JP2501630B2 - つや消し紙用塗被組成物 - Google Patents

つや消し紙用塗被組成物

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、つや消し紙用塗被組成物、さらに詳しく
は、紙に塗工させた場合、塗工面の白紙光沢が低く、印
刷光沢が高く、かつ印刷時のミスドット等が少ないつや
消し用塗被組成物に関するものである。
従来の技術 炭酸カルシウムは、製紙用顔料として用いられている
が、紙の表面上に塗工させた場合、平均粒径0.2〜1.0μ
mのものが白紙光沢が高く、平均粒径がそれ以上になる
と光沢が低くなることが知られているが(特開昭53-430
97号公報)、平均粒径が大きいものはインキの吸収性が
低く、インキセット性等の印刷適性が劣るという欠点が
ある。また、重質炭酸カルシウムは、石灰石を粉砕して
製造され粒度にバラツキがあるため紙面の平滑性を低下
させるという欠点を有する。
このように、従来、つや消し紙には、白紙光沢を低下
させるために粒径の大きい顔料が用いられている。
しかしながら、この場合、白紙面の光沢は低下する
が、塗工面の平滑性が良くないために、印刷光沢が低下
し、印刷時のミスドット等が出やすくなる。
他方、粒径の大きいものと小さいものとを、所定の比
率になるように配合した重質炭酸カルシウムを用いてグ
ラビア印刷用つや消し塗被紙を製造する方法が知られて
いるが(特開昭59-199897号公報)、重質炭酸カルシウ
ムは天然石灰石を乾式及び湿式粉砕しているため、白色
度がよくなく、またその安定性にも劣り、しかも粒子が
角張った不定形であるため紙面の平滑性がだしにくく、
印刷後の印刷光沢の低下が免れないという欠点がある。
さらに、感熱記録紙、感圧記録紙、インクジェット記
録用紙、PPC用紙、NIP用紙、LBP用紙等のOA機器用紙に
おいて、カラー化が進み、インキや呈色剤の吸収性に優
れたコート紙や内てん紙、あるいは白紙光沢の低いマッ
トコート紙等の高級紙が要望され、つや消し紙用塗被組
成物においても、白色度が高く、塗工面の白紙光沢が低
く、平滑性に優れ、印刷光沢が高く、しかも印刷時のミ
スドット等が少ないつや消し紙用塗被組成物の開発が望
まれていた。
発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の炭酸カルシウムを配合成
分とするつや消し紙用塗被組成物の欠点を改善し、白色
度が高く、紙面の白紙光沢が低く、平滑性に優れ、印刷
光沢が高く、しかも印刷時のミスドット等が少ないつや
消し紙用塗被組成物を提供することを目的としてなされ
たものである。
課題を解決するための手段 本発明者らは、前記の好ましい性質を有するつや消し
紙用塗被組成物を開発するために種々研究を重ねた結
果、特定の平均粒径の炭酸カルシウム粒子で形成された
特定の平均粒径の炭酸カルシウム凝集体と特定の添加剤
から成る組成物がその目的に適合しうることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、平均粒径0.05〜0.5μmの炭酸
カルシウム粒子で形成された平均粒径1.5〜5.0μmの炭
酸カルシウム凝集体及びカオリナイト系添加物から成る
つや消し紙用塗被組成物を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のつや消し紙用塗被組成物における炭酸カルシ
ウム凝集体は平均粒径0.05〜0.5μmの炭酸カルシウム
粒子(以下1次粒子という)で形成された平均粒径1.5
〜5.0μmの炭酸カルシウム凝集体(以下2次粒子とい
う)から成ることが必要である。2次粒子の平均粒径が
これよりも小さくなると効果が十分に発揮されないし、
またこれよりも大きくなると粒子の凝集力などが弱くな
り、安定性が低下するのを免れない。また、同様に1次
粒子の平均粒径がこれよりも小さくなると本発明の効果
が十分に発揮されないし、またこれによりも大きくなる
と粒子の凝集力などが弱くなり、安定性が低下するのを
免れない。
次に、本発明のつや消し紙用塗被組成物におけるカオ
リナイト系添加物としては、例えばカオリン、カオリナ
イト、加水ハロイサイト、ハロイサイトなどが挙げら
れ、特にカオリンクレーが好ましい。
前記炭酸カルシウム凝集体とカオリナイト系添加物と
の重量比は、通常90:10ないし20:80、好ましくは80:20
ないし30:70の範囲である。この範囲外では所期の効果
が十分には得られない。
また、本発明のつや消し紙用塗被組成物には、他の顔
料成分や顔料接着剤等を配合させたものも含まれる。
他の顔料成分としては、例えば軽質炭酸カルシウム、
重質炭酸カルシウム、サチンホワイト、二酸化チタン、
水酸化アルミニウム、プラスチックピグメントなどが挙
げられる。
顔料接着剤としては、例えばカゼイン、大豆タンパ
ク、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デ
ンプン、セルロース誘導体等の天然水溶性高分子接着剤
や、ポリビニルアルコール、スチレン−ブタジエン系、
スチレン−アクリル系、メチルメタクリレート−ブタジ
エン系等の共重合体、酢酸ビニル共重合体の主として非
アルカリ感応型共重合体等の合成高分子接着剤などが挙
げられる。この顔料接着剤は、通常顔料100重量部に対
し、5〜30重量部の割合で添加される。
さらに、本発明のつや消し紙用塗被組成物には、必要
に応じて界面活性剤、潤滑剤、レベリング剤、pH調整剤
等の助剤を含有させたものも含まれる。
本発明のつや消し紙用塗被組成物に用いられる炭酸カ
ルシウム凝集体を製造するには、先ず、濃度40重量%及
び25℃における粘度2000センチポイズ以上の水酸化カル
シウム水性懸濁液を調製し、これに二酸化炭素含有ガス
を吹き込み、炭酸化率85〜95%まで炭酸化反応を行わせ
ることによって反応液として炭酸化ミルクを生成させ
る。次に、この炭酸化ミルク(反応液)と、濃度40重量
%及び25℃における粘度2000センチポイズ以上の水銀化
カルシウム水性懸濁液とを、炭酸化ミルク(反応液)中
の水酸化カルシウムと水酸化カルシウム水性懸濁液中の
水酸化カルシウムとのモル比が10:1ないし1:20の範囲に
なる割合で加え、混合したのち、さらに二酸化炭素含有
ガスを吹き込んで炭酸化反応を完結させる。ここで、粘
度の測定はB型(ブルックスフィールド型)粘度計を用
いて、ローター回転数60rpmの条件下で行われる。
前記前段工程において、水酸化カルシウム水性懸濁液
濃度は3.0〜30重量%、反応開始温度は5〜50℃の範囲
にあることが望ましい。また、二酸化炭素含有ガスの吹
き込み量は、水酸化カルシウム1モル当り、1.0〜6.0モ
ル/hrであるのが望ましい。さらに、炭酸化率について
は、85%よりも低くなると炭酸カルシウム凝集体の核生
成が不完全なため、後段の炭酸化工程で紡錘状粒子が生
成するし、また95%よりも高くなると炭酸カルシウム凝
集体の核の炭酸化が進んでしまい、後段の炭酸化工程で
2成分での反応が進み、炭酸カルシウム凝集体と紡錘状
粒子の混合物を生成する上に、炭酸カルシウム凝集体の
粒子の結束が弱くなる。
前記後段工程において、炭酸化ミルクと水酸化カルシ
ウム水性懸濁液との混合物である混合ミルクの濃度は、
3〜30重量%であり、反応開始温度は10〜70℃の範囲に
あることが望ましい。また、二酸化炭素含有ガスの吹き
込み量は水酸化カルシウム1モル当り0.1〜3モル/hrで
あることが望ましい。さらに、炭酸化ミルク中の水酸化
カルシウムと水酸化カルシウム水性懸濁液中の水酸化カ
ルシウムとのモル比が10:1よりも高い割合になると炭酸
カルシウム凝集体の粒子の平均粒径が1.0μm以下とな
り、凝集が弱く、高濃度で分散した場合粒子が崩壊し、
分散スラリーが増粘してしまうし、また1:20よりも低い
割合になると反応終結物が2成分化してしまい、紡錘状
粒子と炭酸カルシウム凝集体の混合物が生成するのを免
れない。
本発明方法において水酸化カルシウム水性懸濁液の粘
度が2000センチポイズ未満になると、最終製品は炭酸カ
ルシウム凝集体と紡錘状粒子の混合物になるのを免れな
い。また、二酸化炭素は純粋なものを用いる必要はな
く、窒素等で希釈した二酸化炭素含有ガスなども用いら
れる。また、原料の水酸化カルシウム水性懸濁液の粘度
の調整は機械的処理などによって行ってもよい。
本発明のつや消し紙用塗被組成物は、塗工液に調整さ
れ、コーティングされる。コーティング方法は特に制限
されるものではなく、エアーナイフコーター、ブレード
コーター、ロールコーター、バーコーター等で原紙に塗
工し、乾燥し、スーパーキャレンダー等の仕上げ工程を
経て行われる。
発明の効果 本発明のつや消し紙用塗被組成物は、紙に塗工させる
と、白色度を高め、紙面の白紙光沢を低下させ、平滑性
を向上させることができる。また、得られた塗被紙は任
意の印刷操作、例えばオフセット印刷、グラビア印刷、
フレキソ印刷等に付すことができ、それにより印刷光沢
が高く、しかも印刷時のミスドット等が少ない印刷物が
得られる。
実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明は、これらの例によってなんら限定されるも
のではない。
実施例1 水酸化カルシウムを水に懸濁して、50重量%の石灰乳
を調製し、コーレスミキサー(高速インペラー分散機)
で処理したのち、40重量%に希釈して25℃における粘度
を測定したところ(B型粘度計60rpm)2500cpであっ
た。
得られた石灰乳30lを濃度10重量%、開始温度15℃に
調製し、これに二酸化炭素濃度30容量%の二酸化炭素含
有ガスを9.6Nm3/hr(水酸化カルシウム1モル当り3.0モ
ル/hr)吹き込み、炭酸化率88%まで反応させた。
このようにして得られた炭酸化ミルクと上記石灰乳
を、炭酸化ミルク中の水酸化カルシウムと石灰乳中の水
酸化カルシウムとのモル比が1:1になる割合で加えて混
合し、混合ミルク濃度10重量%、開始温度30℃に調製
し、仕込み量30lで二酸化炭素濃度30容量%の二酸化炭
素含有ガスを3.2Nm3/hr(水酸化カルシウム1モル当り
1モル/hr)吹き込み、反応を完結させた。
反応生成物を走査型電子顕微鏡で観察すると、平均粒
径が2.0μmであり、その構成粒子の平均粒径が0.08μ
mである、炭酸カルシウム凝集体が認められた。
この炭酸カルシウム凝集体70重量部とカオリンクレー
30重量部をポリアクリル酸ナトリウム0.6重量部ととも
に、固形分濃度70%になるように水中分散したのち、顔
料接着剤としてエステル化デンプン5重量部、スチレン
−ブタジエン共重合体10重量部、潤滑剤としてステアリ
ン酸カルシウム1重量部を配合し、水酸化アンモニウム
でpHを9.5に調整して固形分濃度60%の塗被組成物を得
た。これをエアーナイフコーターで、コート量が片面14
g/m2になるように塗被、乾燥、さらにスーパーキャレン
ダー処理して、塗被紙を得た。このものの物性を測定し
た結果を表に示す。
実施例2 実施例1と同様にして得た炭酸カルシウム凝集体50重
量部とカオリンクレー50重量部を用い、実施例1と同様
に配合、調整して塗被組成物を得た。これをエアーナイ
フコーターでコート量が片面14g/m2になるように塗被、
乾燥、さらにスーパーキャレンダー処理して、塗被紙を
得た。このものの物性を測定した結果を表に示す。
実施例3 平均粒径が3.5μm(2次粒子)であり、その構成粒
子の平均粒径が0.1μm(1次粒子)である炭酸カルシ
ウム凝集体70重量部とカオリンクレー30重量部をポリア
クリル酸ナトリウム0.6重量部とともに、固形分濃度70
%になるように水中分散したのち、顔料接着剤としてエ
ステル化デンプン5重量部、スチレン−ブタジエン共重
合体10重量部、潤滑剤としてステアリン酸カルシウム1
重量部を配合し、水酸化アンモニウムでpHを9.5に調整
して固形分濃度60%の塗被組成物を得た。これをエアー
ナイフコーターで、コート量が片面14g/m2になるように
塗被、乾燥、さらにスーパーキャレンダー処理して、塗
被紙を得た。このものの物性を測定した結果を表に示
す。
実施例4 実施例3と同じ炭酸カルシウム凝集体30重量部とカオ
リンクレー70重量部を用い、実施例3と同様に配合、調
整して塗被組成物を得た。これをエアーナイフコーター
でコート量が片面14g/m2になるように塗被、乾燥、さら
にスーパーキャレンダー処理して、塗被紙を得た。この
ものの物性を測定した結果を表に示す。
比較例1 実施例1と同様にして得た炭酸カルシウム凝集体10重
量部とカオリンクレー90重量部をポリアクリル酸ナトリ
ウム0.6重量部とともに、固形分濃度70%になるように
水中分散したのち、顔料接着剤としてエステル化デンプ
ン5重量部、スチレン−ブタジエン共重合体10重量部、
潤滑剤としてステアリン酸カルシウム1重量部を配合
し、水酸化アンモニウムでpHを9.5に調整して固形分濃
度60%の塗被組成物を得た。これをエアーナイフコータ
ーで、コート量が片面14g/m2になるように塗被、乾燥、
さらにスーパーキャレンダー処理して、塗被紙を得た。
このものの物性を測定した結果を表に示す。この表から
白紙光沢が高くなってしまうことが分る。
比較例2 平均粒子径が6.0μmの重質炭酸カルシウム70重量部
とカオリンクレー30重量部をポリアクリル酸ナトリウム
0.6重量部とともに、固形分濃度70%になるように水中
分散したのち、顔料接着剤としてエステル化デンプン5
重量部、スチレン−ブタジエン共重合体10重量部、潤滑
剤としてステアリン酸カルシウム1重量部を配合し、水
酸化アンモニウムでpHを9.5に調整して固形分濃度60%
の塗被組成物を得た。これをエアーナイフコーターで、
コート量が片面14g/m2になるように塗被、乾燥、さらに
スーパーキャレンダー処理して、塗被紙を得た。このも
のの物性を測定した結果を表に示す。これから白紙度が
低く、紙面の平滑性が悪く、しかも印刷光沢が低下して
しまうことが分る。
試験条件 平滑度 :スムースター式透気度・平滑度測定器で
測定 白色度 :JIS P 8123に準拠 白紙光沢度 :JIS P 8142に準拠 印刷光沢度 :JIS P 8142に準拠 (使用インク:TKUG紅−ロ 0.4ml)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径0.05〜0.5μmの炭酸カルシウム
    粒子で形成された平均粒径1.5〜5.0μmの炭酸カルシウ
    ム凝集体及びカオリナイト系添加物から成るつや消し紙
    用塗被組成物。
  2. 【請求項2】炭酸カルシウム凝集体とカオリナイト系添
    加物との重量比が90:10ないし20:80である請求項1記載
    のつや消し紙用塗被組成物。
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