JP4216038B2

JP4216038B2 - Coated paper for printing

Info

Publication number: JP4216038B2
Application number: JP2002304001A
Authority: JP
Inventors: 晴男金野; 清金井; 充利中村; 仁志後藤
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP2004137629A

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16〜30ｍ²/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 m²/g、好ましくは20〜28 m²/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16〜30m²/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30m²/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16〜30m²/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 m²/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 m²/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16〜30m²/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16〜30m²/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/m²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/m²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 m²/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/m²の上質原紙にブレードコータで塗工量片面あたり12g/m²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21.1m²/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21.5m²/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14.3m²/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 m²/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 m²/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 m²/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48.2m²/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13.8m²/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/m²の上質原紙にブレードコータで塗工量片面あたり12g/m²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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coated paper for printing excellent in high-speed operability, whiteness, white paper glossiness, and surface strength by incorporating light calcium carbonate having a specific surface area as a pigment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the visualization, colorization, and upgrading of printed materials, high white paper glossiness and high whiteness of coated paper for printing are particularly desired. In order to deal with them, a method has been proposed in which fine pigments such as ultrafine heavy calcium carbonate, fine cubic light calcium carbonate, deramikaolin and fine kaolin are used in the coating composition of the coated paper for printing. In addition, a method using a plastic pigment, which is an organic pigment, has also been proposed. Of these pigments, calcium carbonate is inexpensive to manufacture and suitable for improving whiteness, but it has been difficult to improve white paper gloss. Further, when fine particles are used to improve the glossiness of the white paper, there is a drawback that the surface strength is lowered. In addition, if a kaolin system is blended, high white paper glossiness can be obtained, but there are problems in whiteness and ink acceptability. In addition, when a high amount of fine kaolin is blended, the paint has a high viscosity under a high shearing force. For example, when applying a paint on a base paper with a blade type coating device, if the coating speed is too high, the blade Staractite (a phenomenon in which the coating liquid accumulates on the stalactite in a dry state) and bleeding (a phenomenon in which agglomerates of paint adhere to the blade edge) occur on the blade edge, causing defects such as streaks on the paper surface. Therefore, it is necessary to reduce the coating speed, resulting in a decrease in productivity.
[0003]
On the other hand, in the coated paper market, the user's cost reduction orientation has become clear, as represented by the thinning of coated paper, and the coated paper has high white paper gloss, high whiteness, and high opacity. Is required and low cost is required. For this reason, the plastic pigments and the like shown above are expensive. If they are used in large quantities, the production cost of the coated paper becomes high, which is not what the user demands. In addition, productivity is also important for reducing the cost of paper. Paints with high viscosity under high shear must reduce the coating speed, and coating with paints that are inferior in high-speed operability is required. Wrought paper is also expensive to manufacture and is not what users want.
[0004]
In order to solve the conflicting problems of high-quality white paper such as glossiness and whiteness of coated paper and cost reduction, a method of using spindle-shaped calcium carbonate having a specific particle size and specific surface area (Japanese Patent Laid-Open No. 6-116897), a method using plate-like calcium carbonate (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-355897), a method using aragonite columnar calcium carbonate and plate-like basic magnesium carbonate (Japanese Patent Laid-Open No. 5-59691) And a method of blending precipitated calcium carbonate having specific conditions (JP-A-2-53995). However, it is difficult to synthesize plate-like particles as described in JP-A-2000-355897 and JP-A-5-59691, resulting in high production costs, resulting in low-cost coating. Paper cannot be manufactured. In addition, calcium carbonate particles as disclosed in JP-A-6-116897 and JP-A-2-5399 are very finely synthesized by the carbon dioxide method, and are difficult to separate into solid and liquid, and are used as coating pigments. Therefore, the load in the concentration process is large, and as a result, the manufacturing cost increases. 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 particle, the viscosity under high shear is high, and the paint operates at high speed. Sexuality was not always good. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-116897 defines the specific surface area of spindle-shaped calcium carbonate, but there are problems such as deterioration of fluidity (deterioration of high-speed operability).
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-262492 discloses a method of wet-grinding garlic light calcium carbonate. However, the glossiness of white paper is still higher and it is insufficient to maintain the surface strength sufficiently (see Comparative Example 6).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-1116897 [Patent Document 2]
JP 2000-355897 [Patent Document 3]
JP-A-5-59691 [Patent Document 4]
JP-A-2-53995 [Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-262492 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above situation, the object of the present invention is to use calcium carbonate having a specific specific surface area by wet pulverization as a pigment, and to provide a printing coating excellent in whiteness, white paper glossiness, surface strength, and high-speed operability. To provide craft paper.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have prepared 30 to 100 wt.% Of light calcium carbonate adjusted to a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g by wet pulverization in all pigments. The coating composition is suitable for high-speed coating, and it is found that a glossy coated paper with excellent white paper glossiness, whiteness, and surface strength can be produced at a low cost by using this paint. It came.
Details of the present invention will be described 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 a physical property of calcium carbonate, there are many patents that define an average particle diameter of a pigment so far. However, it is known that the average particle size varies greatly depending on the type of measuring apparatus and the dispersant used, and also varies depending on the shape of the particles to be measured. Furthermore, since the calcium carbonate used in the present invention does not give an appropriate value with a generally used particle size measuring apparatus, the average particle size is not an appropriate index indicating the particle size. Therefore, as a result of studying another method, the present inventors have found that the BET specific surface area as the physical property of the calcium carbonate is most correlated with the high-speed operability of the paint and the quality of the coated paper for printing, particularly the glossiness of the blank paper. It was.
[0010]
The specific surface area of the calcium carbonate used in the present invention is larger than that of the commonly used coating pigments heavy calcium carbonate and light calcium carbonate, and the glossiness of white paper is increased. In general, the larger the specific surface area of the pigment, the larger the number of adhesion portions, and thus the surface strength tends to decrease. However, in the present invention, if a certain range that is also 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 lower than that of a specific surface area smaller than that. The surface strength is maintained up to 30 m ² / g where the specific surface area increases to some extent. The cause of this is not clear, but it is considered that by maintaining a specific surface area within a certain range by pulverization, the particle size distribution becomes narrow and appropriate, and this phenomenon occurs. Moreover, high speed operability was also good by pulverizing light calcium carbonate for a long time. This is considered to be because calcium carbonate having a specific surface area adjusted by wet grinding is more excellent in high-speed operability because the dispersant is uniformly mixed and the particle surface is appropriately covered. In particular, in order to improve the glossiness of blank paper, it is preferable to use an aragonite crystal which is a polymorphic form of calcium carbonate having a needle-like / columnar form.
[0011]
In the present invention, it is possible to obtain coated paper for printing that has high whiteness and white paper gloss, excellent surface strength, excellent high-speed operability, and balance.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a wet-pulverized paint containing a specific amount of a pigment having a specific surface area is applied to a base paper, dried and calendered to obtain a coated paper for printing.
[0013]
As the pigment of the coating layer, it is necessary to add 30 to 100% by weight of light calcium carbonate having a BET specific surface area adjusted to 16 to 30 m ² / g by wet pulverization, Is 50 to 100% by weight. If the specific surface area is less than 16 m ² / g, the glossiness of the white paper cannot be increased so 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, resulting in insufficient adhesive, resulting in a problem in printing such as a decrease in printing surface strength. In order to improve the surface strength, a method of increasing the adhesive such as latex can be considered, but as the amount of the adhesive increases, the glossiness of the blank paper decreases, and the desired coated paper for printing with a high blank paper glossiness Must not.
[0014]
If the calcium carbonate content in the total pigment is less than 30% by weight, it is greatly affected by other pigments used, but the whiteness and white paper gloss cannot be improved at the same time.
[0015]
In addition, 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 this is unknown in detail, calcium carbonate whose specific surface area has been adjusted by wet grinding is more uniformly mixed and the particle surface is appropriately covered, so that it is excellent in high-speed operability. It is considered to be.
[0016]
In addition, the calcium carbonate used to produce calcium carbonate having the above specific surface area should have a specific surface area in the above range in a short time, and light calcium carbonate should be used to improve the surface strength. Light calcium carbonate is generally made of fine particles, so it is easy to increase the specific surface area by wet grinding, which makes it possible to prepare coating pigments with less energy than heavy calcium carbonate, resulting in lower costs. This makes it possible to produce coated paper for printing. In general, lighter calcium carbonate has higher whiteness of the pigment itself than heavy calcium carbonate, leading to an improvement in the whiteness of the 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 the surface strength is considered to be high.
[0017]
Furthermore, the light calcium carbonate is preferably an aragonite crystal that is a polymorph of calcium carbonate having a needle-like or columnar form. Needle-like and columnar particles are suitable for improving the glossiness of blank paper. If this is pulverized to a specific surface area in the above range, the glossiness of blank paper can be further improved than that of calcite crystal form. In addition, particles with high anisotropy such as needles and columns have a large specific surface area and can be easily adjusted to a specific specific surface area by a relatively short pulverization process, thereby suppressing an increase in production costs 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, an attritor, a vibration mill, and a ball mill that are generally used for wet pulverization of papermaking pigments are used. , Vertical sand mill, horizontal sand mill, jet mill and the like. Examples of the grinding media include spherical balls made of a hard raw material such as glass, ceramic, alumina, zirconia, and the particle diameter is preferably 0.1 to 10 mm. Considering the grinding efficiency, the media filling rate is preferably as high as possible. However, if the filling rate is too high, the movement of the media in the grinding chamber is limited, and conversely, the grinding efficiency may be lowered and used. Adjust appropriately according to the pulverizer.
[0019]
In addition, although there is no particular restriction on the pigment used in addition to calcium carbonate having a BET specific surface area of 16 to 30 m ² / g used in the present invention, it is generally used for heavy carbonates used for coated paper for printing. Use one or more of calcium, light calcium carbonate, kaolin, clay, talc, satin white, plastic pigment, titanium dioxide, etc.
[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 styrene / butadiene copolymer, styrene / butadiene / acrylic copolymer, or modified products thereof. As monomers, styrene, butadiene, methyl methacrylate and other vinyl unsaturated carboxylic acid ester compounds, and acrylonitrile are used. Other vinyl compounds or vinyl unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and fumaric acid are preferably used. In the present invention, in order to improve high-speed operability particularly at a coating speed of 1100 m / min or more, it is preferable to use latex having an average particle diameter of 50 to 100 nm.
[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 A natural adhesive such as polyvinyl alcohol or a synthetic adhesive such as polyvinyl alcohol may be used in combination. 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 coating material of the present invention, various auxiliary agents blended in a normal coated paper composition such as a dispersant, a thickener, a water retention agent, an antifoaming agent, a water resistance agent, and a colorant 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, or a spray coater that is used in general coated paper production. Single layer or multilayer coating. In that case, it is preferable that the solid content concentration of paint is 40 to 68%. Further, as the base paper, a base paper having a basis weight of 30 to 200 g / m ² used for general printing coated paper is preferable, and high-quality paper and medium-quality paper are selected and used as necessary. The coating amount of the paint is preferably 7 to ²⁰ g / m ² in terms of solid content per one side of the base paper. Further, in order to increase the glossiness and smoothness of the blank paper, it is processed by a finishing device such as a super calendar or a soft calendar.
[0023]
In the present invention, a coated paper for printing having a white paper glossiness of 75% or more and a whiteness of 83% or more can be obtained.
[0024]
【Example】
The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples. In addition, the part and% in an example show a weight part and weight%, respectively.
[Quality evaluation method]
(1) Specific surface area measurement: It measured using the BET type specific surface area measuring apparatus (Shimadzu GEMINI).
(2) Whiteness: Measured according to JIS P-8123 using a digital hunter whiteness meter (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho).
(3) Glossiness of white paper: 75 ° glossiness was measured using a gloss meter manufactured by Murakami Color Research Laboratory according to JIS P8142.
(4) Surface strength: Using a RI-II type printing machine (Made Seisakusho), using Toyo Ink TV-24, printing with a constant ink volume of 0.3 ml, and visually comparing the degree of picking on the printed surface Evaluated.
◎ Not generated at all, ○ hardly generated, △ generated slightly, × generated remarkably (5) High-speed operability: The occurrence of stalactite and bleeding was visually observed during coating.
◎ Not generated at all, ○ Almost not generated, △ generated, × markedly generated [Example 1]
A slurry with a concentration of 70% obtained by adding 1 part of a sodium polyacrylate dispersing agent to 100 parts of iguri-shaped acicular light calcium carbonate described in Japanese Patent Application No. 11-71777 Wet pulverization was performed using a horizontal sand grinder filled with 0.8 mm glass beads (manufactured by Toyo Barotini Co., Ltd.) so that the filling rate was 80%. The BET specific surface area after pulverization was 20.2 m ² / g.
[0025]
50 parts of pulverized light calcium carbonate obtained in this manner and 50 parts of fine kaolin (Amazon Plus: manufactured by CADAM) and 11 parts of styrene / butadiene copolymer latex (average particle) for all pigments as an adhesive A diameter of 95 nm) and 4 parts of phosphate esterified starch were further added to prepare a paint having a solid content of 65%. The thus-prepared coating material was coated on a high-quality base paper with a basis weight of 80 g / m ^{2 using} a blade coater at a coating speed of 1200 m / min so that the coating amount was 12 g / m ² per side. Further, a surface treatment was performed with a super calender under the conditions of a treatment temperature of 65 ° C., a treatment linear pressure of 200 kg / cm, and 4 nips to obtain a coated paper for printing.
[Example 2]
TP-123 (made by Okutama Kogyo Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate to prepare light calcium carbonate with a specific surface area of 21.1 m ² / g, which was the same as Example 1 except that 70 parts and 30 parts of fine kaolin were blended. The coated paper for printing was obtained.
[Example 3]
Example 1 except that 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 of this was mixed with 40 parts of fine kaolin. In the same manner as above, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 1]
A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that 60 parts of light calcium carbonate having a BET specific surface area of 14.3 m ² / g by grinding and 40 parts of fine kaolin were blended.
[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: manufactured by Phimatech, 15.7 m ² / g) was used instead of the light calcium carbonate.
[Comparative Example 3]
Example 1 except that TP-121-6S (made by Okutama Kogyo 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 of this and 40 parts of fine kaolin were blended. In the same manner as above, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 4]
Example 1 except that commercially available heavy calcium carbonate (FMT-90: manufactured by Phima Tech, specific surface area 11.7 m ² / g) was used instead of light calcium carbonate, and 30 parts of this and 70 parts of fine kaolin were used. In the same manner as above, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 5]
Example 1 except that TP-121 (manufactured by Okutama Kogyo Co., Ltd.) was pulverized as light calcium carbonate, and calcium carbonate having a specific surface area of 48.2 m ² / g after pulverization was prepared and mixed with 50 parts of this and 50 parts of fine kaolin. In the same manner as above, a coated paper for printing was obtained.
[Comparative Example 6]
Obtained by adding 0.5 part of sodium polyacrylate dispersant to 100 parts of igari-shaped light calcium carbonate with an average particle size of 5.3 μm consisting of primary particles with a minor axis of 0.29 μm and a major axis of 1.7 μm produced by the causticizing method. The crude slurry having a concentration of 70% was ground in the same manner as in Example 1. The specific surface area after pulverization was 13.8 m ² / g. In 80 parts of the light calcium carbonate after pulverization obtained in this way, 10 parts of heavy calcium carbonate, 10 parts of kaolin, and a styrene / butadiene copolymer latex having an average particle diameter of 60 nm as an adhesive with respect to all pigments. 12 parts of carboxymethyl cellulose having a carboxymethyl group substitution degree of 0.7 as a water retention agent was added in a solid content of 0.2 parts to the total pigment to prepare a coating solution having a solid content concentration of 68%. The thus-prepared coating material was coated on a high-quality base paper with a basis weight of 80 g / m ^{2 using} a blade coater at a coating speed of 1200 m / min so that the coating amount was 12 g / m ² per side. Further, a surface treatment was performed with a super calender under the conditions of a treatment temperature of 65 ° C., a treatment linear pressure of 200 kg / cm, and 4 nips to obtain a coated paper for printing.
[0026]
The above results are shown in Table 1.
[0027]
[Table 1]

[0028]
As is apparent from the results in Table 1, Examples 1 to 3 have good high-speed operability of the paint, and are excellent in whiteness, blank glossiness, and surface strength of the coated paper for printing. In contrast, Comparative Example 1 is inferior in white paper gloss and surface strength, and Comparative Example 2 is inferior in whiteness and white paper gloss. Comparative Example 3 is inferior in white paper 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 white paper gloss and surface strength.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a coated paper for printing having excellent high-speed operability and excellent white paper gloss, whiteness, and surface strength.

Claims

In the coated paper for printing having a coating layer mainly composed of pigment and adhesive on the base paper,
Wet pulverization is performed, and light calcium carbonate which is an aragonite crystal having a BET specific surface area adjusted to 16 to 30 m ² / g and having a needle-like / columnar form is blended as a pigment in an amount of 30 to 100% by weight. The coated paper for printing characterized by the above.

The coated paper for printing according to claim 1 , wherein the light calcium carbonate has a BET specific surface area adjusted to ²⁰ to 28 m ² / g.