JP2000264629A - 炭酸カルシウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 苛性化工程を利用して、製紙用填料または顔
料として不透明度、ワイヤ磨耗性等に優れ、安価なアラ
ゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムを得る。 【解決手段】 第１段工程において、生成時の生石灰と
水のモル比が、生石灰：水＝１：８の消石灰であり、か
つ炭カル含有率が１．６重量％である消石灰に対して、
ｐＨ６．８の液を用い、濃度３０重量％になるようにス
ラリー化させ消石灰乳を得る。第２段工程の苛性化反応
において、初期の苛性化反応は、先ず炭酸ナトリウムを
０．０４ｇ／ｍｉｎ／ｇ（消石灰の生石灰換算値）で添
加し、反応温度を５０℃で行い、それに続き緑液の添加
速度を０．２２（緑液）／ｍｉｎ／ｇ（生成当初の消石
灰の生石灰換算値）、反応温度を５０℃で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硫酸塩法またはソー
ダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程において製紙用
填料及び、製紙用塗工顔料として有用な性能を与えるア
ラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムを製造する方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷あるいは筆記用に使用される紙に
は、通常、白色度、不透明度、平滑性、筆記性、手触
り、印刷適性等の改良を目的として填料が内添される。
この抄紙方法として、填料にタルク、クレー、酸化チタ
ン等を使用し、ｐＨ４．５付近で紙を抄く、いわゆる酸
性抄紙と、ｐＨ７〜８．５の中性〜弱アルカリ性域で紙
を抄く、いわゆる中性抄紙がある。中性抄紙では、輸入
品で高価なタルク、クレーに変わって、国産の炭酸カル
シウムを填料として使用することが可能となる。近年、
紙の保存性等の問題から中性抄紙によって得られる中性
紙が着目されるようになり、またこのほかにも紙質、コ
スト、環境対策等の面でもメリットが多いことから、中
性抄紙への移行が進んできており、今後ともその普及が
拡大する情勢にある。

【０００３】安価で軽量な中性紙への要求が高まってく
るなかで、填料としての炭酸カルシウムの位置づけは非
常に重要である。この中性抄紙で填料として用いられる
炭酸カルシウムには、天然石灰石を乾式あるいは湿式で
機械粉砕して得られる重質炭酸カルシウムと、化学的方
法によって得られる沈降性炭酸カルシウム（合成炭酸カ
ルシウム）がある。

【０００４】ところが、天然石灰石をボールミル等の粉
砕機を使用して得られた重質炭酸カルシウムは、内添填
料として使用した場合、抄紙の際に激しくプラスチック
ワイヤを磨耗させてしまう。さらに、この填料を使用し
て、通常の上質紙、塗工紙を抄造製造した場合、嵩、白
色度、不透明度等において不十分である。

【０００５】一方、化学的方法によって得られる沈降性
炭酸カルシウム（合成炭酸カルシウム）は、反応系が比
較的簡単（水、消石灰、炭酸ガス）なこともあり、製紙
工場のオンサイトにて実際に製造される例もいくつか見
られる。

【０００６】しかしながら、この方法は、炭酸カルシウ
ムが唯一の産物であることから、非常に製造コストが高
く、ユーザーの要望する低コスト化にはそぐわず、安価
な紙には使用できないか、あるいはその使用量も大きく
制限される。

【０００７】そこで考えられるのが、クラフトパルプ製
造工程の蒸解薬品の回収・再生を行う苛性化工程で副生
する炭酸カルシウムを製紙用原料として使用する方法で
ある。

【０００８】しかし、従来ここで得られる炭酸カルシウ
ムは形状コントロールが難しいため、サイコロ状や六角
面体などの種々雑多な形状を有し、粒子径も大きく、何
れも不定形あるいは塊状で、従来の重質炭酸カルシウム
に近いものであるため、この填料を使用して通常の上質
紙、塗工紙を製造した場合、嵩、白色度、不透明度等に
おいては不十分であった。また、近年、抄紙機が大型化
し、抄紙速度もより高速化する中にあって、プラスチッ
クワイヤの磨耗性とウェットエンドでの歩留まり性にも
大きな問題を抱えていた。

【０００９】これに対し最近、特開平１０−２２６９７
４号公報では、生石灰の消和反応と苛性化反応の条件を
特定することで上記問題を解決した製紙用に有用な炭酸
カルシウムの製造方法が開示されている。しかし、この
製造方法により得られる炭酸カルシウムは、抄紙時のワ
イヤー歩留まり、ワイヤー磨耗、さらに得られる紙の不
透明度が十分に良好でなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況に鑑
み、抄紙時には、ウェットエンドでのワイヤ歩留まりが
良く、ワイヤ磨耗性に優れ、またこれを紙の製造に用い
た場合には、さらに不透明度が高く、印刷品質等の優れ
た上質紙や塗工紙を提供するために、苛性化工程を利用
して、製紙用に有用な安価なアラゴナイト系イガグリ状
炭酸カルシウムを製造する改良方法の提供を本発明の課
題とした。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、硫酸塩法又は
ソーダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程を利用し
て、生成時の生石灰と水のモル比が特定範囲で、かつ特
定量の炭酸カルシウムを含有する消石灰をｐＨ５.５〜
１３．５の液でスラリー化させることによって得られる
消石灰乳に、炭酸ナトリウムを苛性化の初期に添加し、
その後、硫酸塩法又はソーダ法によるパルプ製造工程の
苛性化工程から出る緑液を連続的に添加し、その添加速
度及び反応温度を制御することによって解決できること
を見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１段工程であるスラリ
ー化において使用する消石灰は、消石灰生成時の生石灰
と水のモル比が、生石灰：水＝１：１〜１：１０の消石
灰を使用する。水の量が生石灰：水＝１：１より少ない
場合には、生石灰が全量消石灰とならず、第２段工程の
反応が不均一となり、生成する炭酸カルシウムのアラゴ
ナイト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊状粒子が
増加し、ワイヤー摩耗性に劣ると共に、良好な紙質が得
られない。水の量が生石灰：水＝１：１０を超えても生
成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶含有率が低下
し、不定形あるいは塊状粒子が増加し、ワイヤ磨耗性に
劣ると共に、良好な紙質が得られない。

【００１３】消石灰中の炭酸カルシウム含量について
は、消石灰の重量を基準として０．０５〜１０重量％の
ものを使用する。１０重量％を超えれば、生成する炭酸
カルシウムのアラゴナイト結晶含有率が低下し、不定形
あるいは塊状粒子が増加し、ワイヤ磨耗性に劣ると共
に、良好な紙質が得られない。また一方、０．０５重量
％未満のものを得るためには、原料生石灰の焼成に要す
るエネルギーが極度に増加したり、あるいは焼成装置に
特別な工夫を必要とするなどがあり、不経済となる。

【００１４】ここで、消石灰の生成において使用する生
石灰については、由来は特に限定されないが、炭酸カル
シウムを主成分とする石灰石、及び硫酸塩法またはソー
ダ法によるパルプ製造の苛性化工程において炭酸ナトリ
ウムを水酸化ナトリウムに転化する際に生成する炭酸カ
ルシウムを焼成したものが好ましい。

【００１５】消石灰のスラリー化に用いる液としては、
ｐＨ５．５〜１３．５を有するものを使用する。この液
には、苛性化工程で補充される水、あるいは緑液や白液
中の沈殿物（ドレッグス、炭酸カルシウムスラッジ）を
洗浄した上澄液である弱液が使用できる。特に弱液を使
用する場合、ｐＨ１３．５を超えると、ＮａＯＨやＮａ
₂ＣＯ₃濃度が高くなるため生成する炭酸カルシウムのア
ラゴナイト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊状粒
子が増加し、ワイヤ磨耗性が劣ると共に、良好な紙質が
得られない。一方、苛性化工程で補充される水を使用す
る場合は、一般的な工業用水の水質レベルのｐＨ５．５
以上であれば特に問題ない。また、消石灰のスラリー化
に水あるいは弱液を使用した場合、ここでの使用に相当
する、苛性化工程で補充される水量あるいはスメルト溶
解用弱液の量を減少させることで、苛性化工程内の水バ
ランスを調整できる。このことより、苛性化工程の操業
上重要な問題となる白液濃度の低下を伴うこともなく苛
性化反応を行うことができる。

【００１６】スラリー化時の消石灰濃度は、１０〜６０
重量％、好ましくは１５〜５５重量％で行う。６０重量
％を超えると液粘度が高すぎて現実的に攪拌が困難とな
り、一方１０重量％未満では、生成する炭酸カルシウム
のアラゴナイト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊
状粒子が増加し、ワイヤ磨耗性に劣ると共に、良好な紙
質が得られない。

【００１７】スラリー化時における消石灰と液との混合
には、一般的な攪拌羽根式、ポンプ式、押し出し機類、
捏和機類、混練機類の中から、混合時の液あるいはスラ
リーの粘度にあわせて適宜選定して使用すれば良い（昭
和６３年３月１８日丸善株式会社発行、化学工学便覧参
照）。

【００１８】スラリー化時の温度は、後で添加する緑液
の温度により適宜設定する。スラリー化時の時間は、均
一混合できる時間が取れれば良く、濃度、温度、攪拌力
等により適宜設定する。

【００１９】本発明の第２段工程である初期の苛性化反
応における炭酸ナトリウムは、一般的な市販の工業用の
無水炭酸ナトリウムをそのままあるいは濃厚液で使用す
る。添加の方法は消石灰乳に対する炭酸ナトリウムの添
加速度を０．００２〜０．５ｇ/ｍｉｎ/ｇ(生石灰換算
値)、好ましくは０．００５〜０．４ｇ/ｍｉｎ/ｇ(生石
灰換算値)で行う。０．００２ｇ/ｍｉｎ/ｇ(生石灰換算
値)より小さい添加速度では、生産性が劣り現実的でな
く、また一方０．５ｇ/ｍｉｎ/ｇ(生石灰換算値)より大
きい添加速度では、生成する炭酸カルシウムのアラゴナ
イト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊状粒子が増
加し、ワイヤ磨耗性に劣ると共に、良好な紙質が得られ
ない。

【００２０】炭酸ナトリウムによる初期苛性化反応の比
率は、第２段工程終了時の全苛性化比率に対し、０．３
〜５０％、好ましくは５〜３０％で行なう。０．３％よ
り低い場合は、使用する消石灰の品質範囲が狭くなり、
ある条件下では、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイ
ト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊状粒子が増加
し、ワイヤー磨耗性が劣ると共に、良好な紙質が得られ
ない。また一方５０％より高い場合は、その後の緑液使
用量が減少するため、苛性化工程のバランスを崩してし
まう。

【００２１】初期苛性化反応温度については、２０〜８
０℃、好ましくは２５〜７０℃で行う。８０℃より高い
場合には、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶
含有率が低下し、不定形あるいは塊状粒子が増加し、ワ
イヤ磨耗性に劣ると共に、良好な紙質が得られない。ま
た、一方２０℃より低い場合にも、生成する炭酸カルシ
ウムのアラゴナイト結晶含有率が低下し、不定形あるい
は塊状粒子が増加し、ワイヤ磨耗性に劣ると共に、良好
な紙質が得られない。さらに、冷却のための装置の工夫
およびそれに伴う経費がかさみ不経済である。

【００２２】初期苛性化反応時の攪拌には、一般的な攪
拌羽根式、ポンプ式、押し出し機類、捏和機類、混練機
類の中から、第１段工程で調整された消石灰乳と炭酸ナ
トリウム粉末が均一に混合できるものを適宜選定して使
用すれば良い（昭和６３年３月１８日丸善株式会社発
行、化学工学便覧参照）。

【００２３】後期の苛性化反応に用いる緑液は、一般的
な硫酸塩法又はソーダ法の苛性化工程から発生するもの
を使用でき、その濃度はトータルアルカリで８０〜１６
０g/L｛その内、Ｎａ₂ＣＯ₃が６５〜１３０ｇ／Ｌ(Ｎａ
₂Ｏ換算、以下同じ)｝、好ましくはトータルアルカリ１
００〜１５０ｇ／Ｌ(その内、Ｎａ₂ＣＯ₃が８５〜１３
０ｇ／Ｌ)である。

【００２４】前記の初期苛性化反応を終了した液と緑液
の混合方法は、消石灰乳に対する緑液の添加速度を０．
０２〜０．５ｃｃ（緑液）/ｍｉｎ/ｇ(第１段工程で生
成した消石灰の生石灰換算値)、好ましくは０．０５〜
０．４ｃｃ（緑液）/ｍｉｎ/ｇ(第１段工程で生成した
消石灰の生石灰換算値)で行う。０．０２より小さい添
加速度では、生産性が劣り現実的でなく、また一方０．
５より大きい添加速度では、生成する炭酸カルシウムの
アラゴナイト結晶含有率が低下し、不定形あるいは塊状
粒子が増加し、ワイヤ磨耗性に劣ると共に、良好な紙質
が得られない。緑液による苛性化の反応温度について
は、反応温度が２０〜１０５℃、好ましくは２５〜９５
℃で行う。１０５℃より高い場合には、大気圧下での沸
騰点を越えるため、加圧型の苛性化装置等を必要とする
ため不経済である。また、一方２０℃より低い場合に
は、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶含有率
が低下し、不定形あるいは塊状粒子が増加し、ワイヤ磨
耗性に劣ると共に、良好な紙質が得られない。さらに、
冷却のための装置の工夫およびそれに伴う経費がかさみ
不経済である。

【００２５】緑液による苛性化反応時の攪拌には、一般
的な攪拌羽根式、ポンプ式、押し出し機類、捏和機類、
混練機類の中から、消石灰乳と緑液が均一に混合できる
ものを適宜選定して使用すれば良い（昭和６３年３月１
８日丸善株式会社発行、化学工学便覧参照）。

【００２６】以上のような条件下において、短径が０．
１〜１．５μｍで、長径が０．３〜６．０μｍの棒状あ
るいは針状の一次粒子がランダムに凝集した、平均粒子
径が２．５〜１０．０μｍで、アラゴナイト結晶を５０
〜８５％含有するアラゴナイト系のイガグリ状炭酸カル
シウムが調製可能となる。

【００２７】本発明によって得られるアラゴナイト系イ
ガグリ状炭酸カルシウムは、従来苛性化工程で得られた
炭酸カルシウムに比べて、ワイヤ磨耗性、歩留まり性に
優れ、これを内添することで上質紙、塗工紙の不透明度
等に優れた特徴を与える。

【００２８】本発明では、苛性化の初期に無水炭酸ナト
リウムまたはその濃厚液を添加することで、初期の段階
から緑液を添加する方法と異なり、初期の反応液濃度を
低下させることなく反応を進められるため、均一でしか
も高い確率でアラゴナイト結晶の核が生成できるため、
ワイヤー摩耗性、ワイヤー歩留まり及び不透明度などの
点で、従来よりも優れたアラゴナイト系イガグリ状炭酸
カルシウムが得られたと考えられる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を実施例および比較例をあげて
より詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例の
みに限定されるものではない。 ［試験法］ アルカリの測定：TAPPI６２４ｈｍ−８５あるいはこ
れに準じて測定した。 消石灰中の炭酸カルシウム含量：ＳＳＣ５１００ Ｔ
Ｇ／ＤＴＡ２２システム（セイコー電子工業株式会社）
使用。 生成炭酸カルシウムの平均粒子径：生成物を水洗濾過
し、水で希釈後、レーザー回折式粒度分布計(シーラス
社製モテ゛ル715)で平均粒子径を測定した。短径、長径は走
査型電子顕微鏡(日本電子（株） 製 ＪＳＭ-5300)で
実測した。 形態観察：生成物を水洗濾過し、乾燥後走査型電子顕
微鏡(日本電子（株）製ＪＳＭ-5300)で形態観察した。 結晶系：Ｒｉｇａｋｕ製 Ｘ線回折ＲＡＤ−２Ｃによ
り測定した。 アラゴナイト結晶含有率（％）：硝酸カルシウムと尿
素よりアラゴナイト結晶を製造｛Ｇｙｐｓｕｍ＆Ｌｉｍ
ｅ Ｎｏ．２４５（Ｐ２３４参照、Ｒｉｇａｋｕ製 Ｘ
線回折ＲＡＤ−２Ｃの測定ではカルサイトピークなし｝
し、試薬のカルサイト結晶含有率９９．９％との混合比
率を変えて、Ｘ線回折ＲＡＤ−２Ｃで測定する。この時
のＸ線回折ピークの２θ＝２６．２°(アラゴナイト結
晶)と２θ=２９．４°（カルサイト結晶）の強度から次
の計算式｛２６．２°の強度÷(２６．２°の強度＋２
９．４°の強度）｝より強度比を求めて、混合割合と強
度比の検量線を作成した。この検量線を使用し、アラゴ
ナイト含有率を求めた。 ［実施例１］１Ｌの４ツ口フラスコ容器(以下の実施例・
比較例についても同じ容器使用)に、生成時の生石灰と
水のモル比が、生石灰：水＝１：８．０であり消石灰の
重量を基準として１．６重量％の炭酸カルシウムを含有
する消石灰７４ｇと、ｐＨ６．８の苛性化工程で補充さ
れる水を用い、消石灰濃度が２０重量％になる割合で混
合、スラリー化させて消石灰乳をつくり、炭酸ナトリウ
ム粉末（純度９９％）を添加速度０．０４ｇ／min／ｇ
（消石灰の生石灰換算値）、温度５０℃で１０分間添加
し、その後、緑液（組成：Ｎａ₂ＣＯ₃＝１１０ｇ／Ｌ、
Ｎａ₂Ｓ＝３４ｇ／Ｌ、ＮａＯＨ＝６ｇ／Ｌ。いずれも
Ｎａ₂Ｏ換算値で、以下の実施例・比較例について同
じ）を添加速度０．２２ｃｃ／min／ｇ（生成当初の消
石灰の生石灰換算値）、添加時間５０分、温度５０℃、
攪拌速度２５０ｒｐｍ（ＫＹＯＥＩ社POWER STIRRER TY
PE PS-2N使用、以下の実施例・比較例について同じ攪拌
機使用）の条件で苛性化反応を行わせた。反応生成物の
平均粒子径測定および形態観察を行った結果、平均長径
３．０μｍ、平均短径０．２μｍの一次粒子から構成さ
れる、平均粒子径が５．５μｍのアラゴナイト系イガグ
リ状炭酸カルシウムが認められた。実験条件および結果
を表１−１に示す。

【００３０】［実施例２］生成時の生石灰と水のモル比
が、生石灰：水＝１：１．８であり、かつ消石灰の重量
を基準として３．０重量％の炭酸カルシウムを含有する
消石灰７４ｇと、実施例１と同じ補充水、緑液および装
置を用い、消生石灰濃度が３０重量％になる割合で混
合、スラリー化させて消石灰乳をつくり、実施例１と同
じ炭酸ナトリウム粉末を用い、添加速度０．０４ｇ／mi
n／ｇ（消石灰の生石灰換算値）、温度４５℃で５分間
添加し、その後、実施例１と同じ緑液を用い、添加速度
０．２２ｃｃ／min／ｇ（生成当初の消石灰の生石灰換
算値）、添加時間５５分、温度４５℃、攪拌速度２５０
ｒｐｍの条件で苛性化反応を行わせた。反応生成物の平
均粒子径測定および形態観察を行った結果、平均長径
４．０μｍ、平均短径０．２μｍの一次粒子から構成さ
れる、平均粒子径が６．０μｍのアラゴナイト系イガグ
リ状炭酸カルシウムが認められた。実験条件および結果
を表１−１に示す。 ［実施例３］生成時の生石灰と水のモル比が、生石灰：
水＝１：３．０であり、かつ消石灰の重量を基準として
８．０重量％の炭酸カルシウムを含有する消石灰７４ｇ
と、ｐＨ１３．１の弱液を用い、消石灰濃度が４０重量
％になる割合で混合、スラリー化させて消石灰乳をつく
り、炭酸ナトリウム粉末（純度９０％）添加速度０．０
４ｇ／min／ｇ（消石灰の生石灰換算値）、温度４０℃
で１０分間添加し、実施例１と同じ緑液を添加速度０．
１１ｃｃ／min／ｇ（生成当初の消石灰の生石灰換算
値）、添加時間１００分、温度４０℃、攪拌速度３００
ｒｐｍの条件で苛性化反応を行わせた。反応生成物の平
均粒子径測定および形態観察を行った結果、平均長径
３．５μｍ、平均短径０．２μｍの一次粒子から構成さ
れる、平均粒子径が５．５μｍのアラゴナイト系イガグ
リ状炭酸カルシウムが認められた。実験条件および結果
を表１−１に示す。 ［実施例４］緑液添加時の反応温度を９０℃にした以外
は、実施例２と同様に実験を行った。反応生成物の平均
粒子径測定および形態観察を行った結果、平均長径４．
０μｍ、平均短径０．３μｍの一次粒子から構成され
る、平均粒子径が７．０μｍのアラゴナイト系イガグリ
状炭酸カルシウムが認められた。実験条件および結果を
表１−１に示す。 ［比較例１］炭酸カルシウム含有率３．０重量％の生石
灰５０ｇと、ｐＨ１３．１の弱液を用い、生石灰濃度が
３０重量％になる割合で混合、消和させて石灰乳をつく
り、実施例１と同じ緑液を添加速度０．１１ｃｃ／ｍｉ
ｎ／ｇ（生石灰）、添加時間１２０分、温度８５℃、攪
拌速度１０００ｒｐｍの条件で苛性化反応を行わせた。
反応生成物は、平均長径３．８μｍ、平均短径０．３μ
ｍであるアラゴナイト系針状炭酸カルシウムであること
が認められた。実験条件および結果を表２−１に示す。 ［比較例２］炭酸カルシウム含有率７．０重量％のキル
ン焼成生石灰を使用した以外は、比較例１と同様に実験
を行った。反応生成物は、平均長径８．０μｍ、平均短
径０．４μｍであるアラゴナイト系針状炭酸カルシウム
であることが認められた。実験条件および結果を表２−
１に示す。 ［比較例３］消石灰のスラリー化に用いる液のｐＨを１
３．９にした以外は、実施例１と同様に実験を行った。
この時の反応生成物は、平均粒子径が８．２μｍであ
り、その構成一次粒子が不定形あるいは塊状の炭酸カル
シウムであることが認められた。実験条件および結果を
表２−１に示す。 ［比較例４］消石灰スラリー化時の消石灰濃度を５重量
％にした以外は、実施例１と同様に実験を行った。この
時の反応生成物は、平均粒子径が９．５μｍであり、そ
の構成一次粒子が不定形の炭酸カルシウムであることが
認められた。実験条件および結果を表２−１に示す。 ［比較例５］苛性化反応時の緑液添加速度を、０．８８
ｃｃ／min／ｇ（消石灰の生石灰換算値）、添加時間15
分にした以外は、実施例１と同様に実験を行った。この
時の反応生成物は、平均粒子径が８．５μｍであり、そ
の構成一次粒子が不定形あるいは塊状の炭酸カルシウム
であることが認められた。実験条件および結果を表２−
１に示す。 ［比較例６］消石灰中の炭酸カルシウム含有率を１５重
量％にした以外は、実施例１と同様に実験を行った。こ
の時の反応生成物は、平均粒子径が１０．４μｍであ
り、その構成一次粒子が不定形あるいは塊状の炭酸カル
シウムであることが認められた。実験条件および結果を
表２−１に示す。 ［比較例７］生成時の生石灰と水のモル比を、生石灰：
水＝１：１５．０にした以外は、実施例１と同様に実験
を行った。この時の反応生成物は、平均粒子径が８．４
μｍであり、その構成一次粒子が不定形あるいは塊状の
炭酸カルシウムであることが認められた。実験条件およ
び結果を表２−１に示す。 ［比較例８］苛性化反応時の温度を１５℃にした以外
は、実施例１と同様に実験を行った。この時の反応生成
物は、平均粒子径が８．７μｍであり、その構成一次粒
子が不定形あるいは塊状の炭酸カルシウムであることが
認められた。実験条件および結果を表２−１に示す。

【００３１】[比較例９]炭酸ナトリウム粉末添加速度
を、０．８ｇ／ｍｉｎ／ｇ（消石灰の生石灰換算値）で
０．５分間添加した以外は、実施例１と同様に実験を行
った。この時の反応生成物は、平均粒子径が８．９μｍ
であり、その構成一次粒子が不定形あるいは塊状の炭酸
カルシウムであることが認められた。実験条件および結
果を表２−１に示す。 ［応用例１］カナダ標準濾水度（以下Ｃ．Ｓ．Ｆ．と略
記する）が３００mlの晒し化学パルプの単独スラリー
に、対パルプ当たり内添サイズ剤(アルキルケテンダイ
マー)０．０２％、硫酸バンド０．５％、カチオン変性
デンプン０．３％、実施例１〜４と比較例１〜９で得た
それぞれの炭酸カルシウムを１５％（各種苛性化軽カル
は、サンドグラインダーで３μｍに粉砕したものを用い
た）、並びに２００ｐｐｍの歩留まり向上剤（ポリアク
リルアミド、アニオン性分子量４００万〜５ＯＯ万）を
内添し調製したスラリーをテストマシンで抄紙した。こ
の様にして得られた紙の坪量、密度、不透明度の測定は
２０℃、６５％ＲＨで１昼夜調湿した後、ＪＩＳに準じ
て行った。また填料の歩留りおよびワイヤ摩耗試験を実
施した。試験方法を以下に、また得られた結果を表１−
２及び表２−２に示す。

【００３２】

【表１−１】

【００３３】

【表１−２】

【００３４】

【表２−１】

【００３５】

【表２−２】

【００３６】［試験法］ （１）ワイヤー摩耗測定法 ・試験器：日本フィルコン式磨耗試験装置 ・ワイヤ：日本フィルコンＣＯＳ−６０ポリエステルワ
イヤ ・スラリー濃度：２重量％ ・荷重：１２５０ｇ ・磨耗時間：９０分 ・磨耗量：磨耗試験前後のワイヤ重量減量（ｍｇ） ・各種苛性化軽カルは、サンドグラインダーで３μｍに
粉砕したものを用いた （２）歩留まり測定法 ・使用パルプ：Ｃ．Ｓ．Ｆ．３００ｍｌに叩解したパル
プ ・紙料濃度：０．５重量％（パルプ／填料＝６０／４
０） ・各種苛性化軽カルは、サンドグラインダーで３μｍに
粉砕したものを用いた ・薬品添加順序：パルプ→硫酸バンド（１％）→カチオ
ン化デンプン（０．２％）→填料→コロイダルシリカ
（０．０２％） （ ）内は対パルプ添加量で重量％ ・測定装置：ブリットジャーテスター使用 ・測定条件：薬品添加時シェア ７００ｒｐｍ 測定時シェア １５００ｒｐｍ 使用ワイヤ ２００メッシュ 紙料のファーストパスリテンションを測定 ［応用例２］応用例１で作製したそれぞれの紙に、サイ
ズプレスで酸化デンプンを乾燥後の重量が２g/m2になる
ように表面サイズプレスし乾燥した。その後ソフトカレ
ンダー処理(南千住製作所製、60℃、50kg/cm一定で処
理)した。塗工液組成として、平均粒子径が０．６μｍ
の重質炭酸カルシウム（商品名：ハイドロカーボ９０、
白石カルシウム（株）製）６０重量％、平均粒子径０．
５μｍのカオリン（商品名：ウルトラホワイト９０、エ
ンゲルハード（株）製）４０重量％に対し、接着剤とし
てリン酸エステル化デンプン４重量％、スチレン・ブタ
ジエン系ラテックス１０重量％および分散剤０．３重量
％とを含有した濃度６４％の塗工液を、テストブレード
コータで、片面当り１０ｇ／ｍ²を両面に塗工、乾燥さ
せた。得られたものについての品質評価方法を以下に、
また得られた結果を表３及び表４に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】［品質評価方法］ （１）白紙光沢度：ＪＩＳ Ｐ−８１４２に従い測定 （２）平滑度：ＪＡＰＡＮ ＴａｐｐｉNo.５ 王研式
平滑度試験機で測定 （３）不透明度：ＪＩ Ｐ−８１３８に従い測定 （４）腰：ＪＩＳ Ｐ−８１４３に従いクラークこわさ
試験器で測定 （５）印刷後光沢：ＲＩ印刷機（明製作所製）を用い、
サカタインクス製ダイヤトーンＧＳＬ紅を使用し、イン
キ量０．３５ｃｃ一定で印刷し、ＪＩＳ Ｐ−８１４２
に従い角度７５度で測定

【００４０】

【発明の効果】実施例１〜４に示す如く、本発明による
炭酸カルシウムはアラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシ
ウムであった。

【００４１】また応用例１の紙質試験の結果、本発明に
よるアラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムは不透明
度が高く、填料の歩留り性およびプラスチックワイヤ摩
耗性も優れていた。

【００４２】応用例２の本発明のイガグリ状炭酸カルシ
ウム内添紙から作られた塗工紙は、従来の炭酸カルシウ
ム内添紙に比べ不透明度、印刷品質等の点で優れた結果
が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られたアラゴナイト系イガグリ状
炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡
写真である。

【図２】実施例１で得られた生成物についてのＸ線回折
の結果を示す図である。

【図３】実施例２で得られたアラゴナイト系イガグリ状
炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡
写真である。

【図４】実施例３で得られたアラゴナイト系イガグリ状
炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡
写真である。

【図５】実施例４で得られたアラゴナイト系イガグリ状
炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡
写真である。

【図６】比較例１で得られたアラゴナイト系針状炭酸カ
ルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図７】比較例１で得られた生成物についてのＸ線回折
の結果を示す図である。

【図８】比較例３で得られた不定形あるいは塊状炭酸カ
ルシウムの結晶粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図９】比較例３で得られた生成物についてのＸ線回折
の結果を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 清 山口県岩国市飯田町２丁目８番１号 日本 製紙株式会社岩国技術研究所内 (72)発明者 南里 泰徳 山口県岩国市飯田町２丁目８番１号 日本 製紙株式会社岩国技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G076 AA16 AB02 AC02 BA15 BB04 BB06 BC02 BD01 CA02 CA26 DA02 DA15 4L055 AG12 AG94 AH01 AH02 AJ04 BA19 BA20 BC07 EA16 EA20 EA25 EA26 EA29 EA31 EA32 FA08 FA10 FA12 GA19

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製
   造工程の苛性化工程において炭酸カルシウムを製造する
   方法であって、消石灰生成時の生石灰と水のモル比が、
   生石灰：水＝１：１〜１：１０であり、かつ消石灰の重
   量を基準として０．０５〜１０重量％の炭酸カルシウム
   を含有する前記消石灰に対して、前記消石灰の濃度が１
   ０〜６０重量％になるようにｐＨ５．５〜１３．５を有
   する液を添加し、攪拌あるいは捏和しながらスラリー化
   させて消石灰乳及び／又は消石灰泥を生成する第１段工
   程、 ついで該消石灰乳及び／又は消石灰泥に対して、炭酸ナ
   トリウムを０．００２〜０．５ｇ／ｍｉｎ／ｇ（消石灰
   の生石灰換算値）の添加速度で所定量逐次添加し、反応
   温度２０〜８０℃にて初期苛性化反応を行なわせ、その
   後、前記苛性化工程で発生し、白液を製造するに必要な
   緑液を該消石灰乳及び/又は消石灰泥に対して０．０２
   〜０．５ｃｃ（緑液）/ｍｉｎ/ｇ(消石灰の生石灰換算
   値)の添加速度で所定量逐次添加し、反応温度２０〜１
   ０５℃にて苛性化反応を行う第２段工程よりなる、製紙
   用に有用なアラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムの
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記ｐＨ５．５〜１３．５を有する液
   が、苛性化工程で発生する弱液である請求項１記載のア
   ラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムの製造方法。
3. 【請求項３】 第２段工程終了時の全苛性化比率に対す
   る前記炭酸ナトリウムによる初期苛性化反応の比率が５
   〜５０％である請求項１または２記載のアラゴナイト系
   イガグリ状炭酸カルシウムの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の方法によって製造し
   た、短径が０．１〜１．５μｍで、長径が０．３〜６．
   ０μｍの一次粒子から構成される、平均粒子径が２．５
   〜１０．０μｍのアラゴナイト系イガグリ状の炭酸カル
   シウム。
5. 【請求項５】 請求項１〜３記載の方法によって製造し
   た、製紙用填料及び塗工紙用塗工顔料として有用なアラ
   ゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のアラゴナイト系イガグ
   リ状炭酸カルシウムを塗工顔料として用いることを特徴
   とする塗工組成物。
7. 【請求項７】 請求項５に記載のアラゴナイト系イガグ
   リ状炭酸カルシウムを製紙用填料として用いることを特
   徴とする紙又は塗工顔料として用いることを特徴とする
   塗工紙
8. 【請求項８】 第１段工程に用いる消石灰の生成時にお
   いて使用する生石灰が、炭酸カルシウムを主成分とする
   石灰石、及び／又は硫酸塩法またはソーダ法によるパル
   プ製造の苛性化工程において炭酸ナトリウムを水酸化ナ
   トリウムに転化する際に生成する炭酸カルシウムを焼成
   したものである請求項１記載のアラゴナイト系イガグリ
   状炭酸カルシウムの製造方法。