JP2012214012A - 輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙 - Google Patents

Abstract

【課題】オフセット印刷適性を維持したまま、輪転方式のインクジェット印刷においてインク吸収性や印刷濃度に優れ、印刷ムラを抑制でき、印刷の操業性が良好であるインクジェット輪転印刷機用塗工紙を提供する。
【解決手段】本発明の課題は、原紙の少なくとも一方の面に顔料とバインダーを主成分とするインク受理層を設けた輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙において、原紙が、合成シリカと表面サイズ剤とを含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙であることを特徴とする輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙によって基本的に達成された。
【選択図】なし

Description

本発明は、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に関する。さらには、オフセット印刷適性を損なわない輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に関する。

インクジェット記録方式の技術が急速に進歩し、インクジェット記録方式を利用するプリンター（以下、「インクジェットプリンター」と記載する）によって、紙やフィルムなど記録用の媒体にカラーでかつ高画質に画像を形成できるようになった。このようなインクジェットプリンターには、家庭用の小型プリンターから印刷業者などが使用する大判プリンターがある。基本的には１枚単位で印刷を実行するために、主に少部数の印刷現場でこれらプリンターは利用されていた。

近年、さらなる技術の進歩により、インクジェット記録方式を利用する商業印刷（以下、「インクジェット印刷」と記載する）の応用が始まっている。商業印刷分野は印刷部数が多く、生産性および印刷コストの兼ね合いから印刷速度が重視される。インクを吐出するヘッドが用紙の搬送方向に直行する幅方向全体に固定されたラインヘッドを備える印刷機（以下、「インクジェット印刷機」と記載する）によって、インクジェット印刷に適した印刷速度は達成される（例えば、特許文献１参照）。また最近では、印刷速度が１５ｍ／分以上、より高速では６０ｍ／分以上、さらに高速では１２０ｍ／分を超える顔料インクを搭載する輪転方式のインクジェット印刷機も開発されている。

可変情報を取り扱うことができるため、インクジェット印刷機は特にオンデマンド印刷に応用される。固定情報をオフセット印刷機で印刷し、可変情報を輪転方式のインクジェット印刷機で印刷する形態が商業印刷では好ましい。

しかしながら、従来のオフセット印刷用塗工紙を輪転方式のインクジェット印刷機に採用すると、上記のような印刷速度では印刷後の擦過によって印刷画像が汚れ、またオフセット印刷用塗工紙はインクジェットインクのインク吸収性が不十分であるために印刷ムラや印刷滲み、酷い場合はインク流れ（吸収されなかったインクが塗工紙面上を流れる現象）が発生するなど問題があった。また、インク吸収性の不足を補うために、インクの吐出量を抑制させると印刷濃度が低下するという問題もあった。

輪転方式のインクジェット印刷機の印刷におけるインク吸収性や印刷濃度を改良するために単純に塗工層のバインダーを減量したり、あるいは塗工層に高い吸油性等を有する多孔性顔料を多用した場合、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙は、塗工層の塗層強度が失われブランパイリングが発生するなどのオフセット印刷適性が損なわれる。従って、オフセット印刷適性を損なうことなく、十分な印刷濃度やインク吸収性のインクジェット印刷適性を有することが輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に要求される。

上記輪転方式のインクジェット印刷機に使用されるインクの動向としては、水性染料インクに加えて、耐候性の観点から、水性顔料インクが使用されることが増えてきている。水性顔料インクの問題点としては、印刷部分の印刷ムラが挙げられる。印刷ムラとは、印刷速度が速い時にインクジェット印刷機用塗工紙のインク吸収性にバラツキが発生し、インクが乾燥した後の最終的な印刷画像において定着したインクの濃度が不均一となる現象である。インクジェット印刷に用いるインクは色材の濃度が低く、オフセット印刷に比べて印刷ムラが顕著となり易い。印刷ムラによって印刷物の商品価値は低下し、故に、印刷ムラを抑制することが求められる。

原紙上にトランスファーロールコーターにてシリカと炭酸カルシウムとバインダーを含有したインク受理層を設けたインクジェット記録媒体がある（例えば、特許文献２参照）。このようなインクジェット記録媒体は、オフセット印刷適性は優れるものの、インクジェット印刷におけるインク吸収性や印刷濃度に劣る。原紙上にサイズプレスにて吸油度が２０１ｍｌ／１００ｇ以上３４０ｍｌ／１００ｇ以下のシリカ、エマルジョンおよびバインダーを含有したインク受理層を設けたインクジェット記録媒体がある（例えば、特許文献３参照）。このようなインクジェット記録媒体は、インクジェットプリンターにおけるインク吸収性や印刷ムラに優れる。しかしながら、インクジェット印刷機におけるインク吸収性に劣り、塗工層の強度が不足しオフセット印刷適性に劣る。

また、印字画像のインク吸収性や印字ムラを抑制したインクジェット記録シートとして、支持体上にシリカとバインダーを含有するアンダー層を設け、アンダー層上にもシリカとバインダーを含有するインク受容層を設けたインクジェット記録シート（例えば、特許文献４参照）や、支持体上に炭酸カルシウムを主体とした下塗り層を設け、下塗り層上に合成シリカを含有したインク受容層を設けたインクジェット被記録媒体がある（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、これらインクジェット記録シートは、インクジェットプリンター用であり、オフセット印刷適性に劣るものである。一方、カチオン性ポリマーが含有された基紙上に、無機顔料とバインダーを主体とした塗工層を有するインクジェット記録紙がある（例えば、特許文献６参照）。オフセット印刷適性は良好であるが、インクジェット印刷におけるインク吸収性の点において優れるものの未だ十分ではない。

特開２００９−２３２９２号公報 特開２００５−９６４３４号公報 特開２００９−１５４３２３号公報 特開２００７−２２３１４５号公報 特開２００５−２７１４４４号公報 特開２０１０−１０００３９号公報

オフセット印刷適性を損なうことなく、水性染料インクまたは顔料インクを採用する輪転方式のインクジェット印刷機に優れた適性を有するインクジェット印刷機用塗工紙は得られていない。また、輪転方式のインクジェット印刷機は、塗工紙が印刷速度に相応する速度で再び巻き取られる場合が多く、さらに印刷後巻き取られる前にインク乾燥促進のために乾燥機を装備する場合が多い。このような輪転方式のインクジェット印刷機では、高速、巻き取りおよび乾燥という条件によって塗工紙がよれて巻きシワを発生することがある。巻きシワが発生すると停機または印刷速度低下など印刷の操業性が悪くなる。

すなわち、本発明の目的は、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙において、（１）オフセット印刷適性が良いこと、（２）インクジェット印刷においても十分なインク吸収性や印刷濃度を有すること、（３）顔料インクを採用するインクジェット印刷において印刷部分の印刷ムラが十分に抑制されていること、（４）巻きシワの発生を抑えた印刷の操業性が良いこと、を満足させることである。

上記の課題は、原紙の少なくとも一方の面に顔料とバインダーを主成分とするインク受理層を設けた輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙において、原紙が、合成シリカと表面サイズ剤とを含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙であることを特徴とする輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙によって解決することができる。

また好ましくは、前記のインク受理層の顔料として、炭酸カルシウムまたはカオリンを少なくとも１種含有する。また好ましくは、前記の合成シリカの平均粒子径が０．３μｍ以上７μｍ以下である。

本発明の別の態様として、輪転方式のインクジェット印刷機の印刷方法であって、上記輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得る工程、および輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙のインク受理層上に、顔料インクを用いた輪転方式のインクジェット印刷を印刷速度１２０ｍ／分以上で行って印刷画像を形成する工程を含む方法を提供する。また本発明は、優れた印刷画像を形成する方法であって、上記輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得る工程、および輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙のインク受理層上に、オフセット印刷機および／または輪転方式のインクジェット印刷機を用いて印刷画像を形成する工程を含む方法を提供する。

本発明により、オフセット印刷適性が良好であり、かつインクジェット印刷においても良好なインク吸収性、印刷濃度および印刷の操業性を有する輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得ることができる。特に、顔料インクを搭載する輪転方式のインクジェット印刷機でも、印刷部分の印刷ムラが抑えられた輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得ることができる。

以下、本発明の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙について詳細に説明する。

本発明において、サイズプレス液でサイズプレスされる前の原紙、すなわち表面サイズプレスされていない原紙を「生原紙」と記載する。本発明の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に用いられる生原紙としては、セルロースパルプと填料を主成分とするシートであり、セルロースパルプとしては、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭＰ、ＣＭＰ、ＣＧＰなどの機械パルプ、およびＤＩＰなどの古紙パルプが単独あるいは併用して用いられる。本発明の生原紙に用いられる填料としては、炭酸カルシウム、タルク、カオリンなど公知の各種填料を単独あるいは併用して用いることができる。

本発明の生原紙は、セルロースパルプと填料の他、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、カチオン化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などの各種添加剤を適宜配合することができ、セルロースパルプおよび填料並びに各種添加剤を適宜配合した紙料を長網抄紙機、円網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機などの各種抄紙機で抄造することができる。

本発明において、生原紙を形成する紙料中には、さらにその他の添加剤として、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤などを本発明の所望の効果を損なわない範囲で、適宜配合することもできる。

またインクジェットインクのインク吸収性および印刷ムラの観点から、生原紙中の灰分量は、好ましくは８質量％以上２５質量％以下である。灰分量が８質量％未満では印刷ムラが発生し易く、灰分量が２５質量％を超えると生原紙の強度不足に起因するオフセット印刷時のピックや断紙などのトラブルが発生する場合がある。より好ましくは、１０質量％以上２０質量％以下である。

ここでいう灰分量とは、生原紙を５００℃で１時間燃焼処理を行った後の不燃物の質量と、燃焼処理前の原紙の絶乾質量との比率（質量％）である。灰分量は、生原紙中の填料などの含有量により、調整することができる。

本発明において、生原紙は、本発明の所望の効果を損なわない限りいずれのサイズ度でもよく、内添サイズ剤の種類と量によって調整することができる。内添サイズ剤は、例えば、酸性紙であればロジン系サイズ剤、中性紙であればアルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、中性ロジン系サイズ剤またはカチオン性スチレン−アクリル系サイズ剤などである。インク吸収性の点で好ましくは、生原紙は低サイズ度である。

本発明において、原紙は、サイズプレス液で生原紙をサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙である。サイズプレス液とは、サイズプレスによって生原紙に付着させる表面サイズ剤を含有する液である。表面サイズ剤は、生原紙へ耐水性や水の浸透抵抗性を付与する役割である。サイズプレス液でサイズプレスされた表面サイズプレス原紙は、内添サイズ剤が生原紙内部に存在することと異なり、表面サイズ剤が生原紙表面近傍に存在し、必要とする表面サイズ性を発現する。

表面サイズ剤は、例えば、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール誘導体、アクリル系共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、スチレン−メタアクリル酸系共重合体、アクリロニトリル−ビニルホルマール−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸系共重合体、オレフィン−マレイン酸系共重合体、アルキルケテンダイマー系、ロジン系などである。後述の合成シリカとの相溶性から澱粉やポリビニルアルコールまたはそれらの誘導体が好ましい。

本発明において、サイズプレスは各種公知の方法を用いることができる。製造コストの観点から、抄紙機に設置されているサイズプレスなどオンマシンで塗工する方法が好ましい。サイズプレスの方法としては、インクラインドサイズプレス、ホリゾンタルサイズプレスや、フィルムトランスファー方式としてロッドメタリングサイズプレス、ロールメタリングサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレスがあり、ロッドメタリングサイズプレスではシムサイザー、オプティサイザー、スピードサイザー、フィルムプレスが挙げられ、ロールメタリングサイズプレスではゲートロールコーターが挙げられる。その他ビルブレードコーター、ツインブレードコーター、ベルバパコーター、タブサイズプレス、カレンダーサイズプレスなどが挙げられる。好ましくは、インクラインドサイズプレス、ホリゾンタルサイズプレス、ゲートロールコーター、シムサイザー、フィルムプレスである。

本発明に用いられる表面サイズプレス原紙は、合成シリカおよび表面サイズ剤を含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成される。例えば、ホワイトカーボンのように合成シリカはサイズ性を低下させる傾向にあり、サイズ性の点で好ましくない。表面サイズ剤は生原紙へ水の浸透を抑制する作用を有し、一方合成シリカは水を吸収する作用を有する。このような作用を有する表面サイズプレス原紙上に顔料とバインダーを主成分とするインク受理層を設けた塗工紙は、輪転方式のインクジェット印刷機に対応する良好なインク吸収性および印刷濃度、並びに顔料インクにおける印刷ムラの抑制、良好な印刷の操作性を得ることができる。

表面サイズ剤と、炭酸カルシウムまたはカオリンとを含有するサイズプレス液でサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙では、本発明の効果が得られない。この理由は不明であるが、本発明の表面サイズプレス原紙上にインク受理層を設ける際に何らかの相互作用により特異な構造を形成すると考えられる。これは炭酸カルシウムまたはカオリンに比べて合成シリカの優れた多孔質性によるものと考えられる。

本発明における合成シリカは、湿式法シリカおよび気相法シリカなどの合成シリカを用いることができる。湿式法シリカは、製造方法によって沈降法シリカ、ゲル法シリカ、ゾル法シリカに分類される。沈降法シリカは、珪酸ソーダと硫酸をアルカリ条件で反応させて製造され、粒子成長したシリカ粒子が凝集・沈降しその後濾過、水洗、乾燥、粉砕・分級の工程を経て一般的に製造される。沈降法シリカとしては、例えば日本シリカ社からニップシールとして、トクヤマ社からトクシールとして市販されている。ゲル法シリカは、珪酸ソーダと硫酸を酸性条件下で反応させて一般的に製造される。熟成中に微小粒子は溶解し、他の一次粒子どうしを結合するように再析出するため明確な一次粒子は消失し、内部空隙構造を有する比較的硬い凝集粒子を形成する。例えば、東ソー・シリカ社からニップジェルとして、グレースジャパン社からサイロイド、サイロジェットとして市販されている。ゾル法シリカは、コロイダルシリカとも呼ばれ、珪酸ソーダの酸などによる複分解やイオン交換樹脂層を通して得られるシリカゾルを加熱熟成して一般的に製造される。ゾル法シリカは、例えば日産化学工業社からスノーテックスとして市販されている。

気相法シリカは、乾式法シリカとも呼ばれ、一般的には火炎加水分解法によって製造される。具体的には四塩化ケイ素を水素および酸素と共に燃焼して作る方法が一般的に知られているが、四塩化ケイ素の代わりにメチルトリクロロシランやトリクロロシラン等のシラン類も、単独または四塩化ケイ素と混合した状態で使用することができる。気相法シリカは日本アエロジル社からアエロジルとして、トクヤマ社からレオロシールとして市販されている。

これら合成シリカは、必要に応じて粉砕して用いることもできる。粉砕は公知の機械的な粉砕装置、例えばボールミル、ビーズミル、サンドグラインダー等のメディアミル、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー等の圧力式分散機、超音波分散機、および薄膜旋回型分散機等より行うことができる。

本発明における合成シリカの平均粒子径は、０．３μｍ以上７μｍ以下の範囲が好ましい。この範囲であると生原紙の繊維間に形成される凹部へ入り込むことができるため、平滑な表面サイズプレス原紙が得られる。なお、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法あるいは動的光散乱法を用いた粒度分布測定に基づく値である。

本発明において、サイズプレス液中の表面サイズ剤の含有量は、合成シリカに対して３質量％以上２５質量％以下の範囲が好ましい。この範囲であると、本発明にかかる効果のいずれかの点で、より優れる。

本発明において、表面サイズプレス原紙は、合成シリカおよび表面サイズ剤を含有するサイズプレス液をサイズプレスして形成される。サイズプレスの場合は、エアーナイフコーターやカーテンコーター等の一般的な塗工装置で合成シリカを塗工する場合と比較して塗工時に圧がかかるため、合成シリカが生原紙の繊維間に形成される凹部へ一層入り込む。結果として平滑な表面サイズプレス原紙が得られる。生原紙上の合成シリカおよび表面サイズ剤を含有するサイズプレス液でサイズプレスして形成された面、並びに平滑な表面サイズプレス原紙上に形成するインク受理層の組み合わせによって、インクジェット印刷における優れたインク吸収性と印刷濃度を有し、印刷ムラが抑制できおよび優れた印刷の操業性を有する輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得ることができる。合成シリカは水吸水性を有するため、生原紙の繊維間に形成される凹部へ入り込んだ状態であっても生原紙の水吸収性を阻害しない。

合成シリカおよび表面サイズ剤を含有するサイズプレス液をサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙であるか否かは、塗工紙断面を電子顕微鏡で観察することによって、生原紙の繊維間の凹部へ入り込んだ状態とインク受理層と接する面の平滑性とから判断することができる。

いわゆるインクジェットプリンター用のインクジェット記録媒体では、インク吸収性を得るために、合成シリカを含有する下層のインク受理層を一般的な塗工装置で設ける場合がある。しかし、このようなインク受理層では塗層強度の点でオフセット印刷適性を有しない。

本発明におけるサイズプレス液には、本発明の所望の効果を損なわない範囲で合成シリカ以外の顔料を適宜含有することができる。例えば、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの白色無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機顔料等が挙げられる。

本発明におけるサイズプレス液には添加剤として、バインダー、染料定着剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性改良剤、界面活性剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤などを適宜含有することもできる。

本発明において、サイズプレス液の塗工量は、片面あたり０．５ｇ／ｍ^２以上４．０ｇ／ｍ^２以下の範囲が好ましい。この範囲であると、本発明にかかる効果のいずれかの点で、より優れる。本発明において、サイズプレス液の塗工量とは、乾燥固形分の塗工量を示す。

本発明の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙は、表面サイズプレス原紙上に顔料およびバインダーを主成分とするインク受理層を有する。インク受理層を設けることによって、印刷品質および外観の点で上質紙と差別化することができる。主成分とは、インク受理層の乾燥固形分において顔料とバインダーとの総和が５０質量％以上を占めることである。

本発明において、インク受理層は顔料として炭酸カルシウムまたはカオリンを少なくとも１種含有することが好ましい。インク受理層中の炭酸カルシウムまたはカオリンの含有量は、インク受理層中の総顔料１００質量部に対して６０質量部以上であり、好ましくは７０質量部以上である。炭酸カルシウムまたはカオリンの粒子自体にはインクジェットインクを吸収する性質はない。しかし、炭酸カルシウム粒子あるいはカオリン粒子に起因する粒子間に形成される空隙によってインクジェットインクを吸収することができる。そして、インク受理層が炭酸カルシウムあるいはカオリンをインク受理層中の総顔料１００質量部中６０質量部以上を含有することによって、オフセット印刷適性を損なわず、インクジェット印刷機に対応する良好なインク吸収性を有することができる。

そして、炭酸カルシウム粒子あるいはカオリン粒子に起因する粒子間に形成される空隙によって、インクジェットインクを吸収することができるが、該インク受理層だけでは、輪転方式のインクジェット印刷機の印刷速度に対応するインク吸収性が不足する場合がある。合成シリカと表面サイズ剤とを含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成する表面サイズプレス原紙上に、炭酸カルシウムまたはカオリンを含有するインク受理層を設けることにより、インク受理層は良好なオフセット印刷適性を得ることができ、かつ輪転方式のインクジェット印刷機に対応する良好なインク吸収性や印刷濃度、印刷ムラの抑制並びに優れた印刷の操作性を得ることができる。

本発明のインク受理層には、本発明の所望の効果を損なわない範囲で、前記炭酸カルシウムまたはカオリン以外の顔料として、従来公知の顔料が用いることができる。このような顔料としては、例えば、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの無機顔料、スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、スチレン−アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂などの有機顔料などが挙げられる。

本発明において、インク受理層は、バインダーとして従来公知の水分散性バインダーおよび／または水溶性バインダーを含有する。水分散性バインダーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体またはアクリロニトリル−ブタジエン共重合体など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またはメタクリル酸エステルの重合体あるいはメチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などのアクリル系共重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテックス、ポリウレタン樹脂ラテックス、アルキド樹脂ラテックス、不飽和ポリエステル樹脂ラテックス、またはこれらの各種共重合体のカルボキシル基などの官能基含有単量体による官能基変性共重合体ラテックス、あるいはメラミン樹脂、尿素樹脂などの熱硬化合成樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。水溶性バインダーとしては、例えば、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉などの澱粉誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコールまたはシラノール変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール誘導体、カゼイン、ゼラチンまたはそれらの変性物、大豆蛋白、プルラン、アラビアゴム、カラヤゴム、アルブミンなどの天然高分子樹脂またはこれらの誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンなどのビニルポリマー、アルギン酸ソーダ、ポリエチレンイミン、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、無水マレイン酸またはその共重合体などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの水分散性バインダーおよび／または水溶性バインダーは、単独または２種以上を混合して用いることができる。

インク受理層におけるバインダーの総含有量は、インク受理層の強度、インク吸収性の観点から、インク受理層中の顔料の総和１００質量部に対して５質量部以上５０質量部以下が好ましく、さらに好ましくは１０質量部以上４０質量部以下である。

本発明において、インク受理層を表面サイズプレス原紙上に塗工する方法としては、通常使用される塗工方法を用いることができ、特に限定されない。例えば、ブレードコーター、ロールコーター、エアーナイフコーター、バーコーター、ショートドウェルコーター、カーテンコーターなどの各種塗工装置を用いることができる。

本発明において、表面サイズプレス原紙上に設けられるインク受理層の総数は特に限定されないが、好ましくは１層である。また、本発明の所望の効果を損なわない範囲でインク受理層上に平均粒子径が５００ｎｍ以下の無機微粒子を有する光沢発現層を設けることもできる。また、インク受理層を片面にのみ設ける場合は、反対側の面に、カール矯正あるいは搬送適性改良等の目的の塗工層を設けることも可能である。

インク受理層の塗工量としては、オフセット印刷適性およびインク受理層のインク吸収性およびインク受理層とサイズプレス原紙間との接着強度を基準に決定することが好ましい。具体的には塗工量が３．０ｇ／ｍ^２以上２０．０ｇ／ｍ^２以下の範囲であることが好ましく、４．０ｇ／ｍ^２以上１８．０ｇ／ｍ^２以下の範囲がさらに好ましい。本発明において、インク受理層の塗工量とは、乾燥固形分の塗工量を示す。

本発明において、インク受理層を設けた後、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙としてそのままでも使用できるが、必要に応じてマシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダー等により表面を平滑化または光沢性の向上を図ることもできる。

但し、平滑化のため過度のカレンダー処理を行うと、インクジェット印刷におけるインク吸収性を悪化させるため、軽度のカレンダー処理が好ましい。

また、光沢感をさらに上げる目的のために、公知のキャストコート法を用いてグロスを施すこともできる。

本発明において、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙は、インク受理層を表面サイズプレス原紙の両面に設けることができる。両面に設けることで、印刷機によっては両面に印刷できるために好ましい。

本発明において、インク受理層は表面サイズプレス原紙上に形成するが、本発明の所望の効果を損なわない範囲で層間の接着強度やインク吸収性の調整等の必要に応じてインク受理層と表面サイズプレス原紙の間に顔料およびバインダーを含有する中間層を設けてもよい。中間層に用いられる顔料およびバインダーは、インク受理層に用いることができる顔料やバインダーから適宜選択することができる。

本発明において、輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙の坪量は特に限定されるものではないが、４０ｇ／ｍ^２以上３００ｇ／ｍ^２以下が好ましい。

本発明の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙は、印刷速度が１２０ｍ／分以上の輪転方式のインクジェット印刷機に特に好ましく使用することがある。

また本発明の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙は、グラビア印刷、湿式および乾式電子写真や他の印刷方式に用いることも可能である。さらには、インクジェット印刷機の他、市販のインクジェットプリンターなどに用いることも可能である。

本発明の別の態様として、輪転方式のインクジェット印刷機での印刷方法であって、上記輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得る工程、および輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙のインク受理層上に、顔料インクを用いた輪転方式のインクジェット印刷を印刷速度１２０ｍ／分以上で行って印刷画像を形成する工程を含む方法である。この印刷方法によって、印刷の操業性に優れながらインク吸収性や印刷濃度に優れ、かつ印刷ムラが抑制された印刷物を得ることができる。また本発明は、優れた印刷画像を形成する方法であって、上記輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙を得る工程、および輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙のインク受理層上に、オフセット印刷機および／または輪転方式のインクジェット印刷機を用いて印刷画像を形成する工程を含む方法である。この印刷画像を形成する方法によって、オフセット印刷および／または輪転方式のインクジェット印刷機で画像を形成することができ、輪転方式のインクジェット印刷においてインク吸収性や印刷濃度に優れ、印刷ムラが抑制される印刷画像を形成することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す「部」は、乾燥固形分あるいは実質成分の質量部を示す。また、塗工量も乾燥固形分の塗工量を示す。

（サイズプレス液の調製）
＜サイズプレス液１の調製＞
水に合成シリカ（スノーテックスＭＰ−１０４０、平均粒子径０．１μｍ、日産化学工業社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて十分に分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液１を得た。

＜サイズプレス液２の調製＞
水に合成シリカ（サイロジェット７３３Ａ、平均粒子径０．３μｍ、グレースデビソン社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて十分に分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液２を得た。

＜サイズプレス液３の調製＞
水に合成シリカ（ニップジェルＡＺ−２０４、平均粒子径２．７μｍ、東ソー・シリカ社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて分散した。次いで、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液３を得た。

＜サイズプレス液４の調製＞
水に合成シリカ（ミズカシルＰ−７８Ａ、平均粒子径６μｍ、水澤化学工業社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液４を得た。

＜サイズプレス液５の調製＞
水に合成シリカ（ミズカシルＰ−７０９、平均粒子径８μｍ、水澤化学工業社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて十分に分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液５を得た。

＜サイズプレス液６の調製＞
水に炭酸カルシウム（タマパールＴＰ−１２１ＳＡ、平均粒子径３．３μｍ、奥多摩工業社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて十分に分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液６を得た。

＜サイズプレス液７の調製＞
水にカオリン（ＨＴ、平均粒子径３．５μｍ、エンゲルハード社製）１００部を添加した後ノコギリ型ブレードを有する分散機を用いて十分に分散した。次いでポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液７を得た。

＜サイズプレス液８の調製＞
水にポリビニルアルコール（ＰＶＡ１０５、クラレ社製）１５部を添加・混合してサイズプレス液８を得た。

（表面サイズプレス原紙の作製）
＜表面サイズプレス原紙１の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム１２部、両性澱粉０．８部、硫酸バンド０．８部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１．０部を添加して、長網抄紙機で抄造し、インクラインドサイズプレス装置でサイズプレス液１を片面あたり２．５ｇ／ｍ^２付着させ、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２の表面サイズプレス原紙１を作製した。

＜表面サイズプレス原紙２の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液２に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙２を得た。

＜表面サイズプレス原紙３の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙３を得た。

＜表面サイズプレス原紙４の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液４に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙４を得た。

＜表面サイズプレス原紙５の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液５に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙５を得た。

＜表面サイズプレス原紙６の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり０．１５ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙６を得た。

＜表面サイズプレス原紙７の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり０．５ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙７を得た。

＜表面サイズプレス原紙８の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり３．８ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙８を得た。

＜表面サイズプレス原紙９の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり４．５ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙９を得た。

＜表面サイズプレス原紙１０の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液６に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙１０を得た。

＜表面サイズプレス原紙１１の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液７に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙１１を得た。

＜表面サイズプレス原紙１２の作製＞
表面サイズプレス原紙１において、サイズプレス液１をサイズプレス液８に変更する以外は表面サイズプレス原紙１と同様に行い、表面サイズプレス原紙１２を得た。

＜表面サイズプレス原紙１３の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム１２部、両性澱粉０．８部、硫酸バンド０．８部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１．０部を添加して、長網抄紙機で抄造し、フィルムプレス装置でサイズプレス液１を片面あたり２．５ｇ／ｍ^２付着させ、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２の表面サイズプレス原紙１３を作製した。

＜表面サイズプレス原紙１４の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更する以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１４を得た。

＜表面サイズプレス原紙１５の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液５に変更する以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１５を得た。

＜表面サイズプレス原紙１６の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり０．１５ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１６を得た。

＜表面サイズプレス原紙１７の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液３に変更し、かつサイズプレス液３を片面あたり４．５ｇ／ｍ^２付着させた以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１７を得た。

＜表面サイズプレス原紙１８の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液６に変更する以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１８を得た。

＜表面サイズプレス原紙１９の作製＞
表面サイズプレス原紙１３において、サイズプレス液１をサイズプレス液７に変更する以外は表面サイズプレス原紙１３と同様に行い、表面サイズプレス原紙１９を得た。

（非表面サイズプレス原紙の作製）
＜非表面サイズプレス原紙２０の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム１２部、両性澱粉０．８部、硫酸バンド０．８部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１．０部を添加して、長網抄紙機で抄造した。続いてバーコーター装置でサイズプレス液３を片面あたり２．５ｇ／ｍ^２塗工し、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２の非表面サイズプレス原紙２０を作製した。

＜非表面サイズプレス原紙２１の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム１２部、両性澱粉０．８部、硫酸バンド０．８部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１．０部を添加して、長網抄紙機で抄造した。続いてブレードコーター装置でサイズプレス液３を片面あたり２．５ｇ／ｍ^２塗工し、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２の非表面サイズプレス原紙２１を作製した。

＜非表面サイズプレス原紙２２の作製＞
濾水度４００ｍｌｃｓｆのＬＢＫＰ１００部からなるパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム１２部、両性澱粉０．８部、硫酸バンド０．８部、アルキルケテンダイマー型サイズ剤（サイズパインＫ９０３、荒川化学工業社製）１．０部を添加して、長網抄紙機で抄造した。続いてエアーナイフコーター装置でサイズプレス液３を片面あたり２．５ｇ／ｍ^２塗工し、マシンカレンダー処理をして坪量１００ｇ／ｍ^２の非表面サイズプレス原紙２２を作製した。

＜インク受理層塗工液の調製＞
インク受理層塗工液は、下記の内容により調製した。
顔料 配合部数は表１に記載
バインダー 配合部数は表１に記載
上記の内容で配合し、水で混合・分散して調製した。

表１に略称で示した顔料およびバインダーは、以下の通りである。

Ａ：炭酸カルシウム（タマパールＴＰ１２３、奥多摩工業社製）
Ｂ：カオリン（ＨＧ−９０、ヒューバー社製）
Ｃ：合成シリカ（ニップジェルＡＺ−２０４、東ソー・シリカ社製）
Ｄ：スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（ＪＳＲ−２６０５Ｇ、ＪＳＲ社製）

実施例１〜２０および比較例１〜１２について、以下の手順により作製した。

＜塗工紙の作製＞
表面サイズプレス原紙または非表面サイズプレス原紙に、インク受理層塗工液をブレードコーターにて両面塗工し、乾燥させた後、カレンダー処理をして塗工紙を作製した。カレンダーは弾性ロールと金属ロールからなる装置を用いて、ニップ線圧は幅方向の厚みプロファイルが適切に得られる範囲において、弱い線圧（８０ｋＮ／ｍ）（実施例１〜３、５〜１４、１６〜２０と比較例１〜４、６〜８、１０〜１２）と、強い線圧（１８０ｋＮ／ｍ）（実施例４、１５）の２水準で行った。また、金属ロールの温度を、弱い線圧の処理では４０℃、強い線圧の処理では１８０℃とした。カレンダー条件に関しては表１に示した。

インク受理層塗工液の塗工量は、片面あたりの塗工量として表１に示した。

なお、実施例１〜２０および比較例１２で得られた塗工紙の断面をクロスセクションポリシャにより切り出し、生原紙とインク受理層と間を、状態は走査型電子顕微鏡および元素分析はエネルギー分散Ｘ線分光法を用いて観察した。合成シリカおよび表面サイズ剤を含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成された実施例１〜２０は、比較例１２に比べて、生原紙の繊維間の凹部に合成シリカがより多く分布することが確認でき、インク受理層と接する面が平滑であることが確認できた。

実施例１〜２０および比較例１〜１２の塗工紙について、オフセット印刷適性、並びに輪転方式のインクジェット印刷機に対するインク吸収性、印刷濃度、印刷ムラ、および印刷の操業性を下記の方法により評価した。

オフセット印刷適性の評価以外は、輪転方式のインクジェット印刷機を用いて評価を行った。輪転方式のインクジェット印刷機として大日本スクリーン製造社製印刷機Ｔｒｕｅｐｒｅｓｓ Ｊｅｔ５２０を用いた。また、インクはインク吸収性と印刷濃度においては染料インクを、印刷ムラにおいては顔料インクを用いた。インクジェット印刷機の印刷は毎分当たりの印刷搬送速度１２８ｍに設定し行った。

（オフセット印刷適性の評価）
ミヤコシ社製オフセットフォーム輪転機で、印刷速度：１５０ｍ／分、使用インク：Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ ＵＶベストキュア墨および金赤、ＵＶ照射量：８ｋＷ２基の条件で６０００ｍの印刷を行い、印刷後のブランパイリングの発生状況および印刷サンプルの状態について以下の５段階により目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：極めて良好。
４：良好。
３：実用上問題ない範囲。
２：不良。
１：極めて不良。

（インク吸収性の評価）
輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各単色および、ブラックインクを除く他の３色インクでの２重色（レッド、グリーン、ブルー）の計７色のベタパターンを、２ｃｍ×２ｃｍ四方で横一列に隙間なく並べて印刷するという方法で、ベタ印刷を行った。各色ベタ部の境界部分について以下の５段階により目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：色の境界部に滲みがない。
４：色の境界部にほとんど滲みがない。
３：色の境界部に滲みはあるものの、境界部がはっきり識別できる。
２：色の境界部が、はっきりせず、隣接する色が境界部を越えて若干移動している。
１：各色の境界がわからず、隣接する色への滲み出しが大きい。

（印刷濃度の評価）
輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各単色および、ブラックインクを除く他の３色インクでの２重色（レッド、グリーン、ブルー）の計７色のベタパターンを、２ｃｍ×２ｃｍ四方で横一列に隙間なく並べて印刷するという方法で、ベタ印字を行った。各色ベタ部の印刷濃度を以下の５段階により目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：発色よく鮮やかである。
４：色にくすみがない。
３：色に若干くすみがある。
２：色にかなりくすみがある。
１：色に非常にくすみがある。

（印刷ムラの評価）
輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙に、インクジェット印刷機でブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各単色および、ブラックインクを除く他の３色インクでの２重色（レッド、グリーン、ブルー）の計７色のベタパターンを、３ｃｍ×３ｃｍ四方で横一列に並べて印刷するという方法で、ベタ印刷を行った。各色ベタ部の部分的な濃淡色ムラの存在から印刷ムラについて以下の５段階により目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：印刷ムラが認められない。
４：色によってはごく僅かに印刷ムラが認められる。
３：印刷ムラが僅かに認められる。
２：印刷ムラが部分的に認められる。
１：印刷部分の全体的に、印刷ムラが認められる。

（印刷の操業性の評価）
輪転方式のインクジェット印刷機における印刷時の巻きシワの発生状況について以下の５段階により目視評価で判定した。３〜５の評価であれば、実用上に問題はない。
５：塗工紙に波打ちが全く見られず、シワの発生は見られない。
４：僅かに塗工紙に波打ちが見られるが、シワの発生は見られない。
３：やや塗工紙に波打ちが見られるが、シワの発生は見られない。
２：少し塗工紙に波打ちが見られ、シワの発生が見られる。
１：かなり塗工紙に波打ちが見られ、シワの発生が常に見られる。

上記実施例１〜２０および比較例１〜１２の評価結果を表２に示す。

表２より、実施例１〜２０で示されるように、原紙の少なくとも一方の面に顔料とバインダーを主成分とするインク受理層を設けた輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙において、原紙が、合成シリカと表面サイズ剤とを含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙である塗工紙は、オフセット印刷適性が良好であり、輪転方式のインクジェット印刷機に対してもインク吸収性や印刷濃度に優れ、印刷部分の印刷ムラが抑制され、さらに印刷の操業性が良好であることがわかる。実施例１１、１２、１９、２０から、インク受理層の顔料として炭酸カルシウムまたはカオリンを少なくとも１種含有することがより好ましいとわかる。実施例１および６と実施例２、３および５との対比、または実施例１３および１６と実施例１４との対比から、合成シリカの平均粒子径が０．３μｍ以上７μｍ以下の範囲であると好ましいとわかる。

一方、表２より、本発明の条件を満足しない比較例１〜１２では本発明の効果は得られない。

Claims (3)

1. 原紙の少なくとも一方の面に顔料とバインダーを主成分とするインク受理層を設けた輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙において、原紙が、合成シリカと表面サイズ剤とを含有するサイズプレス液によってサイズプレスして形成される表面サイズプレス原紙であることを特徴とする輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙。
2. インク受理層の顔料として、炭酸カルシウムまたはカオリンを少なくとも１種含有する請求項１に記載の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙。
3. 合成シリカの平均粒子径が、０．３μｍ以上７μｍ以下の範囲である請求項１または２に記載の輪転方式のインクジェット印刷機用塗工紙。