JPH0259181B2 - - Google Patents

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JPH0259181B2
JPH0259181B2 JP58233462A JP23346283A JPH0259181B2 JP H0259181 B2 JPH0259181 B2 JP H0259181B2 JP 58233462 A JP58233462 A JP 58233462A JP 23346283 A JP23346283 A JP 23346283A JP H0259181 B2 JPH0259181 B2 JP H0259181B2
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calcium carbonate
micron
coating
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less
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Berugaa Piitaa
Futsugenberugaa Ruudoihi
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    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5218—Macromolecular coatings characterised by inorganic additives, e.g. pigments, clays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/185—After-treatment, e.g. grinding, purification, conversion of crystal morphology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
    • D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は炭酸カルシウムをグラビア印刷用紙の
塗布顔料として使用する方法に関する。 塗被紙には、実質的に結合剤と鉱物質充填剤の
形での顔料とを含有する組成物を塗布する。紙用
塗布材料の組成、及びその使用についての記載
は、例えばJames P.Casey著、「パルプと紙の化
学と技術」（Pulp and Paper Chemistry and
Technology）、第19章、第巻（1961）中に与え
られている。 印刷技術の分野では、三種の異なる印刷方法が
知られている。即ち、凸版印刷、オフセツト及び
グラビア印刷である。 凸版印刷はレリーフ法として知られている。ゴ
ム印の場合のように凸版平面の他の部分より像の
部分が隆起している。印刷に際してはカオリンま
たは炭酸カルシウムを含有する塗被紙を使用す
る。 オフセツト印刷は平版印刷法として知られてい
る。即ち像と像のない部分とが同じ平面内にあ
る。両者の違いは、像の部分が油（即ち印刷イン
キ）を受け入れそしてそれを放出するが、撥水性
であり、一方像のない部分は保水性であつて撥油
（即ちインキ）性である点である。回転する印刷
シリンダーは先づはじめ含水シリンダーを通過
し、次いで含インキシリンダーを通過する。然し
乍らこの方法は直接紙に印刷するのではなく、シ
リンダー上に張つたゴムの「ブランケツト」上に
印刷する。ゴムブランケツトに対してシリンダー
によつて押圧されることにより、はじめて紙の上
に像ができる。この方法でもカオリン及び炭酸カ
ルシウムが紙用塗布顔料として使用されている。 グラビア印刷においてはシリンダーの印刷部分
はみがかれた表面より下になつている。シリンダ
ーは先づ液状インキを満たした槽を通過し次いで
過剰のインキを落す鋼製ブレードであるドクター
ブレードを通過する。そして、印刷を行うインキ
は刷り用シリンダーが紙をその上に選んでくるま
でセル中に保持され、インキは次いで紙に吸収さ
れる。 グラビア印刷のために、実際に塗布顔料として
使用されるのは、普通カオリンである。炭酸カル
シウムは、グラビア印刷用塗被紙に関する文献
（DE−OS3132841およびDE−OS2943653）にお
いて記述されているものの、現実にはグラビア印
刷において使用されたことがあまりなかつた。な
ぜならば、グラビア印刷用塗被紙において炭酸カ
ルシウムは実質的に良好な特性を有しないという
のが当業者のこれまでの見解だつたからである。 さらに、当業者は、文献により、不良の印刷品
質の結果になるという理由で、炭酸カルシウムを
グラビア印刷用塗被紙の塗布顔料として使用する
ことをわざわざ思いとどまつてさえいた。単に例
示の目的のために、この点に関する文献より二つ
の引用個所についてここで言及する。 １ “ECC International”、an in−house
periodical、1981、“How developments
incoating pigments affect paper
printability”、Dr.Ken Beazley、Research
and Development、第１頁および第２頁： この刊行物において、“現状”の一つは、重
質炭酸カルシウムがカオリンよりもより劣る、
グラビア印刷用塗被紙のための塗布顔料である
ことである旨が記述されている。第２頁には、
炭酸カルシウムが悪い印刷適性の結果になるこ
とが再び指摘されている。 ２ Tappi Coatings Proceedings 1979：
“Possibilities and Limitations of High
Solids Colours”、第39頁： point ４、summary、No.３のもと、重質炭
酸カルシウムを使用した場合、印刷品質は、カ
オリンを等量またはより高い固形分濃度で使用
した場合よりより劣ることが述べられている。 然し乍らグラビア印刷用紙に塗布顔料としてカ
オリンを使用することは下記のような不利益が不
可避である。特に −流動学的挙動が劣悪である。従つて高固型分濃
度で塗布することが不可能でありその結果塗膜
を乾燥させる為に多量のエネルギーを要する。 −多量の結合剤を要する。 −高コスト要因の為に不経済である。 −塗膜の伸長が固定している。 従つて、本発明の目的はこのような不利益を避
け、特にグラビア印刷用紙の為の、高固型分濃度
で塗布することができ、結合剤の量が少くて、エ
ネルギーを節約することができる塗布顔料であつ
て、従来技術による塗布顔料よりも高い光沢と不
透明性をグラビア印刷用紙に与え、よりすぐれた
裏ぬけ及び透過特性を与える。炭酸カルシウムを
グラビア印刷用紙のための顔料として使用する方
法を提供することにある。 本発明者等は長年にわたる研究と実験をくりか
えした後、驚くべきことに、当業者の従来の見解
に反して、炭酸カルシウムに本願特許請求の範囲
で規定したような特徴をもたせるならば前記の目
的を達成しうることを発見した。 従つて本発明は、非常に特定された炭酸カルシ
ウムに関する３つの特徴の組み合わせによつて特
徴ずけられる。即ち、50乃至70％の粒子が１ミク
ロンより小さい粒子径をもち、0.2ミクロンより
小さい粒子径をもつ粒子は10％より少く（特に１
乃至10％）存在し、そしてBET法で測定した比
表面積が10m2／ｇ以下である。好ましくは、本発
明の製品の粒子の上限は３乃至10ミクロンであ
る。 本発明の範囲内では、すべてのアルカリ土類金
属炭酸塩及びその混合物、例えばドロマイトが効
果的に使用できることが見出された。沈降炭酸カ
ルシウムも上記の問題点を非常によく解消するこ
とができる。天然炭酸カルシウム、石灰岩、チヨ
ーク及び大理石またはこれらの混合物は非常にす
ぐれていることが証明された。 本発明の好ましい実施態様は特に特許請求の範
囲第２項ないし第５項に記載されている。記載中
のパーセント数はすべて重量パーセントである。
ミクロンで記載されている粒径は球体としての直
径に相当する。本発明の他の特徴及び利点は下記
の実施例においてよりよく見出されるであろう。 実施例 １ 実験製品の製造 天然炭酸カルシウムを公知の方法で乾式予備粉
砕した。微粉砕はサンドミル中湿式によつて行
い、粉砕条件は１ミクロンより小さい粒子及び
0.2ミクロンより小さい粒子の百分比並びに比表
面積を大きく変えることができるように選択し
た。 粘度分布は沈降分析によつて測定し比表面積は
BET法によつて測定した。 上記の方法により、紙用塗布配合物についてこ
れらの百分比の効果を示す為に１ミクロンより小
さい粒子の割合が異る三種類の製品を製造した。 これら三種の製品についてグラビア印刷紙用塗
布配合物に関するテストを行つた。 塗布配合物 結合剤（アクリル酸含有コポリマー）
4.5重量部（絶対乾燥） 分散剤（ポリカルボン酸のナトリウム塩）
0.6重量部（絶対乾燥） ステアリン酸カルシウム 0.8重量部 カチオンポリエチレンイミン 0.12重量部 アニオンアクリレート増粘剤 0.3重量部 塗布用顔料 100.0重量部 塗布着色剤の固型分濃度を65％に調節した。 塗布条件 塗布原紙 木材36〜37g／m2含有 塗布重量 フエルト側7g／m2 （塗布層） ワイヤー側8g／m2 塗布機 コンビ ブレード コーター（Combi
Blade Coater） 操作速度 1000m／min 乾 燥 エアフオイル 250℃ カレンダリング スーパーカレンダー、操作速度
200m／min、線圧250Kp／cm、ロール温度70
℃ 試験条件 光沢度 Tappi Ｔ 480os−78による 不透明度 DIN 53146による 実験室でのグラビア印刷 印刷プレス プリユウバウ（Pru¨fbau）グラビア
印刷テスト用プレス 印刷シリンダー 彫版 印刷速度 5m／ｓ インキ 回転グラビアインキ（黒） 印刷品質は目視により評価した。評価等級を決
定した。 印刷面光沢度 光沢度はTappi法によつて75℃で、実験室で製
造したグラビア印刷の全表面について入射角及び
反射角を測定した。 裏ぬけ及び透過性 実験室でのグラビア印刷物を使用する。 印刷していない塗被紙の規約反射率（＝Ｒ）及
び全面に印刷した黒色の規約反射率（＝Rfr）を
測定した。 計算は下記の式によつて行う。 Ｒ−Rfr／Ｒ×100 実際の印刷方法に於ける試験 印刷プレス ウイフアーグ ロトマスター
（Wifag Rotomaster） 印刷シリンダー 彫版 シリンダー回転数／時間 15000 色順序 黄色、紫紅色、青色、黒色 すべての紙に静電印刷助剤を使用せずに印刷し
た。実際の印刷による試験は目視により評価し
た。評価等級を決定した。
【表】 下の粒子
比表面積 8.0m2〓g 9.1m2〓g 10.2m2〓g
【表】 １ミクロン以下の粒子含有量が62％である
VP60の製品が光沢度、印刷面光沢度、不透明度
及び裏ぬけ＋透過性に関して、並びに実際の試験
においても最上の結果を与えた。続いて１ミクロ
ン以下の粒子含有量がそれぞれ70％及び53％であ
る製品VP70とVP50となつている。本発明によ
り、１ミクロン以下の粒子の最適含有量は50乃至
70％、好ましくは60％である。 実施例 ２ 実施例１に記載の方法と同様にして、１ミクロ
ンより大きい粒子の含有率（％）及び１ミクロン
より小さい粒子の含有率（％）は同じであるが
0.2ミクロンより小さい粒子の含有率（％）が高
いもの及び低いもの、そして比表面積の高いもの
及び低いものの２種類の製品を製造した。これに
よつて本発明による炭酸カルシウムと、本発明が
解決しようとしている問題を解消し得ない炭酸カ
ルシウムとの間の相異点が指摘できる。 これら２種類の製品をグラビア印刷紙用塗布配
合物として試験した。 塗布配合物 結合剤（アクリル酸エステル含有コポリマー）
3.5重量部（絶対乾燥） 分散剤（ポリカルボン酸のナトリウム塩）
0.6重量部（絶対乾燥） ステアリン酸カルシウム 0.8重量部 カチオンポリエチレンイミン 0.12重量部 アニオンアクリレート増粘剤 0.3重量部 塗布用顔料 100.0重量部 塗布着色剤の固型分含有量を65％に調節した。 塗布条件 塗布原紙 木材37g／m2含有 塗布重量 フエルト側8g／m2 （塗布層） ワイヤー側ｇ／m2 塗布機 コンビ ブレード コーター 操作速度：1000m／min 乾 燥 エアフオイル 250℃ カレンダリング スーパーカレンダー、操作速度
200m／min、線圧250Kp／cm、ロール温度70
℃ 実施例１に記載した試験条件にて試験し、下記
のような特性が得られた。
【表】
【表】 本発明の製品VP5は、本発明の目的である問題
を解消しているがVP14では不満足な結果しか得
られなかつた。VP5はVP14よりもより粗大な炭
酸カルシウム粒子であるからこの結果は驚くべき
ことである。 実施例 ３ 実施例１に記載した方法により、１ミクロン以
下の粒子数、0.2ミクロン以下の粒子数及び比表
面積の値について好ましい実施態様である製品を
製造した。 この製品をグラビア印刷紙用塗布配合物におい
て一般に使用されている、即ち当業界で現在使用
されている生成物であるカオリンと比較して試験
した。
【表】 分含量
塗布条件 塗被原紙 木材36g／m2含有 塗布重量 フエルト側8g／m2 （塗布層） ワイヤ側9g／m2 塗布機 コンビ ブレード コーター 操作速度 1000m／min 乾 燥 エアフオイル 250℃ カレンダリング スーパーカレンダー、操作速度
200m／min、線圧250Kp／cm、ロール温度70
℃ 実施例１に記載した試験条件にて下記の特性が
得られた。
【表】
【表】 本実施例で使用したVP60／６の炭酸カルシウ
ムは１ミクロン以下の粒子を60％含有し、0.2ミ
クロン以下の粒子を６％含有しそして比表面積は
7.8m2／ｇであるがカオリンと同じ光沢度及び印
刷面光沢度を与える。不透明度及び裏ぬけ、透過
性、及び実験室でのグラビア印刷試験においては
VP60／６の製品はカオリンよりも良好な結果を
与えた。実際の印刷テストでは両者は同じ等級で
あつた。 これらの結果から、製品VP60／６に相当する
炭酸カルシウムを使用してグラビア印刷用紙を製
造するときは、カオリンを使用して製造したグラ
ビア印刷用紙と同等ないしはよりすぐれた塗被紙
を得られることがわかる。 また、実施例３の塗布配合物からわかるよう
に、炭酸カルシウムを使用するときは約20％少い
結合剤を使用して同等乃至よりすぐれた性質の塗
被紙を得ることができる。このように結合剤の使
用量を減らすことができるのは、製紙のコストを
低減させ得る重要な要因となる。 炭酸カルシウムは良好なレオロジー特性を有す
るのでカオリンでは不可能であつた高濃度固型分
の塗布配合物（ハイソリツドコーテイング）を製
造することができる。この結果、塗被紙の乾燥に
際して、省エネルギー即ちコスト低減につなが
り、実質的に製紙コストの低減になる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 粉砕及び／または分級によつて製造し、 ａ） １ミクロンより小さい粒子を50ないし70
    ％、 ｂ） 0.2ミクロンより小さい粒子を10％以下含
    み ｃ） BET法による比表面積が10m2／ｇ以下で
    ある特性をもつ炭酸カルシウムをLWC−グラ
    ビア印刷用塗被紙に塗布顔料として使用する方
    法。 ２ 炭酸カルシウムが ａ） １ミクロンより小さい粒子を55ないし65
    ％、 ｂ） 0.2ミクロンより小さい粒子を10％以下含
    み ｃ） BET法による比表面積が10m2／ｇ以下で
    ある特性をもつことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ３ 炭酸カルシウムが ａ） １ミクロンより小さい粒子を60％、 ｂ） 0.2ミクロンより小さい粒子を10％以下含
    み ｃ） BET法による比表面積が10m2／ｇ以下で
    ある特性をもつことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ４ 炭酸カルシウムが ａ） １ミクロンより小さい粒子を60％、 ｂ） 0.2ミクロンより小さい粒子を４乃至６％
    含み ｃ） BET法による比表面積が10m2／ｇ以下で
    ある特性をもつことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ５ 炭酸カルシウムが ａ） １ミクロンより小さい粒子を60％、 ｂ） 0.2ミクロンより小さい粒子を４ないし６
    ％含み ｃ） BET法による比表面積が８m2／ｇ以下で
    ある特性をもつことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。 ６ 固型分含量が65ないし85重量％である炭酸カ
    ルシウム懸濁液としてLWCグラビア印刷用塗被
    紙に使用する特許請求の範囲第１項ないし第５項
    のうちいずれか１項に記載の方法。
JP58233462A 1983-05-09 1983-12-10 グラビア印刷用塗被紙の為の顔料としての炭酸カルシウムの使用方法 Granted JPS59204662A (ja)

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DE3316949.7 1983-05-09
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