JP2960001B2 - Manufacturing method of filler-filled paper - Google Patents

Manufacturing method of filler-filled paper

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JP2960001B2 JP34083895A JP34083895A JP2960001B2 JP 2960001 B2 JP2960001 B2 JP 2960001B2 JP 34083895 A JP34083895 A JP 34083895A JP 34083895 A JP34083895 A JP 34083895A JP 2960001 B2 JP2960001 B2 JP 2960001B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は填料を内添した紙の
製造方法に関し、特に白紙の不透明性のみならず印刷後
の不透明性にすぐれ、かつ紙力低下の少ない填料内添紙
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing paper with a filler added, and more particularly to a method for producing a paper with a filler, which is excellent not only in opacity of white paper but also in opacity after printing and has little decrease in paper strength. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】森林資源保護、ゴミ問題を含む環境負荷
軽減の見地から、紙の軽量化が必要とされている。軽量
化により同じ情報量を伝達するのに必要な木材繊維の重
量が減り、同様に廃棄物量も減るからである。特に新聞
用紙では世界的に見ても坪量が50g/m2から43、
一部では40以下に移行している。このような軽量化に
際しては紙の光学的性質、特に不透明性及び印刷後不透
明性が劣化し、いわゆる「裏抜け」が問題となる。この
問題は、新聞用紙のみならず、一般の軽量印刷用紙でも
同様であるが、これらの紙では軽量化により嵩(厚さ)
が減ずることも大きい問題となる。従来これらの問題に
対しては、ホワイトカーボンと称される水和珪酸や焼成
クレーなどを利用してきた。内添用の水和珪酸は1次粒
子径が約0.01〜0.05μmで、通常高次に凝集し
コールターカウンター測定時5〜10μmの粒子径を有
す多孔質の填料であり、吸油性にすぐれるので油性印刷
インキの浸透により引き起こされる裏抜けの防止に効果
がある。しかし、粒子径が比較的大きいので、入射光を
散乱する能力が低い。すなわち、印刷後の不透明性を維
持する能力はあるが、白紙の不透明性を向上する能力は
小さい。一方、二酸化チタンに代表される、他の製紙用
内添填料は粒子径が小さく、光を散乱する能力は高いも
のの印刷インキの浸透を抑える能力は低い。通常、新聞
用紙などの印刷用紙には、これらの填料を単独、若しく
は組合わせて要求品質を満たすように使用する。また、
一般に無機質の填料は比重がセルロース繊維の見掛け比
重より大きいので、紙中の填料含有率が高くなるほど、
紙の密度は増加し、嵩は減少する。前述のホワイトカー
ボンや同種の水和珪酸塩、特殊な沈降性炭酸カルシウム
は、多孔質であるので、紙中の填料含有率が高くなるほ
ど、嵩は増加する。
2. Description of the Related Art From the standpoint of protecting forest resources and reducing the environmental burden including the problem of waste, there is a need to reduce the weight of paper. Weight reduction reduces the weight of wood fibers needed to convey the same amount of information, as well as the amount of waste. Especially for newsprint, the weight per unit area is 50 g / m 2 to 43
Some have shifted to 40 or less. At the time of such weight reduction, the optical properties of paper, particularly opacity and opacity after printing are deteriorated, and so-called "through strike-through" becomes a problem. This problem is the same not only in newsprint paper but also in general lightweight printing paper. However, these papers are bulky (thick) due to weight reduction.
It is also a big problem that the number is reduced. Conventionally, to solve these problems, hydrated silicic acid or calcined clay called white carbon has been used. The hydrated silicic acid for internal addition is a porous filler having a primary particle diameter of about 0.01 to 0.05 μm, usually agglomerated, and having a particle diameter of 5 to 10 μm when measured by a Coulter counter. Because of its excellent properties, it is effective in preventing strikethrough caused by penetration of oil-based printing ink. However, the ability to scatter incident light is low due to the relatively large particle size. That is, there is the ability to maintain the opacity after printing, but the ability to improve the opacity of blank paper is small. On the other hand, other internal fillers for papermaking represented by titanium dioxide have a small particle size and a high ability to scatter light, but a low ability to suppress the penetration of printing ink. Usually, these fillers are used alone or in combination to satisfy required quality in printing paper such as newsprint. Also,
In general, the mineral filler has a specific gravity larger than the apparent specific gravity of the cellulose fiber, so the higher the filler content in the paper,
The density of the paper increases and the bulk decreases. Since the above-mentioned white carbon, the same kind of hydrated silicate, and special precipitated calcium carbonate are porous, the bulk increases as the filler content in the paper increases.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
極度の軽量化の場合には、従来の填料の如何なる組合わ
せによっても、白紙の不透明性と印刷後不透明性を両立
することはできない。また、ホワイトカーボンなどの填
料は粒子径が大きいので繊維間結合を著しく阻害する結
果、強度低下が起きる。本発明は、細孔容積が大きく、
且つ極めて微細粒子性状の水和珪酸が既存の水和珪酸及
び水和珪酸塩より紙の裏抜け防止効果にすぐれる点に着
目し、この填料を添加することにより強度を維持しなが
ら白紙の不透明性と印刷後不透明性が高い紙を製造する
方法を提供するものである。
However, in the case of extremely light weight as described above, it is not possible to achieve both the opacity of blank paper and the opacity after printing with any combination of conventional fillers. In addition, fillers such as white carbon have a large particle diameter, which significantly impairs inter-fiber bonding, resulting in a decrease in strength. The present invention has a large pore volume,
Focusing on the fact that hydrated silicic acid with extremely fine particle properties is more effective in preventing strike-through of paper than existing hydrated silicic acid and hydrated silicate, the addition of this filler maintains the strength while maintaining the opacity of white paper. The present invention provides a method for producing paper having high opacity and opacity after printing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに用いる水和珪酸は、珪酸ソーダ水溶液を鉱酸により
中和して得られる水和珪酸であって、吸油量が250〜
350ml/100g、全細孔容積が4.0〜6.0c
c/gで平均細孔半径が200〜400オングストロー
ムの範囲であり、且つ平均粒子径がレーザー法による測
定値で3.0〜15μm、コールター法による測定値で
2.0〜4.0μmまたは遠心沈降法による測定値で
0.5〜3.5μmのいずれかの範囲にある粒子特性を
有することを構成上の特徴とする。
The hydrated silicic acid used to achieve the above object is a hydrated silicic acid obtained by neutralizing an aqueous solution of sodium silicate with a mineral acid, and has an oil absorption of 250 to 150%.
350ml / 100g, total pore volume is 4.0-6.0c
The average pore radius is in the range of 200 to 400 angstroms in c / g, and the average particle diameter is 3.0 to 15 μm as measured by a laser method, 2.0 to 4.0 μm as measured by a Coulter method, or centrifugation. It is characterized by having a particle property in a range of 0.5 to 3.5 μm as measured by a sedimentation method.

【0005】本発明に係わる水和珪酸の各特性値は、下
記の測定方法により得られた値を用いるもとする。
As the characteristic values of the hydrated silicic acid according to the present invention, values obtained by the following measuring methods are used.

【0006】(1)吸油量;JIS K5101の方法
による (2)BET法比表面積;粉末状水和珪酸の試料0.0
5〜0.1gを(株)島津製作所製“フローソープ23
00S/N型”を用いて300℃で30分間の脱気条件
により測定する。
(1) Oil absorption; according to JIS K5101 (2) BET specific surface area: powdered hydrated silica sample 0.0
5 to 0.1 g of "Flow Soap 23" manufactured by Shimadzu Corporation
It is measured under deaeration conditions at 300 ° C. for 30 minutes using “00S / N type”.

【0007】(3)全細孔容積;粉末状水和珪酸の試料
0.05gを真空下で30分脱気した後、水銀を注入
し、1〜1900barまで加圧して細孔容積を水銀圧
入法(使用機器:カルロエルバ社製、水銀ポロシメータ
200型)で測定する。測定圧は細孔半径75000オ
ングストロームから39オングストロームに相当する。
(4)平均細孔半径;上記全細孔容積の測定の際に得ら
れた比表面積Sと全細孔容積Vから、半径(r)=V/
Sで算出する値で求める。
(3) Total pore volume: A 0.05 g sample of powdered hydrated silicic acid was degassed under vacuum for 30 minutes, and then mercury was injected and pressurized to 1 to 1900 bar to bring the pore volume into mercury. It is measured by a method (used equipment: Mercury porosimeter 200, manufactured by Carlo Elba). The measured pressure corresponds to a pore radius of 75,000 Å to 39 Å.
(4) Average pore radius: From the specific surface area S and the total pore volume V obtained in the measurement of the total pore volume, the radius (r) = V /
It is determined by the value calculated in S.

【0008】(5)粒度分布測定; (a)レーザー法;水和珪酸の試料スラリーを分散剤ヘ
キサメタリン酸ソーダ0.2重量パーセントを添加した
純水中で滴下混合して均一分散体とし、レーザー法粒度
測定機[使用機器;日機装(株)製、“マイクロトラッ
ク9220FRA型を使用)して粒度測定する。
(5) Particle size distribution measurement; (a) Laser method: A sample slurry of hydrated silicic acid is dropped and mixed in pure water to which 0.2% by weight of dispersant sodium hexametaphosphate has been added to form a uniform dispersion. The particle size is measured using a method particle size analyzer [using equipment; manufactured by Nikkiso Co., Ltd., using “Microtrac 9220FRA type”).

【0009】(b)コールタール法;試料水和珪酸スラ
リーをヘキサメタリン酸ソーダ0.2重量パーセントを
含む純水50mlに3滴滴下し、3分間超音波分散させ
た均一分散体をコールターカウンターTA型(コールタ
ーエレクトロニクス社製)を用いて粒度測定する。
(B) Coal tar method: A sample hydrated silicate slurry is dropped in 3 drops of 50 ml of pure water containing 0.2% by weight of sodium hexametaphosphate, and a homogenous dispersion obtained by ultrasonic dispersion for 3 minutes is used as a Coulter counter TA type. (Coulter Electronics Co., Ltd.) to measure the particle size.

【0010】(e)遠心沈降法;試料水和珪酸スラリー
をヘキサメタリン酸ソーダ0.2重量パーセントを含む
純水液に滴下して測定可能濃度として測定する(使用機
器:セイシン企業社製“ミクロン・フォトサイザーSK
N−1000型”を使用)。粒子径1ml以下の部分は
遠心により、また1ml以上の部分は重力沈降により測
定する。
(E) Centrifugal sedimentation method: A sample hydrated silicate slurry is dropped into a pure water solution containing 0.2% by weight of sodium hexametaphosphate and measured as a measurable concentration (use equipment: “Micron ™” manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Photosizer SK
(N-1000 type) is used. The portion having a particle size of 1 ml or less is measured by centrifugation, and the portion having a particle size of 1 ml or more is measured by gravity sedimentation.

【0011】本発明に係る微細水和珪酸の粒子性状は、
第1に全細孔容積が4.0〜6.0cc/gで平均細孔
半径が200〜400オングストロームの範囲にある点
に特徴づけられる。この全細孔容積は、従来の反応終了
スラリーを湿式粉砕する方法で得られる水和珪酸が概ね
4cc/g以下であるのに比べて高水準に位置してお
り、多孔質組織となっている。このため、紙の填料とし
て使用した場合に効率よくインキ液を吸収するため有効
に機能する。この全細孔容積は、4.0cc/g未満で
あると吸収能力が不足して裏抜け防止効果が効果的に付
与されず、また6.0cc/gを越えると他の特性を損
なう結果を招く。
The fine hydrated silica according to the present invention has the following particle properties:
First, it is characterized in that the total pore volume is 4.0 to 6.0 cc / g and the average pore radius is in the range of 200 to 400 angstroms. This total pore volume is located at a higher level than the hydrated silicic acid obtained by the conventional method of wet-milling the reaction-completed slurry, which is at most 4 cc / g, and has a porous structure. . Therefore, when used as a filler for paper, it effectively functions to efficiently absorb the ink liquid. If the total pore volume is less than 4.0 cc / g, the absorption capacity is insufficient and the strike-through preventing effect is not effectively provided. If the total pore volume exceeds 6.0 cc / g, other properties are impaired. Invite.

【0012】この全細孔容積は、組織内に分布するポア
の細孔半径にも関係するが、実用上は細孔半径が100
オングストローム未満の微細孔には常に吸着平衡水が充
満しているため吸着に機能せず、また104オングスト
ロームを越えて吸着力が弱化して吸着能に寄与しなくな
る。全細孔容積が4.0〜6.0cc/gの範囲にある
本発明の水和珪酸は、平均細孔半径が概ね100〜40
0オングストローム(細孔容積50%の中心細孔半径は
1500〜3500オングストローム)の範囲にあり、
従来の水和珪酸に比べて吸着性に優れる範囲に位置して
いる。このため、紙の填料に限らず、後記のように種々
の用途に好適なものとなる。
The total pore volume is related to the pore radius of the pores distributed in the tissue.
Since the pores smaller than Å are always filled with the equilibrium water for adsorption, they do not function for adsorption, and the adsorbing power becomes weaker than 104 Å and does not contribute to the adsorbability. The hydrated silica of the present invention having a total pore volume in the range of 4.0 to 6.0 cc / g has an average pore radius of about 100 to 40.
0 Angstroms (the center pore radius at 50% pore volume is 1500-3500 Angstroms);
It is located in a range where the adsorptivity is superior to conventional hydrated silica. For this reason, it is suitable not only for paper filler but also for various uses as described below.

【0013】本発明に係わる微細水和珪酸の第2の粒子
性状的な要件は、微細水和珪酸の平均粒子径が、レーザ
ー法による測定値で3.0〜15μm、コールター法に
よる測定値で2.0〜4.0μmまたは遠心沈降法によ
る測定値で0.5〜3.5μmのいずれかの範囲にある
点である。水和珪酸の粒子径は、レーザー法、コールタ
ー法および遠心沈降法によって異なった測定値を示す
が、これは珪酸粒子が多孔質で強く水和しているためと
考えられる 上記したように、本発明に係る水和珪酸は従来のものに
比べて微細粒子であるところに特徴があり、遠心沈降法
で測定した場合に特に小さい値をとる傾向を示す。ま
た、レーザー法による測定において比較的大きい値とな
るのは、1μm以下の粒子が透明化して検出されない傾
向となるためであり、比較的大きな二次粒子の粒径を評
価するものとして意義がある。更に、本発明に係る水和
珪酸は上記した粒子特性と相俟って吸油量が250〜3
50ml/100gの範囲にあることも特徴として挙げ
られ、これは従来のものよりも比較的大きい値をとるも
のである。この特性もまた紙の填料として好ましい特性
の1つである。
The second particle property requirement of the finely hydrated silica according to the present invention is that the average particle diameter of the finely hydrated silica is 3.0 to 15 μm as measured by a laser method and measured by a Coulter method. This is a point in a range of 2.0 to 4.0 μm or 0.5 to 3.5 μm as measured by a centrifugal sedimentation method. The particle size of hydrated silica shows different measured values by the laser method, the Coulter method and the centrifugal sedimentation method. This is considered to be because the silica particles are porous and strongly hydrated. The hydrated silicic acid according to the present invention is characterized in that it is a fine particle as compared with the conventional silicate, and tends to take a particularly small value when measured by a centrifugal sedimentation method. The relatively large value in the measurement by the laser method is because particles having a size of 1 μm or less tend to be transparent and not detected, and are significant as an evaluation of the particle size of relatively large secondary particles. . Furthermore, the hydrated silica according to the present invention has an oil absorption of 250 to 3 in combination with the above-mentioned particle characteristics.
The feature is also in the range of 50 ml / 100 g, which is a relatively large value compared to the conventional one. This property is also one of the preferable properties as a paper filler.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】上記の粒子性状を備える水和珪酸
は、珪酸ソーダ水溶液に鉱酸を添加して中和反応により
水和珪酸を製造する方法において、シリカ濃度がSiO
2として6〜10重量パーセントの珪酸ソーダに中和当
量の30〜50%に相当する量の鉱酸を70℃以上で反
応系の沸点以下の温度において添加した後、熟成時間内
に強力剪断力に基づく徹底的な湿式粉砕処理を施す第1
工程、次いで前工程の温度以上の温度において実質的な
残量の鉱酸を添加し、熟成してほぼ全量のシリカを析出
させる第2工程、更に鉱酸を添加してスラリーのpHを
5〜3の範囲に調整する第3工程とからなるプロセスに
よって製造される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A hydrated silicic acid having the above-mentioned particle properties is produced by adding a mineral acid to an aqueous solution of sodium silicate to produce a hydrated silicic acid by a neutralization reaction.
After adding a mineral acid in an amount corresponding to 30 to 50% of the neutralization equivalent to 6 to 10% by weight of sodium silicate as 2 at a temperature of 70 ° C. or higher and the boiling point of the reaction system, a strong shear force is applied within the aging time. First to perform a thorough wet grinding process based on
A second step of adding a substantial residual amount of mineral acid at a temperature equal to or higher than the temperature of the previous step and then aging to precipitate almost all of the silica, and further adding a mineral acid to raise the pH of the slurry to 5 to 5. And a third step of adjusting to a range of 3.

【0015】第1工程は、珪酸ソーダ水溶液を濃度調節
して加熱し、第1段の鉱酸を添加して湿式粉砕と熟成を
行う工程である。珪酸ソーダ溶液は、SiO2/Ma2
のモル比が2.9〜3.4であることが好ましく、また
シリカ濃度は6〜10重量パーセントの範囲に設定する
必要がある。シリカ濃度が10重量パーセントを越える
と第1工程中の粘度上昇時に均一な撹拌ができなくなっ
て粒子特性のよいシリカが得られなくなり、6重量パー
セントを下回るような低濃度では生産効率が悪くなる。
濃度調節した珪酸ソーダ溶液は、70℃から溶液の沸点
以下の温度域に加熱する。温度が70℃未満では、シリ
カの析出速度が遅くなって第1段の反応完結に長時間を
要するようになる。
The first step is a step of heating the aqueous solution of sodium silicate while adjusting the concentration, adding the first stage mineral acid, and performing wet grinding and aging. The sodium silicate solution is SiO 2 / Ma 2 O
Is preferably 2.9 to 3.4, and the silica concentration needs to be set in the range of 6 to 10% by weight. If the silica concentration exceeds 10% by weight, uniform stirring cannot be performed when the viscosity increases in the first step, and silica having good particle characteristics cannot be obtained. If the concentration is as low as less than 6% by weight, the production efficiency deteriorates.
The sodium silicate solution whose concentration has been adjusted is heated to a temperature range from 70 ° C. to the boiling point of the solution or lower. If the temperature is lower than 70 ° C., the deposition rate of silica becomes slow, and it takes a long time to complete the first-stage reaction.

【0016】中和反応に供する鉱酸としては、硫酸を使
用することが好ましい。硫酸の濃度は特に限定されてな
いが、余り薄いと反応系が薄くなって容量が大きくなり
すぎるので工業的でない。高濃度の98パーセント硫酸
は、添加位置で十分な混合が行える場合には、発熱量が
大きくエネルギー的に有利に使用し得る。第1工程にお
ける鉱酸の添加量は、珪酸ソーダの中和当量の35〜5
0%に相当する量の範囲に設定する。この添加量範囲は
水和珪酸の構造性に関わるもので、35%未満であって
も50%を越えても析出するシリカの高構造性が損なわ
れて紙の填料とした際に裏抜け防止効果および歩留りが
低下する。添加に要する時間は5〜20分の比較的短時
間が良好で、シリカの析出前に添加を完了させることが
好ましい。また、温度およびシリカ濃度が高く、鉱酸添
加量が多いほど短時間内にシリカを析出するので、それ
らの条件に合わせて添加速度を調整することが望まし
い。5分以内の添加は、均一な反応系の構成が不十分に
なる。
As the mineral acid to be subjected to the neutralization reaction, it is preferable to use sulfuric acid. The concentration of sulfuric acid is not particularly limited, but if it is too thin, the reaction system becomes too thin and the capacity becomes too large, so that it is not industrial. High-concentration 98% sulfuric acid generates a large amount of heat and can be used energetically if sufficient mixing can be performed at the addition position. The amount of the mineral acid added in the first step is 35 to 5 of the neutralization equivalent of sodium silicate.
It is set in the range of the amount corresponding to 0%. This addition range is related to the structure of the hydrated silicic acid, and if it is less than 35% or more than 50%, the high structure of the precipitated silica is impaired, preventing the strike-through when used as a paper filler. The effect and the yield are reduced. The time required for the addition is preferably a relatively short time of 5 to 20 minutes, and it is preferable to complete the addition before the precipitation of silica. Further, as the temperature and the silica concentration are higher and the amount of the mineral acid added is larger, the silica is precipitated in a shorter time, so that it is desirable to adjust the addition rate according to those conditions. Addition within 5 minutes results in insufficient uniform reaction system configuration.

【0017】第1工程で特に重要な操作要件は、上記の
反応条件に加えて、鉱酸の添加後に速やかに強力剪断力
に基づく徹底的な湿式粉砕を施すことである。該湿式粉
砕は、鉱酸の添加後のシリカが析出した後からでも粉砕
効果はあるが、シリカの析出が始まるか、もしくはその
直前から開始することが好ましい。発明者らの研究では
析出当初から粉砕することが効果的であることが認めら
れた。したがって、粉砕は鉱酸の添加後に行う熟成処理
と同時に進行することになる。従来技術におけるこの工
程段階は成熟操作と呼ばれ、加熱下の通常撹拌操作を所
定時間継続してシリカの析出を促進するためにのみ当て
られていたが、本発明では熟成の進行と同時に湿式粉砕
を徹底して行うことにより反応系が極めて均一化された
状態になり、且つ粉砕効率が著しく向上して好ましい粒
子が生成する。熟成時間は温度により異なるが、80℃
では2〜3時間、90℃では1〜2時間がよい。湿式粉
砕は熟成時間内で終了し、第2工程以降は行わない。し
たがって、この工程における熟成は、部分的中和後に徹
底した粉砕処理の間で行われることになる。
A particularly important operating requirement in the first step, in addition to the above reaction conditions, is to carry out a thorough wet milling based on strong shearing forces immediately after the addition of the mineral acid. The wet pulverization has a pulverizing effect even after the silica after addition of the mineral acid is precipitated, but it is preferable that the silica pulverization starts immediately before or immediately before the precipitation. In the study of the inventors, it has been found that pulverization from the beginning of precipitation is effective. Therefore, the pulverization proceeds simultaneously with the aging treatment performed after the addition of the mineral acid. This process step in the prior art is referred to as a maturation operation, which has been performed only to promote the precipitation of silica by continuing a normal stirring operation under heating for a predetermined time. By thoroughly conducting the reaction, the reaction system becomes extremely homogenized, and the pulverization efficiency is remarkably improved, so that preferable particles are produced. The aging time depends on the temperature, but 80 ° C
For 2 to 3 hours, and at 90 ° C. for 1 to 2 hours. The wet pulverization is completed within the aging time, and is not performed after the second step. Therefore, the ripening in this step will be performed during the thorough grinding process after the partial neutralization.

【0018】ここで、徹底した湿式粉砕とは強力剪断力
を加えることができる粉砕機または分散機を用い、生成
するシリカ粒子のアグロメレーションを可及的に防ぐ操
作を意味する。このため、使用する粉砕機によっては熟
成時間を通じて連続的に繰り返し粉砕処理することが望
ましい。この工程で生成するシリカ粒子(分散度)はコ
ールター法による平均粒子径が2.0〜1.0μmの範
囲にあることが特に好ましい。
Here, the thorough wet pulverization means an operation of using a pulverizer or a disperser capable of applying a strong shearing force to prevent agglomeration of the produced silica particles as much as possible. For this reason, depending on the pulverizer to be used, it is desirable to carry out the pulverization treatment continuously and repeatedly throughout the aging time. It is particularly preferable that the silica particles (dispersion degree) generated in this step have an average particle diameter in the range of 2.0 to 1.0 μm according to the Coulter method.

【0019】湿式粉砕に用いる粉砕機としては、ボール
ミル、ロッドミル等の広義のボールミルや、タワーミ
ル、アトライター、セイトリーミル、サンドグラインダ
ー、アニューラミル等の媒体撹拌式粉砕機、コロイドミ
ル、ホモミキサー、インラインミル等の高速回転粉砕機
などが挙げられる。本発明で析出するシリカ粒子は非常
に微細であり、特に第1工程で析出するシリカは粉砕さ
れ易いため、前記の粉砕機のほか分散機や乳化機の類で
粉砕することもできるから、これらを粉砕機と組み合わ
せて使用しても差し支えない。
Examples of the pulverizer used for the wet pulverization include a ball mill in a broad sense such as a ball mill and a rod mill, a medium stirring type pulverizer such as a tower mill, an attritor, a sately mill, a sand grinder, an annular mill, a colloid mill, a homomixer, and an in-line mill. High-speed rotary crusher. Since the silica particles precipitated in the present invention are very fine, and particularly the silica precipitated in the first step is easily pulverized, the silica particles can be pulverized with a disperser or an emulsifier in addition to the above-mentioned pulverizer. May be used in combination with a crusher.

【0020】第2工程は、スラリー温度を80℃から溶
液の沸点以下に保持しながら前工程の温度以上の温度に
おいて、実質的な残量の鉱酸を第2段として分割添加し
てほぼ全量のシリカを析出させ、第1工程で析出したシ
リカ粒子の連結を強化する工程となる。すなわち、この
工程の鉱酸による中和率は第1段添加分として中和率が
80〜95%となるように制御することが好ましく、添
加は概ね15〜30分かけて行う。添加後は、反応を完
結させるため通常の境秤下で暫時熟成を行うことが好ま
しい。
In the second step, while maintaining the slurry temperature from 80 ° C. to a temperature not higher than the boiling point of the solution, at a temperature not lower than the temperature of the previous step, a substantially residual amount of the mineral acid is dividedly added as a second stage and almost the entire amount is added. This is a step of precipitating silica and strengthening the connection of the silica particles precipitated in the first step. That is, the neutralization rate of the mineral acid in this step is preferably controlled so that the neutralization rate is 80 to 95% as the first stage addition, and the addition is generally performed over 15 to 30 minutes. After the addition, it is preferable to perform aging for a while under normal conditions to complete the reaction.

【0021】第2工程後の最終水和珪酸の粒子径は、驚
くべきことに第1工程終了後のそれと実質的に同等とな
る。このように第2工程において粒子径に変化が生じな
いことは、第1工程での核形成、粒子成長、粒子凝集、
徹底した湿式粉砕による凝集径の制御と第2工程におけ
る凝集粒子内の結合強化が円滑に進行して上記の特性を
有する高構造の水和珪酸が合成されていることを示すも
のである。このため、第2工程以降での粉砕処理は行わ
れない。この理由は、折角形成された高構造のシリカ組
織を破壊することになるからである。また、第1工程の
段階ではスラリー粘度は高いが、第2工程以後はスラリ
ー粘度が1/5程度まで下がるため取扱にも有利とな
る。
The particle size of the final hydrated silica after the second step is surprisingly substantially equal to that after the first step. The fact that the particle diameter does not change in the second step as described above means that nucleation, particle growth, particle aggregation,
This indicates that the control of the coagulation diameter by thorough wet pulverization and the strengthening of the bond in the coagulation particles in the second step smoothly proceed to synthesize a high-structure hydrated silicic acid having the above characteristics. Therefore, the pulverizing process in the second and subsequent steps is not performed. The reason for this is that it breaks the highly structured silica structure that has been bent. Further, although the viscosity of the slurry is high at the stage of the first step, the viscosity of the slurry is reduced to about 1/5 after the second step, which is advantageous for handling.

【0022】第3工程は、第2工程に引続き更に鉱酸を
添加して、スラリーのpHを5〜3の範囲に調整する工
程である。この段階の鉱酸添加は、水和珪酸に包含され
たアルカリ成分が溶出してpHの戻りが生じるうえ、こ
のpH域での変化が大きいことから30〜60分程度の
時間を掛けて緩徐に行うことが好ましい。したがって、
第2工程と第3工程の操作上の相違は、鉱酸の添加速度
だけで、その他の条件は実質的に同一である。pHを正
確に調節するために低濃度の硫酸を使用するのも良い方
法である。なお、ここでの鉱酸の添加は、専ら反応系の
pHの調整にあり、反応は前工程で実質的に終了させて
いる関係で、その添加量は通常多くても中和当量の20
%、好ましくは5%程度である。操作的には、前工程と
の関係からみれば間歇を伴った緩やかな添加処理という
ことになる。
The third step is a step of adjusting the pH of the slurry to a range of 5 to 3 by further adding a mineral acid subsequent to the second step. At this stage, the addition of the mineral acid causes the alkali component contained in the hydrated silicic acid to elute, causing the pH to return, and since the change in this pH range is large, it takes about 30 to 60 minutes to slowly add the mineral acid. It is preferred to do so. Therefore,
The only operational difference between the second and third steps is the rate of addition of the mineral acid, and the other conditions are substantially the same. Using a low concentration of sulfuric acid to accurately adjust the pH is also a good method. The addition of the mineral acid here is exclusively for adjusting the pH of the reaction system, and the reaction is substantially completed in the previous step.
%, Preferably about 5%. Operationally, it is a gradual addition process with intermittent operation in view of the relationship with the previous process.

【0023】なお、第3工程で得られた水和珪酸には、
副生した硫酸ソーダが混入していることがあるため、濾
過、水洗およびリパルプ処理を施すことが好ましい。
The hydrated silica obtained in the third step includes:
Since sodium sulfate produced as a by-product may be mixed in, it is preferable to perform filtration, washing with water and repulp treatment.

【0024】本発明に係わる水和珪酸は上記のように、
紙への配合量が少量でも、印刷インクの吸収性が高いた
め、すぐれた裏抜け防止効果を有する。すなわち紙に配
合した場合、印刷後不透明性を向上させる。しかし、白
紙の不透明性については、この水和珪酸を少なくとも対
パルプ当たり3重量パーセント以上添加しないと、紙の
不透明度増加に寄与しない。製紙用填料としての水和珪
酸は、他の製紙原料に比較して価格が高く、また高配合
時には紙粉の原因となることから、通常、新聞用紙製造
時の水和珪酸添加率は2重量パーセント以下である。よ
って水和珪酸は紙の不透明度増加に殆ど寄与していない
ことになる。そこで、白紙の不透明性を維持しつつ、且
つ印刷後の不透明性を向上させるために、一般的に以下
の方法が考えられる。
The hydrated silicic acid according to the present invention is, as described above,
Even if the compounding amount in the paper is small, the ink has high absorbency of the printing ink, and thus has an excellent strike-through prevention effect. That is, when mixed with paper, the opacity after printing is improved. However, with regard to the opacity of the white paper, the hydrated silica does not contribute to the increase in the opacity of the paper unless it is added in an amount of at least 3% by weight per pulp. Hydrated silicic acid as a filler for papermaking is expensive compared to other papermaking raw materials, and it causes paper dust when blended at a high level. Less than percent. Thus, the hydrated silica hardly contributes to the increase in the opacity of the paper. Then, in order to maintain the opacity of the white paper and improve the opacity after printing, the following method is generally considered.

【0025】(1)不透明度の高いパルプ原料、例えば
GPなどを配合するか、又は叩解度を調整する。
(1) A pulp raw material having high opacity, such as GP, is blended or the degree of beating is adjusted.

【0026】(2)紙の光散乱能を増加するために、坪
量を増加するか、又は湿圧の調整、薬品などにより繊維
間結合を減少させる。
(2) In order to increase the light scattering ability of paper, the basis weight is increased, or the bonding between fibers is reduced by adjusting the wet pressure, chemicals, or the like.

【0027】(3)紙の光吸収係数を増加させるため
に、着色した白色度の低い原料を用いるか、又は紙を着
色する。
(3) In order to increase the light absorption coefficient of paper, a colored raw material having low whiteness is used or the paper is colored.

【0028】(4)紙の光散乱係数を増加するために、
光散乱係数の高い填料を配合する。
(4) In order to increase the light scattering coefficient of paper,
A filler having a high light scattering coefficient is blended.

【0029】(1)から(3)の方法は紙の不透明を改
善するためには有効ではあるが、紙の性質が大きく変化
する可能性が有る。(4)の方法は、最も簡便な方法で
あるが、光散乱係数の高い填料は、無機、有機物質に限
らず高価であるので、一般の新聞用紙などの印刷用紙に
用いることは、製品の価格を高騰させる原因となり、社
会倫理上好ましくない。そこで、鋭意検討した結果、タ
ルク、カオリンなどの安価な填料と本発明の水和珪酸を
組合わせて、紙の印刷後不透明性と白紙不透明性の両方
を向上させる方法を考案した。まず、本発明に関る水和
珪酸を水中で分散し、硫酸バンドあるいはカチオン性高
分子電解質凝集剤により予め凝集させる。カチオン性高
分子凝集剤としては、カチオン性ポリアクリルアマイド
誘導体、カチオン性澱粉などがあげられる。この時、強
固に凝集させることは地合を悪化させるので不透明度向
上には逆効果となる。すなわち、この場合の硫酸バンド
あるいはカチオン性高分子電解質凝集剤は補助的な役割
であって、抄紙工程で白水等にカチオン化物質が存在し
て水和珪酸が凝集する場合にはこれらの凝集剤は少量の
使用で良い。また、既にカチオンが多く存在する場合に
は、ノニオンまたはアニオン性分散剤の使用も考えられ
る。通常の抄紙工程ではこの段階で撹拌機やポンプなど
により水力学的剪断力が加わるので、この段階では見掛
け上、凝集は起こっていないが、前述の静的粒子径分布
測定では、レーザー法による測定値で3.5〜18μm
の範囲になるように凝集させることが好ましい。この分
散後、紙料に添加し抄造をおこなう。この紙料には、上
記以外の汎用の填料が予めパルプ、薬品等と混合させて
いる。例えば、ホワイトカーボンと称せられる水和珪酸
・水和珪酸塩、タルク、クレー、カオリンなどのいずれ
か、あるいはこれらの混合物である。パルプとしてメカ
ニカルパルプ、ケミカルパルプのいずれか、あるいはこ
れらの混合物を用いてもよい。添加薬品として硫酸バン
ド、歩留まり向上剤、紙力増強剤、サイズ剤のいずれ
か、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。通常この
ような系で、パルプと填料を同時に混合して抄紙する
と、物理的な濾過作用と界面化学的な相互作用により、
不均一なミリメータースケールのフロックが生成し、こ
れが不透明度低下の原因となる。本発明では、本発明に
係わる水和珪酸を、印刷後不透明性向上剤としてのみな
らず、フロックの微視的な分散剤として働かせようとす
るものである。元来、この種の処理にはアニオン性高分
子分散剤を用いてきたが、この薬剤には不透明度を向上
させる能力はない。地合を悪化させない程度の凝集調整
には微細な水和珪酸を用いることによりタルク、カオリ
ンなどの粗大填料の間に光散乱に有効な空隙を形成させ
る。またパルプや微細繊維の間に介在して同様な効果を
呈する。当然、繊維間に水和珪酸が介在しすぎると繊維
間結合を阻害することになり、紙の強度低下を防ぐため
には、添加率を5重量パーセント以下にする必要があ
る。しかし、A.J.HayesがPaper Tec
hnology ahd Industry誌(4)1
985に示したように、填料を予めカチオン性高分子電
解質で凝集後、紙料に添加することにより紙力の低下も
少ないので、この本発明によれば本発明に係わる水和珪
酸で25重量パーセント以下、この水和珪酸と組み合わ
せるその他の填料で25重量パーセント以下の添加量が
可能である。また、不透明度、裏抜け値に寄与する最低
添加率はそれぞれ0.05重量パーセント以上である。
当然、焼成クレー、焼成カオリン、二酸化チタンの高不
透明で高価の填料でも良いが、本発明ではタルクやカオ
リンなどの低価格の填料でも上記のメカニズムにより不
透明度向上効果が期待できる。
Although the methods (1) to (3) are effective for improving the opacity of the paper, there is a possibility that the properties of the paper are greatly changed. The method (4) is the simplest method. However, since the filler having a high light scattering coefficient is expensive not only for inorganic and organic substances, it is expensive to use it for printing paper such as general newsprint. This causes the price to rise, which is not desirable in social ethics. Therefore, as a result of intensive studies, a method was devised to improve both opacity after printing and opacity of white paper by combining inexpensive fillers such as talc and kaolin with the hydrated silica of the present invention. First, the hydrated silicic acid according to the present invention is dispersed in water, and is pre-agglomerated with a sulfuric acid band or a cationic polyelectrolyte coagulant. Examples of the cationic polymer flocculant include cationic polyacrylamide derivatives, cationic starch and the like. At this time, firm coagulation degrades formation, which has an adverse effect on opacity improvement. That is, in this case, the sulfate band or the cationic polyelectrolyte coagulant plays an auxiliary role, and when the hydrated silicic acid coagulates due to the presence of a cationized substance in white water or the like in the papermaking process, these coagulants are used. Can be used in small quantities. When many cations are already present, use of a nonionic or anionic dispersant may be considered. In the normal papermaking process, a hydrodynamic shearing force is applied by a stirrer or pump at this stage, so apparently no agglomeration has occurred at this stage. 3.5 to 18 μm in value
It is preferable that the particles be aggregated so as to be in the range of. After this dispersion, it is added to the stock to form a paper. In this stock, general-purpose fillers other than those described above are mixed in advance with pulp, chemicals and the like. For example, it is any of hydrated silicic acid / hydrated silicate called white carbon, talc, clay, kaolin and the like, or a mixture thereof. Either mechanical pulp or chemical pulp or a mixture thereof may be used as the pulp. Any of a sulfuric acid band, a retention agent, a paper strength agent, and a sizing agent, or a mixture thereof may be used as an additive chemical. Usually, in such a system, when pulp and filler are mixed at the same time and paper is made, due to physical filtration action and surface chemical interaction,
Non-uniform millimeter-scale flocs are formed, which causes a reduction in opacity. In the present invention, the hydrated silicic acid according to the present invention acts not only as an opacity improving agent after printing but also as a microscopic dispersant for floc. Originally, anionic polymeric dispersants have been used for this type of treatment, but this agent does not have the ability to increase opacity. By using fine hydrated silicic acid for coagulation adjustment to the extent that formation is not deteriorated, voids effective for light scattering are formed between coarse fillers such as talc and kaolin. The same effect is exhibited by interposing between pulp and fine fibers. Naturally, if the hydrated silicic acid is too much interposed between the fibers, the inter-fiber bonding will be hindered, and in order to prevent a decrease in the strength of the paper, the addition rate must be 5% by weight or less. However, A. J. Hayes is Paper Tec
hnology ahd Industry magazine (4) 1
As shown in 985, the filler is coagulated in advance with the cationic polyelectrolyte and then added to the stock to reduce the paper strength little. Therefore, according to the present invention, the hydrated silicic acid according to the present invention requires 25% by weight. Additions of up to 25% by weight are possible with other fillers combined with this hydrated silica. Further, the minimum addition ratios that contribute to the opacity and the strike-through value are each 0.05% by weight or more.
Naturally, highly opaque and expensive fillers such as calcined clay, calcined kaolin, and titanium dioxide may be used, but in the present invention, even with low-cost fillers such as talc and kaolin, an effect of improving opacity can be expected by the above mechanism.

【0030】本発明に係る水和珪酸は、全細孔容積が
4.0〜6.0cc/gで平均細孔半径が200〜40
0オングストロームの範囲にある高水準の多孔組織を有
しながら、平均粒子径がレーザー法による測定値で3.
0〜15μm、コールター法による測定値で2.0〜
4.0μmまたは遠心沈降法による測定値で0.5〜
3.5μmのいずれかの微細範囲にあり、特に紙の填料
として適用した際に軽量化と優れた裏抜け防止効果を発
揮し、高い填料歩留りを示す。したがって、多くの場
合、比表面積についてみると100〜200m2/gの
範囲にあり、吸油量が250〜350ml/100gと
比較的高い値を示す特有の粒子特性を有している。更に
本発明に係る水和珪酸とを、他の填料とパルプからなる
紙料に添加することにより、印刷後不透明度のみならず
白紙不透明度の高い紙が製造可能である。
The hydrated silica according to the present invention has a total pore volume of 4.0 to 6.0 cc / g and an average pore radius of 200 to 40.
While having a high level of porous structure in the range of 0 Angstroms, the average particle size measured by the laser method is 3.
0 to 15 μm, 2.0 to 2.0 as measured by the Coulter method
4.0 μm or 0.5 to 0.5 μm as measured by the centrifugal sedimentation method.
It is in any of the fine ranges of 3.5 μm, and exhibits a lightweight and excellent strike-through prevention effect, especially when applied as a filler for paper, and exhibits a high filler yield. Therefore, in many cases, the specific surface area is in the range of 100 to 200 m 2 / g, and the oil absorption is 250 to 350 ml / 100 g. Further, by adding the hydrated silicic acid according to the present invention to a stock composed of other fillers and pulp, paper having not only opacity after printing but also white opacity can be produced.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。なお、水和珪酸の特性測定には、全細
孔容積はカルロエルバ社製の水銀ポロシメーター200
0型、レーザー法平均粒子径は日機装社製のマイクロト
ラック9220FRA型、コールター法平均粒子径はコ
ールターエレクトロニクス社製のコールターカウンター
TAII型、遠心沈降法平均粒子径はセイシン企業者製
のマイクロフォトサイザーSKN−1000をそれぞれ
使用し、紙の裏抜け防止効果および填料歩留りの測定
は、次の方法によった。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples. In measuring the properties of the hydrated silicic acid, the total pore volume was measured using a mercury porosimeter 200 manufactured by Carlo Elba.
Type 0, laser method average particle size is Nikkiso Co., Ltd. Microtrac 9220FRA type, Coulter method average particle size is Coulter Electronics Co., Ltd. Coulter Counter TAII type, centrifugal sedimentation method average particle size is microphotosizer SKN manufactured by Seishin Enterprise Each of -1000 was used, and the measurement of the paper strike-through prevention effect and the filler yield was performed according to the following methods.

【0032】紙の裏抜け防止効果の測定;熊谷理機工業
(株)製の配向性抄紙機により、抄紙原料としてNBK
P:TMP:GP:DIP=20:30:20:30の
混合比率のパルプスラリーを用い、各実施例において得
られた填料スラリーを填料として、坪量40g/m2
紙中灰分1〜4重量パーセントとなるように抄造して、
プレスにより脱水後、シリンダードライヤーにて乾燥
し、シートサンプルを作製した。このシートサンプルに
キーレスオフセット用新聞インキ[東洋インキ(株)N
ew King VANTEAN墨]を用いて片面印刷
を施した。20℃、65%RHの雰囲気に24時間放置
後、マクベス反射濃度計で、印刷した裏面の反射率を測
定し、次式により裏抜け値(印刷後不透明度)を算出し
た。
Measurement of paper strike-through prevention effect: NBK was used as a papermaking raw material with an orientation paper machine manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.
P: TMP: GP: DIP = A pulp slurry having a mixing ratio of 20: 30: 20: 30 was used. The filler slurry obtained in each Example was used as a filler, and the basis weight was 40 g / m 2 ,
Paper so that the ash content in the paper is 1-4 weight percent,
After dehydration with a press, the sheet was dried with a cylinder dryer to prepare a sheet sample. To this sheet sample, a newspaper ink for keyless offset [Toyo Ink Co., Ltd. N
ew King VANTEAN black]. After standing in an atmosphere of 20 ° C. and 65% RH for 24 hours, the reflectance of the printed back surface was measured with a Macbeth reflection densitometer, and the strike-through value (opacity after printing) was calculated by the following equation.

【0033】裏抜け値=(印刷裏面の反射率/未印刷の
裏面の反射率)×100(%) 比較例1の填料スラリーを添加して作製したシートサン
プルの裏抜け値を基準とし、その値から上昇値を裏抜け
防止効果とした。
The strike-through value = (reflectance of printed back surface / reflectance of unprinted back surface) × 100 (%) Based on the strike-through value of a sheet sample prepared by adding the filler slurry of Comparative Example 1, The rise from the value was taken as the strike-through prevention effect.

【0034】填料歩留りの測定;JIS P8128に
より測定した紙中の灰分を、シート抄造時に加えた填料
スラリーの添加率で除して算出した。
Measurement of filler yield: Calculated by dividing the ash content in paper measured according to JIS P8128 by the addition ratio of filler slurry added during sheet making.

【0035】不透明度の測定はJIS−P8138に従
い、熊谷理機(株)製ハンター反射率計によって測定し
た。
The opacity was measured using a Hunter reflectometer manufactured by Kumagai Riki Co., Ltd. in accordance with JIS-P8138.

【0036】引張り強さの測定はJIS−P8113に
従い、東洋精機(株)製引張り試験機によって測定し
た。
The tensile strength was measured by a tensile tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. in accordance with JIS-P8113.

【0037】水和珪酸スラリーの製造例 反応容器中で市販の3号珪酸ソーダ(SiO2:20.
2重量パーセント、Na2O:9.5重量パーセント)
を水で希釈し、SiO2として6.7重量パーセントの
希釈珪酸ソーダ溶液を調製した。まず第1工程として、
この珪酸ソーダ溶液を90℃に加熱したのち、中和当量
の40%に相当する量の硫酸(濃度95重量パーセン
ト)を粗大ゲルが発生しない十分な強撹拌下に7分間で
添加した。硫酸添加後の液は透明で固形物の発生は認め
られなかった。添加終了後、得られた部分中和液を高速
回転粉砕機型のミキサーに移した。この移液中に、多量
のシリカが析出しスラリー状になった。粉砕処理を2分
間行った。粉砕後スラリーを元の反応容器に戻し、温度
を90℃に再加熱して撹拌下に2時間保持し、熟成を行
った。熟成終了後のスラリーを微量採取し、コールター
法により粒子径を測定した。
Production Example of Hydrated Silicic Acid Slurry Commercially available No. 3 sodium silicate (SiO 2 : 20.
2% by weight, Na 2 O: 9.5 wt%)
Was diluted with water to prepare a 6.7 weight percent diluted sodium silicate solution as SiO 2 . First, as the first step,
After the sodium silicate solution was heated to 90 ° C., sulfuric acid (concentration: 95% by weight) corresponding to 40% of the neutralization equivalent was added over 7 minutes with sufficient vigorous stirring without generating a coarse gel. The liquid after the addition of sulfuric acid was transparent and no solid matter was observed. After the addition was completed, the obtained partially neutralized solution was transferred to a high-speed rotary pulverizer type mixer. During this liquid transfer, a large amount of silica precipitated and became a slurry. The crushing treatment was performed for 2 minutes. After the pulverization, the slurry was returned to the original reaction vessel, the temperature was reheated to 90 ° C., and the mixture was kept under stirring for 2 hours to ripen. A small amount of the slurry after aging was collected, and the particle size was measured by the Coulter method.

【0038】次いで第2工程として、スラリー温度を9
5℃に昇温し、第1工程と同濃度の硫酸を15分かけて
中和当量の85%まで添加し、15分間熟成した。
Next, as a second step, the slurry temperature was adjusted to 9
The temperature was raised to 5 ° C., sulfuric acid having the same concentration as in the first step was added to 85% of the neutralization equivalent over 15 minutes, and the mixture was aged for 15 minutes.

【0039】引き続き第3工程として、熟成後のスラリ
ーに1N硫酸を30分かけて添加し、スラリーpHを
4.5に調節した。
Subsequently, as a third step, 1N sulfuric acid was added to the aged slurry over 30 minutes to adjust the pH of the slurry to 4.5.

【0040】第3工程終了後のスラリーを濾過、水洗
し、純水にリパルプした水和珪酸の10重量パーセント
濃度スラリーを回収した。得られたスラリーを濾過、乾
燥して全細孔容積を、平均細孔半径、BET比表面積お
よび吸油量を測定した。その結果を適用した変動条件と
対比させて表1に示した。
After the completion of the third step, the slurry was filtered, washed with water, and a 10% by weight slurry of hydrated silicic acid repulped in pure water was recovered. The obtained slurry was filtered and dried to measure the total pore volume, the average pore radius, the BET specific surface area and the oil absorption. The results are shown in Table 1 in comparison with the applied fluctuation conditions.

【0041】実施例1 得られた水和珪酸スラリーにつき硫酸バンドを添加し、
pHを4.5に調節し、実験用撹拌機で300rpmに
て適度な凝集状態を保持するようにした。別にパルプ1
00部に対して2部の中国性タルク(平均粒子径5〜1
0μm)を混合し、分散させておき、抄紙直前に、総灰
分3重量パーセントになるよう硫酸バンド入り水和珪酸
スラリーを添加し、シートを作製した。このシートの裏
抜け値および不透明度を測定し、表1に示した。
Example 1 A sulfuric acid band was added to the obtained hydrated silica slurry,
The pH was adjusted to 4.5 and a moderate stirrer was maintained at 300 rpm with a laboratory stirrer. Pulp separately
2 parts of Chinese talc (average particle size of 5-1
0 μm) was mixed and dispersed, and immediately before papermaking, a hydrated silica slurry containing a sulfuric acid band was added so as to have a total ash content of 3% by weight to produce a sheet. The strikethrough value and opacity of this sheet were measured and are shown in Table 1.

【0042】実施例2 実施例1において中国性タルクの代替えとして、ヒュー
バー社製内填用カオリンを配合し、それ以外は、同一条
件でシートを作製した。得られたシートにつき、実施例
1と同様に物性を測定評価し、結果を表1に併載した。
Example 2 A sheet was prepared under the same conditions as in Example 1 except that kaolin for internal filling manufactured by Huber was used instead of Chinese talc. The physical properties of the obtained sheet were measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

【0043】実施例3 実施例1において中国性タルクに加え、ヒューバー社製
内填用カオリンを対パルプ当たりそれぞれ1重量パーセ
ントずつ配合し、それ以外は、同一条件でシートを作製
した。得られたシートにつき、実施例1と同様に物性を
測定評価し、結果を表1に併載した。
Example 3 In Example 1, in addition to Chinese talc, a kaolin for internal filling made by Huber was blended at 1% by weight per pulp, and a sheet was produced under the same conditions except for that. The physical properties of the obtained sheet were measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

【0044】実施例4 実施例1において水和珪に加える硫酸バンドに替えてカ
チオン性高分子凝集剤(ハイモロックNR11L,ハイ
モ社製)を100ppm添加し、それ以外は、同一条件
でシートを作製した。得られたシートにつき、実施例1
と同様に物性を測定評価し、結果を表1に併載した。
Example 4 A sheet was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 100 ppm of a cationic polymer flocculant (Himoloc NR11L, manufactured by Himo) was added instead of the sulfate band added to the hydrated silica. . Example 1 was obtained for the obtained sheet.
Physical properties were measured and evaluated in the same manner as described above, and the results are shown in Table 1.

【0045】比較例1 実施例1において前記水和珪酸スラリーの製造例で得ら
れた水和珪酸以外の填料は加えず、紙の紙中填料が2重
量パーセントなるように調節し、それ以外は、同一条件
でシートを作製した。得られたシートにつき、実施例1
と同様に物性を測定評価し、結果を表1に併載した。
Comparative Example 1 In Example 1, no filler other than the hydrated silicic acid obtained in the preparation example of the hydrated silicic acid slurry was added, and the filler in the paper was adjusted to 2% by weight. A sheet was produced under the same conditions. Example 1 was obtained for the obtained sheet.
Physical properties were measured and evaluated in the same manner as described above, and the results are shown in Table 1.

【0046】比較例2 実施例1において中国性タルク、ヒューバー社製内填用
カオリン及び前記製造例で得られた水和珪酸を対パルプ
当たり、それぞれ1重量パーセントずつ同時に配合し、
それ以外は、同一条件でシートを作製した。得られたシ
ートにつき、実施例1と同様に物性を測定評価し、結果
を表2に併載した。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 In Example 1, Chinese talc, Huber's internal kaolin and the hydrated silica obtained in the above-mentioned production example were simultaneously blended in an amount of 1% by weight per pulp.
Otherwise, a sheet was produced under the same conditions. The physical properties of the obtained sheet were measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

【0047】比較例3 前記水和珪酸スラリーの製造例における第1工程の粉砕
処理を行わず、それ以外は全て実施例1と同一条件によ
り水和珪酸スラリーを製造した。得られたスラリーにつ
き、比較例1と同一条件でシートを作製した。得られた
シートにつき実施例1と同様に物性を測定評価し、結果
を表2に併載した。
Comparative Example 3 A hydrated silicic acid slurry was produced under the same conditions as in Example 1 except that the pulverization treatment in the first step in the production example of the hydrated silicic acid slurry was not performed. A sheet was produced from the obtained slurry under the same conditions as in Comparative Example 1. The physical properties of the obtained sheet were measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

【0048】比較例4 実施例3のシート作製において前記水和珪酸スラリーの
製造例で得られた水和珪酸の替わりに比較例3で得られ
た水和珪酸を用い、それ以外は、同一条件でシートを作
製した。得られたシートにつき、実施例1と同様に物性
を測定評価し、結果を表2に併載した。
Comparative Example 4 The hydrated silicic acid obtained in Comparative Example 3 was used instead of the hydrated silicic acid obtained in the above-mentioned production example of the hydrated silicic acid slurry in the preparation of the sheet of Example 3, except that the same conditions were used. To prepare a sheet. The physical properties of the obtained sheet were measured and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

【0049】表1および表2の結果から、本発明による
全細孔容積および平均粒子径の要件を満たす実施例の水
和珪酸は、いずれも基準となる比較例3,4に比べて裏
抜け防止効果に優れることが認められ、また他の填料と
組み合わせることにより印刷後不透明度のみならず、白
紙不透明度も高くなることが分かる。この場合、本発明
に係わる水和珪酸と他の填料とを単に混合することは、
不透明度の向上効果が若干低く、また紙力の低下も大き
いので、他の填料を混合した後、抄紙直前に水和珪酸を
添加することが望ましいことが認められる。しかし、組
み合わせるパルプや紙力増強剤を用いることにより紙力
低下は改善できることは自明であり、またその様な系で
は本実施例で用いた低い填料添加率ではなく、水和珪
酸、他の填料それぞれについて対パルプ当たり20重量
パーセント以上の高添加率でも可能である。
From the results shown in Tables 1 and 2, the hydrated silicic acids of the examples satisfying the requirements of the total pore volume and the average particle diameter according to the present invention show strikethrough as compared with Comparative Examples 3 and 4, which are the reference. It is recognized that the prevention effect is excellent, and it can be seen that combining with other fillers increases not only the opacity after printing but also the opacity of white paper. In this case, simply mixing the hydrated silicic acid according to the present invention with another filler,
Since the effect of improving opacity is slightly low and the reduction in paper strength is large, it is recognized that it is desirable to add hydrated silica immediately before papermaking after mixing other fillers. However, it is obvious that the reduction in paper strength can be improved by using a combined pulp and a paper strength enhancer, and in such a system, not the low filler addition rate used in this example, but hydrated silica and other fillers. High addition rates, in each case above 20% by weight per pulp, are also possible.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば印刷後不
透明度のみならず白紙の不透明度の高い紙の製造が可能
である。したがって、製紙工業に資するところ大である
のみならず、この方法を用いれば填料成分で印刷後不透
明度のみならず白紙の不透明度を維持しつつ、木材資源
であるパルプを減らすことが可能であり、結果として森
林資源・環境保護に貢献するところ極めて大きい。な
お、本発明の水和珪酸を用いた紙の製造方法は新聞用紙
のほか、例えば一般上質または中質印刷用紙、下級紙、
コーテッド紙の原紙、PPC用紙、フォーム用紙、イン
キジェット用紙、感熱紙原紙、ノーカーボン紙原紙など
の製法にも有用である。
As described above, according to the present invention, not only opacity after printing but also white paper having high opacity can be manufactured. Therefore, this method not only contributes greatly to the papermaking industry, but also reduces the pulp, which is a wood resource, while maintaining not only the opacity after printing but also the opacity of white paper with the filler component using this method. As a result, it greatly contributes to the protection of forest resources and the environment. The method for producing paper using the hydrated silicic acid of the present invention is not limited to newsprint, for example, general high-quality or medium-quality printing paper, lower-grade paper,
It is also useful for producing coated paper base paper, PPC paper, foam paper, ink jet paper, thermal paper base paper, carbonless paper base paper, and the like.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

フロントページの続き (72)発明者 越智 隆 東京都北区王子5丁目21番1号 日本製 紙株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平8−91820(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D21H 17/68,21/26 Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Ochi 5-21-1, Oji, Kita-ku, Tokyo Nippon Paper Industries Central Research Laboratory (56) References JP-A-8-91820 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) D21H 17 / 68,21 / 26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 パルプとタルク、クレー及びカオリンか
らなる群から選択される填料とを含む紙料に、水和珪酸
スラリーを添加して抄造することによる填料内添紙の製
造方法において、水和珪酸が下記のA〜C: A.吸油量が250〜350ml/100gであり、 B.全細孔容積が4.0〜6.0cc/gで、平均細孔
半径が200〜400オングストロームの範囲であり、 C.平均粒子径がレーザー法による測定値で3.0〜1
5μm、コールター法による測定値で2.0〜4.0μ
m、遠心沈降法による測定値で0.5〜3.5μmのい
ずれかの範囲にある、 の粒子特性を満足することを特徴とする前記填料内添紙
の製造方法。
1. A method for producing a filler-filled paper by adding a hydrated silicic acid slurry to a stock containing pulp and a filler selected from the group consisting of talc, clay and kaolin. Silicic acid has the following A to C: B. oil absorption is 250 to 350 ml / 100 g; B. the total pore volume is 4.0-6.0 cc / g, the average pore radius is in the range of 200-400 angstroms; The average particle diameter is 3.0 to 1 as measured by a laser method.
5 μm, 2.0 to 4.0 μm as measured by the Coulter method
m, which satisfies the particle characteristics of any of 0.5 to 3.5 μm as measured by a centrifugal sedimentation method.
【請求項2】 前記水和珪酸スラリーが、カチオン性高
分子電解質又は硫酸バンドとの混合物であることを特徴
とする請求項1に記載の填料内添紙の製造方法。
2. The method for producing a filler-filled paper according to claim 1, wherein the hydrated silica slurry is a mixture with a cationic polyelectrolyte or a sulfate band.
【請求項3】 前記填料がパルプに対して0.05〜2
5重量%、前記水和珪酸がパルプに対して0.05〜2
5重量%添加されることを特徴とする請求項1又は2い
ずれか記載の填料内添紙の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the filler is 0.05 to 2 with respect to the pulp.
5% by weight, said hydrated silica is 0.05 to 2
3. The method for producing a filler-filled paper according to claim 1, wherein 5% by weight is added.
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