以上の中空型のスチレン−アクリル共重合体粒子がより好ましく使用される。

一方、前記軽質炭酸カルシウムは、カルサイト型、アラゴナイト型の両方が使用できるが、有機顔料と同様に光沢発現性および表面被覆性の観点から、針状、柱状あるいは紡錘状等の形状で、長径３．０〜５．０μｍおよび短径０．１〜０．６μｍの範囲にある軽質炭酸カルシウムの使用が好ましく、針状のアラゴナイト型軽質炭酸カルシウムが特に好ましい。これはブレードコーターでの塗工時に、塗工剤がせん断作用を受けて紙基材の縦方向（流れ方向）に針状粒子が配向するためであり、前記有機顔料と軽質炭酸カルシウムの混合系で前述の配合量の場合に特に光沢発現性が高くなる。

また、カオリンは焼成カオリン、デラミネーテッドカオリン等の公知のカオリンが使用できるが、２μｍ以下の粒子径の割合が８０重量％以上であるカオリンが光沢発現性において特に好適に使用される。

前記軽質炭酸カルシウム、有機顔料およびカオリンの合計含有量が８０重量部未満であると、より高い光沢を得ることが難しくなる。また、軽質炭酸カルシウムが５重量部未満および有機顔料が３重量部未満の場合も光沢発現効果が少ない。軽質炭酸カルシウムが４０重量部を超えると、塗工液の流動性が悪化し、塗工欠陥が発生し易くなる。また有機顔料が３０重量部を超えると、塗工液の固形分濃度が上がらず、塗工後の乾燥負荷が高くなったり、塗工量のプロファイル制御がしにくくなるなどの問題が発生することがある。

前記カオリン、有機顔料および軽質炭酸カルシウム以外の顔料としては、例えば、重質炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、タルク、酸化亜鉛、サチンホワイト等の顔料を併用することができる。

接着剤としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以上の重合体ラテックスが使用される。

Ｔｇが０℃未満であると、重合体ラテックスの成膜性が高くなり、上記顔料の配向性が抑制されること、また後述するように熱カレンダーで平滑化処理するときに、カレンダーロール表面、特に金属ロール表面に塗工層の一部が剥がれ付着し、連続操業ができなくなるなどの問題が生じる。一方、Ｔｇの上限は特に制限されないが、熱カレンダーによる塗工層の熱変形（可塑化）によって光沢向上効果を図る場合には、Ｔｇは９０℃以下、より望ましくは８０℃以下である。

また前記重合体ラテックスの配合量は、顔料１００重量部に対し５〜２０重量部である。５重量部未満であると、塗工層の接着強度が弱く、印刷時に紙剥げが発生し、２０重量部を超えると塗工層の空隙率が減少し、印刷時にインキ受理性の低下を来たすおそれが生じる。

上記重合体ラテックスとしては、例えば、スチレン・ブタジェン共重合体ラテックス、スチレン・メチルメタクリレート・ブタジエン共重合体ラテックス等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及び／又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体ラテックス等のアクリル系ラテックス、エチレン・酢酸ビニル重合体ラテックス等のビニル系重合体ラテックス、これら各種重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性又は非溶解性のラテックスなどがある。

また、重合体ラテックス以外の接着剤として、例えば、酸化澱粉、リン酸エステル化澱粉、陽性化澱粉、ウレタンのエステル化澱粉、デキストリン等の澱粉類、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルポキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどの公知の種々の接着剤を併用することができる。

また、本発明のラベル用片面印刷塗工紙に使用される塗工剤は、顔料および接着剤の他、分散剤、潤滑剤、増粘剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等の種々の助剤を使用目的やニーズに応じて適宜配合することができる。

その際の塗工剤の固形分濃度は５５〜６５重量％程度が適当である。

本発明のラベル用片面印刷塗工紙の前記塗工剤の塗工量は固形分換算で５〜３０ｇ／ｍ²の範囲で設けられ、より好ましくは８〜２０ｇ／ｍ²である。

上述したような顔料及び接着剤を主成分とする塗工剤は、ブレードコーターで塗工される。顔料粒子の配向性および塗工層表面の平滑性を高めるには、ブレードコーターが好適に使用される。塗工量の計量と塗工層の平滑化をブレードで行う方式であれば、紙基材への塗工剤のアプリケーターはロール方式、ジェット方式等いずれの方式でも良い。また本発明の塗工剤を塗工する前に、紙基材に顔料と接着剤を主成分とする塗工剤が1層以上下塗りされていても良い。

上記したような塗工剤を塗工した後、例えば熱風加熱、蒸気加熱、ガスヒーター加熱、赤外線ヒーター加熱、高周波加熱、電気ヒーター加熱、レーザー加熱等の公知の種々の加熱方式によって湿潤状態の塗工層を乾燥することができる。なお、乾燥条件については、使用する薬品等に応じて適宜調整する必要がある。

本発明のラベル用片面印刷塗工紙では、白紙光沢度がＪＩＳＰ８１４２に基づく７５度鏡面光沢度で８５％以上となるように調整されている。白紙光沢度が８５％未満であると、光沢感で人目を惹きつけるラベルとしてのインパクト性が不足する。白紙光沢度は８８％以上が好ましく、９０％以上が特に好ましい。

上記の光沢度を得るために、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカレンダー等の公知の平滑化処理装置が使用可能であるが、より低い線圧下で高光沢が得られるソフトカレンダーの使用が好ましく、１００℃以上の表面温度を有する金属ロールと弾性ロールから成るソフトカレンダーが好適に使用される。より好ましくは１３０℃以上である。

さらに、本発明のラベル用片面印刷塗工紙の幅方向にわたって光沢むらのない均一な塗工面を得るためには、前記金属ロールに幅方向に分割制御可能な電磁誘導作用による内部加熱装置が装備され、かつ金属ロール近傍にロール幅方向に分割制御可能な外部電磁誘導作用による外部加熱装置が装備されて構成されるソフトカレンダーが特に好適に使用される。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらによって本発明は何等制限されるものではない。例中の部、％は重量基準である。

（実施例１）
ＬＢＫＰ８０％、ＮＢＫＰ２０％からなり、中性サイズ剤（アルキルケテンダイマー）が０．３％配合され、また填料として炭酸カルシウムが灰分で１０％となるように添加されているパルプスラリーを抄紙機で抄造し、サイズプレス工程で酸化澱粉を固形分付着量が両面で２ｇ／ｍ²となるように塗布して、坪量が５０ｇ／ｍ²である塗工用原紙を製造した。

顔料として、平均粒子径１．０μｍかつ空隙率５５％の中空スチレン−アクリル共重合体粒子（商品名：ＨＰ−１０５５、日本ゼオン社製）１５部、平均粒子径０．９４μｍの軽質炭酸カルシウム２０部、及びカオリン６５部、接着剤としてＴｇ５℃のスチレン−ブタジエン共重合体ラテックス１０部、酸化澱粉５部を加え、さらに水を加えて固形分濃度６１％の塗工剤を調整した。

この塗工剤を、上記原紙の片面に固形分付着量が２０ｇ／ｍ²になるように、ブレードコーターにより塗工速度５００ｍ／分で塗工を行ない、乾燥後スーパーカレンダー処理（金属ロール温度１２０℃、線圧２００N/mm、ニップ数１１）してラベル用片面印刷塗工紙を得た。これの品質評価の結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１において、中空スチレン−アクリル共重合体粒子１５部の代りに平均粒子径１．０μｍかつ空隙率５０％の中空スチレン−ブタジエン共重合体（商品名：ＨＰ−９１、日本ゼオン社製）１５部を用いた以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１において、中空スチレン−アクリル共重合体粒子１５部を３０部に、軽質炭酸カルシウム２０部を３０部に、およびカオリン６５部を４０部にそれぞれ変えた以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

(実施例４)
実施例１において、軽質炭酸カルシウム２０部を長径４．０μｍかつ短径０．４μｍのアルゴナイト型軽質炭酸カルシウム２０部に代えた以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

（実施例５）
実施例１において、平滑化処理をソフトカレンダー処理（金属ロール温度２３０℃、線圧２００N/mm、ニップ数２）に変えた以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、軽質炭酸カルシウムを平均粒子径１．１μｍの重質炭酸カルシウムに代えた以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１において、塗工剤の塗工をキャストコーターにより塗工速度９０ｍ／分で行なった以外は、実施例１と同様にしてラベル用片面印刷塗工紙を得た。この品質評価の結果を表１に示す。

［品質評価］
（表面平滑度）ＪＩＳＰ８１１９に準じて測定し、ベック平滑度で示した。
（白紙光沢度）ＪＩＳＰ８１４２に準じ、角度７５度で測定した。
（原紙の被覆性）塗工後カレンダー処理した製品の塗工層の被覆状態を目視した。
◎：パルプ繊維の浮き出し、ピットの発生がいずれもない。
○：パルプ繊維の浮き出しが僅かにあるがピットの発生がない。
△：パルプ繊維の浮き出し、ピットの発生がいずれも僅かにある。
×：パルプ繊維の浮き出し、ピットの発生がいずれも多い。
××：パルプ繊維の浮き出し、ピットの発生がいずれも非常に多い。
（光沢むら）塗工表面の光沢むらを目視により評価した。○は良好、△はやや劣る、×は劣る。
（印刷平滑性）ＲＩ印刷適性試験機（明製作所製）を用い印刷した。インクは大日本インキ社製のＴＲＡＮＳ−Ｇ（藍）、インク量は０．５ｍｌ。
◎：着肉むら、インク転移不良等が目視できない。
○：着肉むら、インク転移不良等が僅かにある。
△：着肉むら、インク転移不良等があるが、実用上問題はない。
×：着肉むら、インク転移不良等が多い。

Claims

紙基材上に顔料および接着剤を主成分とする塗工層を設けてなる片面印刷塗工紙において、
前記顔料として有機顔料、軽質炭酸カルシウムおよびカオリンを含み、前記塗工層はブレードコーターにより２００ｍ／分以上の速度で塗設され、かつ、カレンダーによる平滑化処理後の該塗工面のＪＩＳＰ８１４２（７５°鏡面光沢度）に準じた光沢度が８５％以上であることを特徴とするラベル用片面印刷塗工紙。
前記塗工層中の固形分換算の顔料含有量が、全顔料１００重量部に対し軽質炭酸カルシウム５〜４０重量部、有機顔料３〜３０重量部であり、さらに軽質炭酸カルシウム、有機顔料およびカオリンの合計は８０重量部以上であることを特徴とする請求項１記載のラベル用片面印刷塗工紙。
前記有機顔料が、平均粒子径０．５〜３．０μｍでかつ空隙率４０％以上の中空型のスチレン・アクリル共重合体粒子であることを特徴とする請求項１又は２記載のラベル用片面印刷塗工紙。
前記軽質炭酸カルシウムが、長径３．０〜５．０μｍ、短径０．１〜０．６μｍの範囲にあるアラゴナイト型軽質炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のラベル用片面印刷塗工紙。
前記塗工層の接着剤としてガラス転移温度０℃以上の重合体ラテックスを顔料１００重量部に対し５〜２０重量部含み、塗工、乾燥後１００℃以上の熱カレンダーで平滑化処理されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のラベル用片面印刷塗工紙。