JP4802474B2 - Coated paper for printing - Google Patents
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Description
本発明は、印刷用塗工紙に関し、特に低密度で印刷適性の優れた印刷用塗工紙に関するものである。 The present invention relates to a coated paper for printing, and particularly relates to a coated paper for printing having a low density and excellent printability.
近年、印刷物に対し、写真や図案を多用し、更にカラー化するなどにより、視覚的に内容を強力に伝達しようとする要望が高い。一方、省資源、輸送コストなどの点から印刷物の軽量化に対しても強い要望がある。この二つの要望を満たすために、低坪量、低塗工量の軽量の低級グレードでありながら、より上のグレードの高品質の塗工紙が要望されている。 In recent years, there has been a strong demand to visually convey the contents of printed matter by using a lot of photographs and designs and further colorizing them. On the other hand, there is a strong demand for weight reduction of printed matter from the viewpoint of resource saving and transportation cost. In order to satisfy these two demands, there is a demand for a high-quality coated paper of a higher grade while having a low-weight and low-weight, low-grade, low-grade grade.
塗工紙の品質のうち、重要なものは、白色度、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度、および剛度などである。白色度はコントラストに、不透明度は裏抜けに、光沢度は印刷物の高級感に関係し、かつこれらが全て良いバランスで満足されることが重要である。剛度は主として印刷作業性に関係し、印刷物のページめくり性にも重要な要素である。また、近年は軽量化の観点から低密度のものが求められている。 Among the coated paper qualities, important ones are whiteness, opacity, white paper gloss, printing gloss, stiffness, and the like. It is important that the whiteness is related to the contrast, the opacity is related to the background, the glossiness is related to the high quality of the printed matter, and these are all satisfied with a good balance. Stiffness is mainly related to printing workability, and is also an important factor for page turnability of printed matter. In recent years, a low-density one has been required from the viewpoint of weight reduction.
塗工紙を軽量化する場合、原紙を低坪量にするとともに低塗工量の塗工層とすることが必要である。しかし、紙料配合を変えないで、単に低坪量の紙とすれば、軽量化に比例して紙厚が薄くなり不透明度と剛度が不足する。低坪量原紙の上に厚い塗工層を設ければ、印刷適性は低坪量化前の水準を維持することができるが、不透明度および、剛度はむしろ低下するので実用的でない。逆に高坪量原紙上に低塗工量の塗工層を設けると、不透明度と剛度は十分であるが、低坪量化には必要以上に塗工量を減らさざるをえなくなるため、印刷品質が不十分となり、やはり実用的でない。そこで、坪量と塗工量は一定のバランスが必要であり、低坪量原紙には低塗工量塗工層、高坪量原紙には高塗工量塗工層の塗工紙ということになり、一般的に低坪量品は高坪量品と比較して白色度、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度、および剛度は劣る。ある程度坪量を低下させても剛度と不透明度の低下度を最小限にするには低密度の嵩高な紙とすれば良く、それには、ガムウッド、メープル、バーチなど特定の樹種の機械パルプの使用が有効であるが、省資源、コスト等で特定の樹種のみを使うことは実用的ではない。しかしどの樹種にしろ機械パルプの使用は剛度と不透明度には有効である。また填料分として、抄紙時のドライヤー部での熱にて膨張することにより低密度化を達成する合成有機発泡性填料（例えば商品名：ＥＸＰＡＮＳＥＬ、日本フィライト株式会社製）も提案されている。しかしながら、これらの合成有機発泡性填料を用いる方法では抄紙時の乾燥条件が難しく、またこの手法を用いて印刷用塗工紙を得た場合においても、低密度かつ印刷適性が優れた印刷用塗工紙の製造は困難である。また、原紙中に填料特に二酸化チタンを配合すると不透明度は向上することが知られているが、しかし密度はかえって高くなり、剛度が低下するとともに、紙力が弱くなるという問題がある。
In order to reduce the weight of the coated paper, it is necessary to make the base paper have a low basis weight and a coating layer with a low coating amount. However, if paper with a low basis weight is simply used without changing the stock composition, the paper thickness is reduced in proportion to weight reduction, and opacity and rigidity are insufficient. If a thick coating layer is provided on the low basis weight base paper, the printability can be maintained at the level before the low basis weight, but the opacity and stiffness are rather lowered, which is not practical. On the other hand, if a coating layer with a low coating amount is provided on a high basis weight base paper, the opacity and stiffness are sufficient, but the coating amount must be reduced more than necessary to reduce the basis weight. The quality is insufficient and still not practical. Therefore, a certain balance is required between the basis weight and the coating amount. The low basis weight base paper is a low coating amount coating layer, and the high basis weight base paper is a coating paper having a high coating amount coating layer. In general, a low basis weight product is inferior in whiteness, opacity, blank paper gloss, printing gloss, and stiffness compared to a high basis weight product. To minimize the decrease in stiffness and opacity, even if the basis weight is reduced to some extent, low density and bulky paper can be used, which uses mechanical pulp from certain tree species such as gumwood, maple, birch, etc. Is effective, but it is not practical to use only specific tree species for resource saving and cost. However, the use of mechanical pulp for any tree species is effective for stiffness and opacity. As a filler, a synthetic organic foaming filler (for example, trade name: EXPANSEL, manufactured by Nippon Philite Co., Ltd.) that achieves a reduction in density by expanding with heat in a dryer section during papermaking has also been proposed. However, with these synthetic organic foaming fillers, the drying conditions during papermaking are difficult, and even when a coated paper for printing is obtained using this technique, the printing coating with low density and excellent printability is available. Manufacture of craft paper is difficult. Further, it is known that the opacity is improved when a filler, particularly titanium dioxide, is mixed in the base paper, but there is a problem that the density is rather increased, the stiffness is lowered, and the paper strength is weakened.
また、填料分ではないが、微細フィブリル化セルロースを添加する方法も提案されている（特許文献１参照）。この微細フィブリル化セルロースを用いる方法では、微細セルロースを特別に調整する必要があり、さらに抄紙時にパルプのフリーネスをＣＳＦ４００ｍｌ以上、好ましくはＣＳＦ５００ｍｌ以上にする必要があり、機械パルプなどを多く配合した紙料では、フリーネスを調節することが困難であり、機械パルプを使用する中質紙などへは適用できない。 In addition, a method of adding fine fibrillated cellulose, although it is not a filler, has been proposed (see Patent Document 1). In the method using finely fibrillated cellulose, it is necessary to specially adjust the fine cellulose, and the pulp freeness must be CSF 400 ml or more, preferably CSF 500 ml or more at the time of paper making. However, it is difficult to adjust the freeness, and it cannot be applied to medium-size paper using mechanical pulp.
以上の様に塗工紙に用いる低密度の嵩高原紙を抄造したとしても、嵩高原紙は一般の原紙と比較して空隙量が多いため、塗料は原紙内部に浸透しやすく、原紙被覆性は一般原紙に塗工する場合と比較して劣る。塗料による原紙被覆性が劣る場合、印刷光沢度などの印刷適性も劣る。 As described above, even if low density bulky base paper used for coated paper is made, the bulky base paper has a larger amount of voids than ordinary base paper, so the paint easily penetrates into the base paper, and the base paper coverage is general. It is inferior to the case of coating on the base paper. When the base paper coverage with the paint is inferior, the printability such as the print glossiness is also inferior.
印刷適性を向上させる手法として、平滑性を付与する手法が考えられるが、一般的な方法である高線圧でスーパーカレンダー処理した場合、塗工層表面は平滑になるが、塗工紙密度が高くなる。また、従来のスーパーカレンダーに代わり、高温カレンダによる方法が多数提案されており、仕上げ速度の高速化とともに、印刷光沢度、不透明度および剛度等が相対的に向上されることが報告されているが、この手法を用いて印刷用塗工紙を得た場合においても、低密度のものを得ることは困難である。 As a technique for improving printability, a technique for imparting smoothness is conceivable, but when supercalender treatment is performed at a high linear pressure, which is a general method, the coating layer surface becomes smooth, but the coated paper density is low. Get higher. A number of methods using a high-temperature calendar have been proposed in place of the conventional super calendar, and it has been reported that printing glossiness, opacity, rigidity, etc. are relatively improved as the finishing speed increases. Even when a coated paper for printing is obtained using this technique, it is difficult to obtain a low-density paper.
例えば、原紙の填料として二酸化チタンを紙重量あたり１〜１２重量％含有し、塗工顔料の体積分布粒径が０．１〜１．０μｍの範囲に６０％以上含まれる塗工層を有することを特徴とする印刷用塗工紙が開示されている（特許文献２）。しかしながら、低密度でありながら、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度、剛度に優れた印刷用塗工紙を得ることは不十分であった。 For example, it has 1 to 12% by weight of titanium dioxide as a filler for the base paper, and has a coating layer in which the volume distribution particle size of the coating pigment is 60% or more in the range of 0.1 to 1.0 μm. (Patent Document 2). However, it has been insufficient to obtain a coated paper for printing excellent in opacity, blank paper glossiness, printing glossiness, and rigidity while having a low density.
以上のように、従来の技術においては、低密度で、所望の特性を持った印刷用塗工紙を得ることは困難であった。 As described above, in the conventional technique, it has been difficult to obtain a coated paper for printing having low density and desired characteristics.
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、低密度でありながら、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れ、剛度が改善され、印刷作業に適した印刷用塗工紙を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, the object of the present invention is to provide a coated paper for printing that is excellent in opacity, white paper glossiness, and printing glossiness, has improved rigidity, and is suitable for printing operations, while having a low density. There is to do.
本発明は、原紙上に顔料および接着剤を含有する塗工層を設けてなる印刷用塗工紙において、原紙に紡錘状の軽質炭酸カルシウム一次粒子が毬栗状に凝集したロゼッタ型軽質炭酸カルシウム粒子の表面をシリカで被覆した軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を含有し、顔料として、顔料粒子の粒径分布が体積基準で０．１〜１．０μｍの範囲に６０％以上含まれる顔料を有することにより、低密度で紙厚があり、従って不透明度と剛度を実用に足る状態に保つことができ、白紙光沢度、印刷光沢度が高い印刷用塗工紙を得ることができる。本発明において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物が紙中填料として１〜２５重量％含有していることが好ましい。軽質炭酸カルシウム粒子の表面をシリカで被覆した軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物は、軽質炭酸カルシウムとシリカとの固形分重量比が、軽質炭酸カルシウム／シリカ＝３０／７０〜７０／３０であることが好ましい。また、塗工紙を剛性ロールの温度が１００℃以上のソフトニップカレンダーで処理することが好ましい。
The present invention relates to a rosetta-type light calcium carbonate particle in which spindle-shaped light calcium carbonate primary particles are aggregated in a chestnut shape on a base paper, in a coating paper for printing in which a coating layer containing a pigment and an adhesive is provided on the base paper. A light calcium carbonate-silica composite whose surface is coated with silica, and a pigment having a pigment particle size distribution of 60% or more in a range of 0.1 to 1.0 μm on a volume basis. Therefore, it is possible to obtain a coated paper for printing having a low density and a high paper thickness, and thus can maintain opacity and rigidity in practical use, and high white paper gloss and printing gloss. In the present invention, the light calcium carbonate-silica composite is preferably contained in an amount of 1 to 25% by weight as a filler in paper. The light calcium carbonate-silica composite in which the surface of the light calcium carbonate particles is coated with silica has a solid weight ratio of light calcium carbonate to silica of light calcium carbonate / silica = 30/70 to 70/30. preferable. The coated paper is preferably treated with a soft nip calender having a rigid roll temperature of 100 ° C. or higher.
原紙と塗工量が同レベルの従来の塗工紙に比べ、低密度でありながら、不透明度、白紙光沢度、印刷光沢度に優れ、剛度が改善され、印刷作業に適した印刷用塗工紙を得ることができる。 Compared to conventional coated paper with the same coating amount as the base paper, it has low density but excellent opacity, white paper glossiness, printing glossiness, improved rigidity, and printing coating suitable for printing work Paper can be obtained.
本発明においては、特定の填料を含有する低密度の原紙に、特定の顔料と接着剤を主成分とする塗工層を原紙上に設けて、印刷用塗工紙を得るものである。 In the present invention, a low-density base paper containing a specific filler is provided with a coating layer mainly composed of a specific pigment and an adhesive on the base paper to obtain a coated paper for printing.
本発明においては、塗工用顔料として体積基準で０．１〜１．０μｍの範囲に６０％以上含まれる粒径分布の顔料を使用することが重要である。体積基準で０．１〜１．０μｍの範囲が入る粒子が６０％以下であって、１．０μｍより大きい粒子を多く含む顔料を使用した場合、光沢度の発現性が不十分になる。一般的に体積分布粒径が小さい顔料は、光沢度発現性が優れる傾向にあるといわれている。しかしながら、塗工用顔料の体積分布粒径が０．１μｍより小さいものは、光沢度の発現性への寄与率が低い。そのため、体積分布粒径が０．１〜１．０μｍの範囲が入る粒子が６０％以下であって、１．０μｍより大きい粒子を多くなるほど、白紙光沢度及び印刷光沢度の発現性に欠ける結果となる。 In the present invention, it is important to use a pigment having a particle size distribution that is contained in the range of 0.1 to 1.0 μm by volume on the basis of 60% or more as a coating pigment. When the pigment containing 60% or less of the particles having a range of 0.1 to 1.0 μm on a volume basis and containing many particles larger than 1.0 μm is used, the expression of glossiness becomes insufficient. It is generally said that pigments having a small volume distribution particle size tend to have excellent glossiness. However, if the volume distribution particle size of the coating pigment is smaller than 0.1 μm, the contribution to glossiness is low. For this reason, the amount of particles having a volume distribution particle size in the range of 0.1 to 1.0 μm is 60% or less, and the larger the number of particles larger than 1.0 μm, the less the white paper glossiness and the print glossiness are exhibited. It becomes.
本発明で用いられる顔料の種類は、上記の条件を満たす物であれば特に制限はなく、塗工紙用に従来から用いられている、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料であり、これらの無機顔料は必要に応じて単独または２種類以上併用して使用できる。本発明においては、塗料の塗工適性や塗工紙の品質など所望の性質を得るため、通常複数の顔料を併用することが好ましい。また、顔料の種類としては、カオリン、クレー、エンジニアードカオリンが高光沢度発現させるには好ましい。 The type of pigment used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned conditions, and kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy weight conventionally used for coated paper are used. Calcium carbonate, light calcium carbonate, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin white and other inorganic pigments. Two or more types can be used in combination. In the present invention, it is usually preferable to use a plurality of pigments in combination in order to obtain desired properties such as coating suitability and coated paper quality. Further, as the types of pigments, kaolin, clay, and engineered kaolin are preferable for achieving high glossiness.
また、本発明においては、塗工顔料１００重量％に対しプラスチックピグメントを２〜２０重量％含む塗工層を設けることが好ましい。塗工顔料１００重量％に対し、プラスチックピグメントを２〜２０重量％含む塗工層を設けた場合、塗工層の光沢度発現性は向上し、軽量化を試み塗工量を減少させざるを得なくなった場合においても、さらに白紙光沢度及び印刷光沢度の発現性を向上した塗工紙を得ることが可能になる。塗工顔料１００重量％に対し、プラスチックピグメントを２重量％未満含む塗工層の場合、塗工層の光沢度発現効果は低く、プラスチックピグメントを配合していない塗工紙とほぼ同等な白紙光沢度及び印刷光沢度しか得ることができない。塗工顔料１００重量％に対し、プラスチックピグメントを２０重量％を超える塗工層を設けた場合、塗工層の光沢度発現性は高いが、表面強度が低くなりオフセット印刷時にブランケットからインキが転写される際に塗工層の表面向けトラブルが発生しやすい。 Moreover, in this invention, it is preferable to provide the coating layer which contains 2 to 20 weight% of plastic pigments with respect to 100 weight% of coating pigments. When a coating layer containing 2 to 20% by weight of a plastic pigment is provided with respect to 100% by weight of the coating pigment, the glossiness of the coating layer is improved, and it is necessary to try to reduce the weight and reduce the coating amount. Even when it becomes impossible to obtain the coated paper, it is possible to obtain a coated paper with improved white paper glossiness and printing glossiness. In the case of a coating layer containing less than 2% by weight of plastic pigment with respect to 100% by weight of the coating pigment, the glossiness effect of the coating layer is low, and the glossiness of blank paper is almost the same as that of coated paper that does not contain plastic pigment. Only the degree and the printing gloss can be obtained. When a coating layer of more than 20% by weight of plastic pigment is provided for 100% by weight of the coating pigment, the glossiness of the coating layer is high, but the surface strength is low and ink is transferred from the blanket during offset printing. When it is done, troubles for the surface of the coating layer are likely to occur.
本発明に用いるプラスチックピグメントは、密実型、中空型、または、コア−シェル型等を必要に応じて単独または２種類以上混合して使用することができる。プラスチックピグメントの構成重合体成分としては、好ましくは、スチレン及び／または、メチルメタアクリレート等のモノマーを主成分として、必要に応じてこれらと共重合可能な他のモノマーが用いられる。この共重合可能なモノマーとしては、例えば、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ジメチルスチレン等のオレフィン系芳香族系モノマー、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリルニトリル等のモノオレフィン系モノマー及び酢酸ビニル等のモノマーがある。また、必要に応じて、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のオレフィン系不飽和カルボン酸モノマー類、ヒドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピル等のオレフィン系不飽和ヒドロキシモノマー類、アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ―メチロールメタアクリルアミド、Ｎ―メトキシメチルアクリルアミド等のオレフィン系不飽和アミドモノマー類、ジビニルベンゼン等の二量体ビニルモノマー等を一種または二種以上の組み合わせで用いることができる。これらのモノマーは例であり、このほかにも共重合可能なモノマーがあれば使用してもよい。本発明に用いるプラスチックピグメントは、被覆性、白色度、不透明性、耐ブリスター性の向上に対する寄与が大きい中空型が好ましい。 As the plastic pigment used in the present invention, a solid type, a hollow type, a core-shell type, or the like can be used singly or in combination of two or more as required. As the constituent polymer component of the plastic pigment, a monomer such as styrene and / or methyl methacrylate is preferably used as a main component, and other monomers copolymerizable with these as necessary. Examples of the copolymerizable monomer include olefinic aromatic monomers such as α-methylstyrene, chlorostyrene, and dimethylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. Monoolefin monomers such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, and monomers such as vinyl acetate. If necessary, for example, olefinic unsaturated carboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, hydroxyethyl, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate Olefinic unsaturated hydroxy monomers such as hydroxypropyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide and other olefinic unsaturated amide monomers, divinylbenzene, etc. These dimer vinyl monomers can be used singly or in combination of two or more. These monomers are examples, and any other copolymerizable monomer may be used. The plastic pigment used in the present invention is preferably a hollow type that greatly contributes to improvement in covering properties, whiteness, opacity, and blister resistance.
本発明の塗工層に用いられる接着剤としては、発明の目的を損なわない範囲で複数の接着剤を併用することができる。接着剤としては塗工紙用に従来から用いられている、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、あるいは無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成接着剤；カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白などの蛋白質類；酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などのエーテル化澱粉などの通常の塗工紙用接着剤１種以上を適宜選択して使用される。これらの接着剤の総量は、印刷適性、塗工適性の点から、顔料１００重量部当たり５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部程度の範囲で使用される
本発明の塗工液には、分散剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等の通常使用される各種助剤を使用しても良い。本発明においては、保水性を向上させる場合は、アクリル系合成保水剤、ヒドロキシエチルセルロースを用いることが好ましく、会合型のアクリル系合成保水剤を使用するのがより好ましい。会合型アクリル系合成保水剤は、塗工液の保水性を向上させ、かつ塗工液の高ずり粘度を低くする働きがある。そのため、高速塗工に適するとともに、塗工時に塗料が塗工原紙内部に押し込まれず、原紙上の塗工層を嵩高にし、塗工層のクッション性が向上する。尚、アクリル系合成保水剤および／またはヒドロキシエチルセルロースを用いる場合、配合量としては、顔料１００重量部に対して０．１〜１．０重量部が好ましい。
As an adhesive used for the coating layer of the present invention, a plurality of adhesives can be used in combination as long as the object of the invention is not impaired. Various adhesives such as styrene / butadiene, styrene / acrylic, ethylene / vinyl acetate, butadiene / methyl methacrylate, and vinyl acetate / butyl acrylate, which have been used for coated papers. Or synthetic adhesives such as maleic anhydride copolymer, acrylic acid / methyl methacrylate copolymer; proteins such as casein, soy protein, synthetic protein; oxidized starch, positive starch, urea phosphated starch, hydroxyethyl One or more ordinary adhesives for coated paper such as etherified starch such as etherified starch are appropriately selected and used. The total amount of these adhesives is used in the range of 5 to 50 parts by weight, more preferably about 10 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the pigment from the viewpoint of printability and coating suitability. In addition, various commonly used auxiliaries such as a dispersant, a water retention agent, an antifoaming agent, and a water resistance agent may be used. In the present invention, when improving water retention, it is preferable to use an acrylic synthetic water retention agent and hydroxyethyl cellulose, and more preferably an association type acrylic synthetic water retention agent. The associative acrylic synthetic water retention agent functions to improve the water retention of the coating solution and to reduce the high shear viscosity of the coating solution. Therefore, it is suitable for high-speed coating, and the coating is not pushed into the coating base paper during coating, making the coating layer on the base paper bulky and improving the cushioning property of the coating layer. In addition, when using an acrylic synthetic water retention agent and / or hydroxyethyl cellulose, the blending amount is preferably 0.1 to 1.0 part by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment.
本発明において、原紙を構成するパルプは、化学パルプ、半化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプ等を用いることできるが、機械パルプを１０重量％以上含有させることが好ましい。機械パルプは化学パルプに比べ繊維が剛直なので、機械パルプを配合した原紙は抄紙工程でかかる各種の圧力で紙層が潰れることが少なく、全体として嵩高になるから、原紙内部の空隙量が増し、不透明度が向上し、同時に剛度も大きくなる。機械パルプの中でもグランドパルプは低密度化への寄与が高く好ましく用いることができる。機械パルプの配合量が１０重量％未満では、填料やカレンダー条件を最適化しても相対的に不透明度および剛度が劣る。機械パルプは白色度や塗工適正等の点から製紙用パルプの６０重量％以下とすることが好ましい。特に古紙パルプの使用は、資源の有効使用及び環境に優しいという点で好ましい。 In the present invention, chemical pulp, semi-chemical pulp, mechanical pulp, waste paper pulp and the like can be used as the pulp constituting the base paper, but it is preferable to contain 10% by weight or more of mechanical pulp. Because mechanical pulp is more rigid than chemical pulp, the base paper blended with mechanical pulp is less crushed by various pressures applied in the paper making process, and becomes bulky as a whole, increasing the amount of voids inside the base paper, Opacity is improved and stiffness is increased at the same time. Among mechanical pulps, ground pulp can be preferably used because it contributes greatly to reducing the density. When the blending amount of the mechanical pulp is less than 10% by weight, the opacity and rigidity are relatively inferior even if the filler and calendar conditions are optimized. The mechanical pulp is preferably 60% by weight or less of the pulp for papermaking from the viewpoint of whiteness and suitability for coating. In particular, the use of waste paper pulp is preferable in terms of effective use of resources and environmental friendliness.
本発明においては、原紙に用いる填料として、軽質炭酸カルシウム粒子の表面をシリカで被覆した軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を全量または一部に使用することにより、塗工紙密度は低く、十分な剛度を備えた塗工紙を製造することができる。この軽質炭酸カルシウム−シリカ複合粒子は、紙を低密度化する効果に優れ、吸油量が大きく、不透明度を向上させる効果に優れるという特性を有する粒子である。また、カレンダー処理を行った後でも、低密度を維持し高平滑度、低密度といった相反する性質を発揮することができる。本発明においては、該軽質炭酸カルシウム−シリカ複合粒子を紙中填料として１〜２５重量％の割合で含有していることが好ましく、３〜２０重量％がより好ましく、更に好ましい範囲は３〜１５重量％である。該紙中填料が１固形分重量％未満では、印刷用塗工紙の密度低下と不透明度向上効果は十分ではなく、２５重量％を超えた場合は、層間強度が十分ではなくなり、印刷時に層間剥離現象が生じる場合があり、好ましくない。また、軽質炭酸カルシウム粒子の表面をシリカで被覆した軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物は、低密度化、剛度、不透明度、印刷適性のバランスをより良好にするために、軽質炭酸カルシウムとシリカとの固形分重量比が、軽質炭酸カルシウム／シリカ＝３０／７０〜７０／３０であることが好ましい。軽質炭酸カルシウムの固形分重量比が軽質炭酸カルシウム／シリカ＝３０／７０より小さい場合、塗工紙の印刷時の表面強度が劣る傾向にある。軽質炭酸カルシウムの固形分重量比が軽質炭酸カルシウム／シリカ＝７０／３０より多い場合、低密度化する効果が大きくない。 In the present invention, as the filler used for the base paper, the light calcium carbonate-silica composite in which the surface of the light calcium carbonate particles is coated with silica is used in whole or in part so that the coated paper density is low and sufficient rigidity is obtained. The coated paper provided with can be manufactured. The light calcium carbonate-silica composite particles are particles having the characteristics of being excellent in the effect of reducing the density of paper, having a large oil absorption, and improving the opacity. Moreover, even after performing the calendar process, it is possible to maintain the low density and exhibit contradictory properties such as high smoothness and low density. In the present invention, the light calcium carbonate-silica composite particles are preferably contained in a ratio of 1 to 25% by weight as a filler in paper, more preferably 3 to 20% by weight, and still more preferably 3 to 15%. % By weight. If the filler in the paper is less than 1% by weight, the effect of lowering the density and improving the opacity of the coated paper for printing is not sufficient. A peeling phenomenon may occur, which is not preferable. In addition, the light calcium carbonate-silica composite in which the surface of the light calcium carbonate particles is coated with silica is a combination of light calcium carbonate and silica in order to achieve a better balance of density reduction, rigidity, opacity, and printability. The solid content weight ratio is preferably light calcium carbonate / silica = 30/70 to 70/30. When the weight ratio of light calcium carbonate solids is smaller than light calcium carbonate / silica = 30/70, the surface strength during printing of the coated paper tends to be inferior. When the solid weight ratio of light calcium carbonate is more than light calcium carbonate / silica = 70/30, the effect of reducing the density is not large.
本発明においては、該軽質カルシウム−シリカ複合物を含有した低密度の原紙に、特定の粒度分布を有する顔料を含有する塗工液を塗工することにより、塗工液が原紙に浸透しにくくなり、塗工量を減らしても原紙被覆性が良好なため、インキ着肉性、印刷光沢度などの印刷適性等に優れ、白色度も優れ、更なる低密度化をはかることが可能になる。また、他の填料と比べて、特にカレンダー処理した場合に、塗工紙の紙厚低下が少なく低密度が維持される特長がある。このような効果が得られることについては、軽質炭酸カルシウムの周りをシリカによって覆うすることにより、固い顔料を製造することが可能となり、カレンダー処理によって潰れにくくなるためと考えられる。 In the present invention, a coating liquid containing a pigment having a specific particle size distribution is applied to a low-density base paper containing the light calcium-silica composite, so that the coating liquid hardly penetrates into the base paper. Even if the coating amount is reduced, the base paper coverage is good, so it is excellent in ink fillability, printing suitability such as printing glossiness, etc., excellent in whiteness, and can be further reduced in density. . In addition, compared with other fillers, particularly when calendering is performed, there is a feature that the coated paper is less reduced in thickness and the low density is maintained. About such an effect being obtained, it is considered that a hard pigment can be produced by covering the periphery of light calcium carbonate with silica, and it is difficult to be crushed by a calendar process.
本発明の軽質炭酸カルシウム−シリカ複合粒子は、軽質炭酸カルシウムを含んでいるため、紙を酸性抄紙で抄造する場合には、その酸性によって粒子内部の軽質炭酸カルシウムが分解または溶解する可能性がある。従って、中性抄紙〜アルカリ性抄紙で紙を抄造することが好ましい。 Since the light calcium carbonate-silica composite particles of the present invention contain light calcium carbonate, the light calcium carbonate inside the particles may be decomposed or dissolved by the acidity when paper is made by acidic papermaking. . Therefore, it is preferable to make paper from neutral papermaking to alkaline papermaking.
本発明の軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法は、生成した炭酸カルシウムの表面にケイ酸を反応させる方法である
このような軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物を製造法としては、例えば特願２００４−２７４８３号の記載に基づいて得ることができる。以下この方法について説明する。
The method for producing a light calcium carbonate-silica composite of the present invention is a method in which silicic acid is reacted with the surface of the produced calcium carbonate. -27483 can be obtained based on the description. This method will be described below.
最初に軽質炭酸カルシウムを水中に分散させる。この炭酸カルシウムの結晶形態はカルサイト、アラゴナイトのいずれでも良く、また形状についても針状、柱状、紡錘状、球状、立方形状、ロゼッタ型のいずれでも良い。この中でも特にロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムを用いた場合に、特に優れた嵩高、不透明度改善効果が高い軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物が得られる。なお、ロゼッタ型とは、紡錘状の軽質炭酸カルシウム一次粒子が毬栗状に凝集した形状あるいは柱状、針状の軽質炭酸カルシウム一次粒子が毬栗状に凝集した形状を指し、他の軽質炭酸カルシウムより高い比表面積と吸油性を示す特徴がある。ロゼッタ型でも特にカルサイト系の紡錘状の軽質炭酸カルシウム一次粒子が毬栗状に凝集した形状がより好ましい。また軽質炭酸カルシウムは粉砕処理を施して使用しても良い。
この軽質炭酸カルシウムの反応原液中の濃度は、後述の軽質炭酸カルシウムとケイ酸の配合比率が重要であるため、ケイ酸濃度の影響も加味しなくてはならないが、１〜２０重量％が好ましい。１％未満の低濃度であると、１バッチあたりの生産量が少なく、生産性に問題がある。また２０％を超える高濃度とすると分散性が悪く、また軽質炭酸カルシウム量と比較して、反応に用いるケイ酸アルカリ濃度が低くなるため、反応時の粘度が上昇し、操業性に問題がある。
ついでこの軽質炭酸カルシウムスラリーに、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ溶液に分解した形のケイ酸を加える。一般的に工業用に用いられるものは、ケイ酸ソーダ（ナトリウム）もしくはケイ酸カリウムであるが、ケイ酸アルカリのモル比はいずれでも良い。３号ケイ酸はＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏ＝３〜３．４：１程度のモル比の物であるが、一般に入手しやすく、適度に使用される。軽質炭酸カルシウムとケイ酸アルカリとの仕込み量比は、生産する軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物中の炭酸カルシウムとシリカの重量比が目標とする範囲に入るように仕込む。軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の炭酸カルシウムとシリカの重量比は、ＣａＣＯ３／ＳｉＯ２＝３０／７０〜７０／３０が好ましい。
First, light calcium carbonate is dispersed in water. The crystal form of the calcium carbonate may be either calcite or aragonite, and the shape may be any of acicular, columnar, spindle, spherical, cubic, and rosetta types. Among these, particularly when rosette-type light calcium carbonate is used, a light calcium carbonate-silica composite having a particularly excellent bulkiness and an effect of improving opacity can be obtained. The Rosetta type refers to a shape in which spindle-shaped light calcium carbonate primary particles aggregate in a chestnut shape or a shape in which columnar and needle-shaped light calcium carbonate primary particles aggregate in a chestnut shape, which is higher than other light calcium carbonates. It has the characteristics of specific surface area and oil absorption. In the rosetta type, a shape in which calcite spindle-shaped light calcium carbonate primary particles are aggregated in a chestnut shape is more preferable. Light calcium carbonate may be used after being pulverized.
The concentration of the light calcium carbonate in the reaction stock solution is important for the blending ratio of light calcium carbonate and silicic acid, which will be described later. . If the concentration is less than 1%, the production amount per batch is small, and there is a problem in productivity. Further, if the concentration exceeds 20%, the dispersibility is poor, and the alkali silicate concentration used in the reaction is lower than the amount of light calcium carbonate, so the viscosity at the time of reaction increases and there is a problem in operability. .
Next, silicic acid in a form decomposed into an alkaline solution such as sodium or potassium is added to the light calcium carbonate slurry. Generally used for industrial use is sodium silicate (sodium) or potassium silicate, but any molar ratio of alkali silicate may be used. No. 3 silicic acid has a molar ratio of about SiO 2 : Na 2 O = 3 to 3.4: 1, but is generally easily available and used appropriately. The light calcium carbonate and alkali silicate are charged so that the weight ratio of calcium carbonate to silica in the light calcium carbonate-silica composite to be produced falls within the target range. The weight ratio of calcium carbonate to silica in the light calcium carbonate-silica composite is preferably CaCO 3 / SiO 2 = 30/70 to 70/30.
このスラリーをアジテータ、ホモミキサー、ミキサー等で攪拌、分散させるが、これは軽質炭酸カルシウムが水に十分分散し、軽質炭酸カルシウムの粒子が極端に凝集してなければ問題ない。
次に酸を用いた中和反応を行う。この場合、酸は鉱酸ならいずれでも良く、さらには鉱酸中に硫酸バンドや硫酸マグネシウムのような酸性金属塩を含む酸でも使用できる。工業的には硫酸、塩酸等の比較的安価で購入できる酸が好ましい。高濃度の酸を用いた場合、酸による中和時の攪拌が不十分であると、高濃度の酸の添加により部分的にｐＨの低い部分ができ、軽質炭酸カルシウムが分解するため、酸添加口でホモミキサー等を用いた強攪拌を行う必要がある。一方、あまり希薄な酸を用いると、酸添加により全体的な容量が極端に増えてしまうので好ましくない。この面からも、０．０５Ｎ以上の濃度の酸を用いることが適当である。鉱酸または酸性金属塩水溶液の添加は、アルカリ性であるケイ酸金属塩水溶液と軽質炭酸カルシウムとの混合物の沸点以下の温度で行う。この中和処理によりケイ酸塩を析出させ、非晶質ケイ酸を形成し、これが軽質炭酸カルシウム粒子の表面を被覆する。
This slurry is stirred and dispersed with an agitator, a homomixer, a mixer, or the like. This is not a problem unless the light calcium carbonate is sufficiently dispersed in water and the light calcium carbonate particles are extremely aggregated.
Next, a neutralization reaction using an acid is performed. In this case, the acid may be any mineral acid, and further, an acid containing an acidic metal salt such as a sulfate band or magnesium sulfate in the mineral acid can be used. Industrially preferred are acids that can be purchased at relatively low cost, such as sulfuric acid and hydrochloric acid. When a high-concentration acid is used, if the stirring during neutralization with the acid is insufficient, the addition of the high-concentration acid will result in a part having a low pH, and light calcium carbonate decomposes. It is necessary to perform strong stirring using a homomixer or the like at the mouth. On the other hand, if a very dilute acid is used, the overall capacity is extremely increased by acid addition, which is not preferable. Also from this aspect, it is appropriate to use an acid having a concentration of 0.05 N or more. The mineral acid or acidic metal salt aqueous solution is added at a temperature not higher than the boiling point of the alkaline silicate metal salt aqueous solution and light calcium carbonate. By this neutralization treatment, silicate is precipitated to form amorphous silicic acid, which covers the surface of the light calcium carbonate particles.
さらに、この酸添加は数回に分けて行っても良い。酸添加後、熟成を行っても良い。なお、熟成とは酸添加を一時中止し、攪拌のみを施して放置しておくことを指す。この熟成中に強攪拌や粉砕を行い、粒子の形態をコントロールすることも可能である。
次に、上記酸添加によるスラリーの中和はｐＨ＝７〜９を目標に行う。析出してきたケイ酸分により軽質炭酸カルシウムが被覆されていくが、酸性側（ｐＨ７未満）にすると、軽質炭酸カルシウムが分解してしまう。一方、ｐＨが高い（９．０超）状態で中和を終了すると、ケイ酸分の析出が十分に行われず、スラリー中に未反応のケイ酸分が残り、ケイ酸分のロスが多くなり、工業的には好ましくない。そのため、目標ｐＨは７〜９で中和を終了させる。
Furthermore, this acid addition may be performed in several times. Aging may be performed after the acid addition. The aging means that the acid addition is temporarily stopped and only stirred and left. It is also possible to control the morphology of the particles by vigorous stirring and pulverization during this aging.
Next, the neutralization of the slurry by the above acid addition is performed with the target of pH = 7-9. The light calcium carbonate is covered with the precipitated silicic acid component, but when it is on the acidic side (less than pH 7), the light calcium carbonate is decomposed. On the other hand, when neutralization is completed at a high pH (over 9.0), silicic acid is not sufficiently precipitated, and unreacted silicic acid remains in the slurry, resulting in an increase in silicic acid loss. This is not preferred industrially. Therefore, the neutralization is terminated at a target pH of 7-9.
このようにして製造された軽質炭酸カルシウム−ケイ酸の複合物は、軽質炭酸カルシウム粒子表面をシリカが被覆した懸濁液の状態となる。この懸濁液のまま抄紙工程に使用しても良いが、生産規模が小規模の場合には濾紙やメンブランフィルター等の濾過設備、中規模以上の場合にはベルトフィルターやドラムフィルター等を用いた濾過、または遠心分離機を用いた遠心分離を行うことによって固液分離を行い、中和反応で生成した余分な副生成物である塩を極力取り除いた方が好ましい。さらにこの固液分離を行った固形分濃度１０〜５０％のケーキ状複合物を、水またはエタノールにより再分散後、再び固液分離を行い、さらに余分なケイ酸や副生成物である塩を取り除いても良い。
得られた軽質炭酸カルシウム−ケイ酸の複合物は、目的粒子径より大きい組成物を取り除くため、スクリーン等を用いて、１００μｍ以上の粒子を除去する。
The light calcium carbonate-silicic acid composite produced in this manner is in the state of a suspension in which the surface of the light calcium carbonate particles is coated with silica. This suspension may be used in the papermaking process, but if the production scale is small, filtration equipment such as filter paper or membrane filter is used, and if it is medium or larger, a belt filter or drum filter is used. It is preferable to perform solid-liquid separation by filtration or centrifugation using a centrifuge, and to remove as much as possible salt, which is an extra by-product generated in the neutralization reaction. Furthermore, after re-dispersing the cake-like composite having a solid content concentration of 10 to 50%, which has been subjected to the solid-liquid separation, with water or ethanol, the solid-liquid separation is performed again to further remove excess silicic acid and by-product salts. It may be removed.
The obtained light calcium carbonate-silicic acid composite removes particles of 100 μm or more using a screen or the like in order to remove a composition larger than the target particle size.
軽質炭酸カルシウム−ケイ酸の平均粒子径の調整は、前述のように、熟成中に強攪拌や粉砕を行うことにより粒子の形態をコントロールすることも可能であるが、中和反応終了または反応終了後の固液分離したものを、湿式粉砕機を用いて目的の平均粒子径に調整しても良い。また、この組み合わせにより平均粒子径を調整しても良い。
粗大粒子を除去した後、あるいは粗大粒子除去後さらに強攪拌や粉砕処理を施した軽質炭酸カルシウム−ケイ酸の複合物の平均粒子径は、その用途が紙用の填料である場合には、３０μｍ以下が好ましく、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１〜１０μｍである。
本発明においては、填料として軽質炭酸カルシウム−シリカ複合粒子の他に、本発明の効果を損なわない範囲で他の無機、有機填料を使用することができる。その種類については、無定型シリカ、無定型シリケート、タルク、カオリン、クレー、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、酸化チタン、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができ、填料の配合量は、パルプ重量に対して１〜２５重量％程度である。
As described above, the average particle size of light calcium carbonate-silicic acid can be controlled by intensive stirring or pulverization during ripening, but the neutralization reaction is completed or the reaction is completed. The solid-liquid separated later may be adjusted to the target average particle size using a wet pulverizer. Further, the average particle diameter may be adjusted by this combination.
After removing coarse particles, or after removing coarse particles, the average particle size of the light calcium carbonate-silicic acid composite that has been further stirred and pulverized is 30 μm when the use is a filler for paper. The following is preferable, More preferably, it is 20 micrometers or less, More preferably, it is 1-10 micrometers.
In the present invention, in addition to the light calcium carbonate-silica composite particles, other inorganic and organic fillers can be used as a filler as long as the effects of the present invention are not impaired. For the type, known fillers such as amorphous silica, amorphous silicate, talc, kaolin, clay, light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, titanium oxide, synthetic resin filler, etc. can be used. Is about 1 to 25% by weight based on the pulp weight.
原紙の抄紙方法については特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網マシン、丸網マシン、二者を併用したマシン、ヤンキードライヤーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙した原紙のいずれであってもよく、新聞古紙から得られる回収古紙パルプを含む中質原紙も使用できる。また、サイズプレス、ビルブレード、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレスを使用して、澱粉、ポリビニルアルコールなどを予備塗工した原紙等も使用できる。塗工原紙としては、一般の塗工紙に用いられる坪量が３０〜４００ｇ／ｍ２、好ましくは、３０〜２００ｇ／ｍ２程度、特に好ましくは原紙の不透明性や通紙性が問題となってくる８０ｇ／ｍ２以下のものが適宜用いられる。本発明おいて原紙の密度は、０．３ｇ／ｃｍ３以上０．８ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、より好ましくは密度が０．３ｇ／ｃｍ３以上０．６ｇ／ｃｍ３以下である。密度が０．３ｇ／ｃｍ３以上０．８ｇ／ｃｍ３以下の原紙ものを用いて、本発明で規定した塗工液を塗工することにより、塗工量を減らしても原紙被覆性が良好なため、インキ着肉性に優れ、更なる低密度化をはかることが可能になる。
塗工原紙に調整された塗工液を塗工する方法としては、ブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター等を用いて、一層もしくは二層以上を原紙上に片面あるいは両面塗工する。塗工量は、所望の特性に応じて決定されるが、本発明の場合はおよそ原紙坪量が６０ｇ／ｍ２以下の場合、片面当たり６〜１０ｇ／ｍ２、４０ｇ／ｍ２以下の場合５〜８ｇ／ｍ２の少ない塗工量で、充分な被覆性と、印刷光沢度を得ることができる。
There are no particular restrictions on the paper making method of the base paper, and long paper machines including top wires, round net machines, machines using the two together, Yankee dryer machines, etc., acid paper making, neutral paper making, alkaline Any of the base papers made by the paper making method may be used, and medium base papers including recovered waste paper pulp obtained from used newspapers can also be used. Also, a base paper pre-coated with starch, polyvinyl alcohol or the like using a size press, a bill blade, a gate roll coater, or a pre-metering size press can be used. As the coated base paper, the basis weight used for general coated paper is 30 to 400 g / m 2 , preferably about 30 to 200 g / m 2 , and particularly preferably, the opacity and paper passing property of the base paper are problems. Those of 80 g / m 2 or less are appropriately used. In the present invention, the density of the base paper is preferably 0.3 g / cm 3 or more and 0.8 g / cm 3 or less, and more preferably the density is 0.3 g / cm 3 or more and 0.6 g / cm 3 or less. . By using a base paper having a density of 0.3 g / cm 3 or more and 0.8 g / cm 3 or less and applying the coating liquid defined in the present invention, the base paper coverage is good even if the coating amount is reduced. Therefore, it is excellent in ink deposition property, and it is possible to further reduce the density.
As a method of coating the coating liquid adjusted on the coating base paper, using a blade coater, bar coater, roll coater, air knife coater, reverse roll coater, curtain coater, size press coater, gate roll coater, etc. Or two or more layers are coated on one or both sides of the base paper. Coating amount is determined depending on the desired properties, when approximately base paper basis weight of 60 g / m 2 or less in the case of the present invention, per side 6~10g / m 2, 40g / m 2 when: With a small coating amount of 5 to 8 g / m 2 , sufficient coverage and printing gloss can be obtained.
湿潤塗工層を乾燥させる方法としては、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いられる。 As a method for drying the wet coating layer, various methods such as a steam superheating cylinder, a heated hot air air dryer, a gas heater dryer, an electric heater dryer, and an infrared heater dryer are used alone or in combination.
本発明においては、上述した塗工原紙に塗工液を塗工乾燥して得られた塗工紙は、弾性ロールと１００℃以上に加熱した剛性ロールからなる高温ソフトニップカレンダーで表面仕上げを行うことが好ましく、より好ましい恒性ロールの温度は１５０℃以上である。塗工紙の含有水分が適当であれば、剛性ロール温度が高いほど低いニップ圧あるいは短いニップ滞留時間で原紙あるいは塗工層を平滑化することができるが、１００℃未満ではこの効果が小さい。従来のスーパーカレンダーを使用して得られる、同程度の白紙光沢度及び印刷光沢度を、高温ソフトニップカレンダーで得るには、低ニップ圧且つ短いニップ滞留時間とすることができるから、塗工層及び原紙の密度は低くなり、不透明度が高く、剛度がある低密度で嵩高な塗工紙となり、その上従来のスーパーカレンダーより処理速度が速く、巻き取りの枠替えなどが省略できるため、効率よく生産でき操業性に優れる。 In the present invention, the coated paper obtained by applying and drying the coating liquid to the above-described coated base paper is subjected to surface finishing with a high-temperature soft nip calender composed of an elastic roll and a rigid roll heated to 100 ° C. or higher. It is preferable that the temperature of the permanent roll is more preferably 150 ° C or higher. If the moisture content of the coated paper is appropriate, the higher the rigid roll temperature, the smoother the base paper or the coated layer can be made with a lower nip pressure or a shorter nip residence time. In order to obtain the same level of blank paper glossiness and printing glossiness obtained by using a conventional supercalender with a high-temperature soft nip calender, a low nip pressure and a short nip residence time can be obtained. And the density of the base paper is low, the opacity is high, the stiffness is low density and bulky coated paper, and the processing speed is faster than the conventional super calendar, and the rewinding frame can be omitted, so the efficiency Good production and excellent operability.
また、高温ソフトニップカレンダーは、温度のみならずニップ滞留時間も重要である。この点から、実際の操業では、ロール相当径３００mm以上、弾性ロールのショアーＤ硬度８０〜１００、好ましくは８５〜９５であって、ロール相当径５００mmに換算した場合、通紙速度４００〜３０００ｍ／分、線圧３０〜５００ｋｇ／ｃｍ、カレンダー前塗工水分５〜８％で、カレンダーニップ数２以上で処理を行うことが好ましい。尚、ろーる相当径とは、Ａ．Ｖ．Ｌｙｏｎｓらが下記の計算式で示した（１９９０ ＴＡＰＰＩ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ， Ｐ５）ロール相当径（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ）を指す。
（ロール相当径）＝（ソフトロール径）×（ヒートロール径）／｛（ソフトロール径）＋（ヒートロール径）｝
尚、本発明においては、白光沢度５０％以上、坪量８０ｇ／ｍ２以下あるいは密度１．００ｇ／ｃｍ３以下の印刷用塗工紙について効果が顕著である。
Also, in the high temperature soft nip calender, not only the temperature but also the nip residence time is important. From this point, in an actual operation, the roll equivalent diameter is 300 mm or more, and the Shore D hardness of the elastic roll is 80 to 100, preferably 85 to 95. When converted to a roll equivalent diameter of 500 mm, the paper passing speed is 400 to 3000 m / It is preferable to perform the treatment at a calender nip number of 2 or more at a minute, a linear pressure of 30 to 500 kg / cm, and a pre-calendar coating moisture of 5 to 8%. The equivalent diameter of the roll is A. V. Lyons et al. (1990 TAPPI Finishing and Converting, P5) refers to the equivalent diameter of a roll.
(Equivalent roll diameter) = (Soft roll diameter) × (Heat roll diameter) / {(Soft roll diameter) + (Heat roll diameter)}
In the present invention, the effect is remarkable for a coated paper for printing having a white glossiness of 50% or more and a basis weight of 80 g / m 2 or less or a density of 1.00 g / cm 3 or less.
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、勿論これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。尚、塗工液および得られた印刷用塗工紙について以下に示すような評価法に基づいて試験を行った。
〈評価方法〉
（１）内添填料の平均粒子径：軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物のスラリーを、分散剤ヘキサメタリン酸ソーダ０．２％を添加した純水中に滴下混合して均一分散体とし、レーザー法（マルバーン社製粒度測定機マスターサイザーＳ型）で測定した、体積累積分布の５０％部分の値を平均粒径とした。
（２）塗工顔料の体積粒度分布測定：塗工層に使用する全顔料スラリーを、分散剤ヘキサメタリン酸ソーダ０．２％を添加した純水中に滴下混合して均一分散体とし、レーザー法（MALVERN Instruments社製Laser Diffraction粒度分布測定器）で体積分布粒径分布を測定した。測定後、粒径が０．１０〜１．００の範囲に入る部分の含有率（％）を求めた。
（３）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（４）印刷光沢度：ＲＩ−ＩＩ型印刷試験機を用い、東洋インキ製造株式会社製オフセット印刷用枚葉プロセスインキ（ＴＫハイエコー紅 ＭＺ）を０．３０ｃｃ使用して印刷を行い、一昼夜放置後、得られた印刷物の表面をＪＩＳ Ｐ ８１４２に基づいて測定した。
（５）強度：ＲＩ−ＩＩ型印刷試験機を用い、東洋インキ製造株式会社製特殊インキ（ＳＭＸタックグレード１５）を０．４０ｃｃ使用して印刷を行い、裏取りを行い、剥けの状態を以下の基準で目視評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る
（６）密度：ＪＩＳ Ｐ ８１１８に基づいて測定した。
（７）不透明度：ＪＩＳ Ｐ ８１３８に基づいて測定し、評価は以下の基準で行った。
○：良好、△：やや劣る
（８）剛度：ＪＩＳ Ｐ ８１４３に基づいて測定し、評価は以下の基準で行った。
◎：極めて良好、○：良好、△：やや劣る、×：劣る
〈軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物の製造方法〉
（製造例１：軽質炭酸カルシウムーシリカ複合物Aの調製）
反応容器中に市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）１０部を水に分散し、ここにSiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6・1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を５７部加えた後、水を加え、全量を２００部とした。この混合スラリーをアジテータで十分に撹拌しながら加熱し、85℃としたスラリーに、10％硫酸溶液を撹拌しながら添加した。添加方法は、温度一定を保ち、硫酸添加後の最終pHは8・0、全硫酸添加時間は240分間となるように、一定速度で硫酸を添加し、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの平均粒子径は3．4μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、５０／５０であった。
（製造例２：軽質炭酸カルシウムーシリカ複合物Ｂの調製）
反応に使用した、市販ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（商品名 アルバカー５９７０ SMI社製）２０部、SiO2濃度１８．０wt／wt％、Na20濃度6・1wt／wt％のケイ酸ソーダ溶液を２８部加えたこと以外は製造例１と同様の方法で、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ｂスラリーを得た。このときの軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ｂの平均粒子径は２．１μmであり、軽質炭酸カルシウムとシリカの固形分重量比は、８０／２０であった。
［実施例１］
微粒カオリン（J.M.Huber社製Japangloss）７０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）３０部からなる顔料１００部（体積分布粒径０．１〜１．０μｍ：６５．０％）に、分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加して（対無機顔料 ０．２部）セリエミキサーで分散し、固形分濃度７０％の顔料スラリーを調整した。この様にして得られた顔料スラリーに、中空プラスチックピグメント４部、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス（ガラス転移点温度２０℃、ゲル含量８５％）１０部、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉（ペンフォード社製 ＰＧ２９５）６部を加えた後、さらに水を加えて固形分濃度６０％の塗工液を得た。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited to these examples. In addition, unless otherwise indicated, the part and% in an example show a weight part and weight%, respectively. In addition, the test was done about the coating liquid and the obtained coated paper for printing based on the evaluation method as shown below.
<Evaluation methods>
(1) Average particle diameter of internal filler: A slurry of a light calcium carbonate-silica composite was dropped into pure water to which 0.2% of a sodium hexametaphosphate dispersant was added to form a uniform dispersion, and a laser method ( The value of the 50% portion of the volume cumulative distribution measured with a Malvern particle size measuring instrument Mastersizer S type) was taken as the average particle size.
(2) Measurement of volume particle size distribution of coating pigment: The total pigment slurry used in the coating layer is dropped and mixed in pure water to which 0.2% of sodium hexametaphosphate is added to form a uniform dispersion. Laser method The volume distribution particle size distribution was measured with a Laser Diffraction particle size distribution analyzer manufactured by MALVERN Instruments. After the measurement, the content rate (%) of the portion where the particle diameter falls within the range of 0.10 to 1.00 was determined.
(3) Blank paper glossiness: measured based on JIS P 8142.
(4) Gloss of printing: Using RI-II type printing tester, printing was performed using 0.30 cc of sheet-fed process ink for offset printing (TK High Echo MZ) manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. The surface of the obtained printed matter was measured based on JIS P 8142.
(5) Strength: Using a RI-II type printing tester, printing was performed using 0.40 cc of Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. special ink (SMX tack grade 15). The visual evaluation was performed based on the criteria.
(Double-circle): Very good, (circle): Good, (triangle | delta): Somewhat inferior, X: Inferior (6) Density: It measured based on JISP8118.
(7) Opacity: Measured based on JIS P 8138 and evaluated according to the following criteria.
○: Good, Δ: Slightly inferior (8) Rigidity: Measured based on JIS P 8143, and evaluated according to the following criteria.
A: Very good, B: Good, B: Slightly inferior, X: Inferior <Method for producing light calcium carbonate-silica composite>
(Production Example 1: Preparation of light calcium carbonate-silica composite A)
In a reaction vessel, 10 parts of commercially available Rosetta-type light calcium carbonate (trade name: Albuquer 5970 SMI Co., Ltd.) was dispersed in water, and the SiO 2 concentration was 18.0 wt / wt% and the Na 2 concentration was 6.1 wt / wt%. After adding 57 parts of sodium silicate solution, water was added to make the total amount 200 parts. This mixed slurry was heated with sufficient stirring with an agitator, and a 10% sulfuric acid solution was added to the slurry at 85 ° C. with stirring. The addition method is to keep the temperature constant, add sulfuric acid at a constant rate so that the final pH after addition of sulfuric acid is 8.0 and the total sulfuric acid addition time is 240 minutes, and light calcium carbonate-silica composite A slurry is added. Obtained. At this time, the average particle diameter of the light calcium carbonate-silica composite A was 3.4 μm, and the weight ratio of the solid content of the light calcium carbonate and silica was 50/50.
(Production Example 2: Preparation of light calcium carbonate-silica composite B)
28 parts of a commercially available Rosetta-type light calcium carbonate (trade name: Albuquer 5970 SMI) used for the reaction, 28 sodium silicate solution having a SiO 2 concentration of 18.0 wt / wt% and a Na 2 0 concentration of 6.1 wt / wt% A light calcium carbonate-silica composite B slurry was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that a part was added. At this time, the average particle size of the light calcium carbonate-silica composite B was 2.1 μm, and the weight ratio of the solid content of the light calcium carbonate and silica was 80/20.
[Example 1]
100 parts of pigment consisting of 70 parts of fine kaolin (Japangloss, manufactured by JMHuber) and 30 parts of fine heavy calcium carbonate (FMT-90, manufactured by Pimatech) (volume distribution particle size 0.1 to 1.0 μm: 65.0%) In addition, sodium polyacrylate was added as a dispersant (0.2 part of inorganic pigment) and dispersed with a serie mixer to prepare a pigment slurry having a solid content concentration of 70%. To the pigment slurry thus obtained, 4 parts of a hollow plastic pigment, 10 parts of a styrene / butadiene copolymer latex (glass transition temperature 20 ° C., gel content 85%), hydroxyethyl etherified starch (manufactured by Penford) After adding 6 parts of (PG295), water was further added to obtain a coating solution having a solid concentration of 60%.
塗工原紙は、填料として軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａ（軽質炭酸カルシウム／シリカ＝５０／５０、平均粒子径３．４μｍ）を原紙重量あたり１０％含有し、製紙用パルプとして機械パルプを２５％、化学パルプを５０％、古紙パルプを２５％含有する坪量４６ｇ／ｍ２の中質紙を用いた。 The coated base paper contains 10% light calcium carbonate-silica composite A (light calcium carbonate / silica = 50/50, average particle size 3.4 μm) as a filler per weight of the base paper, and 25 mechanical pulp as paper pulp. %, 50% of chemical pulp and 25% of waste paper pulp, medium weight paper having a basis weight of 46 g / m 2 was used.
上記の原紙に、前述の塗工液を片面当たりの塗工量が８ｇ／ｍ２になる様に、１０００ｍ／分の塗工速度でブレードコーターを用いて両面塗工を行い、塗工紙水分が５．５％となる様に乾燥した。 The above-mentioned base paper is coated on both sides using a blade coater at a coating speed of 1000 m / min so that the coating amount per side of the above-mentioned coating liquid is 8 g / m 2 , Was dried to 5.5%.
乾燥後、ロール相当径４００ｍｍ、金属ロール温度１６０℃、２ニップ、カレンダー線圧２３０ｋｇ／ｃｍ、通紙速度６５０ｍ／分でソフトニップカレンダー処理を行い印刷用塗工紙を得た。
［実施例２］ 実施例１において、ロール温度７０℃、２ニップ、カレンダー線圧２６０ｋｇ／ｃｍ、通紙速度１０００ｍ／分でソフトニップカレンダー処理を行った以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［実施例３］ 実施例１において、顔料スラリーにプラスチックピグメントを添加せずに塗料調整を行った以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［参考例１］ 実施例１において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの代わりに、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Bに変更した以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［比較例１］ 実施例１において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの代わりに、軽質炭酸カルシウム（Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製アルバカー５９７０）に変更した以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［比較例２］ 実施例１において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの代わりに、ホワイトカーボン（Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ Ｋｏｒｅａ社製Ｔｉｘｏｌｅｘ１７）に変更した以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［比較例３］ 実施例１において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの代わりに、ホワイトカーボン（Ｒｈｏｄｉａ Ｓｉｌｉｃａ Ｋｏｒｅａ社製Ｔｉｘｏｌｅｘ１７）と軽質炭酸カルシウム（Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製アルバカー５９７０）の５０：５０の混合物に変更した以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［比較例４］ 実施例１において、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物Ａの代わりに、二酸化チタン（堺化学社製 TCA123）に変更した以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
［比較例５］ 実施例１において、微粒カオリン（J.M.Huber社製Japangloss）７０部、微粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−９０）３０部からなる顔料の代わりに、微粒カオリン（J.M.Huber社製Japangloss）２５部、デラミネーテッドクレー（IMERIS社製 DBプレート）２５部、2級クレー（IMERIS社製DB コート）２５部、粗粒重質炭酸カルシウム（ファイマテック社製ＦＭＴ−７５）２５部に変更した顔料１００部（体積分布平均粒径０．１〜１．０：５２．２％）以外は実施例１と同様の方法で印刷用塗工紙を得た。
After drying, a soft nip calendering treatment was performed at a roll equivalent diameter of 400 mm, a metal roll temperature of 160 ° C., 2 nips, a calender linear pressure of 230 kg / cm, and a paper feeding speed of 650 m / min to obtain a coated paper for printing.
[Example 2] Printing was performed in the same manner as in Example 1, except that the soft nip calendering process was performed at a roll temperature of 70 ° C, 2 nips, a calender linear pressure of 260 kg / cm, and a paper feeding speed of 1000 m / min. Coated paper was obtained.
[Example 3] A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating material was adjusted without adding a plastic pigment to the pigment slurry.
Reference Example 1 A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except that instead of the light calcium carbonate-silica composite A in Example 1, the light calcium carbonate-silica composite B was changed. It was.
[Comparative Example 1] In Example 1, instead of the light calcium carbonate-silica composite A, a coating for printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the light calcium carbonate (Albuquer 5970 manufactured by Specialty Minerals) was used. I got paper.
[Comparative Example 2] In Example 1, in place of the light calcium carbonate-silica composite A, white carbon (Tixolex 17 manufactured by Rhodia Silica Korea) was used in the same manner as in Example 1 except that the coated paper for printing was used. Got.
[Comparative Example 3] In Example 1, instead of the light calcium carbonate-silica composite A, a 50:50 mixture of white carbon (Rixia Silica Korea, Tixolex 17) and light calcium carbonate (Specialty Minerals, Albuquer 5970) A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except for changing to.
[Comparative Example 4] In Example 1, instead of the light calcium carbonate-silica composite A, a coated paper for printing was prepared in the same manner as in Example 1 except that titanium dioxide (TCA123 manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) was used. Obtained.
[Comparative Example 5] In Example 1, instead of a pigment composed of 70 parts of fine kaolin (Japangloss manufactured by JMHuber) and 30 parts of fine heavy calcium carbonate (FMT-90 manufactured by Phimatech), fine kaolin (manufactured by JMHuber) Japangloss) 25 parts, delaminated clay (IMERIS DB plate) 25 parts, second grade clay (IMERIS DB coat) 25 parts, coarse heavy calcium carbonate (Fimatec FMT-75) 25 parts A coated paper for printing was obtained in the same manner as in Example 1 except for 100 parts of the changed pigment (volume distribution average particle size 0.1 to 1.0: 52.2%).
以上の結果を表１に示した。 The above results are shown in Table 1.
Claims (3)
特徴とする請求項１に記載の印刷用塗工紙。 The coated paper for printing according to claim 1, wherein the light calcium carbonate-silica composite is contained in an amount of 1 to 25% by weight as a filler in the paper.
請求項１または２に記載の印刷用塗工紙。 The coated paper for printing according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the rigid roll is processed by a soft nip calender having a temperature of 100 ° C or higher.
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