JPH11107189A

JPH11107189A - 複合粒子の製造方法

Info

Publication number: JPH11107189A
Application number: JP27290797A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Okada; 比斗志岡田; Hitoshi Matsuda; 仁松田; Motohide Wada; 基秀和田; Hidemi Miyawaki; 英実宮脇
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-04-20
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: JP3982027B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微小粒子の水和ケイ酸への複合化率が高く、
また機械安定性に優れ、そのため製紙における填料とし
て用いたときなど歩留まりが高く且つ紙に優れた白色
度、白紙不透明度及び印刷後不透明度を付与するシリカ
と微小粒子の複合粒子製造方法を提供。【解決手段】ケイ酸アルカリ水溶液に耐アルカリ性の
微小粒子を添加して分散し、次いで液温を７０〜９５℃
まで昇温し、液温を該温度範囲に保持しながら鉱酸を添
加することにより液ｐＨを３〜６．５の範囲に調整する
ことを特徴とする複合粒子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合化率が高く、
機械安定性に優れ、製紙における填料として用いた時の
歩留りが高く且つ紙に優れた白色度、白紙不透明度及び
印刷後不透明度を付与する微小粒子と水和ケイ酸の複合
粒子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、資源問題の観点から、また物流
費、人件費の上昇から紙は軽量化される傾向にある。特
に印刷用紙を軽量化した場合、紙に印刷した時の不透明
度が低下し、印刷された文字や写真等が紙の反対側から
透き通って見えるという問題を生じる。この対策として
紙に種々の填料を内添し、用紙の不透明度を高めるとい
うことが一般に行われている。不透明度を向上させる目
的のために無機系、有機系の各種填料の研究が行われて
おり、安価で且つ優れた印刷後不透明度向上効果を持つ
填料の開発に対する要求が年々高まってきた。また、最
近ではより軽量化される傾向が強いので、印刷した際、
インク中の油成分の浸透を抑制することによる印刷後の
不透明度を向上させる能力に加え、白紙の不透明度を向
上させる能力を兼ね備えた填料の出現が強く望まれてい
る。

【０００３】各種填料として、カオリン、タルク、二酸
化チタン、水和ケイ酸（ホワイトカーボン）、尿素−ホ
ルマリンポリマー微粒子などが用いられている。カオリ
ン、タルクは不透明度向上に効果があり且つ安価ではあ
るが、吸油能が小さいため印刷後の不透明度の向上は大
きくない。二酸化チタンは光散乱能が高いので不透明度
の向上には有効であるが、高価であるばかりでなく吸油
能が小さいという欠点を有しており、また、粒子径が小
さくパルプに添加して抄紙機で抄紙する際の歩留りが非
常に悪い。尿素−ホルマリンポリマー微粒子は光散乱
能、吸油能が高く、印刷後不透明度の向上に優れている
が、高価であり経済性の点で満足できるものではない。
水和ケイ酸は印刷後不透明度を付与する効果はあるが、
白紙不透明度に対する効果を含めて十分満足すべき水準
に到達していないのが現状である。

【０００４】前記填料の有する欠点を克服すべく様々な
填料の複合化、特に吸油能が優れ、コスト的に有利な水
和ケイ酸をベースとした複合化が試みられている。たと
えば、特公平６−４５４５１号公報には硫酸チタン溶液
とケイ酸溶液を混合、中和して共析出させることによ
り、チタンと水和ケイ酸を複合化する方法が開示されて
いる。しかしながら、この複合体は酸化チタンの存在下
又不存在下に、ケイ酸アルカリ水溶液に、その水溶液の
ｐＨが１〜７になるようにチタンの酸性溶液を少なくと
も３０分以上の時間を費やして添加し、８０℃〜該水溶
液の沸点の温度に加熱することにより製造されており、
得られる複合体に含まれているチタンは焼成をしない限
り、そのままでは非晶質の水酸化チタンとして存在し、
光散乱能の観点から見てチタンが最適な結晶質構造を有
していない。

【０００５】また本発明者らは、特開平９−１５６９１
９号公報において、水和ケイ酸二次粒子を核としてその
表面にチタンを担持、複合化させる方法を提案した。し
かしながらこの方法では水和ケイ酸二次粒子を核として
その表面へチタンを担持させるため、チタンの水和ケイ
酸表面への担持力が弱く、厳密に管理された条件を用い
ないと、複合化されるチタンの割合（複合化率）は低率
におさえられる。また、この複合体は機械的シェアーに
対する安定性が低く、たとえば抄紙系内を循環する際に
ファンポンプやクリーナー等によって受けるシェアーに
より、チタン分が水和ケイ酸から脱落しやすいという欠
点を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水和
ケイ酸と微小粒子の複合粒子の製造方法において、微小
粒子の水和ケイ酸への複合化率が高く、また機械安定性
に優れ、そのため製紙における填料として用いた時の歩
留りが高く且つ紙に優れた白色度、白紙不透明度及び印
刷後不透明度を付与する水和ケイ酸と微小粒子の複合粒
子の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の（１）〜（５）の５つの構成を採用
する。（１）ケイ酸アルカリ水溶液に耐アルカリ性の微小粒子
を添加して分散し、次いで液温を７０〜９５℃まで昇温
し、液温を該温度範囲に保持しながら鉱酸を添加するこ
とにより液ｐＨを３〜６．５の範囲に調整することを特
徴とする複合粒子の製造方法。（２）前記（１）の方法において、微小粒子を添加する
前または後であって液温を７０〜９５℃に昇温する前ま
たは昇温中に鉱酸の一部を添加することを特徴とする複
合粒子の製造方法。（３）前記（２）の方法において、鉱酸の一部は、全添
加量の０〜５０％であることを特徴とする複合粒子の製
造方法。（４）前記（１）〜（３）において、微小粒子が粒子径
０．１〜０．４μｍの二酸化チタンである複合粒子の製
造方法。（５）前記（１）〜（５）において、微小粒子をケイ酸
アルカリ水溶液に分散する時から鉱酸の全部を添加し終
わるまで、ケイ酸アルカリ水溶液に高剪断力を与えるこ
とを特徴とする複合粒子の製造方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるケイ酸アルカ
リ水溶液は、特に限定されないが、ケイ酸ソーダ水溶液
またはケイ酸カリウム水溶液が好適である。ケイ酸アル
カリ水溶液のモル濃度はモル比（ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ）が
２．０〜３．４の範囲から選ぶのが好適である。また、
ケイ酸アルカリ水溶液の濃度は、水溶液中のケイ酸（Ｓ
ｉＯ₂）分で３〜１５重量％の範囲から選ばれる。この
範囲よりも濃度が高いと反応中の溶液の粘度が高くなっ
てしまい、また、低いと反応液量が多くなって非効率的
である。更に、反応中においても反応液中のケイ酸濃度
を３〜１５重量％の範囲に保持することが望ましい。

【０００９】本発明で使用される鉱酸としては、特に限
定されず公知のものが使用される。具体的には、塩酸、
硫酸、硝酸等の無機酸が挙げられるが、硫酸は入手が容
易で且つ安価であるため好適に用いられる。鉱酸の添加
時の濃度は、特に限定されないが、一般的には１０〜３
０重量％の範囲から選ばれる。

【００１０】また、本発明で使用される耐アルカリ性微
小粒子は、硫酸による中和前にｐＨ１０〜１２のケイ酸
アルカリ水溶液中に分散され、温度も７０〜９５℃と高
温になるため、それぞれの条件に耐えられるだけの耐ア
ルカリ性が必要である。また、水和ケイ酸とともに良好
な二次粒子を形成するために、粒子径は５μｍ以下であ
ることが望ましく、特に好ましくは０．０５〜１μｍで
ある。このような粒子として二酸化チタン、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムなどの無機粒子
及び尿素ホルマリン、ポリスチレンなどの有機粒子が挙
げられる。

【００１１】これらの微小粒子の中で、結晶性二酸化チ
タンは、耐アルカリ性、粒子径が本合成条件に好適であ
り、また複合体として紙の充填に用いられた時の不透明
度向上効果も高いため、最も好ましく用いられる。結晶
性二酸化チタンは平均一次粒子径が０．１〜０．４μｍ
の範囲にあり、結晶型がルチル型及び／またはアナター
ゼ型のものが選択され、単独あるいは混合して使用され
る。

【００１２】結晶性二酸化チタンには分散性を高めるた
めに、アルミナを表面処理剤として処理されたものがあ
るが、本合成条件においてアルミナが溶解することがあ
り、その場合複合化率の低下につながることもあるた
め、アルミナ含有率として蛍光Ｘ線による分析値が１０
％未満のものが好ましい。また、カチオン性分散剤のコ
ーティングや酸化亜鉛のドーピング等により水和ケイ酸
と二酸化チタンのマッチングをよくすると好ましい結果
が得られる。

【００１３】該結晶性二酸化チタンは、予め水に分散し
た後使用されるが、分散に際し粒子の再凝集を防止する
ため分散剤を添加しても良い。分散剤としては、ヘキサ
メタリン酸ソーダ、ピロリン酸ソーダ、ポリアクリル酸
ソーダ等が挙げられる。分散後の結晶性二酸化チタンス
ラリー濃度は１〜１０重量％に調整される。また、水和
ケイ酸の成長を促進させたりあるいは反応途中の粘度を
コントロールする目的で、硫酸ナトリウムなどの電解質
を適宜加えることも可能である。

【００１４】本発明では反応の前半の工程、すなわち、
温度を７０〜９５℃に上昇させるまでの工程において、
微小粒子を核として水和ケイ酸一次粒子を形成させる。
この温度が７０℃未満では、液はゲル状となり、その後
の複合粒子が形成できない。また、９５℃を越えると蒸
気圧が上がり、高温高圧釜等特殊な装置が必要となり適
当でない。昇温は、微小粒子添加後、攪拌しながら１０
〜３０分をかけて行う。これより短い時間で昇温を行う
ことは、工業的には極めて能力の高い加熱装置を必要と
するので現実的に難しい。

【００１５】上記の工程において、微小粒子を添加・分
散する前に鉱酸の一部を添加しておくことが可能であ
る。この方法により、水和ケイ酸一次粒子がかさ高にな
り吸油度を高めることができる。また、微小粒子を添加
した後、温度を上昇する前または上昇中に鉱酸の一部を
添加することも可能である。この方法により、水和ケイ
酸の構造を好ましいものにコントロールすることができ
る。ただし、この場合、鉱酸の添加は液温度が２０〜５
５℃の間に開始することが好ましいが、粘度が上昇する
等の製造上の問題がなければこの範囲外の温度で添加し
てもかまわない。また、鉱酸の添加の前と後の両方で微
小粒子を添加・分散することも可能である。いずれにし
ろ、上記した前半の工程で液に鉱酸を添加する場合、そ
の添加量は、全添加量（前半と後半の合計添加量）の５
０％以下であり、添加の際に水溶液が部分的にでもｐＨ
７を下まわることのないように、連続的に十分攪拌しな
がら添加する。これらの範囲を守らないと、反応液がゲ
ル状となり製造上の問題が起きたり、また複合化率が著
しく低下したりするなどの問題が生じるからである。

【００１６】液の温度が７０〜９５℃の目的の温度に達
したら、必要に応じて７０〜９５℃の温度で熟成し、以
後の後半の工程に進む。後半の工程は、当該温度範囲
（７０〜９５℃）を維持しながら鉱酸を添加し、液のｐ
Ｈを３〜６．５の間に調整する工程である。鉱酸の添加
は、十分に攪拌しながら、１０分〜１時間程度の時間を
かけて行い、その後必要に応じて、当該温度範囲で熟成
することもある。

【００１７】本発明で、ケイ酸アルカリ水溶液に微小粒
子を添加する時点から、後半の工程での鉱酸の添加を終
了するまでは、十分に攪拌する必要があり、且つ、高い
剪断力を与えることが好ましい。これにより、複合粒子
の２次粒子径が紙の填料として最も好ましい範囲に調整
されるのみならず、水和ケイ酸と微小粒子が均一に複合
化する。高い剪断力を与える方法としては、ホモミキサ
ー、ホモジナイザー、インラインミキサー、ディスクリ
ファイナー、サンドグラインダー等の公知のものが挙げ
られ、適宜選択して用いられる。

【００１８】また、本発明で得られる前記複合粒子は、
紙の填料として用いる場合、予め湿式粉砕及び／または
湿式分級して用いられる。湿式粉砕機としては、公知の
連続式ホモミキサー、コロイドミル、ディスクリファイ
ナー、サンドグラインダー、ボールミル、ロッドミル等
が挙げられ、粉砕して更に分級する場合は、前記複合体
は、公知の振動スクリーンのような分級機で湿式分級
し、複合体の７０〜７５μｍを越える粗大粒子を除去し
て用いられる。このような処理を施して得られる複合体
は、レーザー回折式粒度分布計（島津、ＳＡＬＤ−１１
００）による平均粒子径は３〜３０μｍ、好ましくは１
０〜２５μｍの範囲にあり、１〜３０μｍの粒子径のも
のが７０重量％以上含有される。以上説明したように、
本発明の製造方法により得られる水和ケイ酸と微小粒子
の複合体は、水和ケイ酸粒子中に該微小粒子が均一に複
合化されており、機械安定性が高く、たとえば製紙に際
し填料として用いると、水和ケイ酸とともに微小粒子を
効率良く紙中に留めることができる。

【００１９】本発明による水和ケイ酸と微小粒子の複合
体を抄紙の際にパルプ原料に添加して抄紙することによ
って、微小粒子を高い歩留りで紙中に留めることができ
る。それは本発明による方法のように微小粒子を水和ケ
イ酸の２次粒子が析出する以前に添加して複合化するこ
とにより、微小粒子を核として水和ケイ酸粒子が生成
し、その後更に添加する第二の鉱酸により水和ケイ酸二
次粒子が成長し、結果として局所的ではなく、水和ケイ
酸二次粒子全体にわたって均一に微小粒子が複合化され
るために、抄紙の際に受ける各種のシェアーにり微小粒
子が脱落することがなく、機械的安定性に優れた複合体
が形成されるからである。水和ケイ酸はインク吸収性に
優れるため、印刷用紙の不透明度向上特に印刷後不透明
度向上のために用いられることがあるが、本発明法によ
るもう一方の微小粒子、たとえば不透明度の著しく高い
二酸化チタンなどと複合化させることにより、製紙用途
に限らず様々な分野での要望に応える填料を与えること
が可能となる。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明は勿論これらに限定されるものでは
ない。尚、以下の実施例において、％は、全て重量％で
ある。

【００２１】＜実施例１＞市販の３号ケイ酸ソーダ水溶
液（徳山曹達製、ＳｉＯ₂濃度３０％）２４０ｇを純水
にて１０００ｇに希釈し、ＳｉＯ₂濃度を７２ｇ／ｋｇ
として２リットルのステンレスビーカーに入れ、温度５
０℃において無水硫酸ナトリウム１７．９ｇを加え、プ
ロペラ攪拌機（スリーワンモーター）で１２００ｒｐｍ
にて攪拌しながら予め１００ｇの水に分散しておいた二
酸化チタン（ＪＡ−４、平均粒子径２５０ｎｍ、テイカ
製）７．２ｇを添加した。その後、硫酸（濃度２０％）
７２ｇを１５分間かけて連続的に添加した。硫酸の添加
が終わった後、攪拌しながら１５分間で温度を９０℃ま
で昇温した。この温度でそのまま攪拌を続け１０分間熟
成を行い、次いで、残りの硫酸１０８ｇを２０分間かけ
て連続的に添加した後９０℃にて２０分間熟成した。熟
成後、３０分かけて反応液を５０℃まで冷却した。この
時のスラリーのｐＨは５．７であった。

【００２２】次いで、この反応生成物を含むスラリー液
に直径２．０〜２．６ｍｍのガラスビーズ１０００ｇを
加え、５０℃に保温しながら、プロペラ攪拌機にて４０
０ｒｐｍで、３分間攪拌して粉砕処理を行い、このスラ
リーを２００メッシュの標準篩を通過させ残さを除去し
た。複合体は前記レーザー回折式粒度分布測定装置でそ
の平均粒子径を測定したところ２１μｍであり、１〜３
０μｍの範囲のものが７５％含有されていた。篩を通過
した複合体スラリーをブフナーロートにて濾過しケーキ
状複合体を得、これを水に分散させ、攪拌し、再度スラ
リーとし、スラリー濃度を５％に調整した。

【００２３】＜複合化率の測定＞合成した複合填料の粒
度分布を島津ＳＡＬＤ−１１００にて測定し、複合化率
を求めた。すなわち複合化する微小粒子と水和ケイ酸の
混合物の粒度分布測定より、それぞれの粒子のシグナル
比を求め検量線を作成し、複合填料の粒度分布より得ら
れるシグナル比と先の検量線より複合填料の微小粒子含
有率を求める。尚、この方法では水和ケイ酸と微小粒子
のシグナルが明確に分離していることが必要であり、先
に挙げた二酸化チタン、炭酸カルシウム等がある。複合
化率Ｈ（％）を下記の式（１）で定義する。Ｈ＝（１−複合体微小粒子含有率／微小粒子配合率）×１００・・・（１）

【００２４】＜機械的安定性の測定＞複合体の機械安定
性は以下の手順により求めた。すなわち、複合体の５％
スラリー液１リットルに直径２．０〜２．６ｍｍのガラ
スビーズ１０００ｇを加え、５０℃に保温しながら、ス
リーワンモーターにて４００ｒｐｍで攪拌し適宜サンプ
リングを行い粒度分布測定を行い、処理時間による粒径
及び上記により得られる複合化率の変化を求める。

【００２５】＜手抄き紙の作製＞次に、針葉樹晒クラフ
トパルプ（ＮＢＫＰ）１５％、サーモメカニカルパルプ
（ＴＭＰ）３４％、機械パルプ（ＧＰ）１１％及び新聞
脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）４０％からなる混合パルプの
スラリー（濃度１．２５％）に前記複合体スラリーを、
パルプ絶乾重量当り３％となるように添加し、２分間攪
拌後、硫酸バンド（Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１８Ｈ₂Ｏ）をパ
ルプ絶乾重量当り１％添加した。更に２分間攪拌した
後、全体を０．２％濃度になるよう調成した。調成した
パルプスラリ−を用いて、実験用角型シートマシンで坪
量４０．０ｇ／ｍ²の紙を抄いて、乾燥した。

【００２６】＜各種紙物性の測定＞この手抄きシートを
２０℃、６５％相対湿度の部屋で調湿した後、線圧４０
ｋｇ／ｃｍで実験用加熱カレンダーで２回通過させ平滑
度を調整し、その後白色度、不透明度の紙質試験と印刷
試験及び填料の歩留り試験を下記の試験法で行い、評価
を行った。用いた試験方法は次の通りである。（１）白色度ＪＩＳＰ８１４８（ＩＳＯ２４７０）に準拠して
測定した。（２）白紙不透明度Ｊ．ＴＡＰＰＩ５３（ＩＳＯ２４７１）に準拠して
測定した。（３）印刷後の不透明度新聞用オフセットインキを用いて、ＲＩ印刷試験機にて
１１×２１ｃｍの大きさのベタ印刷を行い、印刷後の不
透明度Ｙ（％）は下記の式（２）で定義した。Ｙ（％）＝｛（印刷後の裏面の反射率）／（未印刷の裏面の反射率）｝×１００・・・（２）

【００２７】（４）填料歩留り予め作成しておいた、填料を配合していない手抄きシー
ト（ブランク）及び填料を配合した手抄きシートより１
０×１０ｃｍの紙片１０枚を正確に切り取り、１０５℃
×３時間乾燥させた後に絶乾重量を秤りとる。次にこの
絶乾紙片をバーナーにて予備燃焼を行い、続けて電気炉
（ヤマト、ＦＪ３１）にて９００℃×２時間焼くことに
よりシート中に含まれる灰分を求める。填料歩留りＲ
（％）は下記の式（３）で定義した。Ｒ（％）＝｛（填料入りシート灰分重量／同絶乾重量−ブランク灰分重量／同絶乾重量）｝／填料配合率×１００・・・（３）

【００２８】＜実施例２＞第一の硫酸を添加せず、第二
の硫酸を１８０ｇとし、二酸化チタン（ＪＡ−４、平均
粒子径２５０ｎｍ、テイカ製）７．２ｇを用いた以外
は、実施例１と同様に処理し、更に得られた複合体スラ
リーを実施例１と同様にして評価した。得られた複合体
の平均粒径は２０μｍ、１〜３０μｍのものは７７％含
有されていた。

【００２９】＜実施例３＞ホモミキサー（特殊機化工、
ＭａｒｋII ２．５型）により８０００ｒｐｍで攪拌し
ながら一回目の硫酸４５ｇを添加した後に二酸化チタン
（ＪＲＮＣ、平均粒子径２５０ｎｍ、テイカ製）７．２
ｇ、を添加し、９０℃に昇温後攪拌をホモミキサーから
スリーワンモーター１２００ｒｐｍにかえ、第二の硫酸
を１３５ｇ添加した。その後、実施例１と同様に熟成、
降温、粉砕、分級、濾過し、再分散を行い複合体のスラ
リーを得た。得られた複合体の平均粒子径は１９μｍ、
１〜３０μｍのものは８５％含有されていた。また、こ
のスラリーを用いて実施例１と同様にして手抄きシート
を作成し、評価を行った。

【００３０】＜実施例４＞実施例１の二酸化チタンの代
わりに尿素ホルムアルデヒド樹脂（三井東圧化学、ユー
パールＣ−２２）７．２ｇを用いたほかは同様の処理を
行い複合粒子のスラリーを得た。得られた複合体の平均
粒子径は２２μｍ、１〜３０μｍのものは７０％含有さ
れていた。また、このスラリーを用いて実施例１と同様
にして手抄きシートを作成し、評価を行った。

【００３１】＜実施例５＞実施例１と同様にして第一の
硫酸を添加した後、７０℃まで昇温し第二の硫酸１０８
ｇを連続的に添加した。その他は同様の処理を行い、複
合粒子スラリーを得た。複合体の平均粒子径は２２μ
ｍ、１〜３０μｍのものは７１％含有されていた。ま
た、このスラリーを用いて実施例１と同様にして手抄き
シートを作成し、評価を行った。

【００３２】＜比較例１＞実施例１において二酸化チタ
ン（ＪＡ−４、平均粒子径２５０ｎｍ、テイカ製）の添
加位置を第二の硫酸の半量に相当する５４ｇ添加した後
に変更した以外は、実施例１と同様にして複合体を生成
させ、これを用いて手抄きシートを作成し評価を行っ
た。複合体の平均粒子径は１８μｍ、１〜３０μｍのも
のは７５％であった。

【００３３】＜比較例２＞実施例１において第一の硫酸
を１０８ｇ、第二の硫酸を７２ｇ添加した以外は、実施
例１と同様にして複合体を生成させ、これを用いて手抄
きシートを作成し評価を行った。複合粒子の平均粒子径
は２３μｍ、１〜３０μｍのものは７０％であった。

【００３４】＜比較例３＞実施例１において第一の硫酸
添加後温度を６０℃まで昇温させその後の反応、熟成も
６０℃で行った以外は、実施例１と同様にして反応を行
ったところ、ゲル状で濾水性の劣悪な生成物が得られ、
その後の使用に耐えられるものでなかった。

【００３５】＜比較例４＞結晶性の二酸化チタンを添加
しなかったこと以外は、実施例１と同様にして水和ケイ
酸を生成させ、これを用いて実施例１と同様に粉砕、分
級、濾過、再分散を行いスラリーを得、手抄きシートを
作成し、評価を行った。得られた粒子の平均粒子径は２
０μｍ、１〜３０μｍのものは８７％であった。

【００３６】＜参考例１＞比較のために、填料を一切使
用しないこと以外は実施例１と同様にして手抄きシート
を作成し、評価を行った。

【００３７】＜参考例２＞水和ケイ酸と二酸化チタン
（ＪＡ−４、平均粒子径２５０ｎｍ、テイカ製）を存在
比が実施例１と同じくなるように１０：１で混合したス
ラリー−を用い、実施例１と同様にして手抄きシートを
作成し評価を行った。以上の実施例、比較例及び参考例
で得られた結果を表１、２に示した。

【００３８】

【表１】表１から明らかな如く、本発明法によって得られる微小
粒子の複合化率は高く、また機械安定性にも優れている
ことがわかる（実施例１〜5）。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２から明らかな如く、本発明法によって
得られる複合粒子は、紙中への歩留りが高く、これを
内添した紙に高い白色度と不透明度、とりわけ顕著に優
れた印刷後不透明度を付与することができる（実施例１
〜5）。これに対し、二酸化チタンの添加位置が第二の
硫酸を半量添加した後あるいは第一の硫酸を全硫酸量の
６０％添加した場合（比較例１，２）は、微小粒子の複
合化率が低かったり複合体の機械安定性が低く、その結
果として紙中への歩留りも低くなる。これは水和ケイ酸
粒子がほぼ完成した後に微小粒子が反応系に与えられた
ため、水和ケイ酸の表面に弱い力で付着しただけである
ことが原因として考えられる。また、反応する時の液温
が低すぎると（比較例３）複合化反応が適当に行われな
い。

【００４１】一方、分散処理やケイ酸ソーダ溶液の添加
をしても微小粒子が全く用いられない場合（比較例４）
や、填料を一切使用しない場合（参考例１）は、複合粒
子であった微小粒子によりもたらされる効果、すなわち
本実施例での白色度、印刷後不透明度及び白紙不透明度
が劣る。あるいは単純に混合した場合（参考例２）は、
微小粒子の紙中への留りが悪く、結局実施例のような品
質が得られない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、高い複
合化率で微小粒子と水和ケイ酸粒子を複合化させ、且つ
優れた機械安定性を持たせることにより、紙にすき込ん
だ場合などに高い歩留りが得られ、白色度向上や不透明
度向上といった微小粒子の持つ効果を効率良く与えるこ
とができる。

フロントページの続き (72)発明者宮脇英実北海道苫小牧市王子町二丁目１番１号王子製紙株式会社苫小牧工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケイ酸アルカリ水溶液に耐アルカリ性の
微小粒子を添加して分散し、次いで液温を７０〜９５℃
まで昇温し、液温を該温度範囲に保持しながら鉱酸を添
加することにより液ｐＨを３〜６．５の範囲に調整する
ことを特徴とする複合粒子の製造方法。
【請求項２】微小粒子を添加する前または後であって
液温を７０〜９５℃に昇温する前または昇温中に鉱酸の
一部を添加することを特徴とする請求項１に記載の複合
粒子の製造方法。
【請求項３】鉱酸の一部は、全添加量の０〜５０％で
あることを特徴とする、請求項２に記載の複合粒子の製
造方法。
【請求項４】微小粒子が粒子径０．１〜０．４μｍの
二酸化チタンである請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の複合粒子の製造方法。
【請求項５】微小粒子をケイ酸アルカリ水溶液に分散
する時から鉱酸の全部を添加し終わるまで、ケイ酸アル
カリ水溶液に高剪断力を与えることを特徴とする請求項
１〜請求項４のいずれかに記載の複合粒子の製造方法。