JP2004137629A - Coated paper for printing use - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide coated paper for printing use excellent in high-speed operability, whiteness, white paper glossiness and surface strength using a wet-ground pigment comprising calcium carbonate with specified specific surface area. <P>SOLUTION: The coated paper for printing use is such that a coating layer comprising the pigment and an adhesive is provided on a base paper, wherein the pigment is such as to be compounded with 30-100 wt.% of precipitated calcium carbonate light adjusted to 16-30 m<SP>2</SP>/g in BET specific surface area by wet grinding. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は顔料として特定の比表面積を有した軽質炭酸カルシウムを配合して高速操業性、白色度、白紙光沢度、表面強度に優れた印刷用塗工紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷物のビジュアル化、カラー化及び高級化に伴い、特に印刷用塗工紙の高白紙光沢度、高白色度が望まれている。それらに対応するため、印刷用塗工紙の塗工組成物に超微粒子重質炭酸カルシウム、微細立方形軽質炭酸カルシウム、デラミカオリン、微粒カオリン等の微粒顔料を使用する方法が提案されている。この他に有機顔料であるプラスチックピグメントを使用する方法も提案されている。これらの顔料のうち、炭酸カルシウム系は製造コストが安く、白色度向上には適しているが、白紙光沢度を向上させるには困難があった。さらに白紙光沢度を向上させるために微細な粒子を用いると表面強度が低下する欠点があった。また、カオリン系を配合すれば高い白紙光沢度を得ることはできるものの、白色度やインクの受理性に問題があった。さらに微粒のカオリンを高配合させた場合、その塗料は高せん断力下での粘度が高く、例えばブレード方式の塗工装置で塗料を原紙に塗工する時に、塗工速度を高くしすぎるとブレード刃先にスタラクタイト（ブレード刃先に塗工液が乾燥状態で鍾乳石上に堆積する現象）やブリーディング（ブレード刃先に塗料の凝集物が付着する現象）が発生し、紙面上にストリーク等の欠陥を発生させるため、塗工速度を低下させなければならず、生産性低下などを招いてしまうのが現状である。
【０００３】
一方、塗工紙市場においては塗工紙の薄物化などに代表されるようにユーザーのコストダウン指向が明瞭になっており、塗工紙には高白紙光沢度・高白色度・高不透明度が要求され、かつ低コストであることが必要となってきている。そのため上記に示したプラスチックピグメント等は高価であるため、これを多量に使用すると塗工紙の製造原価が高くなり、ユーザーの求めるものとはならない。また、紙のコストダウンをするには生産性も重要であり、高せん断下で粘度が高い塗料は塗工速度を低下させなければならず、このような高速操業性に劣る塗料を用いた塗工紙も製造コストが高くなり、ユーザーの求めるものとはならない。
【０００４】
これまで塗工紙の白紙光沢度、白色度等の高品質化とコストダウンの相反する課題を解決するには特定に粒子径および比表面積を有した紡錘状炭酸カルシウムを使用する方法（特開平６−１１６８９７号公報）、板状の炭酸カルシウムを使用する方法（特開２０００−３５５８９７号公報）、アラゴナイト形柱状炭酸カルシウムおよび板状塩基性炭酸マグネシウムを用いる方法（特開平５−５９６９１号公報）、特定の条件を有した沈降性炭酸カルシウムを配合する方法（特開平２−５３９９５号公報）などがある。しかし、特開２０００−３５５８９７号公報、特開平５−５９６９１号公報に記載されているような板状の粒子は合成するのが難しく、そのため製造コストが高くなってしまい、結果として安価な塗工紙を製造することができない。また、特開平６−１１６８９７や特開平２−５３９９号公報にあるような炭酸カルシウム粒子は炭酸ガス法で非常に微細に合成するため、固液分離が難しい粒子であり、塗工顔料として使用するためには濃縮工程での負荷が大きく、結果として製造コストが高くなる。また、分散剤との混合をコーレスミキサーなどの一般的な分散機を用いているため、分散剤が充分に粒子全体を覆うことはできず、高せん断下での粘度が高く、塗料の高速操業性は必ずしも良好ではなかった。また、特開平６−１１６８９７号公報では紡錘状炭酸カルシウムの比表面積が規定されいるが、流動性が悪化する（高速操業性が悪化する）等の問題があった。
【０００５】
また、特開平２００１−２６２４９２号公報には、いがぐり状軽質炭酸カルシウムを湿式粉砕する方法が開示されている。しかしながら、更に白紙光沢度が高く、表面強度を十分に維持することは不十分であった（比較例６参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１１６８９７号公報
【特許文献２】
特開２０００−３５５８９７号公報
【特許文献３】
特開平５−５９６９１号公報
【特許文献４】
特開平２−５３９９５号公報
【特許文献５】
特開平２００１−２６２４９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、湿式粉砕により特定の比表面積を有した炭酸カルシウムを顔料として用い、白色度、白紙光沢度、表面強度、高速操業性に優れた印刷用塗工紙を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題について鋭意研究を重ねた結果、湿式粉砕処理を行うことによってＢＥＴ式比表面積で１６〜３０ｍ^２／ｇに調整された軽質炭酸カルシウムを全顔料中に３０〜１００重量％配合することによって塗料に高速塗工適性があり、この塗料を用いると低コストで白紙光沢度、白色度、表面強度に優れた光沢塗工紙が製造できることを見出し、本発明にをなすに至った。
以下に本発明の詳細を示す。
【０００９】
本発明において使用する軽質炭酸カルシウムの比表面積は１６〜３０　ｍ^２／ｇ、好ましくは２０〜２８　ｍ^２／ｇである必要がある。ここで炭酸カルシウムの物性として、これまで顔料の平均粒子径を規定した特許は多く見られる。しかし、平均粒子径は測定装置の種類や使用する分散剤によって大きく異なり、また、測定する粒子の形状によっても異なることが知られている。さらに本発明で用いる炭酸カルシウムは一般的に使用されている粒子径測定装置では適切な値が出ないため、平均粒子径は粒子の大きさを示す適切な指標とはならない。そこで本発明者らは別の方法について検討した結果、上記の炭酸カルシウムの物性としてＢＥＴ比表面積が最も塗料の高速操業性および印刷用塗工紙の品質、特に白紙光沢度に相関することを見出した。
【００１０】
本発明において使用する炭酸カルシウムの比表面積は通常使用されている塗工顔料の重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムに比べて比表面積は大きいものであり、白紙光沢度は高くなる。一般的には顔料の比表面積が大きい方が接着部分が多くなるため、表面強度が低下する傾向にある。しかし、本発明では、比表面積が大きいと言われる部分でもある一定の範囲即ち、比表面積が１６〜３０ｍ^２／ｇのものを使用すれば、それよりも比表面積が小さいものよりも表面強度が高くなり、ある程度比表面積が大きくなる３０ｍ^２／ｇまでは、表面強度が維持されるものである。この原因は、明らかではないが、粉砕処理により比表面積がある範囲を保つことにより、粒度分布が狭く、適度な範囲になり、このような現象が起こるものと考えられる。また、軽質炭酸カルシウムの粉砕を長時間行うことによっても、高速操業性は良好であった。これは、湿式粉砕によって比表面積が調整された炭酸カルシウムの方が、分散剤が均一に混合され、粒子表面を適度に覆われるため、高速操業性に優れるようになると考えられる。特に白紙光沢度を向上させるために、針状・柱状の形態を有する炭酸カルシウムの結晶多形であるアラゴナイト結晶を使用することが好ましい。
【００１１】
本発明においては、白色度、白紙光沢度が高く、表面強度に優れ、高速操業性に優れ、バランスのとれた印刷用塗工紙を得ることができるものでる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明においては、湿式粉砕した特定量の比表面積をもつ顔料を配合した塗料を原紙に塗工して、乾燥後カレンダー処理して印刷用塗工紙が得られるものである。
【００１３】
塗工層の顔料としては、湿式粉砕処理を行い、ＢＥＴ比表面積が１６〜３０ｍ^２／ｇに調整された軽質炭酸カルシウムを全顔料中に３０〜１００重量％配合することが必要であり、好ましくは、５０〜１００重量％配合することである。比表面積が１６　ｍ^２／ｇ未満であると白紙光沢度をあまり高くすることはできない。また比表面積が３０　ｍ^２／ｇより大きいと顔料の比表面積が過度に増大し、接着剤不足を起こす結果、印刷表面強度が低下するなど印刷時に問題が発生する。表面強度を改善するにはラテックス等の接着剤を増加させる方法が考えられるが、接着剤量が多くなると白紙光沢度は低下してしまい、求めるような高白紙光沢度の印刷用塗工紙とはならない。
【００１４】
全顔料中の上記炭酸カルシウムの配合が３０重量％未満では他に使用する顔料の影響を大きく受けるが、白色度と白紙光沢度を同時に向上させることはできない。
【００１５】
また、上記範囲の比表面積を有した炭酸カルシウムはビーズミルなどの粉砕機で湿式粉砕を行うことが必要である。これについては詳細には不明であるが、湿式粉砕によって比表面積が調整された炭酸カルシウムの方が、分散剤が均一に混合され、粒子表面を適度に覆われるため、高速操業性に優れるようになると考えられる。
【００１６】
また、上記の比表面積を有する炭酸カルシウムを製造するのに使用する炭酸カルシウムは短時間で上記範囲の比表面積にし、表面強度を向上させるには軽質炭酸カルシウムを用いる必要がある。軽質炭酸カルシウムは一般的に微細な粒子からできているため、湿式粉砕によって比表面積を増加させることが容易であり、これにより重質炭酸カルシウムより省エネルギーで塗工顔料を調製でき、結果として低コストで印刷用塗工紙が製造できるようになる。また、一般的に重質炭酸カルシウムより軽質炭酸カルシウムの方が顔料自体の白色度が高く、塗工紙の白色度の向上にもつながる。さらに軽質炭酸カルシウムは微細な一次粒子からできているため、粉砕後でも粒度分布が比較的狭いため、表面強度が高くなると考えられる。
【００１７】
さらに、上記軽質炭酸カルシウムは針状・柱状の形態を有する炭酸カルシウムの結晶多形であるアラゴナイト結晶であることが好ましい。針状・柱状粒子は白紙光沢度を向上させるのに適しており、これを粉砕して上記範囲の比表面積にすればカルサイト結晶形のものよりもさらに白紙光沢度を向上させることができる。さらに針状・柱状のように異方性の高い粒子は比表面積が大きく、比較的短時間の粉砕処理で特定の比表面積に調整するのが容易であり、粉砕による製造コストの上昇を抑制することができる。
【００１８】
本発明ではＢＥＴ比表面積で１６〜３０ｍ^２／ｇの炭酸カルシウムを調製するのに湿式粉砕を行うが、粉砕機としては製紙用顔料の湿式粉砕にごく一般に使用されるアトライター、振動ミル、ボールミル、竪型サンドミル、横型サンドミル、ジェットミル等が挙げられる。また、粉砕メディアとしてはガラス、セラミック、アルミナ、ジルコニア等の硬質原料で製造された球状のボールが挙げられ、粒子径は０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。粉砕効率を考慮すると、メディアの充填率はできる限り高い方が好ましいが、充填率が高すぎる場合は粉砕室内でのメディアの動きが制限され、逆に粉砕効率を低下させることもあり、使用する粉砕機に応じて適宜調節する。
【００１９】
また、本発明で使用するＢＥＴ比表面積で１６〜３０ｍ^２／ｇの炭酸カルシウム以外に使用する顔料については特に規定するものではないが、一般的に印刷用塗工紙に使用される重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、サチンホワイト、プラスチックピグメント、二酸化チタン等を１　種以上使用する。
【００２０】
本発明で使用する接着剤としては一般的な塗被紙の製造に用いられるスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを用いる。その組成はスチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル共重合体あるいはその変性物が使用され、モノマーとしてはスチレン、ブタジエンの他、メチルメタアクリレート他ビニル系不飽和カルボン酸エステル化合物や、アクリロニトリル等その他ビニル化合物、あるいはアクリル酸、フマル酸等ビニル系不飽和カルボン酸を用いるのが好ましい。本発明においては、特に塗工速度１１００ｍ／分以上の高速操業性を向上するために、ラテックスの平均粒子径５０〜１００ｎｍのものを使用することが好ましい。
【００２１】
また、ラテックス以外に塗料の保水性を維持し、原紙の内部結合強度を高めるために、酸化デンプン、エステル化あるいはエーテル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デンプン、カゼイン等の天然系接着剤、ポリビニルアルコール等の合成系接着剤を併用しても良い。これらの接着剤は顔料１００重量％に対して８〜３０重量％使用するのが好ましい。
【００２２】
本発明の塗料には分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等通常の塗工紙用組成物に配合される各種助剤を適宜使用しても良い。
かくして調製された塗工組成物は一般の塗工紙製造に用いられているブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、バーコータ、スプレーコータ等の塗工装置を設けたオンマシンあるいはオフマシンコータによって原紙上に単層あるいは多層塗被される。その際、塗料固形分濃度は４０〜６８％であることが好ましい。また、原紙としては一般の印刷用塗工紙に用いられる坪量３０〜２００ｇ／ｍ^２の原紙が好ましく、必要に応じて上質紙、中質紙を選択して使用する。塗料の塗工量は、原紙片面当たり、固形分で７〜２０ｇ／ｍ^２の範囲で塗工するのが好ましい。また白紙光沢度、平滑度を上げるためにスーパーカレンダ、ソフトカレンダで等の仕上げ装置で処理をする。
【００２３】
本発明においては、特に白紙光沢度が７５％以上で、白色度８３％以上の印刷用塗工紙が得られるものである。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明を実施例および比較例をあげてより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。
［品質評価方法］
（１）比表面積測定：ＢＥＴ式比表面積測定装置（島津製作所製　ＧＥＭＩＮＩ）を用いて測定した。
（２）白色度：デジタルハンター白色度計（東洋精機製作所製）を用いてＪＩＳ　Ｐ−８１２３に準じて測定した。
（３）白紙光沢度：ＪＩＳ　Ｐ８１４２に準じ、村上色彩研究所製の光沢度計を用い、７５°光沢度を測定した。
（４）表面強度：ＲＩ−ＩＩ型印刷機（明製作所製）を用い、東洋インキ製ＴＶ−２４を
使用し、インキ量０．３ｍｌ一定で印刷し、印刷面のピッキングの程度を目視で相対的に評価した。
◎全く発生しない、○ほとんど発生しない、△少し発生する、×発生が著しい
（５）高速操業性：塗工時にスタラクタイト、ブリーディングの発生状況を目視で観察した。
◎全く発生しない、○ほとんど発生しない、△発生する、×発生が著しい
［実施例１］
特願平１１−７１７７７で記載されているイガグリ状の針状軽質炭酸カルシウム１００部に対してポリアクリル酸ソーダ系分散剤を１部添加して得られた濃度７０％のスラリーをビーズ径０．６〜０．８ｍｍであるガラスビーズ（東洋バローティーニ社製）を充填率８０％になるように充填した横型サンドグラインダーを用いて湿式粉砕を行った。粉砕後のＢＥＴ比表面積は２０．２　ｍ^２／ｇであった。
【００２５】
このようにして得られた粉砕後の軽質炭酸カルシウ５０部に微粒カオリン（アマゾンプラス：ＣＡＤＡＭ社製）５０部、接着剤として全顔料に対してスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックス１１部（平均粒子径９５ｎｍ）、さらにリン酸エステル化デンプン４部を添加して固形分濃度で６５％の塗料を調製した。かくして調製された塗料を坪量８０ｇ／ｍ^２の上質原紙にブレードコータで塗工量片面あたり１２ｇ／ｍ^２になるように塗工速度１２００ｍ／分で両面塗工した。さらにスーパーカレンダで処理温度６５℃、処理線圧２００ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で表面処理して印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］
軽質炭酸カルシウムとしてＴＰ−１２３（奥多摩工業社製）を粉砕し、比表面積２１．１ｍ^２／ｇの軽質炭酸カルシウムを調製し、これを７０部、微粒カオリン３０部配合した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］
軽質炭酸カルシウムとしてＴＮＣ　　Ｃ−１０（東洋電化社製）を粉砕し、比表面積２１．５ｍ^２／ｇの軽質炭酸カルシウムを調製し、これを６０部、微粒カオリンを４０部配合した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］
粉砕によりＢＥＴ比表面積を１４．３ｍ^２／ｇにした軽質炭酸カルシウムを６０部、微粒カオリンを４０部配合した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］
軽質炭酸カルシウムの代わりに市販の重質炭酸カルシウム（ＦＭＴ−９７：ファイマテック社製、１５．７　ｍ^２／ｇ）を用いた以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］
軽質炭酸カルシウムとしてＴＰ−１２１−６Ｓ（奥多摩工業社製）を粉砕し、比表面積１０．５　ｍ^２／ｇの炭酸カルシウムを調製し、これを６０部、微粒カオリンを４０部配合した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］
軽質炭酸カルシウムの代わりに市販の重質炭酸カルシウム（ＦＭＴ−９０：ファイマテック社製、比表面積　１１．７　ｍ^２／ｇ）を用い、これを３０部、微粒カオリンを７０部使用した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例５］
軽質炭酸カルシウムとしてＴＰ−１２１（奥多摩工業社製）を粉砕し、粉砕後の比表面積４８．２ｍ^２／ｇの炭酸カルシウムを調製し、これを５０部、微粒カオリン５０部配合した以外は実施例１と同様に行い、印刷用塗工紙を得た。
［比較例６］
苛性化法で製造された短径０．２９μｍ、長径１．７μｍの一次粒子よりなる平均粒子径５．３μｍのイガグリ状軽質炭酸カルシウム１００部に、ポリアクリル酸ソーダ系分散剤を０．５部添加して得られた濃度７０％の粗スラリーを、実施例１と同様に粉砕した。粉砕後の比表面積は１３．８ｍ^２／ｇであった。このようにして得られた粉砕後の軽質炭酸カルシウム８０部に、重質炭酸カルシウム１０部、カオリン１０部、接着剤として全顔料に対して平均粒子径６０ｎｍのスチレン・ブタジエン系共重合体ラテックスを１２部、さらに保水剤としてカルボキシメチル基の置換度が０．７であるカルボキシメチルセルロースを全顔料に対して固形分で０．２部添加して、固形分濃度６８％の塗工液を調製した。かくして調製された塗料を坪量８０ｇ／ｍ^２の上質原紙にブレードコータで塗工量片面あたり１２ｇ／ｍ^２になるように塗工速度１２００ｍ／分で両面塗工した。さらにスーパーカレンダで処理温度６５℃、処理線圧２００ｋｇ／ｃｍ、４ニップの条件で表面処理して印刷用塗工紙を得た。
【００２６】
以上の結果を表１に示した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１の結果からも明らかなように、実施例１〜３は塗料の高速操業性が良好であり、印刷用塗工紙の白色度、白紙光沢度、表面強度に優れている。これに対し、比較例１は白紙光沢度、表面強度に劣り、比較例２は白色度・白紙光沢度に劣る。比較例３は白紙光沢度に劣り、比較例４は白色度に劣る。比較例５は表面強度、高速操業性に劣る。比較例６は、白紙光沢度、表面強度に劣る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、塗料は高速操業性に優れ、白紙光沢度、白色度、表面強度に優れた印刷用塗工紙を得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coated paper for printing having excellent high-speed operability, whiteness, glossiness of white paper, and surface strength by blending light calcium carbonate having a specific surface area as a pigment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the visualization, colorization, and sophistication of printed matter, high glossiness and high whiteness of coated paper for printing are particularly desired. To cope with these problems, a method has been proposed in which a fine pigment such as ultrafine heavy calcium carbonate, fine cubic light calcium carbonate, delamikaolin, or fine kaolin is used in a coating composition of a printing coated paper. In addition, a method using a plastic pigment which is an organic pigment has been proposed. Of these pigments, calcium carbonate is low in production cost and is suitable for improving whiteness, but it has been difficult to improve white paper gloss. Furthermore, when fine particles are used to improve the glossiness of white paper, there is a disadvantage that the surface strength is reduced. Although high glossiness of white paper can be obtained by adding a kaolin compound, there are problems in whiteness and ink acceptability. In addition, when high content of fine kaolin is added, the paint has a high viscosity under high shearing force.For example, when applying the paint to the base paper with a blade type coating device, if the coating speed is too high, the blade Starctite (a phenomenon in which the coating liquid is deposited on the stalactite in a dry state on the blade edge) and bleeding (a phenomenon in which paint agglomerates adhere to the blade edge) occur on the blade edge, causing defects such as streaks on the paper surface For this purpose, the coating speed must be reduced, which causes a reduction in productivity.
[0003]
On the other hand, in the coated paper market, the cost reduction of users is evident as typified by thinner coated paper, and coated paper has high blank gloss, high whiteness, and high opacity. Is required, and low cost is required. For this reason, the above-mentioned plastic pigments and the like are expensive, and if they are used in large amounts, the production cost of the coated paper increases, which is not what the user demands. In addition, productivity is also important for reducing paper costs, and coatings with high viscosity under high shear must reduce the coating speed, and coatings using such coatings with poor high-speed operability are required. Manufactured paper also has high manufacturing costs and is not what users want.
[0004]
In order to solve the conflicting problem of cost reduction and high quality of coated paper such as white paper glossiness and whiteness, a method using a spindle-shaped calcium carbonate having a specific particle size and specific surface area (Japanese Patent Laid-Open No. JP-A-6-116897), a method using plate-like calcium carbonate (JP-A-2000-355897), and a method using aragonite-type columnar calcium carbonate and plate-like basic magnesium carbonate (JP-A-5-59691). And a method of blending precipitated calcium carbonate having specific conditions (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-53995). However, it is difficult to synthesize plate-like particles as described in JP-A-2000-355897 and JP-A-5-59691, so that the production cost is increased, and as a result, inexpensive coating is performed. Inability to make paper. Further, calcium carbonate particles as disclosed in JP-A-6-116897 and JP-A-2-5399 are very fine particles synthesized by a carbon dioxide gas method, and are difficult to separate into solid and liquid, and are used as coating pigments. Therefore, the load in the concentration step is large, and as a result, the production cost is increased. In addition, since a general dispersing machine such as a Coreless mixer is used for mixing with the dispersing agent, the dispersing agent cannot sufficiently cover the entire particles, has a high viscosity under high shear, and operates the paint at high speed. Sex was not always good. Further, although the specific surface area of the spindle-shaped calcium carbonate is specified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-116897, there are problems such as deterioration of fluidity (deterioration of high-speed operability).
[0005]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-262492 discloses a method of wet-grinding scaly light calcium carbonate. However, the white paper glossiness was still higher, and it was insufficient to sufficiently maintain the surface strength (see Comparative Example 6).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-116897 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-355897 [Patent Document 3]
JP-A-5-59691 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-52995 [Patent Document 5]
JP-A-2001-262492
[Problems to be solved by the invention]
In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a printing coating excellent in whiteness, white paper gloss, surface strength, and high-speed operability by using calcium carbonate having a specific specific surface area by wet pulverization as a pigment. It is to provide paper.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies on the above problems, and as a result, light calcium carbonate adjusted to a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g by performing wet pulverization treatment is contained in all pigments in an amount of 30 to 100% by weight. %, The coating has high-speed coating suitability, and it has been found that using this coating makes it possible to manufacture glossy coated paper excellent in blank gloss, whiteness, and surface strength at low cost. Reached.
The details of the present invention are shown below.
[0009]
The specific surface area of the light calcium carbonate used in the present invention needs to be 16 to 30 m ² / g, preferably 20 to 28 m ² / g. Here, as the physical properties of calcium carbonate, there have been many patents in which the average particle size of the pigment has been specified. However, it is known that the average particle size varies greatly depending on the type of the measuring device and the dispersant used, and also varies depending on the shape of the particles to be measured. Further, the calcium carbonate used in the present invention does not provide an appropriate value with a commonly used particle size measuring device, so that the average particle size is not an appropriate index indicating the size of the particles. The present inventors have studied other methods and found that the BET specific surface area as the physical properties of the calcium carbonate is most correlated with the high-speed operability of the paint and the quality of the coated paper for printing, in particular, the glossiness of white paper. Was.
[0010]
The specific surface area of the calcium carbonate used in the present invention is larger than those of heavy calcium carbonate and light calcium carbonate which are commonly used coating pigments, and the glossiness of white paper is increased. In general, the larger the specific surface area of the pigment, the larger the number of bonded portions, so that the surface strength tends to decrease. However, in the present invention, if a specific range which is also a portion that is said to have a large specific surface area, that is, a specific surface area of 16 to 30 m ² / g is used, the surface strength is higher than that of a smaller specific surface area. The surface strength is maintained up to 30 m ² / g where the specific surface area increases to some extent. Although the cause is not clear, it is considered that such a phenomenon occurs because the particle size distribution is narrowed to an appropriate range by keeping a certain surface area by the pulverization treatment. In addition, high-speed operability was also good by performing grinding of light calcium carbonate for a long time. This is thought to be because calcium carbonate, the specific surface area of which was adjusted by wet pulverization, became more excellent in high-speed operability because the dispersant was uniformly mixed and the particle surface was appropriately covered. In particular, in order to improve the glossiness of white paper, it is preferable to use aragonite crystals, which are polymorphs of calcium carbonate having a needle-like or columnar morphology.
[0011]
In the present invention, it is possible to obtain a well-balanced coated paper for printing having high whiteness and glossiness of white paper, excellent surface strength, excellent high-speed operability.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, a base paper is coated with a wet-ground paint containing a pigment having a specific surface area of a specific amount, dried and calendered to obtain a coated paper for printing.
[0013]
As the pigment of the coating layer, it is necessary to perform wet pulverization treatment and to blend 30 to 100% by weight of light calcium carbonate adjusted to have a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g in all the pigments. Means 50 to 100% by weight. If the specific surface area is less than 16 m ² / g, the glossiness of white paper cannot be increased too much. On the other hand, if the specific surface area is larger than 30 m ² / g, the specific surface area of the pigment is excessively increased, causing a shortage of the adhesive. In order to improve the surface strength, a method of increasing the amount of an adhesive such as latex is conceivable.However, as the amount of the adhesive increases, the glossiness of the white paper decreases. Not be.
[0014]
If the content of the calcium carbonate in all the pigments is less than 30% by weight, the effect of other pigments is greatly affected, but the whiteness and the white paper gloss cannot be simultaneously improved.
[0015]
Further, calcium carbonate having a specific surface area in the above range needs to be wet-pulverized by a pulverizer such as a bead mill. Although it is unknown in detail about this, calcium carbonate whose specific surface area is adjusted by wet grinding is more excellent in high-speed operability because the dispersant is uniformly mixed and the particle surface is appropriately covered. It is considered to be.
[0016]
In addition, calcium carbonate used for producing calcium carbonate having the above specific surface area needs to have a specific surface area within the above range in a short time, and light calcium carbonate needs to be used in order to improve surface strength. Since light calcium carbonate is generally made of fine particles, it is easy to increase the specific surface area by wet pulverization, which makes it possible to prepare a coating pigment with less energy consumption than heavy calcium carbonate, resulting in low cost. Can produce coated paper for printing. Generally, light calcium carbonate has higher whiteness of the pigment itself than heavy calcium carbonate, which leads to improvement in whiteness of coated paper. Further, since light calcium carbonate is made of fine primary particles, the particle size distribution is relatively narrow even after pulverization, so that surface strength is considered to be high.
[0017]
Further, the light calcium carbonate is preferably an aragonite crystal which is a polymorph of calcium carbonate having a needle-like or columnar morphology. The needle-like and columnar particles are suitable for improving the glossiness of white paper, and when crushed to have a specific surface area within the above range, the glossiness of white paper can be further improved than that of calcite crystal. Furthermore, particles with high anisotropy, such as needles and columns, have a large specific surface area, and it is easy to adjust to a specific specific surface area by a relatively short pulverization treatment, thereby suppressing an increase in production cost due to pulverization. be able to.
[0018]
In the present invention, wet pulverization is performed to prepare calcium carbonate having a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g. As a pulverizer, attritors, vibrating mills, ball mills and the like generally used for wet pulverization of papermaking pigments are used. , A vertical sand mill, a horizontal sand mill, a jet mill and the like. Examples of the grinding media include spherical balls made of hard raw materials such as glass, ceramic, alumina, and zirconia, and the particle diameter is preferably 0.1 to 10 mm. In consideration of the crushing efficiency, it is preferable that the filling rate of the medium is as high as possible.However, if the filling rate is too high, the movement of the medium in the crushing chamber is restricted, and conversely, the crushing efficiency may be reduced, so that the Adjust appropriately according to the crusher.
[0019]
The pigment used in the present invention other than the calcium carbonate having a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g is not particularly limited, but heavy carbon dioxide generally used for coated paper for printing is used. Use at least one of calcium, light calcium carbonate, kaolin, clay, talc, satin white, plastic pigment, and titanium dioxide.
[0020]
As the adhesive used in the present invention, a styrene / butadiene copolymer latex used in the production of general coated paper is used. The composition is a styrene / butadiene copolymer, a styrene / butadiene / acrylic copolymer or a modified product thereof. As monomers, styrene, butadiene, methyl methacrylate, vinyl unsaturated carboxylic acid ester compounds, and acrylonitrile are used. It is preferable to use other vinyl compounds, or vinyl-based unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and fumaric acid. In the present invention, it is preferable to use a latex having an average particle diameter of 50 to 100 nm, in particular, in order to improve high-speed operability at a coating speed of 1100 m / min or more.
[0021]
In addition to latex, in order to maintain the water retention of the paint and increase the internal bond strength of the base paper, oxidized starch, esterified or etherified starch, enzyme-modified starch, and cold-water-soluble starch obtained by flash-drying them, casein Or a synthetic adhesive such as polyvinyl alcohol. These adhesives are preferably used in an amount of 8 to 30% by weight based on 100% by weight of the pigment.
[0022]
In the paint of the present invention, various auxiliaries such as a dispersant, a thickener, a water retention agent, a defoaming agent, a water-proofing agent, and a coloring agent, which are blended in a general composition for a coated paper, may be appropriately used.
The coating composition thus prepared is applied to the base paper by an on-machine or off-machine coater provided with a coating device such as a blade coater, an air knife coater, a roll coater, a bar coater, a spray coater, etc., which are used in general coated paper production. To a single layer or multiple layers. At that time, the solid content of the paint is preferably 40 to 68%. As the base paper, base paper having a basis weight of 30 to 200 g / m ² used for general coated paper for printing is preferable, and high-quality paper and medium-quality paper are selected and used as necessary. The coating amount of the paint is preferably in the range of 7 to ²⁰ g / m ^{2 in} solid content per one side of the base paper. Further, in order to increase the glossiness and the smoothness of the white paper, the finishing is performed by a finishing device such as a super calendar or a soft calendar.
[0023]
In the present invention, in particular, a coated paper for printing having a white paper gloss of 75% or more and a whiteness of 83% or more can be obtained.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, it goes without saying that the present invention is not limited to Examples. In the examples, parts and% indicate parts by weight and% by weight, respectively.
[Quality evaluation method]
(1) Specific surface area measurement: It was measured using a BET type specific surface area measuring device (GEMINI manufactured by Shimadzu Corporation).
(2) Whiteness: Measured using a digital hunter whiteness meter (manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) according to JIS P-8123.
(3) Blank gloss: 75 ° gloss was measured using a gloss meter manufactured by Murakami Color Research Laboratory according to JIS P8142.
(4) Surface strength: Using a RI-II type printer (manufactured by Mei Seisakusho), using Toyo Ink TV-24, printing at a constant ink volume of 0.3 ml, and visually checking the degree of picking on the printed surface. Was evaluated.
発 生 not generated at all, ○ hardly generated, △ slightly generated, x generated remarkably (5) High-speed operability: The occurrence of stalactite and bleeding during coating was visually observed.
◎ not generated at all, ○ hardly generated, Δ generated, × remarkable [Example 1]
A 70% concentration slurry obtained by adding 1 part of a sodium polyacrylate-based dispersant to 100 parts of a scaly needle-like light calcium carbonate described in Japanese Patent Application No. 11-71777 was used. Wet pulverization was performed using a horizontal sand grinder filled with glass beads (manufactured by Toyo Barrotini Co., Ltd.) of 6 to 0.8 mm so as to have a filling ratio of 80%. The BET specific surface area after pulverization was 20.2 m ² / g.
[0025]
50 parts of fine pulverized kaolin (Amazon Plus: manufactured by CADAM Co.) was added to 50 parts of the pulverized light calcium carbonate thus obtained, and 11 parts of styrene-butadiene-based copolymer latex (average particle (Diameter: 95 nm) and 4 parts of phosphorylated ester starch were further added to prepare a coating material having a solid content of 65%. The coating material thus prepared was coated on both sides of a high-quality base paper having a basis weight of 80 g / m ^{2 at} a coating speed of 1200 m / min by a blade coater at a coating speed of 12 g / m ² per one side. Further, the surface was treated with a super calendar under the conditions of a processing temperature of 65 ° C., a processing linear pressure of 200 kg / cm, and 4 nips to obtain a coated paper for printing.
[Example 2]
Example 1 was repeated except that TP-123 (manufactured by Okutama Industry Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate to prepare light calcium carbonate having a specific surface area of 21.1 m ² / g, and 70 parts thereof and 30 parts of fine kaolin were blended. In the same manner, a coated paper for printing was obtained.
[Example 3]
TNC C-10 (manufactured by Toyo Denka Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate to prepare light calcium carbonate having a specific surface area of 21.5 m ² / g, and 60 parts thereof and 40 parts of fine kaolin were blended. In the same manner as in Example 1, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 1]
Coating paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1, except that 60 parts of light calcium carbonate and 40 parts of fine kaolin were blended to obtain a BET specific surface area of 14.3 m ² / g by pulverization.
[Comparative Example 2]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that a commercially available heavy calcium carbonate (FMT-97: 15.7 m ² / g, manufactured by Pharmatec) was used instead of the light calcium carbonate. Was.
[Comparative Example 3]
TP-121-6S (manufactured by Okutama Industry Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate to prepare calcium carbonate having a specific surface area of 10.5 m ² / g, and 60 parts thereof and 40 parts of fine kaolin were blended. In the same manner as in Example 1, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 4]
Commercially available heavy calcium carbonate (FMT-90: manufactured by FIMATECH, specific surface area: 11.7 m ² / g) was used in place of light calcium carbonate, except that 30 parts thereof and 70 parts of fine kaolin were used. In the same manner as in Example 1, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 5]
TP-121 (manufactured by Okutama Industry Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate to prepare calcium carbonate having a specific surface area of 48.2 m ² / g after pulverization, and 50 parts of this and 50 parts of fine kaolin were mixed. In the same manner as in Example 1, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 6]
0.5 part of sodium polyacrylate dispersant is added to 100 parts of igaki-like light calcium carbonate having an average particle diameter of 5.3 μm composed of primary particles having a minor diameter of 0.29 μm and a major diameter of 1.7 μm produced by a causticizing method. The crude slurry having a concentration of 70% obtained by the addition was pulverized in the same manner as in Example 1. The specific surface area after pulverization was 13.8 m ² / g. To 80 parts of the pulverized light calcium carbonate thus obtained, 10 parts of heavy calcium carbonate, 10 parts of kaolin, and a styrene / butadiene copolymer latex having an average particle diameter of 60 nm with respect to all pigments as an adhesive were used. 12 parts of carboxymethylcellulose having a carboxymethyl group substitution degree of 0.7 as a water-retaining agent were added at a solid content of 0.2 part to all pigments to prepare a coating solution having a solid content of 68%. . The coating material thus prepared was coated on both sides of a high-quality base paper having a basis weight of 80 g / m ^{2 at} a coating speed of 1200 m / min by a blade coater at a coating speed of 12 g / m ² per one side. Further, the surface was treated with a super calendar under the conditions of a processing temperature of 65 ° C., a processing linear pressure of 200 kg / cm, and 4 nips to obtain a coated paper for printing.
[0026]
Table 1 shows the above results.
[0027]
[Table 1]

[0028]
As is clear from the results in Table 1, Examples 1 to 3 have good paint high-speed operability, and are excellent in whiteness, blank gloss, and surface strength of the coated paper for printing. On the other hand, Comparative Example 1 is inferior in white paper glossiness and surface strength, and Comparative Example 2 is inferior in whiteness and white paper glossiness. Comparative Example 3 is inferior in blank gloss, and Comparative Example 4 is inferior in whiteness. Comparative Example 5 is inferior in surface strength and high-speed operability. Comparative Example 6 is inferior in blank gloss and surface strength.
[0029]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a coating is excellent in high-speed operability, and a coated paper for printing excellent in blank gloss, whiteness, and surface strength can be obtained.

Claims (3)

原紙上に顔料と接着剤を主成分とする塗工層を有する印刷用塗工紙において、湿式粉砕処理を行い、ＢＥＴ比表面積が１６〜３０　ｍ^２／ｇに調整された軽質炭酸カルシウムを顔料として全顔料中に３０〜１００重量％配合することを特徴とする印刷用塗工紙。In a coated paper for printing having a coating layer mainly composed of a pigment and an adhesive on a base paper, light calcium carbonate having a BET specific surface area adjusted to 16 to 30 m ² / g is subjected to wet pulverization treatment to obtain a pigment. A coated paper for printing characterized in that it is incorporated in an amount of 30 to 100% by weight in all the pigments. 軽質炭酸カルシウムがアラゴナイト結晶系であることを特徴とする請求項１記載の印刷用塗工紙。The coated paper for printing according to claim 1, wherein the light calcium carbonate is an aragonite crystal system. 軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積が２０〜２８　ｍ^２／ｇに調整されたことを特徴とする請求項１または２に記載の印刷用塗工紙。Coated printing paper according to claim 1 or 2 BET specific surface area of precipitated calcium carbonate, characterized in that it is adjusted to 20~28 m 2 / ^g.