JP5762050B2 - 印刷用紙 - Google Patents
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填料が内添された印刷用紙であって、
上記填料として、炭酸カルシウム粒子とこの炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシリカとを備える複合粒子を含み、
上記複合粒子の平均粒子径が2μm以上15μm以下であり、
上記複合粒子の0.021μmから2,000μmの範囲を132対数分割して測定した粒度分布において、最頻値の頻度割合が3%以上12%以下であり、
白紙不透明度が90%以上96%以下、印刷不透明度が89%以上96%以下であることを特徴とする。
本発明の印刷用紙は、複合粒子が填料として原紙中に内添されている。
上記複合粒子は、炭酸カルシウム粒子とこの炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシリカとを備える。上記複合粒子は、通常、シリカで被覆された炭酸カルシウム粒子の凝集粒子と、シリカで被覆されているのみで凝集が生じていない炭酸カルシウム粒子とが混在して存在する粒子の集合体である。
上記複合粒子に用いられる炭酸カルシウム粒子は、平均粒子径(一次粒子径)が0.5μm以上3μm以下のものが好ましく、0.8μm以上2.5μm以下であるものが更に好ましい。炭酸カルシウム粒子の平均粒子径をこのような範囲とすることで、後述するシリカによる凝集と相まって、上記複合粒子の歩留り及び不透明度等を高めることができる。
炭酸カルシウム粒子を被覆するシリカとしては、特に限定されず公知のものを用いることができ、後述するように水溶液中でシリカを析出し被覆させることで、効率的に炭酸カルシウム粒子に被覆させることができる。
上記複合粒子の製造方法としては特に限定されないが、例えば、
(1)炭酸カルシウム粒子を珪酸アルカリ水溶液中に懸濁させて懸濁液を得る懸濁工程と、
(2)この懸濁液に鉱酸を添加し、炭酸カルシウム粒子の表面にシリカを析出し、被覆させて炭酸カルシウム粒子を凝集させる凝集工程と
を有する方法をあげることができる。
本工程においては、炭酸カルシウム、好ましくは湿式粉砕された重質炭酸カルシウムを珪酸アルカリ水溶液中に混合する。珪酸アルカリ水溶液は特に限定されないが、珪酸ナトリウム溶液(3号水ガラス)が入手に容易である点で好ましい。
本工程においては、上記懸濁液に鉱酸を添加し、炭酸カルシウム粒子の表面にシリカを析出し被覆させ、炭酸カルシウム粒子の少なくとも一部を凝集させる。
当該印刷用紙は、上記複合粒子以外に、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、二酸化チタン、サチンホワイト、プラスチックピグメント等の他の填料が含有されていてもよい。
上記原紙は、通常、パルプ及び填料等を含むパルプスラリーを抄紙して得られる。
当該印刷用紙は、原紙の両面に表面処理剤が塗布されていることが好ましく、上記表面処理剤が酸化澱粉及びヒドロキシエチル化澱粉(HES)を含有することが好ましい。当該印刷用紙によれば、この表面処理剤の塗布の際、上記2種の澱粉が原紙内部にまで浸透せず、表面で強固な被膜を形成する。従って、当該印刷用紙は、表面強度が高く、紙粉の発生を抑制できるため、印刷作業性に優れる。また、当該印刷用紙によれば、印刷の際のネッパリトラブルの発生も抑制される。
炭酸カルシウム粒子とこの炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシリカとを備える平均粒子径が2μm以上15μm以下の粒度分布がシャープな複合粒子を填料として含み、さらに表面処理剤が酸化澱粉及びヒドロキシエチル化澱粉(HES)を含有することにより、複合粒子が紙中に偏在することなく均一に存在し、尚且つ表面処理剤が原紙内部まで浸透せず、表面で強固な皮膜を形成するため、より不透明度、表面強度が高く、印刷作業性に優れた印刷用紙を得ることができ好ましい。
当該印刷用紙の灰分は、5%以上13%以下であり、7%以上12%以下がさらに好ましい。当該印刷用紙は、上記範囲の灰分とすることで、軽量化した場合も紙力の低下を抑え、不透明度と印刷適性とを共に高めることができる。灰分が上記下限より小さいと不透明度が低くなるおそれがあり、逆に、灰分が上記上限を超えると不透明度は高くなるものの、パルプ繊維間の密着性が低下し、紙の強度が低下するおそれがある。本発明では、填料として、炭酸カルシウム粒子とこの炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシリカとを備える複合粒子を用いることで、粒子径の小さい粒子が柔軟に凝集化されているため、抄紙の際に繊維間に留りやすく、歩留りが向上すると共に、柔軟な性状により紙力の低下も少ないため、填料として軽質炭酸カルシウムや重質炭酸カルシウムのみを用いた場合に比べ、引張り強度が高く、灰分を低くしても不透明性に優れた印刷用紙を得ることができ好ましい。
当該印刷用紙は、公知の製造方法によって製造することができる。
重質炭酸カルシウム(0.021μmから2,000μmの範囲を132対数分割して測定した粒度分布において最頻値を占める粒子の頻度割合(頻度割合A)4.8%、体積平均粒子径1.6μm)のスラリー(濃度20質量%)10,000kgを撹拌機付タンクに入れ、撹拌しながら珪酸ナトリウム水溶液(3号珪酸ナトリウム:SiO2濃度29wt/wt%、Na2O濃度9wt/wt%)770kgを添加して、表1に記載の珪酸分と(SiO2換算)と炭酸カルシウムの固形分比とし、希釈水を加え、珪酸アルカリと重質炭酸カルシウムからなるスラリーの濃度を10質量%に調製した。スラリーの撹拌は公知のミキサーを使用した。次に加熱撹拌して、スラリーの液温を89℃に調製した。その後、稀硫酸(1規定)を表1の反応終了pHになるまで表1に示す鉱酸添加時間で添加し、重質炭酸カルシウムとシリカの複合粒子1を得た。得られた複合粒子1の体積平均粒子径は4.0μmであった。
表1に記載の一次粒子の体積平均粒子径(μm)、頻度割合A(%)を有する重質炭酸カルシウム又は軽質炭酸カルシウムを用い、表1に記載の珪酸分(SiO2換算)と炭酸カルシウムの固形分比、鉱酸(稀硫酸)添加時間、反応液温度を調整したこと以外は、実施例1と同様な作業を行い、製造例2〜13の複合粒子2〜13及び製造比較例1〜4の複合粒子i〜ivを得た。なお、粒子vは市販の軽質炭酸カルシウム、粒子viは市販の重質炭酸カルシウム、粒子viiは市販のホワイトカーボンをそれぞれ分級し調整したシリカ被覆をしていない粒子である。
レーザー回折粒度分布測定装置〔マイクロトラック/日機装社〕(型番:MT−3300)を使用し、50%体積平均粒子径(μm)、頻度割合A(%)及び頻度割合B(%)を測定した。測定試料の調製は、0.1%ヘキサメタ燐酸ソーダ水溶液に粒子を添加し、超音波で1分間分散した。
蛍光X線分析装置(RIGAKU SYSTEM3080E2)により成分分析を行い、カルシウムの酸化物換算割合とケイ素の酸化物換算割合とから、シリカ含有量(質量%)を算出した。
JIS−K5101記載の練り合わせ法に準じて測定した。すなわち105℃〜110℃で2時間乾燥した試料2g〜5gをガラス板に取り、精製アマニ油(酸価4以下のもの)をビュレットから少量ずつ試料の中央に滴下しその都度ヘラで練り合わせ、滴下練り合わせの操作を繰り返し、全体が初めて1本の棒状にまとまったときを終点として、精製アマニ油の滴下量を求め、下記式(1)によって吸油度を算出した。
吸油量=[アマニ油量(mL)×100]/紙料(g) ・・・(1)
磨耗度試験装置(日本フィルコン(株)製)を使用し、固形分濃度:5%の填料分散液をポンプ循環させながら、試験条件(加重=650g,ワイヤー=プラスチックワイヤ/SS−40…日本フィルコン社製を使用,試験時間=3時間)で摩耗度試験を行い、減量したワイヤーの重量(mg)をもってワイヤー摩耗度とした。数値が大きい程、ワイヤー摩耗性が大きいことを示す。
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)5質量%、新聞古紙からなる脱墨パルプ(NDIP)85質量%、及びサーモメカニカルパルプ(TMP)10質量%を配合し、レファイナーでフリーネスを120mL C.S.F(JIS−P8121に準拠)に調整したパルプスラリーを得た。このパルプスラリーに、前述した複合粒子1を印刷用紙の灰分が表2に示す値になるように添加し、硫酸バンドでpHを6〜7に調整後、次いで、絶乾パルプに対し固形分で600ppmのカチオン性ポリマー(BASFジャパン株式会社製「ポリミンPR8150」)を添加して、ツインワイヤー抄紙機で坪量42g/m2の基紙を得た。
用いた複合粒子、表面処理剤、坪量及び灰分を表2に示すものにした以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2〜18及び比較例1〜7の各印刷用紙を得た。
JIS−P8124(1998)「紙及び板紙−坪量測定方法」に準拠して測定した。
JIS−P8251に記載の「紙、板紙及びパルプ−灰分試験方法−525℃燃焼法」に準拠して測定した。
JIS−P8149(2000)「紙及び板紙−不透明度試験方法(紙の裏当て)−拡散照明法」に準拠して測定した。
JAPAN TAPPI No.45に準拠し、測定機器ISO白色度計(スガ試験機社製)を用いて測定した。
JIS−P8212「パルプ−拡散青色光反射率(ISO白色度)の測定方法」に準拠して測定した。
JIS−P8113に記載の「定速伸長形引張試験方法」に準拠し測定した。
引っ張り強度(縦)が2kN/m未満では、印刷時に断紙などのトラブルが生じるおそれがある。
オフセット印刷機(型番:小森SYSTEMC−20、(株)小森コーポレーション製)を使用し、新聞インキ(商品名:ニューズゼットナチュラリス(墨)、大日本インキ化学工業(株)製)にて連続10000部の印刷を行った。得られた印刷物について、画像の鮮明さ及び濃淡ムラを目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
5:画像が鮮明で濃淡ムラが全くなく、インキ着肉性に優れる。
4:画像が鮮明で濃淡ムラが殆どなく、インキ着肉性が良好である。
3:一部に、画像が不鮮明な箇所及び濃淡ムラがあり、インキ着肉性が良好でない部分がある。
2:画像が不鮮明な箇所及び濃淡ムラがあり、インキ着肉性が良好でない。
1:全体的に、画像が不鮮明で濃淡ムラが著しく、インキ着肉性に劣る。
なお、上記評価基準のうち、3以上を実使用可能と判断する。
オフセット輪転印刷機(型番:LITHOPIA BTO−4、三菱重工業社製)を使用して50連巻きの新聞用紙にて両出し10万部の印刷を行い、印刷紙面のカスレとブランケット非画像部における紙粉の発生及び堆積の有無を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
5:紙面カスレと紙粉の発生が全く認められない。
4:紙面カスレがわずかに認められるがブランケット上での紙粉の堆積は全く認められない。
3:紙面カスレの発生が部分的に認められ、ブランケット上にも紙粉が部分的に堆積している。
2:紙面カスレの発生が認められ、ブランケット上にも紙粉が堆積している。
1:紙面カスレとブランケット上での紙粉の堆積が著しい。
なお、上記評価基準のうち、3以上を実使用可能と判断する。
Claims (5)
- 填料が内添された印刷用紙であって、
上記填料として、炭酸カルシウム粒子とこの炭酸カルシウム粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシリカとを備える複合粒子を含み、
上記複合粒子の平均粒子径が2μm以上15μm以下であり、
上記複合粒子の0.021μmから2,000μmの範囲を132対数分割して測定した粒度分布において、最頻値の頻度割合が3%以上12%以下であり、
白紙不透明度が90%以上96%以下、印刷不透明度が89%以上96%以下であり、
上記複合粒子のシリカの含有率が2質量%以上30質量%以下であることを特徴とする印刷用紙。 - 上記炭酸カルシウム粒子の粒度分布における最頻値の頻度割合が、上記複合粒子の粒度分布における最頻値の頻度割合より小さい請求項1に記載の印刷用紙。
- 灰分が5%以上13%以下である請求項1又は2に記載の印刷用紙。
- 上記炭酸カルシウム粒子が、重質炭酸カルシウム粒子である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の印刷用紙。
- 両面に表面処理剤が塗布されており、
上記表面処理剤が酸化澱粉及びヒドロキシエチル化澱粉を含有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の印刷用紙。
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