JPH03228819A - 湿り粉状炭酸カルシウムの製造方法 - 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、パルプ繊維とＡＫＤ又はＡＳＡサイズ剤、カ
チオン澱粉、ポリアクリルアマイド等とを併用してなる
中性抄紙内填用軽質炭酸カルシウムの製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術背景、問題点〕

近年、紙の保存性、排水のクローズド化等の問題により
紙の抄紙方法は、酸性抄紙から中性抄紙へと移行しつつ
ある。

中性抄紙に於いては、填料として我国に豊富に産出する
炭酸カルシウムを利用することが可能となり、当初は安
価な重質炭酸カルシウムが着目され使用されていた。し
かしながら、この重質炭酸カルシウムは、抄紙ワイヤー
に於けるワイヤー摩耗度の高いこと並びに紙の要求品質
（白色性、不透明性、平滑性、インキ着肉性等）を充分
に満足し得ない等の欠点があり、従ってこれらの性状に
おいて優れている軽質炭酸カルシウムの使用が一部検討
される様になった。

軽質炭酸カルシウムは我国で古くより製造されており、
中性抄紙内填用としては一般に紡錘形状のものが使用さ
れ、均一な粒度分布、高い白色度、嵩高さ、吸油性の高
いことなどの性質により、優れた紙品質を与えるもので
ある。

しかしながらこの軽質炭酸カルシウムは、合成品である
が故に従来酸性抄紙に於いて使用されてきたタルク或い
は前述の重質炭酸カルシウムに較べて価格が高く、中性
抄紙への導入は今−歩足踏み状態であった。

本発明者らはこの様な現状に鑑み、低価格の中性抄紙用
軽質炭酸カルシウムを製造するべく鋭意検討を重ね、本
発明を完成するに至った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来軽質炭酸カルシウムは、下記の３つの形態のいずれ
かで製紙工場に供給されている。

ア）１５〜３０％濃度のスラリー品・・・化合スラリー
をそのまま、又は濃縮ローリ−により輸送している。

イ）５０〜６５％高濃度のスラリー品・・・化合スラリ
ーを機械脱水後、分散剤を用い高濃度スラリーとし、タ
ンクローリ−車又は液体コンテナバッグにより輸送しで
いる。

つ）乾粉・・・化合スラリーを機械脱水、乾燥後粉砕を
行い、紙袋あるいはコンテナバッグに入れて供給を行っ
ている。

しかしながら、上述の如き製品形態、製造工程では種々
のコストアップ、弊害を招き、従来のタルク並の価格を
維持することは不可能である。

すなわち、ア）に於いては低濃度スラリーの為、輸送コ
ストが大巾にアップし、その輸送範囲は極めて短距離に
限定される。この為、軽質炭酸カルシウムの製造設備を
製紙会社の近傍に建設せざるを得す、多数の製紙会社へ
の供給ができない。

イ）に於いては、高価な分散剤の使用によりコストアッ
プとなり、又強アニオンである分散剤の使用は、抄紙工
程に於いて薬品の原単位を上昇し、紙品質にも悪影響を
及ばす。さらに高濃度スラリーの輸送には、タンクロー
リ−や液体コンテナーを使用する必要があり、輸送コス
トがアップする。

つ）に於いては、乾燥工程に必要な設備、重油、人件費
等の為大巾なコストアップとなる。

本発明者らは、先に上述の様な原因によるコストアップ
を解決し、安価な軽質炭酸カルシウムを提供する目的で
、化合スラリーを遠心脱水後、乾燥又は高濃度スラリー
化することなく脱水ケーキ状のまま製品とすることを、
検討した。しかしながら、従来の化合方法による軽質炭
酸カルシウムスラリーは、粒子径が細いので遠心分離機
による脱水性が良くなく、含有水分が高くケーキが塊状
の為、紙袋又はコンテナハングに充填し放置しておくと
固化をおこし、ユーザーに於いて抜き出しの不良或いは
水への再スラリー化不良等をひきおこすという問題点が
生じた。

〔問題点を解決するための手段〕

その後鋭意検討を重ねることにより、特定の化合条件で
軽質炭酸カルシうムを製造すると、製紙内填時の品質を
損ねることなく遠心脱水性の良い含有水分の低い湿り粉
状軽質炭酸カルシウムが得られることを見い出した。

すなわち、化合工程に於いて、 〔第１工程〕 石灰乳に炭酸ガスを通じる際に、炭酸ガス濃度が２５容
量％以上、ガス流速が２０〜１００Ｎ１／分・ｋｇ水酸
化カルシウム、反応塔出口のガスゲージ圧１．０ｋｇ／
ｃｍ２以上の範囲でｐＨが８以下となるまでガスを通じ
る。石灰乳の液温は３０°Ｃ以上であれば特に限定され
るものではなく、又、石灰乳濃度も５重量％以上であれ
ばさしつかえないが、脱水効率をよくする為には出き得
る限り高濃度であることが好ましい。炭酸ガス流速が２
ＯＮｌ／分・ｋｇ水酸化カルシウム以下、或いは炭酸ガ
ス濃度が２５容量％以下或いは反応塔出口のガスゲージ
圧１．０ｋｇ／ｃｍ２以下となると、均一な分散性の良
い紡錘形状炭酸カルシウムを得ることが出来ず、不均一
で凝集の多いものとなり、第２工程に於いて均一な２次
凝集体を得ることが困難となる。又、炭酸ガス流速が１
００Ｎｌ／分・ｋｇ水酸化カルシウム以上ではガスの吸
収効率が極めて悪くなり、経済性に乏しい。

第１工程により、−次粒子径１μ前後の均一な凝集の殆
どない紡錘形状軽質炭酸カルシウムを得ることができる
ことが判明した。

〔第２工程〕 第１工程で得られた化合スラリーに石灰乳をモル比で０
．２〜２ｍｏｌの範囲で添加し、ついで炭酸ガス流速が
４ＯＮｌ１分・ｋｇ消石灰以下でｐｌ＋８以下となるま
でガスを通しる。石灰乳の添加モル比が０．２ｍｏ１以
下の場合、均一な２次凝集体を形成させるには石灰乳が
少く、一部分数した炭酸カルシウムが残存してしまう。

石灰乳の添加モル比が２ｍｏ１以上の場合は、添加量が
多過ぎるため添加した石灰乳の一部が凝集効果として働
かず、遊離分散した炭酸カルシウムが発生する。又、炭
酸ガス流速が４ＯＮｌ１分・ｋｇ消石灰以上となると添
加石灰乳による新たなる核が発生しだし、甚だ不均一な
凝集粒子径となる。使用する石灰乳は、５重量％以上で
あれば差しつかえないが、出き得るだけ高濃度の方が好
ましい。第２工程により、粒径２μ〜５μの均一な凝集
粒子径の軽質炭酸カルシウムを得ることが出来る。凝集
粒子径の大きさは添加石灰乳モル比に依存し、添加モル
比の多い程大きい粒子径のものが得られる。

第２工程で得られたスラリーは、このまま遠心脱水を行
っても充分に本発明の目的とする水分３５％以下の湿り
粉状品とすることが出来る。しかしながら、更に粒子径
を大きくし脱水性、含有水分を減する場合は、第２工程
で得られた炭酸カルシウムスラリーに再度石灰乳を添加
し、同様の方法で炭酸ガスを通じ、凝集粒子径３μ〜ｌ
Ｏμの均一な粒子径を有する軽質炭酸カルシウムを製造
することが出来る。第２工程は、所望の凝集粒子径の凝
集軽質炭酸カルシウムを得るために、２回以上行っても
よい。

〔第３工程〕 以上の第１工程および第２工程によって得られた紡錘形
状凝集軽質炭酸カルシウムスラリーを、周速１００ｍ／
分以上の速度で遠心脱水を行うことにより、極めて含有
水分の少い（ウェットベース３５重量％以下）湿り粉状
炭酸カルシウムを得ることが出来る。

〔発明の効果〕

（コスト効果） 本発明により得られた軽質炭酸カルシウムは、乾燥或い
はスラリー化することなく、遠心脱水後そのままコンテ
ナバッグ詰めを行い製紙ユーザーに供給することが出き
、スラリー形態や乾粉形態等に較べて大巾なコストダウ
ンを可能とする。

（その他の効果） 本発明の如き方法で作成した遠心分離機脱水軽質炭酸カ
ルシウムは、その含有水分が極めて低く見かけ状粉状で
あり、コンテナバッグに充填し長期間保存しても全く固
形化せず流動性を維持しており、コンテナバッグからの
排出も容易である。

又、製紙ユーザーサイドに於いて再スラリー化する際、
乾粉に較べ水への分散が良好で、且投入時の飛散も少く
取扱いに極めて優れる。抄紙内填時の紙高質に対しては
、均一な３次元凝集構造を有する為、白色度、不透明性
に優れ、又、従来の軽質炭酸カルシウムに較べて紙力強
度の面に於いて優れるものである。

以下の実施例によって本発明を更に説明する。

実施例１ 〔第１工程〕 化合基に濃度１０重量％の石灰乳を１０ｍ３充填し、こ
れに石灰炉より排出される炭酸ガス濃度３０〜３５％の
ガスを毎分４ＯＮｍ３、反応塔出口のガスゲージ圧１．
３ｋｇ　／　ｃｍ２で通じ、炭酸化反応を行った。化合
開始３２分後にスラリーｐｌ＋が７．８となり化合を停
止した。得られた炭酸カルシウムの粒度分布を沈降光透
過方法により測定した結果、平均粒子径１．２μであっ
た。電子顕微鏡による観察では、はぼ凝集のない均一な
紡錘形状軽質炭酸カルシウムであった。

このスラリーを周速３５００　ｍ　７分で１０分間遠心
脱水を行い、炉布上に形成されたケーキを自動掻取り機
にて掻取り排出を行った。得られたケーキは含有水分３
８％重量％（ウェットヘース）であり、見掛は土粉状と
はならず、塊状を呈するものであった。

このものをコンテナバッグに充填し、上部より一定荷重
を加えて長期放置を行ったが、放置中面化を引き起こし
コンテナバッグからの排出が出来なくなった。

〔第２工程〕 第１工程で得られた炭酸カルシウムスラリー７ｍ３に対
し、濃度１０重量％の石灰乳を３．３添加し炭酸ガス濃
度３０〜３５％のガスを毎分９ＮＩＩ＋３で通し炭酸化
反応を行い、４２分後ｐｌ＋７．０となり化合を停止し
た。得られた炭酸カルシラＪ１の平均粒子径は２゜５μ
であった。電子顕微鏡による観察では、均一な３次元凝
集粒子であった。

得られたスラリーを周速３５００’ｍ　７分で１０分間
遠心脱水を行い、ケーキを掻取り排出した。得られたケ
ーキは含有水分３２重量％（ウェノトヘース）であり、
粉状で流動性を有していた。このものをコンテナハング
に充填し、一定荷重のもと長期放置を行ったが固化はせ
ずに元の流動性を維持しており、コンテナバッグから容
易に排出することが出来た。

実施例２ 実施例１と同様の方法で得たスラリー７１１１３に対し
、濃度１０重量％の石灰乳を３，３添加し、これに炭酸
ガス濃度３０〜３５％のガスを毎分９Ｎｍ’で通し炭酸
化を行い、３９分後ｐＨ７，２で化合を停止した。

得られた炭酸カルシウムの平均粒子径は４．ｌＪＭであ
り、電子顕微鏡による観察では均一な３次元凝集粒子で
あり、粗大粒子並びに１次分散粒子等は観察されなかっ
た。

得られたスラリーを周速３３００ｍ／分で１０分間遠心
脱水を行い、脱水後掻取り排出した。得られたケーキは
含有水分２７重量％（ウェットベース）であり、粉状で
流動性を有していた。コンテナバッグへの充填長期保存
性も良好であり、固化は全く見られなかった。

（比較例１） 実施例１と同様の条件で、ガス流速のみ毎分１５ＮＩ１
１３で炭酸化を行い、８５分後にｐ＋＋７．９で化合を
停止した。得られた炭酸カルシウムの平均粒子径は１．
９μであり、電子顕微鏡による観察では、１次分散粒子
以外に多数の凝集粒子が観察された。

（比較例２） 比較例１で得られた炭酸カルシウムスラリーに、実施例
２と同様の方法で添加化合を行った。得られた炭酸カル
シウムの平均粒子径は３．０μであり、電子顕微鏡によ
る観察では粒子径２μ〜６μの甚だ不均一な２次凝集粒
子が観られた。

（比較例３） 実施例２と同様の操作に於いて、ガス流速のみを毎分１
５Ｎｍ”として炭酸化を行い、２３分後ｐｉｆ　−’＋
　、　１にて化合を停止した。得られた炭酸カルシウム
は平均粒子径が２．３μであ°す、電子顕微鏡による観
察では、１次分散粒子が多数観られた。

手 続 ン１１ 正 書 平成２年 ３月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭酸ガス濃度２５容量％以上、炭酸ガス流量２０〜
   １００Ｎｌ／分・ｋｇ水酸化カルシウム、反応塔出口の
   ガスのゲージ圧１．０ｋｇ／ｃｍ＾２以上で石灰乳に炭
   酸ガスを導入して紡錘形状軽質炭酸カルシウムスラリー
   を製造する第１工程と、第１工程で得た炭酸カルシウム
   スラリーにモル比で０．２〜２の量の石灰乳を添加し、
   炭酸ガス濃度２５容量％以上の炭酸ガスをガス流量４０
   Ｎｌ／分・ｋｇ水酸化カルシウム以下で導入して均一粒
   径の凝集した軽質炭酸カルシウムスラリーを製造する第
   ２工程と、場合により第２工程を所望回数行った後、得
   られた凝集軽質炭酸カルシウムスラリーを遠心脱水して
   ケーキ中の水分を除去する第３工程とからなることを特
   徴とする湿り粉状炭酸カルシウムの製造方法。 ２、第１工程で得られる紡錘形状炭酸カルシウムの平均
   粒子径が、２μ以下の分散性の良好な紡錘形状であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の湿り粉状炭酸カルシウ
   ムの製造方法。 ３、第２工程で得られる凝集軽質炭酸カルシウムの凝集
   粒子径が、２〜５μの範囲であることを特徴とする請求
   項１に記載の湿り粉状炭酸カルシウムの製造方法。 ４、第３工程において、周速３０００ｍ／分以上の速度
   で遠心脱水を行い、ケーキ中の水分を３５％以下にする
   ことを特徴とする請求項１に記載の湿り粉状炭酸カルシ
   ウムの製造方法。