JPS6045700A - 抄紙用炭酸カルシウムのプラスチツクワイヤ−摩耗の低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭酸カルシウムを填料とする製紙抄造方法に
関するものであって、その目的とするところは、炭酸カ
ルシウムを抄紙用填料に使用して抄紙機のプラスチック
ワイヤーを摩耗させることなく、シかも歩留シが良好で
ある一方において、抄造紙の白色度低下及び紙力低下を
招くこともない製紙抄造方法を得ることにある。抄紙用
填料は、紙の白色度、不透明度、平滑性、インキ受理性
、筆記適性、塗工適性等を向上させる目的で、また、紙
の触感を向上させる目的で、さらには増量剤の目的でパ
ルプスラリーに配合される。

こうした抄紙用填料として、カオリン、クレー、タルク
、二酸化チタン、炭酸カルシウム等の無機物質が従来か
ら使用され、一部には有機合成高分子物質等も使用され
ている。これらの抄紙用填料の中にあって、特に炭Ｉ″
ｌ！カルシウムは、その原料となる石灰石が国内におい
て多音に、かつ床机に産出することから安価に入手でき
るばかりでなく、何かと問題のある酸性抄紙にかわって
中性抄紙が発展するにともない、その填料としての需要
が増大しつつある。

ところで、抄紙用填料としての炭酸カルシウムは、石灰
乳に炭酸ガスを導通して化学的に製造する軽質炭酸カル
シウムと、石灰石を機械的に粉砕して製造後分級して製
造さ７Ｌる重質炭はカルシウムがある。このうち前者の
軽質炭酸カルシウムは化学的に製造されるため、粒子径
が均−で、しかも粒子表面にナイフェツジが少なく、ま
だ、粒度分布の幅が比較的にせまいため、重質炭酸カル
シウムとくらべてグラスチックワイヤー摩耗が少なく、
ライスペーノ（−、インディアペーパーの填料として広
く大量に使用されている。しかしながら、その反面、軽
質炭酸カルシウムは製造工程上高価にならざるをえず、
また、粒子径が一般に小さいため歩留ルが悪く、適らに
は成紙に充分な紙力を付与できないという欠点を有して
いる。

これに対し後者の重質炭酸カルシウムは、軽質炭酸カル
シウムに較べて製造方法が容易であるため、安価であり
、また平均粒子径も大きなものが得られるという特長を
有している。しかしながら重質炭酸カルシウムは、粉砕
、分級といった機誠的手段で製造される関係上、粒子は
不定形をしており、粒子表面には多数のナイフェツジが
存在し、また粒度分布の幅が広くならざるをえないため
、この種の重質炭酸カルシウムを抄紙用填料として使用
した場合には、抄紙機のプラスチックワイヤー摩耗は著
しい。周知の通り、抄紙機のワイヤー摩耗は、抄紙効率
に重大な影響を与え、摩耗のはなはだしいものは新しい
ワイヤーと取替えねばならないが、その間抄紙機の運転
は停止するので生産性は著しく低下する。

従って、現在では填料によるワイヤー摩耗を最少に抑え
る目的で炭酸カルシウムを填料とする場合には、本来粒
子径の小さい軽質炭酸カルシウム全使用するか、重質炭
酸カルシウムを用いる場合には、粗大粒子の混入が比較
的少ない平均粒子径が２μ程度以下のものを使用するの
が一般的である。

また最近では、歩留りならびに紙力を低下させることな
く、さらには、プラスチックワイヤー摩耗が少ない重質
炭酸カルシウムに関する研究結果も報告されており、特
開昭５ｔ−ｉグｌ１ｔ２り６号明細書には、サンドミル
処理することにより粒子表面のナイフェツジを摩砕し、
粒子形状に丸味を帯びさせた重質炭酸カルシウムを抄紙
用填料として使用することにより、前記目的をすべて達
成しうると記載されている。しかるに、このような重質
炭酸カルシウムを得るためには３０〜よ５％の重質炭酸
カルシウムの水分散液を／回又ｔよ枚数目サンドミル処
理する必要があるためエネルギーコスト的に不利であシ
、また、処理効率を上昇させるため、に使用する分散剤
拡抄紙工程での歩留！ｌｌを著しく悪化させかねない。

本発明は、これら相反する事象をすべて満足させるため
、つまシ、抄紙工程におけるプラスチックワイヤーの摩
耗が良好であり、かつ歩留り及び抄造紙の白色度が良好
であシ、さらには紙力を向上させることが可能な炭酸カ
ルシウムを用いた抄紙方法について鋭意研究を重ねた結
果、一般に白色度が低いため抄紙用填料として不適当で
あるものが多いとされているけい酸塩鉱物を抄紙用填料
として用いられる炭酸ガルシウムに含ませることによシ
、天然物使用を含めて同一平均粒子径を有する炭酸カル
シウム単独で使用するよりもはるかに少ないワイヤー摩
耗が得られ、このため、現在一般に抄紙用として使用さ
れている平均粒子径の小さな炭酸カルシウムよりはるか
に大きな平均粒子径のものの使用が可能となシ、歩留り
ならびに紙力も向上させることができ、さらには抄造紙
の白色度も良好であるとの知見を得た。

本発明者は、上記の知見を基礎に炭酸カルシウムを填料
とするグラスチックワイヤー摩耗の低減方法について更
に研究を重ねた結果、填料として使用する炭酸カルシウ
ム７００重葉部に対し、かんらん５族、ざくろ５族、紅
柱石、けい線石、藍晶石、ムライト、緑れん５族、電気
石、緑柱石、輝石族、章輝石族、角閃石族、雲母族、パ
イロフィライト、滑石、緑泥石、セプテ緑泥石、蛇紋石
、スチルブノメレーン、粘度鉱物、シリカ鉱物族、長石
族、準長石族、沸石族に族する７種または２種以上のけ
い酸塩鉱物を１００重量部以下、好ましくは３０重量部
以下併用使用することによシ、所期の目的を達成しうる
抄紙方法を得るととに成功した。但し、後述する実施例
／３にみられるように、たとえば、４／重量部以下では
効果はない。また、炭酸マグネシウムが含まれるドロマ
イト質石灰岩のような場合には、上記の比率は、炭酸カ
ルシウムと炭酸マグネシウムが同効のものであるとして
計算する。

炭酸カルシウムを単独使用で抄造する場合と比較して、
けい１俊塩鉱物を炭酸カルシウムに含′ませることによ
りプラスチックワイヤー摩耗が著しく改善さする理由に
ついては未だ不明な点も多いが、けい酸塩鉱物を併用使
用することにより、炭酸カルシウムの表面電位が正から
負に変化し、一般には負に帯電するグラスチックワイヤ
ー表面と反発するため、プラスチックワイヤー表面に炭
酸カルシウムが吸着されず、ワイヤー摩耗が減少するも
のと考えられる。本発明に使用しうる炭酸カルシウムに
は特別な制限はなく、重質、軽質共に使用可能であり、
また、その粒度も抄造する紙の目的により任意に選択す
ればよいが、通常それらの恒圧通気式にょる比表面積は
４！〜ツθｍ２／ｙで充゛分である。また、炭酸カルシ
ウムと併用して使用するけい酸塩鉱物についても特別な
制限はなく、けい酸塩鉱物の天然品または合成品の粉砕
品の使用が可能であシ、また、それらの粒度も任意選択
可能であ夛、一般的には併用して使用する炭酸カルシウ
ムの平均粒子径と同程度の粒子径を有するものから選べ
ばよい。さらにまた、炭酸カルシウムとけい酸塩鉱物粉
砕品の混合ぽ、一定の割合に常法に従って行なえばよく
、パルプ及びその他薬品全混合し、紙料全調製する段階
で別々に添加投入して本発明の目的を達成しうろことは
もちろんのこと、予備的に炭酸カルシウムとけい酸塩鉱
物粉砕品の混合物を調製しておき、こｔし全紙料調製時
使用したり、さらには、炭酸カルシウム表面に化学的、
または、物理的方法を用いてけい酸塩鉱物を吸着させた
ものを抄紙用填料として使用してもともに所期の目的全
満足することに変シはない。また、重質炭酸カルシウム
の原料となる石灰石には、通常３オチ未満のけいｒ′β
塩鉱物が含有さ←ておシ、製紙内填用としてはこれらけ
い１浚塩鉱物の含有量の少ない重質炭酸カルシウムが好
んで使用されてきたが、４！襲以上、好ましくは、７％
以上けい酸塩鉱物を含有する石灰石から製造された重質
炭酸カルシウムを使用することによっても、同様に本発
明の目的を充分達成することができる。しかしながら、
炭酸カルシウムと併用するけい酸塩鉱物は一般に硬度が
高いものが多く、また、炭酸カルシウムと比較して白色
度の低いものが多いため、その炭酸カルシウム１００重
量部に対しけい酸塩鉱物をふくませる割合が１００重量
部をこえた場合、プラスチックワイヤー摩耗の増加、紙
の裁断時のカッター類の摩耗の増大及び抄造さｉした紙
の白色度の低下等が発生し、あまシ好ましいとはいえな
い。

以上の通シ、本発明によれば、炭酸カルシウムとけい酸
塩鉱物を抄紙用填料として併用使用することによシ、平
均粒子径が多小火きくてもワイヤー摩耗全低減させるこ
とができ、従って紙力低下及び歩留り低下を伴わず、さ
らには抄造紙の白色度が良好々製紙抄造方法を得ること
ができる。

以下に本発明の実施例を比較しυとともに示して本発明
の特徴全具体的に説明する。なお、プラスチックワイヤ
ーの摩耗性は４♂！格のおもシをつけたプラスチック製
の抄紙用ワイヤーをセラミックロールと接触させ、その
ロールを２♂３ｍ２るＵの速度で回転させながら填料温
度λｗｔ％の試料分散液を／　ｌ／Ｎｎの流延でワイヤ
ー上に供給し、／を廟後の一定面積当りのワイヤーの重
量減全測定して抄紙用ワイヤーの摩耗量とした。また、
上記方法において、グラスチック製ワイヤーをブロンズ
製ワイヤーに、／！側の測定時間を／／θ訓に変更する
ほかは同様の方法でブロンズワイヤー摩耗を測定し、抄
造された紙の裁断時のカッター類の摩耗量の目やすとし
た。実施例及び比較例中のチはすべて重１ｋｇ１ｒであ
る。

（実施例／〜♂） 市販品分級重質炭酸カルシウム（スーパー３Ｓ、比表面
積１２θｍ２７’７．純度ＣＢＣＯａとして？９，７チ
）１０θ部に対しけい酸塩鉱物の各種粉体を７０θ部以
下の割合で混合し抄紙用填料を調製後、各々のプラスチ
ックワイヤー・摩耗量及びブロンズワイヤー摩耗量を測
定した。その結果を表１に示す。また、ＬＢＫＰ′ｆｃ
ＣＦ４１ｔＯｃｃに叩解し、上記各種填料ヲ２０％、ア
ルキルケテンダイマー系サイズ剤４３多、定着剤ｑ０６
％添加し、ＴＡｌ）ｐＩ標準手抄紙を用いて１．０１７
ｍ２の紙を抄紙した。この紙の白色度、灰分歩留り及び
紙力を表１に示す。

（実施例ソ〜／２） 平均粒子径の異なる各種炭酸カルシウム１０θ部に対し
重訳長石の粉砕品（比表面積Ｚ３♂ｍ２／ｙ　）をｙ部
混合し抄紙用填料を調製後、各々のプラスチックワイヤ
ー摩耗量を測定した。その結果を表２に示す。また、本
実施例に使用した各種炭酸カルシウムの純度を表２に示
す。

表　２ （実施例／３） 市販品分級重質炭酸カルシウム（スーパー／７０θ、比
表面積４に♂ｍ２／ｆｌ、純度ＣａＣＯ３として９ｚ♂
襲）と石英粉（試薬、沈降製比表面積４２ｍ２７　ｆｌ
　）全各種割合で混合し抄紙用填料を調製後、各々のプ
ラスチックワイヤー摩耗ｎｆ測定した。その結果を刃・
７図に示す。

（実施例／グ） Ｘ線回折の結果から５ｉ０２として６／チ含有する石灰
石を粉砕分級し１２夕ｍ２／ｇの比表面積金有する重質
炭酸カルシウムを調製し、そのプラスチックワイヤー摩
耗を測定した。その結果、プラスチックのワイヤー摩耗
量はグ２ｍｌであった。

、（比！次的／〜／３） 各種炭酸カルシウム及び各種けい酸塩鉱物粉体単独のプ
ラスチックワイヤー摩耗量及びブロンズワイヤーｈｋ耗
量をａｌｌＪ定した。その結果を表３に示す。さらに各
種炭酸カルシウムを填料として実施例と同様の方法モ手
抄紙を調製した。その結果を表３に示す。

（比較列／グルコ／） 市販品分級重質炭酸カルシウム（スーパー３Ｓ、比表面
積１２ｍ２７１　）　７００部に対しけい酸塩鉱物の各
種粉体を７００部をこえる量混合し抄紙用填料を調製後
、各々のプラスチックワイヤー摩耗量及びブロンズワイ
ヤー摩耗量を測定した。その結果を表４に示す。さらに
実施例と同様の方法で手抄紙を調製した。その結果を表
４に示す。なお、表１９表３９表４において、手抄紙物
性のらんの「白色度」及び「引張強さ」はそれぞれＪＩ
Ｓ　Ｐ♂／２３及びＪＩＳ　Ｐと／／３に準じて測定し
た。また、歩留υは次式によってＸ出した。

捷た、使用した炭酸カルシウムの純度は各々の炭酸カル
シウム試料を６Ｎ塩酸溶液中で充分に溶解させた後、不
溶解方を水で洗浄乾燥後重量を測定し、次式によって算
出した。

不溶解方の重量×／θθ 炭酸カルシウム粉体試料の重量 抄紙用４糾抄縫必ン蕗合桐Ｕ的 手　続　補　正　書（方式） ２　事件の表示　昭和！♂年特許願オ／タンｉ２θ号ミ
　補正をする者 住　所　兵庫県明石市魚住町西岡／ゲタｊ番地乞代理人 （発送日）ｊ♂、／／、２Ｆ） 乙、補正の対象　明細書の図面の簡単な説明の欄。

２　補正の内容 ■　図面の簡単な説明の欄を別紙の通シに補正する。

以　上

【図面の簡単な説明】

オ／図は、グラフ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭酸カルシウムを填料としプラスチックワイヤーを用い
   て抄紙する製紙抄造工程において、純粋の炭酸カルシウ
   ムにけい酸塩鉱物を含ませることを特徴とする抄紙用炭
   酸カルシウムのプラスチックワイヤー摩耗の低減方法。