【発明の詳細な説明】
本発明は新規な複合粉体の製造方法に関する。
詳しくは、紙の填料として使用した場合、インク
の裏抜け防止効果が極めて優れた複合粉体を製造
する方法である。
従来より、紙の軽量化においては、吸油量の大
きい填料を使用することにより、インクの裏抜け
防止効果を高め、紙厚を薄くする方法が検討され
ている。例えば、特定の条件下で珪酸アルカリと
酸とを反応させて吸油量の大きい水和珪酸を生成
せしめ、これを紙の填量として添加する方法があ
る。
しかしながら、上記水和珪酸は、パルプスラリ
ー中に添加して抄紙した場合、該粉体の吸油量に
比して得られる紙のインクの裏抜け防止効果が充
分に発揮されないという問題を有する。即ち、吸
油量の異なる水和珪酸を、夫々パルプスラリー中
に添加して抄紙した場合、吸油量の増加に対して
得られる紙のインクの裏抜け防止効果の向上が少
ないという現象が生じ、紙の軽量化において大き
な問題となつていた。
本発明者等は上記問題を解消すべく研究を重ね
た。その結果、上記問題が、抄紙の際パルプスラ
リー中において水和珪酸の凝集構造が変化し、乾
燥後の吸油量が低下することに起因するという知
見を得た。上記知見に基づき、更に研究を重ねた
結果、水和珪酸と尿素樹脂の粉体とよりなる粉体
混合物を特定条件下に粉砕し、再凝集させて得ら
れる複合粉体が、水に浸漬後の吸油量の低下が極
めて少なく、填料としてパルプスラリーに添加し
て抄紙した場合においても、紙のインクの裏抜け
防止に優れた効果を発揮し得ることを見い出し、
本発明を完成した。
本発明は、水和珪酸と尿素樹脂の粉体との混合
物を、嵩比重が0.18ｇ／c.c.以下となるように粉砕
することを特徴とする複合粉体の製造方法であ
る。
尚、本発明において、嵩比重がJIS K6220によ
つて測定した値をいう。
本発明において、水和珪酸は珪酸アルカリと酸
との中和反応による、所謂湿式法によつて得られ
るものが特に制限なく使用される。特に、吸油量
が２c.c.／ｇ以上、好ましくは2.5〜４c.c.／ｇのも
のが、紙の填料として使用した場合にインクの裏
抜け防止効果が優れた複合粉体を得ることができ
好ましい。上記含水珪酸の代表的な製法を例示す
れば、次のような方法がある。即ち、原料例えば
珪酸アルカリを鉱酸例えば硫酸で分解する時珪酸
アルカリ水溶液中に鉱酸を２分して加えて含水珪
酸を生成させる方法が好ましい。一般には添加す
る全鉱酸量に対して37〜45％を初回に、出来るだ
け速やかに、例えば10分以内に添加するのが好ま
しい。また上記珪酸アルカリ水溶液中に鉱酸を添
加し珪酸アルカリを分解する時の温度は高い方が
好ましく、一般には85℃〜95℃の温度が好適であ
る。勿論、これらの条件は原料の種類、反応装置
などによつて異なるので予め決定する必要があ
る。
また、本発明において、水和珪酸と混合する粉
体として、尿素樹脂粉体を用いることが極めて重
要である。即ち、上記特定の粉体を水和珪酸と共
に粉砕して得あれる複合粉体は、水に浸漬後乾燥
しても吸油量の低下が極めて少なく、夫々の粉体
を単独で使用した場合に比べてインクの裏抜け防
止効果が著しく向上するのである。本発明に使用
される尿素樹脂は、尿素とホルムアルデヒドとの
縮合によつて得られる公知の樹脂が一般に使用さ
れる。また、上記尿素樹脂の粉体は比重1.3〜1.5
ｇ／c.c.、平均粒子径２〜8μのものが好適に使用
される。
本発明において、水和珪酸と尿素樹脂粉体との
混合割合は、水和珪酸／尿素樹脂粉体の比が重量
で４〜47、好ましくは５〜20とするのが、水和珪
酸による高い吸給油量を維持し、紙のインクの裏
抜け防止効果の特に優れた複合粉体を得るために
望ましい。
本発明において、水和珪酸と尿素樹脂粉体との
混合物を、嵩比重が0.18ｇ／c.c.以下となるまで粉
砕することが、前記した水和珪酸と特定の粉体と
の組合せによる効果と相剰的に働き、得られる複
合粉体の水に浸漬後における吸油量の低下を効果
的に防止するために必要である。なお、上記嵩比
重は粉砕直後における嵩比重をいう。従つて、得
られた複合粉体を貯蔵或いは輸送するためにその
嵩比重を上昇せしめ、0.18ｇ／c.c.を越えるものも
本発明の効果を十分発揮し得るものであり、本発
明の一実施態様に含まれる。粉砕によつて得られ
る複合粉体の嵩比重が前記範囲より大きいと、
夫々の粉体の粉砕が不充分なため、各粉体間に強
固な凝集が生成せず、目的とする複合粉体が得ら
れない。
前記した粉体の混合物を0.18ｇ／c.c.以下の嵩比
重となるまで粉砕する方法は特に限定されるもの
ではない。代表的な方法を例示すれば、液体エネ
ルギーによつて、その入口ノズルにおける液体圧
（以下、粉砕圧という）が５Kg／cm2以上、好まし
くは６〜20Kg／cm2となるように粉砕する方法が挙
げられる。上記流体エネルギーミルは、公知のも
のが特に制限なく使用される。一般には、ジエツ
ト・オー・マイザー（商品名）、ジエツトミル
（商品名）等が好適である。
以上の説明より理解される如く、本発明の方法
によつて得られる複合粉体は、水中に浸漬し、乾
燥した後の吸油量の低下が極めて少ないという性
能を有する。従つて、填料としてパルプスラリー
中に添加した抄紙した場合においても、紙中で優
れた吸油性を示し、インクの裏抜け防止に優れた
効果を示す。
本発明によつて得られる複合粉体が、前記した
性能を発揮する機構は明らかではないが、本発明
者等は表面の荷電状態の異なる粉体が特定の粒子
径以下に粉砕されることにより、単なる粉体の混
合とは異なる特異な凝集構造を形成することによ
るものと推定している。
以下、本発明を具体的に説明するため実施例を
示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
尚、実施例において、粉体の吸油量、粉体を水
に浸漬後の吸油量、印刷後のインクの裏抜け度及
び、平均粒径の測定は下記の方法によつて行なつ
た。
() 吸油量
JIS Ｋ−5101に準じて行なつた。
() 水に浸漬後の吸油量
試料粉体を水に浸した後、濾過し、80℃で静置
乾燥した。次いで、100メツシユのふるい上で、
乾燥後のケークをほぐした後、吸油量を（）の
方法により測定した。
() 印刷インクの裏抜け度
試料紙を10枚重ねて、その表面の反射率（Ｒ
∞）を測定した。一方、上記試料紙１枚に裏から
黒色枚をあてて、表面の反射率（Ro）を測定し
た。また、上記試料紙の片面の全面にオフセツト
輪転機用黒色インクを塗り、乾燥後の反対面（白
紙側）の反射率（Ri）を測定した。これらの測
定値から、下記の式により、印刷前の不透明度r1
及び印刷後の不透明度r2を求めた。
印刷前の不透明度r1（％）＝Ro／Ｒ∞×100
印刷後の不透明度r2（％）＝Ri／Ｒ∞×100
次いで、上記r1、r2を用い、印刷インクの裏抜
け度を下式により求めた。
印刷インクの裏抜け度（％）＝r1−r2／r1×100
裏抜け度が低い程、印刷インクの裏抜け防止性
が優れていると言える。
() 平均粒径
Coulter Counter TA−（商品名：(株)日科
機）を用いて、粒度分布を測定し、50％における
粒径を示した。
実施例
第１表に示す性状を有する水和珪酸と平均粒径
5μ、吸油量2.9c.c.／ｇの尿素樹脂粉体とを第１表
に示す割合で混合した後、混合物をジエツト・オ
ー・マイザー（商品名）で第１表に示す粉砕圧で
粉砕した。得られた複合粉体の平均粒径、吸油
量、水に浸漬後の吸油量を第１表に示す。また、
得られた複合粉体を填料として用い、下記の配合
割合で混合し、パルプ濃度１％のパルプスラリー
を調製し、JIS−Ｐ−8209に準じて抄紙した。得
られた紙について、印刷後のインクの裏抜け率を
測定した。結果を第１表に併せて示す。
配合割合パルプ（L.B.K.P）
サイズ剤
填料（５％）スラリー）
硫酸バンド（５％水溶液） 100重量部
１重量部
５重量部
３重量部
尚、表−１において、粒径は平均粒径を示す。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a novel composite powder.
Specifically, it is a method for producing a composite powder that has an extremely excellent ink strike-through prevention effect when used as a paper filler. Conventionally, in order to reduce the weight of paper, methods have been studied to increase the effect of preventing ink bleed through and reduce the paper thickness by using fillers with a large oil absorption amount. For example, there is a method in which an alkali silicate and an acid are reacted under specific conditions to produce hydrated silicic acid with a large oil absorption capacity, and this is added as a filler to paper. However, when the above-mentioned hydrated silicic acid is added to pulp slurry to make paper, there is a problem in that the resulting paper does not have a sufficient effect of preventing ink bleed-through compared to the oil absorption amount of the powder. In other words, when paper is made by adding hydrated silicic acids with different oil absorption amounts to the pulp slurry, a phenomenon occurs in which the effect of preventing ink bleed through the paper is less improved as the oil absorption increases. This has become a major problem in reducing the weight of The present inventors have conducted repeated research in order to solve the above problems. As a result, it was found that the above problem was caused by a change in the aggregation structure of hydrated silicic acid in the pulp slurry during paper making, resulting in a decrease in oil absorption after drying. Based on the above knowledge, as a result of further research, we found that a composite powder obtained by crushing a powder mixture of hydrated silicic acid and urea resin powder under specific conditions and reagglomerating it, was obtained after immersion in water. We have discovered that the decrease in oil absorption is extremely small, and that even when it is added to pulp slurry as a filler to make paper, it can exhibit an excellent effect in preventing ink bleed through the paper.
The invention has been completed. The present invention is a method for producing composite powder, which comprises pulverizing a mixture of hydrated silicic acid and urea resin powder so that the bulk specific gravity is 0.18 g/cc or less. In the present invention, bulk specific gravity refers to a value measured according to JIS K6220. In the present invention, the hydrated silicic acid obtained by a so-called wet method, which is a neutralization reaction between an alkali silicate and an acid, can be used without particular limitation. In particular, to obtain a composite powder having an oil absorption of 2 c.c./g or more, preferably 2.5 to 4 c.c./g, which has an excellent ink strike-through prevention effect when used as a paper filler. This is preferable. Typical methods for producing the above-mentioned hydrated silicic acid include the following methods. That is, a method is preferred in which, when a raw material such as an alkali silicate is decomposed with a mineral acid such as sulfuric acid, the mineral acid is added in two parts to an aqueous aqueous silicate solution to produce hydrated silicic acid. Generally, it is preferable to add 37 to 45% of the total amount of mineral acid to be added initially as quickly as possible, for example within 10 minutes. Further, the temperature at which the mineral acid is added to the aqueous alkali silicate solution to decompose the alkali silicate is preferably higher, and generally a temperature of 85°C to 95°C is suitable. Of course, these conditions need to be determined in advance since they vary depending on the type of raw materials, reaction equipment, etc. Furthermore, in the present invention, it is extremely important to use urea resin powder as the powder to be mixed with hydrated silicic acid. In other words, the composite powder obtained by grinding the above-mentioned specific powder together with hydrated silicic acid exhibits extremely little decrease in oil absorption even when dried after being immersed in water, and when each powder is used alone, In comparison, the effect of preventing ink bleed through is significantly improved. The urea resin used in the present invention is generally a known resin obtained by condensation of urea and formaldehyde. In addition, the specific gravity of the above urea resin powder is 1.3 to 1.5.
g/cc and an average particle size of 2 to 8 μm are preferably used. In the present invention, the mixing ratio of hydrated silicic acid and urea resin powder is such that the ratio of hydrated silicic acid/urea resin powder is 4 to 47, preferably 5 to 20 by weight. This is desirable in order to maintain the amount of oil absorption and obtain a composite powder that is particularly effective in preventing ink from bleed through paper. In the present invention, pulverizing the mixture of hydrated silicic acid and urea resin powder until the bulk specific gravity becomes 0.18 g/cc or less is compatible with the effect of the combination of hydrated silicic acid and specific powder. This is necessary in order to effectively prevent a decrease in oil absorption after immersing the resulting composite powder in water. In addition, the bulk specific gravity mentioned above refers to the bulk specific gravity immediately after pulverization. Therefore, the effects of the present invention can be fully exhibited even when the bulk specific gravity of the obtained composite powder is increased to exceed 0.18 g/cc for storage or transportation, and is an embodiment of the present invention. include. When the bulk specific gravity of the composite powder obtained by pulverization is larger than the above range,
Since each powder is insufficiently pulverized, strong agglomeration is not formed between each powder, and the desired composite powder cannot be obtained. The method of pulverizing the above-mentioned powder mixture until it has a bulk specific gravity of 0.18 g/cc or less is not particularly limited. To give an example of a typical method, a method of pulverizing using liquid energy such that the liquid pressure at the inlet nozzle (hereinafter referred to as pulverization pressure) is 5 Kg/cm 2 or more, preferably 6 to 20 Kg/cm 2 can be mentioned. Any known fluid energy mill may be used without particular limitation as the fluid energy mill. Generally, Jet-O-Mizer (trade name), Jet Mill (trade name), etc. are suitable. As can be understood from the above explanation, the composite powder obtained by the method of the present invention has the property of exhibiting extremely little decrease in oil absorption after being immersed in water and dried. Therefore, even when paper is made by adding it as a filler to pulp slurry, it exhibits excellent oil absorption in the paper and exhibits an excellent effect in preventing ink bleed through. Although the mechanism by which the composite powder obtained by the present invention exhibits the above-mentioned performance is not clear, the present inventors have discovered that powders with different surface charge states are pulverized to below a specific particle size. It is presumed that this is due to the formation of a unique agglomerated structure that differs from the mere mixing of powders. Examples are shown below to specifically explain the present invention, but the present invention is not limited to these Examples. In the Examples, the oil absorption of the powder, the oil absorption after immersing the powder in water, the degree of ink bleed through after printing, and the average particle diameter were measured by the following methods. () Oil absorption was conducted in accordance with JIS K-5101. () Oil absorption amount after immersion in water After immersing the sample powder in water, it was filtered and left to dry at 80°C. Then, on a 100 mesh sieve,
After loosening the dried cake, the oil absorption was measured by the method in (). () Degree of print ink bleed-through Layer 10 sample papers and measure the reflectance (R) of the surface.
∞) was measured. On the other hand, a black sheet was applied from the back to one of the sample papers to measure the reflectance (Ro) of the surface. Further, black ink for an offset rotary press was applied to the entire surface of one side of the sample paper, and after drying, the reflectance (Ri) of the opposite side (white paper side) was measured. From these measurements, the opacity r 1 before printing can be determined by the following formula:
and the opacity r2 after printing was determined. Opacity before printing r 1 (%) = Ro / R∞ × 100 Opacity after printing r 2 (%) = Ri / R∞ × 100 Next, using the above r 1 and r 2 , check for print ink bleed-through The degree was calculated using the following formula. Printing ink strike-through degree (%)=r 1 −r 2 /r 1 ×100 It can be said that the lower the strike-through degree is, the better the printing ink strike-through prevention property is. () Average particle size The particle size distribution was measured using Coulter Counter TA- (trade name: Nikkaki Co., Ltd.), and the particle size at 50% was shown. Example Hydrated silicic acid having the properties shown in Table 1 and average particle size
After mixing with urea resin powder of 5 μm and oil absorption of 2.9 cc/g in the proportions shown in Table 1, the mixture was crushed with a Jet-O-Mizer (trade name) at the crushing pressure shown in Table 1. Table 1 shows the average particle size, oil absorption amount, and oil absorption amount after immersion in water of the obtained composite powder. Also,
The obtained composite powder was used as a filler and mixed in the following proportions to prepare a pulp slurry with a pulp concentration of 1%, and paper was made according to JIS-P-8209. Regarding the obtained paper, the ink strike-through rate after printing was measured. The results are also shown in Table 1. Blend ratio Pulp (LBKP) Size agent filler (5% slurry) Band sulfate (5% aqueous solution) 100 parts by weight 1 part by weight 5 parts by weight 3 parts by weight In Table 1, the particle size indicates the average particle size. 【table】