JP2003020592A

JP2003020592A - 中性紙

Info

Publication number: JP2003020592A
Application number: JP2001204836A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Myojo; 敦明城; Hiroyuki Wakasa; 浩之若狭; Osamu Kitao; 修北尾
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な強度を有し、かつ、光学特性、特に印
刷後不透明度に優れた中性紙を提供する。【解決手段】シリカ粒子により被覆された炭酸カルシ
ウム粒子を填料として０．５〜５重量％含んでおり、さ
らに、炭酸カルシウム粒子／シリカ粒子の重量比が２．
５〜４．０である中性紙。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、十分な強度を有
し、かつ光学特性、特に印刷後不透明度に優れた中性紙
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷用紙の需要は、物流コスト、省資源
等の観点から軽量化の方向に進んでいる。しかし紙を軽
量化すると、当然ながら紙の厚みが小さくなり、不透明
度、とりわけ印刷後不透明度が大きく低下する。印刷後
不透明度の低下はインクの裏抜けを引き起こし、印刷裏
面の印面品質を低下させる。不透明度を向上させるに
は、機械パルプ（ＭＰ）及び／又は脱墨古紙パルプ（Ｄ
ＩＰ）といった高不透明度を有するパルプの配合、低白
色度パルプの配合、填料の増加等の方法が実施されてい
る。特に中性紙には、経済性の観点から填料として炭酸
カルシウムが使用される。

【０００３】特開平９−７８４９１号公報には、填料と
して炭酸カルシウムを５〜１５重量％含む中性新聞用紙
及びその製造方法が開示されている。炭酸カルシウム
は、安価な材料であり、多用できるメリットはあるが、
填料の増加は紙の強度を低下させるのみならず、印刷時
に粉落ちと称される填料脱落の原因になり易く、印刷作
業性を悪化させる恐れがあり好ましくない。特開昭６１
−８１３１号公報には、水和珪酸と等電点が７以上の粉
体の混合物を嵩比重０．１８ｇ／ｃｃ以下となるように
粉砕した複合粉体を添加した場合、紙のインクの裏抜け
防止効果が優れることが開示されている。そして、等電
点が７以上の粉体として、炭酸カルシウム、アルミナ、
酸化亜鉛等が例示されているが、その比率は、等電点７
以上の粉体１部に対し水和珪酸が４〜４７部であるよう
に、水和珪酸が非常に多く、炭酸カルシウムを添加した
中性紙で見られる強度の向上効果は見られない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、強度が低下
しておらず、かつ光学特性、特に印刷後不透明度に優れ
た中性紙を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、中性紙、
特に機械パルプ、脱墨パルプが配合された中性紙を軽量
化するにあたり、強度の低下、剛度の低下を抑制し、光
学特性を低下させない紙を得るべく内添される填料につ
いて種々検討した結果、本発明を完成するに至った。本
発明は、以下の各発明を包含する。

【０００６】（１）シリカ粒子により被覆された炭酸カ
ルシウム粒子を填料として０．５〜５重量％含んでいる
ことを特徴とする中性紙。

【０００７】（２）前記シリカ粒子により被覆された炭
酸カルシウム粒子における炭酸カルシウム粒子／シリカ
粒子の重量比が２．５〜４．０である（１）項記載の中
性紙。（３）前記シリカ粒子により被覆された炭酸カルシウム
粒子の平均粒子径が１．０〜１０μｍの範囲であること
を特徴とする（１）項又は（２）項に記載の中性紙。

【０００８】（４）前記シリカ粒子により被覆された炭
酸カルシウム粒子における被覆前の炭酸カルシウム粒子
の平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、かつ被覆に使
用されているシリカ粒子の平均粒子径が２０〜５００ｎ
ｍである（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載の中
性紙。

【０００９】（５）前記中性紙は、酸化澱粉、エステル
化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱
粉等の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース
誘導体、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
ール等の変性ポリアルコール、スチレン−ブタジエン共
重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
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、ポリアクリルアミド等の中から選ばれ
る１種或いは複数種を含有する表面塗工剤によって表面
強度を上げるために形成されている表面塗工層を有する
ことを特徴とする（１）項〜（４）項のいずれか１項に
記載の中性紙。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の中性紙を構成するパルプ
分としては、砕木パルプ（ＧＰ）、加圧砕木パルプ（Ｐ
ＧＷ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサー
モメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、セミケミカルパルプ
（ＳＣＰ）などの機械パルプ（ＭＰ）、化学パルプ（Ａ
Ｐ，ＫＰ）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）抄紙工程等で発生す
る工程損紙から得られる回収パルプなどが挙げられ、こ
れらが要求品質に応じて任意の比率で配合して使用され
る。

【００１１】本発明の中性紙に使用される填料は、シリ
カ粒子により被覆された炭酸カルシウム粒子である。ベ
ースとなる炭酸カルシウム粒子は、石灰岩を粉砕して得
られる重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、或いは炭酸ガス
法や炭酸塩溶液法等の化学的方法によって製造された軽
質炭酸カルシウム（ＰＣＣ）であり、平均粒子径が０．
５〜１０μｍであれば製造法は問わない。

【００１２】また、炭酸カルシウム粒子の被覆に使用さ
れるシリカ粒子はコロイダルシリカから生成したものや
ケイ酸ソーダの中和により生成した含水ケイ酸等がある
が、平均粒子径が２０〜５００ｎｍであれば製造法は問
わない。シリカ粒子を炭酸カルシウム粒子の表面に、シ
リカ粒子の重量を１として炭酸カルシウム重量が２．５
〜４．０となるように被覆させたものであれば、これも
製造法は問わない。一例を挙げれば、炭酸カルシウム粒
子を懸濁させたケイ酸ソーダ水溶液中に鉱酸を滴下して
含水ケイ酸を炭酸カルシウム粒子表面に析出させる方法
などがある。このように製造されるシリカ粒子により被
覆された炭酸カルシウムは、その平均粒子径が１．０〜
１０μｍの粒子として使用される。

【００１３】前記パルプから構成されるパルプスラリー
に抄紙機上での留まりを勘案して添加される。その量
は、紙中のシリカ粒子により被覆された炭酸カルシウム
量が０．５〜５重量％となるように添加量を決めればよ
い。０．５重量％未満では、光学特性に対する添加の効
果が小さく、また５重量％を超えると、高い光学特性が
得られるものの、強度の低下、剛度の低下があり、粉落
ちと称する紙粉の発生もあって好ましくない。

【００１４】本発明の中性紙は、前述のパルプ及び填料
以外に、必要に応じて、他の無機系の製紙用填料や、ポ
リスチレン樹脂、尿素ホルマリン樹脂、メラミン系の樹
脂等の合成樹脂からなる有機系の製紙用填料が添加さ
れ、また、必要に応じて、ロジン系の中性サイズ剤、ア
ルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマーなどの
合成サイズ剤、ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、
ポリビニルアルコール、尿素ホルマリン樹脂等の紙力増
強剤、アクリルアミド／アミノメチルアクリルアミドの
共重合体、カチオン化澱粉、ポリエチレンイミン、ポリ
エチレンオキサイド、アクリルアミド／アクリル酸ソー
ダ等のろ水性向上剤、歩留り向上剤、硫酸バンド等が添
加され、更に着色剤、蛍光染料、消泡剤及びその他の製
紙用薬品が添加されて製造される。

【００１５】このように製造された中性紙は、表面強度
を上げるために表面塗工層が設けられる。表面塗工剤
は、酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、カチ
オン化澱粉、酵素変性澱粉等の澱粉類、カルボキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセ
ルロース等のセルロース誘導体、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等の変性ポリアルコー
ル、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、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、ポリアク
リルアミド等の中から選ばれる１種或いは複数から構成
される。

【００１６】また、表面塗工剤には、必要に応じて、分
散剤、粘度調整剤、染料、滑剤、耐水化剤、架橋剤、サ
イズ剤、導電剤等の各種助剤も添加される。表面塗工剤
は、２ロールサイズプレス、ゲートロールコーター等の
公知公用の塗工装置で塗布され、塗布量は０．１〜３ｇ
／ｍ²に調整される。得られた中性紙は、印刷用紙、新
聞用紙、電子写真用紙、出版用紙等としてそのまま使用
することもでき、また、印刷用塗工紙やインクジェット
用紙等の塗被組成物を設けた紙の基紙としても使用でき
る。

【００１７】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらの例によ
って限定されるものではない。なお、以下の実施例及び
比較例中の％及び部は、特に断りのない限り重量％及び
重量部を示す。

【００１８】実施例１針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）２０部、サー
モメカニカルパルプ（ＴＭＰ）３０部、脱墨パルプ（Ｄ
ＩＰ）５０部からなるパルプスラリーに、カチオン化澱
粉（エースＫ−１００、王子コーンスターチ社製）１
％、硫酸アルミニウム１％、中性ロジンサイズ（ＳＰＮ
Ｔ−８７、荒川化学社製）０．３％、及び炭酸カルシウ
ム粒子／シリカ粒子の重量比が３．２であるシリカ粒子
で被覆された炭酸カルシウム（炭酸カルシウム粒子の平
均粒子径３．４μｍ，シリカ粒子の平均粒子径５０ｎ
ｍ、被覆された粒子の平均粒子径３．５μｍ、日鉄鉱業
社製）８％を絶乾パルプ重量あたり添加し、紙料を調成
した後、坪量４２．３ｇ／ｍ²、灰分４．９％（シリカ
粒子被覆炭酸カルシウム２．０％）の紙を調製した。こ
の紙の表面に、ゲートロールコーターを用いて、酸化澱
粉（エースＡ、王子コーンスターチ社製）を０．５ｇ／
ｍ²塗布した。得られた紙の品質評価結果を表１に示
す。なお、シリカ粒子被覆炭酸カルシウム粒子の炭酸カ
ルシウム／シリカの重量比は、製造した中性紙中の灰分
の蛍光Ｘ線測定値として得られるＣａＯとＳｉＯ_２の比
率に基づいて算出した数値であり、以下の実施例２にお
いても同様である。

【００１９】実施例２炭酸カルシウム粒子／シリカ粒子の重量比が３．８であ
るシリカ粒子で被覆された炭酸カルシウム粒子（炭酸カ
ルシウム粒子の平均粒子径３．４μｍ，シリカ粒子の平
均粒子径５０ｎｍ、被覆された粒子平均粒子径３．５μ
ｍ、日鉄鉱業社製）を絶乾パルプ重量あたり１５％添加
し、紙料を調成した後、坪量４２．５ｇ／ｍ²、灰分
７．６％（シリカ粒子被覆炭酸カルシウム４．７％）の
紙を調製したこと以外は、実施例１と同様に紙を得た。
得られた紙の品質評価結果を表１に示す。

【００２０】比較例１軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、平均粒子径３．３
μｍ、奥多摩工業社製）を絶乾パルプ重量あたり１５％
添加し、紙料を調成した後、坪量４２．７ｇ／ｍ²、灰
分７．５％（炭酸カルシウム５．５％）の紙を調製した
こと以外は、実施例１と同様に紙を得た。得られた紙の
品質評価結果を表１に示す。

【００２１】比較例２軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１、平均粒子径３．３
μｍ、奥多摩工業社製）／ホワイトカーボン（平均粒径
２５．６μｍ、王子製紙社製）が重量比で３／１となる
ように混合した後、抄紙用填料として絶乾パルプ重量あ
たり１５％添加し、紙料を調成した後、坪量４２．５ｇ
／ｍ²、灰分７．９％（炭酸カルシウム５．３％）の紙
を調製したこと以外は、実施例１と同様に紙を得た。得
られた紙の品質評価結果を表１に示す。

【００２２】比較例３ホワイトカーボン（平均粒子径２５．６μｍ、王子製紙
社製）を抄紙用填料として絶乾パルプ重量あたり６％添
加し、紙料を調成した後、坪量４２．４ｇ／ｍ ²、灰分
４．９％の紙を調製したこと以外は、実施例１と同様に
紙を得た。得られた紙の品質評価結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】不透明度、印刷後不透明度、裂断長、クラ
ーク剛度の試験法は次のとおりである。（１）不透明度ＪＩＳＰ８１３８に準拠して測定した。（２）印刷後不透明度新聞用オフセットインキを用いて、ＲＩ印刷機（明製作
所製）にて、ベタ印刷を行い、印刷後不透明度Ｙ（％）
は下記の式（１）で定義した。Ｙ（％）＝（Ｒａ／Ｒｂ）×１００（１）但し、上記（１）式で、Ｒａは印刷後の裏面の反射率を
示し、Ｒｂは未印刷の裏面の反射率を示す。

【００２５】（３）裂断長ＪＩＳＰ８１１３に準拠して測定した。（４）クラーク剛度ＪＩＳＰ８１４３に準拠して測定した。

【００２６】

【発明の効果】実施例及び比較例から明らかなように、
シリカ被覆された炭酸カルシウムを填料として用いるこ
とにより（実施例１及び２）、炭酸カルシウムを用いた
場合（比較例１）と同等の不透明度と強度をもち、かつ
優れた印刷後不透明性を有する紙を得ることができる。
印刷後不透明度だけであれば、ホワイトカーボンを使用
すること（比較例３）で満足できるが、強度の低下が大
きい。また炭酸カルシウムとホワイトカーボンを混合し
ただけでは（比較例２）、その特性は炭酸カルシウムと
ホワイトカーボンの中間となり、シリカ被覆された炭酸
カルシウムのような特性は示さない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北尾修東京都江東区東雲一丁目10番６号王子製紙株式会社東雲研究センター内Ｆターム(参考） 4L055 AA02 AC03 AC06 AC09 AG10 AG18 AG47 AG99 AH01 AH13 BE08 EA16 EA32 FA15 GA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカ粒子により被覆された炭酸カルシ
ウム粒子を填料として０．５〜５重量％含むことを特徴
とする中性紙。
【請求項２】炭酸カルシウム粒子／シリカ粒子の重量
比が２．５〜４．０である請求項１記載の中性紙。
【請求項３】前記シリカ粒子により被覆された炭酸カ
ルシウム粒子の平均粒子径が１．０〜１０μｍの範囲で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の中性紙。
【請求項４】前記シリカ粒子により被覆された炭酸カ
ルシウム粒子における被覆前の炭酸カルシウム粒子の平
均粒子径が０．５〜１０μｍであり、かつ被覆に使用さ
れているシリカ粒子の平均粒子径が２０〜５００ｎｍで
ある請求項１〜３のいずれか１項に記載の中性紙。
【請求項５】前記中性紙は、酸化澱粉、エステル化澱
粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉等
の澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導
体、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
等の変性ポリアルコール、スチレン−ブタジエン共重合
体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
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、ポリアクリルアミド等の中から選ばれる
１種或いは複数種を含有する表面塗工剤によって形成さ
れている表面塗工層を有することを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載の中性紙。