JPH0214813A - 着色軽質炭酸カルシウムおよび着色紙 - 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、着色軽質炭酸カルシウムおよび、この着色軽
質炭酸カルシウムを着色填料として含有する紙に関する
ものである。

更に詳しく述べるならば、本発明は、紙の表裏に色差を
生ずることがなく、紙用着色填料として好適な着色軽質
炭酸カルシウム、およびこの着色軽質炭酸カルシウムを
着色填料として含有する紙に関するものである。

〔従来の技術〕

紙の製造に当り、これに平滑性および不透明性などの種
々な特性を付与するため、および製造コスｌ〜の低減を
図るため、一般には、紙にｈＡ科が内添されている。酸
性抄紙における填料としては、クレー、タルク、二酸化
チタン等が用いられて来たが、これ等の多くは海外から
の輸入品であって、入手の容易さ、価格などに問題があ
る。最近中性ｐＨ域で抄紙し、紙の耐久性を向上させる
とともに、国内に豊富な石灰石を填料原料として使用す
る事による製造コストの低減に有利な、所謂中性抄紙が
注目されている。

中性抄紙では、填料として石灰石を乾式或は湿式で微粉
砕した重質炭酸カルシウム（以下亜炭）が広く用いられ
ている。又、水酸１ヒカルシウムに炭酸ガス等を反応さ
せて製造する軽質炭酸カルシウムも、その白色度、不透
明度、ワイヤー摩耗性が重質炭酸カルシウムより秀れ、
紙の品質が向−トし、抄紙機械の長期使用を可能にする
などの利点があるので、その使用か普及しつ−ある。着
色した紙を抄造する場合、従来、パルプと填料とに、更
に染料を加えた紙料を用いられている。一般に着色抄紙
に用いられる染料は、パルプを容易に染色するが、軽質
炭酸カルシウムなど填料に対する染色性は低いものであ
る。又、上記紙料からシングルワイヤー式抄紙機等を用
いて、紙を抄造する場合、形成された紙屑はワイヤー面
から強制的に脱水され、同時に填料の一部、および１：
Ｒｓ織繊維紙屑から流出する。このため紙層における填
料の分布は、紙屑のＺ方向（厚さ方向）で変化し、紙の
表面では填料の分布量が多く、裏面では填料の分布量が
少なくなる。着色パルプと無色填料を用いる場合、上記
のような紙表裏における填料分布量の違いにより、紙の
表裏“色差（以下ΔＥと記す）が助長される。そこで、
もし軽質炭酸カルシウムを、予めパルプと同じ色に染色
しておけば、前述のような填利分布菫に差を生じても、
紙全体の色に関しては、表裏差を生じないことになる。

しかし、軽質炭酸カルシウムは、染料に対する親和力が
低いため、それを染色しておいても、パルプと接触する
と、染料がパルプ側に移行して脱色してしまい、結局こ
のために得られた着色紙に表裏色差を生ずることになる
。

上記の紙表裏面間に色差を生ずるという問題点を解決す
るために、種々の提案がなされている。

例えば、特公昭６１−７００９９公報には、染料と共に
、それと同色の顔料を使用する事が提案されている。

しかし一般に顔料は染料に較べて高価であって着色紙の
製造コストが上昇することになる。その」二、抄紙系中
に水不溶性物質の含有量が増加する事は、抄紙装置内の
汚れを増大する原因になる。更に、顔料の添加設備を要
し、操業が複雑になるという短所もある。更に、無機顔
料および有機顔料のうち重金属を含むものの使用は、環
境汚染問題を発生させるおそれがあるため困難であった
。他の提案として、着色紙を抄紙する場合、パルプと填
料とを混合しな紙原料に染料を添加して両者を同時に染
色する方法、又は、パルプ染色用染料により予じめ填料
を染色しておき、これとパルプに混合する方法などもあ
るが、これらの方法が成功しなかったことおよびその理
由は既に説明した通りである。

〔発明が解決しようとする課題〕

紙の市場においては、高品質への要求が次第に高まって
おり、着色した紙についても紙の表裏面間の色差の小さ
い、又はないものを強く求められる様になっている。

上述の理由で、中性抄紙法により着色した紙を製造する
ために軽質炭酸カルシウムを使用することは、望ましい
ことではあるが、その低い染料保持力に起因して着色紙
表裏面間に大きな色差を生ずるという問題のため、その
実用が困難であった。

本発明は、染料を堅牢に保持し、このため中性抄紙法に
より着色紙を製造した際、着色紙表裏面間に色差を生ず
ることの少ない、またはない着色軽質炭酸カルシウムお
よびそれを含有する着色紙を提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の着色軽質炭酸カルシウムは、水酸化カルシウム
と水溶性染料とを含有する水性スラリーに、炭酸ガス−
含有ガスを導入することにより生成したものである。

また、本発明の着色紙は、上記着色軽質炭酸カルシウム
を着色填料として含有するものである。

着色紙表裏面間の色差（ΔＥ）は、ＪＩＳ　Ｚ−８７３
０（１９７０）色差表示方法により、次式から算出する
ことができる。

ΔＥ＝　（（ΔＬ）２＋（Δａ）２＋（Δｂ）２〕２〔
但し上式中ΔＥは、Ｌａｂ系による二層色間の色差を表
わし、ΔＬ、Δａ、Δｂは、それぞれ、Ｌａｂ系による
二層色間のｂ値、ａ値およびｂ値の差を表わす。〕 本発明の着色軽質炭酸カルシウムの原料として用いられ
る水酸化カルシウムは、通常の製紙用軽質炭酸カルシウ
ム製造用に用いられる生石灰に水を加えて消和し、常法
による濃度調整工程および精選工程を経て製造される。

本発明に用いられる水溶性染料は、直接染料、塩基性染
料、酸性染料などから選択される。これらの染料は蛍光
増白染料を包含する。一般には直接染料を用いることが
好ましい。

本発明に用いられる炭酸カス−含有ガスは、炭酸ガスで
あってもよく、或は炭酸ガスと他のカス、例えば空気な
どとの混合ガスであってもよいが通常の軽質炭酸カルシ
ウム製造用ガスから選択使用すればよい。

水酸化カルシウム−染料含有水性スラリー中の染料濃度
については、格別の限定はなく、所望の色相、濃度に応
じて選択される。例えば、ｂ値が１０〜１４の範囲にあ
る色相に着色する場合、染ｒ１は一般には水酸化力ルシ
ウ１１固形乾燥重景に対し０．１〜０．３％の量で用い
られる。

水酸化カルシウム−染料含有水性スラリーに対し、１０
〜８０’Ｃの温度で、炭酸ガス含有ガスが導入される。

この操作は通常の軽質炭酸カルシウム製造条件と、同一
条件により行うことができる。また、この導入繰作は炭
酸カルシウム生成反応が完結する走行われる。この反応
の完結は、スラリー中の水酸化カルシウム残星の定量、
又は、スラリーのｐＨの測定により確認することができ
るが、−般には、スラリー中の水酸化カルシウム含有量
、炭酸ガス含有ガスの炭酸ガス含有量および導入流曖な
どから反応所要時間を算出して反応をコント・ロールす
ることが可能である。

上記反応により生成した着色微細沈澱を分離して、着色
軽質炭酸カルシウムの粉末を得ることができる。

このようにして得られた本発明の着色軽質炭酸カルシウ
ムは、極めて高い水堅牢度を有し、水中にバルブととも
に分散して水性バルブスラリーを調製し、抄紙する際、
染料が、軽質炭酸カルシウム粉末より水中に溶は出し、
バルブに移行染着することがなく、或は、極めて少ない
。

本発明の着色軽質炭酸カルシウム中の染料が、上記のよ
うなすぐれた堅牢度を示す理由は、十分には明らかでな
いが、水溶性染料が、水酸化カルシウムにより水不溶性
、又は水難溶性染ｔ（塩に変化しているものと推測され
、また、このような水下、又は難溶性染料塩と、炭酸カ
ルシウムとが、複雑な塩複合物を形成しているものと思
われる。

本発明の着色軽質炭酸カルシウムは、上述のようにすぐ
れた水堅牢度を有するため、従来、中性抄紙法により製
造された軽質炭酸カルシウム含有着色紙における表裏面
間の色差の発生という問題を解消することができる。

すなわち、本発明の着色紙は着色バルブと、所要量の着
色炭酸カルシウム粉末を含むスラリー、又はバルブと、
バルブ用染料と、所定量の着色炭酸カルシウム粉末とを
含む水性スラリーから、通常の抄紙法により製造すこと
ができる。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明はこれらの実施例によって制限されるものでは無
い。

実施−例−七 生石灰石と水とを混合し、これを４時間撹拌して生石灰
を消和した後、これに更に水を加えて水酸化カルシウム
の水性スラリーを調製した。この水酸化カルシウム水性
スラリーの１０１を容量２２１の反応槽に装填した。反
応槽には、生成する炭酸カルシウムに対して１５００ｐ
ｐ＋ｅ　（重ｆｉ）の黄色直接染？：′ｔ　（日本上薬
（株）、Ｋａｙｕｆｅｃｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　ＹＬｉｑｕ
ｉｄ）を加え、得られたスラリーを、反応槽に取付けた
撹拌機で撹拌しながら、炭酸ガスを内径６ｍ＋ａのガス
吹込管を用いて反応槽の底部に供給して炭酸化反応を行
なった。黄色に着色した軽質炭酸カルシウムを得た。

このようにして得られた黄色軽質炭酸カルシウムを、化
学分析用濾紙で濾過水洗した後、１０５℃の定温乾燥器
で乾燥し、微粉砕した。この粉末の色相を色差計（日本
主色工業社製）により測定したところ、そのｂ値が１２
．０（第１図）であった。

広葉樹晒クラフトバルブ（以下ＬＩＪＫＰと記す）を１
００メツシユの篩−Ｅで水洗して微細繊維を除去し、１
００メツシユ篩不透過のバルブフラクションを調製した
。上記バルブの一部分を水中に分散して１重に％のパル
プスラリー５２を作成した。このパルプスラリーから１
００）１／ｍ２相当の手抄シートを作成し、１０５℃の
回転乾燥機で乾燥し、得られた手抄紙のｂｒＩｆｉを測
定し、第２図（着色填料との接触回数＝０）に示した。

次にこのスラリーに、そのパルプ重置に対し１００％の
前記着色軽質炭酸カルシウムを添加し、得られた混合物
を室温において３０分間ｔｉｔ拌した。この混合物を３
２５メツシユの篩で沢過し、篩上の不透過フラクション
を更に強く水洗濾過してパルプから着色軽質炭酸力ルシ
ウ１１粉末を分離捕集した。

この分離した着色軽質炭酸力ルシウノ、のし値を測定し
、その値（パルプとの接触回数１回）を第１図に示した
。

また、上記分離したパルプから上記と同様にして手抄紙
を作成し、そのｂ値（着色填料との接触回数＝１）を測
定した。その値を第２図に示す。

上記と同様の操作を更に２回（合計３回）繰り返えした
。但し、着色填料含有パルプスラリーの調製品は３１で
あった。得られた分離着色軽質炭酸カルシウム粉末（パ
ルプとの接触回数＝２　、３＞と、分離されたパルプよ
り作成された手抄紙（Ｅｉｆ色填料との接触回数＝２．
３）のｂ値を第１図および第２図に示ず。

第１図および第２図から明らかなように、本発明の着色
軽質炭酸カルシウムと、パルプとの接触を水中で繰り返
えしても、染料の脱着およびパルプへの移行は、殆んど
なく、従って、本発明の着色軽質炭酸カルシウムは良好
な水堅牢度を有するものであった。

比、敦７例」一 実施例１と同様の操作を行った。屯し、水酸化カルシウ
ムに染料を添加することなく無色軽質炭酸カルシウムを
製造し、この無色軽質炭酸カルシウムの３００ｇ／ｌの
水性スラリーに、軽質炭酸カルシウム乾燥重量に対し１
５００ｐｐｍの染料（実施例１記載のものに同じ）を添
加し、この混合物を室温で３０分撹拌し、着色軽質炭酸
カルシウムを得た。

そのｂ値は１２であった。この着色軽質炭酸カルシウム
を用いて実施例１と同様のパルプとの接触、分離操作を
行った。結果を第１図および第２図に示す。

第１および２図は、比較着色軽質炭酸カルシウムの水堅
牢度が不良であって、パルプとの接触により染料が容易
に脱着してパルプに移行し、軽質炭酸カルシウム粉末は
次第に無色に近づいて行くことを示している。

火ｈ１汁λ 実施例１記載の着色軽質炭酸カルシウム調製操作と同様
の操作を行った。

パルプスラリーに、実施例１記載の染料と同一の染料を
、パルプ重量に対し、５５０ｐｐｍの量だけ添加し、ｂ
値１２．０の着色紙製造用パルプスラリーを調製した。

この着色パルプスラリーに、前記着色軽質炭酸カルシウ
ムを、パルプ１００重重部当り２５重量部の割合で混合
し、得られたパルプ−着色填料含有スラリーから、シン
グルワイヤー抄紙機を用いて抄紙し、得られた紙の表裏
面間の色差（ΔＥ）を色差計（日本電色工業株式会社製
）を用いて測定した。その結果は第１表記載の通りであ
つた。また、得られた着色紙における着色軽質炭酸カル
シウムの歩留りは８０％であった。

工暫鮭＾ 比較例１記載の方法と同一の方法により比較着色軽質炭
酸カルシウムを製造した。

得られた比較着色填料を用い、実施例２と同様の方法で
比穀紙を製造し、その表裏面間の色差を測定した。その
結果を第１表に示す。

坦改匠ｌ 比較例２と同一の操作を行った。但し、比軸無色炭酸カ
ルシウム粉末を染色することなく、着色パルプスラリー
に添加した。

得られた着色紙の表裏両面間の色差（ΔＥ）は第１表記
載の通りであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水酸化カルシウムと水溶性染料とを含有する水性ス
   ラリーに、炭酸ガス含有ガスを導入することにより生成
   した着色軽質炭酸カルシウム。 ２、請求項１記載の着色軽質炭酸カルシウムを着色填料
   として含有する着色紙。