WO2021029351A1 - Paper filled with light calcium carbonate - Google Patents
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Abstract
The present invention addresses the problem of providing paper which is effectively suppressed in strike through during printing, while having excellent strength. The present invention provides paper filled with light calcium carbonate wherein primary particles aggregate to form secondary particles. The primary particles of the light calcium carbonate have a spherical shape having an aspect ratio of 2.5 or less; and the secondary particles of the light calcium carbonate have a BET specific surface area of from 15 to 40 m2/g and an average particle diameter of from 3.0 μm to 15.0 μm.
Description
本発明は、軽質炭酸カルシウムを内添した紙に関する。
The present invention relates to paper containing light calcium carbonate.
一般に、セルロース系繊維で構成される紙に無機物質である填料が添加されることがあり、填料は、セルロース系繊維だけでは不足しがちな光学特性、主に白色度、不透明度を向上させるために添加される。近年では、環境意識の高まりや生産コストの低減のために、木材を原料とするセルロース系繊維の使用量を削減し、代わりに填料を増添して紙中填料率を高める取り組みが行われている。しかしながら、填料を増添した場合、光学特性は向上する一方で、引張強さや引裂強さ、ステキヒトサイズ度などが低下する。一般に、低下する強度特性やサイズ性を補うには、紙力増強剤や内添サイズ剤などの薬品を添加するが、薬品の使用量が多くなると、生産コストへの負荷が大きくなるだけでなく、系内汚れの問題も生じる。
In general, a filler, which is an inorganic substance, may be added to paper composed of cellulosic fibers, and the filler is used to improve optical properties, mainly whiteness and opacity, which tend to be insufficient with cellulosic fibers alone. Is added to. In recent years, in order to raise environmental awareness and reduce production costs, efforts have been made to reduce the amount of cellulosic fibers used as raw materials for wood and instead increase the filling rate in paper to increase the filling rate. There is. However, when the filler is added, the optical characteristics are improved, but the tensile strength, the tear strength, the degree of stekihito size, and the like are lowered. Generally, chemicals such as paper strength enhancers and internal sizing agents are added to compensate for the reduced strength characteristics and sizing properties, but as the amount of chemicals used increases, not only does the burden on production costs increase. , The problem of internal dirt also occurs.
近年、中性抄紙化が進み、軽質炭酸カルシウムが填料として広く使用されている。その理由として、タルク、クレーなどの填料に比べて白色度が高く、合成方法によっては粒子形状や粒子径、凝集状態なども調整でき、紙に付与する物性をコントロールし易いからである。そのため、填料用軽質炭酸カルシウムの粒子形状や粒子径など、これまで多くの研究がなされてきた。
In recent years, neutral papermaking has progressed, and light calcium carbonate is widely used as a filler. The reason is that the whiteness is higher than that of fillers such as talc and clay, and the particle shape, particle size, agglutination state, etc. can be adjusted depending on the synthesis method, and it is easy to control the physical properties given to the paper. Therefore, many studies have been conducted on the particle shape and particle size of light calcium carbonate for fillers.
例えば、特許文献１には、填料として平均粒径４．０～１５．０μｍでＢＥＴ比表面積が５．０～１０ｍ２／ｇの針状および柱状の形状を有した一次粒子および／またはそれらの凝集体から成る軽質炭酸カルシウムを用いることが提案されている。
For example, Patent Document 1 describes primary particles having an average particle size of 4.0 to 15.0 μm and a BET specific surface area of 5.0 to 10 m 2 / g as a filler and having needle-like and columnar shapes and / or theirs. It has been proposed to use light calcium carbonate consisting of aggregates.
また、特許文献２には、填料を内添した紙が記載されており、填料として、紡錘状炭酸カルシウムの一次粒子をフロック凝集させた、二次粒子径が１～１０μｍの軽質炭酸カルシウムであって、ＢＥＴ比表面積が８～２０ｍ２／ｇ、細孔容積が１．５～３．５ｃｍ３／ｇの範囲である軽質炭酸カルシウムが提案されている。
Further, Patent Document 2 describes a paper on which a filler is added, and the filler is light calcium carbonate having a secondary particle diameter of 1 to 10 μm, in which primary particles of spindle-shaped calcium carbonate are floc-aggregated. Therefore, light calcium carbonate having a BET specific surface area of 8 to 20 m 2 / g and a pore volume of 1.5 to 3.5 cm 3 / g has been proposed.
さらに、特許文献３には、紡錘状炭酸カルシウムの一次粒子をいがぐり状に凝集させたロゼッタ型炭酸カルシウムとタルクを填料として併用することによって、紙製造時の乾燥負荷を軽減することが提案されている。
Further, Patent Document 3 proposes to reduce the drying load during paper production by using rosetta-type calcium carbonate in which primary particles of spindle-shaped calcium carbonate are aggregated in a squid shape and talc as a filler. There is.
さらにまた、特許文献４には、一次粒子が放射状に凝集したロゼッタ型軽質炭酸カルシウムであって、ＢＥＴ比表面積が１．０～８．０ｍ２／ｇ、平均粒子径（Ｄ５０）が３．０～１５．０μｍである軽質炭酸カルシウムを、紙に内添することが記載されている。
Furthermore, Patent Document 4 describes rosette-type light calcium carbonate in which primary particles are radially aggregated, having a BET specific surface area of 1.0 to 8.0 m 2 / g and an average particle diameter (D50) of 3.0. It is described that light calcium carbonate having a diameter of about 15.0 μm is added to the paper.
特許文献１に記載の炭酸カルシウムは一次粒子の形状が針状または柱状であるため、その形状の特質から、紙に内添した場合、軽質炭酸カルシウムの一次粒子の先端部が非常に細く、繊維間隙に入り込みやすいため、紙の繊維間結合の形成を阻害し、紙の層間強度が弱くなるという欠点がある。
Since the shape of the primary particles of calcium carbonate described in Patent Document 1 is needle-like or columnar, the tip of the primary particles of light calcium carbonate is very thin when embedded in paper due to the characteristics of the shape, and the fiber. Since it easily enters the gap, it has a drawback that it hinders the formation of interfiber bonds of the paper and weakens the interlayer strength of the paper.
また、特許文献２の軽質炭酸カルシウムは、一次粒子のアスペクトが高いため、特許文献１と同様の問題がある。また、特許文献２に係る炭酸カルシウムは、フロック凝集により形成された二次粒子の比表面積が高く、一般に、比表面積が高い填料を使用すると、填料表面に吸着する製紙用薬品の量も多くなってしまうため、一定の薬品添加効果を得るためには、比表面積が低い填料を使用する場合と比較して、多くの薬品を添加する必要がある。
Further, the light calcium carbonate of Patent Document 2 has the same problem as that of Patent Document 1 because the aspect of the primary particles is high. Further, calcium carbonate according to Patent Document 2 has a high specific surface area of secondary particles formed by floc aggregation, and in general, when a filler having a high specific surface area is used, the amount of paper chemicals adsorbed on the filler surface also increases. Therefore, in order to obtain a certain chemical addition effect, it is necessary to add more chemicals than when a filler having a low specific surface area is used.
さらに、特許文献３にはロゼッタ型軽質炭酸カルシウムとタルクを併用すると乾燥負荷が小さくなることが記載されているが、ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムの形状と紙の強度との関係については何も検討されていない。
Further, Patent Document 3 describes that the dry load is reduced when talc is used in combination with rosette-type light calcium carbonate, but nothing has been examined regarding the relationship between the shape of rosetta-type light calcium carbonate and the strength of paper. Not.
さらにまた、特許文献４には、ロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを紙に内添することが記載されているが、印刷時の裏抜け防止が十分でない場合があった。
以上の状況に鑑み、本発明の課題は、印刷時の裏抜けが効果的に抑制されており、強度の低下が抑制された紙を提供することである。 Furthermore, although Patent Document 4 describes that rosette-type light calcium carbonate is internally added to paper, there are cases where strike-through prevention during printing is not sufficient.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a paper in which strike-through during printing is effectively suppressed and a decrease in strength is suppressed.
以上の状況に鑑み、本発明の課題は、印刷時の裏抜けが効果的に抑制されており、強度の低下が抑制された紙を提供することである。 Furthermore, although Patent Document 4 describes that rosette-type light calcium carbonate is internally added to paper, there are cases where strike-through prevention during printing is not sufficient.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a paper in which strike-through during printing is effectively suppressed and a decrease in strength is suppressed.
本発明者らは、鋭意研究の結果、特定の粒子形態を有した軽質炭酸カルシウムを用いることによって上記課題を解決可能であることを見出した。
これに限定されるものではないが、本発明は以下の態様の発明を包含する。
（１） 一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内填した紙であって、軽質炭酸カルシウムの一次粒子はアスペクト比が２．５以下の球状であり、軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５～４０ｍ２／ｇ、軽質炭酸カルシウム
の二次粒子の平均粒子径が３．０～１５．０μｍである、上記紙。
（２） 前記軽質炭酸カルシウムが、１００個以上の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しているものである、（１）に記載の紙。
（３） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が３．５～１０．０μｍである、（１）または（２）に記載の紙。
（４） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が４．０～８．０μｍである、（１）～（３）のいずれかに記載の紙。
（５） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．０～２．３である、（１）～（４）のいずれかに記載の紙。
（６） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．１～２．１である、（１）～（５）のいずれかに記載の紙。
（７） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．２～１．９である、（１）～（６）のいずれかに記載の紙。
（８） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５．５～３０ｍ２／ｇである、（１）～（７）のいずれかに記載の紙。
（９） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１６～２０ｍ２／ｇである、（１）～（８）のいずれかに記載の紙。
（１０） 顔料塗工層を有しない非塗工紙である、（１）～（９）のいずれかに記載の紙。
（１１） 紙中灰分が３～３０重量％である、（１）～（１０）のいずれかに記載の紙。 As a result of diligent research, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using light calcium carbonate having a specific particle morphology.
The present invention includes, but is not limited to, the invention of the following aspects.
(1) Paper filled with light calcium carbonate in which primary particles aggregate to form secondary particles. The primary particles of light calcium carbonate are spherical with an aspect ratio of 2.5 or less, and are light carbon dioxide. The above paper, wherein the BET specific surface area of the secondary particles of calcium is 15 to 40 m 2 / g, and the average particle size of the secondary particles of light calcium carbonate is 3.0 to 15.0 μm.
(2) The paper according to (1), wherein the light calcium carbonate is obtained by aggregating 100 or more primary particles to form secondary particles.
(3) The paper according to (1) or (2), wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 3.5 to 10.0 μm.
(4) The paper according to any one of (1) to (3), wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 4.0 to 8.0 μm.
(5) The paper according to any one of (1) to (4), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.0 to 2.3.
(6) The paper according to any one of (1) to (5), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.1 to 2.1.
(7) The paper according to any one of (1) to (6), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.2 to 1.9.
(8) The paper according to any one of (1) to (7), wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 15.5 to 30 m 2 / g.
(9) The paper according to any one of (1) to (8), wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 16 to 20 m 2 / g.
(10) The paper according to any one of (1) to (9), which is a non-coated paper having no pigment coating layer.
(11) The paper according to any one of (1) to (10), wherein the ash content in the paper is 3 to 30% by weight.
これに限定されるものではないが、本発明は以下の態様の発明を包含する。
（１） 一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内填した紙であって、軽質炭酸カルシウムの一次粒子はアスペクト比が２．５以下の球状であり、軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５～４０ｍ２／ｇ、軽質炭酸カルシウム
の二次粒子の平均粒子径が３．０～１５．０μｍである、上記紙。
（２） 前記軽質炭酸カルシウムが、１００個以上の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しているものである、（１）に記載の紙。
（３） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が３．５～１０．０μｍである、（１）または（２）に記載の紙。
（４） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が４．０～８．０μｍである、（１）～（３）のいずれかに記載の紙。
（５） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．０～２．３である、（１）～（４）のいずれかに記載の紙。
（６） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．１～２．１である、（１）～（５）のいずれかに記載の紙。
（７） 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．２～１．９である、（１）～（６）のいずれかに記載の紙。
（８） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５．５～３０ｍ２／ｇである、（１）～（７）のいずれかに記載の紙。
（９） 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１６～２０ｍ２／ｇである、（１）～（８）のいずれかに記載の紙。
（１０） 顔料塗工層を有しない非塗工紙である、（１）～（９）のいずれかに記載の紙。
（１１） 紙中灰分が３～３０重量％である、（１）～（１０）のいずれかに記載の紙。 As a result of diligent research, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using light calcium carbonate having a specific particle morphology.
The present invention includes, but is not limited to, the invention of the following aspects.
(1) Paper filled with light calcium carbonate in which primary particles aggregate to form secondary particles. The primary particles of light calcium carbonate are spherical with an aspect ratio of 2.5 or less, and are light carbon dioxide. The above paper, wherein the BET specific surface area of the secondary particles of calcium is 15 to 40 m 2 / g, and the average particle size of the secondary particles of light calcium carbonate is 3.0 to 15.0 μm.
(2) The paper according to (1), wherein the light calcium carbonate is obtained by aggregating 100 or more primary particles to form secondary particles.
(3) The paper according to (1) or (2), wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 3.5 to 10.0 μm.
(4) The paper according to any one of (1) to (3), wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 4.0 to 8.0 μm.
(5) The paper according to any one of (1) to (4), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.0 to 2.3.
(6) The paper according to any one of (1) to (5), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.1 to 2.1.
(7) The paper according to any one of (1) to (6), wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.2 to 1.9.
(8) The paper according to any one of (1) to (7), wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 15.5 to 30 m 2 / g.
(9) The paper according to any one of (1) to (8), wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 16 to 20 m 2 / g.
(10) The paper according to any one of (1) to (9), which is a non-coated paper having no pigment coating layer.
(11) The paper according to any one of (1) to (10), wherein the ash content in the paper is 3 to 30% by weight.
本発明によれば、特定のＢＥＴ比表面積と平均粒子径を有する軽質炭酸カルシウムを填料として用いることにより、印刷時の裏抜けが効果的に抑制されており、強度の低下が抑制された紙を製造することができる。
According to the present invention, by using light calcium carbonate having a specific BET specific surface area and average particle size as a filler, strike-through during printing is effectively suppressed, and a paper in which a decrease in strength is suppressed is produced. Can be manufactured.
本発明は、多数の一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内填した紙に関する。
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウム
本発明においては、特定の平均粒子径とＢＥＴ比表面積を有する軽質炭酸カルシウムを使用する。本発明者らは、多数の一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内添填料として使用すると、驚くべきことに、印刷時の裏抜けが効果的に抑制され、引張強度や引裂強度などの強度特性に優れた紙が得られることを見いだした。一般に軽質炭酸カルシウムは、カルサイト型、アラゴナイト型などの結晶系を有し、柱状、針状、紡錘状、立方体状など各種形状を有するが、本発明に係る軽質炭酸カルシウムは、球状の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しており、その二次粒子の形状が特殊であるためＢＥＴ比表面積が大きい。 The present invention relates to a paper filled with light calcium carbonate in which a large number of primary particles aggregate to form secondary particles.
Light Calcium Carbonate in which Primary Particles Aggregate to Form Secondary Particles In the present invention, light calcium carbonate having a specific average particle size and BET specific surface area is used. When light calcium carbonate, in which a large number of primary particles aggregate to form secondary particles, is used as an internal filler, the present inventors surprisingly effectively suppress strike-through during printing. We have found that paper with excellent strength characteristics such as tensile strength and tear strength can be obtained. In general, light calcium carbonate has a crystal system such as calcite type and aragonite type, and has various shapes such as columnar, needle-like, spindle-shaped, and cubic-shaped. However, the light calcium carbonate according to the present invention has spherical primary particles. Aggregates to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is special, so that the BET specific surface area is large.
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウム
本発明においては、特定の平均粒子径とＢＥＴ比表面積を有する軽質炭酸カルシウムを使用する。本発明者らは、多数の一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内添填料として使用すると、驚くべきことに、印刷時の裏抜けが効果的に抑制され、引張強度や引裂強度などの強度特性に優れた紙が得られることを見いだした。一般に軽質炭酸カルシウムは、カルサイト型、アラゴナイト型などの結晶系を有し、柱状、針状、紡錘状、立方体状など各種形状を有するが、本発明に係る軽質炭酸カルシウムは、球状の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しており、その二次粒子の形状が特殊であるためＢＥＴ比表面積が大きい。 The present invention relates to a paper filled with light calcium carbonate in which a large number of primary particles aggregate to form secondary particles.
Light Calcium Carbonate in which Primary Particles Aggregate to Form Secondary Particles In the present invention, light calcium carbonate having a specific average particle size and BET specific surface area is used. When light calcium carbonate, in which a large number of primary particles aggregate to form secondary particles, is used as an internal filler, the present inventors surprisingly effectively suppress strike-through during printing. We have found that paper with excellent strength characteristics such as tensile strength and tear strength can be obtained. In general, light calcium carbonate has a crystal system such as calcite type and aragonite type, and has various shapes such as columnar, needle-like, spindle-shaped, and cubic-shaped. However, the light calcium carbonate according to the present invention has spherical primary particles. Aggregates to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is special, so that the BET specific surface area is large.
一般に軽質炭酸カルシウムは、生産コストや操業性の点で有利であり、低添加量で高い不透明度を有する紙が得られる点でも優れている。それに加えて、本発明の軽質炭酸カルシウムは、その特殊な形状のため、基紙に高配合（内添）させると基紙の不透明度が大きく向上し、裏抜けを有効に防止する。
In general, light calcium carbonate is advantageous in terms of production cost and operability, and is also excellent in that paper having high opacity can be obtained with a low addition amount. In addition, the light calcium carbonate of the present invention has a special shape, and when it is highly blended (internally added) to the base paper, the opacity of the base paper is greatly improved and strike-through is effectively prevented.
本発明において優れた効果が得られる理由は明らかではないが、本発明の軽質炭酸カルシウムは二次粒子の平均粒子径が比較的大きく、一方ＢＥＴ比表面積が大きいことが特徴である。一般的に、同じ粒子形状・平均粒子径の軽質炭酸カルシウムを比較した場合、ＢＥＴ比表面積が小さい程、一次粒子は大きい。本発明に係る軽質炭酸カルシウムでは、アスペクト比の小さい球状の一次粒子が集まって二次粒子を形成しているため、二次粒子が多孔質な構造となっている。そのため、炭酸カルシウムが印刷時にインキ成分を吸着し、紙中へのインキの過剰な浸透を抑制し、その結果、裏抜けが抑制されるものと考えられる。
Although the reason why the excellent effect is obtained in the present invention is not clear, the light calcium carbonate of the present invention is characterized in that the average particle size of the secondary particles is relatively large, while the BET specific surface area is large. Generally, when comparing light calcium carbonates having the same particle shape and average particle size, the smaller the BET specific surface area, the larger the primary particles. In the light calcium carbonate according to the present invention, spherical primary particles having a small aspect ratio are gathered to form secondary particles, so that the secondary particles have a porous structure. Therefore, it is considered that calcium carbonate adsorbs ink components during printing and suppresses excessive penetration of the ink into the paper, and as a result, strike-through is suppressed.
本発明で使用される軽質炭酸カルシウムは、カルサイト系炭酸カルシウムまたはアラゴナイト系炭酸カルシウムなどの一次粒子が凝集して二次粒子を形成したものであり、他の形態の炭酸カルシウムと比較して高い比表面積と吸油性を示す特徴がある。
The light calcium carbonate used in the present invention is obtained by aggregating primary particles such as calcite-based calcium carbonate or aragonite-based calcium carbonate to form secondary particles, and is higher than other forms of calcium carbonate. It is characterized by its specific surface area and oil absorption.
本発明の軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積は、１５～４０ｍ２／ｇである必要がある。１５ｍ２／ｇ未満では、印刷時のインキおよび水の吸収性が悪く、裏抜けの防止効果が十分でない場合がある。また、ＢＥＴ比表面積が４０ｍ２／ｇを超えると、紙の繊維間結合の形成を阻害し、引張強さ、引裂強さが低下する。ＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５．５～３０ｍ２／ｇであり、より好ましくは１６～２０ｍ２／ｇである。
The BET specific surface area of the light calcium carbonate of the present invention needs to be 15 to 40 m 2 / g. If it is less than 15 m 2 / g, the absorption of ink and water during printing is poor, and the effect of preventing strike-through may not be sufficient. Further, when the BET specific surface area exceeds 40 m 2 / g, the formation of interfiber bonds of the paper is inhibited, and the tensile strength and the tear strength are lowered. The BET specific surface area is preferably 15.5 to 30 m 2 / g, more preferably 16 to 20 m 2 / g.
本発明の軽質炭酸カルシウムは、レーザー回析法により測定された二次粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が３．０μｍ以上１５．０μｍ以下である。Ｄ５０が１５．０μｍを超えると填料歩留は向上するが、紙中での填料が局在化するため、引張強さ、引裂強さが低下すると共に裏抜けの防止効果が低下する傾向が見られる。また、Ｄ５０が３．０μｍ未満だと、紙中での填料分布は均一になるが、填料が紙中の繊維間結合を阻害するため紙力が低下する傾向があり、また、填料歩留が悪化するため、裏抜けの防止効果が低下する傾向が見られる。さらに、Ｄ５０が小さいと、歩留向上剤などの薬品を増添する必要があり、生産コストへの負荷が増大することがあり、また、白水中における灰分と薬品の量が増えるため、スケール堆積などの系内汚れの問題も発生する。そのため、填料としての歩留りが高く、かつ紙の強度特性やサイズ性に優れた紙を得るためには、Ｄ５０は３．５μｍ以上が好ましく、４．０μｍ以上がより好ましい。また、Ｄ５０の上限は、１０．０μｍ以下であることが好ましく、８．０μｍ以下であることがより好ましい。
The light calcium carbonate of the present invention has an average particle diameter (D50) of secondary particles measured by a laser diffraction method of 3.0 μm or more and 15.0 μm or less. When D50 exceeds 15.0 μm, the filler yield improves, but since the filler in the paper is localized, the tensile strength and tear strength tend to decrease and the strike-through prevention effect tends to decrease. Be done. Further, when D50 is less than 3.0 μm, the filler distribution in the paper becomes uniform, but the filler tends to reduce the paper strength because the filler inhibits the interfiber bond in the paper, and the filler yield is low. As it worsens, the effect of preventing strike-through tends to decrease. Furthermore, if D50 is small, it is necessary to add chemicals such as a yield improver, which may increase the load on the production cost, and also increase the amount of ash and chemicals in white water, resulting in scale deposition. Problems such as internal dirt also occur. Therefore, in order to obtain a paper having a high yield as a filler and excellent in strength characteristics and size of the paper, the D50 is preferably 3.5 μm or more, and more preferably 4.0 μm or more. The upper limit of D50 is preferably 10.0 μm or less, and more preferably 8.0 μm or less.
また、本発明の軽質炭酸カルシウムは、Ｘ線透過法により測定した粒度分布曲線の５０体積％の粒子径（ｄ５０）が２．０～５．０μｍであると、紙の強度物性にさらに優れるので好ましく、２．２～３．４μｍが特に好ましい。
Further, the light calcium carbonate of the present invention has further excellent paper strength and physical characteristics when the particle size (d50) of 50% by volume of the particle size distribution curve measured by the X-ray transmission method is 2.0 to 5.0 μm. Preferably, 2.2 to 3.4 μm is particularly preferable.
好ましい態様において本発明に係る炭酸カルシウムは、極めて多数の一次粒子が凝集してブロッコリーのような形状の二次粒子を形成している。本発明に係る炭酸カルシウムは、例えば、１００個以上の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しているが、一次粒子の個数は５００個以上や１０００個以上であってよい。一次粒子の個数の上限は特に制限されないが、例えば、１０００００個以下であり、１００００個以下であってよい。
In a preferred embodiment, the calcium carbonate according to the present invention has an extremely large number of primary particles aggregated to form secondary particles having a broccoli-like shape. In the calcium carbonate according to the present invention, for example, 100 or more primary particles are aggregated to form secondary particles, and the number of primary particles may be 500 or more or 1000 or more. The upper limit of the number of primary particles is not particularly limited, but may be, for example, 100,000 or less, and 10,000 or less.
本発明に係る炭酸カルシウムは、一次粒子の形状が球状である。一次粒子のアスペクト比は２．５以下であり、好ましくは１．０～２．３、より好ましくは１．１～２．１、さらに好ましくは１．２～１．９である。また、一次粒子の粒子径は、好ましくは０．１～１．０μｍ、より好ましくは０．２～０．７５μｍ、さらに好ましくは０．３～０．５μｍである。一次粒子の粒径やアスペクト比などは、電子顕微鏡を用いて形状を観察することによって算出することが可能である。
The calcium carbonate according to the present invention has a spherical primary particle shape. The aspect ratio of the primary particles is 2.5 or less, preferably 1.0 to 2.3, more preferably 1.1 to 2.1, and even more preferably 1.2 to 1.9. The particle size of the primary particles is preferably 0.1 to 1.0 μm, more preferably 0.2 to 0.75 μm, and even more preferably 0.3 to 0.5 μm. The particle size and aspect ratio of the primary particles can be calculated by observing the shape using an electron microscope.
軽質炭酸カルシウムの製造法は、一般に、消石灰スラリーに炭酸ガスを吹き込んで反応させる「液－ガス」法（炭酸ガス法）および炭酸ナトリウムなどを用いる「液－液」法（可溶化塩法）などが知られており、本発明においてはいずれの製法で得られた軽質炭酸カルシウムも使用することができる。本発明は特に軽質炭酸カルシウムの製造方法を限定しないが、前記「液－ガス」法によって、生石灰に対するモル比が２．５以下の範囲で消和水を添加し混合することにより消石灰を得る工程（Ａ）、該消石灰と水とを混合することにより消石灰スラリーを得る工程（Ｂ）、および、温度、撹拌条件を適宜調整して、該消石灰スラリーに二酸化炭素含有ガスを吹き込み炭酸化する工程（Ｃ）を経て製造した軽質炭酸カルシウムであれば、所望の粒子形状、粒子径、ＢＥＴ比表面積が得られやすく、最も良好である。
The method for producing light calcium carbonate is generally the "liquid-gas" method (carbon dioxide gas method) in which carbon dioxide gas is blown into a slaked lime slurry to react, and the "liquid-liquid" method (solubilized salt method) using sodium carbonate or the like. Is known, and in the present invention, light calcium carbonate obtained by any production method can be used. The present invention does not particularly limit the method for producing light calcium carbonate, but a step of obtaining slaked lime by adding and mixing slaked water in a range where the molar ratio to quicklime is 2.5 or less by the above-mentioned "liquid-gas" method. (A), a step (B) of obtaining a slaked lime slurry by mixing the slaked lime and water, and a step of blowing carbon dioxide-containing gas into the slaked lime slurry to carbonize the slaked lime slurry by appropriately adjusting the temperature and stirring conditions (B). The light calcium carbonate produced through C) is the best because the desired particle shape, particle size, and BET specific surface area can be easily obtained.
軽質炭酸カルシウムを内添した紙
特定の軽質炭酸カルシウムを填料として使用した本発明の紙は、紙の光学特性を損なうことなく、表面平滑性が良好で、引張強さなどの強度特性が優れており、印刷時の裏抜けを効果的に抑制できるため、特に制限なく種々の用途に使用することができる。紙の種類としては、各種塗工用原紙、新聞用紙、上質紙や中質紙、電子写真用転写紙、インクジェット用紙、感熱紙、感圧紙、クラフト用紙、圧着記録紙、包装用紙、紙容器用原紙、板紙、壁紙用原紙、繊維板用原紙、写真用原紙、含浸用原紙、難燃紙などが挙げられる。中でも一つの態様において、本発明の紙はオフセット印刷やグラビア印刷等の各種印刷方式に供される印刷用紙として好適である。 Paper with light calcium carbonate embedded The paper of the present invention using a specific light calcium carbonate as a filler has good surface smoothness and excellent strength characteristics such as tensile strength without impairing the optical characteristics of the paper. Since it can effectively suppress strike-through during printing, it can be used for various purposes without any particular limitation. Types of paper include various types of coating base paper, newspaper paper, high-quality and medium-quality paper, electrophotographic transfer paper, inkjet paper, heat-sensitive paper, pressure-sensitive paper, kraft paper, crimp recording paper, wrapping paper, and paper containers. Examples thereof include base paper, paperboard, wallpaper base paper, fiberboard base paper, photographic base paper, impregnation base paper, and flame-retardant paper. Among them, in one aspect, the paper of the present invention is suitable as a printing paper used for various printing methods such as offset printing and gravure printing.
特定の軽質炭酸カルシウムを填料として使用した本発明の紙は、紙の光学特性を損なうことなく、表面平滑性が良好で、引張強さなどの強度特性が優れており、印刷時の裏抜けを効果的に抑制できるため、特に制限なく種々の用途に使用することができる。紙の種類としては、各種塗工用原紙、新聞用紙、上質紙や中質紙、電子写真用転写紙、インクジェット用紙、感熱紙、感圧紙、クラフト用紙、圧着記録紙、包装用紙、紙容器用原紙、板紙、壁紙用原紙、繊維板用原紙、写真用原紙、含浸用原紙、難燃紙などが挙げられる。中でも一つの態様において、本発明の紙はオフセット印刷やグラビア印刷等の各種印刷方式に供される印刷用紙として好適である。 Paper with light calcium carbonate embedded The paper of the present invention using a specific light calcium carbonate as a filler has good surface smoothness and excellent strength characteristics such as tensile strength without impairing the optical characteristics of the paper. Since it can effectively suppress strike-through during printing, it can be used for various purposes without any particular limitation. Types of paper include various types of coating base paper, newspaper paper, high-quality and medium-quality paper, electrophotographic transfer paper, inkjet paper, heat-sensitive paper, pressure-sensitive paper, kraft paper, crimp recording paper, wrapping paper, and paper containers. Examples thereof include base paper, paperboard, wallpaper base paper, fiberboard base paper, photographic base paper, impregnation base paper, and flame-retardant paper. Among them, in one aspect, the paper of the present invention is suitable as a printing paper used for various printing methods such as offset printing and gravure printing.
以下、本発明の軽質炭酸カルシウムを内添した紙の具体例として、非塗工紙および、塗工原紙および塗工紙、電子写真用転写紙としての利用について詳述する。なお、本発明の紙はこれらの用途に限定されるものではない。
Hereinafter, as specific examples of the paper impregnated with the light calcium carbonate of the present invention, use as uncoated paper, coated base paper and coated paper, and transfer paper for electrophotographic will be described in detail. The paper of the present invention is not limited to these uses.
（非塗工紙）
本発明の軽質炭酸カルシウムを填料として内添した、顔料塗工層を有しない非塗工紙の坪量については、特に限定は無いが、所望する効果が発揮されるのは、３０～６５０ｇ／ｍ２程度の範囲である。一つの態様において本発明に係る非塗工紙の坪量は、３５～２００ｇ／ｍ２程度であり、４０～１２０ｇ／ｍ２程度であってもよい。なお、本発明の軽質炭酸カルシウムはこの範囲を超えた多層抄きの板紙、カード等の厚紙にも添加できる。 (Uncoated paper)
The basis weight of the non-coated paper having no pigment coating layer, which is internally supplemented with the light calcium carbonate of the present invention as a filler, is not particularly limited, but the desired effect is exhibited at 30 to 650 g / g. The range is about m 2 . In one embodiment, the basis weight of the uncoated paper according to the present invention is about 35 to 200 g / m 2 , and may be about 40 to 120 g / m 2 . The light calcium carbonate of the present invention can be added to multi-layered paperboard, cardboard, and other thick papers that exceed this range.
本発明の軽質炭酸カルシウムを填料として内添した、顔料塗工層を有しない非塗工紙の坪量については、特に限定は無いが、所望する効果が発揮されるのは、３０～６５０ｇ／ｍ２程度の範囲である。一つの態様において本発明に係る非塗工紙の坪量は、３５～２００ｇ／ｍ２程度であり、４０～１２０ｇ／ｍ２程度であってもよい。なお、本発明の軽質炭酸カルシウムはこの範囲を超えた多層抄きの板紙、カード等の厚紙にも添加できる。 (Uncoated paper)
The basis weight of the non-coated paper having no pigment coating layer, which is internally supplemented with the light calcium carbonate of the present invention as a filler, is not particularly limited, but the desired effect is exhibited at 30 to 650 g / g. The range is about m 2 . In one embodiment, the basis weight of the uncoated paper according to the present invention is about 35 to 200 g / m 2 , and may be about 40 to 120 g / m 2 . The light calcium carbonate of the present invention can be added to multi-layered paperboard, cardboard, and other thick papers that exceed this range.
抄紙原料のパルプとしては、例えば、一般に使用されているＬＢＫＰやＮＢＫＰ等の漂白化学パルプ、ＬＵＫＰやＮＵＫＰ等の未晒パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、加圧式砕木パルプ（ＰＧＷ）、リファイナ砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプ、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、古紙パルプ、損紙などが適宜混合使用される。また、ケナフ等の非木材繊維原料から得られるパルプ繊維、合成パルプ、無機繊維等の１種又は２種以上を原紙に配合することもできる。機械パルプや脱墨パルプ（ＤＩＰ）、古紙パルプは、必要に応じて漂白して使用することもでき、漂白の程度も任意に行うことができる。
Examples of the pulp used as a raw material for papermaking include bleached chemical pulp such as LBKP and NBKP, unbleached pulp such as LUKP and NUKP, crushed wood pulp (GP), pressurized crushed wood pulp (PGW), and refiner crushed wood pulp (Pulp). RGP), mechanical pulp such as thermomechanical pulp (TMP), deinked pulp (DIP), used paper pulp, waste paper and the like are appropriately mixed and used. Further, one or more kinds of pulp fibers, synthetic pulps, inorganic fibers and the like obtained from non-wood fiber raw materials such as kenaf can be blended in the base paper. Mechanical pulp, deinked pulp (DIP), and used paper pulp can be bleached and used as needed, and the degree of bleaching can be arbitrary.
本発明の軽質炭酸カルシウムは、一般的に使用されている填料、例えば、重質炭酸カルシウム、本願以外の軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、石膏、タルク、カオリン、エンジニアードカオリン、焼成カオリン、ホワイトカーボン、非晶質シリカ、デラミネートカオリン、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、製紙スラッジ、脱墨フロスからの再生無機粒子等の無機系填料や尿素ホルマリン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素／ホルマリン樹脂、メラミン系樹脂、スチレン／ブタジエン系共重合体系樹脂、フェノール樹脂、プラスチック中空粒子等の有機系填料等と混合して使用することもできる。混合比率は紙の品質に応じて調整することが可能であり、特に限定しないが、本発明の軽質炭酸カルシウムを１０重量部以上使用すると本発明の効果が大きくなる。填料としての歩留りがよく、サイズ性、表面平滑性が良好で、かつ紙の強度特性が大きく向上した紙を得るためには、本発明の軽質炭酸カルシウムを紙の内添填料１００重量部中に５０重量部以上含有することが好ましく、さらに好ましくは６０重量部以上を含有することであり、７０重量部以上を含有するのが特に好ましい。
The light calcium carbonate of the present invention is a commonly used filler, for example, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate other than the present application, calcium sulfite, gypsum, talc, kaolin, engineered kaolin, calcined kaolin, white carbon, etc. Inorganic fillers such as amorphous silica, delaminated kaolin, caustic soil, magnesium carbonate, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide, paper sludge, recycled inorganic particles from deinked floss, etc. It can also be mixed with organic fillers such as urea formalin resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, urea / formalin resin, melamine resin, styrene / butadiene copolymer resin, phenol resin, and plastic hollow particles. it can. The mixing ratio can be adjusted according to the quality of the paper and is not particularly limited, but when 10 parts by weight or more of the light calcium carbonate of the present invention is used, the effect of the present invention is enhanced. In order to obtain a paper having good yield as a filler, good size and surface smoothness, and greatly improved paper strength characteristics, the light calcium carbonate of the present invention should be added to 100 parts by weight of the internal filler of the paper. It is preferably contained in an amount of 50 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and particularly preferably 70 parts by weight or more.
紙中灰分としては、３重量％未満では紙の光学特性、主に白色度、不透明度が不足しやすいため、本発明の紙の灰分は、５重量％以上とすることが好ましく、１０重量％以上とすることがより好ましい。一方、灰分が３０重量％を超えるとワイヤーの磨耗や抄紙機系内の汚れなどの問題が生じやすい。そのため、一般に、３～３０重量％の範囲となるように填料を添加することが好ましく、５～２０重量％の範囲となるように添加することが特に好ましい。
If the ash content in the paper is less than 3% by weight, the optical characteristics, mainly whiteness, and opacity of the paper tend to be insufficient. Therefore, the ash content of the paper of the present invention is preferably 5% by weight or more, and 10% by weight. The above is more preferable. On the other hand, if the ash content exceeds 30% by weight, problems such as wear of the wire and dirt in the paper machine system are likely to occur. Therefore, in general, it is preferable to add the filler in the range of 3 to 30% by weight, and it is particularly preferable to add the filler in the range of 5 to 20% by weight.
また、紙料としてパルプや填料の他に、内添サイズ剤、アニオン性、ノニオン性、カチオン性もしくは両性の歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤、染料、蛍光染料、嵩高剤等で例示される各種の抄紙用内添助剤を、必要に応じて使用することができる。内添サイズ剤の具体例としては、アルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系、スチレン－アクリル系、高級脂肪酸系、石油樹脂系サイズ剤、ロジン系サイズ剤等が挙げられる。また、歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤の具体例としては、アルミニウム等の多価金属化合物（具体的には、硫酸バンド、塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、塩基性アルミニウム化合物等）、各種澱粉類、セルロースナノファイバー、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリアクリルアミド、尿素樹脂、ポリアミド・ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。本発明の軽質炭酸カルシウムを内添した紙は、薬品の添加効率が高くサイズ発現性に優れる。
In addition to pulp and fillers, paper agents include internal sizing agents, anionic, nonionic, cationic or amphoteric yield improvers, drainage improvers, paper strength enhancers, dyes, fluorescent dyes, bulky agents, etc. Various papermaking internal aids exemplified in the above can be used as needed. Specific examples of the internal sizing agent include alkyl ketene dimer-based, alkenyl succinic anhydride-based, styrene-acrylic, higher fatty acid-based, petroleum resin-based sizing agent, rosin-based sizing agent, and the like. Specific examples of the yield improver, drainage improver, and paper strength enhancer include polyvalent metal compounds such as aluminum (specifically, cellulose sulfate band, aluminum chloride, sodium aluminate, basic aluminum compound, etc.). , Various starches, cellulose nanofibers, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, cellulose derivatives such as methyl cellulose, polyacrylamide, urea resin, polyamide / polyamine resin, polyethyleneimine, polyamine, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide and the like. The paper containing the light calcium carbonate of the present invention has high chemical addition efficiency and excellent size expression.
本発明の軽質炭酸カルシウムを含む填料をパルプ原料に添加する際には、パルプ原料を十分に攪拌しながら填料を添加することが好ましく、添加場所としてはマシンチェスト流入口、ファンポンプ吸込口が挙げられる。
When adding the filler containing the light calcium carbonate of the present invention to the pulp raw material, it is preferable to add the filler while sufficiently stirring the pulp raw material, and examples of the addition location include a machine chest inlet and a fan pump suction port. Be done.
抄造条件は特に限定はなく、抄紙機としては、例えば、長網式抄紙機、ツインワイヤー式抄紙機、オントップ式抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の商業規模の抄紙機が挙げられ、目的に応じて適宜選択して使用できる。
The papermaking conditions are not particularly limited, and the paper machine includes, for example, a long net paper machine, a twin wire paper machine, an on-top paper machine, a circular net paper machine, a short net paper machine, or the like on a commercial scale. Machines can be mentioned, and can be appropriately selected and used according to the purpose.
抄紙方式としては、酸性抄紙、中性抄紙、弱アルカリ性抄紙等のいずれの方式も使用することができるが、炭酸カルシウムは酸性領域で溶解してしまうため、中性～弱アルカリ性の範囲で抄紙することが望ましい。
As the papermaking method, any method such as acidic papermaking, neutral papermaking, and weakly alkaline papermaking can be used, but since calcium carbonate dissolves in the acidic region, papermaking is performed in the range of neutral to weakly alkaline. Is desirable.
表面強度向上や耐水性付与、インキ着肉性改良などを付与するために、紙に表面処理剤を塗布してもよい。表面処理剤の種類は特に限定はないが、生澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、アセチル化したタピオカ澱粉を原料として製紙工場内で熱化学変性あるいは酵素変性によって生成される自家変性澱粉などの澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉を含むのが好ましい。カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、セルロースナノファイバーなどのセルロース誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレン－ブタジエン系共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステルなどを併用することも可能である。また、サイズ性を高める目的で、スチレン系サイズ剤、オレフィン系サイズ剤、アクリレート系サイズ剤、スチレン－アクリル系サイズ剤、カチオン性サイズ剤などの表面サイズ剤を併用することも可能である。また、本発明においては、必要に応じて分散剤、増粘剤、保水材、消泡剤、耐水化剤、着色剤、導電剤等、通常のクリア塗工に配合される各種助剤を適宜使用される。
A surface treatment agent may be applied to the paper in order to improve the surface strength, impart water resistance, improve ink inking property, and the like. The type of surface treatment agent is not particularly limited, but self-modification produced by thermochemical modification or enzyme modification in a paper factory using raw starch, oxidized starch, esterified starch, cationized starch, and acetylated tapioca starch as raw materials. It preferably contains starch such as starch, modified starch such as aldehyded starch and hydroxyethylated starch. Cellulous derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose and cellulose nanofibers, modified alcohols such as polyacrylamide, polyvinyl alcohol, carboxyl-modified polyvinyl alcohol and acetoacetylated polyvinyl alcohol, styrene-butadiene copolymers, polyvinyl acetate and chloride. It is also possible to use a vinyl-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylic acid ester and the like in combination. Further, for the purpose of enhancing the sizing property, it is also possible to use a surface sizing agent such as a styrene-based sizing agent, an olefin-based sizing agent, an acrylate-based sizing agent, a styrene-acrylic sizing agent, and a cationic sizing agent in combination. Further, in the present invention, various auxiliary agents blended in ordinary clear coating such as a dispersant, a thickener, a water retaining material, a defoaming agent, a water resistant agent, a coloring agent, and a conductive agent are appropriately used, if necessary. used.
表面処理塗布液を塗布する装置としては、公知のサイズプレス装置、例えば、２ロールタイプ、３ロールタイプ、ゲートロールタイプ、フィルム転写タイプなどを使用することができる。フィルム転写タイプは、アプリケーターロール上に、湿潤状態にある塗布膜を形成し、塗布膜を基紙表面に転写する方式で、例えば、トランスファーロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーターなどが挙げられる。また、カーテンコーター、スプレーコーター、ブレードコーターなどのコーター（塗工機）を使用して塗布してもよい。
As an apparatus for applying the surface treatment coating liquid, a known size press apparatus, for example, a 2-roll type, a 3-roll type, a gate roll type, a film transfer type, or the like can be used. The film transfer type is a method in which a coating film in a wet state is formed on an applicator roll and the coating film is transferred to the surface of a base paper. Examples thereof include a transfer roll coater and a rod metering size press coater. Further, the coating may be applied using a coater (coating machine) such as a curtain coater, a spray coater, or a blade coater.
これら塗布装置で表面処理塗布液を基紙に片面あたり０．１～５．０ｇ／ｍ２塗布した後に、ドライヤーで乾燥し、仕上げることもできるが、印刷適性向上のため、マシンカレンダ、ソフトカレンダ、シューカレンダ等のカレンダ装置で処理するのが好ましい。また、表面処理液は両面に塗布してもよい。
It is also possible to apply the surface treatment coating liquid to the base paper by 0.1 to 5.0 g / m 2 per side with these coating devices, and then dry it with a dryer to finish it. However, in order to improve printability, a machine calendar or soft calendar can be used. , It is preferable to process with a calendar device such as a shoe calendar. Further, the surface treatment liquid may be applied on both sides.
（塗工原紙および塗工紙）
本発明の軽質炭酸カルシウムを内添した紙を塗工原紙とし、顔料と接着剤を主成分とする塗工層を少なくとも１層有する塗工紙とすることもできる。本発明の軽質炭酸カルシウムを内添することで、層間強度が向上するため、ブリスター適性に優れ、かつ、良好なサイズ性発現性が得られるため、表面平滑性に優れる塗工紙が得られる。 (Coated base paper and coated paper)
The paper containing the light calcium carbonate of the present invention may be used as the coating base paper, and the coating paper having at least one coating layer containing a pigment and an adhesive as main components may be used. By internally adding the light calcium carbonate of the present invention, the interlayer strength is improved, so that excellent blister suitability and good sizing development can be obtained, so that a coated paper having excellent surface smoothness can be obtained.
本発明の軽質炭酸カルシウムを内添した紙を塗工原紙とし、顔料と接着剤を主成分とする塗工層を少なくとも１層有する塗工紙とすることもできる。本発明の軽質炭酸カルシウムを内添することで、層間強度が向上するため、ブリスター適性に優れ、かつ、良好なサイズ性発現性が得られるため、表面平滑性に優れる塗工紙が得られる。 (Coated base paper and coated paper)
The paper containing the light calcium carbonate of the present invention may be used as the coating base paper, and the coating paper having at least one coating layer containing a pigment and an adhesive as main components may be used. By internally adding the light calcium carbonate of the present invention, the interlayer strength is improved, so that excellent blister suitability and good sizing development can be obtained, so that a coated paper having excellent surface smoothness can be obtained.
通常、上述の軽質炭酸カルシウムを内添した紙に表面処理剤を含む塗布液を塗布したものを塗工原紙としてもよい。この表面処理を施すことで、塗工原紙の表面強度を向上させる、あるいは塗工原紙表面の異物をクリーニングする効果があり、ストリークなどの発生を抑制させることができる。しかしながら、塗工原紙を抄紙し、顔料と接着剤を主成分とする塗工層を塗工、乾燥させるオンマシンコーターの場合、乾燥能力の制限や断紙の危険性を回避するため、表面処理が省略されることもある。
Usually, the above-mentioned paper on which light calcium carbonate is added and coated with a coating liquid containing a surface treatment agent may be used as a coating base paper. By applying this surface treatment, there is an effect of improving the surface strength of the coated base paper or cleaning foreign substances on the surface of the coated base paper, and it is possible to suppress the occurrence of streaks and the like. However, in the case of an on-machine coater that makes a coating base paper and coats and dries a coating layer containing pigments and adhesives as the main components, surface treatment is performed in order to avoid restrictions on drying capacity and the risk of paper breakage. May be omitted.
塗工原紙は、マシンカレンダ、ソフトカレンダなどによる平滑化仕上げ処理をすることもできる。
塗工層に使用される顔料としては特に限定するものではなく、通常の塗工紙分野で使用される顔料、例えば、重質炭酸カルシウム、本発明またはそれ以外の軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、石膏、タルク、カオリン、エンジニアードカオリン、焼成カオリン、ホワイトカーボン、非晶質シリカ、デラミネートカオリン、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、製紙スラッジ、脱墨フロスからの再生無機粒子等の無機系顔料や尿素ホルマリン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素／ホルマリン樹脂、メラミン系樹脂、スチレン／ブタジエン系共重合体系樹脂、フェノール樹脂、プラスチック中空粒子等の有機系顔料等を必要に応じて１種あるいは２種以上を適宜選択して併用することができる。混合比率は紙の品質に応じて調整することが可能であり、特に限定しない。 The coating base paper can also be smoothed and finished by a machine calendar, a soft calendar, or the like.
The pigment used for the coating layer is not particularly limited, and pigments used in the ordinary field of coated paper, for example, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate of the present invention or other, calcium sulfite, gypsum , Tarku, Kaolin, Engineered Kaolin, Calcined Kaolin, White Carbon, Amorphous Silica, Delaminated Kaolin, Keisou Soil, Magnesium Carbonate, Titanium Dioxide, Aluminum Hydroxide, Calcium Hydroxide, Magnesium Hydroxide, Zinc Hydroxide, Papermaking Inorganic pigments such as sludge and recycled inorganic particles from deinked floss, urea formalin resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, urea / formalin resin, melamine resin, styrene / butadiene copolymer resin, phenol resin, plastic hollow One or more organic pigments such as particles can be appropriately selected and used in combination as needed. The mixing ratio can be adjusted according to the quality of the paper and is not particularly limited.
塗工層に使用される顔料としては特に限定するものではなく、通常の塗工紙分野で使用される顔料、例えば、重質炭酸カルシウム、本発明またはそれ以外の軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、石膏、タルク、カオリン、エンジニアードカオリン、焼成カオリン、ホワイトカーボン、非晶質シリカ、デラミネートカオリン、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、製紙スラッジ、脱墨フロスからの再生無機粒子等の無機系顔料や尿素ホルマリン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素／ホルマリン樹脂、メラミン系樹脂、スチレン／ブタジエン系共重合体系樹脂、フェノール樹脂、プラスチック中空粒子等の有機系顔料等を必要に応じて１種あるいは２種以上を適宜選択して併用することができる。混合比率は紙の品質に応じて調整することが可能であり、特に限定しない。 The coating base paper can also be smoothed and finished by a machine calendar, a soft calendar, or the like.
The pigment used for the coating layer is not particularly limited, and pigments used in the ordinary field of coated paper, for example, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate of the present invention or other, calcium sulfite, gypsum , Tarku, Kaolin, Engineered Kaolin, Calcined Kaolin, White Carbon, Amorphous Silica, Delaminated Kaolin, Keisou Soil, Magnesium Carbonate, Titanium Dioxide, Aluminum Hydroxide, Calcium Hydroxide, Magnesium Hydroxide, Zinc Hydroxide, Papermaking Inorganic pigments such as sludge and recycled inorganic particles from deinked floss, urea formalin resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, urea / formalin resin, melamine resin, styrene / butadiene copolymer resin, phenol resin, plastic hollow One or more organic pigments such as particles can be appropriately selected and used in combination as needed. The mixing ratio can be adjusted according to the quality of the paper and is not particularly limited.
前記の顔料塗工液には、接着剤として、通常の塗工紙分野で使用される接着剤および、上記非塗工紙で表面処理剤として使用された各種表面処理剤を接着剤として使用してもよい。また、これらの接着剤は１種もしくは２種以上併用することも可能である。
In the pigment coating liquid, as an adhesive, an adhesive used in the field of ordinary coated paper and various surface treatment agents used as a surface treatment agent in the non-coated paper are used as an adhesive. You may. In addition, these adhesives can be used alone or in combination of two or more.
接着剤の配合量については、特に限定されるものではないが、顔料１００重量部あたり１～５０重量部、好ましくは５～３０重量部を配合する。
また、必要に応じて、有色染料や有色顔料、蛍光増白染料、増粘剤、保水剤、酸化防止剤、老化防止剤、導電誘導剤、消泡剤、紫外線吸収剤、分散剤、ｐＨ調整剤、離型剤、耐水化剤、撥水剤等の各種助剤を適宜配合することができる。 The amount of the adhesive to be blended is not particularly limited, but 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, is blended per 100 parts by weight of the pigment.
Also, if necessary, colored dyes, colored pigments, fluorescent whitening dyes, thickeners, water retention agents, antioxidants, antioxidants, conductivity inducers, defoamers, UV absorbers, dispersants, pH adjustments. Various auxiliary agents such as agents, mold release agents, water resistant agents, and water repellent agents can be appropriately blended.
また、必要に応じて、有色染料や有色顔料、蛍光増白染料、増粘剤、保水剤、酸化防止剤、老化防止剤、導電誘導剤、消泡剤、紫外線吸収剤、分散剤、ｐＨ調整剤、離型剤、耐水化剤、撥水剤等の各種助剤を適宜配合することができる。 The amount of the adhesive to be blended is not particularly limited, but 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, is blended per 100 parts by weight of the pigment.
Also, if necessary, colored dyes, colored pigments, fluorescent whitening dyes, thickeners, water retention agents, antioxidants, antioxidants, conductivity inducers, defoamers, UV absorbers, dispersants, pH adjustments. Various auxiliary agents such as agents, mold release agents, water resistant agents, and water repellent agents can be appropriately blended.
顔料塗工液の固形分濃度としては、２５～８０質量％の範囲で選択できる。塗工量の調整や操業性を考慮すると、５０～７０質量％の範囲が望ましい。
塗工原紙上に設ける塗工層は、１層または２層以上の多層にするかは特に限定しない。多層の場合、全てが同一である必要はなく、要求される品質レベルに応じて適宜調整すること可能である。また、塗工層の塗工量も、特に限定されるものではなく、塗工紙の白紙品質、印刷品質などに応じて調整することが可能であるが、一般的には、片面あたり０．５～４０．０ｇ／ｍ２程度である。 The solid content concentration of the pigment coating liquid can be selected in the range of 25 to 80% by mass. Considering the adjustment of the coating amount and the operability, the range of 50 to 70% by mass is desirable.
The coating layer provided on the coating base paper is not particularly limited as to one layer or two or more layers. In the case of multiple layers, not all need to be the same and can be appropriately adjusted according to the required quality level. Further, the amount of coating of the coating layer is not particularly limited, and can be adjusted according to the blank paper quality, printing quality, etc. of the coated paper, but generally, 0. It is about 5 to 40.0 g / m 2 .
塗工原紙上に設ける塗工層は、１層または２層以上の多層にするかは特に限定しない。多層の場合、全てが同一である必要はなく、要求される品質レベルに応じて適宜調整すること可能である。また、塗工層の塗工量も、特に限定されるものではなく、塗工紙の白紙品質、印刷品質などに応じて調整することが可能であるが、一般的には、片面あたり０．５～４０．０ｇ／ｍ２程度である。 The solid content concentration of the pigment coating liquid can be selected in the range of 25 to 80% by mass. Considering the adjustment of the coating amount and the operability, the range of 50 to 70% by mass is desirable.
The coating layer provided on the coating base paper is not particularly limited as to one layer or two or more layers. In the case of multiple layers, not all need to be the same and can be appropriately adjusted according to the required quality level. Further, the amount of coating of the coating layer is not particularly limited, and can be adjusted according to the blank paper quality, printing quality, etc. of the coated paper, but generally, 0. It is about 5 to 40.0 g / m 2 .
本発明における塗工層を設ける際の塗工方式については、通常の塗工紙製造分野で使用されている各種の塗工装置、例えばエアーナイフコーター、各種のブレードコーター、ゲートロールコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター等を適宜使用することができる。
Regarding the coating method for providing the coating layer in the present invention, various coating devices used in the ordinary field of coated paper manufacturing, such as an air knife coater, various blade coaters, gate roll coaters, and roll coaters. , Die coater, curtain coater, spray coater and the like can be appropriately used.
上記顔料塗工液を原紙に塗工した後は、塗工層を乾燥させ、塗工紙を得る。この乾燥方法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法を任意に選択して使用することができる。
After applying the above pigment coating liquid to the base paper, the coating layer is dried to obtain a coated paper. As this drying method, for example, a usual method such as a steam heater, a gas heater, an infrared heater, an electric heater, a hot air heater, a microwave, or a cylinder dryer can be arbitrarily selected and used.
このようにして得られた塗工紙は、各種公知公用の仕上げ装置、例えばスーパーカレンダ、グロスカレンダ、ソフトカレンダ、マットカレンダ等に通紙して製品仕上げを施してもよい。
The coated paper thus obtained may be passed through various publicly known and public finishing devices such as a super calendar, a gloss calendar, a soft calendar, a mat calendar, etc. to finish the product.
（電子写真用転写紙）
本発明の特定の軽質炭酸カルシウムを内添した紙を用いて電子写真用転写紙を製造することができる。本発明の軽質炭酸カルシウムを内添することで、層間強度が向上するため、印刷時のカールや紙粉が発生しにくい電子写真用転写紙を得ることができる。また、本発明の軽質炭酸カルシウムは抄紙機のワイヤーを摩耗させにくいため、一般的な抄紙機を用いる抄紙に使用することができる。特に、電子写真用転写紙を抄造するために用いられる抄紙機は、両面脱水機構を有しているハイブリッドフォーマー、オントップフォーマーなどが望ましいが、これに限定されるものではない。 (Transfer paper for electrophotographic)
The transfer paper for electrophotographic can be produced using the paper containing the specific light calcium carbonate of the present invention. By internally adding the light calcium carbonate of the present invention, the interlayer strength is improved, so that it is possible to obtain an electrophotographic transfer paper in which curling and paper dust are less likely to occur during printing. Further, since the light calcium carbonate of the present invention does not easily wear the wire of the paper machine, it can be used for paper making using a general paper machine. In particular, the paper machine used for making transfer paper for electrophotographic is preferably a hybrid former or an on-top former having a double-sided dehydration mechanism, but the present invention is not limited thereto.
本発明の特定の軽質炭酸カルシウムを内添した紙を用いて電子写真用転写紙を製造することができる。本発明の軽質炭酸カルシウムを内添することで、層間強度が向上するため、印刷時のカールや紙粉が発生しにくい電子写真用転写紙を得ることができる。また、本発明の軽質炭酸カルシウムは抄紙機のワイヤーを摩耗させにくいため、一般的な抄紙機を用いる抄紙に使用することができる。特に、電子写真用転写紙を抄造するために用いられる抄紙機は、両面脱水機構を有しているハイブリッドフォーマー、オントップフォーマーなどが望ましいが、これに限定されるものではない。 (Transfer paper for electrophotographic)
The transfer paper for electrophotographic can be produced using the paper containing the specific light calcium carbonate of the present invention. By internally adding the light calcium carbonate of the present invention, the interlayer strength is improved, so that it is possible to obtain an electrophotographic transfer paper in which curling and paper dust are less likely to occur during printing. Further, since the light calcium carbonate of the present invention does not easily wear the wire of the paper machine, it can be used for paper making using a general paper machine. In particular, the paper machine used for making transfer paper for electrophotographic is preferably a hybrid former or an on-top former having a double-sided dehydration mechanism, but the present invention is not limited thereto.
本発明で製造される電子写真用転写紙のパルプ原料としては、特に限定されるものではなく、非塗工紙で例示した各種パルプなど、一般的に抄紙原料として使用されているものであればよい。中でも、環境面から脱墨パルプや古紙パルプの使用が多いほど望ましい。
The pulp raw material for the electrophotographic transfer paper produced in the present invention is not particularly limited, as long as it is generally used as a papermaking raw material, such as various pulps exemplified for uncoated paper. Good. Above all, from the environmental point of view, it is desirable that more deinked pulp and used paper pulp are used.
本発明の軽質炭酸カルシウムは、それ単独で用いることもでき、また、他の製紙用填料と併用することもできる。他の製紙用填料と併用する場合は、非塗工紙で例示した公知の填料を単独でまたは適宜２種類以上を組み合わせて使用することができる。混合比率は紙の品質に応じて調整することが可能であり印刷時のカールや紙粉を低減し、抄造時のワイヤー摩耗を抑制するためには、本発明の特定の軽質炭酸カルシウムを紙の内添填料１００重量部中に５０重量部以上含有することが好ましく、さらに好ましくは６０重量部以上を含有することであり、７０重量部以上を含有するのが特に好ましい。
The light calcium carbonate of the present invention can be used alone or in combination with other papermaking fillers. When used in combination with other paper-making fillers, the known fillers exemplified for uncoated paper can be used alone or in combination of two or more as appropriate. The mixing ratio can be adjusted according to the quality of the paper, and in order to reduce curl and paper dust during printing and suppress wire wear during papermaking, the specific light calcium carbonate of the present invention is applied to the paper. It is preferable to contain 50 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and particularly preferably 70 parts by weight or more in 100 parts by weight of the internal filler.
紙中灰分としては、３重量％未満では紙の光学特性、主に白色度、不透明度が不足しやすいため、５重量%以上とすることが好ましく、１０重量%以上とすることがより好ましい。一方、灰分が３０重量％を超えるとワイヤーの磨耗や抄紙機系内の汚れ、曲げこわさの低下に起因する電子写真方式印刷機での搬送性（重送、ジャムトラブル等）、紙粉発生量などの問題が生じやすい。そのため、一般に、３～３０重量％の範囲となるように添加することが好ましく、５～２０重量％の範囲となるように添加することが特に好ましい。
As the ash content in the paper, if it is less than 3% by weight, the optical characteristics of the paper, mainly whiteness and opacity, tend to be insufficient. Therefore, it is preferably 5% by weight or more, and more preferably 10% by weight or more. On the other hand, if the ash content exceeds 30% by weight, the transportability (double feeding, jam trouble, etc.) in the electrophotographic printing machine due to the wear of the wire, the dirt in the paper machine system, and the reduction of bending stiffness, and the amount of paper dust generated Problems such as are likely to occur. Therefore, in general, it is preferable to add it in the range of 3 to 30% by weight, and it is particularly preferable to add it in the range of 5 to 20% by weight.
本発明の軽質炭酸カルシウムを内添した電子写真用転写紙を製造する場合、上記非塗工紙で例示したような各種抄紙用薬品や、助剤を１種もしくは２種以上を併用して使用することができる。これらの助剤は、本発明の軽質炭酸カルシウムのスラリーに予め添加してから抄紙機に施用してもよく、また、本発明の軽質炭酸カルシウムのスラリーと別々に抄紙機に施用してもよい。電子写真用転写紙においても、前述と同様に、高い薬品添加効率が得られるため、サイズ発現性に優れる。
When producing an electrophotographic transfer paper with the light calcium carbonate of the present invention internally added, various papermaking chemicals as illustrated in the above uncoated paper and one or more auxiliary agents are used in combination. can do. These auxiliaries may be added to the slurry of light calcium carbonate of the present invention in advance and then applied to the paper machine, or may be applied to the paper machine separately from the slurry of light calcium carbonate of the present invention. .. Similarly to the above, high chemical addition efficiency can be obtained in the transfer paper for electrophotographic, so that the size expression is excellent.
表面強度を高める目的で、本発明の特定の軽質炭酸カルシウムを内添した電子写真電車用転写紙の上に表面処理剤を塗工してもよい。表面処理剤としては、上記非塗工紙で例示した表面処理剤を使用してもよい。また、電気抵抗性をコントロールしてトナー定着性を向上させるために、導電剤として塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム、塩化カリウムなどの無機導電剤やジメチルアミノエチルメタアクリレートなどの有機導電剤を加えて、外添で塗布することが好ましい。導電剤を含む表面処理剤の塗布量は適宜調整されるものであるが、通常の塗布量は、両面で０．５～４．０ｇ／ｍ２程度である。また、導電剤の塗布量としては、両面で０．０２～０．５ｇ／ｍ２程度である。
For the purpose of increasing the surface strength, the surface treatment agent may be applied on the transfer paper for an electrophotographic train in which the specific light calcium carbonate of the present invention is added. As the surface treatment agent, the surface treatment agent exemplified in the above-mentioned non-coated paper may be used. In addition, in order to control electrical resistance and improve toner fixability, an inorganic conductive agent such as sodium chloride, sodium sulfate, or potassium chloride or an organic conductive agent such as dimethylaminoethyl methacrylate is added as a conductive agent to the outside. It is preferable to apply it as a companion. The coating amount of the surface treatment agent containing the conductive agent is appropriately adjusted, but the usual coating amount is about 0.5 to 4.0 g / m 2 on both sides. The amount of the conductive agent applied is about 0.02 to 0.5 g / m 2 on both sides.
本発明の電子写真用転写紙の坪量は、例えば４０～８０ｇ／ｍ２とすることができ、通常の電子写真用転写紙の摩擦係数などを有するレベルに物性を調整すれば良い。
The basis weight of the electrophotographic transfer paper of the present invention can be, for example, 40 to 80 g / m 2, and the physical properties may be adjusted to a level having a friction coefficient or the like of a normal electrophotographic transfer paper.
以下、実験例を挙げて本発明の詳細を具体的に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。なお、本明細書において、特に断らない限り、「％」はすべて「重量％」であり、数値範囲はその端点を含むものとする。
Hereinafter, the details of the present invention will be specifically described with reference to experimental examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the present specification, unless otherwise specified, "%" is all "% by weight", and the numerical range includes the end points thereof.
実験１：軽質炭酸カルシウムの製造と評価
軽質炭酸カルシウムを炭酸ガス法で合成した。具体的には、焼成された生石灰を、水と混合・反応させて消石灰溶液（ライム）を得た上で、熱交換器にてライムを適温まで降温した後、有機酸（助剤）を添加し、反応容器であるタンク中で攪拌しながら炭酸ガスを吹込み、サンプル１～１２の軽質炭酸カルシウムを得た。ライム濃度、有機酸（助剤）添加率、炭酸化開始温度、カーボネーション時間を下表に示す。 Experiment 1: Production and evaluation of light calcium carbonate Light calcium carbonate was synthesized by the carbon dioxide gas method. Specifically, the calcined quicklime is mixed and reacted with water to obtain a carbon dioxide solution (lime), the lime is cooled to an appropriate temperature with a heat exchanger, and then an organic acid (auxiliary agent) is added. Then, carbon dioxide gas was blown into the tank, which is a reaction vessel, while stirring to obtain light calcium carbonate of Samples 1 to 12. The table below shows the lime concentration, organic acid (auxiliary) addition rate, carbonation start temperature, and carbonation time.
軽質炭酸カルシウムを炭酸ガス法で合成した。具体的には、焼成された生石灰を、水と混合・反応させて消石灰溶液（ライム）を得た上で、熱交換器にてライムを適温まで降温した後、有機酸（助剤）を添加し、反応容器であるタンク中で攪拌しながら炭酸ガスを吹込み、サンプル１～１２の軽質炭酸カルシウムを得た。ライム濃度、有機酸（助剤）添加率、炭酸化開始温度、カーボネーション時間を下表に示す。 Experiment 1: Production and evaluation of light calcium carbonate Light calcium carbonate was synthesized by the carbon dioxide gas method. Specifically, the calcined quicklime is mixed and reacted with water to obtain a carbon dioxide solution (lime), the lime is cooled to an appropriate temperature with a heat exchanger, and then an organic acid (auxiliary agent) is added. Then, carbon dioxide gas was blown into the tank, which is a reaction vessel, while stirring to obtain light calcium carbonate of Samples 1 to 12. The table below shows the lime concentration, organic acid (auxiliary) addition rate, carbonation start temperature, and carbonation time.
また、得られた炭酸カルシウムを以下の評価方法によって評価した。
（１）平均粒子径
レーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン製、マスターサイザー２０００）を用いて、体積累積分布の５０％点（Ｄ５０）を平均粒子径とした。
（２）ＢＥＴ比表面積
ＪＩＳ Ｚ ８８３０－２００１に準じて測定を行った。
（３）吸油量
測定用オイルに煮亜麻仁油を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－４に準じて測定を行った。
（４）一次粒子のアスペクト比
電子顕微鏡でサンプルを拡大観察し、無作為に選びだした１０～２０個の一次粒子について、長辺と短辺の長さを測定し、この比の平均値を採用した。
（５）摩耗性（版摩耗）
アインレーナーＡＴ－１０００磨耗試験機を使用し、軽質炭酸カルシウムの柔らかさを測定することで、版摩耗特性を評価した。具体的には、摩耗試験機付属の長網黄銅ワイヤスクリーン標準品を、１７４０００回転の間、１０％の軽質炭酸カルシウム懸濁液にさらす。処理前後の長網ワイヤスクリーンの重量を測定し、その差から長網ワイヤスクリーンの摩耗重量（ミリグラム）を算出した。評価基準は、下記のとおりである。
◎（優）：ワイヤー摩耗が１．２ｍｇ未満
○（良）：ワイヤー摩耗が１．２ｍｇ以上２．０ｍｇ未満
△（中）：ワイヤー摩耗が２．０ｍｇ以上４．０ｍｇ未満
×（悪）：ワイヤー摩耗が４．０ｍｇ以上
（６）一次粒子の粒子径
電子顕微鏡でサンプルを拡大観察し、無作為に選びだした１０～２０個の一次粒子について、長辺の長さを測定し、この平均値を採用した。 In addition, the obtained calcium carbonate was evaluated by the following evaluation method.
(1) Average particle size Using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (Malburn, Mastersizer 2000), the 50% point (D50) of the volume cumulative distribution was taken as the average particle size.
(2) BET specific surface area The measurement was performed according to JIS Z 8830-2001.
(3) Boiled linseed oil was used as the oil for measuring the amount of oil absorption, and the measurement was performed according to JIS K 6217-4.
(4) Aspect ratio of primary particles The sample was magnified and observed with an electron microscope, and the lengths of the long and short sides were measured for 10 to 20 randomly selected primary particles, and the average value of this ratio was calculated. Adopted.
(5) Wear resistance (plate wear)
The plate wear characteristics were evaluated by measuring the softness of light calcium carbonate using an Einlaner AT-1000 wear tester. Specifically, the long net brass wire screen standard attached to the wear tester is exposed to a 10% light calcium carbonate suspension for 174,000 revolutions. The weight of the long net wire screen before and after the treatment was measured, and the wear weight (milligram) of the long net wire screen was calculated from the difference. The evaluation criteria are as follows.
◎ (Excellent): Wire wear is less than 1.2 mg ○ (Good): Wire wear is 1.2 mg or more and less than 2.0 mg △ (Medium): Wire wear is 2.0 mg or more and less than 4.0 mg × (Bad): Wire Wear is 4.0 mg or more (6) Particle size of primary particles The sample is magnified and observed with an electron microscope, and the length of the long side is measured for 10 to 20 randomly selected primary particles, and the average value thereof. It was adopted.
（１）平均粒子径
レーザー回折／散乱式粒度分布測定器（マルバーン製、マスターサイザー２０００）を用いて、体積累積分布の５０％点（Ｄ５０）を平均粒子径とした。
（２）ＢＥＴ比表面積
ＪＩＳ Ｚ ８８３０－２００１に準じて測定を行った。
（３）吸油量
測定用オイルに煮亜麻仁油を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－４に準じて測定を行った。
（４）一次粒子のアスペクト比
電子顕微鏡でサンプルを拡大観察し、無作為に選びだした１０～２０個の一次粒子について、長辺と短辺の長さを測定し、この比の平均値を採用した。
（５）摩耗性（版摩耗）
アインレーナーＡＴ－１０００磨耗試験機を使用し、軽質炭酸カルシウムの柔らかさを測定することで、版摩耗特性を評価した。具体的には、摩耗試験機付属の長網黄銅ワイヤスクリーン標準品を、１７４０００回転の間、１０％の軽質炭酸カルシウム懸濁液にさらす。処理前後の長網ワイヤスクリーンの重量を測定し、その差から長網ワイヤスクリーンの摩耗重量（ミリグラム）を算出した。評価基準は、下記のとおりである。
◎（優）：ワイヤー摩耗が１．２ｍｇ未満
○（良）：ワイヤー摩耗が１．２ｍｇ以上２．０ｍｇ未満
△（中）：ワイヤー摩耗が２．０ｍｇ以上４．０ｍｇ未満
×（悪）：ワイヤー摩耗が４．０ｍｇ以上
（６）一次粒子の粒子径
電子顕微鏡でサンプルを拡大観察し、無作為に選びだした１０～２０個の一次粒子について、長辺の長さを測定し、この平均値を採用した。 In addition, the obtained calcium carbonate was evaluated by the following evaluation method.
(1) Average particle size Using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (Malburn, Mastersizer 2000), the 50% point (D50) of the volume cumulative distribution was taken as the average particle size.
(2) BET specific surface area The measurement was performed according to JIS Z 8830-2001.
(3) Boiled linseed oil was used as the oil for measuring the amount of oil absorption, and the measurement was performed according to JIS K 6217-4.
(4) Aspect ratio of primary particles The sample was magnified and observed with an electron microscope, and the lengths of the long and short sides were measured for 10 to 20 randomly selected primary particles, and the average value of this ratio was calculated. Adopted.
(5) Wear resistance (plate wear)
The plate wear characteristics were evaluated by measuring the softness of light calcium carbonate using an Einlaner AT-1000 wear tester. Specifically, the long net brass wire screen standard attached to the wear tester is exposed to a 10% light calcium carbonate suspension for 174,000 revolutions. The weight of the long net wire screen before and after the treatment was measured, and the wear weight (milligram) of the long net wire screen was calculated from the difference. The evaluation criteria are as follows.
◎ (Excellent): Wire wear is less than 1.2 mg ○ (Good): Wire wear is 1.2 mg or more and less than 2.0 mg △ (Medium): Wire wear is 2.0 mg or more and less than 4.0 mg × (Bad): Wire Wear is 4.0 mg or more (6) Particle size of primary particles The sample is magnified and observed with an electron microscope, and the length of the long side is measured for 10 to 20 randomly selected primary particles, and the average value thereof. It was adopted.
結果を表１および図１～図４に示す。ライム濃度低、助剤添加率多め、炭酸化開始温度低とすることで、一次粒子径が小さく（比表面積大）、二次粒子径が大きな軽質炭酸カルシウムを合成することができた（サンプル１）。特に本発明に係るサンプル１、５～９の炭酸カルシウムは、１０００個以上の一次粒子が凝集して二次粒子を形成していた。
The results are shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4. By lowering the lime concentration, increasing the addition rate of auxiliary agents, and lowering the carbonation start temperature, it was possible to synthesize light calcium carbonate with a small primary particle size (large specific surface area) and a large secondary particle size (Sample 1). ). In particular, in the calcium carbonates of Samples 1, 5 to 9 according to the present invention, 1000 or more primary particles were aggregated to form secondary particles.
さらに、一次粒子のアスペクト比については、一次粒子の成長を阻害する条件（ライム濃度低め、有機酸添加率多め、炭酸化開始温度低め、カーボネーション時間短め）とすることで、一次粒子のアスペクト比が低い軽質炭酸カルシウムとすることができた。
Furthermore, the aspect ratio of the primary particles is set to the conditions that inhibit the growth of the primary particles (low lime concentration, high organic acid addition rate, low carbonation start temperature, short carbonation time). Could be a low light calcium carbonate.
実験２：炭酸カルシウム内添紙の製造と評価
広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、ＣＳＦ：３６０ｍｌ）１００％からなるパルプスラリーに、パルプスラリーの全固形分に対して硫酸アルミニウム０．５％、紙中灰分が１０％となるように軽質炭酸カルシウム（実験１のサンプル１～１２）を添加し、紙料を調成した。 Experiment 2: Manufacture and evaluation of calcium carbonate inner paper In a pulp slurry composed of 100% bleached kraft pulp (LBKP, CSF: 360 ml), aluminum sulfate 0.5% and ash content in paper with respect to the total solid content of the pulp slurry. Light calcium carbonate (Samples 1 to 12 of Experiment 1) was added so that the value was 10%, and the paper material was prepared.
広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ、ＣＳＦ：３６０ｍｌ）１００％からなるパルプスラリーに、パルプスラリーの全固形分に対して硫酸アルミニウム０．５％、紙中灰分が１０％となるように軽質炭酸カルシウム（実験１のサンプル１～１２）を添加し、紙料を調成した。 Experiment 2: Manufacture and evaluation of calcium carbonate inner paper In a pulp slurry composed of 100% bleached kraft pulp (LBKP, CSF: 360 ml), aluminum sulfate 0.5% and ash content in paper with respect to the total solid content of the pulp slurry. Light calcium carbonate (Samples 1 to 12 of Experiment 1) was added so that the value was 10%, and the paper material was prepared.
この紙料を原料とし、円型手抄き機を用い、ＪＩＳ Ｐ ８２２２に準じて坪量が約６０ｇ／ｍ２の手抄紙を作成した。なお、プレス脱水後の湿紙の乾燥では、ＪＩＳ Ｐ ８２２２に定められた金属プレートと密着させる方法ではなく、ラボスケールのシリンダードライヤーにて乾燥して紙を得た。
Using this paper material as a raw material, a hand-made paper having a basis weight of about 60 g / m 2 was prepared according to JIS P 8222 using a circular hand-making machine. In the drying of the wet paper after press dehydration, the paper was obtained by drying with a lab-scale cylinder dryer instead of the method of bringing the wet paper into close contact with the metal plate specified in JIS P 8222.
このように製造した紙の物性を、下記の手順により評価した。
（灰分） ＪＩＳ Ｐ８２５１に準じて測定した（灰化温度：５２５℃）。
（坪量） ＪＩＳ Ｐ ８１２４に準じて測定した。
（紙厚） ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準じて測定した。
（ＩＳＯ白色度）ＪＩＳ Ｐ ８１４８に準じて測定した。
（不透明度）ＪＩＳ Ｐ ８１４９に準じて測定した。
（引張強度）ＪＩＳ Ｐ ８１１３に準じて測定した。
（裏抜け）
非塗工紙のフェルト面に対して、ＲＩ印刷機を使用して新聞インキ（東洋インキ社製、ヴァンテアンエコー）藍と紅の２色を、マクベス反射濃度計により測定した印刷面の印面濃度が１．３０となるよう重ねて印刷し、２３℃、５０ＲＨ％の環境下で２４時間調湿した後に、印刷面を表面とした場合の裏面について、印刷前後のＹ値を測定し、（印刷後Ｙ値／印刷前Ｙ値）×１００を裏抜け値とした。 The physical characteristics of the paper produced in this way were evaluated by the following procedure.
(Ash content) Measured according to JIS P8251 (ashing temperature: 525 ° C.).
(Basis weight) Measured according to JIS P 8124.
(Paper thickness) Measured according to JIS P 8118.
(ISO whiteness) Measured according to JIS P 8148.
(Opacity) Measured according to JIS P 8149.
(Tensile strength) Measured according to JIS P 8113.
(Breakthrough)
On the felt surface of uncoated paper, the printing surface density measured with a Macbeth reflection densitometer for two colors of newspaper ink (Vantean Echo, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) using an RI printing machine is After printing in layers so as to be 1.30 and adjusting the humidity in an environment of 23 ° C. and 50 RH% for 24 hours, the Y value before and after printing was measured for the back side when the printed side was the front side (after printing). Y value / Y value before printing) × 100 was defined as a strike-through value.
（灰分） ＪＩＳ Ｐ８２５１に準じて測定した（灰化温度：５２５℃）。
（坪量） ＪＩＳ Ｐ ８１２４に準じて測定した。
（紙厚） ＪＩＳ Ｐ ８１１８に準じて測定した。
（ＩＳＯ白色度）ＪＩＳ Ｐ ８１４８に準じて測定した。
（不透明度）ＪＩＳ Ｐ ８１４９に準じて測定した。
（引張強度）ＪＩＳ Ｐ ８１１３に準じて測定した。
（裏抜け）
非塗工紙のフェルト面に対して、ＲＩ印刷機を使用して新聞インキ（東洋インキ社製、ヴァンテアンエコー）藍と紅の２色を、マクベス反射濃度計により測定した印刷面の印面濃度が１．３０となるよう重ねて印刷し、２３℃、５０ＲＨ％の環境下で２４時間調湿した後に、印刷面を表面とした場合の裏面について、印刷前後のＹ値を測定し、（印刷後Ｙ値／印刷前Ｙ値）×１００を裏抜け値とした。 The physical characteristics of the paper produced in this way were evaluated by the following procedure.
(Ash content) Measured according to JIS P8251 (ashing temperature: 525 ° C.).
(Basis weight) Measured according to JIS P 8124.
(Paper thickness) Measured according to JIS P 8118.
(ISO whiteness) Measured according to JIS P 8148.
(Opacity) Measured according to JIS P 8149.
(Tensile strength) Measured according to JIS P 8113.
(Breakthrough)
On the felt surface of uncoated paper, the printing surface density measured with a Macbeth reflection densitometer for two colors of newspaper ink (Vantean Echo, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) using an RI printing machine is After printing in layers so as to be 1.30 and adjusting the humidity in an environment of 23 ° C. and 50 RH% for 24 hours, the Y value before and after printing was measured for the back side when the printed side was the front side (after printing). Y value / Y value before printing) × 100 was defined as a strike-through value.
なお、「裏抜け品質」「紙力」「版摩耗」については、それぞれ下記の基準に基づいて４段階で評価した（◎：優、○：良、△：中、×：劣）。
（裏抜け品質の評価）
◎：裏抜け値が７６．８以上
○：裏抜け値が７６．０以上７６．８未満
△：裏抜け値が７３．０以上７６．０未満
×：裏抜け値が７３．０未満
（紙力の評価）
◎：引張強度が２．６３以上
○：引張強度が２．５７以上２．６３未満
△：引張強度が２．５０以上２．５７未満
×：引張強度が２．５０未満
（版摩耗の評価）
◎：ワイヤー摩耗性が１．２ｍｇ未満
○：ワイヤー摩耗性が１．２ｍｇ以上２．０ｍｇ未満
△：ワイヤー摩耗性が２．０ｍｇ以上４．０ｍｇ未満
×：ワイヤー摩耗性が４．０ｍｇ以上 In addition, "strike-through quality", "paper strength", and "plate wear" were evaluated on a four-point scale based on the following criteria (⊚: excellent, ○: good, Δ: medium, ×: inferior).
(Evaluation of strike-through quality)
⊚: strike-through value is 76.8 or more ○: strike-through value is 76.0 or more and less than 76.8 Δ: strike-through value is 73.0 or more and less than 76.0 ×: strike-through value is less than 73.0 (paper) Evaluation of power)
⊚: Tensile strength is 2.63 or more ○: Tensile strength is 2.57 or more and less than 2.63 Δ: Tensile strength is 2.50 or more and less than 2.57 ×: Tensile strength is less than 2.50 (evaluation of plate wear)
⊚: Wire wear resistance is less than 1.2 mg ○: Wire wear resistance is 1.2 mg or more and less than 2.0 mg Δ: Wire wear resistance is 2.0 mg or more and less than 4.0 mg ×: Wire wear resistance is 4.0 mg or more
（裏抜け品質の評価）
◎：裏抜け値が７６．８以上
○：裏抜け値が７６．０以上７６．８未満
△：裏抜け値が７３．０以上７６．０未満
×：裏抜け値が７３．０未満
（紙力の評価）
◎：引張強度が２．６３以上
○：引張強度が２．５７以上２．６３未満
△：引張強度が２．５０以上２．５７未満
×：引張強度が２．５０未満
（版摩耗の評価）
◎：ワイヤー摩耗性が１．２ｍｇ未満
○：ワイヤー摩耗性が１．２ｍｇ以上２．０ｍｇ未満
△：ワイヤー摩耗性が２．０ｍｇ以上４．０ｍｇ未満
×：ワイヤー摩耗性が４．０ｍｇ以上 In addition, "strike-through quality", "paper strength", and "plate wear" were evaluated on a four-point scale based on the following criteria (⊚: excellent, ○: good, Δ: medium, ×: inferior).
(Evaluation of strike-through quality)
⊚: strike-through value is 76.8 or more ○: strike-through value is 76.0 or more and less than 76.8 Δ: strike-through value is 73.0 or more and less than 76.0 ×: strike-through value is less than 73.0 (paper) Evaluation of power)
⊚: Tensile strength is 2.63 or more ○: Tensile strength is 2.57 or more and less than 2.63 Δ: Tensile strength is 2.50 or more and less than 2.57 ×: Tensile strength is less than 2.50 (evaluation of plate wear)
⊚: Wire wear resistance is less than 1.2 mg ○: Wire wear resistance is 1.2 mg or more and less than 2.0 mg Δ: Wire wear resistance is 2.0 mg or more and less than 4.0 mg ×: Wire wear resistance is 4.0 mg or more
結果を表２に示す。本発明の実施例であるサンプル１は、サンプル２～３（比較例）と比較して、軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積が高く、印刷インキの吸油量が高いため裏抜け品質が向上した。
The results are shown in Table 2. In Sample 1, which is an example of the present invention, the BET specific surface area of light calcium carbonate is higher and the oil absorption of the printing ink is higher than that of Samples 2 to 3 (Comparative Example), so that the strike-through quality is improved.
また、サンプル１（実施例）は、サンプル２およびサンプル４（比較例）と比較して、軽質炭酸カルシウムの粒径（二次粒子径）が大きいため、填料が紙中の繊維間結合を阻害しにくく、紙力（引張強度）が低下しにくかった。
Further, in Sample 1 (Example), the particle size (secondary particle size) of light calcium carbonate is larger than that of Sample 2 and Sample 4 (Comparative Example), so that the filler inhibits the interfiber bond in the paper. It was difficult to reduce the paper strength (tensile strength).
さらに、サンプル１～３を比較すると、使用した軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積が大きい、すなわち一次粒子径が小さくなると、抄造時のワイヤー摩耗や印刷時の版摩耗を抑制することができる。一般に、摩耗性には粒子の粒径や粒子形態が大きな影響を与えると考えられ、一次粒子径が大きく、形態が不定形で鋭いカドを有すると、摩耗性（版摩耗）が悪くなる傾向がある。
Further, comparing Samples 1 to 3, when the BET specific surface area of the used light calcium carbonate is large, that is, the primary particle size is small, wire wear during papermaking and plate wear during printing can be suppressed. In general, it is considered that the particle size and particle morphology have a great influence on the wear resistance, and if the primary particle diameter is large, the morphology is irregular and has sharp edges, the wear resistance (plate wear) tends to deteriorate. is there.
Further, comparing Samples 1 to 3, when the BET specific surface area of the used light calcium carbonate is large, that is, the primary particle size is small, wire wear during papermaking and plate wear during printing can be suppressed. In general, it is considered that the particle size and particle morphology have a great influence on the wear resistance, and if the primary particle diameter is large, the morphology is irregular and has sharp edges, the wear resistance (plate wear) tends to deteriorate. is there.
Claims (11)
- 一次粒子が凝集して二次粒子を形成している軽質炭酸カルシウムを内填した紙であって、
軽質炭酸カルシウムの一次粒子はアスペクト比が２．５以下の球状であり、軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５～４０ｍ２／ｇ、軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が３．０～１５．０μｍである、上記紙。 Paper filled with light calcium carbonate in which primary particles aggregate to form secondary particles.
The primary particles of light calcium carbonate are spherical with an aspect ratio of 2.5 or less, the BET specific surface area of the secondary particles of light calcium carbonate is 15 to 40 m 2 / g, and the average particle size of the secondary particles of light calcium carbonate is. The above paper, which is 3.0 to 15.0 μm. - 前記軽質炭酸カルシウムが、１００個以上の一次粒子が凝集して二次粒子を形成しているものである、請求項１に記載の紙。 The paper according to claim 1, wherein the light calcium carbonate is obtained by aggregating 100 or more primary particles to form secondary particles.
- 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が３．５～１０．０μｍである、請求項１または２に記載の紙。 The paper according to claim 1 or 2, wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 3.5 to 10.0 μm.
- 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径が４．０～８．０μｍである、請求項１～３のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle size of the secondary particles of the light calcium carbonate is 4.0 to 8.0 μm.
- 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．０～２．３である、請求項１～４のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 4, wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.0 to 2.3.
- 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．１～２．１である、請求項１～５のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 5, wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.1 to 2.1.
- 前記軽質炭酸カルシウムのアスペクト比が１．２～１．９である、請求項１～６のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 6, wherein the light calcium carbonate has an aspect ratio of 1.2 to 1.9.
- 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１５．５～３０ｍ２／ｇである、請求項１～７のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 7, wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 15.5 to 30 m 2 / g.
- 前記軽質炭酸カルシウムの二次粒子のＢＥＴ比表面積が１６～２０ｍ２／ｇである、請求項１～８のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 8, wherein the BET specific surface area of the secondary particles of the light calcium carbonate is 16 to 20 m 2 / g.
- 顔料塗工層を有しない非塗工紙である、請求項１～９のいずれかに記載の紙。 The paper according to any one of claims 1 to 9, which is a non-coated paper having no pigment coating layer.
- 紙中灰分が３～３０重量％である、請求項１～１０のいずれかに記載の紙。
The paper according to any one of claims 1 to 10, wherein the ash content in the paper is 3 to 30% by weight.
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-
2020
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