用陽離子型表面施膠劑處理的新聞印刷用紙的製作方法

2023-06-26 09:48:11

專利名稱：用陽離子型表面施膠劑處理的新聞印刷用紙的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改良抗吸水性的新聞用紙，特別是有關於膠印新聞用紙。
背景技術：
近年來，印刷技術已實現膠印印刷化、彩色印刷化、高速大量印刷化、自動化等極大的進步，隨之而來，對於印刷用紙，要求在操作性、印刷適應性等各種性能方面進行改良。
印刷新聞用紙是以機械紙漿(Mechanical Paper，以下記述為「MP」)與脫墨紙漿(Deinking Paper，以下記述為「DIP」)為主的紙張，屬於中低級紙張分類。但是，新聞用紙的印刷必須在指定時間範圍所指定的時間內印刷出指定的大量份數，新聞印刷用紙比一般印刷用紙的紙品要求更為嚴格。最近的新聞用紙要求輕量化、DIP的高配比化等，必須克服由於這些方面帶來的負面影響，並進行各種改良。可見，新聞印刷用紙改良與一般印刷用紙改良相比，是性質完全不同的，要求更為嚴格的改良。
新聞的印刷方式因目前引入計算器系統而朝膠印方向轉換，目前膠印方式是主要的印刷方式。並且，伴隨著輔助(satellite)型、鏈柵式擠壓機(towerpress)型等膠印彩色印刷機的普及，新聞印刷中彩色部分的增加也是當前的趨勢。近年來，因為四色彩色膠印的普及，其含水量約增加為已知技術的4倍，由於水分移轉(transition)使新聞用紙膨脹，從而容易產生網點位移、印刷面的畫像不鮮明造成的顏色位移的問題。
由於膠印印刷的普及，新聞用紙與凸版印刷用的新聞用紙不同，要求其具有如下所示的品質，例如(1)具有溼潤強度，無水分匱乏，(2)適度保持抗吸水性，(3)剝離強度(ネツパリ)小，
(4)無紙粉產生。
這些所要求的品質當中，特別是使之具有抗吸水性(換言之，即是使之具有施膠性)是重要的課題。
除了膠印印刷方式以外，還因DIP的高配比率化、中性造紙化、新聞用紙的輕量化等原因，使新聞用紙容易發生纖維膨脹、顏色位移。
相應於新聞用紙的高白色化與提高彩色印刷面鮮明度等品質要求，新聞印刷用原紙是在中性～弱鹼性的pH範圍中抄造，所謂的中性抄紙是近年來大為流行的潮流。通過該中性抄紙化，新聞印刷用紙抄造時降低硫酸鋁的添加率，在酸性抄紙下所抄造的新聞印刷用原紙(以下記述為酸性新聞印刷用原紙)中所使用的表面施膠劑效果(使之具有抗吸水性)有降低的傾向。酸性新聞印刷用紙中所使用的表面施膠劑，一般為含有羧基的單體與苯乙烯系單體的共聚體。該表面施膠劑分子中的羧基通過與新聞用紙原紙中的鋁成分的相互作用，藉由使具有羧基的親水性單體部分位於紙張的內側、疏水性的苯乙烯系單體位於紙張表面定向(orientation)表面施膠劑的分子，從而賦予新聞印刷用紙抗吸水性。但是，硫酸鋁添加率低的新聞印刷用原紙，特別是中性抄紙中所抄造的新聞印刷用原紙(以下記述為中性新聞印刷用原紙)中，因為上述表面施膠劑的定向作用與酸性新聞印刷用紙完全不同，以上述的表面施膠劑相同的塗布量相比，抗吸水性乃大幅降低。
如上所述，就賦予中性新聞用紙與酸性新聞印刷用紙相同程度的抗吸水性而言，使用酸性新聞用紙的已知表面施膠劑並非易事。而且，酸性新聞印刷用紙也要求提高其抗吸水性。
控制新聞印刷用紙的抗吸水性的方法與一般印刷用紙相同，可採用內部添加施膠劑方法(漿內施膠)與外部添加藥劑方法(表面施膠)。漿內施膠是指在所謂的溼部(wet end，長網造紙機上的網部和壓榨部的總稱)，向紙漿中加入藥劑，在抄紙的同時，使紙張內部含有藥劑的方法。表面施膠是指在抄紙之後，使用雙輥塗布機與框式輥塗機等塗布機械，將藥劑塗布於原紙表面的方法。
作為一般內部添加的施膠劑，在酸性抄紙的情況下使用強化松香施膠劑、乳液施膠劑、合成施膠劑等，中性抄紙的情況下使用烷基烯酮二聚體(AKD)、鏈烯基琥珀酸酐(ASA)等。但是，內部添加施膠劑的方法具有如下所述的諸多問題(1)必須把藥劑添加到低濃度紙漿中；(2)藥劑在紙幅上的固著量不是固定量(藥劑固著量低)；(3)由於多臺抄紙機使用共通的循環白水，不能同時進行不需抗吸水性的抄紙；(4)成品率提高劑效果不穩定，若要提高成品率，則會把DIP系的著色異物抄進紙幅中；(5)抗吸水性隨著時間變化；(6)在抄造中性抄紙化和/或輕量化後的新聞用紙的高速抄紙機中，漿內施膠劑的成品率有降低的傾向，難以賦予抗吸水性；(7)在以高於1000m/分高速抄造含有80％以上DIP的新聞用紙的抄紙機中，漿內施膠劑的成品率有降低的傾向，難以賦予抗吸水性。
因此，在內部添加施膠劑的方法中，難以控制施膠劑的添加量，因此有必要增減漿內施膠劑與成品率提高劑的含量。在漿內施膠劑效果不佳的情況下，就要添加過量的漿內施膠劑，從而引起紙張強度降低，而由於疏水性施膠劑的附著和累積的原因容易引起顯著的白水汙染，在成本、品質、作業方面存在問題。
抄造新聞印刷用紙的抄造機中，作為在新聞印刷用原紙表面上塗布藥劑的設備，通常為框式輥塗機。通過於表面添加施膠劑，對新聞用紙賦予抗吸水性的已知技術而言，正如上述，在酸性新聞印刷用紙的情況下，一般使用含具羧基單體與苯乙烯系單體共聚物的苯乙烯系表面施膠劑。但是，此苯乙烯系表面施膠劑在硫酸鋁添加率低的新聞印刷用原紙中，特別是在中性新聞印刷用原紙上塗布也無法得到優異的抗吸水性。
本案發明者乃針對通過表面添加施膠劑賦予新聞印刷用紙抗吸水性進行繼續檢討後，遂提出以下申請。在印刷用紙原紙(特別是新聞印刷用紙)中，含有下述成分A、成分B、成分C3種成分為主體的控制吸水性組合物塗布層的技術。
成分A化工澱粉(高轉化度酯化、醚化澱粉)或澱粉，成分B從非離子性聚丙烯醯胺、具有叔胺基陽離子性聚丙烯醯胺、具有季銨基陽離子性聚丙烯醯胺、兩性聚丙烯醯胺中選出的至少一種聚丙烯醯胺，成分C具有重量平均分子量為0.1萬～300萬，含有碳原子數為6～10的疏水性取代基單體與具有羧基或磺酸基單體的陰離子性共聚物(參考專利文獻1)。在使用碳酸鈣作為填料的中性新聞印刷用紙中，將雙烯酮系施膠劑及紙張表面加工劑以框式輥塗機進行表面添加後，在表面溫度為50℃以上的軟輥壓光中藉由過紙可顯示施膠度的中性新聞印刷用紙的製造方法。(參考專利文獻2)。記載印刷用紙原紙(特別是新聞印刷用原紙)中，設有含下述成分A、成分B的2種成分為主體的吸水性控制組合物的塗布層，點滴吸水度為10～1,000秒的技術。成分A從非離子性(nonion)聚丙烯醯胺、陽離子性聚丙烯醯胺、兩性聚丙烯醯胺中選出的至少一種聚丙烯醯胺，成分B具有疏水性取代基單體與具有羧基和/或磺酸基單體的陰離子性共聚物(參考專利文獻3)。記載在新聞印刷用原紙上含有如下所示成分A、成分B、成分C所構成的3種成分，或成分B、成分C所構成的2種成分為主體，各成分的固體含量重量比為A∶B∶C＝0～80∶95～20∶1～10的表面施膠劑塗布層的技術。成分A從非離子性聚丙烯醯胺、陽離子性聚丙烯醯胺、兩性聚丙烯醯胺中選出的至少一種聚丙烯醯胺；成分B具有疏水性取代基單體與具有羧基的單體的陰離子性共聚合物的銨鹽；成分C脫氫松香酸、松香酸、二氫化松香酸、海松酸、新海松酸、同海松酸、左旋海松酸、長葉松酸(palustric acid)中選出的至少一種樹脂酸或含有這些樹脂酸的松香(參考專利文獻4)。
為了賦予抗吸水性，如上述已知技術所示的表面施膠劑與本發明中使用的表面施膠劑雖有共同之處，但本發明中使用的表面施膠劑其組成與現有技術不同，為新穎的材料。
而且，在膠印中使用黏著(tack)比較強的印刷墨水對橡皮布的紙粉堆積與藉此來防止印刷歪斜為目的，提高新聞印刷用紙的表面強度與耐水性為課題有如下所示的已知技術。
揭示出在原紙上塗布含有表面處理劑的水性液、乾燥成為膠印印刷用新聞用紙中，其特徵為該表面處理劑至少為聚丙烯醯胺與環氧系耐水化劑和/或多價金屬化合物系耐水化劑所構成的印刷用新聞用紙(參考專利文獻5)。一種膠印用新聞用紙，其特徵為印刷用新聞用紙中所用的表面處理劑中含有矽烷醇基聚乙烯醇系聚合物，於其內部添加填料於原紙上，並塗布表面處理劑於其上。(參考專利文獻6)。在原紙上塗布表面處理劑、並乾燥成為膠印印刷用之新聞用紙中，其特徵為該表面處理劑凝膠為含90重量％以上的主要成分為合成樹脂乳膠(latex)的印刷用新聞用紙(參考專利文獻7)。在原紙上塗布表面處理劑、乾燥成為膠印印刷用新聞用紙中，其特徵為該表面處理劑的主要成分為共聚乳膠、且表面處理劑中含有脫膜劑的印刷用新聞用紙(參考專利文獻8)。原紙的兩面上塗布表面處理劑、乾燥成為膠印印刷用新聞用紙中，其特徵為該表面處理劑的主成分為丙烯基系鹼膨脹型合成樹脂乳膠的印刷用新聞用紙(參考專利文獻9)。原紙的兩面上塗布表面處理劑、乾燥成為膠印印刷用新聞用紙中，該表面處理劑為(a)澱粉或變性澱粉與，(b)含有作為單體為(甲基)丙烯基酸2-乙基、玻璃化溫度為10℃以下的疏水性丙烯基表面施膠劑為主成分，且澱粉成分與該疏水性丙烯基表面施膠劑的固體成分重量比為100∶3～100∶30的膠印用新聞用紙(參考專利文獻10)。
《專利文獻1》特許第2939971號公報《專利文獻2》特許第2980833號公報《專利文獻3》特許第3093965號公報《專利文獻4》特許第3303291號公報《專利文獻5》特開平10-259591號公報《專利文獻6》特開平11-21790號公報《專利文獻7》特開平11-50393號公報《專利文獻8》特開平11-158795號公報《專利文獻9》特開2000-17597號公報《專利文獻10》特開2002-294588號公報發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種具有優異的抗吸水性、膠印印刷時少有顏色位移、印刷面鮮明的膠印新聞用紙，特別是提供一種具有優異抗吸水性的膠印中性新聞用紙。
於新聞印刷用原紙上，塗布上以如下成分(A)、成分(B)為主成分的表面處理劑，並經乾燥、壓光(calebdar)處理，以得膠印新聞用紙。
成分(A)從澱粉類、聚乙烯醇類、聚丙烯醯胺類、纖維素衍生物中選出的至少一種或更多的水溶性高分子物質。
成分(B)將以下成分(a)、成分(b)共聚所得的共聚物；或成分(a)、成分(b)、成分(c)共聚所得的共聚物；或以成分(d)季化這些共聚物中作為成分(b)的含叔胺基的乙烯基單體共聚物產生的共聚物作為水溶性的表面施膠(size)劑。其陽離子化程度為1.3～3.0meq/g為佳，更佳為1.3～2.5meq/g，以1.4～2.0meq/g為最佳。
成分(a)苯乙烯系單體從苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中選出的至少一種以上的苯乙烯系單體，成分(b)陽離子性單體含有伯胺基、仲胺基、叔胺基、季銨基中任一種的乙烯基單體，成分(c)其它疏水性單體為從可共聚單體的甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類中選出的至少一種疏水性單體，成分(d)季銨化劑環氧氯丙烷、氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物(oxide)類、環氧化合物、有機滷化物中選出至少一種的季銨化劑。
具體實施例方式
對於抄紙時的紙漿中硫酸鋁添加率低的新聞印刷用紙，特別是中性新聞印刷用紙中不易使之具抗吸水性之原因在於新聞印刷用原紙中鋁陽離子成分含有量少，本案發明人通過外面添加具有特定離子強度的陽離子性表面施膠劑，發現對新聞印刷用原紙可賦予有效的抗吸水性，進而達成本發明。
本發明中使用的新聞印刷用原紙，可為酸性新聞印刷用原紙或中性新聞印刷用原紙，但對於絕對乾燥紙漿中硫酸鋁的添加率為低於3.0重量％(Al2O3□14H2O為50重量％)的新聞印刷用原紙上塗布含有本發明的表面施膠劑的處理劑時，發現可賦予其極大的抗吸水性。由此看來，特別以中性新聞印刷用原紙為佳。且，作為新聞印刷用原紙的米坪量無特別限定，為33～45g/m2的範圍。
本發明中使用的陽離子性表面施膠劑為，苯乙烯系單體(成分(a))與陽離子性單體(成分(b))共聚而得；或，苯乙烯系單體(成分(a))、陽離子性單體(成分(b))、其它疏水性單體(成分(c))共聚而得；或者於這些共聚物中，以成分(d)季化後而得作為成分(b)之含有叔胺基的乙烯基單體共聚物。
如此所得到的表面施膠劑的陽離子化程度以1.3～3.0meq/g為佳。更佳者為1.3～2.5meq/g，而以1.4～2.0meq/g為最佳。通過塗布含有此表面施膠劑的表面處理劑，可賦予新聞印刷用原紙優異的抗吸水性(施膠度)。低於1.3meq/g時，紙漿纖維被覆性不佳，超過3.0meq/g時親水性過強無法獲得優異的抗吸水性。
針對本發明中使用的表面施膠劑的組成加以說明。
成分(a)的苯乙烯系單體為從苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中選出的至少一種或以上的苯乙烯系單體。成分(b)的陽離子性單體為從伯胺基的乙烯基單體、仲胺基的乙烯基單體、叔胺基的乙烯基單體、季銨基的乙烯基單體中選出的任一種類的陽離子性乙烯基單體。作為伯胺基的乙烯基單體，例如烯丙胺、甲基烯丙基胺。作為仲胺基的乙烯基單體，例如二烯丙基胺、二甲基烯丙基胺(dimethylallylamine)。作為叔胺基的乙烯基單體，為含有叔胺基的乙烯基化合物，具體地可舉出如下的例子。
(1)(胺基)(dialkyl)氨基烷基(甲基)丙烯酸酯例如二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
(2)(胺基)氨基羥基烷基(甲基)丙烯酸酯二甲基氨基羥乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基羥乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基羥丙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基羥丙基(甲基)丙烯酸酯等。
(3)(胺基)氨基烷基(甲基)丙烯醯胺二甲基氨基丙基(甲基)丙烯醯胺、二乙基氨基丙基(甲基)丙烯醯胺等。
(4)乙烯基吡啶
(5)乙烯基咪唑含有季銨鹽單體，例如以季銨化劑季化後含有上述叔胺基的單體。為得到含有季銨鹽的單體所使用的季銨化劑，可列舉出氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、表氯醇(epichlorohydrin)、環氧化物、氧化苯乙烯、縮水甘油基三甲基銨氯化物及3-氯基-2-羥基銨氯化物等環氧化合物及有機滷化物、硫酸二甲酯及二乙基硫酸。
成分(c)的其它疏水性單體為可共聚的單體，由甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類選出的至少一種疏水性單體。甲基丙烯酸酯類，例如甲基丙酸甲酯、乙基甲基丙烯酸酯、丙基甲基丙烯酸酯、丁基甲基丙烯酸酯、辛基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯等碳原子為1～18的含有烷基的烷基甲基丙烯酸酯類、環己基甲基丙烯酸酯類、苄基甲基丙烯酸酯類等環狀烷基甲基丙烯酸酯類。丙烯酸酯類，例如甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、辛基丙烯酸酯、2-乙基己基-丙烯酸酯等碳原子為1～18的含有烷基的烷基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯類、苄基丙烯酸酯類等環狀烷基丙烯酸酯類。
在使用含叔胺基作為成分(b)的單體情況下，成分(d)即作為季銨化劑使用。
本發明中，使用季銨化劑，使成分(a)與成分(b)的共聚物；或成分(a)與成分(b)及成分(c)的共聚物中的叔胺成為銨基。此季銨化劑，例如可由表氯醇、氯甲烷、氯化苯乙烯、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物類、環氧化合物、有機滷化物中選出的至少一種的季銨化劑。季銨化劑的添加量為與成分(b)的陽離子性單體相等的摩爾量。
此共聚組合物中，成分(a)的苯乙烯單體與成分(b)的陽離子單體的固體成分(solid matter)重量比率為80∶20～20∶80的範圍為佳。更佳者為80∶20～50∶50。陽離子性單體的比率低於20％時，共聚物的陽離子化程度低，所得抗吸水差。陽離子性單體的比率高，其共聚物的陽離子化程度也高，但是抗吸水性的改善卻是在80％以上維持不變(level off)。又，在沒有妨礙抗吸水性的範圍下，與成分(c)的其它疏水性單體少量共聚亦為佳。成分(a)與成分(b)合計為100者，成分(c)最大的程度為30。
成分(a)與成分(b)的共聚、或成分(a)與成分(b)及成分(c)的共聚是在成分(a)與成分(b)、或成分(a)與成分(b)及成分(c)可溶解的有機溶劑中進行。例如以甲基乙醇、乙基乙醇、異丙基乙醇等低級乙醇系有機溶劑、或以苯、甲苯、二甲苯等油性有機溶劑，使用原子團(radical)聚合催化劑在60～130℃下聚合1～10小時，聚合結束後若有必要的話則可將有機溶劑蒸餾除去。原子團(radical)聚合催化劑為本領域公知的即可，並不特別限定，例如2，2』-偶氮二異丁腈、二甲基2，2』-偶氮二(azobis)-(2-甲基丙酸酯)等的油溶性偶氮基系催化劑，苄基過氧化物、叔丁基(tertiary butul)過氧苯甲酸酯、叔丁基(tertiary butul)過氧-2-乙基己酸鹽酯(hexanonate)等的油溶性有機過氧化物。且，如果需要可適當倂用烷基硫醇等公知的連鎖移動劑為佳。
表面施膠劑基本為疏水性單體與親水性單體的共聚體，為具有表面活性(sulface activity)能的高分子物質。又，因在水溶液中表面施膠劑形成分子內膠態分子團之故，而得以利用動態光散射法測量粒子徑。本發明中所使用的表面施膠劑雖為水溶性的，但由於上述現象而可以利用動態光散射法測量其平均粒子徑；通過此動態光散射法所測得的平均粒徑為40nm以下。由於平均粒徑小而每單位重量纖維被覆率高的原因，上膠效果佳，若平均粒徑變大，施膠效果變差。
此共聚體組合物可賦予抗吸水性的結構機理雖尚未解明，但本案發明人作出如下的推定。表面施膠劑分子中的陽離子性單體部通過與紙漿的羧基相互作用下定向於紙張表面的內側，表面施膠劑分子中的苯乙烯系單體等的疏水性基部定向於紙張的外側，視為抗吸水性指針的點滴吸水度高。
與一般的新聞印刷用紙的製造方法相同，此表面施膠劑與膠黏劑(binder)的水溶性高分子物質混合、作為表面處理劑後，塗布於新聞印刷用原紙上。水溶性高分子物質，例如澱粉、酵素變性澱粉、熱化學變性澱粉、氧化澱粉、酯化澱粉、醚化澱粉(例如羥乙基化澱粉等)、陽離子化澱粉等的澱粉類；聚乙烯醇、完全水解(fully hydrolyzed)化聚乙烯醇、部分水解(partiallyhydrolyzed)化聚乙烯醇、羧基變性聚乙烯醇、矽烷醇聚乙烯醇、陽離子變性聚乙烯醇、末端烷基變性聚乙烯醇等聚乙烯醇類；陰離子性聚丙烯醯胺、兩性聚丙烯醯胺等的聚丙烯醯胺類；羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素等纖維素衍生物。這些物質單獨或2種以上混合使用。新聞用紙的表面強度高，為抑制印刷時產生紙粉，這些水溶性高分子物質的使用是極為重要的。
水溶性高分子物質的量由新聞印刷用紙的表面強度的目標值來決定，本發明中所使用的陽離子性苯乙烯系施膠劑的量是以新聞印刷用紙的抗吸水性的目標值為主所決定。由此來看，水溶性高分子物質與表面施膠劑的配合比並無特別的規定。但是，通常對於100重量分的水溶性高分子物質而言，本發明中使用的陽離子性苯乙烯施膠劑為1～50重量分，以15～40重量分為佳，更佳者為20～40重量分。
本發明中使用的表面處理劑中，在不對本發明抗吸水性的效果產生影響的範圍內，亦可含有剝離防止劑、防腐劑、消泡劑、潤滑劑、防滑劑、紫外線防止劑、退色防止劑、螢光增白劑、黏度穩定劑等的助劑、其它的表面施膠劑(苯乙烯·丙烯酸共聚體、苯乙烯·馬來酸共聚體、烯(olefin)共聚體等)。
本發明中所使用的新聞印刷用原紙，是將磨木紙漿(GP)、熱磨機械紙漿(TMP)、化學加熱紙漿(CTMP)、半化學紙漿(semichemical pulp)(SCP)等的MP與，牛皮紙漿(KP)、亞硫酸鹽紙漿(sulfite pulp)(SP)為代表的化學紙漿(CP)、尤其是含有這些紙漿的廢紙脫墨獲得的脫墨紙漿(DIP)，以及將來自抄紙工序的損紙浸漬軟化所獲得的回收紙漿等，以單獨或任意比率混合以公知的抄紙機抄造。且因最近對於環境保護關心的高漲，由對DIP高配比的要求觀點來看，DIP的配合率為50～100重量％的範圍為佳。
本發明的新聞印刷用原紙，根據需要，可使用白碳黑、黏土、二氧化矽、滑石、氧化鈦、碳酸鈣、合成樹脂填料(氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、脲醛樹脂、蜜胺甲醛系樹脂、苯乙烯·丁二烯共聚物樹脂等)等作為填料。而且，也可以含有聚丙烯胺系高分子、聚乙烯醇系高分子、陽離子性澱粉、尿素·甲醛樹脂、蜜胺·甲醛樹脂等的漿內紙張強度增強劑；丙烯醯胺與氨基甲基丙烯醯胺的共聚物鹽、陽離子性澱粉、聚乙烯亞胺、聚環氧乙烷、丙烯醯胺與丙烯酸鈉共聚物等的濾水性和/或成品率提高劑；松香系施膠劑、AKD、ASA、石油系施膠劑、中性松香施膠劑等漿內施膠劑、紫外線防止劑、退色防止劑等助劑。
本發明的表面處理劑，於上述的新聞印刷用原紙上以一般的製紙用塗布裝置塗布即可。例如雙輥塗布機、刮刀式計量塗布機、刮棒式計量塗布機、框式輥塗機、帶狀塗布機(barcoater)、氣刀塗布機、噴霧器塗布機等裝置。這些裝置中尤其以框式輥塗機所代表的塗膜轉印型塗布機為佳，在新聞印刷用紙的情況下，這些裝置中尤其以框式輥塗機(GRC)為普遍，在本發明中最為適用。
本發明塗布表面處理劑時的塗布速度，以一般可製造新聞印刷用紙抄紙機的抄速程度即可，並無特別的限定。通常在800～2500m/分的範圍。以800m/分以上的高速塗布，表面處理劑在充分浸透入紙張層中前先乾燥，表面處理劑多存在於表層附近，更可有效抑制吸收水分後時紙張表層纖維的膨脹。
本發明使用的表面處理劑的塗布量，根據膠印新聞用紙的品質而定，雖無特別的限定，但以塗布量(兩面)0.05～2.0g/m2的範圍為適宜。塗布量低於0.05g/m2時，新聞印刷用紙的表面強度可能不夠。另一方面，塗布量高於2.0g/m2時，可能容易引起膠印新聞用紙特有的剝離問題(新聞用紙大量印刷時，因塗布材料轉移、堆積於橡皮布所引起的黏著性問題)。
本發明的新聞印刷用紙，以表面處理劑塗布、乾燥後，為在膠印得到適宜的紙張厚度、平滑性，進行壓光處理為佳。壓光處理通常例如為硬輥(hardnip)壓光或高溫軟輥(soft nip)壓光(例如紙漿技術時代Vol.43，No.1(2000)p23等綜合資料)。考率到今後新聞用紙的輕量化要求，本發明的新聞印刷用紙以使用軟輥壓光處理更為適宜。若從彩色印刷適應性來看，本發明的表面處理劑，以與軟輥壓光處理組合為佳。
以下，列舉實施例進一步對本發明加以說明，當然本發明並不僅限於此。又，實施例中，重量％若無特別事先說明，分別表示固體成分重量、固體成分重量％。
新聞印刷用原紙的製造
原紙A以DIP50重量％、TMP30重量％、KP10重量％、GP10重量％的比例混合浸漬，將游離度調節為190ml的紙漿生料(slurry)中，每絕對乾燥重量添加作為填料的碳酸鈣2.5％、添加硫酸鋁1.5％(Al2O3□14H2O為50重量％)，並用berbeforma型抄紙機中性抄紙，無漿內施膠、獲得非壓光的米坪量42g/m2的新聞印刷用原紙。點滴吸水度為3秒。
原紙BDIP50重量％、TMP30重量％、KP10重量％、GP10重量％的比例混合浸漬，將游離度調節為190ml的紙漿生料(slurry)中，每絕對乾燥重量添加作為填料的滑石1.5％、添加硫酸鋁2.0％(Al2O3□14H2O為50重量％)，並用berbeforma型抄紙機中性抄紙，無漿內施膠、獲得非壓光的定量42g/m2的新聞印刷用原紙。點滴吸水度為5秒。
原紙CDIP50重量％、TMP30重量％、KP10重量％、GP10重量％的比例混合浸漬，將游離度調節為190ml的紙漿生料(slurry)中，每絕對乾燥重量添加作為填料的滑石1.5％、添加硫酸鋁3.5％(Al2O3□14H2O為50重量％)，並用berbeforma型抄紙機中性抄紙，無漿內施膠、獲得非壓光的定量42g/m2的新聞印刷用原紙。點滴吸水度為4秒。
表面施膠劑的原料單體等
實施例、比較例中使用的表面施膠劑，是由以下各單體及季銨化劑中選出的作為原料進行共聚得到的。
成分(a)苯乙烯系單體a-1苯乙烯成分(b)陽離子性單體b-1甲基丙烯酸二甲胺基乙基b-2甲基丙烯酸二甲胺基乙基苄基氯化物成分(c)其它疏水性單體c-1甲基丙烯酸甲基c-2甲基丙烯酸異丁基成分(d)季銨化劑d-1環氧氯丙烷又，苯乙烯系單體/陽離子性單體的固體成分重量比率為公知的80/20～20/80範圍。
表面施膠劑的陽離子性化程度與平均粒徑及紙質的測定方法
(1)陽離子化程度使用Mutech Particle Charge Dtector 30，以1/1000規定比例的聚酸鈉(PVSK)滴定，流動電流為零的點作為終點。
(2)平均粒徑使用Zetasizer 300Hsa(Malvem)動態光散射法測量。
(3)點滴吸水度以Japan TAPPI No.33(吸收性紙張的吸水速度試驗方法)為基準，滴水量以1μl測量。點滴吸水度為抗吸水性的指針。
新聞用紙的製造
實施例1在有機溶劑中，成分(a-1)與成分(b-1)以80∶20的固體成分重量含有比進行共聚，再以與成分(b-1)等摩爾量的成分(d-1)以進行季化。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。對於澱粉，此表面施膠劑以為其20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.50g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
實施例2在有機溶劑中，成分(a-1)與成分(b-1)以80∶20的固體成分重量含量比進行共聚。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.50g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
實施例3成分(a-1)與成分(b-1)與成分(c-1)以60∶30∶10的固體成分重量含量比進行共聚。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.49g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
實施例4成分(a-1)與成分(b-1)與成分(c-1)以60∶30∶10的固體成分重量含量比進行共聚，再添加與成分(b-1)等摩爾量的成分(d-1)以進行季化。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.48g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
實施例5成分(a-1)與成分(b-1)與成分(c-1)以60∶30∶10的固體成分重量含量比進行共聚，再添加與成分(b-1)等摩爾量的成分(d-1)以進行季化。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙B上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.48g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例1成分(a-1)與成分(b-1)的固體成分重量比率為95∶5進行共聚。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.55g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例2成分(a-1)與成分(b-1)與成分(c-2)的固體成分重量比率為85∶5∶10進行共聚。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.50g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例3於水介質中，成分(a-1)與成分(b-1)以80∶20的固體成分重量含量比進行乳液聚合(emulsion polymerization)。再以與成分(b-1)等摩爾量的成分(d-1)進行季化以獲得水分散狀態(emulsion)的表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.52g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例4於水介質中，成分(a-1)與成分(b-1)以80∶20的固體成分重量含量比進行乳液聚合(emulsion polymerization)，以獲得水分散狀態(emulsion)的表面施膠劑。。此表面施膠劑以對澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.48g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例5於水介質中，成分(a-1)與成分(b-2)以80∶20的固體成分重量含量比進行乳液聚合(emulsion polymerization)，以獲得水分散狀態(emulsion)的表面施膠劑。。此表面施膠劑以對澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.49g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例6使用在酸性新聞用紙中一般的陰離子苯乙烯系表面施膠劑KN-520(HARIMA株式會社制)作為表面施膠劑，此表面施膠劑以對澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙A上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.48g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。
比較例7
成分(a-1)與成分(b-1)與成分(c-1)以60∶30∶10的固體成分重量含量比進行共聚，再添加與成分(b-1)等摩爾量的成分(d-1)以進行季化。接著，將有機溶劑蒸餾除去以獲得表面施膠劑。此表面施膠劑以為澱粉20％的比例，在濃度6.0％的羥乙基化澱粉(Etylex-2025，Staley制)中混合以調製成表面處理劑。所獲得的表面處理劑在新聞印刷用原紙C上以框式輥塗機塗布(塗布速度1200m/分，兩面塗布)。塗布量為兩面0.49g/m2。再以硬輥壓光處理，以獲得膠印新聞用紙。其結果如表1所示。

表1
產業上利用的可能性因本發明的新聞印刷用紙優異的抗吸水性，可抑制膠印時因吸收溼潤水分而導致的纖維膨脹或延伸，可以獲得無顏色位移、鮮明的印刷面。
權利要求
1.一種膠印新聞用紙，其特徵在於新聞印刷用原紙上塗布上如下成分(A)、成分(B)為主成分的表面處理劑，並經乾燥、壓光(calebdar)處理而得；成分(A)澱粉類、聚乙烯醇類、聚丙烯醯胺類、纖維素衍生物中選出的至少一種或以上的水溶性高分子物質；成分(B)將以下成分(a)、成分(b)共聚所得的共聚物；或成分(a)、成分(b)、成分(c)共聚所得的共聚物；或以成分(d)季化這些共聚物中作為成分(b)之含叔胺基的乙烯基單體共聚物產生的共聚物作為水溶性的表面施膠(size)劑；成分(a)苯乙烯系單體苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氰基苯乙烯中選出的至少一種或以上的苯乙烯系單體；成分(b)陽離子性單體含有伯胺基、仲胺基、叔胺基、季銨基中任一的乙烯基單體，成分(c)其它疏水性單體為可共聚單體的甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類中選出的至少一種疏水性單體；成分(d)季銨化劑環氧氯丙烷、氯甲烷、氯乙烷、苄基氯、硫酸二甲酯、二乙基硫酸、氧化物(oxide)、環氧化合物、有機滷化物中選出的至少一種季銨化劑。
2.權利要求1所述的膠印新聞用紙，其特徵在於，水溶性表面施膠劑的陽離子化程度為1.3～3.0meq/g。
3.權利要求1或2所述的膠印新聞用紙，其特徵在於，水溶性表面施膠劑的平均粒徑以動態光散射法測量為40nm以下。
4.權利要求1～3任一項所述的膠印新聞用紙，其特徵在於，新聞用紙原紙在抄造紙時，絕對乾燥紙漿的硫酸鋁添加率低於3.0重量％(Al2O3□14H2O為50重量％)。
5.權利要求1～4任一項所述的膠印新聞用紙，其特徵在於，新聞原紙為中性抄紙抄造而成。
全文摘要
本發明是抄紙時在硫酸鋁添加率低於低於3.0重量％(Al
文檔編號D21H19/00GK1820109SQ200480019
公開日2006年8月16日 申請日期2004年6月24日 優先權日2003年7月7日
發明者小野裕司, 石岡智, 野野村文就, 南裡泰德 申請人:日本製紙株式會社