JP5493539B2

JP5493539B2 - 塗工包装用紙

Info

Publication number: JP5493539B2
Application number: JP2009173258A
Authority: JP
Inventors: 由紀子鈴木; 祐治佐波; 哲也平林
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011026734A

Description

本発明は、塗工包装用紙に関し、特にフレキソ印刷適性に優れ、製袋適性を備えた包装用紙に関するものである。

近年、印刷物の多色化が進み、要求される印刷品質の高級化、印刷速度の高速化が進んできており、それに対応する包装用紙の開発が求められてきている。ショッピングバックに代表されるような紙製手提げ袋に用いられる包装用紙においても、印刷品質の高級化が強く要求されている。印刷品質の高級化手法としては、例えば、高速で高精細なオフセット印刷やグラビア印刷での印刷が一般的である。しかしながら、包装用紙においては、フレキソ印刷の使用状況はいまだに多く、その印刷品質は、オフセット印刷やグラビア印刷に比べて見劣り感がすることは否めない。一方、フレキソ印刷の技術進歩も目覚しく、小ロット多品種化や環境と安全性問題、コスト削減などの市場課題に対して、近年のデジタル化の波とともに、画期的で斬新な技術でもって注目されている。さらに印刷品質についても、他の印刷方式と比較しても遜色ないレベルまで改良されている。フレキソ印刷は上述のごとく、水性化や無溶剤化の面で大きな優位性が認められ、欧米の包装分野では既にフレキソ印刷が主流となっており、日本においても普及の兆しがある。このようなフレキソ技術を駆使して、一般に使用されているオフセット用やグラビア用印刷用紙にフレキソ印刷をしても、インキ発色性が劣るので濃度の高い印刷ができず、多量にインキを載せると、画線部のインキが紙に吸着せず、流れる現象が起き、印刷品質を高級化するには不十分であった。

また、包装用紙は、品物を包装、保持する役割が必要なため、印刷品質だけでなく、強度、剛度などの品質も重要な要素のひとつである。印刷品質と強度を両立する手法として例えば、原紙に両性ポリアクリルアミド系紙力剤及びポリアミドエピクロロヒドリン系紙力剤を含有させ、湿潤強度を持たせた原紙の片面にピグメント層を形成することが開示されている（特許文献１）。

抄紙時に表裏の繊維配向角の差及び繊維配向比をある範囲に調整した原紙の少なくとも一方の面に１〜１０ｇ／ｍ^２の塗工層を設けることが開示されている（特許文献２）。

また、針葉樹クラフトパルプを５０重量％以上用いて形成され、縦横引っ張り強度比が１．７以上に調整された原紙上の少なくとも片面に顔料と接着剤とを含有する塗工層が１〜１０ｇ/ｍ^２形成された坪量が１００〜５００ｇ/ｍ^２の範囲の塗工包装用紙が開示されている（特許文献３）。これら開示された例は、いずれもフレキソ印刷を想定しているものではない。

特開２００５−２４８３９４号公報特開２００６−８３４８７号公報特開２００６−９７１４９号公報

本発明は、フレキソ印刷時におけるフレキソインキ発色性に優れ、かつ、通常包装紙として適用されるニス加工、ラミネート加工時の加工適性、製袋適性に優れた塗工包装用紙を提供するものである。

原紙の少なくとも片面に顔料と接着剤を含有する塗工層を有し、紙袋として使用される塗工包装用紙において、該原紙が晒、未晒および半晒クラフトパルプのうちの少なくとも１種以上のパルプを使用し、かつ該原紙の米坪が６０〜１５０ｇ／ｍ^２であって、該塗工層に顔料として焼成カオリンを顔料１００質量部に対し、２０〜１００質量部含有し、かつ接着剤として水分散性樹脂を顔料１００質量部に対し、８〜３０質量部含有し、該塗工層の塗工量が片面当たり０．５〜１０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする。
前記顔料１００質量部に対し、タルクが８０質量部以下を含有することが好ましい。
塗工層中に顔料１００質量部に対し、澱粉誘導体が２〜４０質量部含有することが好ましい。

本発明によって、フレキソ印刷におけるインキ発色性に優れた塗工包装用紙提供することが可能になった。

一般に、フレキソ印刷は水性タイプのインキを使用して印刷が実施されることから、印刷面の吸水性度合いによりインキの浸み込みが異なる。このため、フレキソインキにおけるインキ発色性、および網点再現性は、印刷面の吸水性の度合いとフレキソインキ量に大いに影響される。包装用紙表面に形成する塗工層中に焼成カオリンが存在するとフレキソインキ吸収性が極めてよくなり、この焼成カオリンの配合量、及びその他の顔料配合量を調整することにより、各種のフレキソ印刷機に適応したインキ発色性の優れた品質を得ることができる。

焼成カオリンを塗工層中に含有するとフレキソ印刷適性を改善する理由は必ずしも定かではないが、焼成カオリンは、天然に産するカオリンをキルンなどで約８００℃程度の高温処理することにより、カオリンの結晶構造中に存在する結晶水を放出させたもので、結晶構造が崩壊して非晶質な構造となり、不透明性、多孔質でインキ吸収性に優れた性質を持っている。このことから、焼成カオリンのもつ空隙性によって、顔料中にインキを取り込み、またインキ中の溶剤が均一に吸収されて、インキの発色性と均一性が得られ、また密着性の向上による網点の再現性も得られるものと考える。この観点から、焼成カオリンの含有量は２０〜１００質量部であり、好ましくは４０〜９０質量部である。

本発明の接着剤としての水分散性樹脂は、一般の塗被紙製造分野で使用されている公知の接着剤が適宜使用される。例えば、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレンーメチルメタクリレートー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および／またはメタクリル酸エステルの重合体または共重合体ラテックス等のアクリル系重合体ラテックス、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、あるいはこれらの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重合体または共重合体ラテックス等の水分散性接着剤等が使用でき、１種または２種以上を適宜選択して使用できる。なお、例示した水分散性樹脂の中で、費用と接着強度のバランスの良い、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスを使用することがより好ましい。また、水分散性接着剤の塗工層中の含有量としては、顔料１００質量部に対して８〜３０質量部である。より好ましくは、１０〜２５質量部である。焼成カオリンが多孔質な特徴があることから、水分散性樹脂の含有量が８質量部未満では、塗工層の強度が弱く、後加工時や製袋加工時に塗工層が剥がれ落ちる虞がある。一方、水分散性樹脂の含有量が３０質量部を超えると、塗工層の吸収性が阻害される虞がある。

本発明の水分散性樹脂以外で使用できる接着剤としては、ポリビニルアルコール、酸化澱粉、陽性澱粉、エステル化澱粉、デキストリン等の澱粉類が例示される。これら水分散性および／または水溶性接着剤から１種または２種以上を適宜選択して使用できる。

本発明に使用する焼成カオリン以外の顔料としては、製紙分野で通常使用されている顔料、例えば、クレー、構造化カオリン、エンジニアードカオリン、タルク、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、サチンホワイト、硫酸カルシウム等の一種または二種以上を使用することができる。この中でも、タルクを配合することが好ましい。後加工、製袋加工時に塗工表面に異物が接触して擦れた時、異物付着による汚れが発生しやすいことに対して、タルクが扁平顔料で、塗工層に存在すると摩擦抵抗を低減させる性質を有していることから、異物による汚れを軽減させることが出来る。一般的に製紙用のタルクは、セディグラフによって測定した平均粒径が１〜５μｍ、クロライト含有率は０〜９０％であるが、中でもクロライト含有率５〜８０％のタルクの使用は、顔料の分散性と加工時の汚れを軽減させる効果のバランスがとれているため、より好ましい。また、タルク配合部数は顔料１００質量部当たり、８０質量部以下が好ましい。５質量部以上を配合するとその効果が顕著に発現される。クロライト含有率によりタルク配合部数は変わるものの、さらに好ましくは１５〜６０質量部である。なお、焼成カオリンを除く顔料は、フレキソインキの吸収性の観点から、本発明の所望する効果を阻害しない範囲で使用するのが望ましいが、プラスチックピグメント等の有機顔料はインキ吸収性が劣るので好ましくない。

焼成カオリンは塗工液の保水性が著しく低下させることが知られている。塗工液保水性が低いと、原紙中に塗工液が浸透し易くなり、均一な塗工層が原紙表面に形成することが困難となる。また、塗工装置によっては、塗工筋が発生したり、全く塗工が出来なくたったりすることがあるので、澱粉誘導体を使用することが好ましい。本発明で使用される澱粉誘導体としては、例えば、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、デキストリン、冷水可溶性澱粉などが挙げられる。その配合量としては、顔料１００質量部あたり２〜４０質量部が好ましい。１０〜３０質量部の割合で配合することがより好ましい。澱粉誘導体の配合量が少なすぎると塗工液の保水効果が得られにくい。一方、澱粉誘導体の配合量が多すぎると塗膜の吸水性を低下する虞がある。なお、インキ発色性向上に対して効果を阻害しない範囲において、本発明使用される塗工液中に、防滑剤、染料等の添加剤を併用してもよい。

本発明において、焼成カオリンを含有する塗工液の塗工層は、単層であっても、複層であっても差し支えないが、全体の塗工量は０．５〜１０ｇ／ｍ²が好ましい。塗工量がこの範囲であると、経済性にすぐれ、且つ水性フレキソのインキ発色性が優れた塗工包装用紙が得られる。より好ましい塗工量としては、１．５〜７ｇ／ｍ²である。

本発明の塗工液を原紙に塗工するに当たっては、塗被紙製造に一般に使用される塗工装置が使用でき、例えば、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、ダイスロットコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、２ロールサイズプレスコーター、ゲートロールサイズプレスコーター、フィルムメタリングサイズプレスコーター等の塗工装置を使用して、オンマシン方式またはオフマシン方式で原紙の表面に、単層または多層で塗工される。塗工時の顔料組成物の固形分濃度は、１０〜７５重量％の範囲で選ぶことができるが、塗工量が０．５〜１０ｇ／ｍ²の範囲に留まるよう、また、塗工するコーターを考慮し、適宜調整することが好ましい。

本発明で塗工された塗工包装用紙は、塗工面や印刷適性をさらに向上させるために、カレンダー処理をすることが出来る。例えば、金属ロール間でニップするマシンカレンダーや弾性ロールにコットンロールを用いたスーパーカレンダーや弾性ロールに合成樹脂ロールを用いたソフトニップが上げられる。ソフトニップカレンダーは合成樹脂ロール表面の耐熱温度がコットンロールに比べて高く設定することが可能なため、高温での処理が可能であり、同一の平滑性を目標とした場合、スーパーカレンダーに比べて処理線圧を低く設定できるので好ましい態様である。

本発明に使用されるクラフトパルプは通常、繊維長が長く、高強度を確保することが出来る利点がある。このクラフトパルプの種類は特に限定がなく、例えば、針葉樹未晒パルプ（以下、ＮＵＫＰという）、広葉樹未晒パルプ（以下、ＬＵＫＰという）、針葉樹晒パルプ（以下、ＮＢＫＰという）、広葉樹晒クラフトパルプ（以下、ＬＢＫＰ）、針葉樹や広葉樹を用いて晒工程を酸素晒工程まで行った針葉樹酸素晒パルプ（ＮＯＫＰ）、広葉樹酸素晒パルプ（ＬＯＫＰ）、または、晒を１段から２段行った半晒パルプ等があげられ、これらの中から１種以上を適宜選択して用いる。

上記のパルプ以外に紙の強度を阻害しない範囲において、例えば、雑誌古紙、チラシ古紙、新聞古紙、オフィス古紙、情報用紙古紙、段ボール古紙、紙器古紙等の古紙パルプを必要に応じて脱墨処理をして使用することが可能である。

内添薬品は必要に応じて使用でき、例えば、硫酸バンド、ロジン等のサイズ剤、ポリアミド、澱粉等の紙力増強剤、濾水歩留まり向上剤、ポリアミドポリアミンエピクロヒドリン等の耐水化剤、染料等が使用される。例示したパルプ、内添薬品を使用した原紙を使用する。

原紙の抄紙条件においても特に限定は無く、例えば、長網式抄紙機、ギャップフォーマー型抄紙機、丸網式抄紙機、短網式抄紙機等の商業規模の抄紙機が、目的に応じて適宜選択して使用できる。抄紙方式としては、酸性抄紙、中性抄紙、弱アルカリ抄紙等のいずれの方式でも使用できる。これらの抄紙条件で抄紙された原紙の米坪としては、製袋加工するのに適した坪量である、６０〜１５０ｇ／ｍ^２である。

以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はそれらの範囲に限定されるものでない。なお、例中の「部」、「％」は特に断わらない限り、質量部、
質量％を示す。

実施例１
（塗工液の作成）
焼成カオリン（商品名：アンシレックス９３、ＢＡＳＦ社製）１００部、接着剤（商品名：ＰＡ−８０６４、エイアンドエル社製）を１５部、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、王子コーンスターチ社製）２０部（いずれも固形分換算）からなる塗工液を、濃度４０％となるように調製した。

叩解度５６０ｍｌｃｓｆのＮＢＫＰ６０％、叩解度４６０ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ４０％のパルプを混合し、カチオン化澱粉（商品名：ピラーＰ３ＹＫ、ピラースターチ社製）０．５％、硫酸バンド１．３％、サイズ剤（商品名：ペローザーＥ３６５５、東邦化学工業社製）０．４％を添加して調製した紙料で原紙を抄紙し、引き続きゲートロール塗工装置により上記塗工液を、片面に乾燥重量が３ｇ／ｍ^２（固形分）となるように塗工し、反対面には、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、王子コーンスターチ社製）を０．５ｇ／ｍ^２となるように塗工、乾燥後、カレンダー処理をして紙水分が６．０％で、坪量が８０ｇ／ｍ^２の塗工包装用紙を得た。

実施例２
実施例１において、焼成カオリン１００部を７０部にし、タルク（商品名：ミクロタッチ、日本ミストロン社製）３０部とした以外は実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

実施例３
実施例２において、原紙のパルプとして、ＮＯＫＰを２５％、ＬＯＫＰ７５％とした以外は、実施例２と同様にして塗工包装用紙を得た。

実施例４
実施例２おいて、原紙のパルプとして、ＮＵＫＰを２５％、ＬＵＫＰを５０％、新聞古紙からなる脱墨処理したパルプを２５％とした以外は、実施例２と同様にして塗工包装用紙を得た。

参考例１
実施例１において、塗工液中の顔料を、焼成カオリン（商品名：アンシレックス９３、前出）１５部、カオリン（商品名：ミラグロスＪ、ＢＡＳＦ社製）３５部、重質炭酸カルシウム（商品名：ハイドロカーブ９０、備北粉化工業社製）５０部、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、王子コーンスターチ社製）１．５部とした以外は実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

実施例５
実施例１において、塗工液中の顔料を焼成カオリン（商品名：アンシレックス９３、前出）３０部、タルク（商品名：ミクロタッチ、前出）７０部、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、前出）３５部、接着剤（商品名：ＰＡ−８０６４、旭化成社製）を９部とし、裏面にはポリビニアルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１０５、クラレ社製）０．５ｇ／ｍ^２となるように塗工した以外は、実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

参考例２
実施例１において、表面の塗工液塗布量が０．３ｇ／ｍ^２、裏面の澱粉塗工量を０．２ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

比較例１
実施例１の原紙上に、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、王子コーンスターチ社製）を両面での塗工量を０．４ｇ／ｍ^２塗工し、乾燥後、カレンダー処理をして紙水分が６．０％、８０ｇ／ｍ^２の包装用紙を得た。

比較例２
実施例１において、塗工液中の顔料をカオリン（商品名：ミラグロスＪ、ＢＡＳＦ社製）５０部、重質炭酸カルシウム（商品名：ハイドロカーブ９０、前出）５０部とし、接着剤（商品名：ＰＡ−８０６４、前出）を１１部、酸化澱粉（商品名：ＧＲＳ−Ｔ１１０、前出）７部として、塗工量を７．５ｇ／ｍ^２塗工し、裏面にポリビニアルアルコールを０．８ｇ／ｍ^２塗工した以外は、実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

比較例３
実施例１において、接着剤（商品名：ＰＡ−８０６４、前出）を５部とした以外は、実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。後加工の印刷時に塗工層が剥がれたため、製袋できなかった。

比較例４
実施例１の原紙において、原紙のパルプとして、サーモメカニカルパル４０％、ストーングランドパルプ３０％、プレッシャライズドグランドパルプ３０％とした以外は、実施例１と同様にして塗工包装用紙を得た。

得られた各塗工包装用紙について、下記の評価方法で評価を行い、得られた結果を表１に示した。なお、本発明における測定及び評価については特に記載のない限り、２３℃、５０％ＲＨの環境下で行った。

（平滑度）
ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．５−２：２０００に準じ、王研式平滑度計（ＡＳＡＨＩ−ＳＥＩＫＯ社製）を使用して測定した。

（フレキソ印刷におけるインキの発色性）
Ｋ印刷プルーファー（ＲＫＰｒｉｎｔ−ＣｏａｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）、１００線／インチに彫刻したアニロックスプレートで、水性フレキソ藍インキ（商品名：ラップトーンＨＲ、サカタインクス社製）を使用して、得られた塗工包装用紙に印刷した。印刷した面をカラー反射濃度計（Ｍｏｄｅｌ４０４Ｇ、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）でシアンインキ濃度を計測した。

（印刷部のインキ流れ）
上記Ｋ印刷プルーファーにて印刷した部分を観察し、印刷面のインキが均一に定着されているかを拡大鏡と目視で評価した。
[評価基準]
◎：拡大鏡、目視ともインキが均一に定着されている。
○：拡大して印刷部分を観察すると、不均一部が一部存在するが、目視では均一に定着されている。
×：インキが用紙に吸収が悪く、インキが泳いでおり、インキ定着面が不均一である。

（製袋適性）
自動製袋機で、底幅１１５ｍｍ、袋幅３１５ｍｍ、袋長さ３１５ｍｍの角底袋（手提げ袋）に加工した。加工後に折部の割れ、印刷部の割れを総合的に目視評価した。
[評価基準]
◎：全く折れが発生しない。
○：ごく一部折れが発生したが、実用的に問題ない範囲である。
×：折れが定常的に発生した。

上記表１に明らかなように、焼成カオリンを顔料１００質量部に対して２０〜１００質量部含有している実施例１〜５と含有していない比較例１、２、参考例１と比べると、フレキソ印刷のインキ濃度が高く、インキ発色性に優れている。また、実施例１と参考例２を比較すると、両者の塗工液の配合は同じであるものの、塗工量が片面０．５〜１０ｇ／ｍ ^２である塗工層を有する実施例１のほうがインキ発色性に優れている。比較例３、４は焼成カオリンを１００部含有しているが、比較例３は水分散性樹脂量が少ないので、印刷時に塗工層の剥離が生じて印刷品質が劣り、比較例４は、原紙にクラフトパルプを含有していないので、製袋時に折れが発生してしまい、包装用紙として使用できない。
以上の通り、本発明によりフレキソ印刷インキ、特に水性フレキソインキに対して優れたインキ発色性と印刷面の仕上がりを持ち、製袋適性に優れた塗工包装用紙を得ることが可能となった。

Claims

原紙の少なくとも片面に顔料と接着剤を含有する塗工層を有し、紙袋として使用される塗工包装用紙において、該原紙が晒、未晒および半晒クラフトパルプのうちの少なくとも１種以上のパルプを使用し、かつ該原紙の米坪が６０〜１５０ｇ／ｍ^２であって、該塗工層に顔料として焼成カオリンを顔料１００質量部に対し、２０〜１００質量部含有し、かつ接着剤として水分散性樹脂を顔料１００質量部に対し、８〜３０質量部含有し、該塗工層の塗工量が片面当たり０．５〜１０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする塗工包装用紙。
前記顔料１００質量部に対し、タルクが８０質量部以下を含有する請求項１に記載の塗工包装用紙。
塗工層中に顔料１００質量部に対し、澱粉誘導体が２〜４０質量部含有する請求項１または２に記載の塗工包装用紙。