JP4328521B2

JP4328521B2 - Method for producing high-concentration calcium carbonate slurry

Info

Publication number: JP4328521B2
Application number: JP2002357544A
Authority: JP
Inventors: 一夫山下; 和久下野; 徹河津; 幸司関根
Original assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2004189518A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、製紙用塗工顔料等に用いられる炭酸カルシウムスラリーの製造方法、この炭酸カルシウムスラリーを用いた塗工用組成物及び塗工紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭酸カルシウムは、製紙用塗工顔料等の顔料として広く利用されており、通常スラリーの状態で製紙工程に提供される。このような炭酸カルシウムスラリーは、塗工工程における乾燥時間、コストを低減するために高濃度であることが要求される。しかし一般にスラリー濃度が高くなるほど粘度が上昇し、分散性、流動性が低下し、塗工の作業性が低下する。
【０００３】
低粘度且つ高濃度の製紙塗工用炭酸カルシウムスラリーを製造する技術として、従来、１）石灰乳を濃縮・脱水後、乾燥し、分級し、水と分散剤を添加し再度スラリー化する方法、２）石灰乳を濃縮・脱水後、分散剤等を添加してスラリー濃度を上げる方法がある。これらは例えば、特許文献１、特許文献２等に記載されている。
【特許文献１】
特開平10-316419号公報
【特許文献２】
特開2002-3219号公報
【０００４】
しかし乾燥工程を経る方法では、乾燥に時間とコストがかかり、また再度分散する際に長時間を必要とするという問題があった。また乾燥を経ることなく高濃度化する方法では、スラリー濃度が高くなるにつれ粘度が高くなるため、分散剤を添加して攪拌機で分散させる際に攪拌機にかかる負荷が多大となるほか、固定分濃度70％程度の濃度しか達成することができなかった。
【０００５】
一方、塗工用顔料として使用される炭酸カルシウムは、良好な印刷適性を得るために、白色度、不透明度、透気度、吸油度が高いことが要求される。このような特性を得るため、炭酸カルシウムを粉砕処理する技術も例えば特許文献３、特許文献４等に種々提案されている。
【特許文献３】
特開2000-239017号公報
【特許文献４】
特開2000-110096号公報
しかし、この場合にも、粉砕が進行するに従い分散液粘度が増加し、高濃度化が困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、高濃度でありながら粘度が低く、粒度分布がシャープで分散性、流動性に優れた炭酸カルシウムスラリーを提供することを目的とする。また本発明は、印刷適性に優れた塗工紙を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は、石灰乳の脱水条件について鋭意研究した結果、脱水時の温度と滞留時間を制御することにより、その後の分散工程において分散性が極めて向上し、高いスラリー濃度を達成できること、また得られる炭酸カルシウムの粒度分布がシャープで塗工用顔料として優れた印刷特性を有することを見出し本発明に至ったものである。
【０００８】
即ち、本発明の炭酸カルシウム高濃度スラリーの製造方法は、消石灰乳に炭酸ガスを吸収させることにより得た石灰乳を濃縮・脱水して固形分濃度が３０％以上の中濃度ケーキとし、その後、前記中濃度ケーキを１００℃以上の温度で加熱・脱水して固形分濃度が７０％以上の高濃度ケーキとした後、前記高濃度ケーキに水及び分散剤を添加しスラリー化することを特徴とする。この加熱・脱水工程において高濃度ケーキを造粒することが好ましい。
【０００９】
以下、本発明の製造方法を具体的に説明する。尚、本明細書において「％」は特に断らない限り、「重量％」を意味する。
【００１０】
本発明の製造方法において、石灰乳は、通常の軽質炭酸カルシウムの製造方法と同様に調製することができる。具体的には、石灰石を焼成して得た生石灰を水と消和して消石灰乳とし、この消石灰乳に炭酸ガス或いは、石灰石焼成炉の排ガスなどの炭酸ガス含有ガスを吹き込み反応させて軽質炭酸カルシウムを製造する。よく知られるように軽質炭酸カルシウムの粒径、形状は、合成条件によって異なる。本発明の製造方法に用いる炭酸カルシウムの形状は、特に限定されないが、製紙塗工用顔料として使用する場合、紡錘状、立方状、柱状などのものが好適である。
こうして得られた軽質炭酸カルシウムスラリー（石灰乳）をフィルタープレス、ベルトプレスなどの公知の方法で濃縮・脱水する。この状態で固形分濃度30％〜70％程度に脱水される。
【００１１】
次いで、加熱脱水を行いながら造粒する。造粒後の粒状物の粒径は、水分量によって異なるが、1〜50ｍｍ程度が好適である。このように造粒することにより、分散時の溶解性が増大し、分散性を大幅に向上することができる。加熱温度は、100〜300℃、好ましくは120〜200℃の範囲とする。加熱脱水工程は、伝導伝熱型乾燥機、流動型乾燥機、攪拌型乾燥機などを用いて行なうことができ、特に、加熱温度及び加熱時間のコントロールが容易な伝導伝熱型乾燥機が好適である。
【００１２】
図１に、典型的な伝導伝熱型乾燥機の構造を示す。図示するように、原料入口１１と製品出口１２を備えたケーシング１０内に、中空楔形加熱体群５を有する回転軸４をケーシング１０の長手方向に設置したもので、中空楔形加熱体群５内を加熱蒸気等の熱媒が循環するとともに回転軸４を中心として中空楔形加熱体群５が回転する。原料入口１１から連続的に供給された炭酸カルシウムケーキは、回転する中空楔形加熱体群５の間を充満しながら通過し、加熱体との有効な接触を繰り返し順次出口１２に到達する。この際、加熱体５の軸数、回転数、段数、熱媒の温度などを調製することにより、処理温度及び滞留時間をコントロールすることができる。乾燥機における滞留時間は、炭酸カルシウムの水分がある程度保たれるようにするために、0.5〜3時間、好適には1〜2時間が好適である。このような加熱脱水により、炭酸カルシウムは固形物濃度70〜90％の粒状物となる。
【００１３】
次にこうして得た粒状物に、水及び分散剤を添加しスラリー化する。分散剤は、ポリアクリル酸ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、リン酸塩、無水マレイン酸共重合体、クエン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム等の公知のものを使用することができる。分散剤の添加量は、分散剤の種類にもよるが、炭酸カルシウムの全量に対し0.5〜5.0％の範囲が好ましい。
【００１４】
このようにして得られる本発明の炭酸カルシウムスラリーは、固形分濃度70％以上であって、低粘度で流動性に優れている。具体的には、スラリー高速せん断粘度が、4400rpm粘度100Pas以下である。本発明の炭酸カルシウムスラリーは、さらに必要に応じ、アトライタやコーレスミキサ等のピンタイプのミキサを用いた分散処理やサンドミル等による分散処理などを施しても良い。本発明の炭酸カルシウムスラリーは、プラスチックの充填剤、顔料などの炭酸カルシウムの一般的な用途に用いることができるが、分散工程特に塗工紙の塗工顔料として好適である。
【００１５】
本発明の炭酸カルシウムスラリーを塗工顔料として用いる場合には、必要に応じてカオリン、クレー、タルク、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、サチンホワイト、亜硫酸カルシウム、酸化亜鉛等の他の顔料を加え、さらに接着剤や他の添加剤を混合して塗料を調整し、これを中質紙、上質紙等の原紙上に塗布する。接着剤としては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス、アクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルの重合体または共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、或いはこれらの各種重合体ラテックスをカルボキシル基等の官能基含有単量体で変性したアルカリ部分溶解性或いはアルカリ非溶解性の重合体ラテックスが使用される。
【００１６】
さらに上記のような合成接着剤のほかに、例えば陽性化澱粉、酸化澱粉、酸素変性澱粉、熱化学変性澱粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、冷水可溶澱粉等の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース類、ポリビニルアルコール、オレフィン−無水マレイン酸樹脂などの水溶性合成接着剤等を適宜選択して併用できる。必要に応じて、顔料スラリーや塗料中には消泡剤、耐水化剤、流動性変性剤、着色剤、蛍光増白剤等の各種添加剤が添加される。
【００１７】
塗工は、塗布量に応じて、エアーナイフ、ブレード、ゲートロール、ロッド、バー、キャスト、グラビア、カーテン等の公知の塗工機（コーター）で行うことができる。塗布量は片面当たり乾燥重量で通常数〜数１０g/m²程度である。
上記塗工用塗料は、炭酸カルシウムスラリーとして高濃度で低粘度のものを用いているので、塗工工程での乾燥コストが低減できる。また塗工性に優れ、塗工表面の平滑性に優れた塗工紙を得ることができる。特に、印刷平滑性、印刷光沢、印刷着肉性、面感等の印刷適性に優れ、印刷用紙として品質の優れた塗工紙が得られる。
【００１８】
尚、乾燥後の塗工紙は、さらに平滑性や光沢性を向上する目的で、スーパーカレンダ、グロスカレンダ、ソフトコンパクトカレンダなどのカレンダに通紙して加圧仕上げが施される。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２０】
＜炭酸カルシウム高濃度スラリーの製造＞
実施例１
消石灰乳に炭酸ガスを吹き込み反応させることにより得た軽質炭酸カルシウムスラリー（紡錘形炭酸カルシウム、固形分濃度9％）をフィルタープレスで固形分濃度が約67％となるまで脱水した後、伝導伝熱型乾燥機（パドルドライヤーＮＰＤ：奈良機械製作所）を用い、温度約100℃、滞留時間２時間で水分量が30％となるように調整し、高濃度ケーキ（粒径約20〜30ｍｍの造粒物）を得た。この高濃度ケーキに低粘化剤（ポリアクリル酸ナトリウム）１％を添加・混合し、固形分濃度約70％の炭酸カルシウム高濃度スラリーを得た。
【００２１】
実施例２、３
加熱・脱水工程における目標水分量を25％或いは20％とし、それ以外は実施例１と同様にして高濃度ケーキ（粒径約10〜15ｍｍの造粒物、粒径約5〜10ｍｍの造粒物）をそれぞれ得た。これらの高濃度ケーキに実施例１と同様に低粘化剤を添加・混合し、固形分濃度約75％及び80％の炭酸カルシウム高濃度スラリーを得た。
【００２２】
比較例１、２
実施例１と同じ軽質炭酸カルシウムスラリーを用い、これを実施例１と同様にフィルタープレスで脱水し、固形分濃度約65％及び70％の炭酸カルシウム高濃度スラリーを得た。
【００２３】
比較例３
実施例１と同じ軽質炭酸カルシウムスラリーを実施例１と同様にフィルタープレスで脱水後、乾燥して軽質炭酸カルシウム粉末を得た。この軽質炭酸カルシウム粉末と水を混合し固形分濃度約70％の炭酸カルシウム高濃度スラリーを得た。
【００２４】
実施例１〜３及び比較例１〜３で得た炭酸カルシウム高濃度スラリーの固形分濃度、ｐＨ及び下記の特性を測定した結果を表１に示す。
Ｂ型粘度：ブルックフィールド粘度計を用いて25℃、60rpmで測定した。
高速せん断粘度：ハーキュレス粘度測定器（モデルHR-801C：熊谷理機工業社）を使用し、4400rpmで測定した。
分散性：目視により観察した。
粘度安定性：24時間経過後の粘度（Ｂ型粘度）上昇変化を観察し、粘度が300cP以下を◎、300〜500cPを○、500〜1000cPを△、1000cP以上を×とした。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表１の結果からもわかるように、フィルタープレスだけを用いて脱水した場合や粉末化したものから高濃度スラリーを製造した場合には、粒度分布が大きく、また固形分濃度が70％を超えると粘度が大幅に上昇し、分散性や粘度安定性も低下した。特に粉末を用いたものでは分散性、粘度安定性ともに悪かった。これに対し、加熱脱水工程を経た実施例１〜３の高濃度スラリーは、濃度が高くなっても粘度の上昇が抑制され、80％を超えても良好な分散性を示した。また実施例１〜３では、いずれも粒度分布が小さい高濃度スラリーが得られた。
【００２７】
＜製紙塗工液の調整及び塗工紙の製造＞
実施例４
実施例１〜３及び比較例１〜３で得た炭酸カルシウム高濃度スラリーの各々に、固形分濃度約55％となるように、ラテックス（日本合成ゴム0692）12部、デンプン（燐酸エステル澱粉：日本食品加工＃4600）3部、潤滑剤（ステアリン酸カルシウム、ノプコートC-104：サンノプコ）1.5部を加え、製紙用塗工液を調製した。各塗工液のｐＨ、粘度（Ｂ型粘度：25℃、60rpm、高速せん断粘度：8800rpm）を表２に示す。
【００２８】
上記のように調製した塗工液を、上質紙（坪量81ｇ/ｍ²）の片面に手塗ロットバーで塗布量が約15.5m²/gとなるように塗工し、100℃で3分間、熱風乾燥した後、スーパーカレンダ処理（線圧100kg/cm、温度55℃、処理速度8m/分、ニップ回数3回）を行い、塗工紙を製造した。
【００２９】
これら塗工紙の物性を下記方法で測定した。結果を表２に示す。
白色度：ISO3688に準拠して測定。
不透明度：JIS P8136に準拠して測定。
白紙光沢度：JIS P8142に準拠して測定。
印刷光沢度：市販のオフセットインクを用い、JIS P8142に準拠して測定。
インクセット：印刷後１分のインクの転写をハンター白色度計により測定。
【００３０】
【表２】

【００３１】
表２の結果からもわかるように、実施例１〜３の高濃度スラリーを用いることにより、光沢度が高くインクセット性の良好な塗工紙が得られた。
【００３２】
実施例５
実施例１〜３及び比較例１〜３で得た炭酸カルシウム高濃度スラリーと、２種のカオリン（１級カオリン、HG-90：Huber社、２級カオリン、HS：Huber社）を、１級カオリン40％、２級カオリン25％、炭酸カルシウム35％となるように配合した。まず２種のカオリンに、アクリル系分散剤（アロンＴ-40：東亜合成）0.1％添加してコーレスミキサーで周速25m/分、分散濃度73％で30分の分散条件で分散させた後、さらに炭酸カルシウム高濃度スラリーを加え、コーレスミキサーで30分間混合した。
【００３３】
カオリンと炭酸カルシウムとの混合スラリーを用い、実施例４と同じラテックス、デンプン及び潤滑剤を添加し、固形分濃度約64％となるように製紙用塗工液を調製した。またこれら塗工液を実施例４と同様に上質紙の片面に塗布・乾燥し、スーパーカレンダー処理を施し、塗工紙を製造した。
塗工液及び塗工紙の物性を表３に示す。
【００３４】
【表３】

表３の結果から明らかなように、実施例１〜３の高濃度スラリーを用いることにより、光沢度が高くインクセット性の良好な塗工紙が得られた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、低粘度で分散性に優れた炭酸カルシウム高濃度スラリーを得ることができる。この炭酸カルシウム高濃度スラリーを用いることにより、印刷適性に優れた塗工紙を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭酸カルシウムスラリーの製造方法に用いる加熱脱水装置の構造を示す図。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for producing a calcium carbonate slurry used for a papermaking coating pigment and the like, a coating composition using the calcium carbonate slurry, and a coated paper.
[0002]
[Prior art]
Calcium carbonate is widely used as a pigment such as a coating pigment for papermaking, and is usually provided to the papermaking process in a slurry state. Such a calcium carbonate slurry is required to have a high concentration in order to reduce the drying time and cost in the coating process. However, in general, the higher the slurry concentration, the higher the viscosity, the lower the dispersibility and fluidity, and the lower the workability of coating.
[0003]
As a technology for producing a low-viscosity and high-concentration calcium carbonate slurry for paper coating, conventionally, 1) a method of concentrating and dehydrating lime milk, drying, classifying, adding water and a dispersant, and re-slurry, 2) There is a method of increasing the slurry concentration by adding a dispersing agent after concentrating and dehydrating lime milk. These are described in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and the like.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-316419 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-3219
However, the method passing through the drying step has problems that it takes time and cost to dry, and that a long time is required for dispersion again. In addition, in the method of increasing the concentration without passing through drying, the viscosity increases as the slurry concentration increases, so when adding a dispersing agent and dispersing with a stirrer, the load on the stirrer becomes large, and the fixed concentration Only a concentration of about 70% could be achieved.
[0005]
On the other hand, calcium carbonate used as a coating pigment is required to have high whiteness, opacity, air permeability, and oil absorption in order to obtain good printability. In order to obtain such characteristics, various techniques for pulverizing calcium carbonate have been proposed in, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4.
[Patent Document 3]
JP 2000-239017 A [Patent Document 4]
However, in this case as well, the dispersion viscosity increased as pulverization progressed, and it was difficult to increase the concentration.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a calcium carbonate slurry that has a high viscosity, a low viscosity, a sharp particle size distribution, and excellent dispersibility and fluidity. Another object of the present invention is to provide a coated paper excellent in printability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventor has intensively studied the dehydration conditions of lime milk, and as a result, by controlling the temperature and residence time during dehydration, the dispersibility is greatly improved in the subsequent dispersion process, and a high slurry The present inventors have found that the concentration can be achieved, and that the obtained calcium carbonate has a sharp particle size distribution and has excellent printing characteristics as a coating pigment.
[0008]
That is, the production method of the calcium carbonate-rich slurry of the present invention, the concentration cake in solid concentration concentration and dehydration to the milk of lime obtained is more than 30% by absorbing carbon dioxide slaked lime milk, after that after solid concentration the concentration cake was heated and dehydrated at 100 ° C. or higher temperatures were 70% or more of high density cake, characterized by slurrying by adding water and a dispersant to the high concentration cake And It is preferable to granulate a high-concentration cake in this heating / dehydration step.
[0009]
Hereinafter, the production method of the present invention will be specifically described. In the present specification, “%” means “% by weight” unless otherwise specified.
[0010]
In the production method of the present invention, lime milk can be prepared in the same manner as in the ordinary light calcium carbonate production method. Specifically, quick lime obtained by baking limestone is hydrated with water to obtain slaked lime milk, and carbon dioxide gas or gas containing carbon dioxide gas such as exhaust gas from a limestone baking furnace is blown into the slaked lime milk to react with light carbonate. Calcium is produced. As is well known, the particle size and shape of light calcium carbonate vary depending on the synthesis conditions. The shape of the calcium carbonate used in the production method of the present invention is not particularly limited, but when used as a paper coating pigment, a shape such as a spindle shape, a cubic shape, or a column shape is preferable.
The light calcium carbonate slurry (lime milk) thus obtained is concentrated and dehydrated by a known method such as a filter press or a belt press. In this state, it is dehydrated to a solid content concentration of about 30% to 70%.
[0011]
Next, granulation is performed while performing heat dehydration. The particle size of the granulated material after granulation varies depending on the amount of water, but is preferably about 1 to 50 mm. By granulating in this way, the solubility at the time of dispersion increases, and the dispersibility can be greatly improved. The heating temperature is 100 to 300 ° C, preferably 120 to 200 ° C. The heat dehydration step can be carried out using a conductive heat transfer dryer, fluidized dryer, stirring dryer, etc., and in particular, a conductive heat transfer dryer that can easily control the heating temperature and heating time is suitable. It is.
[0012]
FIG. 1 shows the structure of a typical conduction heat transfer type dryer. As shown in the figure, a rotating shaft 4 having a hollow wedge-shaped heating element group 5 is installed in a casing 10 having a raw material inlet 11 and a product outlet 12 in the longitudinal direction of the casing 10. A heating medium such as heating steam circulates and the hollow wedge-shaped heating element group 5 rotates about the rotation shaft 4. The calcium carbonate cake continuously supplied from the raw material inlet 11 passes while filling between the rotating hollow wedge-shaped heating element groups 5, and repeatedly reaches the outlet 12 repeatedly with effective contact with the heating elements. At this time, the processing temperature and residence time can be controlled by adjusting the number of axes, the number of rotations, the number of stages, the temperature of the heating medium, and the like of the heating element 5. The residence time in the dryer is 0.5 to 3 hours, preferably 1 to 2 hours, so that the water content of calcium carbonate is maintained to some extent. By such heat dehydration, calcium carbonate becomes a granular material having a solid concentration of 70 to 90%.
[0013]
Next, water and a dispersant are added to the granular material thus obtained to make a slurry. As the dispersant, known ones such as sodium polyacrylate, sodium lignin sulfonate, phosphate, maleic anhydride copolymer, sodium citrate, sodium succinate and the like can be used. The amount of the dispersant added is preferably in the range of 0.5 to 5.0% with respect to the total amount of calcium carbonate, although it depends on the type of the dispersant.
[0014]
The calcium carbonate slurry of the present invention thus obtained has a solid content concentration of 70% or more, and has a low viscosity and excellent fluidity. Specifically, the slurry high-speed shear viscosity is 4400 rpm viscosity of 100 Pas or less. If necessary, the calcium carbonate slurry of the present invention may be subjected to a dispersion treatment using a pin type mixer such as an attritor or a coreless mixer, a dispersion treatment using a sand mill, or the like. The calcium carbonate slurry of the present invention can be used for general uses of calcium carbonate such as plastic fillers and pigments, but is suitable as a coating process for a dispersion process, particularly coated paper.
[0015]
When the calcium carbonate slurry of the present invention is used as a coating pigment, other than kaolin, clay, talc, barium sulfate, calcium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, satin white, calcium sulfite, zinc oxide, etc. The pigment is further added, and an adhesive and other additives are further mixed to prepare a paint, which is applied onto a base paper such as a medium-quality paper or a high-quality paper. As the adhesive, for example, conjugated diene copolymer latex such as styrene-butadiene copolymer and methyl methacrylate-butadiene copolymer, acrylic polymer such as acrylate ester and / or methacrylate ester polymer or copolymer, etc. Polymer latex, vinyl polymer latex such as ethylene-vinyl acetate copolymer, etc., or various polymer latexes modified with functional group-containing monomers such as carboxyl groups, partially soluble in alkali or insoluble in alkali A polymer latex is used.
[0016]
In addition to the above synthetic adhesives, for example, starches such as positive starch, oxidized starch, oxygen-modified starch, thermochemically modified starch, etherified starch, esterified starch, cold water soluble starch, carboxymethylcellulose, hydroxy Celluloses such as methyl cellulose, water-soluble synthetic adhesives such as polyvinyl alcohol and olefin-maleic anhydride resin can be appropriately selected and used in combination. If necessary, various additives such as an antifoaming agent, a water-proofing agent, a fluidity modifier, a colorant, and a fluorescent brightening agent are added to the pigment slurry and paint.
[0017]
Coating can be performed with a known coating machine (coater) such as an air knife, blade, gate roll, rod, bar, cast, gravure, curtain, etc., depending on the coating amount. The coating amount is usually several to several tens g / m ^{2 in} terms of dry weight per side.
Since the said coating material for coating uses the high concentration and low viscosity thing as a calcium carbonate slurry, the drying cost in a coating process can be reduced. Moreover, the coated paper which was excellent in coating property and excellent in the smoothness of the coating surface can be obtained. In particular, it is possible to obtain a coated paper having excellent printing suitability such as printing smoothness, printing gloss, printing inking property, and surface feeling, and excellent quality as a printing paper.
[0018]
The coated paper after drying is subjected to pressure finishing by passing it through a calendar such as a super calender, gloss calender or soft compact calender for the purpose of further improving smoothness and gloss.
[0019]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0020]
<Manufacture of calcium carbonate high concentration slurry>
Example 1
Light calcium carbonate slurry (spindle-type calcium carbonate, solid content concentration 9%) obtained by blowing carbon dioxide into slaked lime milk is dehydrated with a filter press until the solid content concentration is about 67%, and then heat conduction type Using a dryer (paddle dryer NPD: Nara Machinery Co., Ltd.), adjusting the water content to 30% at a temperature of about 100 ° C. and a residence time of 2 hours, a highly concentrated cake (granulated product with a particle size of about 20-30 mm) ) To this high-concentration cake, 1% of a viscosity reducing agent (sodium polyacrylate) was added and mixed to obtain a high-concentration calcium carbonate slurry having a solid concentration of about 70%.
[0021]
Examples 2 and 3
The target moisture content in the heating / dehydration process is set to 25% or 20%. Otherwise, the high-concentration cake (granulated product having a particle size of about 10 to 15 mm, granulated product having a particle size of about 5 to 10 mm). Respectively). A low-viscosity agent was added to and mixed with these high-concentration cakes in the same manner as in Example 1 to obtain high-concentration calcium carbonate slurries having a solid content of about 75% and 80%.
[0022]
Comparative Examples 1 and 2
The same light calcium carbonate slurry as in Example 1 was used and dehydrated with a filter press in the same manner as in Example 1 to obtain a high-concentration calcium carbonate slurry having a solid content of about 65% and 70%.
[0023]
Comparative Example 3
The same light calcium carbonate slurry as in Example 1 was dehydrated with a filter press in the same manner as in Example 1 and dried to obtain a light calcium carbonate powder. The light calcium carbonate powder and water were mixed to obtain a high-concentration slurry of calcium carbonate having a solid concentration of about 70%.
[0024]
Table 1 shows the results of measuring the solid content concentration, pH, and the following characteristics of the calcium carbonate high-concentration slurries obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
B-type viscosity: Measured at 25 ° C. and 60 rpm using a Brookfield viscometer.
High-speed shear viscosity: Measured at 4400 rpm using a Hercules viscometer (Model HR-801C: Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.).
Dispersibility: Observed visually.
Viscosity stability: The increase in viscosity (B-type viscosity) after 24 hours was observed. The viscosity was c for 300 cP or less, ○ for 300 to 500 cP, Δ for 500 to 1000 cP, and × for 1000 cP or more.
[0025]
[Table 1]

[0026]
As can be seen from the results in Table 1, when dehydrated using only a filter press or when a high-concentration slurry is produced from powdered powder, the particle size distribution is large and the solid content concentration exceeds 70%. The viscosity increased significantly, and the dispersibility and viscosity stability also decreased. In particular, those using powder were poor in dispersibility and viscosity stability. On the other hand, the high-concentration slurries of Examples 1 to 3 that had undergone the heat dehydration step suppressed the increase in viscosity even when the concentration was high, and exhibited good dispersibility even when the concentration exceeded 80%. In Examples 1 to 3, high-concentration slurries having a small particle size distribution were obtained.
[0027]
<Adjustment of paper coating solution and production of coated paper>
Example 4
In each of the calcium carbonate high-concentration slurries obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, 12 parts of latex (Japan Synthetic Rubber 0692) and starch (phosphate ester starch) so that the solid content concentration is about 55%. 3 parts of Japanese food processing # 4600) and 1.5 parts of lubricant (calcium stearate, Nopcoat C-104: San Nopco) were added to prepare a paper coating solution. Table 2 shows the pH and viscosity (B-type viscosity: 25 ° C., 60 rpm, high-speed shear viscosity: 8800 rpm) of each coating solution.
[0028]
Apply the coating solution prepared as described above on one side of high-quality paper (basis weight 81g / m ² ) with a hand-painted lot bar so that the coating amount is about 15.5m ² / g, and at 100 ° C for 3 minutes After drying with hot air, a super calender treatment (linear pressure 100 kg / cm, temperature 55 ° C., treatment speed 8 m / min, nip count 3 times) was performed to produce coated paper.
[0029]
The physical properties of these coated papers were measured by the following methods. The results are shown in Table 2.
Whiteness: Measured according to ISO3688.
Opacity: Measured according to JIS P8136.
Blank paper glossiness: Measured according to JIS P8142.
Printing glossiness: Measured according to JIS P8142 using commercially available offset ink.
Ink set: Ink transfer for 1 minute after printing was measured with a Hunter whiteness meter.
[0030]
[Table 2]

[0031]
As can be seen from the results in Table 2, by using the high-concentration slurries of Examples 1 to 3, coated paper having high gloss and good ink setting properties was obtained.
[0032]
Example 5
The calcium carbonate high-concentration slurry obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 and two kinds of kaolins (first grade kaolin, HG-90: Huber, second grade kaolin, HS: Huber) are first grade. It was blended so that it was 40% kaolin, 25% secondary kaolin, and 35% calcium carbonate. First, 0.1% acrylic dispersant (Aron T-40: Toa Gosei) was added to two types of kaolin and dispersed with a Coreless mixer at a peripheral speed of 25 m / min and a dispersion concentration of 73% for 30 minutes. Further, a high-concentration calcium carbonate slurry was added and mixed for 30 minutes with a Coreless mixer.
[0033]
Using a mixed slurry of kaolin and calcium carbonate, the same latex, starch, and lubricant as in Example 4 were added, and a paper coating solution was prepared so that the solid concentration was about 64%. In addition, these coating liquids were applied and dried on one side of a high-quality paper in the same manner as in Example 4 and subjected to supercalendering to produce coated paper.
Table 3 shows the physical properties of the coating liquid and coated paper.
[0034]
[Table 3]

As is apparent from the results in Table 3, by using the high-concentration slurries of Examples 1 to 3, coated paper having high gloss and good ink setting properties was obtained.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high-concentration calcium carbonate slurry having low viscosity and excellent dispersibility can be obtained. By using this calcium carbonate high-concentration slurry, a coated paper excellent in printability can be produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the structure of a heating and dehydrating apparatus used in a method for producing a calcium carbonate slurry of the present invention.

Claims

Concentrated and dehydrated lime milk obtained by absorbing carbon dioxide in slaked lime milk to give a medium concentration cake with a solid content concentration of 30% or more,
Then, after heating and dehydrating the medium-concentration cake at a temperature of 100 ° C. or higher to obtain a high-concentration cake having a solid content concentration of 70% or more,
A method for producing a high-concentration calcium carbonate slurry, comprising adding water and a dispersant to the high-concentration cake to form a slurry.

The method for producing a high-concentration calcium carbonate slurry according to claim 1, wherein the high-concentration cake contains at least 10% of water.

The method for producing a high-concentration calcium carbonate slurry according to claim 1 or 2, wherein the medium-concentration cake has a solid concentration of 70% or less.

The said heating and dehydration process is performed on the conditions of heating temperature 100-300 degreeC and residence time 0.5-3 hours, The manufacture of the calcium carbonate high concentration slurry as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Method.

5. The calcium carbonate high-concentration slurry according to claim 1, wherein the heating / dehydrating step is performed using a conductive heat transfer dryer, a fluid dryer, or a stirring dryer. Production method.

The said heating and dehydration process includes a granulation process, The manufacturing method of the calcium carbonate high concentration slurry as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.