JP2000064193A

JP2000064193A - オフセット印刷用新聞用紙

Info

Publication number: JP2000064193A
Application number: JP10227919A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ono; 裕司小野; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋; Takanori Miyanishi; 孝則宮西
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-29
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP4031576B2

Abstract

(57)【要約】【課題】坪量が低い新聞用紙をオフセット印刷する場
合に、印刷作業性を損なわないように用紙のこわさを向
上させ、湿し水断紙を防ぐためにサイズ性を有し、ネッ
パリトラブルのないオフセット印刷用新聞用紙を提供す
る。【解決手段】新聞印刷用紙原紙上に、窒素含有量が0.
1重量％以上のカチオン澱粉、炭酸ジルコニウム塩、特
定のカチオン性ポリスチレン粒子を含有する塗工層を、
両面の塗布量が乾燥固形分換算で0.2〜1.2 g/m²となる
ように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低坪量の新聞用紙をオフ
セット印刷する場合に、印刷作業性を損なわないように
用紙のこわさを向上させ、吸水性を低下させ湿し水断紙
を防ぐためにサイズ性を付与するとともに、ネッパリト
ラブルのないオフセット印刷用新聞用紙を提供しようと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】巻取の径が同じでも連量が増やせるため
に作業の効率化が図れること、一部当たり重量を減少さ
せるために作業の効率化が図れること、1部当たりの重
量を変えることなくぺージ数を増やすことができるので
新聞配達時の負担を増さないことから、新聞用紙の需要
は軽量化の方向に進んでいる。しかし、軽量化の進展に
は、短時間でおこなわれる新聞印刷に支障をきたさない
様なオフセット輪転印刷機への高い適応性、特に、紙の
こわさの低下による印刷時のしわの発生が問題視されて
いる。

【０００３】オフセット新聞用紙として適切な紙物性を
もつように紙層構造の面からの改良を図った例として、
特開平3-227500号公報、特開平4-361686号公報が挙げら
れる。しかし、これらはパルプ原料、製造装置などの面
で制限を受け、現在使用されている設備やパルプで実行
できるものではない。一方、表面処理剤によるオフセッ
ト印刷新聞用紙の品質の改善技術としては、一般的には
酸化澱粉が塗工されているが、紙のこわさを向上させる
ために塗布量を増加させるとブランケットに新聞用紙が
取られるネッパリが発生する。また、特開平7-243192号
公報に澱粉を酵素変性した後にカチオン化したカチオン
澱粉を塗工する技術が開示されているが、これらは表面
強度や浮き汚れ、地汚れなどの版汚れに関するもので、
紙のこわさに関して記述はなく、吸水性をカチオン澱粉
の塗布だけでは低下させることはできない。新聞用紙以
外の紙で外添薬品により紙のこわさを向上させる技術と
しては、特開平59-130398号公報に水ガラスと高分子エ
マルジョンまたはラテックスを特定配合する方法、特開
平60-155799号公報にポリビニルアルコール系樹脂でサ
イズされた紙に電子線や放射線を照射する方法、特開平
60-173197号公報にポリビニルアルコール系重合体成分
とポリアクリルアミド系重合体成分を混合する方法、特
開平60-252800号公報にポリビニルアルコール系重合体
存在下に、アクリルアミド系モノマーを特定重量比で配
合して得た重合体による方法、特開平1-156597号公報に
アセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコール系樹脂
とジルコニウム塩とを含む水溶液による方法、特開平6-
65893号公報に(メタ)アクリルアミド、α,β−不飽和カ
ルボン酸、N,N-ジメチル（メタ）アクリルアミド、N-メ
チロール（メタ）アクリルアミド、N-メチロール(メタ)
アクリルアミド1モル当たり0.3〜1モルのエチレン尿
素、を重合成分とした水溶性共重合体による方法、特開
平6-65894号公報に(メタ)アクリルアミド、α,β−不飽
和カルボン酸、N,N-ジメチル（メタ）アクリルアミド、
N-メチロール（メタ）アクリルアミド、N-メチロール
(メタ)アクリルアミド１モル当たり0.3〜1モルのジシア
ンジアミド、を重合成分とした水溶性共重合体による方
法、特開平7-23890号公報にアルキルビニルエーテルと
無水マレイン酸共重合体による方法、特開平8-100388号
公報にはポリアミドエピクロロヒドリンやグリオキザー
ルまたはメラニンホルマリン樹脂からなる耐水化剤とポ
リビニルアルコール、澱粉、ポリアクリルアミドやカル
ボキシメチルセルロース等の水溶性樹脂を塗布する方法
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の方法も高価であり、新聞用紙の表面処理剤としては不
適切である。澱粉、ポリビニルアルコール等の表面処理
剤を多量に塗布すると、その表面処理剤が水で湿潤され
た状態では粘着性を示すため、新聞印刷用紙の製造時、
あるいは印刷時に、粘着性に起因するトラブル（いわゆ
る「ネッパリ」と呼ばれる現象）を起こす問題があっ
た。このため、印刷時に湿し水を使用するオフセット印
刷用新聞用紙に用いる表面処理剤は、表面強度向上効果
のみならず、塗工品の粘着性が低いこと、言い換えれ
ば、塗工品の剥離性が良好であることが必須の性能とな
っている。

【０００５】また、新聞用紙をオフセット印刷する場合
に吸水性が高い場合には、湿し水断紙が発生するので新
聞用紙にサイズ性を付与する必要があり、サイズ剤を内
添あるいは表面処理剤として外添する必要がある。一般
的な外添サイズ剤は、繊維間の水素結合を阻害するの
で、サイズ剤を外添した場合には、外添していない場合
と比較して紙力やこわさが低下する傾向にある、通常の
サイズ剤ではサイズ性と紙力やこわさを同時に向上させ
るのは困難である。

【０００６】紙のこわさは、紙が均質な材料で構成され
ていると仮定すると材料力学的に見て、紙厚の3乗に比
例するから、新聞用紙の軽量化に伴いこわさは急激に低
下する。このような現状から、軽量であって、所定のこ
わさを有し、ネッパリの発生しない（剥離強度の低
い）、サイズ性の高いオフセット印刷用新聞用紙を提供
することが切望されていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、窒素含量が
0.1重量%以上のカチオン澱粉、炭酸ジルコニウム塩、及
び特定のカチオン性ポリスチレン粒子を含有する塗工層
を新聞印刷用紙原紙上に設けることによって解決され
た。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で使用するカチオン澱粉は
窒素含有量が0.1重量％以上であることを特徴とする。
特に、澱粉を化学変性により低粘度化し50℃、15％水溶
液として測定したB型粘度が20〜100ｃｐｓとなるように
変性した後に、窒素含有量が0.1重量％以上になる様に
カチオン変性した澱粉を使用することが好ましい。

【０００９】澱粉を酵素変性した場合は、澱粉中の結晶
領域をアモルファス領域に変化することができないため
に、カチオン基の導入が不均一になり、紙表面に定着し
づらい欠点がある。しかし、澱粉を酸処理あるいは酸化
処理のような化学変性することにより、低粘度化及びカ
ルボキシル基の導入、更に結晶領域をアモルファス領域
に変化させることにより、その後のカチオン変性でカチ
オン基を均質に導入することが可能となる。

【００１０】本発明で生澱粉を化学変性する場合は、次
亜塩素酸、過硫酸アンモニウム、過ヨウ素酸などの一般
的な酸化剤が使用される。

【００１１】本発明で化学変性された澱粉をカチオン変
性する場合には、製紙業界で一般的に使用されている澱
粉分子の水酸基を３級アミノ基または第４級アミノ基を
有する化合物でエーテル化して得られるものであり、下
記の化合物が使用される。

【００１２】

【化１】

【化２】ただし、化1、化2においてＡは、下記の式１、式２又は
式３：

【００１３】

【式１】

【００１４】

【式２】

【００１５】

【式３】であり、ただし、上記化１、化２においてＸはハロゲン
原子団を表し、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は各々炭素数１〜４
のアルキル基を表し、ｎは１〜３の整数を表す。

【００１６】本発明で使用する炭酸ジルコニウム塩は、
炭酸ジルコニウムアンモニウムや炭酸ジルコニウムナト
リウム、炭酸ジルコニウムカリウム等の一般的なもので
ある。炭酸ジルコニウム塩を混合することで、理由は不
明であるがスチレン系サイズ剤の効果が著しく向上す
る。更に、不透明度の低下を抑えることができる。

【００１７】本発明で使用するカチオン性ポリスチレン
粒子は、スチレン系不飽和単量体を乳化重合する際に使
用する乳化剤としてカチオン性界面活性剤を使用したも
の、スチレン系不飽和単量体を乳化重合する際にカチオ
ン性重合開始剤を使用したもの、カチオン性単量体とス
チレン不飽和単量体の溶液重合や塊状重合で合成した共
重合体など、全てのカチオン性ポリスチレン粒子であ
る。

【００１８】すなわち、下記のa)と、ｂ）〜d)のいず
れか少なくとも１つとから重合されたものである。

【００１９】a)スチレン系不飽和単量体、 b)カチオン性単量体、 c) カチオン性界面活性剤、 d)カチオン性重合開始剤、また、(a)が70〜95重量％、(b)0〜30重量％、(c)1〜30
重量％、(d) 0〜5重量％の重量比で合成されたものが好
ましい。

【００２０】本発明で使用するスチレン系不飽和単量体
の例としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチ
レン等が挙げられる。

【００２１】本発明で使用するカチオン性単量体は、メ
タクリルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、アクリロ
キシエチルトリエチルアンモニウムクロリドなどのラジ
カル重合が可能なカチオン性単量体から少なくとも１つ
選ばれたものが好ましい。

【００２２】本発明で使用するカチオン性界面活性剤と
しては、セチルメチルアンモニウムブロミド、ドデシル
トリメチルアンモニウムブロミド、ミストリルトリメチ
ルアンモニウムブロミド、ビニルベンジルトリメチルア
ンモニウムクロリド、ビニルベンジルジメチルドデシル
アンモニウム、あるいは、カチオン性ポリスチレン系界
面活性剤、カチオン澱粉、カチオンポリアクリルアミド
などの界面活性のあるカチオン性高分子など、カチオン
性界面活性剤から少なくとも１つ選ばれたものである。
カチオン性界面活性剤としては、重合可能な界面活性剤
を使用することも可能であり、この場合にはカチオン性
界面活性剤とカチオン性単量体の両方の役割を果たす。

【００２３】本発明で使用するカチオン性重合開始剤と
しては、2,2'-アゾビス（2-アミジノプロパン）ジヒド
ロクロライド、2,2'-アゾビス（N,N'-ジメチレン-イソ
ブチルアミヂン）ジヒドロクロライド、2,2'-アゾビス
（2-メチルプロピオンアミヂン）ジヒドロクロライド、
2-2'-アゾビス（イソブチルニトリル）ジヒドロクロラ
イドなどの全てのラジカル重合が可能なカチオン性重合
開始剤を使用できる。

【００２４】このカチオン性ポリスチレンの粒子径は30
0ｎｍ以上であることが好ましい。このように比較的粒
径を大きくすることによって、紙の表面にカチオン性ポ
リスチレン粒子が留まり、さらに炭酸ジルコニウム塩と
架橋することによってこわさ、表面強度を向上させ、さ
らに剥離強度を低下させることが可能となる。

【００２５】この様な、カチオン澱粉と炭酸ジルコニウ
ム塩とカチオン性ポリスチレン粒子を任意の比率で混合
して塗料とするが、好ましくは、炭酸ジルコニウムがカ
チオン澱粉に対して5〜15重量％の比率、カチオン性ポ
リスチレン粒子がカチオン澱粉に対して5〜40重量％で
あることが望ましい。

【００２６】本発明の塗工層の塗布量は両面の合計の乾
燥固形分で0.2ｇ／m²〜1.2ｇ／m²であることが好まし
い。0.2ｇ／m²未満では期待したこわさやサイズ性を得
ることができない。1.2ｇ／m²を超えると、サイズ性は
さらに向上するが、こわさの向上は頭打ちになる。この
範囲であればネッパリトラブルもなく、こわさとサイズ
性は同時に向上させることが可能となる。

【００２７】

【作用】カチオン澱粉と300nm以上という大きな粒径の
ポリスチレン粒子と炭酸ジルコニウム塩を含有する本発
明の表面処理剤を、原紙に塗布すると、乾燥と共に架橋
し形成されるフィルムは、通常の澱粉サイズ剤等に比べ
紙層内部に浸透することが少なく、原紙の極表面に留ま
るため少量で吸水性を低下させることができると共に、
固い皮膜が紙のこわさを維持し、より紙表面に留まりや
すいポリスチレン粒子が表出してネッパリを効果的に防
止することができるものと思われる。

【００２８】

【実施例】以下の、実施例にて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２９】[合成例１] カチオン澱粉の製造澱粉原料としてタピオカ澱粉を使用し、過硫酸アンモニ
ウムで低粘度化した後に、[化3]に示されるカチオン化
剤として3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル-トリメチルア
ンモニウムクロリドにより80℃、90分間のエーテル化反
応で窒素含量0.16重量％のカチオン澱粉を作成した。最
終的なカチオン澱粉の粘度は、50℃、15％濃度の糊化し
た水溶液としてB型粘度計で測定して66.4ｃｐｓであっ
た。

【００３０】

【化３】 [合成例２] カチオン性ポリスチレン粒子の製造カチオン性ポリスチレン粒子は、カチオン性界面活性高
分子（商品名：AS233、日本PMC製）を乳化剤として使用
し、スチレン（和光純薬製）2,000ｇとカチオン性界面
活性高分子AS233を200ｇを混合して、水4,000ｍｌを三
つ口フラスコ中で混合し、30分間窒素置換を行い、溶存
酸素を除去した後に、重合開始剤2,2'-アゾビス（2-ア
ミジノプロパン）ジヒドロクロライド（商品名：V-50、
和光純薬製）を20ｇ添加して乳化重合を行った。反応温
度は60℃で反応時間は9時間で重合を行った。合成され
たカチオン性ポリスチレン粒子は平均粒径513ｎｍ、ゼ
ータ電位が32.7ｍＶであった。

【００３１】＜新聞印刷用紙原紙の製造＞機械パルプ40
重量％、脱墨古紙パルプ40重量％、針葉樹晒クラフトパ
ルプ20重量％から成る混合パルプに、硫酸バンド3重量
％、ロジン系サイズ剤1重量％、紙力剤0.2重量％、歩留
まり向上剤0.005重量％を内添した紙料を、ツインワイ
ヤー抄紙機により抄紙し、坪量40ｇ／ｍ²の新聞印刷用
原紙を得た。

【００３２】＜オフセット新聞印刷用紙の製造＞ [実施例１]合成例１のカチオン澱粉10重量％、合成例２
のカチオン化ポリスチレン粒子1.6重量％、炭酸ジルコ
ニウムアンモニウム0.8重量％から成る水系の塗料を300
ｍ／分の速度でゲートロールコーターで上記新聞印刷用
紙原紙に両面に塗工し、オフセット新聞印刷用紙を得
た。

【００３３】[実施例２]合成例１のカチオン澱粉12重量
％、合成例２のカチオン化ポリスチレン粒子2.0重量
％、炭酸ジルコニウムアンモニウム1.0重量％から成る
水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロールコーター
で上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット新聞印刷用
紙を得た。

【００３４】[比較例１]水のみを300ｍ／分の速度でゲ
ートロールコーターで上記新聞印刷用原紙に塗工し、オ
フセット新聞印刷用紙を得た。

【００３５】[比較例２]合成例１のカチオン澱粉10重量
％から成る水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロー
ルコーターで上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット
新聞印刷用紙を得た。

【００３６】[比較例３]合成例１のカチオン澱粉15重量
％から成る水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロー
ルコーターで上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット
新聞印刷用紙を得た。

【００３７】[比較例４]合成例１のカチオン澱粉8重量
％、スチレンマレイン酸共重合体表面サイズ剤（商品
名：コロパールM160、星光化学製）1.6重量％から成る
水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロールコーター
で上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット新聞印刷用
紙を得た。

【００３８】[比較例５]合成例１のカチオン澱粉12重量
％、比較例４で使用したスチレンマレイン酸共重合体表
面サイズ剤2.4重量％から成る水系の塗料を300ｍ／分の
速度でゲートロールコーターで上記新聞印刷用原紙に塗
工し、オフセット新聞印刷用紙を得た。 [比較例６]合成例１のカチオン澱粉8重量％、炭酸ジル
コニウムアンモニウム0.67重量％から成る水系の塗料を
300ｍ／分の速度でゲートロールコーターで上記新聞印
刷用原紙に塗工し、オフセット新聞印刷用紙を得た。

【００３９】[比較例７]合成例１のカチオン澱粉10重量
％、炭酸ジルコニウムアンモニウム0.8重量％から成る
水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロールコーター
で上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット新聞印刷用
紙を得た。

【００４０】[比較例８]合成例１のカチオン澱粉12重量
％、合成例２のカチオン性ポリスチレン粒子2.0重量％
から成る水系の塗料を300ｍ／分の速度でゲートロール
コーターで上記新聞印刷用原紙に塗工し、オフセット新
聞印刷用紙を得た。

【００４１】実施例１〜２、及び比較例１〜８のオフセ
ット新聞印刷用紙について、塗布量、クラーク曲げこわ
さ、点滴吸水度、剥離強度について評価試験を行った。

【００４２】塗布量：バイオセンサーBFDP(王子製紙
(株)製)で測定した。

【００４３】クラーク曲げこわさ：JISP 8143-1967に従
い、オフセット新聞印刷用紙のマシーン方向について測
定した。

【００４４】点滴吸水度：オフセット新聞印刷用紙のフ
ェルト面側を JAPAN TAPPI No.33に従って測定した。数
値が高いほど吸水性は低く、100秒以上であれば十分な
サイズ性がある。

【００４５】剥離強度：オフセット新聞印刷用紙を4×6
ｃｍに2枚切り取り、塗工面を温度20℃の水に5秒間浸せ
き後、塗工面同士を密着させた。外側両面に新聞用紙原
紙を重ね、50ｋｇ／ｍ²の圧力でロールに通し、25℃、6
0 RH％で24時間調湿した。3× 6ｃｍの試料片とした後
に、引っ張り試験機で、引っ張り速度30ｍｍ／minの条
件で測定を行った。測定値が大きい程、剥がれにくい
(逆の言い方をすると粘着性が高い)ことを意味する。本
発明のオフセット印刷用新聞用紙では、剥離強度が20.0
ｇ／3ｃｍ以下のものを"剥離性が良好である"とした。

【００４６】実施例及び比較例のオフセット印刷用新聞
用紙の評価結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮西孝則東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社中央研究所内Ｆターム(参考） 4L055 AG10 AG37 AG48 AG63 AG73 AG96 AH29 AJ04 BE08 EA14 EA20 EA25 EA29 FA13 FA17 FA30 GA16 GA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】新聞印刷用原紙に、(i)窒素含量が0.1重
量%以上のカチオン澱粉、(ii)炭酸ジルコニウム塩、並
びに(iii) a)スチレン系不飽和単量体と、b)カチオン性
単量体、c)カチオン性界面活性剤及びd)カチオン性重合
開始剤のいずれか少なくとも１つと、から重合されたカ
チオン性ポリスチレン粒子、を含有する塗工層を設けた
ことを特徴とするオフセット印刷用新聞用紙。
【請求項２】前記カチオン澱粉が、50℃、15％水溶液
として測定したB型粘度が20〜100ｃｐｓとなるように澱
粉を化学変性後、続いて窒素含有量が0.1重量％以上に
なる様にカチオン変性したものであることを特徴とする
請求項１に記載のオフセット印刷用新聞用紙。
【請求項３】前記塗工層においてカチオン澱粉、炭酸
ジルコニウム塩、カチオン性ポリスチレン粒子の3者の
比率が、100：5〜15：5〜40であることを特徴とする請
求項１又は２いずれかに記載のオフセット印刷用新聞用
紙。
【請求項４】前記カチオン性ポリスチレン粒子が、ス
チレン系不飽和単量体(a)が70〜95重量％、カチオン性
単量体(b)0〜30重量％、カチオン性界面活性剤(c)1〜30
重量％、カチオン性重合開始剤(d) 0〜5重量％の重量比
で合成されたものであることを特徴とする請求項１、２
又は３いずれかに記載のオフセット印刷用新聞用紙。
【請求項５】前記塗工層の塗工量の合計が乾燥固形分
換算で両面0.2〜1.2ｇ／m²であることを特徴とする請求
項1、２、３又は４いずれかに記載のオフセット印刷用
新聞用紙。