JPH04185798A

JPH04185798A - 印刷用塗工紙

Info

Publication number: JPH04185798A
Application number: JP30538090A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Suzuki; 幸浩鈴木
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-07-02
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2968833B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明はオフセット印刷塗工紙に関して、少なくとも炭
酸カルシウムを含有する塗工液を原紙に塗工するオフセ
ット印刷用塗工紙において、ブレードコーターでの作業
性にすぐれ、更に得られた塗工紙の平滑度、隠蔽力、光
沢、塗液流動性等を改良に関するものである。

【従来の技術】

従来より、塗工紙の製造において顔料と接着剤を主成分
としているが、この顔料として一般にカオリン、クレー
、酸化チタン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウ
ム、サチンホワイト、二酸化チタン、パイロフィライト
クレー、亜硫酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、酸化亜鉛、ゼオライト、硫酸バリウム、無
定形シリカ、タルク、プラスチックピグメント等の無機
鉱物質及び有機顔料が用いられている。これら顔料のなかでも炭酸カルシウムは白色度、インキ
受理性、通気性、隠蔽力等に優れた特徴を有している為
、近年、紙塗工における使用か増大している。一般に炭
酸カルシウムはその製造方法により化学反応によって得
られる軽質炭酸カルシウムと天然産の石灰石の粉砕で得
られる重質炭酸カルシウムに大別できる。更に重質炭酸
カルシウムはその粉砕方法に依り、乾式粉砕方式（乾式
重質カルシウム）と湿式粉砕方式（湿式重質カルシウム
）に大別される。乾式重質炭酸カルシウムの長所としてはその製造方法の
容易さ故、安価であること、叉、白色度が高く、高濃度
分散が可能となるが、短所としては石灰石を機械的に乾
式粉砕し、分級しただけであるので、軽質炭酸カルシウ
ムに比べて平均粒子径が大きく粒度分布の巾も広くなる
ので光沢、平滑性、隠蔽力、インキ受理性、透気性等が
低くなる。又、保水性が低下する為、ストリーク、スク
ラッチ、ブリード等のブレードコーターでの塗工適性も
劣っている。それに対して、湿式重質炭酸カルシウムは
サンドグラインダー等で平均粒子径１μｍ以下迄、粉砕
されたものが用いられており、高剪断力下での流動性が
極めて優れており、塗層の強度が増す等のメリットかあ
るか、光沢、平滑性がカオリンには若干、及ばない。一方、軽質炭酸カルシウムは高い光沢、平滑性を示すか
、塗層の強度とスラリー流動性が悪く、ブレードコータ
ー等に於ける塗工適性が著しく劣る。特に、紡錘形軽質
炭酸カルシウムは紡錘形状を有する為、アスペクト比が
大きくなり、嵩高い塗被層か得られ、表面被覆性等に優
れるので重質炭酸カルシウムと比較して光沢、平滑性、
隠蔽力等に優れる。しかし、そのアスペクト比と表面積
が重質炭酸カルシウムに比べて大きい為、塗工乾燥後の
強度と塗工液の流動性について劣っている。これに対して、特開昭５７−　ｉ−０６７９７号に示さ
れる様に０．　１〜１．０μｍの立方体軽質炭酸カルシ
ウムにポリアクリル酸塩を吸着させる事に依り、スラリ
ーの流動性を改良しているか、この方法では６０％程度
の固形分濃度のスラリーを得るには十分だが、７０％以
上の非常に高い固形分濃度のスラリーを調製するには不
十分てあり、この技術だけでは高速ブレードコーターで
の良好な塗工適性を得るのは難しい。これ迄にも特開昭５９−１９２７９６号公報にグラビア
印刷用塗被組成物の製造方法として、サンドミルにより
湿式粉砕した立方形軽質炭酸カルシウムを用いる方法が
示されているので、これはグラビア印刷用紙におけるミ
スドツトの減少が目的であり、オフセット印刷に於ける
印刷適性の改善、特に塗層強度の低下を補えず、それゆ
え、グラビア用紙に限定されているものである。又、紡
錘形軽質炭酸カルシウムの塗工適性及びオフセット印刷
適性の改善に関しては、記載がない。

【発明が解決しようとする課題】

本発明は紡錘形軽質炭酸カルシウムの平滑性、光沢と隠
蔽力等を損なわず、塗工液の流動性、塗工乾燥後の強度
の改良された塗被組成物を顔料中に配合した印刷用塗工
紙を得る事にある。

【課題を解決するための手段】

本発明は紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウ
ムを混合湿式粉砕する事により製造せしめた顔料を紙基
材上の塗被層中に配合せしめた事を特徴とする印刷用塗
工紙である。又、粉砕前の紡錘形軽質炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄ
ｐｔｌｍ）と重質炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄｇｌｌ
ｍ）の比（Ｒ＝Ｄｐ／’Ｄｇ）と混合粉砕物中の紡錘形
軽質炭酸カルシウムの重量比（Ｐ）が以下の二条件を満
たし、 ■　０．１≦Ｐ≦０，８ ■　０．２５Ｐ≦Ｒ≦２．０Ｐ更に混合粉砕物の平均粒径が０．５〜１．５μｍである
事が望ましい。更に塗被組成物の顔料１００重量部中、
紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合
粉砕物が１０〜１００重量部含まれている事により、効
果をより明確なものとする事ができる。尚、本文献中に記載された平均粒径とはレーザー回折式
粒度分析計（日機装株式会社製マイクロトラック粒度分
析計ＳＰＡタイプ）により、測定された体積加重平均粒
径の値である。重質炭酸カルシウムと紡錘形軽質炭酸カルシウムをサン
ドミル等の湿式粉砕装置で混合粉砕すると、軽質炭酸カ
ルシウムの方が重質炭酸カルシウムに比較して、粉砕度
が大きくなる。即ち、重質炭酸カルシウムより紡錘形軽
質炭酸カルシウムか容易に粉砕される。この為、同様の
平均粒子径に粉砕後の紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質
炭酸カルシウムを単独湿式粉砕した後、それらを混合し
た物より顔料スラリーの高剪断下での流動性か向上する
。これは軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムを混
合粉砕する事により顔料の充填率か高くなった結果と考
えられる。更に本発明の塗被組成物において用いられる
紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合
粉砕品は前述の顔料スラリー混合品と比較して光沢、不
透明変、透気度、ブリスター適性等の向上も得られる。軽質炭酸カルシウムは立方体状、紡錘状、針状等、多様
な結晶形を有するが、紡錘形の場合、重質炭酸カルシウ
ムとの混合粉砕効果か大きいのは紡錘形軽質炭酸カルシ
ウムと重質炭酸カルシウムを同様の条件で粉砕しても紡
錘形軽質炭酸カルシウムの粉砕前後の平均粒子径の変化
か大きい為である。この機構は必ずしも明確ではないか
、電子顕微鏡での観察等の結果から、紡錘形軽質炭酸カ
ルシウム結晶は長軸の中央部で折れやすい事か大きな要
因として推察できる。炭酸カルシウム混合粉砕物の平均粒子径か０゜５μｍよ
り小さい場合は軽質炭酸カルシウムのみならず重質炭酸
カルシウムの粉砕も過剰に進行している事を示し、これ
は塗工液の流動性にとり、特に低剪断下の流動性が悪化
し顔料スラリーの濃度が低くなる。又、塗層の強度も低
下する。反対に１．５μｍより大きい場合は軽質炭酸カ
ルシウムの粉砕もあまり進んでいないことを意味してい
るので、光沢、平滑性等の向上かあまり得られない。炭酸カルシウムの比率は軽質炭酸カルシウムの比率が少
なくなりすぎると紙物性が低下し、多過ぎると塗液流動
性が低下するので混合粉砕物中の軽質炭酸カルシウムの
比率（Ｐ）か０．　１以下ては光沢、平滑等の紙物性か
単純な湿式粉砕重質炭酸カルシウムに対して殆ど改善さ
れない。更に混合粉砕物中の紡錘形軽質炭酸カルシウム
の比率Ｐが大きくなった場合、重質炭酸カルシウムより
紡錘形軽質炭酸カルシウムの方が容易に粉砕される為、
混合粉砕物の平均粒径を上述の領域に収める為には、重
質炭酸カルシウムか多い場合、即ち、Ｐが低い値の場合
に比べて、粉砕処理程度（単位重量粉砕物売たりの粉砕
に要する電力量）か低くなってくる。この為、粉砕され
難い重質炭酸カルシウムは粗粒のまま残留し、高せん断
下での粘度を上げ、塗工適性をかえって悪化させてしま
う。そこでＰが上昇する場合それに伴って粉砕前の重質炭酸
カルシウムの平均粒径を小さくして、粉砕され易くし、
紡錘形軽質炭酸カルシウムのそれに近づける必要がある
。即ち、紡錘形軽質炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄｐμ
ｍ）と重質炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄｇμｍ）の比
率Ｒ＝Ｄｐ／Ｄｇか０．２５Ｐ以上で２．０Ｐ以下の範
囲にあるのか望ましい。但し、Ｐが０，８を越えてしま
う事は塗層強度の低下の点から好ましくない。全顔料１００重量部中の混合粉砕炭酸カルシウム部数は
１０重量部以下では、本発明の特徴である紙物性と塗工
液の流動性の長所かあまり活かされなくなる。更に好ま
しくは２０重量部以上か適当である。紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合
粉砕品の他の塗被組成物の顔料成分として例えばカオリ
ン、クレー、酸化チタン、重質炭酸カルシウム、軽質炭
酸カルシウム、サチンホワイト、二酸化チタン、パイロ
フィライトクレー、亜硫酸カルシウム、硫酸カルシウム
、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、ゼオライト、硫酸バ
リウム、無定形シリカ、タルク、プラスチックピグメン
ト等が用いられ、又、接着剤成分としてはスチレン・ブ
タジェン系、スチレン・アクリル系、酢ビ・アクリル系
、エチレン・酢ビ系、ブタジェン・メチルメタクリル系
、酢ビ・ブチルアクリレート系等の各種共重合体及びポ
リ酢酸ビニルなどのアルカリ感応性又は非アルカリ感応
性接着剤、さらにはポリヒニルアルコール、無水マレイ
ン酸・スチレン共重合体、イソブチン・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
体等の合成系接着剤、酸化澱粉、エーテル化澱粉、エス
テル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライ
して得られる冷水可溶性澱粉、カゼイン、大豆蛋白等の
天然接着剤など一般に知られた各種接着剤が顔料１００
重量部に対して１〜３０重量部重量部−られ、また必要
に応して分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、
滑剤、染料、アルカリ剤等各種助剤か適宜配合される。また、湿式粉砕処理はサンドミル等の装置で平均粒子径
が５ｍｍ以下、更に好ましくは４ｍｍ以下の天然または
合成の微小粒子、例えば鉱物微小砂、ガラス製微小粒子
、硬質プラスチック製微小粒子、金属製微小粒子等（以
下の粒子をビーズという）を容器内に３０〜９０体積％
充填し、任意形状の撹拌羽根を介して、この微小粒子を
機械的に撹拌しなから、当該容器に軽質炭酸カルシウム
と重質炭酸カルシウム混合スラリーを１回または複数回
通過させて行なう。本発明で用いられる原紙はＬ　Ｂ　Ｋ　Ｐ、ＮＢＫＰ等
の化学パルプ、ＧＰ、ＰＧＷ、ＲＭＰ、ＴＭＰ、ＣＴＭ
Ｐ、ＣＭＰ、ＣＧＰ等を含む機械パルプ、ＤＩＰ等の故
紙パルプを含み、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシ
ウム、タルク、クレー、カオリン等の各種填料、サイズ
剤、定着剤、歩留り向上剤、カチオン化剤、紙力増強剤
等の各種添加剤を含み、酸性又は中性もしくはアルカリ
性で抄造される。この原紙を抄造する抄紙機は円胴、長網、ツインワイヤ
ー等の各種フォーマ−及びそれらの各種フォーマ−を組
み合わせ、抄き合わせを行う抄紙機等である。本発明の塗被組成物は原紙の両面ないしは片面に単層な
いしは多層コーティシクされる。この場合、両面の塗被
組成物及び多層コーティングする際の各層を構成する塗
被組成物の配合は常法に従って適宜変える事ができる塗
工方法についても、特に限定されるものではなく、エア
ーナイフコーター、ロールコータ−１或いはパドル及び
インバーター型のプレートコーターでプレートがベヘル
及びベント型のコーター、さらにはビルブレード、ツイ
ンブレード、チャンプレックスなどの各種ブレードコー
ターやショートトウエルコーター等、通常の各種塗工装
置か用いられる。本発明の塗被組成物を用いて得られる塗抹紙はスーパー
カレンダー、グロスカレンダー、ブラシカレンダ−１温
度勾配カレンダー、ソフトカレンダー等各種仕上げ装置
を経て仕上げられる。本発明の印刷用塗工紙は枚用オフセット印刷、輪転オフ
セット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、活版印刷、
写真版印刷、孔版印刷等の各種印刷に対して適用可能で
ある。以下に実例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、
勿論これらに限定されるものではない。

【実施例】

実施例１〜１２重質炭酸カルシウムき紡錘形軽質炭酸カルシウム］、　
００重量部を第１表の様に配合して、それに対してポリ
アクリル酸ナトリウムを０．８重量部、用いて、固形分
濃度７２％になるようにスラリーを調製し、サンド玉ル
により粉砕し、その得られた混合粉砕物と単独粉砕紡錘
形軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム及び市販１
級カオリン（エンゲルハード社製ＵＷ９０）と市販２級
カオリン（エンゲルハード社製［（、Ｔ）を第１表に示
す割合で配合し、分散剤としてポリアクリル酸ナトリウ
ムをカオリン１ｏ重量部に対して０．０７部用いて固形
分濃度を７２％にし、接着剤としてスチレン・ブタジェ
ン系ラテックス（住人ノーガタック社製５Ｎ−３０７）
を」０重量部、リン酸エステル化澱粉を５重量部、潤滑
剤として、ステアリン酸カルシウムを０．　４重量部、
配合した後、ＮａＯＨでｐＨを９．５に調製し６３％固
形分濃度の塗被生成物を得た。これをＬＢＫＰ　（濾水度３００ｍ１ｃｓｆ）を８０部
、ＮＢＫＰ　（濾水度３５０ｍ１ｃｓｆ）を２０部、内
添薬品として、市販炭酸カルシウムを５部、市販中性内
添サイズ剤を０．０３部、市販歩留り向上剤を０．０３
部の配合で調製され、８００ｍ／ｍｉｎの速度の長網抄
紙機で製造された原紙にブレードコーターにおいて１０
００　ｍ／”ｍ１ｎの速度で塗工量か片面で１２ｇ、ｉ
’ｒｄになる様に塗被、乾燥後、スーパーカレンダー処
理を行ないオフセット印刷用紙を得た。得られたオフセ
ット印刷用紙の品質評価を行ない、その結果を第１表に
記載した。比較例１〜５紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合
粉砕品の替わりに第１表に示した各種、炭酸カルシウム
（平均粒径１，１μｍ）を用い、実施例１〜１２と同一
条件でオフセット印刷用紙を得た。その結果を第１−表
に示した。比較例６紡錘形軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合
粉砕品の替わりに第１表に示した１級カオリン及び２級
カオリンを用い、実施例１〜１２と同一条件でオフセッ
ト印刷用紙を得た。その結果を第１表に示した。尚、スーパーカレンターの仕様及び条件は、・段数　１
０段・剛性ロール　チルトロール、外径４００ｍｍφ・弾性
ロール・コツトンロール、外径４２０ｍｔｎφ・処理速
度　：６００ｍ／ｍｉｎ・線圧　　　　２００ｋｇ／”ｃｍである。尚、各測定条件は以下の様である。１）平滑度・スムースター平滑度試験器（集果電子ＫＫ
製）による数値。２）白紙光沢・ＪＩＳＰ８１．４２に従い、角度７５°
で測定した。３）塗層強度、塗被紙の表面強度をＲＩ印刷適性試験機
（明製作所）を用いて目視て５段階評価により、判定し
た。良好　　５＞４＞３＞２＞１　　　不良４）平均粒径　
平均粒径はマイクロトラック粒度分布測定装置により、
測定した。５）白色度、不透明度・デジタルハンター白色度計によ
る数値。６）Ｂ型精度°ブルックフィールド型粘度計のＮ０１１
スピドル６０ｒｐｍに於いて測定した。７）ハイシェアー粘度　ハイシェアーレオメータ−（石
川製作所）で１１０００ｒｐ、Ｎｏ、２プレートで測定
した。８）コーター作業性　塗被作業中のストリークの発生状
況で規定した。良好　　５＞４＞３＞２＞１−　　不良（以下余白）

【発明の効果】

第１表で明らかな様に本発明で示された塗被紙用組成物
を用いて製造された印刷用塗工紙は良好な液性、優れた
コーター作業性を有し、良好な光沢、平滑性、オフセッ
ト印刷適性が得られる事か明らかとなった。

Claims

【特許請求の範囲】１、紡錘形軽質炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウム
を混合湿式粉砕する事により製造せしめた顔料を紙基材
上の塗被層中に配合せしめた事を特徴とする印刷用塗工
紙。２、湿式粉砕前の紡錘形軽質炭酸カルシウムの平均粒径
（Ｄｐμｍ）と重質炭酸カルシウムの平均粒径（Ｄｇμ
ｍ）の比（Ｒ＝Ｄｐ／Ｄｇ）と混合粉砕物中の軽質炭酸
カルシウムの重量比（Ｐ）が以下の二条件を満たし、［１］０．１≦Ｐ≦０．８［２］０．２５Ｐ≦Ｒ≦２．０Ｐ混合粉砕物の平均粒径が０．５〜１．５μｍである事を
特徴とする請求項１記載の印刷用塗工紙。３、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合粉
砕物が顔料１００重量部中１０〜１００重量部含まれて
いる事を特徴とする請求項１又は２記載の印刷用塗工紙
。