塗布液及塗覆該塗布液的塗料紙的製作方法

2023-05-22 19:41:21

專利名稱：：塗布液及塗覆該塗布液的塗料紙的製作方法
技術領域：
：本發明涉及不並用高嶺土而提供光澤度和白色度優異的塗料紙的塗布液及塗覆該塗布液的塗料紙。
背景技術：
：作為塗料紙用的顏料組成依製品等級或原紙的種類或塗布量而異，但一般可以使用高嶺土與碳酸鈣的混合組成。其中的高嶺土有助於提高光澤度，碳酸鈣有助於提高白色度。因此，作為該組成中使用的碳酸鈣，提出了一邊進行高速剪切處理，一邊在規定條件下使二氧化碳與規定粘度的氫氧化鈣反應得到的長徑l.0~2.8)Lim、平均短徑O.1~0.29)am的霰石型柱狀碳酸鉤(參照專利文獻l),通過一邊調節二氧化碳向氫氧化鈣濃度50~400g/L的石灰乳中的吹入速度和反應開始溫度使其達到規定的碳酸化率一邊使碳酸鹽化反應完成而得到的霰石型柱狀碳酸鈣(參照專利文獻2),對氫氧化4丐漿料加入晶種，一邊調節二氧化碳的吹入速度使之成長成規定的大小一邊製造的霰石型柱狀碳酸鈣(參照專利文獻3)等作為優選的方案。另一方面，還分別知道長度O.5~3pm、直徑O.1~0.3pm的霰石型柱狀碳酸鉤與粒徑2~7jam的板狀鹼性碳酸鎂的混合物作為與滑石、高嶺土等混合使用的內填充用的填充料(參照專利文獻4);還有含有長徑4.Ojim以下、短徑O.5jiun以下的柱狀輕質碳酸釣50重量y。以上的底塗液，與含有粒徑O.5~3.0jim的重質碳酸4丐5n/。以上的面塗液的組合物作為2次塗布用的塗布液(參照專利文獻5);霰石型和方解石型的2種碳酸鈣作為用於噴墨用記錄介質的油墨容納層的顏料(參照專利文獻6)。然而，迄今還不知道不使用高呤土而只配合碳酸4丐的塗料紙用塗布液。專利文獻l:特開平4-295010號公報(權利要求等)專利文獻2:特公昭55-51852號公報(權利要求等)專利文獻3:特公平l-34930號公報(權利要求等)專利文獻4:特開平6-10298號公報(權利要求等)專利文獻5:特開平6-73698號公報(權利要求等)專利文獻6:特開2005-280035號公報(權利要求等)
發明內容本發明是由於迄今作為塗料紙用顏料為了提高光澤度與碳酸鈣並用的高嶺土存在隨著天然資源的耗盡而難以供給的傾向，以開發為了代替高嶺土的顏料成分為目的而完成的研究。本發明人為了開發即使不含有高嶺土也提供顯示優異的光澤度和白色度的塗料紙的塗布液而反覆潛心研究的結果，發現通過使用以特定的方法製造的平均長徑l.0~2.8|am、平均短徑O.15~0.3jim的微粒霰石柱狀輕質碳酸鈣與溼式重質碳酸4丐的混合物，即使不配合高嶺土也能夠得到提供光澤度和白色度優異的塗料紙的塗布液，基於該見識而完成了本發明。即，本發明提供包含含有(A)將通過高速剪切處理使濃度400g/L時的粘度達到1000cP以上的氫氧化鈣漿料稀釋至不成為50g/L以下的濃度後，在反應開始溫度20~60。C下，通過以每lkg氫氧化鈣l~3L/分的比例向其中吹入二氧化碳所生成的平均長徑l.0~2.8|ani、平均短徑O.15~0.3jum的微粒霰石型柱狀輕質碳酸鉤，與(B)溼式重質碳酸釣的顏料的塗布液及塗覆其塗布液的塗料紙。再有，顆粒的平均粒徑，對短徑、長徑的任何一個均是由數字式卡尺(f夕^夕'7夕/《義)測量50個在掃描型電子顯微鏡(SEM)照片(l萬倍)中攝影下來的碳酸釣顆粒的粒徑得出的平均值。作為本發明中(A)成分的原料使用的氫氧化鈣漿料，可以通過將生石灰粉末進行水合，或者將消石灰粉末懸浮在水中成為以l升中400g的比例含有氫氧化釣的懸浮液，使用攪拌機或混煉機攪拌直至25°C的粘度成為1000cP以上，接著以不成為50g/L以下的濃度用水稀釋進行製備。此時，作為用於高速剪切處理的攪拌機或混煉機，優選科勒斯攪拌機(3—k只；軒廿一)、混砂機、均化器之類的高速葉輪式分散機。另外，上述的粘度是使用布魯克菲爾德粘度計(B型粘度計)，在轉子旋轉數60rpm的條件下所測定的值。該粘度必須是1000cP以上，低於1000cP時由於反應生成物的霰石型柱狀顆粒的分散性降低而不優選。接著，對這樣地製得的氫氧化鈣漿料，按每lkg氫氧化鈣、每分鐘1~3升的比例吹入二氧化碳進行碳酸化處理。此時，吹入的二氧化碳不一定是純淨的二氧化碳，也可以使用以二氧化碳濃度為15體積％以上、優選為20體積％以上含有二氧化碳的惰性氣體例如氮氣。該二氧化碳必須以每lkg氫氧化鈣、每分鐘1~3升的比例吹入，該比例低於每分鐘l升時反應時間過長生產效率降低，而每分種超過3升時，霰石柱狀顆粒的分散性降低、而且發生角狀顆粒混入的傾向。另外，該碳酸化處理時，將反應開始溫度選擇為206(TC，把生成的霰石型柱狀碳酸鈣的粒度控制在平均長徑l.Q~2.8pm、平均短徑0.15~0.3nm的範圍內。如降低該反應開始溫度則粒徑變小，如提高反應開始溫度則粒徑變大。而且，粒徑變得過小時，顆粒的凝聚增強、分散性降低，將含有該顆粒的塗布液塗覆在原紙上的場合，白色度或不透明度降低。另一方面，粒徑變得過大時，在原紙上塗覆的場合白紙光澤度降低，並且油墨的吸收性或凝定性降低。另外，碳酸化處理的反應開始溫度低於WC時，容易產生方解石，會在霰石型柱狀顆粒中混入角狀顆粒。相反，超過60。C的場合，發生方解石型紡錘狀顆粒混入到霰石型柱狀顆粒中的傾向。而且，角狀或紡錘狀顆粒這樣地混入時，成為塗料紙的光學物性降低的原因。接著，與上述的微粒霰石型柱狀碳酸釣混合使用的(B)成分的溼式重質碳酸鉀，可以使用在由水產生的溼潤狀態下將石灰石磨碎後乾燥，分級得到的包含平均粒徑O.5-3iim的顆粒的粉末，本發明中可以從市售品中任意地選用。再有，顆粒的平均粒徑是與(A)成分的溼式重質碳酸鈣的場合同樣地進行操作測量得到的值。本發明中，將(A)成分的霰石型柱狀輕質碳酸鈣與(B)成分的溼示重質碳酸鉤以質量比20:80~90:10、優選30:70~80:20的比例混合使用。霰石型輕質碳酸鈣的比例比該比例少時，得到的塗料紙的白紙光澤度降低，而霰石型輕質碳酸鈣的比例比該比例多時，難以調節固體的濃度。本發明的塗布液可通過相對於上述的顏料成分100質量份，配合粘合劑3~20質量份、優選5~15質量份，分散劑O.1~2.O質量份、水30~50質量份，使其均勻地混合、分散來進行製造。作為上述的粘合劑，可以使用酪蛋白、澱粉、改性澱粉、合成樹脂乳液、例如丙烯酸樹脂乳液，合成樹脂膠乳例如苯乙烯-丁二烯膠乳等。另外，作為分散劑，可以使用硬脂酸鈉、棕櫚酸鈉之類的表面活性劑。此外，也可以根據需要添加防水劑、保水劑、殺菌劑、著色劑、消光劑等塗布液中常用的助劑。本發明的塗布液，使用時可以調節到固體濃度50~80質量％、優選60~70質量％使用。接著，為了使用如上述那樣操作製得的塗布液製造塗料紙，例如使用刮刀式塗布機或輥式塗布機將該塗布液塗覆在原紙上，使塗布量在兩面為520g/m2，優選為815g/m2，並進行乾燥。這樣操作製得的塗料紙，雖然不含有高嶺土，但具有與含有高嶺土的塗料紙相匹敵的、或優異的光澤度和白色度。具體實施方式以下，對用於實施本發明的最佳方式進行說明，但本發明不受這些例子的任何限定。再有，關於各例中的白色度、不透明度、白色光澤度，是採用以下的方法進行測定的值。(1)白色度按照JISP8148進行測定。(2)不透明度按照JISP8149進行測定。(3)白紙光澤度按照JISP8142進行測定。參考例(微粒霰石型柱狀輕質碳酸鈣漿料的製造)將氫氧化鈣(奧多摩工業社制，超特選消石灰)懸浮在水中調節成400g/L的濃度，使用科勒斯混合機(島崎製作所社制)進行處理，製得25。C下的B型粘度(60轉/分)2500cP的氫氧化鈣水性懸浮液。用水稀釋這樣操作製得的氬氧化鈣水性懸浮液，調節成濃度150g/L後，將其15L供給間歇式反應槽，將反應槽中懸浮液的液溫調節到20。C後，以21.7L/分(1.3NmVhr)導入二氧化碳濃度30容量°/。的含二氧化碳氣體，使之反應到碳酸化率為100%,得到含有平均長徑2.1nm、平均短徑O.15ium的霰石柱狀輕質碳酸鈣顆粒的水性漿料。再有，顆粒的平均長徑和平均短徑，為由數字式卡尺測量50個在掃描型電子顯微鏡(SEM)照片(l萬倍)中攝影下來的碳酸鉀顆粒的顆粒短徑，取其平均值的值。對該輕質碳酸鉤漿料使用離心脫水機進行一次脫水處理，接著使用加壓脫水機實施二次脫水處理，得到濾餅狀的碳酸鉤。向得到的碳酸4丐餅中添加相對於碳酸鉀1.2質量％的聚丙烯酸鈉系的分散劑，使用葉片式分散機進行預分散，接著使用混砂機實施二次分散處理，成為固體濃度70%的漿料。實施例l將參考例中製得的霰石柱狀輕質碳酸鈣分散漿料40質量份與市售的溼式重質碳酸鈣漿料(O卩只；、矛，\^》社制"力一匕'夕^90"，平均粒徑l.2)uin)60質量份混合攪拌得到顏料混合漿料。在該漿料中配合作為顏料粘合劑的尿素磷酸酯化澱粉(日本食品化工社制)3質量份、苯乙烯-丁二烯膠乳(日本合成;f厶社制)10質量份、作為防掉粉劑的硬脂酸鈣(廿y/^3社制)l質量份，使用氬氧化鈉(和光純藥工業社制)將pH調節到10，得到固體濃度63%的塗布液。使用塗布用線棒按單面8g/m2將這樣操作製得的塗布液手工塗在市售的半優質紙(七S上質紙)上後，在超級壓光機線壓50kg/cm2、壓光機表面溫度55C的條件下處理一次，得到塗料紙。對得到的塗料紙測定白色度、不透明度、白紙光澤度，將測定結果示於表l。實施例2除了使用參考例中製得的輕質碳酸鈣分散漿料60質量份和溼式重質碳酸鈣40質量份作為顏料混合漿料原料以外，與實施例1同樣地製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。實施例3除了使用參考例中製得的輕質碳酸鈣分散漿料80質量份和溼式重質碳酸鉤20質量份以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。實施例4除了使用塗布用線棒按單面12g/m2將塗布液手工塗在市售的半優質紙上以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。實施例5除了使用塗布用線棒按單面20g/m2將塗布液手工塗在市售的半優質紙上以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。實施例6除了使用塗布用線棒按單面20g/m2將塗布液手工塗在市售的半優質紙上以外，與實施例3同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例l除了使用市售的平均長徑3.Opm、平均短徑0.4jLim的霰石柱狀輕質碳酸鈣分散漿料[奧多摩工業社制"夕^Z—^-123CS"(固體濃度70%)]40質量份，和溼式重質碳酸鉤60質量份以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙，將該塗料紙的物性示於表l。比較例2除了使用市售的平均長徑l.5nm、平均短徑O.3pm的方解石紡錘狀碳酸鈣分散漿料[奧多摩工業社制"夕^一>-221GS"(固體濃度70"]40質量份，和溼式重質碳酸鈣60質量份以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例3將巴西產微粒高嶺土(力/厶社制"7^:/>PLUS")IOO質量份與聚丙烯酸鈉系分散劑O.2質量份一起進行分散使固體濃度為70%。除了使用得到的高嶺土分散漿料40質量份，和溼式重質碳酸鈣60質量份以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例4除了使用塗布用線棒按單面12g/m2將塗布液手工塗在市售的半優質紙上以外，與比較例3同樣地製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例5除了使用塗布用線棒按單面20g/m2將塗布液手工塗在市售的半優質紙上以外，與比較例3同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例6除了使用參考例中製得的輕質碳酸鈣分散漿料10質量份和溼式重質碳酸鉤60質量份，及巴西產微粒高嶺土(力夕'厶社制PLUS")30質量份以外，與實施例l同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。比較例7除了使用參考例中製得的輕質碳酸鈣分散漿料20質量份和溼式重質碳酸鈣60質量份及微粒高嶺土20質量份以外，與實施例1同樣操作製得塗布液和塗料紙。將該塗料紙的物性示於表l。表ltableseeoriginaldocumentpage10由該結果可知與以往的塗覆配合微粒高嶺土與重質碳酸鈣製成的塗布液的塗料紙相比，本發明的塗覆含有輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣的塗布液的塗料紙在白色度和白紙光澤度方面優異。產業上的利用可能性本發明的塗料紙由於不含有高嶺土，因此在作為造紙廢棄物產生的造紙汙泥焚燒灰中含有碳酸鈣或氧化鈣或者其兩者，能夠將廢棄物回收再利用。因此，由於本發明能夠提供不使用高嶺土而在寬範圍的領域中使用的物性優異的塗料紙，所以可在產業上利用。權利要求1.塗布液，其特徵在於包含含有(A)將通過高速剪切處理使濃度400g/L時的粘度達到1000cP以上的氫氧化鈣漿料稀釋至不成為50g/L以下的濃度後，在反應開始溫度20～60℃下，以每1kg氫氧化鈣1～3L/分的比例向其中吹入二氧化碳所生成的、平均長徑1.0～2.8μm、平均短徑0.15～0.3μm的微粒霰石型柱狀輕質碳酸鈣與(B)溼式重質碳酸鈣的顏料。2.權利要求l所述的塗布液，其中(B)成分的溼式重質碳酸鈣是包含平均粒徑O.5~3^n的顆粒的粉末。3.權利要求1或2所述的塗布液，其中(A)成分和(B)成分在質量比20:80~90:IO的範圍內選用。4.權利要求l、2或3所述的塗布液，其中每100質量份顏料成分，含有粘合劑320質量份、分散劑O.1~2.0質量份和水30~50質量份。5.塗料紙，其塗覆有權利要求14的任一項所述的塗布液。6.塗料紙的製造方法，其特徵在於，以兩面達到520g/m2的塗布量，在原紙的兩面塗覆權利要求1~4的任何一項所述的塗布液，然後進行乾燥。全文摘要塗布液，其包含含有(A)將通過高速剪切處理使濃度400g/L時的粘度達到1000cP以上的氫氧化鈣漿料稀釋至不成為50g/L以下的濃度後，在反應開始溫度20～60℃下，通過以每1kg氫氧化鈣1～3L/分的比例向其中吹入二氧化碳所生成的、平均長徑1.0～2.8μm、平均短徑0.15～0.3μm的微粒霰石型柱狀輕質碳酸鈣與(B)溼式重質碳酸鈣的顏料，雖然不配合高嶺土，但能夠提供光澤度和白色度優異的塗料紙。文檔編號C09D201/00GK101541901SQ20078003661公開日2009年9月23日申請日期2007年10月2日優先權日2006年10月2日發明者下野和久,河津徹,高野達夫申請人:奧多摩工業株式會社