JPH07107239B2

JPH07107239B2 - 製紙方法

Info

Publication number: JPH07107239B2
Application number: JP60218040A
Authority: JP
Inventors: 宏一田中; 徹夫熊坂; 昇後藤; 康修平賀
Original assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS6278299A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、特定の方法で調製した炭酸カルシウム水性ス
ラリーを内填剤として用い、紙質を向上させた製紙方法
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、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、所要濃度で水に分散し、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ている。

しかしながら、軽質炭酸カルシウムは、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な燃料費が
必要となり、これが製造原価に加わるため重質炭酸カル
シウムに比べコスト高になるのを免れない上に、これを
含水分1.0重量％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。

また、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％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、特定の方法で調製した紡錘形炭酸カ
ルシウムの流動性を有する水性スラリーを内填剤として
用いて紙質を向上させた製紙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、通常の方法により得られる最大固形分濃
度33重量％までの紡錘形炭酸カ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
％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、本発明は、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
水処理後、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して、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を調
製し、これをパルプスラリーに加え、混合したのち抄造
することを特徴とする製紙方法を提供するものである。

本発明方法において内填剤として用いる紡錘形炭酸カル
シウムの水性スラリーは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、紡錘形炭酸カルシウ
ム含有水性懸濁液を、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に
よって製造することができる。

この際、原料として使用する紡錘形炭酸カルシウムを含
有する水性懸濁液は、公知の方法により石灰乳の中へ二
酸化炭酸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％の紡錘形炭酸カルシウム含
有水性懸濁液である。

この水性懸濁液は先ず第一脱水工程において固形分濃度
35〜45重量％になるまで脱水処理される。この第一脱水
工程は、通常の脱水手段、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、デカンター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％になるまで脱水することが必要である。この際の固
形分濃度が35重量％未満であると、最終的に50重量％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重量％よりも高濃度に脱水することは、粘度が大
きくなりすぎて事実上不可能である。

このようにして得られる第一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50〜75重
量％、最大粒径30mm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％と
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
になりこれをスラリー化するのに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りすぎて製紙に内填
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
着性が大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30mm以下の板状ケーキ片を造粒するこ
とが必要である。このように、30mm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
内填時の歩留り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。この際添加される低粘化剤は、一般に顔料の分
散用として用いられている低粘化剤、例えばポリアクリ
ル酸ナトリウム、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、固形分重量当り1.0〜0.1重量％、好ましくは0.5
〜0.2重量％の範囲が適当である。

上記のスラリー化は、コーレスミキサー、ミルなどスラ
リー化に慣用されてい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％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60rpm）で測定した粘度が1000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に、水に分散させた場合細
かい塊状ケーキが残留し不均一になる。

次いで、このようにして得た製紙内填剤を、通常の内填
剤の場合と同様にしてパルプスラリーに加え、混合した
のち、常法に従って抄造し、製紙する。

このようにして、高い歩留りで、優れた紙質の紙を得る
ことができる。

発明の効果本発明方法によれば、使用される製紙内填剤が、固形分
濃度50重量％以上、最高75重量％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を有する上に、高い歩
留り、短い作業時間で、品質の良好な紙を製造すること
ができる。

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。

参考例生石灰を水温40℃の用水に投入し消石灰ミルクを作成
し、消石灰ミルク濃度を70g/に調整後、消石灰ミルク
のスラリー温度を60℃にした炭酸ガスを消石灰1kg当
り、１分間に３の速度で吹き込み、反応を終結させ平
均粒径0.4×10μｍの紡錘形炭酸カルシウム15重量％を
含む水性懸濁液を調製した。

実施例１参考例で得た紡錘形炭酸カルシウム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％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65重量％、粒径１〜20mm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％のポリアクリル酸ナトリウム水溶液少量
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。

次に、このようにして得た製紙内填剤を用い、以下の抄
造条件で製紙した。

抄造条件；パルプ;LN・Ｂ・KP（L/N＝7/3）叩解度;L材354mlCSF,N材437mlCSF 各種薬剤添加量；乾燥紙力増強剤（カチオン化デンプン） 0.5 重量％中性サイズ剤（アルキルケテンダイマー） 0.2 重量％歩留り向上剤（ポリアクリルアミド） 0.02重量％填量添加量；絶乾パルプ量に対し炭酸カルシウム固形分
換算で30重量％なお、薬剤、填料の添加量は絶乾パルプ量に対し、それ
ぞれ固形分で添加する。

このようにして得た紙について、以下の方法に従って歩
留りを求め、その結果を表に示す。

歩留り測定方法；填料、各種薬剤の添加を完了したパルプスラリーを一定
量採取しNo.5Cのろ紙を用いて全量をろ過、残留物をJIS
Ｐ 8128法に準じ紙中の灰分を測定（Ａ）、同じくパルプスラリーを角型シートマシンで紙層を形成
させ角型シートマシンワイヤー上に残留した紙層を脱
水、乾燥後JIS Ｓ 8128法により灰分を測定（Ｂ）下記式により填料の歩留りを測定した。

実施例２より高い濃度の消石灰ミルクを用い参考例と同様の方法
で平均粒径0.4×1.0μｍの紡錘形炭酸カルシウム20重量
％を含む水性懸濁液を調製した。

次にこの水性懸濁得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１〜15mm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カルシウム水性スラリーから成る製
紙内填剤を得た。

このようにして得た製紙内填剤を用い、実施例１と同様
の抄造条件で製紙し、その歩留りを求めた。その結果を
表に示す。

実施例３参考例と同様にして得た平均粒径0.5×1.2μｍの紡錘形
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％になるまで脱水したの
ち、さらにベルトプレスにより脱水と同時に造粒して、
固形分濃度63重量％、粒径１〜30mm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0.2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
より、固形分濃度60重量％、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２の第一脱水工程で得た固形分濃度43重量％の脱
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％、粒径１〜50mmの塊状ケーキを調製した。この
ケーキに実施例１と同様に低粘化剤を加え、同じ条件で
分散処理することにより、固形分濃度60重量％、粘度53
0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
〜10mm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実施例１で用いたのと同じ固形分濃度15重量％の紡錘形
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％、粒径１〜70mmの塊状
ケーキを得た。このケーキに実施例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％のス
ラリーを得たが、分散が不完全で粒径１〜15mm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３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
り周速25m/秒で25分間分散処理したところ、固形分濃度
60重量％、粘度580センチポイズの均一な水性スラリー
が得られた。

次にこの水性スラリーを内填剤として用い、実施例１と
同様の抄造条件で製紙し、その歩留りを求めた。その結
果を表に示す。

これから分るように、第二脱水工程で作成されるケーキ
片の最大粒径が30mmよりも大きいものを用いると均一分
散させるのにより長い時間を要する上に、歩留りも著し
く低下する。

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、全く分散は行われなかっ
た。

比較例５参考例で得た固形分濃度15重量％の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％まで脱水したところ、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り、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平賀康修東京都立川市上砂町１丁目13番１号第13 都営２の２ (56)参考文献特開昭53−25646（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−184430（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−69426（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−51851（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
後、圧搾造粒して固形分濃度50〜75重量％、最大粒径30
mm以下の板状ケーキ片を形成させ、次いでこれに低粘化
剤を加えて分散処置して、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を調製し、
これをパルプスラリーに加え、混合したのち抄造するこ
とを特徴とする製紙方法。