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JP3773273B2 - 印刷性に優れた積層構造の合成紙 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、オフセット印刷インキの乾燥が速く、紙粉トラブルの少ない印刷性に優れた複層構造の合成紙に関する。
この合成紙は、ポスタ−用紙、包装紙、ラベル用紙等の素材として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
天然パルプ抄造紙に代わって無機微細粉末を５〜４０重量％含有するポリプロピレンの二軸延伸フィルムを基材層とし、この表裏面に無機微細粉末を８〜６５重量％含有するポリプロピレンの一軸延伸フィルムを紙状層とする合成紙が提案され、実用化されている。（米国特許第４，３１８，９５０号明細書、特公昭４６−４０７９４号公報、特公昭６０−３６１７３号公報、特公昭６２−３５４１２号公報等参照）
【０００３】
この積層構造の合成紙は、無機微細粉末を核としてその周辺に微細な空孔（マイクロボイド）を多数有していて、かつ、表面には数多くの長尺状の亀裂を有しているため、微細な空孔および表面亀裂の核となった無機微細粉末の一部が表面より突出しており（図３参照）、表面層よりこの無機微細粉末が脱落（いわゆる紙粉トラブル）しやすくなっており、オフセット印刷時のブランケット胴の汚れや印刷インク中に混入して、連続印刷性を低下させたり、コンピュ−タ室やＣＡＤを用いる製図室等の塵の原因となり好ましくない。
【０００４】
また、合成紙の表面の印刷にセロハンテ−プを貼合し、これを引き剥がした場合、表面強度が弱く、印刷インキが剥離する欠点があり、剥離紙を必要としないロ−ル状のディレ−ドラベル（感熱性粘着剤型ラベル）用のシ−トとしては適していない。
さらに、オフセット印刷時のインク乾燥についても、完全ではなく、さらなる早い乾燥が望まれている。
【０００５】
紙粉トラブル防止のために、この無機微細粉末を含有する紙状層の表面に、無機微細粉末を含有しない、また含有しても極めて少ない量（３重量％以下）含有する樹脂フィルム層を設けた高光沢な合成紙（特公平５−５７１１０号公報）や、無機微細粉末を１０〜４０重量％含有する延伸ポリオレフィンフィルム（ａ）の印刷面側となる片面に無機微細粉末を含まない延伸ポリオレフィンフイルム（ｂ）が積層〔（ａ）層の厚み／（ｂ）層の厚みは４以上〕されたもの（特公平３−４４９０９号公報）が提案されている。これらのものは紙粉トラブル防止及び表面強度は優れているが、鉛筆筆記性が悪く、オフセット印刷インクの乾燥性がより遅くなる欠点がある。
【０００６】
更に、熱可塑性樹脂フィルムの二軸延伸フィルムを基材層（１ａ）とし、この基材層の少なくとも片面に、無機微細粉末を８〜６５重量％の割合で含有する熱可塑性樹脂の一軸延伸樹脂フィルムよりなる紙状層（１ｂ）（但し、紙状層中には比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上の無機微細粉末が２重量％以上含有する）と、スチレン・ポリプロピレン共重合体フィルムの一軸延伸フィルムよりなる肉厚が０．１５〜２μｍの表面層（１ｃ）とのラミネ−ト物が備えられている合成紙であって、前記表面層の肉厚（ｔ）は、紙状層に存在する無機微細粉末の平均粒径を（Ｒ）としたとき、次式（１）を満足することを特徴とする複層樹脂フィルムよりなる合成紙、（特公平５−６８３５２号公報）が提案されているが、上記同様、紙粉、表面強度、鉛筆筆記性、グラビア印刷性は良いが、オフセット印刷インクの乾燥性がいま一歩であった。
【式１】
Ｒ≧ｔ≧ １／１０×Ｒ ・・・（１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、表面強度、鉛筆筆記性に優れ、オフセット印刷インクの乾燥が速く、紙粉トラブルの少ない印刷性に優れた合成紙を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平均粒径が、０．０１〜１０μｍの炭酸カルシウム粉末５〜４０重量％を含有する融点（ＤＳＣ曲線のピーク温度）が１３０℃〜２１０℃のオレフィン系重合体の二軸延伸フィルムを基材層（Ａ）とし、この基材層の少なくとも片面に平均粒径が０．０１〜５μｍの炭酸カルシウム粉末を８〜６５重量％含有する融点（ＤＳＣ曲線のピーク温度）が１２０℃〜１６０℃であって基材層のオレフィン系重合体の融点より５℃以上低い融点を有するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレンの一軸延伸フィルムであって、その表面粗さが０．３〜１．５μｍの一軸延伸物（Ｂ）が接着された複層構造フィルムであり、その一軸延伸物（Ｂ）の炭酸カルシウム粉末の表面は、マトリクスを形成するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレンで被覆されていることを特徴とする複層構造の合成紙を提供するものである。
【０００９】
【作用】
表面の一軸延伸物（Ｂ）の無機微細粉末の表面が樹脂により被覆されているので紙粉トラブルが防止され、また、オフセット印刷インクの乾燥性もその表面の粗さ故に速く、また、この一軸延伸物の粗さゆえ、鉛筆筆記も可能である。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
（基材層）
本発明の複合成紙の基材層（Ａ）は、平均粒径が、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜８μｍの無機微細粉末５〜４０重量％、好ましくは１０〜３５重量％含有する融点が１３０〜２１０℃のオレフィン系重合体フィルムの二軸延伸物である。この層は二軸延伸により生じたミクロボイドを次式で示される空孔率で５〜５５％と多数含有している融点（ＤＳＣ曲線のピ−ク温度）が１３０℃〜２１０℃のオレフィン系重合体の二軸延伸フィルムであるので、合成紙の軽量化に役立つ。
【００１１】
【式２】
Figure 0003773273
【００１２】
基材層に配合される無機微細粉末は、炭酸カルシウム、酸化チタン、焼成クレ−、ケイソウ土、タルク、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、シリカ等を用いることができる。
基材層のオレフィン系重合体としては、プロピレン単独重合体、ポリ（４−メチルペンテン−１）、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−（４−メチルペンテン−１）共重合体等が利用できる。。中でもプロピレン単独重合体は、融点（ＤＳＣ曲線のピ−ク温度）が１６０℃〜１７４℃であり、メルトインデックス（ＪＩＳ Ｋ７２１０）が０．５〜１０ｇ／１０分、結晶化度が３５〜７０％のものが好適に使用される。
基材層の肉厚は、３０〜１５０μｍ、好ましくは４０〜１００μｍである。
【００１３】
（表面層）
表面層用の一軸延伸物としては、平均粒径が０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍの無機微細粉末を８〜６５重量％、好ましくは１５〜５５重量％含有する融点（ＤＳＣ曲線のピ−ク温度）が１２０℃〜１６０℃であって基材層のオレフィン系重合体の融点より５℃以上低い融点を有するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレン（密度０．９４５〜０．９７０ｇ／ｃｍ3 ）の一軸延伸フィルムであり、この無機微細粉末の表面は、マトリックスを形成するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレンで被覆されており、この一軸延伸フィルムの表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０２）は、０．３〜１．５μｍである。表面粗さが０．３μｍ未満であると、表面の平滑性が高くなり、インクの乾燥性の低下や合成紙を棒積みした際の裏付きが発生するという問題が生じる。また表面粗さが１．５μｍを越える場合は、表面凹凸が大きすぎて、印刷後インクから発生するガスが凹凸の谷間にたまりやすく、その面に印刷（裏印刷）した場合、いわゆるゴ−スト（表面の印刷が裏面にみえる）が発生しやすいという欠点がある。
【００１４】
無機微細粉末としては、平均粒径が０．０１〜１０μｍの炭酸カルシウム、酸化チタン、焼成クレ−、ケイソウ土、タルク、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、シリカ等を用いることが出来る。またプロピレン系共重合体としては、プロピレンを主成分とし、これとエチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、３−メチルペンテン−１より選ばれた１種または２種以上のα−オレフィンとの共重合体が使用でき、これらはランダム型でもブロック型でもよい。
【００１５】
一軸延伸物の肉厚は、２〜６０μｍが最適である。
また、表面層の一軸延伸物の紙的風合をさらに付与させるために、前記一軸延伸物（Ｂ）と基材層（Ａ）の間に、無機微細粉末を８〜５５重量％含有するプロピレン系樹脂の一軸延伸物の層が存在しても構わない。
さらに、基材層には、延伸性を良好とするために少量のプロピレン系共重合体、高密度ポリエチレン、ポリスチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等の低融点樹脂を含有させても構わない。
【００１６】
（合成紙の製造）
本発明の合成紙は、予じめ基材層（Ａ）用の樹脂組成物を溶融混練し、これをシ−ト状に押し出し、ロ−ル群の周速差を利用して縦方向に４〜７倍延伸し、ついで、この縦延伸フィルムの少なくとも片面に、表面層の樹脂組成物（Ｂ）を溶融混練し、これをシ−ト状にラミネ−トし、ついで、これを横方向にテンタ−を用い、基材層のオレフィン系重合体の融点よりは５〜３５℃低い温度であって、表面層用の樹脂のプロピレン系共重合体または高密度ポリエチレンの融点よりは３℃以上高い温度で４〜１２倍延伸し、ついで熱処理し、冷却することにより得られる。
【００１７】
この延伸により、基材層は結晶配向し、表面層は、溶融配向し、表面層にはボイドが発生しない。
合成紙の肉厚は３５〜３００μｍが一般的である。
合成紙の表面層の一軸延伸物（Ｂ）の表面には、オフセット印刷性を向上させるためにコロナ放電処理を施したり、ポリエチレンイミン、ポリ（エチレンイミン−尿素）、ポリアミンポリアミド等のエチレンイミン付加物、ポリアミンポリアミド等のエピクロルヒドリン付加物、三級ないし四級窒素含有アクリル系樹脂からなる群より選ばれた水溶性のプライマ−を塗布してもよい。
【００１８】
【実施例】
＜複層合成紙の製造例＞
（実施例１）
（１）メルトインデックス（ＭＩ）０．８ｇ／１０分のプロピレン単独重合体（融解ピ−ク温度；１６４℃、融解終了温度；１７４℃）８０重量％、高密度ポリエチレン８重量％の混合物に、平均粒径１．５μｍの炭酸カルシウム１２重量％を配合した組成物（Ａ）を、２７０℃に設定した押出機にて溶融混練後ダイよりシ−ト状に押出し、冷却装置により冷却して無延伸シ−トを得た。このシ−トを１４０℃に加熱後、ロ−ル群の周速差を利用して縦方向に５倍延伸した。
【００１９】
（２）ＭＩが１０．０ｇ／１０分のエチレン−プロピレンランダム共重合体（融解ピ−ク温度；１４０℃、融解終了温度；１５１℃、エチレン含量；２．０重量％）５３重量％とマレイン酸含量が０．５重量％のマレイン酸変性プロピレン単独重合体２重量％と平均粒径１．５μｍの炭酸カルシウム４４．５重量％とを混合した組成物（Ｂ）を２７０℃に設定した押出機により溶融混練したものと、ＭＩが４．０ｇ／１０分のプロピレン単独重合体（融解ピ−ク；１６４℃、融解終了温度；１７８℃）５０重量％と、平均粒径１．５μｍの炭酸カルシウム５０重量％とを混合した組成物（Ｃ）を２７０℃に設定した別の押出機で溶融混練したものとをダイ内で積層した後、一台のダイより共押出し、得られたシ−トを、前記（１）で得られた５倍延伸したシ−ト（Ａ）の片面に、エチレン・プロピレンランダム共重合体を含む層（Ｂ）が外側になるように積層した。
【００２０】
ついで、同様の配合物（Ｂ）、（Ｃ）とを押し出ししたものを、ダイ内で積層し、５倍延伸シートの反対面に共押し出しし、エチレン・プロピレンランダム共重合体を含む層（Ｂ）が外側になるように積層した。
次いで、この５層積層物を１５５℃に加熱したのち、横方向にテンターを用いて７．５倍の延伸を行ない、１６３℃でアニーリング処理し、５層のフィルムを得た。
この５層積層フィルムの表面をコロナ放電処理し、（Ｂ）／（Ｃ）／（Ａ）／（Ｃ）／（Ｂ）〔各フィルムの肉厚はそれぞれ、５／２５／７０／２５／５μｍ〕の５層構造の合成紙を得た。
【００２１】
（実施例２）
実施例１において、一軸延伸物の（Ｂ）の樹脂組成物を高密度ポリエチレン（融解ピーク温度；１２９℃、融解終了温度；１３６℃）５３重量％、マレイン酸変成エチレン・酢酸ビニル共重合体２重量％および平均粒径が１．５μｍの炭酸カルシウム４５重量％の組成物に変更する以外は同様にして５層構造の合成紙を得た。
【００２２】
（参考例１）
実施例１において（Ｂ）の樹脂組成物をエチレン・プロピレンランダム共重合体（融解ピ−ク温度；１４０℃、融解終了温度；１５１℃、エチレン含量；２．０重量％）３５重量％、プロピレン単独重合体（融解ピーク温度；１６４℃、融解終了温度；１７４℃）１８重量％、マレイン酸変成プロピレン単独重合体２重量％および平均粒径が１．５μｍの炭酸カルシウム４５重量％からなる組成物に変更する以外は同様にして５層構造の合成紙を得た。
【００２３】
（実施例３）
実施例１において（Ｂ）の組成中の平均粒径１．２μｍの炭酸カルシウムの代わりに平均粒径が０．８μｍの炭酸カルシウムを用いる他は同様にして、５層構造の合成紙を得た。
【００２４】
（実施例４）
実施例１において、基材層用の二軸延伸物の（Ａ）の樹脂組成物をＭＩ；４ｇ／分のエチレン−プロピレンランダム共重合体（融解ピーク温度；１４７℃、エチレン含量；１．５重量％）５３重量％、マレイン酸含量が０．５重量％のマレイン酸変性プロピレン単独重合体２重量％、及び平均粒径が１．５μｍの炭酸カルシウム４５重量％の組成物で変更する以外は同様にして５層構造物の合成紙を得た。
【００２５】
（比較例１）
実施例１において、（Ｂ）組成物について、エチレン・プロピレン共重合体のかわりにＭＩが４．０ｇ／１０分のプロピレン単独重合体（融点ピ−ク温度；１６４℃、融解終了温度；１７４℃）を用いる他は同様にして、５層構造の合成紙を得た。
【００２６】
（比較例２）
実施例１において、（Ｂ）組成物について、炭酸カルシウムとして平均粒径が６μｍの炭酸カルシウムを用いる他は同様にして、５層構造の合成紙を得た。
【００２７】
（比較例３）
実施例１において、（Ｂ）組成物として、エチレン・プロピレンランダム共重合体（融解ピ−ク温度；１４７℃、エチレン含量；２．０重量％）２６．５重量％、プロピレン単独重合体（融解ピーク温度；１６４℃）２６．５重量％マレイン酸変成プロピレン単独重合体２重量％、平均粒径が１．５μｍの炭酸カルシウム４５重量％の組成物と変更する以外は同様にして５層構造の合成紙を得た。
【００２８】
（評価）
無機微細粉末の樹脂被覆の状態観察
合成紙の表面を電子顕微鏡で観察（２，０００倍）して無機微細粉末の全面が被覆されているもの（図１と図２）を被覆、無機微細粉末の一部が樹脂面より突出して存在しているものを非被覆（図３と図４）とした。
【００２９】
＜各印刷性能評価＞
ハマダ印刷機械（株）社製６１２ＣＤ型印刷機を用いて、Ｔ＆ＫＴＯＫＡ社製オフセット印刷インキベストＳＰ（商品名）藍を用いて各合成紙を印刷し、次の項目について評価した。
紙粉トラブル評価・・・１，０００枚連続印刷を行い、ブランケット胴の白さについて、目視で判定した。
Figure 0003773273
【００３０】
オフセット印刷インキの乾燥性・・・ハマダ印刷機械（株）社製６１２ＣＤ型印刷機を用いて、Ｔ＆ＴＯＫＡ社製オフセット印刷インキ、ベストＳＰ（商品名）藍を用いて各合成紙を１，０００枚連続印刷し、この印刷物を棒積み状態に放置し、所定時間毎にサンプリングを行ない乾燥状態を判定した。
Figure 0003773273
【００３１】
インク密着性・・・印刷物に粘着テープ〔ニチバン製セロテープ（商品名）〕を用い、剥離テストを行ない、インクの密着の程度について判定した。
Figure 0003773273
【００３２】
＜その他の物性評価＞
平滑度・・・ＪＩＳ Ｐ８１１９
光沢度・・・ＪＩＳ Ｐ８１４２
表面粗さ・・・ＪＩＳ Ｂ０６０１
【００３３】
【表１】
Figure 0003773273
【００３４】
【発明の効果】
本発明の合成紙は、無機微細粉末の表面は、プロピレン系共重合体あるいは高密度ポリエチレンで被覆されており、オフセット印刷時の紙粉の発生がなく、さらに表面に適度な凹凸が形成されるため、酸化重合で乾燥するインクの乾燥が促進され、同時に棒積みされた状態での裏移りも改良される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合成紙の断面図である。
【図２】本発明の合成紙の表面状態を示す図である。
【図３】従来の合成紙の部分断面図である。
【図４】従来の合成紙の表面状態を示す図である。

Claims (1)

  1. 平均粒径が、０．０１〜１０μｍの炭酸カルシウム粉末５〜４０重量％を含有する融点（ＤＳＣ曲線のピーク温度）が１３０℃〜２１０℃のオレフィン系重合体の二軸延伸フィルムを基材層（Ａ）とし、この基材層の少なくとも片面に平均粒径が０．０１〜５μｍの炭酸カルシウム粉末を８〜６５重量％含有する融点（ＤＳＣ曲線のピーク温度）が１２０℃〜１６０℃であって基材層のオレフィン系重合体の融点より５℃以上低い融点を有するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレンの一軸延伸フィルムであって、その表面粗さが０．３〜１．５μｍの一軸延伸物（Ｂ）が接着された複層構造フィルムであり、その一軸延伸物（Ｂ）の炭酸カルシウム粉末の表面は、マトリクスを形成するプロピレン系共重合体、あるいは高密度ポリエチレンで被覆されていることを特徴とする複層構造の合成紙。
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