JPS6375198A

JPS6375198A - 紙用顔料系

Info

Publication number: JPS6375198A
Application number: JP19457187A
Authority: JP
Inventors: スチーブン　エル．ロック
Original assignee: PQ Corp
Current assignee: PQ Corp
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1987-08-05
Publication date: 1988-04-05

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］本発明は製紙に間し、製紙に於て有用な粒状添加剤に間
する。更に詳しくは、本発明は紙に含めたときに優れた
性質を付与する二酸化チタンとゼオライトとの組合せ物
を含む。本出順は１９８６年８月１１日に米国出願され
た出願番号８９５，０６８号の米国一部継続出願に対応
しているものである。

［従来の技術］紙は本質的には種々のセルロースｆ！碓と色々の理由で
その中に含められた種々の粒状物質との複合物である。

特に低暦粍性の白色物質が望ましい。

このような物質は白色度および不透明度のような紙の光
学的性質を改良する。二酸化チタンは他の光学的品質と
ともに顕著な白色度を（Ｉ々の白紙に付与するため非常
に好ましい物質である。しかしながら二酸化チタンは高
価な物質であり、そして製紙においてその寄与を補充で
きる物質を見つけることは困難であった。

特許公告臼が１９７０年１２月２３日の日本特許公告昭
和４５−４１０４４号は、物質がかなり純粋である場合
に限って天然ゼオライトを充填剤として用いた紙を製造
することが出来る事を教えている。公表番号が２，４９
４，７３６で公表日が１９８２年５月２８日のフランス
国特許８０２４．７３５号は紙においてゼオライトＮａ
ＡをＴｉＯ２と一部置換して用いることが出来ることを
教えている。

［発明が解決しようとする問題点コ紙は上記のような系によって製造することが出来るが製
法に関連して多くの問題がある。ゼオライト　ＮａＡの
化学的性質は全ての製紙方法に役立つというものではな
くそして好ましくない池の成分の添加を必要とする。

本発明の目的はゼオライトを用いた製紙製法に間する改
良を提供することにあり、その改良はゼオライトＡの化
学的性質を変えること及び／又は注意深く粒径を制御す
ることである。

［問題点を解決するための手段］本発明者は製紙において添加されるゼオライト及びＴｌ
Ｏ２からなる顔料系が低原価で、そして現在のＴｌＯ２
を用いる製紙方法以外の追加の加工段階を必要としない
で優れた品質の紙を提供することを発見した。このゼオ
ライトは粒径が小さくそして小さく良く制御された結晶
の大きさのものである。

このゼオライトの平均粒径は３ミクロンより小さく結晶
の大きさは１ミクロンよりも小さいものであるべきであ
る。

このゼオライトの化学的性質は少なくとも部分的にナト
リウムをカルシウムで置換すること及び／又はこのｖ８
質のｐＨ調節によって変えられている。

本発明の組成物に要求されるゼオライトは結晶質アルミ
ノシリケート類、例えばゼオライトＡである。これらの
ゼオライトの製法及び性質は他の資料のうちでも米国特
許第２，８８２，２４３号に詳述されている。この特許
は本明細書中で参照することにより取入れられている。

一般にこの製法は、シリカ、アルミナ、及びナトリウム
の水性原料を化合してゲルを生成し、熱水処理をして結
晶化させることを含む。

他のゼオライトも後に定義した粒径及び結晶の大きさか
ら明らかに生しる好ましい性質を提供する限り本発明の
組合せ物に用いられる。池の合成結晶質アルミノシリケ
ート類、例えはゼオライトＣも有用である。

ゼオライトの粒径及び結晶の大きさは本発明の組成物中
で非常に重要である。平均粒径は約３ミクロンを越えな
いものであるべきであり、好ましくは杓１，５〜２．５
ミクロンである。結晶の大きさは平均粒径の約１／３で
あるべきであって、約１ミクロンを越えないものである
ことは確かである。好ましくは結晶の大きさは約０．２
〜０．８ミクロンである。

この好ましい特徴を有するゼオライトＡは顔０組成物の
好ましい成分の一つである。もしも粒径及び結晶の大き
さがこれらの特定した値よりも大きい場合には、その結
果得られる紙の品質は大幅に低下する。

米国特許第２，８８２，２４３号の製法から得られた水
和したゼオライトＮａＡはナトリウムの一部をカルシウ
ムで置換して変性出来る。カルシウム変性は殆ど任意の
適当なカルシウム塩例えばＣａＣｌ　２、Ｃａ（ＮＯ３
）２、ＣａＳＯ４等を用いて水溶液中でイオン交換して
行われる。その交換はナトリウムと交換されるカルシウ
ム量の制御を可能とする任意の都合の良い方法で行うこ
とが出来る。８０Ｋまでのカルシウム交換を行うことが
出来る。ゼオライトは約５〜６ｏｚのナトリウムをカル
シウムで置換したものが好ましい。最も好ましくは約１
０〜４０χがカルシウムである。洗浄しそして濾過して
ナトリウムを除去しそして調製を完了する。この方法で
得られたゼオライトは次の式によって都合良く表現出来
る。

ゼオライト（ＣａｘＮａｕ−ｘｚ２）Ａ　・２）１２０
［式中Ｘは約４．８までであり、好ましくは０．３〜３
゜６であり、最も好ましくは０．６〜３．０であるコ。

ゼオライトはアルカリ性物質であり、そして製紙の製法
においてはそのような強アルカリ性は不利益となり得る
。これらの製法においてｐ　Ｈ−調節ゼオライト又は適
当なカルシウム／ナトリウムバランスを有するｐ　Ｉ＋
　−：Ａ節したゼオライトが有益である。ｐＨ調節はゼ
オライトＮａＡに対して又は交換した物質に対して行わ
れる。ｐ）！処理前のｃａ交換物質のカルシウム含量は
前記した物質のカルシウム含量よりも幾分か少ない。こ
のゼオライトは式：％式％）［式中Ｘは０．９〜４．８である］て表現出来る。ゼオ
ライトは水中でスラリーにし、そしてｐｌが約４．５〜
９．５の間になるまで酸をゆっくりと添加してｐＨ−調
節される。鉱酸例えばＨ２ＳＯ４及びＨＣＩが通常この
技術に用いられる。酸性にしたスラリーを３０〜９０分
間熟成する。洗浄し、濾通しそして乾燥して調製を完了
する。この方法で処理したゼオライトの組成は以下のよ
うに表現出来る。

ゼオライト［ＣａｘＮａ＋ｚ−（ｘ１２＋ｙ＞Ｈｙｌ　
０２）１２０［式中Ｘは約０〜４．８及びｙは約０．６
〜２．５であり、又はＸは０．６〜２．６でｙは０．６
〜２．２である］。これら両方の式において２は８〜２
５０であり得、通常約２０〜２７である。

ＴｌＯ２は市販の製品で通常硫酸塩法又は塩化物法によ
りチタン含有鉱石から製造される。本発明の組成物：こ
は現在製紙工業で用いられている一般に入手可能な有機
物で被覆した原料及び有機物で被覆していない原料のど
ちらをも含めることが出来ろ。

本発明の顔料系は重量基盤でＴｌＯ２が約１０〜９０％
そしてゼオライトが９０〜１０χからなる。それは任意
の顔料又は充填剤を添加する場合と同様の方法で紙中に
混入される。完成紙は白色度および不透明度を含む擾れ
た性質を有し、そしてＴｉＯ２のみを用いた場合と比較
して経済的に非常に満足なものである。

実施１’Ｗり以下の実施例は本発明の幾つかの具体１５すを例示する
。これらの実施例は発明の詳細な説明の中で記述されそ
して特許請求の範囲中に記載された発明の範囲を確立す
るために与えられるものではない。割合は紙の重量に基
づく重量部（ｐｂν）又は池に指示がない限り重量パー
セント（Ｉ４／　ｗ　ｔ、）である。

パイロドブラント抄紙機を７０ｐｂｗの硬水と３０ｐｂ
ｖの軟水繊維を供給して紙を製造するのに用いた。

明１（Ｉｐｂｗ）及び分散ロジンサイズ（ｌｐｂν）を
スラックーサイズシートを製造するために添加した。サ
イズ固定に追加量の明零を加えた。約８ｏｚの顔料定Ｍ
ｌｋを得るためここ十分な陽イオン定着助剤を加えた。

以下の顔料系を４，８及び１２ｚの添加１（保持量４゜
７及び１ｏｚ）で紙に加えた。

１　、ＴｉＯ２２　、５０ＸＴｉ０２／ＳＯＸゼオライトＡ（Ｉ）３　
、５０ＥＴｉ０２１５０＄ゼ、ｔライ）Ａ（ＩＩ）４．
５０χＴｉ０２１５０Ｘ市販ＴｉＯ２体質顔料（沈降無
定形アルミノシリケート）ゼオライトＡ（１）は平均粒径が４．５ミクロン及び結
晶の大きさが１．７ミクロンである。

ゼオライトＡ（ＩＩ）は平均粒径が２．５ミクロン及び
結晶の大きさが０．７ミクロンである。

製造した紙について種々の標準試験を行った。その結果
を以下の表に要約する。

１　　　８６．０　　　　８７．０　　　　８８．０２
　　　８４．０　　　　８５．０　　　　８６．０３　
　　８５．０　　　　８６．０　　　　８６．５４　　
　８４．５　　　　８６．５　　　　８６．５−表一　
　　　　パ　■ １　　　　　９０．５　　　　　　９２．５　　　　　
　　９４．０２　　　　　８９．０　　　　　　９０．
５　　　　　　　９＋、５３　　　　　８９．５　　　
　　　９＋、０　　　　　　　９３．０４　　　　　　
９０．０　　　　　　９１．０　　　　　　　９２．５
！　　　　　　４８５０　　　　　　４９００　　　　
　　　４４５０本ＩＶ　　　　　　　ａ　　Ｍ　　　デ
　　　　　にｍｌ　　　　　　　　２．８　　　　　　
　　２．２　　　　　　　　　１．７２　　　　　　　
２．９　　　　　　　　２．４　　　　　　　　　２．
０３　　　　　　　２．９　　　　　　　　２．４　　
　　　　　　　２．０４　　　　　　　２．６　　　　
　　　　２．１　　　　　　　　　２．０以上の結果は
小さい粒径のゼオライトＡが大きいサイズのゼオライト
Ａよりも顔料系成分としてかなり優れていることを示し
ている。ＴｌＯ２と併用した小さい粒子のゼオライトの
挙動は用いた市販製品のものに匹敵する。

Ｔｉ０２９０重量％及びゼオライト１０重量Ｘ含有する
顔↑４系は製紙工業てＴｌＯ２を用いる現在の方法と比
較して同様の好ましい結果を有することが期待できる。

Ｔｉ０２１０重量％及びゼオライト９０瓜量χ含有する
顔料系は紙中にＴｉＯ２を用いる現在の方法と比較して
経済的に有利な結果を生じ、そして満足な性能を与える
だろう。

Claims

【特許請求の範囲】１、二酸化チタン（ＴｉＯ＿２）及び平均粒径が３ミク
ロンより小さく平均結晶の大きさが１ミクロンよりも小
さいゼオライトからなる紙用顔料系。２、ＴｉＯ＿２１０〜９０重量％及びゼオライト９０〜
１０重量％である特許請求の範囲第１項の顔料系。３、ゼオライトが１．５〜２．５ミクロンの平均粒径及
び０．２〜０．８ミクロンの平均結晶の大きさを有する
特許請求の範囲第１項の顔料系。４、ゼオライトが１．５〜２．５ミクロンの平均粒径及
び０．２〜０．８ミクロンの平均結晶の大きさを有する
ゼオライトＡである特許請求の範囲第２項の顔料系。５、ゼオライトが次の組成：ゼオライト（Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿ｘ＿／＿２）
ＡｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは約４．８まででありｚは２０〜２７である］
を有する特許請求の範囲第１項の顔料系。６、ゼオライトが次の組成：ゼオライト（Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿ｘ＿／＿２）
ＡｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは約０．３〜３．６でありｚは２０〜２７であ
る］を有する特許請求の範囲第２項の顔料系。７、ゼオライトが次の組成：ゼオライト（Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿ｘ＿／＿２）
ＡｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは約０．３〜３．６でありｚは２０〜２７であ
る］を有する特許請求の範囲第３項の顔料系。８、ゼオライトが次の組成：ゼオライト（Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿ｘ＿／＿２）
ＡｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは約０．３〜３．６でありｚは２０〜２７であ
る］を有する特許請求の範囲第４項の顔料系。９、ゼオライトが次の組成：ゼオライト［Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿（＿ｘ＿／＿
２＿＋＿ｙ＿）Ｈｙ］ｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは０〜約４．８であり、ｙは約０．６〜２．５
でありそしてｚは２０〜２７である］を有する特許請求
の範囲第１項の顔料系。１０、ゼオライトが次の組成：ゼオライト［Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿（＿ｘ＿／＿
２＿＋＿ｙ＿）Ｈｙ］ｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは０〜約４．８であり、ｙは約０．６〜２．５
でありそしてｚは２０〜２７である］を有する特許請求
の範囲第２項の顔料系。１１、ゼオライトが次の組成：ゼオライト［Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿（＿ｘ＿／＿
２＿＋＿ｙ＿）Ｈｙ］ｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは０〜約４．８であり、ｙは約０．６〜２．５
でありそしてｚは２０〜２７である］を有する特許請求
の範囲第３項の顔料系。１２、ゼオライトが次の組成：ゼオライト［Ｃａ＿ｘＮａ＿１＿２＿−＿（＿ｘ＿／＿
２＿＋＿ｙ＿）Ｈｙ］ｚＨ＿２Ｏ［式中ｘは０〜約４．８であり、ｙは約０．６〜２．５
でありそしてｚは２０〜２７である］を有する特許請求
の範囲第４項の顔料系。