JPS62282099A

JPS62282099A - 炭酸カルシウム内填紙

Info

Publication number: JPS62282099A
Application number: JP12069886A
Authority: JP
Inventors: 敏男藤原; 知正毎田; 洋志柴田
Original assignee: Maruo Calcium Co Ltd
Current assignee: Maruo Calcium Co Ltd
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-07
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2556679B2

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】３、発明の詳細な説明「産業上の利用分野」本発明はカルサイト型柱状炭酸カルシウムを填料として
含有する新規な内填紙に関し、更に詳しくは工業的に有
利な内填紙に関するものである。

「従来技術と問題点」通常、印刷用紙には、紙の光学的及び物理的性質を改善
する目的で、一般の上質紙、葬念中質紙で５〜２５％の
填料が抄き込まれている。主な填料としてはタルク、ク
レー等がある。又、昨今の製祇雫界の動向として、紙の
品質及びコストダウンの見地から中性紙化が進んでおり
、この用途では従来サイズ剤の関係で使用出来なかった
炭酸カルシウムが使われるようになって来た。一方、ラ
イスペーパー、インディアンペーパー等の薄紙の分野で
は、従来から紙の白色度、不透明度等の向上の目的で炭
酸カルシウムが使用されていた。ここでイ専用され、る
炭酸カルシウムは一般に軽質炭酸カルシウムと呼ばれる
もので、Ｃａ（ＯＲ）２　とＣＯ□ガスを反応させて作
られる。このものは−次粒子径が１〜２μｍ前後の紡錘
形状をしたものである。

この軽質炭酸カルシウムは薄紙に使用すると、他の填料
に比較して不透明性、白色度が優れている。しかし、こ
れでも不透明性、白色度に関しては不、十分なため、酸
化チタンを併用して所望の不透明性、白色度を維持して
いる。即ち、現在の軽質炭酸カルシウムでは高価な酸化
チタンを併用せざるを得ないため、非常にコストアップ
となる。従って、従来からより不透明度、白色度の良好
な填料の開発が望まれていた。

一方、特開昭５７−７．１４９９号にはアラブナイト系
柱状炭酸カルシウムを填料として含有した充填紙が提案
されている。しかし乍ら、後に評注する様に、■アラブ
ナイト結晶は非常に不安定で水分や高温等により容易に
カルサイト結晶に移行し、従ってこれを含有した紙の物
性も不安定とならざるを得ない、０分散性及び粒子の均
一性において必ずしも満足できるものではない、■アゴ
ラナイト結晶はカルサイト結晶に比し、比重が大きく、
従って、一定の容積量内填すればアラゴナイト結晶内填
紙はカルサイト結晶内填紙に比べて重くなり、輸送や取
り扱いにおいて不利であり、輸送コストも大きくなる、
等の問題を孕んでいる。

「問題を解決するだめの手段」本発明者らは、かかる実情に鑑み、薄紙等に高い不透明
性、白色度をイ」与する填料を得んとして鋭意研究を重
ねた結果、特定形状のカルサイト型柱状炭酸カルシウム
が所期の目的を達成させることを知見し、本発明を完成
させたものである。

即ち、本発明は短径０．０２〜２μｍ、長径０゜１〜２
０μｍでアスペクト比が４以上であるカルサイト型柱状
炭酸カルシウムを填料として含有することを特徴とする
炭酸カルシウム内填紙を内容とするものである。

本発明に用いられる特定形状のカルライト型柱状炭酸カ
ルシウムは本発明者らが先に特許出願した下記の如き方
法（特願昭６０−１５６７８２、同６１−５１２０９、
同６１−５］２１０）によって製造される。

（１）第１方法（化合）炭酸ガスと水酸化カルシウムを反応させて炭酸カルシウ
ムを生成させるにあたり、水酸化カルシウムの炭酸化率
が６０％以下の段階で炭酸ガスと水酸化カルシウムとの
反応を一時中断させた後反応を終了さセる。

（２）第２方法（Ｍｇ塩及びｃｐ化合物の添加）炭酸ガ
スと水酸化カルシウムを気液反応させて炭酸力ルソウム
を生成させるにあたり、炭酸化反応が終結する以前又は
以後にマグネシウム塩及び塩素化合物から選択される少
なくとも１種を添加する。

（３）第３方法（熟成）炭酸ガスと水酸化カルシウムを気液反応させて炭酸カル
シウムを生成させるにあたり、得られた炭酸カルシウム
スラリーの粘度がＢ型粘度計の６Ｏｒｐｍで測定して１
０００ｃｐ以上のスラリーを、更にスラリー全体が均一
になる程度以上の攪拌力を加えて熟成させる。

上記第１、第２、第３の各方法のうち少なくとも１つの
方法、好ましくは２つ又は３つの方法を組み合わせて実
施することにより、本発明に使用するカルサイト型の柱
状炭酸カルシウムを得ることが出来る。

こうして出来た柱状炭酸カルシウムを、より生産効率を
上げ且つより均一な粒子径にするために次のような工程
を追加することも可能である。具体的には柱状炭酸カル
シウムスラリーに水酸化カルシウムスラリーを炭酸カル
シウム／水酸化カルシウム−１ｍｏｌ　／　０．１〜１
０ｍｏ１程度割合の範囲で混合し、この混合スラリーに
炭酸ガスを導入することにより、均一なカルサイト結晶
の柱状炭酸カルシウムを生成させることが出来る。

本発明に用いられるカルサイト型柱状炭酸カルシウムは
短径０．０２〜２μｍ、長径０．１〜２０μｍでアスペ
クト比が４以上のものである。短径、長径が共に上記範
囲においては不透明度が極大となり、当該範囲を外れる
と不透明度が低下する。

又、アスペクト比が４未満となると、不透明性が不十分
となるばかりでなく、抄紙時の歩留が低下する。

本発明の内填紙は従来の方法と同一の方法によって製造
することができる。即ち、パルプと本発明の填料とを所
定の割合で混合した後、水、サイズ剤、助剤、その他必
要に応じて公知の添加剤を加えて叩解し、抄紙し乾燥す
る。

「作用・効果」薄紙の場合、用途、種類によって異なるが不透明度を必
要とする場合は、通常パルプ１００部に対して酸化チタ
ンを５〜１２部内填している。昨今、酸化チタンが高騰
しているためこれを内填している内填紙は非常にコスト
アップとなる。木発明の填料を使用すれば、酸化チタン
を全量、もしくは大部分代替することが出来る。これに
よって大幅なコストダウンが可能となる。こうして作っ
た紙は紙質、印刷適性に関して従来処方のものと比べて
全く問題ない。

又、紙を抄紙するときの作業性については、従来から使
用されている立方体、及び紡錘形の軽質炭酸カルシウム
に比べて本発明に使用するカルサイト型柱状炭酸カルシ
ウムは歩留がよい。これは柱状という粒子形状及び良好
な分散性により、パルプ繊維上に吸着され易くなるため
と思われる。

また、ワイヤの摩耗性は従来の紡錘形等の粒子形のもの
に比べてワイヤ摩耗性は少なく、良好である。

ところで、柱状形状をした炭酸カルシウムを薄紙に配合
すると不透明性が向上することは特開昭５７−７１４９
９に開示されている。しかし乍ら、本発明と特開昭５７
−７１４９９との根本的な相違は、本発明はカルサイト
結晶の炭酸カルシウムであるのに対し、特開昭５７−７
１４９９はアラゴナイト結晶である点にある。この結晶
の相違は填料として使用した場合、効果について次のよ
うな著差がある。

第１は、カルサイト結晶の炭酸カルシウムは比重が２．
６７であるが、アラゴナイトは２．８５である。従って
重置で同一配合部数を内填した場合、カルサイトの方が
アラゴナイトに比べて容積が大きくなる。炭酸カルシウ
ムについて云えば、内填紙の不透明性は容積に比例して
おり、比重には関係ない。一般に隠ペイ性は屈折率に比
例するが、内填紙での不透明性は、炭酸カルシウムにつ
いて云えば、粒子形状と分散性に関係しており、屈折率
には殆ど関係ない。

従って、カルサイト結晶の炭酸力ルンウムと、アラゴナ
イト結晶の炭酸カルシウムを同一容積量内填すれば、粒
子形状、分散性が同してあれば同じ不透明性が得られる
が、紙の重さにおいてはカルサイト結晶の炭酸カルシウ
ムを内填した紙の方が軽くなる。今日、輸送運賃、持ち
運びのし易さ等の立場から、紙の軽量化が問題にされて
いるか、この問題を解決するためには出来るだけ比重の
軽い填料を使用せねばならない。即ち、特開昭５７−７
１４９９のようにアラブナイト結晶の炭酸カルシウムを
填料として使用するより、カルサイト結晶の炭酸カルシ
ウムを使用する方が実用上極めて有利である。

第２は、アラブナイト結晶はカルサイト結晶に比べて結
晶学的な立場から言えば、非常に不安定である。アラゴ
ナイト結晶は水分、高温等の状況下では容易にカルサイ
ト結晶に移行する。従って、品質の安定性に関してはカ
ルサイトの方が数段優れている。使用する填料としての
炭酸カルシウムの物性が安定していると言うことは、と
りもなおさず紙の物性が安定すると言うことである。

第３に、本発明に使用するカルサイト型柱状炭酸カルシ
ウムは前記の如き方法によって得られ、アラゴナイト結
晶のものに比べて分散性及び粒子の均一性において優れ
ており、このことは填料として使用した場合、紙の不透
明性において、アラゴナイトより数段優れた効果が出る
。

「実施例」以下、本発明を実施例、比較例を挙げて説明するが、本
発明はこれらにより何ら制限されるものではない。

参考例１　（カルサイト型柱状炭酸カルシウムの製造）濃度１４０ｇ水酸化カルシウム／ｐ１、温度２０℃に調
整された水酸化カルシウムの水スラリー２０６に炭酸ガ
スの濃度が３０％の空気混合ガスを１００００β／ｈｒ
の割合で５分間吹込んだ。（連続的にガスを導入した後
出の比較例１では炭酸化に３０分間を要した。従って、
５分間ガス吹込み時の炭酸化率は１００％Ｘ５／３０！
−′１６．７％）。その後５分間ガスの導入を中止した
後、再び１００００β／ｈｒの割合でスラリーＰｌ＋が
７になるまでガスを導入した。こうして出来た炭酸力ル
ソウムスラリーに塩化マグネシウムを６０ｇ投入してス
ラリ一温度を４０゛Ｃ以上に保温しながら２４時間攪拌
放置した。このときのスラリーのＰｌ＋は１０．０〜１
１．０の間にあるように調整した。

こうして生成した炭酸カルシウムスラリー１０ｐ　（炭
酸カルシウムとして１８９０ｇ）に対して濃度１４０ｇ
水酸化カルシウム／１の水酸化カルシウムの水スラリー
を２０１加えて混合しながら炭酸ガスを導入して炭酸化
を終結させた。

上記の如くして得られたカルサイト型柱状炭酸カルシウ
ムは短径０．１５μｍ、長径２．０μｍ、アスペクト比
が１３．３であった。

実施例１、比較例１〜３参考例１で得られたカルサイト型柱状炭酸カルシウムに
ついて抄紙試験を行った。

比較の為に、■填料を全熱使用しないもの（比較例１）
、■従来から使用されている紡錘形の軽質炭酸カルシウ
ムを使用したもの（比較例２）、■アラブナイト結晶の
柱状炭酸カルシウムを使用したもの（比較例３）、の三
つのケースについて同様に試験した。試験方法及び条件
は下記の通りで、抄紙試験結果は第１表に示した。

使用パルプ：　ＬＢＫＰ／ＮＢＫＰ＝７／３叩解度：３
００ｃｃ、ｃｆｓ抄紙機：手抄きマシン（１２０メソシユのスクリーン使
用）脱水圧：　５．　Ｏｋｇ／ｃ＋Ａ乾燥機ニドラムドライヤー　乾燥温度１４０°Ｃ配合；
パルプ（Ｌ／Ｎ＝７／３）１００　　　部ＣａＣ０，６
０部水　　　　　　　パルプ濃度２．５％カチオンデンプン　　　　　　１　　部サイズ剤（バー
サイズＡＫ−１８’８）　　０．２　　部定着剤（カイ
メン５７７＋１）　　　　　０．０５部歩留向上剤（Ｎ
Ｒ−１１１、Ｈ）　　　　　０．０２部第　　１　　表Ｒｏ　：琥■寸率１１ｏｏ：完全に不透明な紙束の反射率Ｗ：米坪Ｓｆ：未充填紙の比散乱係数Ｓｍ：充填紙の比散乱係数　ｙ：充填量第１表の試験結
果よりカルサイト型社状炭酸カルシウムが従来品に比べ
て不透明度、紙Ｓ値、顔料Ｓ値において優れていること
がわかる。

尚、従来の紡錘形の軽質炭酸カルシウムに比べて、カル
サイト柱状炭酸カルシウムが分散性において優れている
ことは、第１図（Ａ）、（Ｂ）に示した粒度分布でも判
る。前述の如く、この分散性の差は紙の不透明度に関係
する。尚、粒度分布測定機種は品性製作所５Ａ−ＣＰ２
　（条件、セル回転速度１２０Ｏｒｐｍ、セルの液面高
さ３）を用いた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に用いられるカルサイト柱状炭酸
カルシウムの粒度分布を示すグラフ、第１図（Ｂ）は紡
錘形の軽質炭酸カルシウムの粒度分布を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１、短径０．０２〜２μｍ、長径０．１〜２０μｍでア
スペクト比が４以上であるカルサイト型柱状炭酸カルシ
ウムを填料として含有することを特徴とする炭酸カルシ
ウム内填紙。