JPH0160183B2 - - Google Patents
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- JPH0160183B2 JPH0160183B2 JP59260879A JP26087984A JPH0160183B2 JP H0160183 B2 JPH0160183 B2 JP H0160183B2 JP 59260879 A JP59260879 A JP 59260879A JP 26087984 A JP26087984 A JP 26087984A JP H0160183 B2 JPH0160183 B2 JP H0160183B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は紙の填料として用いる水和ケイ酸の製
造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 近年、紙は軽量化される傾向にあるが、紙を軽
量化すると、紙に印刷した場合紙の不透明度が低
下し好ましくないので、この紙の印刷後不透明度
の低下を防止する為に紙に填料を添加することが
一般に行なわれている。この目的の為に無酸およ
び有機系の各種の填料の研究開発が行なわれてい
るが、現在、なお安価で充分に効果のあるものは
開発されるに至つていない。また、最近は印刷後
不透明度の低下を防止するばかりでなく、印刷面
の品質を向上させる要望が強く、特にインキ着肉
性を向上させることが必要とされて来ている。 上記各種填料の中で、ケイ酸填料は他の種類の
ものより価格も安く、また紙の印刷後不透明度付
与の効果が大きいが、未だその効果において、或
いは紙への歩留り、紙のインキ着肉性に対する効
果において充分満足すべきものがない。 紙の充填剤としての好ましい水和ケイ酸の製造
方法あるいは紙の裏抜け防止用水和ケイ酸スラリ
ーの製造方法については、特公昭49−36877号公
報、特公昭52−28754号公報、特公昭52−28755号
公報及び特開昭55−113611号公報に記載されてい
るが、これらの製造方法によつて作られた製品を
添加して抄紙する場合、抄紙時に填料が脱落して
抄紙機の水分計、厚み計等の計器に付着し、また
抄紙した紙製品を印刷すると印刷中に填料が離脱
して印刷機の版に付着し、版の寿命を低下させる
という重大な欠点がある。また上記填料には紙の
インキ着肉性を向上させる能力は皆無である。 〔発明の目的〕 上記の事実に鑑み、本発明は、従来市販の水和
ケイ酸填料に欠けていた内添紙のインキ着肉性を
向上させる効果を填料としての機能に新たに付加
させると共に、印刷後不透明度の向上をも計ろう
とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ケイ酸ソーダを硫酸で中和して得ら
れる水和ケイ酸の微粒子を含む水性スラリーを、
湿式分級機および／又は湿式粉砕機を使用して分
級及び／又は粉砕して直径１〜30μの粒子割合を
少くとも80％以上とし、且つ70μ以上の粒子割合
を0.4％以下好ましくは、0.05％とすることによ
り達成される。 即ち、本発明は特定の製造条件で得られる特定
の粒度分布を有する水和ケイ酸スラリーをその
まゝ紙の填料として用いるものであり、安価に且
つ安定して容易に製造できる利点の他に、得られ
た水和ケイ酸填料は優れた紙への歩留りと、紙の
印刷時におけるインキ着肉性の向上、更には印刷
後不透明度向上の効果をも有するものである。 以下、本発明を詳しく説明する。 本発明で使用する水和ケイ酸スラリーは、現在
公知の方法で製造される水和ケイ酸スラリーをそ
のまゝ原料として使用することができる。水和ケ
イ酸スラリーは市販粉末品に水を加えてスラリー
状としたものであつても、スラリー状で製造され
た水和ケイ酸であつても、いずれでも良いが前者
はコスト的に高価になるばかりでなく、得られた
製品の品質の面でも劣るので、水和ケイ酸として
はスラリー状で製造されたものをそのまゝ用いる
のが最も良く、中でもケイ酸ソーダを硫酸で中和
して得た水和ケイ酸スラリーは最もコスト的に安
価に使用し得る。 本発明は水和ケイ酸スラリーを湿式分級及び／
又は湿式粉砕して、粒径１〜30μの粒子割合を少
くとも80％以上とし、且つ70μ以上の粒子割合を
0.4％以下好ましくは0.05％以下とすることが必
須要件である。公知技術で製造される水和ケイ酸
スラリーは、平均粒径が20〜100μであり、70μ以
上の粒子が５〜20％も含まれており、又、該スラ
リーを過、乾燥し、且つ、粉砕・分級してある
市販の水和ケイ酸にも70μ以上の粒子が0.5％程度
含まれている。 この70μ以上の粗粒子を含有する水和ケイ酸を
添加し抄紙すると、抄紙時に粗粒子が抄網から離
脱し、抄紙機に付属する計器類に付着し、計器類
を狂わす原因となり、或いは抄紙した紙を印刷す
る際には、紙から離脱した填料粗粒子が印刷機の
版に付着堆積し、版の寿命を低下させるという重
大なトラブルを引き起すので、この粗粒子を極力
低減させる必要がある。この粗粒子の割合は、た
とえ少量であつても、填料の添加率の増大、或い
は長時間運転の際には蓄積され、悪影響が増大す
るので、分級または粉砕により、填料全体の0.4
％以下好ましくは0.05％以下、更に好ましくは実
質的にゼロにすることが必要である。 70μ以上の粗粒子を除去する目的で湿式粉砕を
行なう場合、1μ以下の粒子にまで粉砕されるこ
とがある。この1μ以下の微小粒子は紙への歩留
りが悪いため、結果的に印刷後不透明度およびイ
ンキ着肉性向上の効果が低いので、1μ以下の粒
子を増加させない様に粉砕機および粉砕条件を選
ぶ必要がある。 また本発明においては、平均粒径が３〜10μの
範囲にあるのが好ましい。 本発明者らは驚いたことに市販の水和ケイ酸粉
末および公知の方法で製造した水和ケイ酸では、
インキ着肉性に対しては全く効果がないが、本発
明の方法で製造した水和ケイ酸スラリーはインキ
着肉性の向上に優れた効果があることを発見し
た。平均粒径3μ以下または10μ以上ではこのよう
な効果は奏し難く、３〜10μの範囲内でその効果
は最大となる。この範囲内でも、勿論使用するパ
ルプの種類およびフリーネス（水度）等の違い
によつて、最適平均粒径が異ることを発見した。 填料内添によるインキ着肉性向上の機構は、現
在まだ不明の点が多いが、一般的に紙の平滑性お
よび紙表面の細孔径分布に影響されるものと考え
られている。即ち、インキ着肉性は紙の平滑性が
高い方が高く、また細孔は直径1.5μ以下のものの
数が多い方が高くなると考えられる。水和ケイ酸
を添加した紙は、パルプ繊維のみを原料とした紙
と比較して、表面の繊維のからみ合いによつて形
成される比較的大きな空間を水和ケイ酸粒子が埋
めることによつて平滑性を向上させ、また粒子が
埋まることによつて新たに生ずる粒子と繊維間の
空間（細孔）が1.5μ以下となつてインキ着肉性が
向上するものと考えられる。従つて使用するパル
プの種類、形状によつてパルプ繊維間に形成され
る空間（細孔）の大きさが異るので、填料を内添
する場合その空間を埋めて新たな1.5μ以下の細孔
を増加させる為の填料の最適粒径が異るものと考
えられる。 また粉末水和ケイ酸および製造工程の途中で一
旦乾燥した水和ケイ酸ではインキ着肉性を向上さ
せる能力がないのは、一旦乾燥させた場合に表面
のシラノール基（−SiOH）によるセルロースパ
ルプ繊維との結合力（水素結合）が減少する（シ
ラノール基は縮重合してシロキサン結合−Si−Ｏ
−Si−が生成する。）ためであろう。 本発明を実施するに当つては、湿式分級機と湿
式粉砕機を組合せて使用するのが好ましい。 即ち、水和ケイ酸スラリーを湿式粉砕機(A)で粉
砕し、粉砕物を湿式分級機(B)で分級して30μ以下
の粒子を完成品として得た後、湿式分級機から得
られるもう一方の粗い粒子を多く含むスラリーを
再度湿式粉砕することによつて目的が達成され
る。こゝで使用する湿式粉砕機は先に使用したも
の(A)と同じものであつても、別のものであつても
良い。 また別の方法として、水和ケイ酸スラリーをま
ず湿式分級機(B)で分級し、70μ以上の粗粒子を多
く含むものと、少ないものに分け、前者は前述の
方法により湿式粉砕−湿式分級によつて更に処理
し、後者はそのまゝ完成品とするか、または必要
に応じ更に湿式分級機で処理して完成品としても
良い。 こゝで用いられる湿式分級機としては特に制限
がなく、沈降分級機、液体サイクロン、振動スク
リーン又は傾斜型スクリーンなど一般に使用され
ているものを用い得る。またこれらの分級機を１
種類または複数組み合せて使用することも可能で
ある。 湿式粉砕機としては特に制限がなく、連続式ホ
モミキサー、コロイドミル、デイスクリフアイナ
ー、サンドグラインダー、ボールミル、ロツドミ
ル等一般に使用されているものを用い得る。 つぎに、粒度分布及びインキ着肉性の測定方法
を説明する。 ＜粒度分布＞ 粒径44μ（325メツシユ）以上の粒子はJIS標準
篩を重ね、振盪機上で振動させながら上部から水
を流す水篩法で測定した。44μ以下の粒子は島津
遠心沈降式粒度分布測定装置を用いて測定した。
平均粒径は中央累積値（メジアン径）で表示し
た。 ＜インキ着肉性＞ 宮腰Ｍ−３印刷機でベタ印刷を行い、その時の
版上インキの紙へのインキ転移率を測定し、イン
キ転移率の高いものほど、紙のインキ着肉性が良
いとした。 インキ転移率Ｘは次式で定義されるが、版上イ
ンキ量を一定量（25ｇ／cm2）とした時の値で比較
する。 Ｘ＝印刷物に転写されたインキ量（ｇ
／m2）／印刷前の版上インキ量（ｇ／m2）×100（％） 〔実施例並びに比較例等〕 〔参考例〕 市販の固体水ガラスを溶解したケイ酸ソーダ水
溶液（SiC2／Na2Oモル比3.05、SiO2濃度187ｇ/
）53.5、芒硝水溶液（濃度3.9％）170を、
内容積300撹拌機付内部加熱式反応槽に供給し
た。次いで、蒸気加温により45℃とした後、撹拌
しながら20重量％（約228ｇ/）の硫酸8.7を
約10分で添加した。この時の全硫酸添加量に対す
る第１段の硫酸添加割合は38％であつた。第１段
硫酸添加終了後、更に撹拌を続けながら蒸気を吹
き込み、20分間で95℃に昇温した。更に溶液を10
分間この反応温度に保つた後、撹拌を継続しなが
ら残りの硫酸約14を90分間かけて添加し、PH５
で添加を終了し、製紙用水和ケイ酸スラリーを得
た。この水和ケイ酸スラリー50mlを東洋No.２紙
で過、水洗後105℃で恒量となるまで約４時間
乾燥した。スラリー中の水和ケイ酸の濃度は3.7
％であつた。また、この水和ケイ酸の粒度分布は
70μ以上の粒子割合19.8％、平均粒径16.2μであつ
た。 比較例 １ 前の参考例で得られた水和ケイ酸スラリー27ml
を新聞紙用混合パルプ25ｇ/のパルプスラリー
２に、絶乾パルプ重量に対し水和ケイ酸２％と
なるように添加し、２分間撹拌し、Al2（SO4）3−
18H2O（明硫酸礬土）を対パルプ１％を加えて更
に２分間撹拌し、全体を16になるように水を加
えて希釈し、充分に混合後TAPPI標準角型シー
トマシンで坪量42.5ｇ/m2の紙を抄紙した。この
手抄シートを20℃、RH65％で調湿し、線圧40
Kg／cmのマシンカレンダを２回通過させ、再度調
湿した後の平滑度を50〜60秒に調整し、その後新
聞用凸版印刷用インキを使用し、宮腰Ｍ−３印刷
機で13.9cm×18cmのベタ印刷を行なつた。この時
の印刷後の版には、直径0.3〜0.05mm程度の白色
斑点が多数存在しており、２〜５ケ／cm2の割合で
紙中の填料が脱落したことが観察された。 その結果は第１表に示す通りであつた。 表中記載の印刷後不透明度Ｘ％は次の式で定義
した。 Ｘ＝印刷後の裏面反射率／未印刷の裏面反射率
×100（％） 比較例 ２ 参考例で得られた水和ケイ酸20をバケツト型
遠心脱水機の布に入れて脱水しケーキ状水和ケ
イ酸約５Kgを得た。このケーキ全量を、脱水しな
い水和ケイ酸スラリ（濃度SiO2として3.7％）5.2
に加え、撹拌機で充分に撹拌し、100ｇ/水和
ケイ酸スラリー9.33を得た。これを連続式ホモ
ミキサーで軽く処理した。処理したスラリーの
70μ以上の粒子割合は16.3％、平均粒径は14.6μで
あつた。このスラリー10mlを採り、比較例１と同
様に新聞紙用原料パルプスラリに添加、抄紙し、
得られた紙について印刷試験を行なつた。 その結果を第１表に示すが、比較例１と同様
に、印刷後不透明度には効果があるが、インキ転
移率には全く効果はなく、また印刷後の版に白色
の填料が付着し、版の汚れが認められた。 比較例 ３ 参考例で得られた水和ケイ酸５を、パルプ離
解用デイスクリフアイナー（熊谷理機製12インチ
SW型リフアイナー、30kW、3600rpm）にクリ
アランス0.02mmで３回通して粉砕した。 粉砕処理したスラリー中の70μ以上の粒子割合
は0.02％、１〜30μの粒子割合は77％、平均粒径
は2.5μであつた。このスラリーを比較例１と同様
に新聞紙用原料パルプスラリーに、水和ケイ酸填
料対パルプ２％となるように添加、抄紙し、得ら
れた紙について印刷試験を行なつた。その結果を
第１表に示すが、この場合は填料落ちは無かつた
が、填料歩留が低く、印刷後不透明度、インキ転
移率の向上能力が劣る結果となつた。 なお、比較のために填料を使用しなかつたブラ
ンクテスト及び市販のホワイトカーボン（徳山曹
達製水和ケイ酸填料）を対パルプ２％添加した試
験結果を併せて第１表に表示した。
造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 近年、紙は軽量化される傾向にあるが、紙を軽
量化すると、紙に印刷した場合紙の不透明度が低
下し好ましくないので、この紙の印刷後不透明度
の低下を防止する為に紙に填料を添加することが
一般に行なわれている。この目的の為に無酸およ
び有機系の各種の填料の研究開発が行なわれてい
るが、現在、なお安価で充分に効果のあるものは
開発されるに至つていない。また、最近は印刷後
不透明度の低下を防止するばかりでなく、印刷面
の品質を向上させる要望が強く、特にインキ着肉
性を向上させることが必要とされて来ている。 上記各種填料の中で、ケイ酸填料は他の種類の
ものより価格も安く、また紙の印刷後不透明度付
与の効果が大きいが、未だその効果において、或
いは紙への歩留り、紙のインキ着肉性に対する効
果において充分満足すべきものがない。 紙の充填剤としての好ましい水和ケイ酸の製造
方法あるいは紙の裏抜け防止用水和ケイ酸スラリ
ーの製造方法については、特公昭49−36877号公
報、特公昭52−28754号公報、特公昭52−28755号
公報及び特開昭55−113611号公報に記載されてい
るが、これらの製造方法によつて作られた製品を
添加して抄紙する場合、抄紙時に填料が脱落して
抄紙機の水分計、厚み計等の計器に付着し、また
抄紙した紙製品を印刷すると印刷中に填料が離脱
して印刷機の版に付着し、版の寿命を低下させる
という重大な欠点がある。また上記填料には紙の
インキ着肉性を向上させる能力は皆無である。 〔発明の目的〕 上記の事実に鑑み、本発明は、従来市販の水和
ケイ酸填料に欠けていた内添紙のインキ着肉性を
向上させる効果を填料としての機能に新たに付加
させると共に、印刷後不透明度の向上をも計ろう
とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ケイ酸ソーダを硫酸で中和して得ら
れる水和ケイ酸の微粒子を含む水性スラリーを、
湿式分級機および／又は湿式粉砕機を使用して分
級及び／又は粉砕して直径１〜30μの粒子割合を
少くとも80％以上とし、且つ70μ以上の粒子割合
を0.4％以下好ましくは、0.05％とすることによ
り達成される。 即ち、本発明は特定の製造条件で得られる特定
の粒度分布を有する水和ケイ酸スラリーをその
まゝ紙の填料として用いるものであり、安価に且
つ安定して容易に製造できる利点の他に、得られ
た水和ケイ酸填料は優れた紙への歩留りと、紙の
印刷時におけるインキ着肉性の向上、更には印刷
後不透明度向上の効果をも有するものである。 以下、本発明を詳しく説明する。 本発明で使用する水和ケイ酸スラリーは、現在
公知の方法で製造される水和ケイ酸スラリーをそ
のまゝ原料として使用することができる。水和ケ
イ酸スラリーは市販粉末品に水を加えてスラリー
状としたものであつても、スラリー状で製造され
た水和ケイ酸であつても、いずれでも良いが前者
はコスト的に高価になるばかりでなく、得られた
製品の品質の面でも劣るので、水和ケイ酸として
はスラリー状で製造されたものをそのまゝ用いる
のが最も良く、中でもケイ酸ソーダを硫酸で中和
して得た水和ケイ酸スラリーは最もコスト的に安
価に使用し得る。 本発明は水和ケイ酸スラリーを湿式分級及び／
又は湿式粉砕して、粒径１〜30μの粒子割合を少
くとも80％以上とし、且つ70μ以上の粒子割合を
0.4％以下好ましくは0.05％以下とすることが必
須要件である。公知技術で製造される水和ケイ酸
スラリーは、平均粒径が20〜100μであり、70μ以
上の粒子が５〜20％も含まれており、又、該スラ
リーを過、乾燥し、且つ、粉砕・分級してある
市販の水和ケイ酸にも70μ以上の粒子が0.5％程度
含まれている。 この70μ以上の粗粒子を含有する水和ケイ酸を
添加し抄紙すると、抄紙時に粗粒子が抄網から離
脱し、抄紙機に付属する計器類に付着し、計器類
を狂わす原因となり、或いは抄紙した紙を印刷す
る際には、紙から離脱した填料粗粒子が印刷機の
版に付着堆積し、版の寿命を低下させるという重
大なトラブルを引き起すので、この粗粒子を極力
低減させる必要がある。この粗粒子の割合は、た
とえ少量であつても、填料の添加率の増大、或い
は長時間運転の際には蓄積され、悪影響が増大す
るので、分級または粉砕により、填料全体の0.4
％以下好ましくは0.05％以下、更に好ましくは実
質的にゼロにすることが必要である。 70μ以上の粗粒子を除去する目的で湿式粉砕を
行なう場合、1μ以下の粒子にまで粉砕されるこ
とがある。この1μ以下の微小粒子は紙への歩留
りが悪いため、結果的に印刷後不透明度およびイ
ンキ着肉性向上の効果が低いので、1μ以下の粒
子を増加させない様に粉砕機および粉砕条件を選
ぶ必要がある。 また本発明においては、平均粒径が３〜10μの
範囲にあるのが好ましい。 本発明者らは驚いたことに市販の水和ケイ酸粉
末および公知の方法で製造した水和ケイ酸では、
インキ着肉性に対しては全く効果がないが、本発
明の方法で製造した水和ケイ酸スラリーはインキ
着肉性の向上に優れた効果があることを発見し
た。平均粒径3μ以下または10μ以上ではこのよう
な効果は奏し難く、３〜10μの範囲内でその効果
は最大となる。この範囲内でも、勿論使用するパ
ルプの種類およびフリーネス（水度）等の違い
によつて、最適平均粒径が異ることを発見した。 填料内添によるインキ着肉性向上の機構は、現
在まだ不明の点が多いが、一般的に紙の平滑性お
よび紙表面の細孔径分布に影響されるものと考え
られている。即ち、インキ着肉性は紙の平滑性が
高い方が高く、また細孔は直径1.5μ以下のものの
数が多い方が高くなると考えられる。水和ケイ酸
を添加した紙は、パルプ繊維のみを原料とした紙
と比較して、表面の繊維のからみ合いによつて形
成される比較的大きな空間を水和ケイ酸粒子が埋
めることによつて平滑性を向上させ、また粒子が
埋まることによつて新たに生ずる粒子と繊維間の
空間（細孔）が1.5μ以下となつてインキ着肉性が
向上するものと考えられる。従つて使用するパル
プの種類、形状によつてパルプ繊維間に形成され
る空間（細孔）の大きさが異るので、填料を内添
する場合その空間を埋めて新たな1.5μ以下の細孔
を増加させる為の填料の最適粒径が異るものと考
えられる。 また粉末水和ケイ酸および製造工程の途中で一
旦乾燥した水和ケイ酸ではインキ着肉性を向上さ
せる能力がないのは、一旦乾燥させた場合に表面
のシラノール基（−SiOH）によるセルロースパ
ルプ繊維との結合力（水素結合）が減少する（シ
ラノール基は縮重合してシロキサン結合−Si−Ｏ
−Si−が生成する。）ためであろう。 本発明を実施するに当つては、湿式分級機と湿
式粉砕機を組合せて使用するのが好ましい。 即ち、水和ケイ酸スラリーを湿式粉砕機(A)で粉
砕し、粉砕物を湿式分級機(B)で分級して30μ以下
の粒子を完成品として得た後、湿式分級機から得
られるもう一方の粗い粒子を多く含むスラリーを
再度湿式粉砕することによつて目的が達成され
る。こゝで使用する湿式粉砕機は先に使用したも
の(A)と同じものであつても、別のものであつても
良い。 また別の方法として、水和ケイ酸スラリーをま
ず湿式分級機(B)で分級し、70μ以上の粗粒子を多
く含むものと、少ないものに分け、前者は前述の
方法により湿式粉砕−湿式分級によつて更に処理
し、後者はそのまゝ完成品とするか、または必要
に応じ更に湿式分級機で処理して完成品としても
良い。 こゝで用いられる湿式分級機としては特に制限
がなく、沈降分級機、液体サイクロン、振動スク
リーン又は傾斜型スクリーンなど一般に使用され
ているものを用い得る。またこれらの分級機を１
種類または複数組み合せて使用することも可能で
ある。 湿式粉砕機としては特に制限がなく、連続式ホ
モミキサー、コロイドミル、デイスクリフアイナ
ー、サンドグラインダー、ボールミル、ロツドミ
ル等一般に使用されているものを用い得る。 つぎに、粒度分布及びインキ着肉性の測定方法
を説明する。 ＜粒度分布＞ 粒径44μ（325メツシユ）以上の粒子はJIS標準
篩を重ね、振盪機上で振動させながら上部から水
を流す水篩法で測定した。44μ以下の粒子は島津
遠心沈降式粒度分布測定装置を用いて測定した。
平均粒径は中央累積値（メジアン径）で表示し
た。 ＜インキ着肉性＞ 宮腰Ｍ−３印刷機でベタ印刷を行い、その時の
版上インキの紙へのインキ転移率を測定し、イン
キ転移率の高いものほど、紙のインキ着肉性が良
いとした。 インキ転移率Ｘは次式で定義されるが、版上イ
ンキ量を一定量（25ｇ／cm2）とした時の値で比較
する。 Ｘ＝印刷物に転写されたインキ量（ｇ
／m2）／印刷前の版上インキ量（ｇ／m2）×100（％） 〔実施例並びに比較例等〕 〔参考例〕 市販の固体水ガラスを溶解したケイ酸ソーダ水
溶液（SiC2／Na2Oモル比3.05、SiO2濃度187ｇ/
）53.5、芒硝水溶液（濃度3.9％）170を、
内容積300撹拌機付内部加熱式反応槽に供給し
た。次いで、蒸気加温により45℃とした後、撹拌
しながら20重量％（約228ｇ/）の硫酸8.7を
約10分で添加した。この時の全硫酸添加量に対す
る第１段の硫酸添加割合は38％であつた。第１段
硫酸添加終了後、更に撹拌を続けながら蒸気を吹
き込み、20分間で95℃に昇温した。更に溶液を10
分間この反応温度に保つた後、撹拌を継続しなが
ら残りの硫酸約14を90分間かけて添加し、PH５
で添加を終了し、製紙用水和ケイ酸スラリーを得
た。この水和ケイ酸スラリー50mlを東洋No.２紙
で過、水洗後105℃で恒量となるまで約４時間
乾燥した。スラリー中の水和ケイ酸の濃度は3.7
％であつた。また、この水和ケイ酸の粒度分布は
70μ以上の粒子割合19.8％、平均粒径16.2μであつ
た。 比較例 １ 前の参考例で得られた水和ケイ酸スラリー27ml
を新聞紙用混合パルプ25ｇ/のパルプスラリー
２に、絶乾パルプ重量に対し水和ケイ酸２％と
なるように添加し、２分間撹拌し、Al2（SO4）3−
18H2O（明硫酸礬土）を対パルプ１％を加えて更
に２分間撹拌し、全体を16になるように水を加
えて希釈し、充分に混合後TAPPI標準角型シー
トマシンで坪量42.5ｇ/m2の紙を抄紙した。この
手抄シートを20℃、RH65％で調湿し、線圧40
Kg／cmのマシンカレンダを２回通過させ、再度調
湿した後の平滑度を50〜60秒に調整し、その後新
聞用凸版印刷用インキを使用し、宮腰Ｍ−３印刷
機で13.9cm×18cmのベタ印刷を行なつた。この時
の印刷後の版には、直径0.3〜0.05mm程度の白色
斑点が多数存在しており、２〜５ケ／cm2の割合で
紙中の填料が脱落したことが観察された。 その結果は第１表に示す通りであつた。 表中記載の印刷後不透明度Ｘ％は次の式で定義
した。 Ｘ＝印刷後の裏面反射率／未印刷の裏面反射率
×100（％） 比較例 ２ 参考例で得られた水和ケイ酸20をバケツト型
遠心脱水機の布に入れて脱水しケーキ状水和ケ
イ酸約５Kgを得た。このケーキ全量を、脱水しな
い水和ケイ酸スラリ（濃度SiO2として3.7％）5.2
に加え、撹拌機で充分に撹拌し、100ｇ/水和
ケイ酸スラリー9.33を得た。これを連続式ホモ
ミキサーで軽く処理した。処理したスラリーの
70μ以上の粒子割合は16.3％、平均粒径は14.6μで
あつた。このスラリー10mlを採り、比較例１と同
様に新聞紙用原料パルプスラリに添加、抄紙し、
得られた紙について印刷試験を行なつた。 その結果を第１表に示すが、比較例１と同様
に、印刷後不透明度には効果があるが、インキ転
移率には全く効果はなく、また印刷後の版に白色
の填料が付着し、版の汚れが認められた。 比較例 ３ 参考例で得られた水和ケイ酸５を、パルプ離
解用デイスクリフアイナー（熊谷理機製12インチ
SW型リフアイナー、30kW、3600rpm）にクリ
アランス0.02mmで３回通して粉砕した。 粉砕処理したスラリー中の70μ以上の粒子割合
は0.02％、１〜30μの粒子割合は77％、平均粒径
は2.5μであつた。このスラリーを比較例１と同様
に新聞紙用原料パルプスラリーに、水和ケイ酸填
料対パルプ２％となるように添加、抄紙し、得ら
れた紙について印刷試験を行なつた。その結果を
第１表に示すが、この場合は填料落ちは無かつた
が、填料歩留が低く、印刷後不透明度、インキ転
移率の向上能力が劣る結果となつた。 なお、比較のために填料を使用しなかつたブラ
ンクテスト及び市販のホワイトカーボン（徳山曹
達製水和ケイ酸填料）を対パルプ２％添加した試
験結果を併せて第１表に表示した。
【表】
実施例 １
参考例で得た水和ケイ酸スラリーを、比較例３
と同様方法でデイスクリフアイナーに、クリアラ
ンス0.05mmで１回通して粉砕した。このスラリー
は１〜30μの粒子割合80.5％、70μ以上粒子が0.3
％、平均粒径4.1μであつた。結果を第２表に示
す。 比較例１と同様方法で、新聞紙用混合パルプス
ラリーに、水和ケイ酸填料として２％添加、抄紙
し、得られた紙について印刷試験を行なつた。そ
の結果を第２表に示すが、填料落ちがなく、印刷
後不透明度の向上並びにインキ転移率の向上が認
められた。 なお、比較のために填料を使用しなかつたブラ
ンクテスト及び市販のホワイトカーボンを対パル
プ２％添加した試験結果を併せて第２表に表示し
た。 実施例 ２ 参考例で得た水和ケイ酸スラリーを、比較例２
と同様に脱水し、ケーキ状の水和ケイ酸15Kgを得
た。このケーキ15Kgに水を加えて全量を25と
し、水和ケイ酸約90ｇ/のスラリーとした。こ
のスラリーを目開き68μのウエツジワイヤースク
リーン（東洋スクリーン製、スクリーン幅280mm）
に噴射圧1.5Kg／cm2、供給流量30／分で噴射し
た。スクリーンを通過した液量は約12であり、
濃度約80ｇ/、１〜30μの粒子割合84.0％、70μ
以上粒子の含有率0.02％、平均粒径8μのスラリー
を得た。このスラリー12.5mlを比較例１と同様に
絶乾で50ｇ相当の新聞紙用混合パルプに添加（水
和ケイ酸填料として対パルプ２％）、抄紙し、得
られた紙について印刷試験を行なつた。結果を第
２表に示す。 この場合も実施例１とほぼ同様の結果を得た。 実施例 ３ 実施例２で発生したウエツジワイヤースクリー
ンを通過せずにスクリーン上を流れたスラリー約
13、濃度約99ｇ/をコロイドミル（特殊機化
工業製 TKマイコロイダーＳ型）にクリアラン
ス75μで約２分間かけて粉砕した。このスラリー
中の１〜30μの粒子割合は80.0％、70μ以上の粒子
割合は0.05％、平均粒径3.6μであつた。このスラ
リー10mlを比較例１と同様に、新聞紙用原料パル
プスラリーに、水和ケイ酸填料の添加率が対パル
プ２％となるように加え、抄紙し、印刷試験を行
なつた。結果を第２表に示す。 この場合も、実施例１、実施例２とほゞ同様の
結果を得た。 実施例 ４ 参考例で得られた水和ケイ酸スラリー200mlを
直径20cm、の200メツシユのJIS規格篩にそそぎ入
れ、手で強く振盪しながら篩い分け、その後約
800mlの水を徐々に加え、篩上の微細粒子を充分
に落して下の容器に70μ以上の粗粒子を含まない
水和ケイ酸スラリー約１を得た。このスラリー
を１のメスシリンダーに入れ表温で約10時間静
置後、沈降したケイ酸スラリーの最下層部から約
25mlを分取し、これを200mlに希釈した。スラリ
ーの濃度は1.7％、１〜30μの粒子割合88％、平均
粒径は9.7μであつた。このスラリー58.8mlを採
り、比較例１と同様に新聞紙用原料パルプのスラ
リーに、填料添加率対パルプ２％となるように添
加、抄紙し、印刷試験を行なつた。 その結果を第２表に示すが、この場合は填料落
ちがなく、填料歩留も比較的高く、印刷後不透明
度並びにインキ転移率の向上が見られた。
と同様方法でデイスクリフアイナーに、クリアラ
ンス0.05mmで１回通して粉砕した。このスラリー
は１〜30μの粒子割合80.5％、70μ以上粒子が0.3
％、平均粒径4.1μであつた。結果を第２表に示
す。 比較例１と同様方法で、新聞紙用混合パルプス
ラリーに、水和ケイ酸填料として２％添加、抄紙
し、得られた紙について印刷試験を行なつた。そ
の結果を第２表に示すが、填料落ちがなく、印刷
後不透明度の向上並びにインキ転移率の向上が認
められた。 なお、比較のために填料を使用しなかつたブラ
ンクテスト及び市販のホワイトカーボンを対パル
プ２％添加した試験結果を併せて第２表に表示し
た。 実施例 ２ 参考例で得た水和ケイ酸スラリーを、比較例２
と同様に脱水し、ケーキ状の水和ケイ酸15Kgを得
た。このケーキ15Kgに水を加えて全量を25と
し、水和ケイ酸約90ｇ/のスラリーとした。こ
のスラリーを目開き68μのウエツジワイヤースク
リーン（東洋スクリーン製、スクリーン幅280mm）
に噴射圧1.5Kg／cm2、供給流量30／分で噴射し
た。スクリーンを通過した液量は約12であり、
濃度約80ｇ/、１〜30μの粒子割合84.0％、70μ
以上粒子の含有率0.02％、平均粒径8μのスラリー
を得た。このスラリー12.5mlを比較例１と同様に
絶乾で50ｇ相当の新聞紙用混合パルプに添加（水
和ケイ酸填料として対パルプ２％）、抄紙し、得
られた紙について印刷試験を行なつた。結果を第
２表に示す。 この場合も実施例１とほぼ同様の結果を得た。 実施例 ３ 実施例２で発生したウエツジワイヤースクリー
ンを通過せずにスクリーン上を流れたスラリー約
13、濃度約99ｇ/をコロイドミル（特殊機化
工業製 TKマイコロイダーＳ型）にクリアラン
ス75μで約２分間かけて粉砕した。このスラリー
中の１〜30μの粒子割合は80.0％、70μ以上の粒子
割合は0.05％、平均粒径3.6μであつた。このスラ
リー10mlを比較例１と同様に、新聞紙用原料パル
プスラリーに、水和ケイ酸填料の添加率が対パル
プ２％となるように加え、抄紙し、印刷試験を行
なつた。結果を第２表に示す。 この場合も、実施例１、実施例２とほゞ同様の
結果を得た。 実施例 ４ 参考例で得られた水和ケイ酸スラリー200mlを
直径20cm、の200メツシユのJIS規格篩にそそぎ入
れ、手で強く振盪しながら篩い分け、その後約
800mlの水を徐々に加え、篩上の微細粒子を充分
に落して下の容器に70μ以上の粗粒子を含まない
水和ケイ酸スラリー約１を得た。このスラリー
を１のメスシリンダーに入れ表温で約10時間静
置後、沈降したケイ酸スラリーの最下層部から約
25mlを分取し、これを200mlに希釈した。スラリ
ーの濃度は1.7％、１〜30μの粒子割合88％、平均
粒径は9.7μであつた。このスラリー58.8mlを採
り、比較例１と同様に新聞紙用原料パルプのスラ
リーに、填料添加率対パルプ２％となるように添
加、抄紙し、印刷試験を行なつた。 その結果を第２表に示すが、この場合は填料落
ちがなく、填料歩留も比較的高く、印刷後不透明
度並びにインキ転移率の向上が見られた。
【表】
実施例 ５
実施例２と同様操作で、ケーキ状の水和ケイ酸
に水を加えて、濃度100ｇ/に調整したスラリー
を、次の３種類の湿式分級機で夫々処理し、アク
セプトとして得られたスラリーを更に200メツシ
ユ振動スクリーンで処理し、得られたスラリー
を、比較例１と同様に新聞紙用原料に添加、抄紙
し、印刷試験を行なつた。その結果を第３表に示
す。 (イ) ウエツジワイヤースクリーン（安藤スクリー
ン製、スリツト目開き150μ、自然流下方式） (ロ) 振動スクリーン（月島機械製、ボールトン48
型振動篩、100メツシユ） (ハ) 液体サイクロン（バウアー社製セントリクリ
ーナー、筒径90mm、排出ノズル径5.6mm、供給
圧３Kg／cm2） 実施例 ６ 実施例２及び実施例５と同様操作でケーキ状の
水和ケイ酸に水を加えて得た濃度120ｇ/のスラ
リーを、サンドグラインダー（五十嵐機械製、サ
ンドグラインダー32G型）で粉砕し、回転数
（500〜740rpm）、メジアの種類（ガラスビーズ径
1.0〜4.5mmφ）、メジアの量（50〜75Kg）及びス
ラリー供給速度（５〜60／分）の各条件を変え
てＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類の製品を得た。これら
の製品を200メツシユの振動スクリーンを使用し
て粗粒子を除去後、比較例１と同様に新聞紙用原
料パルプに、填料添加率対パルプ２％となるよう
に添加、抄紙し、印刷試験を行なつた。それらの
結果を第３表に示した。 第３表から判る如く、実施例５及び実施例６の
何れの場合も印刷時の版汚れはなく、印刷後不透
明度並びにインキ転移率とも夫々向上している。
に水を加えて、濃度100ｇ/に調整したスラリー
を、次の３種類の湿式分級機で夫々処理し、アク
セプトとして得られたスラリーを更に200メツシ
ユ振動スクリーンで処理し、得られたスラリー
を、比較例１と同様に新聞紙用原料に添加、抄紙
し、印刷試験を行なつた。その結果を第３表に示
す。 (イ) ウエツジワイヤースクリーン（安藤スクリー
ン製、スリツト目開き150μ、自然流下方式） (ロ) 振動スクリーン（月島機械製、ボールトン48
型振動篩、100メツシユ） (ハ) 液体サイクロン（バウアー社製セントリクリ
ーナー、筒径90mm、排出ノズル径5.6mm、供給
圧３Kg／cm2） 実施例 ６ 実施例２及び実施例５と同様操作でケーキ状の
水和ケイ酸に水を加えて得た濃度120ｇ/のスラ
リーを、サンドグラインダー（五十嵐機械製、サ
ンドグラインダー32G型）で粉砕し、回転数
（500〜740rpm）、メジアの種類（ガラスビーズ径
1.0〜4.5mmφ）、メジアの量（50〜75Kg）及びス
ラリー供給速度（５〜60／分）の各条件を変え
てＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４種類の製品を得た。これら
の製品を200メツシユの振動スクリーンを使用し
て粗粒子を除去後、比較例１と同様に新聞紙用原
料パルプに、填料添加率対パルプ２％となるよう
に添加、抄紙し、印刷試験を行なつた。それらの
結果を第３表に示した。 第３表から判る如く、実施例５及び実施例６の
何れの場合も印刷時の版汚れはなく、印刷後不透
明度並びにインキ転移率とも夫々向上している。
本発明の方法により製造した水和ケイ酸填料
は、従来市販の水和ケイ酸填料に欠けていた内添
紙の印刷時におけるインキ着肉性向上効果を填料
の新しい機能として備えていると共に、印刷後不
透明度の向上効果も併せ持つものである。
は、従来市販の水和ケイ酸填料に欠けていた内添
紙の印刷時におけるインキ着肉性向上効果を填料
の新しい機能として備えていると共に、印刷後不
透明度の向上効果も併せ持つものである。
第１図は、比較例及び実施例中の代表例で得ら
れた製品の粒度累積頻度数を示す図表、第２図は
好ましい粒度分布の概念図及び下限と上限の粒度
分布を示す概念図である。
れた製品の粒度累積頻度数を示す図表、第２図は
好ましい粒度分布の概念図及び下限と上限の粒度
分布を示す概念図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ケイ酸ソーダを硫酸で中和して得られる水和
ケイ酸の微粒子を含むスラリーを、湿式分級機及
び／又は湿式粉砕機を用いて分級及び／又は粉砕
処理し、粒径１〜30μの粒子割合を少くとも80％
以上とし、且つ70μ以上の粒子割合を0.4％以下好
ましくは0.05％以下にすることを特徴とする製紙
用水和ケイ酸填料の製造方法。 ２ 上記方法により得られた製品填料の平均粒子
径が３〜10μである特許請求の範囲第１項記載の
製紙用水和ケイ酸填料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260879A JPS61141767A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 製紙用水和ケイ酸填料の製造方法 |
| US06/926,707 US4790486A (en) | 1984-12-12 | 1986-10-31 | Process for preparation of paper-making hydrous silicic acid filler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260879A JPS61141767A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 製紙用水和ケイ酸填料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141767A JPS61141767A (ja) | 1986-06-28 |
| JPH0160183B2 true JPH0160183B2 (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=17354019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260879A Granted JPS61141767A (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | 製紙用水和ケイ酸填料の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4790486A (ja) |
| JP (1) | JPS61141767A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5030286A (en) * | 1988-09-22 | 1991-07-09 | Ppg Industries, Inc. | High solids aqueous silica slurry |
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1986
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