JPS6278299A - 製紙内填剤及びその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、製紙の際パルプに配合し１紙質を向上するた
めに使用する製紙内填剤及びその製造方法に関するもの
である。

従来の技術 石灰乳に二酸化炭素を吹き込み反応させることによって
製造される紡錘形の合成炭酸カルシウム。

いわゆる軽質炭酸カルシウムは、製紙内填剤として使用
する場合、天然産白色石灰石を粉砕して得られる微粉末
いわゆる重質炭酸カルシウムに比べ、白色度、不透明度
において優れた製品を与え、また抄紙の際のスクリーン
の摩耗度が少ないという利点を有している。

この炭酸カルシウムの製紙内填剤は１通常、乾燥粉末状
又は水性スラリー状でユーザーに供給され、乾燥粉末の
場合は、所要＠度で水に分散し、また水性スラリーの場
合は、そのままでパルプその他必要な成分と混合し、製
紙原料として使用されでいる。

しかしながら、軽質炭酸力ルンウムは、水性懸濁液の状
態で得られるので、これを乾燥するには多大の燃料費が
必要となり、これが製造原価に加わるため重質炭酸カル
シウムに比ベコスト高になるのを免れない上に、これを
含水分１．０重置板以下の乾燥粉末とすると水に加えた
とき凝集体を形成し、分散が困難になるという欠点があ
る。

才だ、水性スラリーとして供給する場合は、できるだけ
高濃度とした方が貯蔵や輸送の際の容積が少なくなるの
で有利であるが、軽質炭酸カルシウムの水性スラリーを
固形分濃度３３重量係程度に濃縮すると、粘度が急激に
上昇し、流動性を失うため、高濃度にすることができな
いという問題がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は１石灰乳に二酸化炭素を吹き込んで得ら
れる紡錘形炭酸カルシウムを原料とした、高濃度で、し
かも良好な流動性を有するスラリー状の製紙内填剤とそ
の製造方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは１通常の方法によシ得られる最大固形分濃
度３３重量置板での紡錘形炭酸力ルシウム含有水性懸濁
液を、特定の手段により２段階で脱水したのち、低粘化
剤を加えて分散処理して得られる水性スラリーは、５０
重量餐以上という高濃度を有するにもかかわらず良好な
流動性を有するという予想外の事実を見出し、この知見
に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち１本発明は、紡錘形炭酸カル／ラムを固形分濃
度５０重量置％以上で含有し、かつ２５℃における粘度
が１０００センチポイズ以下、好ましくは７００ボイズ
以下の流動性水性スラリーから成る製紙内填剤を提供す
るものである。

本発明の製紙内填剤は、例えば石灰乳に二酸化炭素含有
ガスを吹き込み、反応させて得られる生成物を濃縮した
。紡錘形炭酸カル／ラム含有水性懸濁液を、先ず固形分
濃度３５〜４５重量係にな置板で脱水処理したのち、圧
搾造粒して固形分濃度５０〜７５重量％、最置板径３０
朋以下の板状ケーキ片を形成させ１次いでこれに低粘化
剤を加えて分散処理することによって製造することがで
きる。

本発明の製造方法で原料として使用する紡錘形炭酸カル
シウムを＠有する水性懸濁液は、公知の方法によｐ石灰
乳の中へ二酸化炭素含有ガスを導入して得られる反応生
成物を、従来の方法で最も濃縮可能な程度まで濃縮した
もの、すなわち固形分濃度５〜３３重量係の置板形炭酸
カルシウム含有水性懸濁液である。

本発明方法に従えば、この水性懸濁液を先ず第−脱水工
程において固形分濃度３５〜４５重ｉ％になるまで脱水
処理する。この第−脱水工程は。

通常の脱水手段１例えばフィルタープレス、ベルトプレ
ス等の加圧形脱水機、オリバーフィルター等の真空ドラ
ム脱水機、デカンタ−等の遠心脱水機を用いて行われる
。この工程においては、固形分濃度が３５〜４５重量係
にな置板で脱水することが必要である。この際の固形分
濃度が３５重景％未満であると、最終的に５０重量置％
以上の水性スラリーを得ることができないし、また固形
分濃度４５重重量上りも高濃度に脱水することは、粘度
が大きくなυすぎて事実上不可能である。

このようにして得られる第−脱水工程の処理物を次に、
第二脱水工程において圧搾造粒して固形分濃度５０〜７
５重量％、最置板径３０間以下の板状ケーキ片とする。

この第二脱水工程は、例えばベルトプレスや造粒ローラ
などの脱水と同時に所要の形状に造粒しうる手段を用い
て行われる。

この第二脱水工程を用いないと固形分濃度を５０重量置
板することが困難であるし、また通常の脱水手段で長時
間を要して固形分濃度を上げると脱水ケーキが大きな塊
状になシこれをスラリー化するの１で大きなせん断力を
必要とすることになるが。

このスラリー化の際のせん断力を大きくすると粒子の分
散性が高くな９すぎて製紙（で内填する場合の歩留りの
低下を招く。さらに、スラリー化に先立って解砕して適
当な小片に加工しようとしても。

粘着性が太きいため解砕機内に付着し、解砕することが
できない。

この第二脱水工程においては、上記のような大きな塊状
の脱水ケーキに起因するトラブルを避けるために、脱水
と同時に最大粒径３０闘以下の板状ケーキ片に造粒する
ことが必要である。この二うに、３Ｑｒｎｍ以下の大き
さの板状ケーキ片とすることにより、スラリー化の際の
せん断力を小さくすることができ、水に対する分散性が
よく製紙内填時の歩留シの高い製紙内填剤を得ることが
できる。

前記の２段階での脱水により得られた板状ケーキ片は、
次いで低粘化剤を添加したのち、常法に従ってスラリー
化する０この際添加さｎる低粘化剤は、一般に顔料の分
散用として用いられている低粘化剤１例えばポリアクリ
ル酸すｌ−１，１ウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムな
どの中から任意に選択することができる。この低粘化剤
の添加量は、固形分重量当９１．０〜０．１重量％、好
壕しくけ（）、５〜０．２重量％の範囲が適当である。

本発明方法におけるスラリー化は、コーレスミキサ、ミ
ルなどスラリー化に慣用されてｌ／’する手段を用いて
行うことができる。

このようにして得られる製紙内填剤は、固形分濃度５０
重量％以上最高７５重量係という高濃度スラリーである
にもかかわらず、温度２５℃においてブルックフィール
ド粘度計（回転数６　Ｏｒｐｍ　）で測定した粘度が１
０００センチポイズ以下、多くの場合５００センチポイ
ズ以下であり、良好な流動性を有している。

これに対し、従来の方法で１段階で脱水したものは、固
形分５０重量％においても粘度はすでに１００００セン
チポイズ以上であって流動性が低い上ｔて、水に分散さ
せた場合組かい塊状ケーキが残留し不均一になる。

発明の効果 本発明の製紙内填剤は、固形分濃度５０重量％以上、最
高７５重量係の高濃度スラリーから成るため、貯蔵、輸
送に容積をとらず、しかも流動性が良好なため使用に際
し、取り扱いやすく、また水に対する分散性が優れてい
るという利点ヲ有している。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する０ 参考例 生石灰を水温・１０℃の用水に投入［７消石灰ミルクを
作成し、消石灰ミルク濃度を７０９／ｌに調整後、消石
灰ミルクのスラリ一温度を６０℃にし９ｗｔ％への水性
懸濁液を調製した。

実施例１ 参考例で得た平均粒径０．４　Ｘ　１．０μｍの紡錘形
炭酸カルシウムの１５重量％を含む水性懸濁液を、オリ
バープレスにかけ、固形分濃度４３重量％１でなるまで
脱水した。次にこのようにして得た脱水ケーキをベルト
プレスによｐさらに脱水すると同時に造粒し、固形分濃
度６５重量％、粒径１〜２０ｎｍの板状小片の脱水ケー
キを調製した。この脱水ケーキに、固形分重量に基づき
％０．２重量係の置板アクリル酸ナトリウムを添加し、
コーレスミキサーにより周速２５ｍ／秒で１０分間分散
処理することにより固形分濃度６０重量％、粘度４５０
センチポイズの炭酸カルシウム水性スラリーから成る製
紙内填剤を得た。

実施例２ 参考例と同様にして得た平均粒径０．４Ｘ４．０．（Ｚ
ｍの紡錘状炭酸カルシウム２０重量％を含む水性懸濁液
をフィルタープレスにかけ、固形分濃度４０重量％にな
るまで脱水した。次にこのようにして得た脱水ケーキを
ベルトプレスにより、さらに脱水すると同時に造粒し、
固形分濃度７３重量％、粒径１〜１５非のペレット状の
脱水ケーキを調製した。この脱水ケーキに低粘化剤とし
てポリアクリル酸ナトリウム０．３重量％を添加し、コ
ーレスミキサーにより周速２５ｍ／秒で１０分間分散処
理することにより、固形分濃度６８重量％、粘度６８０
センチポイズの炭酸力ルンウム水性スラＩＪ−から成る
製紙内填剤を得た。

実施例３ 参考例と同様にして得た平均粒径０．５　Ｘ　１．２μ
ｍの紡錘状炭酸カルシウム３０重量％を含む水性懸濁液
を、ベルトプレスを用いて固形分濃度４５重量２％にな
る寸で脱水したのち、さらにベルトプレスによシ脱水と
同時に造粒して、固形分濃度６３重量係１粒径１〜３Ｑ
ｍｍのベレット状の脱水ケーキを調製した。この脱水ケ
ーキに低粘化剤としてポリアクリル酸ナトリウム０．２
重量％を添加し、コーレスミキサーにより周速２５ｍ／
秒で１０分間分散処理することによシ、固形分濃度６０
重置板、粘度４００センチポイズの炭酸カルシウム水性
スラリーから成る製紙内填剤を得た。

比較例１ 実施例工の第−脱水工程で得た固形分濃度４３重量置板
脱水ケーキを加圧プレスによりさらに脱水して固形分濃
度６８重量係１粒径１〜５０ＩＩ！の塊状ケーキを調製
した。このケーキに実施例１と同様の低粘化剤を加え、
同じ条件で分散処理することによシ、固形分濃度６０重
量％、粘度５３０センチポイズの水性スラリーを調製し
た。しかしながら、このスラリー中におけるケーキの分
散は不完全で１〜１０朋のケーキがかなり残留しており
、製紙内填剤としては使用できなかった。

比較例２ 比較例１における第二脱水工程をコーレスミキサーによ
シ周速２５ｍ／秒で２５分間分散処理したところ、固形
分濃度６０重量置板粘度５８０センチポイズの均一な水
性スラリーが得られた。

比較例３ 実施例１で用いたのと同じ固形分濃度１５重量置板紡錘
形炭酸カルシウム水性懸濁液をフィルタープレスを用い
て脱水処理し、固形分濃度５２重量％１粒径１〜７０闘
の塊状ケーキを得た。このイｒ−キに実施例１と同じ低
粘化剤を添加し、コーレスミキサーにより周速２５ｍ／
秒で１０分間分散処理した。このようにして、固形分濃
度６０重量置板スラリーを得たが、分散が不完全で粒径
１〜１５１ｍのケーキの残留が認められ、製紙内填剤と
しては使用できなかった。

比較例４ 実施例３において、低粘化剤を添加せずに、他は全く同
様にして分散処理したところ、全く分散は行わ九なかっ
た。

比較例５ 参考例で得た固形分濃度１５重量置板紡錘形炭酸カルシ
ウム含有水性懸濁液を遠心脱水機にかけ。

１０分間処理して固形分濃度６０重量置板で脱水したと
ころ、得られた水性スラリーの粘度は１０００００セン
チポイズ以上であシ、流動性が低く製紙内填剤としては
全く使用できなかった０応用例 実施例１〜３．比較例２で得た水性スラリー及び対照用
として実施例１で用いた紡錘形炭酸カルシウムと同じも
のの限界固形分濃度３３重量置板水性スラリーとを用い
、以下の抄造条件で製紙した。この際の歩留りをＪ工Ｅ
ｔＰ８１２８に従って測定し、その結果を次表に示す。

抄造条件； パルプ；　　ＬＮ−Ｂ−ＫＰ　（１４／Ｈ＝　７／３　
）叩解度：Ｌ材３５４　ｍＺ　Ｃ６Ｆ　、　Ｎ材４３７
ｔｄＣＢＦ矛 なお、薬剤、填料の添加量は絶乾バルブ量に対し、それ
ぞれ固形分で添加する。

歩留測定方法； 填料、各種薬剤の添加を完了したパルブタラリ−１−一
定量採取しＡ、５Ｃの口紙を用いて全量？口過、残留物
音Ｊ工Ｓ　Ｐ　８１２８法に準じ紙中の灰分？測定（Ａ
）、 同じくパルブヌラリー全角型シートマシンで紙層全形成
させ角型シートマシンワイヤー上に残留した紙層？脱水
、乾燥後Ｊ工Ｓ　Ｐ　８１２８法によシ灰分全測定（Ｂ
） 下記式により填料の歩留全測定した。

填料の歩留（支））＝　−Ｘ　　１００Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　紡錘形炭酸カルシウムを固形分濃度５０重量％以上
   で含有し、かつ２５℃における粘度が１０００センチポ
   イズ以下の流動性水性スラリーから成る製紙内填剤。 ２　紡錘形炭酸カルシウム含有濃縮水性懸濁液を、先ず
   固形分濃度３５〜４５重量％になるまで脱水処理したの
   ち、圧搾造粒して固形分濃度５０〜７５重量％、最大粒
   径３０ｍｍ以下の板状ケーキ片を形成させ、次いでこれ
   に低粘化剤を加えて分散処理することを特徴とする、紡
   錘形炭酸カルシウムを固形分濃度５０重量％以上で含有
   し、かつ２５℃における粘度が１０００センチポイズ以
   下の流動性水性スラリーから成る製紙内填剤の製造方法
   。