JPH0726356B2 - 製紙用填料及びこれを使用する製紙中性抄造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は製紙用填料及びそれを用いる製紙中性抄造方法
に関し、更に詳しくは安価で、プラスチックワイヤー摩
耗が極めて良好な填料組成物及び抄造方法に関するもの
である。

「従来技術と問題点」 製紙抄造方法には、使われるサイズ剤等の種類によつて
酸性及び中性の２つの抄造方法がある。これら２つの抄
造方法は使用するサイズ剤、定着剤、填料の種類によつ
て区別される。紙質において一長一短があるが、トータ
ルコストや技術的な問題で大部分が酸性抄造であるのが
現状であり、中性抄造は一部でのみ行われている。

酸性抄造方法は、サイズ剤としてロジン、定着剤として
硫酸アルミ（通称アラムまたはバンド）を用いる。これ
らロジン、硫酸アルミは価格が安価であり、さらに硫酸
アルミがロジンサイズの定着効果のみならず、スライム
の発生防止、さらには抄紙系内のピツチ付着防止等広範
囲にわたり抄紙工程において大変重要な役割を果たして
おり、経済的にもまた技術的にも有利な抄造方法であ
る。また、この酸性抄造には填料が用いられる。填料と
してはカオリン、タルク、クレー、二酸化チタン等が用
いられ、これら填料の歩留り向上にも硫酸アルミは寄与
している。しかし、これら填料は経済的に欠点があり、
例えば良質のタルクは国内で入手し難く、二酸化チタン
はその製造工程上コスト高を免がれない。さらに、酸性
抄紙によつて抄造された成紙は紙が酸性化されているた
め、湿度が高くなり、紙の吸着水分が増加すると水素イ
オンが増加し、炭水化物は酸化、加水分解を受けたり、
また別のイオン種による作用で分解や変性が生じやすく
紙の劣化速度がはやいため、長年月保管を必要とするよ
うな百科事典等の書籍、公文書用紙等への使用は望まし
くないとされている。また、酸性抄紙の場合、通常pH4
〜pH5で抄造されるため、抄紙機その他の金属部分の腐
食が著しい。

一方、中性抄紙はアルキルケテンダイマー系サイズ剤、
アルキルコハク酸系サイズ剤等の中性サイズ剤とカチオ
ン系の定着剤や乳化剤を使用し、抄紙工程における原
料、白水系がpH7以上に調節される抄紙方法で「アルカ
リ抄紙」とも言われている。

ところで、紙の白色度、不透明度、平滑性、インキ受理
性、筆記特性、塗工適性等を向上させる点では前記填料
と同等の効果をもつものとして従来から炭酸カルシウム
が考えられているが、これは国内で大量に安価に入手で
きるが、酸性抄造では硫酸アルミと化学反応を起こして
しまうため、残念ながら使用することができない。しか
るに、この中性抄造では炭酸カルシウムを使用すること
ができる。実際に炭酸カルシウムを填料としてインデイ
アペーパー、ライスペーパーや裏カーボン原紙等が抄造
されている。この中性抄紙によると紙の白色度、不透明
性向上、紙質の劣化防止等の紙質改良となるばかりでは
なく、酸性紙とくらべて33〜５％程度填料を増加しても
同一紙質が得られ、紙の灰分アツプによるコストメリツ
トも期待できる。さらには叩解電力減少、析出塩類減少
による白水の再利用率の向上、白水再利用率向上による
清水の加温蒸気量の減少、析出塩類減少によるウエツト
パートの付着粕減少等のエネルギー原単位の軽減及び操
業上の利点も期待できる。さらにまた、最近では紙のコ
ーテイング分野において、塗工紙物性の向上及びエネル
ギーコスト低減化を目的としてコーテイングカラーの高
濃度化が進んでおり、コーテイング材料として微細な粒
子径を有する重質炭酸カルシウムが従来以上の割合で大
量にカオリンと併用されるようになつてきているが、こ
のような重質炭酸カルシウムを大量にコーテイングした
コート紙の損紙（抄紙、仕上げ作業等から出る紙くず）
を酸性抄紙により再処理する場合、炭酸カルシウムが硫
酸アルミ中の酸と化学反応をおこし炭酸ガスが生成遊離
して泡立ちが起きるため、ロジン−硫酸アルミ系による
内填サイズ処理ができ難くなったり、又、生成する硫酸
カルシウム等が槽やパイプ内部に沈着固化し、液送工程
その他操業上で思わぬトラブルを引きおこす原因となり
かねない。

以上のような理由により、酸性抄紙から中性抄紙への切
り替えが望まれている。しかし乍ら、この中性抄紙に使
用する中性サイズ剤は現時点において多方面からの開発
研究、コスト軽減の研究が行われているにもかかわら
ず、ロジン−硫酸アルミ系にくらべて非常に高価であ
り、コスト節減を指向する中性抄紙の中で唯一のコスト
アツプ材料となつており、可能な限り安価な填料を使用
してトータルコストの節減を行なわなければ中性抄造へ
の移行が困難な状況にある。ところが安価な炭酸カルシ
ウムを填料として使用すると、次に述べるように抄紙機
のワイヤー摩耗の問題が生じる。近年、抄紙機の大型
化、高速化に伴い、ワイヤーライフについては生産性お
よび作業性の面から特に大きな関心事となつており、こ
れに呼応してプラスチツクワイヤーが開発され1960年代
の後半頃から実用化が始まり、現在では大型マシンにつ
いてはほとんどプラスチツクワイヤー化が浸透し、中〜
小型規模のマシンでもプラスチツクワイヤーが使われる
ようになつている。このようにプラスチツクワイヤーが
従来使用されていたブロンズワイヤーに替わって浸透し
てきた理由は、プラスチツクワイヤーの方がブロンズワ
イヤーによりワイヤーの疲労、腐食がおこり難く、保守
管理が容易であり、更には酸性抄紙用填料として主とし
て使用されてきたタルク、カオリンのワイヤー摩耗性が
ブロンズワイヤーよりプラスチツクワイヤー使用時の方
が著しく低い値を示し、プラスチツクワイヤーの寿命は
ブロンズワイヤーのそれより約５〜10倍期待できるとさ
え言われているからである。しかし填料がタルク、カオ
リン等から炭酸カルシウムに変わると話は別で、プラス
チツクワイヤーを使用する抄紙機で炭酸カルシウムを填
料とする中性抄紙を行うと、炭酸カルシウムのプラスチ
ツクワイヤーの摩耗に対する挙動がタルク、カオリンを
使用する場合と異なり、プラスチツクワイヤーに対する
摩耗性の方がブロンズのそれよりも高い値を示すためプ
ラスチツクワイヤー摩耗は著しく悪くなり、抄紙効率に
重大な悪影響を与える。摩耗のはなはだしいものは新し
いワイヤーと取り替えねばならないため、その間抄紙機
の運転は停止することになり、その生産性は著しく低下
することになる。一般に、このプラスチツクワイヤーの
填料による摩耗は使用する填料の種類によつて大きく左
右される。また、填料粒子の大きさ及び粒子の形状に依
存すると言われており、填料粒子が大きい程、さらには
粒子表面にナイフエツジ状の突起物が多い程ワイヤー摩
耗は増加する傾向にある。

ところで抄紙用填料として利用される炭酸カルシウムに
は、石灰乳に炭酸ガスを導入して化学的に製造する沈降
製炭酸カルシウムと、石灰石を機械的に粉砕後分級して
製造される重質炭酸カルシウムがある。又、重質炭酸カ
ルシウムの原料となる石灰石原石も大きく二種類に大別
され、その一つはヨーロツパで大量に産出するチヨーク
（白亜）であり、これは大地のマグマ活動による熱変成
をうけていないため非常に粉砕しやすく、得られる粒子
の大きさは比較的均一であり、粒子表面にはナイフエツ
ジ状突起物はほとんどない。ヨーロツパでプラスチツク
ワイヤーを使用した中性抄紙がさかんであるのは、かか
るプラスチツクワイヤーに対する摩耗の小さいチヨーク
を入手できるからである。

一方、他の一つは通称マーブル（Marble）とよばれるマ
グマ活動による熱変成をうけた硬い石灰石であり、国内
で産出する重質炭酸カルシウムの原料となる石灰石のほ
とんど全てはこのタイプに属している。このMarble系原
石を用いて製造される重質炭酸カルシウムの粒子は不定
形をしており、粒子表面には多数のナイフエツジが存在
しているため、プラスチツクワイヤーに対する摩耗が大
きく、プラスチツクワイヤーを使用した中性抄紙の填料
としては不適である。

沈降製炭酸カルシウムは化学的に製造されるため粒子径
が均一で、しかも粒子表面にナイフエツジが少なく、ま
た粒度分布の幅が比較的せまいため、重質炭酸カルシウ
ムとくらべてプラスチツクワイヤー摩耗が少なくライス
ペーパー、インデイアペーパーの填料として広く使用さ
れているが、その反面製造工程上高価にならざるをえ
ず、また粒子径が小さいため歩留りが悪く、さらには成
紙に充分な紙力を付与できないという欠点を有してお
り、特に安価な填料を使用しなければならない中性抄紙
の填料としては不適当であり、高価な酸化チタンとの代
替、あるいは情報記録紙等の高付加価値紙の填料にその
使用用途は限定される。

これに対し重質炭酸カルシウムは、沈降製炭酸カルシウ
ムに較べて製造方法が容易であるため安価であるが、前
述の様な国内に産出するMarble系原石を使用する以上、
製造される粒子は不定形をしており、粒子表面には多数
のナイフエツジが存在し、中性抄紙用填料として使用し
た場合は抄紙機のプラスチツクワイヤー摩耗は著しい。
又、プラスチツクワイヤー摩耗の低減を目的として粒子
径の非常に小さい重質炭酸カルシウムを中性抄紙用填料
として使用することも考えられるが、このような微細重
質炭酸カルシウムの工業的生産量は微量であり、又、コ
スト的においてもタルクと同程度以上の高い価格とな
り、さらには粒子が小さくなる分だけ紙中への歩留り率
が悪くなり、且つ紙力も低下することから良好な方法で
あるとはいい難い。

以上の様な理由により、国内においてはヨーロツパの様
に沈降製炭酸カルシウムと同程度の良好なプラスチツク
ワイヤー摩耗を示すチヨーク系と同様の重質炭酸カルシ
ウムが存在しないため、中性抄紙及びプラスチツクワイ
ヤーの両者共各々の利点を確認されているにもかかわら
ず、プラスチツクワイヤーを使用した中性抄紙は本格的
におこなわれるに至っておらず、安価でしかもチヨーク
と同程度又はそれ以下のプラスチツクワイヤー摩耗であ
り、さらに歩留りが良好で白色度及び紙力も低下させる
ことのない重質炭酸カルシウムを大量に生産する方法に
ついてその開発が待望されており、多方面から研究検討
されている。

例えば特開昭56−144296号明細書には重質炭酸カルシウ
ムをサンドミル処理することにより、粒子表面のナイフ
エツツジを摩砕し粒子形状に丸味を帯びさせ、良好な物
性を有する抄紙用填料が得られると記載されている。し
かるに、このような重質炭酸カルシウムを得るためには
30〜85％の重質炭酸カルシウムの水分散液を１回又は複
数回サンドミル処理する必要があるためエネルギーコス
ト的に不利であり、又、処理効率を上昇させるために使
用する分散剤は抄紙工程で填料歩留りを著しく悪化させ
かねない。

「問題点を解決するための手段」 本発明者らはかかる事情に鑑み鋭意研究の結果、より安
価でかつプラスチツクワイヤー摩耗が驚異的に低減され
る製紙用填料及び製紙中性抄造方法を発明するに至り、
この方法についてはすでに特許出願（特願昭60−03070
7）した通りである。

即ち、同出願における発明の第１の重質炭酸カルシウム
100重量部に対し、下記（ア）〜（ウ）を満たす粒状組
成物を0.1重量部以上添加してなる製紙用填料；
（ア）：ゼーター電位（純水中での懸濁液濃度1000pp
m、測定温度20℃）が負の値を有し、（イ）：該粒状組
成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10分間分
散処理後JIS Z8801に標準ふるいを用いて測定した組成
物の粒子径ｄが22μｍ＜ｄ≦150μｍであり、 （ウ）:BET法による該粒状組成物の比表面積Ｓ（cm²/
g）が下記の式（１）に示される範囲にあること； Ｓ＞100,000/D・ρ −（１） D:組成物の平均粒子径（μｍ） ρ：組成物の比重 （但し、上記式（１）中のＤ及びρは下記の方法により
測定される； D:該組成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10
分間分散処理後125μｍ（119メツシユ）ふるいを通過さ
せ、その通過分を更に100μｍ（149メツシユ）ふるいを
通過させ、以下、同様の方法で75μｍ（200メツシユ）
ふるい、45μｍ（330メツシユ）ふるいを通過させ、各
々のふるい上の不通過分及び45μｍふるい通過分の５階
級に分級された組成物を乾燥させ各々の重量を測定し、
各階級について総重量に対する重量％を求め各階級の粒
子径の中央値を下記第１表の如く設定し、下記の式
（２）により求められるもの； Ｄ＝Σwi/Σ（wi/di） −（２） ρ:JIS Ｋ 5101「顔料分散方法」に記載されている比
重の測定方法により測定されるもの） を内容とし、同出願の第２は前記填料を用いることを特
徴とする製紙中性抄造方法を内容とするものである。

本発明者らは、更に引き続いてプラスチツクワイヤー摩
耗が非常に少ない製紙用填料及び製紙中性抄造方法の開
発に関し鋭意研究を続けた結果、該出願に記載された以
外の特定の領域においても、該出願発明と同様の効果が
発現される事を見出し、本発明を提供するに至ったもの
である。

即ち、本発明の第１は、重質炭酸カルシウム100重量部
に対し、下記（ア）〜（ウ）を満たす粒状組成物（但
し、タルクを除く）を0.1重量部以上添加してなる製紙
用填料； （ア）：ゼーター電位（純水中での懸濁液濃度1000pp
m、測定温度20℃）が負の値を有し、（イ）：該粒状組
成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10分間分
散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5重量％
水懸濁液をマイクロシーブを用いて測定した組成物の粒
子径ｄが10μｍ＜ｄ≦22μｍであり、 （ウ）:BET法による該粒状組成物の比表面積Ｓ（cm²/
g）が下記の式（１）に示される範囲にあること； Ｓ＞100,000/D・ρ −（１） D:組成物の平均粒子径（μｍ） ρ：組成物の比重 （但し、上記式（１）中のＤ及びρは下記の方法により
測定される； D:該組成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10
分間分散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5
重量％水懸濁液を目びらき15μｍのマイクロシーブを通
過させ、マイクロシーブ上の不通過分及び15μｍのマイ
クロシーブ通過分の２階級に分級された組成物を乾燥さ
せ各々の重量を測定し、各階級について総重量に対する
重量％を求め各階級の粒子径の中央値を下記第１表の如
く設定し、下記の式（２）により求められるもの； を内容とし、本発明の第２は、前記填料を用いることを
特徴とする製紙中性抄造方法を内容とするものである。

本発明において、炭酸マグネシウムが含まれるドロマイ
ト質石灰石等を使用したような場合には炭酸カルシウム
と炭酸マグネシウムが同効のものであるとして計算す
る。

本発明において、重質炭酸カルシウムに添加して使用さ
れる粒状組成物は、前述の様に（ア）〜（ウ）の条件を
共に満足する天然品又は合成品等の組成物（但し、タル
クを除く）（以下、この組成物を組成物Ａと略記す）か
ら任意に選択すればよく、それ以外には特別の制限はな
い。

重質炭酸カルシウムを単独使用で抄造する場合と比較し
て、組成物Ａを重質炭酸カルシウムに含ませることによ
りプラスチツクワイヤー摩耗が著しく改善される理由に
ついては未だ不明な点も多いが、組成物Ａの次の様な特
性によるものと推察される。即ち、 組成物Ａが水中において負のゼーター電位を有する10
μｍより大きく22μｍ以下の粒子を有する粒状組成物で
ある事、及び 組成物ＡのBET法による比表面積Ｓ（cm²/g）が Ｓ＞100,000/D・ρ D:組成物の平均粒径 ρ：組成物の比重 に示される範囲に属している組成物であることを要件と
し、該組成物と同じ粒子径を有する石英砂の単結晶（１
次粒子のみからなる粒子）、石灰石の単結晶等の模式図
第１図に示すような組成物のBET法による比表面積がＳ
≒60,000±20,000/D・ρであることから、組成物Ａが模
式図第２図、第３図、第４図に示す様に微細粒子が多数
凝集して構成されているか、組成物Ａの表面が多孔質で
あるか、あるいは組成物Ａが層状構造を有しているもの
と推定される。このことは後記する実施例１、２、３に
使用する組成物Ａの顕微鏡写真の結果からも明らかであ
る。また、模式図第２図、第３図、第４図の如き形状を
有する組成物Ａが前記第１図に示すような単結晶物質と
比較して外部からの応力による部分崩壊性が高いことは
容易に理解される。すなわち、製紙抄造用として一般に
使用される重質炭酸カルシウム中には５μｍ〜８μｍ程
度の粒子径を有する粗大粒子が混在しており、この様な
重質炭酸カルシウムを単独使用で抄造する場合、模式図
第５図に示す如く、重質単酸カルシウム（１）は水中に
おいて一般に正に帯電しており、一般には負に帯電する
プラスチツクワイヤー（２）の表面に吸着され、プラス
チツクワイヤー（２）と抄紙機のセラミツク部分（３）
との間に発生する応力により、常に重質炭酸カルシウム
（１）中の粗大粒子がワイヤー（２）を傷つけるため、
プラスチツクワイヤー（２）の摩耗速度は著しく大きく
なる。これに反して、組成物Ａを重質炭酸カルシウムに
混合使用する本発明においては、模式図第６図に示す様
に、重質炭酸カルシウム中の粗大粒子より粒子径が大き
な組成物Ａ（４）が水中で負の電位を有し、正の電位を
有する抄紙機のセラミツク部分（３）に吸着され、プラ
スチツクワイヤー（２）の保持材的機能を果たすため、
重質炭酸カルシウム（１）はプラスチツクワイヤー
（２）とセラミック（３）との間を抜け、重質炭酸カル
シウム（１）とワイヤー（２）との接触が少なくなり、
その結果プラスチツクワイヤー（２）の摩耗が低減され
る。更に又、プラスチツクワイヤー（２）とセラミツク
（３）との間に生じる応力により、ワイヤー保持材であ
る組成物Ａ（４）がその形状特性により徐々に破壊分散
されることにより応力分散し、プラスチツクワイヤー
（２）を直接傷つけることも少ない。この２つの現象の
相乗効果により、プラスチツクワイヤーの摩耗は著しく
低減されるものと考えられる。

しかしながら、ゼーター電位が負であつても、模式図第
７図に示す様に、前記式Ｓ＞100,000/D・ρを満たさな
い模式図第１図の如き組成物を用いる場合は、前述のプ
ラスチツクワイヤー（２）の保持材機能を第１図の組成
物が果たすため、模式図第６図と同様の理由によりプラ
スチツクワイヤー摩耗の低減効果は一部達成されるもの
の、ワイヤー保持材自身がワイヤー（２）とセラミツク
部分（３）との間に発生する応力により容易に破壊分散
されないため、応力の反発力により、保持材自身がワイ
ヤー面を直接傷つけることになり、ワイヤー摩耗の低減
効果は著しく減じられることになる。

第８図に、日本フイルコン式填料摩耗試験機による摩耗
測定時間とプラスチツクワイヤー摩耗量との関係を示
す。

又、本発明において、組成物Ａの代替としてゼーター電
位が正の値を有する組成物を用いた場合は、模式図第６
図においてワイヤー保持材である前記組成物がプラスチ
ツクワイヤー側に吸着され、保持材とプラスチツクワイ
ヤーとの接触度数が増加し、ワイヤーを傷つけることに
なり好ましくない。

さらに又、組成物Ａの代替として10μｍ以下の粒子径を
有する組成物を用いる場合は、重質炭酸カルシウム中の
粗粒子と粒子径が近似となりワイヤー保持材としての機
能を充分発揮することができないため、プラスチツクワ
イヤー摩耗の低減には効果がない。

本発明において、組成物Ａの添加量は重質炭酸カルシウ
ム100重量部に対し0.1重量部以上、好ましくは１〜30重
量部であり、0.1重量部未満では本発明の目的を充分達
成することができない。上限については特に制限されな
いが、平滑性、紙力等の観点から50重量部程度が好まし
い。

以上の通り、本発明は重質炭酸カルシウムと特定物性を
有する組成物Ａを特定の割合で混合してなる組成物を抄
紙用填料として使用することにより、重質炭酸カルシウ
ムを単独で抄紙用填料として使用する場合と比較して、
プラスチツクワイヤー摩耗を驚異的に低減させることが
可能となる。かくして、従来まで使用検討されてきた重
質炭酸カルシウムにより一段階比表面積の小さい（平均
粒子径の大きい）重質炭酸カルシウム、換言すれば価格
的により安価な重質炭酸カルシウムを使用することが可
能となり、紙力低下及び歩留り低下を伴わない理想的な
製紙用填料組成物及び製紙抄造方法を提供することが出
来る。

「実施例」 以下、本発明の実施例を比較例とともに示して本発明の
と特徴を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何
ら制限されないことは勿論である。

なお、プラスチツクワイヤーの摩耗性は0.85Kgのおもり
をつけたプラスチツク製の抄紙ワイヤー（日本フイルコ
ン製、OS−H60）をセラミツクロールと接触させ、その
ロールを283m/minの速度で回転させながら填料濃度2wt
％の試料分散液を１/minの流量でワイヤー上に供給
し、一定時間後のワイヤーの重量減を測定して抄紙用プ
ラスチツクワイヤーの摩耗量とした。

ゼーター電位は乾燥粉末試料2gをイオン交換水に懸濁し
懸濁液濃度1000ppmのスラリーを調整し、「LASER ZEE
Mode 501」を用いて測定した。比重はJIS Ｋ 5101
−1978に従い測定した。また、組成物Ａの粒子径及び平
均粒子径の測定には、JIS Ｚ 8801−1982の網ふるい
を用いた。更に、本発明に使用する組成物Ａなどの水中
分散には、卓上型超音波分散機VS−50を用い、共振周波
数35KHz±2KHzで分散処理した。

実施例１ Ｘ線回折の測定結果からモンモリロナイト（Montmorill
onite）を主成分とし、これとその他の混合物であるこ
とが判明している国内産ベントナイト（商品名「ベント
ナイト赤城」豊順洋行製）粉体を水に懸濁させ、10重量
％の水懸濁液を調製し、該水懸濁液を超音波分散機を用
いて10分間分散処理後、580メッシュ（22μｍ）ふるい
を用いて22μｍより粗い粒子を、除去した後、水を加え
0.5重量％になる様希釈し、目びらき10μｍのマイクロ
シーブを用いて10μｍ以下の細かい粒子を除去し、粒子
径ｄが10μｍ＜ｄ≦22μｍの組成物懸濁液を得た。

この組成物Ａを重質炭酸カルシウム（商品名「スーパー
＃1500」丸尾カルシウム製、恒圧通気式測定法による比
表面積14500cm²/g）100重量部に対し固形分として10重
量部添加し、製紙用填料組成物を調製し、これを用いて
プラスチツクワイヤー摩耗を測定した。測定値を第３表
に示す。

本実施例において、重質炭酸カルシウムに添加して使用
した組成物懸濁液を目びらき15μｍのマイクロシーブ、
及び目びらき10μｍのマイクロシーブを用いて測定した
平均粒子径Ｄは16μｍ、JIS K 5101の方法により測定し
た比重ρは2.68であり、該組成物懸濁液を乾燥して得ら
れた粉末のゼーター電位は−29mV、柴田科学製BET法Ｐ
−700型表面積測定装置による比表面積Ｓは7500cm²/gで
あつた。

この結果からＳ＞100000/D・ρであることが確認され
た。

実施例２ Ca（OH）_２の水懸濁液濃度19％、液温30℃の石灰乳にCO
₂濃度25％の炭酸ガス含有ガスを0.3/Ca（OH）₂1gの流
量で導通し炭酸化反応を行い、pH6.8で炭酸ガス含有ガ
スの導通を停止し、炭酸カルシウムの水懸濁液を得た。
この炭酸カルシウム水懸濁液に同容量の前記石灰乳を添
加し、同様の方法で再び炭酸化反応を行い、さらにこの
操作によつて得られた炭酸カルシウム水懸濁液に同容量
の石灰乳を加え、炭酸化する操作を合計３回行った。

この様にして得られた炭酸カルシウムの水懸濁液の系を
85℃に加温後、３号水ガラスの10％稀釈液を系内に滴下
し、さらに系のpHが8.0になる様炭酸ガス含有ガスを導
通し、炭酸カルシウム表面に微細なアモルフアスシリカ
を沈澱させ、系内に炭酸カルシウム100重量部に対し、S
iO₂が17重量部に達した時、３号水ガラス稀釈液及び炭
酸ガス含有ガスの導通を停止した。

この様にして得られたシリカ表面処理炭酸カルシウム水
懸濁液をフイルタープレスを用いて脱水、乾燥し、白色
粉末を得た。

次に、シリカ表面処理炭酸カルシウムの白色粉末を水に
懸濁させ10wt％の水懸濁液を調製し、超音波分散機を用
いて分散処理後、実施例１と同様の方法で、粒子径ｄが
10μｍ＜ｄ≦22μｍの組成物懸濁液を得た。

この組成物Ａを重質炭酸カルシウム「スーパー＃1500」
100重量部に対し固形分として20重量部添加し、製紙様
填料組成物を調製し、これを用いてプラスチツクワイヤ
ー摩耗を測定した。測定値を第３表に示す。

又、本実施例において重質炭酸カルシウムに添加して使
用した組成物の性状を実施例１と同様の方法で測定し
た。その結果、平均粒子径Ｄは17μｍ、比重ρは2.63、
EBT法比表面積Ｓは113000cm²/g、ゼータ電位は−25.4mV
であつた。

参考例 重質炭酸カルシウム「スーパー＃1500」、（丸尾カルシ
ウム製、恒圧通気式測定法による比表面積は14500cm²/
g）を単独使用で各々プラスチツクワイヤー摩耗を測定
した。この結果を第３表に示す。

比較例１ 粒子径の粗い重質炭酸カルシウム（商品名「Ｒ 重
炭」、丸尾カルシウム製、恒圧通気式測定法による比表
面積1900cm²/g）を水に懸濁させ、10wt％の水懸濁液を
調製し、超音波分散機を用いて分散処理後実施例１と同
様の方法で粒子径ｄが10μｍ＜ｄ≦22μｍの組成物懸濁
液を得た。

この組成物を重質炭酸カルシウム「スーパー1500」100
重量部に対し固形分として10重量部添加し製紙用填料組
成物を調製後、プラスチツクワイヤー摩耗を測定した。
測定値を第３表に示す。

又、本比較例において重質炭酸カルシウムに添加して使
用した組成物の性状を実施例１と同様の方法で測定し
た。その結果、平均粒子径Ｄは14μｍ、比重ρは2.63、
BET法比表面積Ｓは2300cm²/g、ゼーター電位は＋38mVで
あつた。

比較例２ 石英砂粉（商品名「KIクレー」山森土本鉱業所製）を水
に懸濁させ10wt％の水懸濁液を調製し、超音波分散機を
用いて分散処理後、実施例１と同様の方法で粒子径ｄが
10μｍ＜ｄ≦22μｍの組成物懸濁液を得た。

この組成物を重質炭酸カルシウム「スーパー1500」100
重量部に対し固形分として10重量部添加し、製紙用填料
組成物を調製後、プラスチツクワイヤー摩耗を測定し
た。測定値を第３表に示す。

又、本比較例において重質炭酸カルシウムに添加して使
用した組成物の性状を実施例１と同様の方法で測定し
た。その結果、平均粒子径Ｄは16μｍ、比重ρは2.49、
BET法比表面積Ｓは2300cm²/g、ゼーター電位は−30mで
あつた。

比較例３ 実施例１で調製した「ベントナイト赤城」の10wt％の水
懸濁液を超音波分散機を用いて分散処理後目びらき10μ
ｍのマイクロシーブを用いて分級し、粒子径ｄがｄ≦10
μｍの組成物懸濁液を得た。この組成物を重質炭酸カル
シウム「スーパー1500」100重量部に対し固形分として1
0重量部添加し製紙用填料組成物を調製後、プラスチツ
クワイヤー摩耗を測定した。測定値を第３表に示す。

本比較例において重質炭酸カルシウムに添加して使用し
た組成物の性状は、平均粒子径ＤはＤ≦10μｍ、比重ρ
は2.61、BET法比表面積Ｓは50000cm²/g、ゼーター電位
は−31mVであつた。

比較例４ 実施例１において、重質炭酸カルシウムに添加して使用
した組成物と同一物を重質炭酸カルシウム「スーパー3
S」100重量部に対し固形分として0.01重量部添加し、製
紙用填料組成物を調製後、プラスチツクワイヤー摩耗を
測定した。

測定値を第３表に示す。

＊１ 恒圧通気式測定法による比表面積（cm²/g） ＊２ プラスチツクワイヤー摩耗量は200mgをこえると
横糸破断を開始するので、200mg以上の値については記
載していない ＊３ ワイヤー切断時間は測定開始後180分以上でも破
断しないものは測定せず

【図面の簡単な説明】

第１乃至第４図は、いずれも粒子構造の模式図、第５図
乃至第７図は、いずれもプラスチツクワイヤー摩耗のメ
カニズムを示す模式図、第８図は測定時間とプラスチツ
クワイヤー摩耗量との関係を示すグラフである。 １……重質炭酸カルシウム ２……プラスチツクワイヤー ３……セラミツク部分 ４……填料組成物Ａ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−45700（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55295（ＪＰ，Ａ) Ｗｏｃｈｅｎｂｌａｔｔ ｆｕｒ Ｐａ ｐｉｅｒ ｆａｂｒｉｋａｔｉｏｎ Ｎｒ ９ 1981 Ｐ．291−296

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重質炭酸カルシウム100重量部に対し、下
   記（ア）〜（ウ）を満たす粒状組成物（但し、タルクを
   除く）を0.1重量部以上添加してなる製紙用填料；
   （ア）：ゼーター電位（純水中での懸濁液濃度1000pp
   m、測定温度20℃）が負の値を有し、（イ）：該粒状組
   成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10分間分
   散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5重量％
   水懸濁液をマイクロシーブを用いて測定した組成物の粒
   子径ｄが10μｍ＜ｄ≦22μｍであり、 （ウ）:BET法による該粒状組成物の比表面積Ｓ（cm²/
   g）が下記の式（１）に示される範囲にあること； Ｓ＞100,000/D・ρ −（１） D:組成物の平均粒子径（μｍ） ρ：組成物の比重 （但し、上記式（１）中のＤ及びρは下記の方法により
   測定される； D:該組成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10
   分間分散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5
   重量％水懸濁液を目びらき15μｍのマイクロシーブを通
   過させ、マイクロシーブ上の不通過分及び15μｍのマイ
   クロシーブ通過分の２階級に分級された組成物を乾燥さ
   せ各々の重量を測定し、各階級について総重量に対する
   重量％を求め各階級の粒子径の中央値を下記第１表の如
   く設定し、下記の式（２）により求められるもの； Ｄ＝Σwi/Σ（wi/di） −（２） ρ:JIS Ｋ 5101「顔料分散方法」に記載されている比
   重の測定方法により測定されるもの）
2. 【請求項２】重質炭酸カルシウム100重量部に対し、下
   記（ア）〜（ウ）を満たす粒状組成物（但し、タルクを
   除く）を0.1重量部以上添加してなる製紙用填料を用い
   ることを特徴とする製紙中性抄造方法； （ア）：ゼーター電位（純水中での懸濁液濃度1000pp
   m、測定温度20℃）が負の値を有し、（イ）：該粒状組
   成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10分間分
   散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5重量％
   水懸濁液をマイクロシーブを用いて測定した組成物の粒
   子径ｄが10μｍ＜ｄ≦22μｍであり、 （ウ）:BET法による該粒状組成物の比表面積Ｓ（cm²/
   g）が下記の式（１）に示される範囲にあること； Ｓ＞100,000/D・ρ −（１） D:組成物の平均粒子径（μｍ） ρ：組成物の比重 （但し、上記式（１）中のＤ及びρは下記の方法により
   測定される； D:該組成物の10重量％水懸濁液を超音波分散機により10
   分間分散処理後水で希釈し調整した該粒状組成物の0.5
   重量％水懸濁液を目びらき15μｍのマイクロシーブを通
   過させ、マイクロシーブ上の不通過分及び15μｍのマイ
   クロシーブ通過分の２階級に分級された組成物を乾燥さ
   せ各々の重量を測定し、各階級について総重量に対する
   重量％を求め各階級の粒子径の中央値を下記第１表の如
   く設定し、下記の式（２）により求められるもの； Ｄ＝Σwi/Σ（wi/di） −（２） ρ:JIS Ｋ 5101「顔料分散方法」に記載されている比
   重の測定方法により測定されるもの）