JPH09286609A - Method for producing composite particles of titania and silica - Google Patents
Method for producing composite particles of titania and silicaInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた印刷後不透明度を紙に付与するための
TiO2 /SiO2 複合粒子の製造方法。
【解決手段】 ケイ酸アルカリ水溶液に温度20〜55
℃で一回目の鉱酸を添加し、温度を65〜95℃に昇温
する間にシリカの2次粒子の生成を行い、その後結晶性
の二酸化チタンをTiO2 /全SiO2 の割合が2〜2
5重量%となるように添加した後、追加のケイ酸アルカ
リ水溶液を反応開始時のケイ酸アルカリ水溶液に含有さ
れるシリカの重量当り2〜40重量%添加し、その後更
に鉱酸を添加して得られたスラリーのpHを3〜6.5
の範囲とし、次いで、湿式で粉砕及び/又は分級するこ
とを特徴とするチタニアとシリカの複合粒子の製造方
法。(57) Abstract: A method for producing TiO 2 / SiO 2 composite particles for imparting excellent post-printing opacity to paper. SOLUTION: The temperature of the alkaline silicate solution is 20 to 55.
The first mineral acid was added at ℃, the secondary particles of silica were generated while the temperature was raised to 65 to 95 ℃, and then the crystalline titanium dioxide was added at a ratio of TiO 2 / total SiO 2 of 2. ~ 2
After adding 5% by weight, an additional alkaline silicate aqueous solution is added in an amount of 2 to 40% by weight based on the weight of silica contained in the alkaline silicate aqueous solution at the start of the reaction, and then a mineral acid is further added. The pH of the obtained slurry was adjusted to 3 to 6.5.
And then pulverizing and / or classifying in a wet manner, the method for producing composite particles of titania and silica.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、抄紙に際し紙の填
料として用いられ、優れた白色度と不透明度、とりわけ
顕著に優れた印刷後不透明度を紙に付与するチタニアと
シリカの複合粒子の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to the production of composite particles of titania and silica, which are used as a filler for paper during papermaking and impart excellent whiteness and opacity to the paper, especially outstanding post-printing opacity. Regarding the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、紙は軽量化される傾向にあるが、
特に印刷用紙を軽量化すると紙に印刷した場合の不透明
度が低下し、印字が紙の反対側から透き通ってみえると
いう問題が生じ、好ましくないので、紙へ印刷した後の
不透明度の低下を防止するために紙に様々な填料を添加
することが一般に行われている。そして、不透明度を向
上させるという目的のために無機系及び有機系の各種の
填料の研究開発が行われているが、現在においても、な
お安価で十分に不透明度の向上効果のあるものは開発さ
れるに至っていない。又、最近ではより一層軽量化が強
化される傾向が強いので、印刷した際のインク中の油成
分の浸透を抑制することによる印刷後の不透明度を向上
させる能力に加えて、白紙の不透明度を向上させる能力
を備えた填料の出現が強く望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, paper has tended to be reduced in weight.
Especially when the weight of the printing paper is reduced, the opacity when printed on the paper decreases, and the problem that the print looks transparent from the opposite side of the paper occurs, which is not desirable, so it prevents the decrease in opacity after printing on the paper. To do this, it is common practice to add various fillers to the paper. In addition, various inorganic and organic fillers are being researched and developed for the purpose of improving opacity, and even now, those that are still inexpensive and have a sufficient effect of improving opacity are being developed. It has not been done. In addition, recently, there is a strong tendency to further reduce the weight, so in addition to the ability to improve the opacity after printing by suppressing the permeation of oil components in the ink when printing, the opacity of white paper The advent of fillers with the ability to improve oil is strongly desired.
【0003】前記各種填料の中で二酸化チタンのよう
に、白紙不透明度は向上させるが、インキの浸透を抑制
する能力が劣っており、更に光散乱能を最大に発揮でき
る粒子径の範囲においては、パルプに添加して抄紙機で
抄紙する際の歩留りが非常に悪く、不経済であるもの、
或いは有機系の尿素−ホルマリン樹脂のように印刷後不
透明度及び白紙不透明度の向上能力を合わせ持ってはい
るが、それぞれの向上させる絶対能力が不足しているも
のが一般に知られている。また、含水ケイ酸のように、
他の種類の填料より価格は安く、パルプに添加して抄紙
した場合、紙へ印刷後不透明度を付与する効果もある
が、白紙不透明度に対する効果を含めてまだ十分満足す
べき水準に到達していないものも知られている。Among the above-mentioned various fillers, like titanium dioxide, the opacity of white paper is improved, but the ability to suppress penetration of ink is inferior, and further, in the range of particle diameter that can maximize light scattering ability. , Which is very uneconomical in yield when added to pulp to make paper with a paper machine,
Alternatively, it is generally known that an organic urea-formalin resin has both the ability to improve opacity after printing and the opacity of blank paper, but lacks the absolute ability to improve each. Also, like hydrous silicic acid,
It is cheaper than other types of fillers, and when added to pulp to make paper, it also has the effect of giving opacity after printing on paper, but it has reached a sufficiently satisfactory level including the effect on white paper opacity. Some are not known.
【0004】特公平6−45451号公報には、前記填
料の有する欠点を克服すべくチタニアとシリカの複合体
としたものが開示されている。しかしながら、この複合
体は、酸化チタンの存在下、又は不存在下に、ケイ酸ア
ルカリ水溶液に、その水溶液のpHが1〜7になるよう
にチタンの酸性溶液を少なくとも30分以上の時間を費
やして添加し、80℃から該水溶液の沸点の温度の範囲
に加熱することにより製造されており、得られる複合体
は、複合体に含まれているチタニアとシリカが相互に結
合して単一の化合物を形成しているか、或いはミクロブ
レンドとなっているか、或いはこの両方の形態で混在す
るという構造を有する非晶質体であり、このようなチタ
ニアは光散乱能の観点からみて最適な結晶質構造を有し
ていないという欠点がある。Japanese Patent Publication No. 6-45451 discloses a composite of titania and silica in order to overcome the drawbacks of the filler. However, this complex is obtained by spending at least 30 minutes or more of an acidic solution of titanium in an alkaline silicate aqueous solution in the presence or absence of titanium oxide so that the pH of the aqueous solution is 1 to 7. Is added and heated to a temperature in the range of 80 ° C. to the boiling point of the aqueous solution, and the resulting composite has a single product in which the titania and silica contained in the composite are bonded to each other. It is an amorphous substance that has a structure of forming a compound, a microblend, or a mixture of both forms. Such titania is an optimal crystalline substance from the viewpoint of light scattering ability. It has the disadvantage of not having a structure.
【0005】即ち、中和反応の際に結晶質二酸化チタン
が添加されても、その大部分はチタニアとシリカの複合
体に覆われてしまっている。このため、複合体に含まれ
ているチタニアと酸化チタンは、その潜在的に有する散
乱能力を十分に活かしきれていない。又、前記公報に
は、この複合体を紙の填料として添加した際の印刷後不
透明度と白紙不透明度への効果の程度についての具体的
な記載がなされていないばかりか、複合体は固体状物質
として得られるためにハンドリング性が悪く、粉砕や取
り扱いに労力を要し、効率よく製造することが極めて困
難である。That is, even if crystalline titanium dioxide is added during the neutralization reaction, most of it is covered with the composite of titania and silica. For this reason, the titania and titanium oxide contained in the composite have not fully utilized their potential scattering ability. Further, the above-mentioned publication does not specifically describe the degree of the effect on the opacity after printing and the opacity of white paper when this composite is added as a filler for paper, and the composite is solid. Since it is obtained as a substance, it has poor handleability, labor is required for crushing and handling, and it is extremely difficult to produce it efficiently.
【0006】本発明者等は、従来技術の有する欠点を解
消すべく、ケイ酸アルカリ水溶液に鉱酸を添加し、シリ
カの2次粒子を形成した後、結晶性の二酸化チタンをp
H7以上で添加し、次いで得られるスラリーに更に鉱酸
を添加、中和し、平均粒子径が3〜25μmで1〜30
μmの粒子径のものを80重量%以上含有する、二酸化
チタンと、シリカの2次粒子からなるチタニアとシリカ
の複合粒子及びその製造方法を提案した。この方法によ
り製造されるチタニアとシリカの複合粒子をパルプに内
添して抄紙して得られる紙の白色度、白紙不透明度及び
印刷後不透明度は改善されるが、前記複合粒子を製造す
る際に用いた二酸化チタンの全てがシリカの二次粒子と
複合化しているわけでなく、又、得られた複合粒子のス
ラリーを湿式で粉砕処理すると、既に複合化している二
酸化チタンが一部が脱離して、紙の不透明度を改善する
のに寄与しておらず、用いた高価な二酸化チタンが無駄
に使用されたことになり、複合粒子の製造方法には改善
の余地が残されている。In order to solve the drawbacks of the prior art, the present inventors add mineral acid to an aqueous solution of alkali silicate to form secondary particles of silica, and then add crystalline titanium dioxide to
H7 or more, and then the resulting slurry is further neutralized with a mineral acid to be neutralized, and the average particle size is 3 to 25 μm and 1 to 30.
A composite particle of titania and silica composed of titanium dioxide and secondary particles of silica, containing 80% by weight or more of particles having a particle diameter of μm, and a method for producing the same were proposed. The whiteness of the paper obtained by internally adding pulp to the composite particles of titania and silica produced by this method, the opacity of white paper and the opacity after printing are improved, but when producing the composite particles Not all of the titanium dioxide used in this step was complexed with the secondary particles of silica, and when the slurry of the obtained composite particles was wet-milled, part of the titanium dioxide already complexed was removed. Apart from that, it does not contribute to improving the opacity of the paper, and the expensive titanium dioxide used is wasted, and there is room for improvement in the method for producing the composite particles.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、かかる
状況に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸アルカリ水
溶液を鉱酸により中和してシリカの2次粒子が析出し始
めた時に、又は前記2次粒子が形成された後に、結晶性
の二酸化チタンを添加し、得られたスラリーのpHを特
定範囲に調整することによってチタニアとシリカの複合
粒子を製造する際に、シリカの2次粒子を生成させ、二
酸化チタンを添加する前、又は添加時に、必要に応じて
シリカの2次粒子を高せん断力により分散させてから、
二酸化チタンを添加し、又は前記二酸化チタンを添加し
た後に高せん断力により分散し、その後に更に少量のケ
イ酸アルカリを追加して添加することにより、二酸化チ
タンのシリカ2次粒子への定着量を増加させ、更に二酸
化チタンがシリカの2次粒子から脱離するのを抑制で
き、この方法により得られるチタニアとシリカの複合粒
子を抄紙に際してパルプと一緒に添加して用いると紙の
白色度と不透明度、とりわけ印刷後不透明度が顕著に改
善されるという優れた効果があることを見出し、本発明
を完成させるに至った。DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above situation, the inventors of the present invention have conducted extensive studies and as a result, when an alkaline silicate aqueous solution was neutralized with a mineral acid and secondary particles of silica began to precipitate. Alternatively, after the formation of the secondary particles, crystalline titanium dioxide is added, and the pH of the resulting slurry is adjusted to a specific range to produce a composite particle of titania and silica. Before the secondary particles are generated and titanium dioxide is added, or when the secondary particles are added, the secondary particles of silica are dispersed by a high shearing force, if necessary.
By adding titanium dioxide or dispersing the titanium dioxide by high shearing force and then adding a small amount of alkali silicate additionally, the amount of titanium dioxide fixed on the silica secondary particles can be increased. In addition, titanium dioxide can be prevented from desorbing from the secondary particles of silica, and when the titania-silica composite particles obtained by this method are added together with pulp during papermaking, the whiteness of the paper and The inventors have found that there is an excellent effect that the transparency, especially the opacity after printing is remarkably improved, and completed the present invention.
【0008】本発明の目的は、抄紙に際しパルプ原料と
一緒に添加して用いて紙に極めて優れた白色度と不透明
度を付与し得るチタニアとシリカの複合粒子の製造法に
おいて、シリカの二次粒子に担持されていない二酸化チ
タンの量を減少させ、これによって複合粒子をパルプに
添加して抄紙した際に、紙の白色度と不透明度、とりわ
け印刷後不透明度を顕著に改善することのできるチタニ
アとシリカの複合粒子の製造方法を提供することにあ
る。The object of the present invention is to prepare a composite particle of titania and silica, which can be added together with a pulp raw material in papermaking and used to impart extremely excellent whiteness and opacity to the paper. By reducing the amount of titanium dioxide not supported on the particles, it is possible to significantly improve the whiteness and opacity of the paper, especially the opacity after printing when the composite particles are added to the pulp to make paper. It is to provide a method for producing composite particles of titania and silica.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、ケイ酸
アルカリ水溶液に鉱酸を添加し、シリカの2次粒子を形
成した後に、二酸化チタンを添加し、更に鉱酸を添加
し、中和して、二酸化チタンと二酸化ケイ素の2次粒子
からなるチタニアとシリカの複合粒子を製造する方法に
おいて、ケイ酸アルカリ水溶液に温度20〜55℃で一
回目の鉱酸を添加し、温度を65〜95℃に昇温する間
にシリカの2次粒子の生成を行い、その後結晶性の二酸
化チタンをTiO2 /全SiO2 の割合、すなわち、最
終的に鉱酸によりpH3〜6.5に調整されたスラリー
中に含まれる全シリカ(SiO2 )の量に対するTiO
2 の割合が2〜25重量%となるように添加した後、追
加のケイ酸アルカリ水溶液を反応開始時のケイ酸アルカ
リ水溶液に含有されるシリカの重量当り2〜40重量%
添加し、その後更に鉱酸を添加して得られたスラリーの
pHを3〜6.5の範囲とし、次いで、湿式で粉砕及び
/又は分級することを特徴とするチタニアとシリカの複
合粒子の製造方法である。The first aspect of the present invention is to add a mineral acid to an aqueous alkali silicate solution to form secondary particles of silica, then add titanium dioxide, and further add a mineral acid. In the method of producing a composite particle of titania and silica composed of secondary particles of titanium dioxide and silicon dioxide by neutralization, a first mineral acid is added to an aqueous alkali silicate solution at a temperature of 20 to 55 ° C. Secondary particles of silica were generated during the temperature rise to 65 to 95 ° C., and then crystalline titanium dioxide was added to the ratio of TiO 2 / total SiO 2 , that is, finally adjusted to pH 3 to 6.5 with mineral acid. TiO relative to the amount of total silica (SiO 2 ) contained in the conditioned slurry
2 to 40% by weight based on the weight of silica contained in the aqueous alkali silicate solution at the start of the reaction after addition of 2 to 2 to 25% by weight.
Of the titania-silica composite particles, characterized in that the pH of the slurry obtained by adding and then adding the mineral acid is adjusted to the range of 3 to 6.5, and then pulverized and / or classified by a wet method. Is the way.
【0010】本発明の第二は、前記シリカの2次粒子の
生成開始から、スラリーのpHを3〜6.5の範囲に調
整するための鉱酸を添加する前までの間に、少なくとも
1回前記スラリーに高せん断力を与えて分散させること
を特徴とする請求項1記載のチタニアとシリカの複合粒
子の製造方法である。In the second aspect of the present invention, at least 1 is added between the start of the formation of the secondary particles of silica and the addition of the mineral acid for adjusting the pH of the slurry to the range of 3 to 6.5. The method for producing composite particles of titania and silica according to claim 1, wherein a high shearing force is applied to the slurry to disperse the slurry.
【0011】本発明の第三は、前記シリカの2次粒子を
析出させた後、鉱酸を添加して、pHを8〜12の範囲
に調整し、その後結晶性の二酸化チタンを添加すること
を特徴とする本発明第一又は第二に記載のチタニアとシ
リカの複合粒子の製造方法である。A third aspect of the present invention is that after the secondary particles of silica are precipitated, mineral acid is added to adjust the pH to the range of 8 to 12, and then crystalline titanium dioxide is added. The method for producing composite particles of titania and silica according to the first or second aspect of the present invention is characterized by:
【0012】本発明の第四は、ケイ酸アルカリ水溶液に
鉱酸を添加し、シリカの2次粒子を形成させる際に、該
ケイ酸アルカリ水溶液の中和に必要な鉱酸量の30〜7
0重量%の鉱酸を添加することを特徴とする本発明第一
乃至第三のいずれか一つに記載のチタニアとシリカの複
合粒子の製造方法である。In a fourth aspect of the present invention, when a mineral acid is added to an alkali silicate aqueous solution to form secondary particles of silica, the amount of the mineral acid required to neutralize the alkali silicate aqueous solution is 30 to 7.
The method for producing composite particles of titania and silica according to any one of the first to third aspects of the present invention is characterized in that 0% by weight of mineral acid is added.
【0013】本発明の第五は、高せん断力をシリカの2
次粒子を含むスラリーに与え分散せしめた後の、レーザ
ー回析式粒度分布測定装置によるシリカの2次粒子径を
3〜40μmの範囲とすることを特徴とする本発明第一
乃至第四のいずれか一つに記載のチタニアとシリカの複
合粒子の製造方法である。The fifth aspect of the present invention is to apply a high shearing force to silica 2
Any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the secondary particle diameter of silica by a laser diffraction type particle size distribution measuring device after being applied to a slurry containing secondary particles and dispersed therein is in the range of 3 to 40 μm. The method for producing composite particles of titania and silica according to any one of the above.
【0014】本発明の第六は、湿式粉砕及び/又は分級
した後のチタニアとシリカの複合粒子が、前記粒度測定
装置による平均粒子径が3〜30μmで、1〜30μm
のものを80〜99重量%の範囲含有することを特徴と
する本発明第一乃至第五のいずれか一つに記載のチタニ
アとシリカの複合粒子の製造方法である。The sixth aspect of the present invention is that the composite particles of titania and silica after wet pulverization and / or classification have an average particle size of 3 to 30 μm by the particle size measuring device, and 1 to 30 μm.
The titania-silica composite particles according to any one of the first to fifth aspects of the present invention.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明が提供しようとするチタニ
アとシリカの複合粒子の製造方法は、ケイ酸アルカリ水
溶液に特定量の鉱酸を添加した後、昇温し、シリカの2
次粒子が析出し始めた後に、又は前記シリカの2次粒子
が析出した後に、必要に応じて鉱酸を添加し、最終的に
鉱酸によりpHが3〜6.5に調整されたスラリーに含
まれる全シリカ(SiO2 )の重量に対する結晶性の二
酸化チタンの割合(TiO2 /全SiO2 )が2〜25
重量%となるように、結晶性の二酸化チタンを添加し、
続いて追加のケイ酸アルカリ水溶液を、中和反応開始時
のケイ酸アルカリ水溶液中に含まれるシリカに換算した
重量に対して2〜40重量%となるように添加するが、
この際必要に応じて該ケイ酸アルカリ水溶液中のシリカ
の2次粒子スラリーに、又は該シリカの2次粒子と二酸
化チタンの粒子からなるスラリーに、高せん断力を与
え、十分分散せしめ、更に鉱酸により得られたスラリー
のpHを3〜6.5に調整し、次いで生成したチタニア
とシリカの複合粒子を湿式で粉砕及び/又は分級するこ
とから構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing composite particles of titania and silica, which is to be provided by the present invention, comprises adding a specific amount of a mineral acid to an aqueous solution of alkali silicate, and then raising the temperature to obtain a silica of 2
After the secondary particles start to precipitate, or after the secondary particles of the silica have precipitated, a mineral acid is added if necessary, and finally a slurry whose pH is adjusted to 3 to 6.5 by the mineral acid is prepared. The ratio of crystalline titanium dioxide to the weight of total silica (SiO 2 ) contained (TiO 2 / total SiO 2 ) is 2 to 25.
Crystalline titanium dioxide is added so that the weight% becomes
Subsequently, an additional aqueous solution of alkali silicate is added so as to be 2 to 40% by weight based on the weight of silica contained in the aqueous solution of alkali silicate at the start of the neutralization reaction.
At this time, if necessary, a high shearing force is applied to the secondary particle slurry of silica in the aqueous alkali silicate solution, or to the slurry composed of the secondary particles of silica and the particles of titanium dioxide to sufficiently disperse, and further The pH of the slurry obtained by the acid is adjusted to 3 to 6.5, and the resulting composite particles of titania and silica are wet-ground and / or classified.
【0016】本発明で用いられるケイ酸アルカリ水溶液
は、特に限定されないが、ケイ酸ソーダ水溶液又はケイ
酸カリウム水溶液が好適である。ケイ酸アルカリ水溶液
のモル濃度はモル比(SiO2 /Na2 O又はK2 O)
が2.0〜3.4の範囲から選ぶのが好適である。又、
ケイ酸アルカリ水溶液の濃度は、水溶液中のシリカ(S
iO2 )分で3〜15重量%の範囲から選ばれる。この
範囲よりも濃度が高いと反応中の溶液の粘度が高くなっ
てしまい、又濃度が低いと反応液量が多くなって非効率
的となる。又、反応中においても反応溶液中のシリカ濃
度を3〜15重量%の範囲に保持するのが好ましい。本
発明で用いられる鉱酸としては公知のものが何等制限な
く使用できる。具体的には、鉱酸として塩酸、硫酸、硝
酸等が挙げられるが、硫酸が入手が容易で、比較的安価
であるため好適に用いられる。鉱酸の濃度は、特に制限
されないが一般には10〜30重量%の範囲から選ばれ
る。The alkali silicate aqueous solution used in the present invention is not particularly limited, but a sodium silicate aqueous solution or a potassium silicate aqueous solution is preferable. Molar concentration of alkali silicate aqueous solution is molar ratio (SiO 2 / Na 2 O or K 2 O)
Is preferably selected from the range of 2.0 to 3.4. or,
The concentration of the aqueous solution of alkali silicate is silica (S
It is selected from the range of 3 to 15% by weight in terms of iO 2 ). If the concentration is higher than this range, the viscosity of the solution during the reaction will be high, and if the concentration is low, the amount of the reaction solution will be large and it will be inefficient. Further, it is preferable to keep the silica concentration in the reaction solution within the range of 3 to 15% by weight even during the reaction. As the mineral acid used in the present invention, known mineral acids can be used without any limitation. Specific examples of the mineral acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like, but sulfuric acid is preferably used because it is easily available and relatively inexpensive. The concentration of the mineral acid is not particularly limited, but is generally selected from the range of 10 to 30% by weight.
【0017】本発明では、ケイ酸アルカリ水溶液へ鉱酸
を2回以上の複数回に分けて添加し、一回目の鉱酸の添
加は、中和の開始時で水溶液の温度が20〜55℃の範
囲において行われ、次いで温度を65〜95℃に昇温し
て、シリカの2次粒子を生成させるが、この時の鉱酸量
は、全ケイ酸アルカリ水溶液を中和するのに必要な全鉱
酸量の35〜70重量%の範囲の量を、一回目の鉱酸と
して、添加の際に水溶液のpHが7を下まわることのな
いように、前記ケイ酸アルカリ水溶液に一挙に又は連続
的に短時間で添加する。In the present invention, the mineral acid is added to the aqueous solution of alkali silicate in a plurality of two or more times, and the first addition of the mineral acid is carried out when the temperature of the aqueous solution is 20 to 55 ° C. at the start of neutralization. And then the temperature is raised to 65 to 95 ° C. to generate secondary particles of silica. The amount of the mineral acid at this time is necessary to neutralize the total aqueous alkali silicate solution. An amount in the range of 35 to 70% by weight based on the total amount of the mineral acid is used as the first mineral acid at once in the aqueous solution of alkali silicate so that the pH of the aqueous solution does not fall below 7 during addition. Add continuously over a short period of time.
【0018】一回目の鉱酸を添加後、ケイ酸アルカリ水
溶液を撹拌しながら10〜30分のように短時間で65
〜95℃の範囲の温度に昇温してシリカの2次粒子を析
出、生成させる。シリカの2次粒子が生成し始めた際、
又は生成した後に、必要に応じてシリカの2次粒子を熟
成し、次いで必要に応じて高速でせん断力を与えて分散
せしめておいて、この溶液又はスラリーに結晶性の二酸
化チタンを添加し、次いで予め準備しておいた二回目の
ケイ酸アルカリ水溶液を一挙に又は連続的に添加し、更
に二酸化チタンと中和により生成したシリカの2次粒子
を含むスラリーのpHを3〜6.5、好ましくは4〜6
の範囲に調製するための鉱酸を一挙に又は連続的に添加
し、その後必要に応じて更に熟成した後、スラリーを湿
式で粉砕及び/又は分級する。結晶性の二酸化チタンを
添加する際の反応溶液のpHは、8〜12の範囲に維持
しておく方がより優れた効果が得られるので、必要に応
じて二酸化チタンを添加する前に鉱酸を添加し、pHの
調整が行われる。又結晶性の二酸化チタンを添加する前
及び後のスラリーの温度は、90〜100℃の範囲に維
持しておく方がチタニアとシリカの複合粒子に、より優
れた効果を付与することができるので好ましい。After the first addition of the mineral acid, the aqueous solution of alkali silicate was stirred for 65 minutes in a short time such as 10 to 30 minutes.
The temperature is raised to a temperature in the range of ˜95 ° C. to deposit and form secondary silica particles. When secondary particles of silica started to form,
Alternatively, after the formation, secondary particles of silica are aged if necessary, and then shearing force is applied at a high speed as necessary to disperse the particles, and crystalline titanium dioxide is added to this solution or slurry, Then, the second alkali silicate aqueous solution prepared in advance is added all at once or continuously, and the pH of the slurry containing titanium dioxide and secondary particles of silica produced by neutralization is adjusted to 3 to 6.5, Preferably 4-6
The mineral acid for adjusting to the above range is added all at once or continuously, and after further aging if necessary, the slurry is wet-milled and / or classified. When the crystalline titanium dioxide is added, the pH of the reaction solution is more preferably maintained in the range of 8 to 12 so that a better effect can be obtained. Is added to adjust the pH. Moreover, since the temperature of the slurry before and after the addition of the crystalline titanium dioxide is maintained in the range of 90 to 100 ° C., the composite particles of titania and silica can be provided with a more excellent effect. preferable.
【0019】本発明では、鉱酸を添加してケイ酸アルカ
リ水溶液を部分的に中和し、温度を前記の範囲に上げて
シリカの2次粒子を生成させ、必要に応じて十分な熟成
及び/又は高速でのせん断力による分散処理を施し、そ
の後鉱酸の添加によりpH8〜12の範囲に調整し、又
はその調整なしに、結晶性の二酸化チタンを添加し、続
いて追加のケイ酸アルカリを添加した後、再び鉱酸を添
加し、該スラリーのpHを3〜6.5の範囲に調整し、
その後必要に応じて熟成を施し、又は熟成なしに前記の
湿式による粉砕及び/又は分級するというふうに、熟成
と高せん断力による分散を各単位操作の間に組み合わせ
て設けると、より優れた性能を有するチタニアとシリカ
の複合粒子が安定して得られる。又、フロックの生成や
熟成を促進する際に、スラリーの粘度を低く維持して安
定化させるため硫酸ナトリウムのような電解質物質を予
め添加して用いてもよい。尚、本発明における熟成と
は、緩い撹拌を伴ってスラリーを所定の時間、例えば2
0〜180分間、所定の温度、例えば65〜100℃に
維持することをいう。In the present invention, mineral acid is added to partially neutralize the alkali silicate aqueous solution, and the temperature is raised to the above range to generate secondary particles of silica, and if necessary, sufficient aging and aging are performed. And / or a dispersion treatment by a shearing force at a high speed is performed, and then the pH is adjusted to a range of 8 to 12 by addition of a mineral acid, or without the adjustment, crystalline titanium dioxide is added, followed by addition of an additional alkali silicate. , And then the mineral acid is added again to adjust the pH of the slurry to the range of 3 to 6.5,
After that, if desired, if aging and dispersion by high shearing force are combined in combination during each unit operation, such as aging if necessary, or crushing and / or classification by the above-mentioned wet method without aging, a better performance can be obtained. Thus, composite particles of titania and silica having the above are stably obtained. In addition, an electrolyte substance such as sodium sulfate may be added in advance in order to maintain the viscosity of the slurry low and stabilize it when accelerating the formation and aging of flocs. Incidentally, aging in the present invention means that the slurry is stirred for a predetermined period of time, for example, 2 times.
Maintaining a predetermined temperature, for example, 65 to 100 ° C., for 0 to 180 minutes.
【0020】本発明におけるシリカの2次粒子の分散処
理は、シリカの2次粒子の生成開始と、鉱酸によるスラ
リーのpHを3〜6.5にする間の任意の場所、即ち、
シリカの2次粒子の生成開始から、シリカの2次粒子の
析出が完了し、続いて結晶性の二酸化チタンを添加する
前までの工程、前記結晶性の二酸化チタンの添加開始か
ら、二酸化チタンの添加が完了し、続いて追加のケイ酸
アルカリを添加する前までの工程、追加のケイ酸アルカ
リの添加開始から添加完了までの工程及び追加のケイ酸
アルカリの添加が完了から、スラリーのpHを3〜6.
5の範囲に調整するための鉱酸を添加する前までの工程
のいずれか一つの工程において、前記スラリーに、少な
くとも1回高せん断力を与えて十分に分散させ、それに
よって前記2次粒子の粒子径を小さくすると同時に分布
範囲を狭くする。分散を行わない場合の前記2次粒子の
粒子径は、スラリーの攪拌の程度にもよるが、10μm
〜2mmの範囲にあり、この場合は、複合粒子とした後
に湿式による粉砕と分級を強化する必要がある。The dispersion treatment of the silica secondary particles in the present invention is carried out at any place between the start of the production of the silica secondary particles and the pH of the slurry with the mineral acid being from 3 to 6.5, that is,
From the start of the formation of the secondary particles of silica to the completion of the precipitation of the secondary particles of silica and the subsequent addition of crystalline titanium dioxide, from the start of the addition of crystalline titanium dioxide After the addition is complete, and before the addition of the additional alkali silicate, the steps from the start of the addition of the additional alkali silicate to the completion of the addition and the addition of the additional alkali silicate 3-6.
In any one of the steps up to the step of adding the mineral acid for adjusting to the range of 5, the slurry is subjected to high shearing force at least once to sufficiently disperse the slurry, whereby the secondary particles The particle size is reduced and at the same time the distribution range is narrowed. The particle size of the secondary particles without dispersion depends on the degree of stirring of the slurry, but is 10 μm.
It is in the range of ˜2 mm, and in this case, it is necessary to strengthen the pulverization and classification by the wet method after forming the composite particles.
【0021】前記したように、スラリーに高せん断力を
与えて分散を十分に行う場合は、その分散の程度は、レ
ーザー回析式粒度分布測定装置によるシリカの2次粒子
の平均粒子径が3〜40μm、好ましくは5〜30μm
の範囲となるように調整される。平均粒子径が40μm
を超えたシリカの2次粒子では、分散なしの場合と同
様、得られる複合粒子の平均粒子径を3〜30μmの範
囲が80〜99重量%の範囲を達成するにはその後の湿
式による粉砕処理をかなり強化する必要があるので、粉
砕処理による二酸化チタンの脱離が生じる恐れが生じる
ので好ましくない。前記分散処理をすることで得られた
複合粒子の紙の不透明度を向上させる能力が向上する
が、これはシリカの2次粒子を分散処理することにより
シリカ粒子の表面積が大きくなり、二酸化チタンがより
多く吸着され、二酸化チタンのシリカ粒子への歩留りが
増加するとともに、二酸化チタンがより均一にシリカ表
面に複合化するためであると推定される。本発明の分散
処理に用いられる高せん断力が得られる装置としては、
連続式ホモミキサー、ホモジナイザー、インラインミキ
サー、ディスクリファイナー、サンドグラインダー等の
公知のものが挙げられ、適宜選択して用いられる。As described above, when a high shearing force is applied to the slurry to sufficiently disperse it, the degree of dispersion is determined by the average particle size of secondary particles of silica measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device being 3 -40 μm, preferably 5-30 μm
It is adjusted to be within the range. Average particle size is 40 μm
In the case of silica secondary particles exceeding the above range, in order to achieve an average particle size of 3 to 30 μm in the range of 80 to 99% by weight, the subsequent wet pulverization treatment, as in the case without dispersion. Since it is necessary to considerably strengthen the titanium dioxide, the titanium dioxide may be desorbed by the pulverization treatment, which is not preferable. By carrying out the dispersion treatment, the ability of the composite particles obtained to improve the opacity of paper is improved, but the surface area of the silica particles is increased by the dispersion treatment of the secondary particles of silica, and titanium dioxide It is presumed that this is because more is adsorbed, the yield of titanium dioxide on the silica particles is increased, and titanium dioxide is more uniformly compounded on the silica surface. As a device that can obtain a high shearing force used for the dispersion treatment of the present invention,
Known ones such as a continuous homomixer, a homogenizer, an inline mixer, a disc refiner, and a sand grinder are mentioned, and they are appropriately selected and used.
【0022】本発明のチタニアとシリカの複合粒子に
は、結晶性の二酸化チタンが全シリカ重量に対して2〜
25重量%、好ましくは5〜20重量%の範囲で含まれ
ている。前記二酸化チタンが2重量%未満では、得られ
る複合粒子は所望の印刷後不透明度と白紙不透明度を紙
に付与することができず、25重量%を超えると、優れ
た白色度や不透明度の向上効果が得られるが、その向上
の傾向は頭打ちとなり、高価な酸化チタンに起因して複
合粒子の製造コストが高くなるので経済的に適さなくな
る。In the composite particles of titania and silica of the present invention, crystalline titanium dioxide is contained in an amount of 2 to 2 based on the total weight of silica.
It is contained in the range of 25% by weight, preferably 5 to 20% by weight. If the content of titanium dioxide is less than 2% by weight, the resulting composite particles cannot impart desired opacity after printing and white paper opacity to the paper, and if it exceeds 25% by weight, excellent whiteness and opacity are not obtained. Although the improvement effect can be obtained, the tendency of the improvement reaches a ceiling and the manufacturing cost of the composite particles is increased due to the expensive titanium oxide, which is not economically suitable.
【0023】本発明のチタニアとシリカの複合粒子に使
用される結晶性の二酸化チタンは、特に限定されず、結
晶型はルチル型、アナターゼ型のどちらでもよく、又、
シリカ、アルミナ等で表面処理を行ったものでもよく、
その平均粒子径は50〜400nm、好ましくは100
〜300nmの範囲である。平均粒子径がこの範囲より
大きくても小さくても光散乱能力が低くなってしまうの
で適さない。The crystalline titanium dioxide used for the composite particles of titania and silica of the present invention is not particularly limited, and the crystalline type may be either rutile type or anatase type.
It may be surface-treated with silica, alumina, etc.,
Its average particle size is 50 to 400 nm, preferably 100.
Is in the range of up to 300 nm. If the average particle size is larger or smaller than this range, the light scattering ability will be low, which is not suitable.
【0024】本発明により得られるチタニアとシリカの
複合粒子は、X線回析測定により二酸化チタンの結晶ピ
ークが確認でき、又走査型電子顕微鏡による観察により
シリカの表面に二酸化チタンの粒子が担持されて存在し
ていることが確認できる。更に、レーザー回析式粒度分
布測定装置(型式:SALD−1100、島津製作所
製)によって、結晶性の二酸化チタン及びシリカの単独
品を単に前記複合粒子の場合と同じ比率で混合したもの
の粒度分布や、分散処理を行わなかったものの粒度分布
又は二酸化チタン添加後に二回目のケイ酸アルカリ水溶
液を添加しないで製造した複合粒子の粒度分布と、本発
明による複合粒子の粒度分布とを比較してみると、本発
明の複合粒子の場合、二酸化チタン由来の粒度分布のピ
ークがかなり減少していることが判明し、これらのこと
から複合粒子は、2次粒子を形成しているシリカ粒子を
核としてその表面領域に前記二酸化チタン粒子が定着し
た粒子を形成していると推定された。In the composite particles of titania and silica obtained by the present invention, the crystal peak of titanium dioxide can be confirmed by X-ray diffraction measurement, and the particles of titanium dioxide are supported on the surface of silica by observation with a scanning electron microscope. Can be confirmed to exist. Furthermore, a laser diffraction type particle size distribution measuring device (model: SALD-1100, manufactured by Shimadzu Corporation) was used to mix the crystalline titanium dioxide and silica alone in the same ratio as in the case of the composite particles. The particle size distribution of the composite particles produced without adding the second alkaline aqueous solution of alkali silicate after the titanium dioxide addition, or the particle size distribution of the composite particles according to the present invention, when compared with the particle size distribution of the composite particles without the dispersion treatment In the case of the composite particles of the present invention, it was found that the peak of the particle size distribution derived from titanium dioxide is considerably reduced. From these facts, the composite particles have the silica particles forming the secondary particles as cores. It was presumed that the titanium dioxide particles formed particles which were fixed in the surface area.
【0025】本発明のチタニアとシリカの複合粒子を製
造する際には、ケイ酸アルカリ水溶液の中和に必要な鉱
酸の一部(中和に必要な鉱酸の35〜70%)を一回目
として温度55℃以下で添加し、次いで温度を65〜9
5℃に上げ、シリカの2次粒子が生成し始めた後に、又
は前記2次粒子の生成が終わってから、結晶性の二酸化
チタンをpHが7以上、好ましくは8〜12の範囲にお
いて添加する。そのために、必要に応じて、一回目の鉱
酸を添加した後で、続いて結晶性の二酸化チタンを添加
する前に鉱酸を添加し、水溶液のpHを前記範囲内に調
整することが行われる。シリカの2次粒子の熟成は、結
晶性の二酸化チタンの添加前で、又は添加前と添加後の
両方で行ってもよい。When the titania-silica composite particles of the present invention are produced, a part of the mineral acid necessary for neutralization of the aqueous alkali silicate solution (35 to 70% of the mineral acid necessary for neutralization) is partially removed. Add the temperature at 55 ° C or lower as the first time, then adjust the temperature to 65 to 9
The temperature is raised to 5 ° C., and crystalline titanium dioxide is added at a pH of 7 or more, preferably in the range of 8 to 12 after the formation of secondary particles of silica or after the formation of the secondary particles. . Therefore, if necessary, the pH of the aqueous solution can be adjusted within the above range by adding the mineral acid after the first addition of the mineral acid and before the addition of the crystalline titanium dioxide. Be seen. The secondary particles of silica may be aged before the addition of crystalline titanium dioxide, or both before and after the addition.
【0026】本発明では、二酸化チタンの添加後、更に
二回目のケイ酸アルカリ水溶液を、反応開始時の最初の
ケイ酸アルカリ水溶液中のシリカ分に対して2〜40重
量%、好ましくは5〜30重量%、部分的な中和が完了
し、結晶性の二酸化チタンが添加されているスラリーへ
添加する。このケイ酸アルカリ水溶液のシリカ分として
の添加量が、反応開始時の最初のケイ酸アルカリ水溶液
のシリカ分に対して2重量%よりも少ないと、二酸化チ
タンの定着が不十分となり、40重量%よりも多いと二
酸化チタンを覆ってしまうために填料としての不透明度
や白色度向上の性能が不十分なものとなってしまい好ま
しくない。二回目のケイ酸アルカリ水溶液を添加する際
のスラリーの温度は、特に限定されないが、この工程の
前後で設定された温度と同じ温度とするのが効率上好適
である。In the present invention, after the addition of titanium dioxide, the second aqueous alkali silicate solution is added in an amount of 2 to 40% by weight, preferably 5 to 40% by weight, based on the silica content in the first aqueous alkali silicate solution at the start of the reaction. 30% by weight, partially neutralized, added to the slurry to which crystalline titanium dioxide has been added. If the addition amount of this alkaline silicate aqueous solution as the silica content is less than 2% by weight with respect to the silica content of the initial alkaline silicate aqueous solution at the start of the reaction, the fixation of titanium dioxide becomes insufficient and 40% by weight If the amount is larger than that, the titanium dioxide is covered, and the performance of improving the opacity and whiteness as a filler becomes insufficient, which is not preferable. The temperature of the slurry when the second alkaline silicate aqueous solution is added is not particularly limited, but it is preferable from the viewpoint of efficiency that the temperature is the same as the temperature set before and after this step.
【0027】本発明によるチタニアとシリカの複合粒子
を、抄紙の際にパルプ原料に添加して用いることによっ
て、得られる紙に高い不透明性が付与される機構につい
ては明らかではないが、結晶性の二酸化チタンを添加し
た後に更にケイ酸アルカリ水溶液を添加することによ
り、既にシリカの2次粒子を核としてそのシリカ粒子の
表面領域に結晶性の二酸化チタンがより均一に担持、定
着している結合力を更に強化する上、シリカの2次粒子
と結合していない二酸化チタンを新たに固着させる結
果、湿式粉砕や分級の際に二酸化チタンが脱離し難くな
ると同時に、二酸化チタンのシリカの2次粒子への定着
量も増加するために、二酸化チタンの有する特性をより
効率的に発現させることができ、その相乗効果により複
合粒子自体には、紙に白色度や不透明度を、より一層顕
著に向上させる能力が付与されていると考えられる。
又、本発明の複合粒子は、結晶性の二酸化チタンがシリ
カ粒子と複合化されているために、二酸化チタンとシリ
カをそれぞれ混合して或いは別々に紙に添加し、抄紙し
た時に比べて、抄紙の際に二酸化チタンの歩留りが向上
するという効果もある。Although the mechanism by which the composite particles of titania and silica according to the present invention are used by adding them to a pulp raw material at the time of papermaking to give high opacity to the obtained paper, it is not clear that they are crystalline. By adding an aqueous solution of alkali silicate after adding titanium dioxide, crystalline titanium dioxide is already supported and fixed more uniformly on the surface area of the silica particles by using the secondary particles of silica as nuclei. As a result of newly adhering titanium dioxide that is not bonded to the silica secondary particles, titanium dioxide becomes difficult to desorb during wet pulverization or classification, and at the same time, titanium dioxide becomes silica secondary particles. Since the fixing amount of TiO2 also increases, the characteristics of titanium dioxide can be more efficiently expressed, and the synergistic effect of this makes it possible for the composite particles themselves to form on paper. Chromaticity and opacity, considered more ability to further remarkably improved has been granted.
Further, the composite particles of the present invention, because the crystalline titanium dioxide is complexed with the silica particles, the titanium dioxide and silica are mixed with each other or added separately to the paper, compared with the papermaking, papermaking In that case, there is also an effect that the yield of titanium dioxide is improved.
【0028】本発明法によるチタニアとシリカの複合粒
子は、スラリー状で得られ、その搬送や貯蔵も公知の設
備がそのまま利用できる。又、本発明で得られる前記複
合粒子は、紙の填料として用いる場合、予め湿式粉砕及
び/又は湿式分級して用いられる。湿式粉砕のための装
置としては、公知の連続式ホモミキサー、コロイドミ
ル、ディスクリファイナー、サンドグラインダー、ボー
ルミル、ロッドミル等が挙げられ、これらの中から粉砕
機を適宜選択して用い、湿式粉砕して更に分級する場合
は、前記複合体は、公知の振動スクリーンのような分級
機で湿式分級し、複合体の70〜75μm を超える粗大
粒子を除去して填料として用いられる。このような処理
を施して得られる複合体は、レーザー回析式粒度分布測
定装置による平均粒子径は3〜30μm、好ましくは6
〜25μmの範囲にあり、1〜30μmの粒子径のもの
が80〜99重量%の範囲で含有され、窒素ガス吸着に
よるBET法による比表面積が90〜140m2 /g、
JIS K 5101による吸油量が200〜350g
/100gの範囲のものである。1〜30μmの粒子径
のものが99重量%を超えた数値とするには、二酸化チ
タンの添加率を少なくして、粉砕条件を厳しくする必要
がある。The titania-silica composite particles obtained by the method of the present invention are obtained in the form of a slurry, and the known equipment can be used as it is for the transportation and storage thereof. When the composite particles obtained in the present invention are used as a filler for paper, they are used by wet pulverization and / or wet classification in advance. Examples of the apparatus for wet pulverization include known continuous homomixers, colloid mills, disc refiners, sand grinders, ball mills, rod mills, and the like. In the case of further classification, the composite is subjected to wet classification with a classifier such as a known vibrating screen to remove coarse particles exceeding 70 to 75 μm of the composite and used as a filler. The composite obtained by such treatment has an average particle size of 3 to 30 μm, preferably 6 by a laser diffraction type particle size distribution measuring device.
To 25 μm, the particle size of 1 to 30 μm is contained in the range of 80 to 99% by weight, and the specific surface area by BET method by nitrogen gas adsorption is 90 to 140 m 2 / g.
Oil absorption according to JIS K 5101 is 200-350g
/ 100 g range. In order to obtain a value of particles having a particle size of 1 to 30 μm exceeding 99% by weight, it is necessary to reduce the addition rate of titanium dioxide and to make the pulverizing conditions severe.
【0029】以上説明したように、本発明の製造方法に
より得られるチタニアとシリカの複合粒子は、シリカの
2次粒子を核として結晶性の二酸化チタンが前記シリカ
粒子の表面領域に、より均一に担持されており、抄紙に
際し填料として用いられると、紙に優れた白色度と不透
明度、とりわけ顕著に優れた印刷後不透明度を付与する
ことができる。As explained above, in the composite particles of titania and silica obtained by the production method of the present invention, the crystalline titanium dioxide having the secondary particles of silica as the core is more uniformly distributed on the surface region of the silica particles. When carried and used as a filler in papermaking, it can impart excellent whiteness and opacity to the paper, and particularly excellent post-printing opacity.
【0030】[0030]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明は勿論これらに限定されるものでは
ない。尚、以下の実施例において、%は、全て重量%で
ある。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples below, but the present invention is of course not limited to these. In the following examples, all percentages are by weight.
【0031】実施例1 市販の3号ケイ酸ソーダ水溶液(徳山曹達製、固形分濃
度30%)240gを純水にて1000gに希釈し、シ
リカ(二酸化ケイ素)濃度を72g/kgとして2リッ
トルのステンレスビーカーに入れ、温度50℃において
無水硫酸ナトリウム17.9gを加え、スリーワンモー
ターで撹拌しながら硫酸(濃度20%)72g(中和に
必要な鉱酸の40%)を15分間かけて連続的に添加し
た。一回目の鉱酸の添加が終わった後、撹拌しながら1
5分間で温度を95℃まで昇温し、二酸化チタン(JA
−2、平均粒子径250nm、テイカ製)8.4gを添
加した。その後、希釈により得られたシリカ濃度が72
g/kgのケイ酸ソーダ水溶液350gをスラリー液へ
添加し、続いて、残余のアルカリを中和して、更に弱酸
性とするために二回目の硫酸90gを15分間で連続的
に添加した。この時のスラリーのpHは5.3であっ
た。全シリカ重量当りの二酸化チタンの重量割合、%
(100×TiO2 /SiO2 )は10%、一回目のシ
リカ重量当りの二回目のシリカの重量割合、%(100
×二回目SiO2 /一回目SiO2 )は5%であった。Example 1 240 g of a commercially available aqueous solution of sodium silicate No. 3 (manufactured by Tokuyama Soda, solid content concentration 30%) was diluted to 1000 g with pure water to obtain a silica (silicon dioxide) concentration of 72 g / kg and 2 liters. Place in a stainless beaker, add 17.9 g of anhydrous sodium sulfate at a temperature of 50 ° C., and continuously add 72 g of sulfuric acid (concentration 20%) (40% of mineral acid necessary for neutralization) over 15 minutes while stirring with a three-one motor. Was added to. After the first addition of mineral acid, stir 1
The temperature was raised to 95 ° C in 5 minutes and titanium dioxide (JA
-2, average particle diameter 250 nm, manufactured by Teika) 8.4 g was added. Then, the silica concentration obtained by dilution is 72
350 g of a g / kg sodium silicate aqueous solution was added to the slurry liquid, and subsequently, a second 90 g of sulfuric acid was continuously added for 15 minutes in order to neutralize the residual alkali and make it weaker acidic. The pH of the slurry at this time was 5.3. Weight ratio of titanium dioxide to total silica weight,%
(100 × TiO 2 / SiO 2 ) is 10%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100
× Second time SiO 2 / first time SiO 2 ) was 5%.
【0032】次いで、この反応生成物を含むスラリーに
直径2.0〜2.6mmのガラスビーズ1500gを加
え、50℃に保温しながら、スリーワンモーターにて4
50rpmで、9分間撹拌して粉砕処理を行い、このス
ラリーをJIS 200メッシュの標準篩を通過させ、
篩を通過しない残さを除去した。複合粒子は前記レーザ
ー回析式粒度分布測定装置でその平均粒子径を測定した
ところ8.86μm であり、1〜30μm の範囲のもの
が85.4%含有されていた。篩を通過した複合粒子ス
ラリーをブフナーロートにて濾過し、ケーキ状複合粒子
を得、これを水に分散させ、撹拌し、再度スラリーと
し、スラリー濃度を8%に調製した。Next, 1500 g of glass beads having a diameter of 2.0 to 2.6 mm were added to the slurry containing this reaction product, and the mixture was heated at 50 ° C. while being heated by a three-one motor to 4 times.
The mixture was stirred at 50 rpm for 9 minutes and pulverized, and the slurry was passed through a JIS 200 mesh standard sieve.
The residue that did not pass through the sieve was removed. The average particle diameter of the composite particles was 8.86 μm as measured by the laser diffraction type particle size distribution measuring device, and 85.4% of the composite particles were in the range of 1 to 30 μm. The composite particle slurry that passed through the sieve was filtered with a Buchner funnel to obtain cake-like composite particles, which were dispersed in water, stirred, and re-slurried to adjust the slurry concentration to 8%.
【0033】次に、針葉樹晒クラフトパルプ(NBK
P)15%、サーモメカニカルパルプ(TMP)34
%、機械パルプ(GP)11%及び新聞脱墨古紙パルプ
(DIP)40%からなる混合パルプ絶乾25gを、水
道水に分散し2リットルに希釈して1.25%濃度のパ
ルプスラリーとし、これに、前記複合粒子スラリーを、
パルプ絶乾重量当り3%の複合粒子となるように添加
し、2分間撹拌後、硫酸バンド(Al2 (SO4 )3 ・
18H2 O)をパルプ絶乾重量当り1%添加、2分間撹
拌して全体を12.5リットルに希釈し、充分に混合し
た後TAPPI標準の角型シートマシンで坪量40.0
g/m2 の紙を抄いて、乾燥した。Next, bleached softwood kraft pulp (NBK
P) 15%, thermomechanical pulp (TMP) 34
%, Mechanical pulp (GP) 11%, and newspaper deinked waste paper pulp (DIP) 40%, 25 g of an absolutely dried mixed pulp is dispersed in tap water and diluted to 2 liters to obtain a 1.25% concentration pulp slurry. In this, the composite particle slurry,
The pulp was added so as to have a composite particle content of 3% per dry weight, and after stirring for 2 minutes, a sulfuric acid band (Al 2 (SO 4 ) 3
18H 2 O) was added to the pulp at a dry weight of 1%, the whole was diluted to 12.5 liters by stirring for 2 minutes, and thoroughly mixed, and then the basis weight was 40.0 using a TAPPI standard square sheet machine.
Paper of g / m 2 was made and dried.
【0034】この手抄きシートを温度20℃、相対湿度
65%の部屋で調湿した後、線圧40kg/cmで実験
用マシンカレンダーに2回通過させ平滑度を調整し、そ
の後白色度及び不透明度の紙質試験と、印刷試験を下記
の試験法で行い、評価を行った。用いた試験方法は次の
通りである。 (1)白色度 JIS P 8123に準拠して測定した。 (2)白紙不透明度 JIS P 8138に準拠して測定し、反射率89.
5%の裏当て板を使用した。 (3)印刷後の不透明度 新聞用オフセットインキを用いて、RI印刷試験機にて
11×21cmの大きさのベタ印刷を行い、印刷後の不
透明度Y(%)は式1で定義した。 Y(%)={(印刷後の裏面の反射率)/(未印刷の裏面の反射率)}×100 ・・・(1)The handmade sheet was conditioned in a room at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%, passed through a laboratory machine calender twice at a linear pressure of 40 kg / cm to adjust the smoothness, and then the whiteness and An opacity paper quality test and a printing test were conducted by the following test methods for evaluation. The test method used is as follows. (1) Whiteness It was measured according to JIS P 8123. (2) White paper opacity Measured according to JIS P 8138, reflectance 89.
A 5% backing plate was used. (3) Opacity after printing Solid printing having a size of 11 × 21 cm was performed by an RI printing tester using a newspaper offset ink, and the opacity Y (%) after printing was defined by Formula 1. Y (%) = {(reflectance of back surface after printing) / (reflectance of unprinted back surface)} × 100 (1)
【0035】更に、製造コストと総合評価を以下の基準
で行った。製造コストは、TiO2 /SiO2 =5%以
下を「比較的安い、◎」、5%を超え10%以下を「普
通、○」、10%を超え25%以下を「やや高い、
△」、25%を超えるものを「高い、×」で表示した。
総合判定は、白色度が53.0%以上、白紙不透明度が
84.0%以上、印刷後不透明度が86.0%以上で製
造コストが◎のものを「最も良い、◎」、特性は備えて
いるが製造コストが△以上のものを「良い、○」、特性
は備えているが製造コストが×のものを「悪い、△」、
いずれかの特性が一つでも前記の数値に未達なものを
「非常に悪い、×」と表示した。 製造コスト:◎〜比較的安い、○〜普通、△〜やや高い、×〜高い 総合評価 :◎〜最も良い、 ○〜良い、△悪い、 ×〜非常に悪いFurther, the manufacturing cost and comprehensive evaluation were carried out according to the following criteria. The manufacturing cost is "relatively cheap" for TiO 2 / SiO 2 = 5% or less, "normal" for more than 5% and 10% or less, "moderately high" for more than 10% and 25% or less.
△ ”, those exceeding 25% were displayed as“ high, x ”.
The overall judgment is that the whiteness is 53.0% or more, the white paper opacity is 84.0% or more, the opacity after printing is 86.0% or more, and the manufacturing cost is ◎, "the best, ◎", and the characteristics are "Good, good" if the manufacturing cost is △ or more, but "bad, △" if the manufacturing cost is bad,
If any one of the characteristics did not reach the above numerical value, it was displayed as "very bad, x". Manufacturing cost: ◎ ~ relatively cheap, ○ ~ normal, △ ~ moderately high, × ~ high Comprehensive evaluation: ◎ ~ best, ○ ~ good, △ bad, × ~ very bad
【0036】実施例2 市販の3号ケイ酸ソーダ水溶液(徳山曹達製、固形分濃
度30%)240gを純水にて1000gに希釈し、シ
リカ(二酸化ケイ素)濃度を72g/kgとして2リッ
トルのステンレスビーカーに入れ、温度50℃において
無水硫酸ナトリウム17.9gを加え、スリーワンモー
ターで撹拌しながら硫酸(濃度20%)72g(中和に
必要な鉱酸の40%)を15分間かけて連続的に添加し
た。一回目の鉱酸の添加が終わった後、撹拌しながら1
5分間で温度を85℃まで昇温した。この温度でそのま
ま撹拌を続け60分間熟成を行い、次いで、95℃まで
昇温し、二回目の硫酸36gを連続的に添加してpH1
0.9とした後、二酸化チタン(JA−2、平均粒子径
250nm、テイカ製)9.7gを添加した。その後、
希釈してシリカ濃度が72g/kgのケイ酸ソーダ水溶
液350gをスラリー液へ添加し、続いて、残余のアル
カリを中和して、更に弱酸性とするために三回目の硫酸
135gを15分間で連続的に添加し、この硫酸を添加
後95℃にて30分間熟成した。この時のスラリーのp
Hは5.7であった。Example 2 240 g of a commercially available aqueous solution of sodium silicate No. 3 (manufactured by Tokuyama Soda, solid content concentration 30%) was diluted to 1000 g with pure water to obtain a silica (silicon dioxide) concentration of 72 g / kg and 2 liters. Place in a stainless beaker, add 17.9 g of anhydrous sodium sulfate at a temperature of 50 ° C., and continuously add 72 g of sulfuric acid (concentration 20%) (40% of mineral acid necessary for neutralization) over 15 minutes while stirring with a three-one motor. Was added to. After the first addition of mineral acid, stir 1
The temperature was raised to 85 ° C. in 5 minutes. Stirring is continued as it is at this temperature for aging for 60 minutes, then the temperature is raised to 95 ° C., and 36 g of sulfuric acid for the second time is continuously added to adjust the pH to 1
After setting to 0.9, 9.7 g of titanium dioxide (JA-2, average particle size 250 nm, manufactured by Teika) was added. afterwards,
To the slurry, 350 g of a sodium silicate aqueous solution having a silica concentration of 72 g / kg was added to the slurry, followed by neutralizing the remaining alkali to make the acid weaker by adding 135 g of sulfuric acid for the third time in 15 minutes. It was continuously added, and after this sulfuric acid was added, it was aged at 95 ° C. for 30 minutes. P of the slurry at this time
H was 5.7.
【0037】全シリカ重量当りの二酸化チタンの重量割
合、%(100×TiO2 /SiO2 )は、10%、一
回目のシリカ重量当りの二回目のシリカの重量割合、%
(100×二回目SiO2 /一回目SiO2 )は35%
であった。次いで、得られたスラリーを実施例1と同様
にして湿式粉砕し、このスラリーをJIS 200メッ
シュの標準篩を通過させ、篩を通過しない残さを除去し
た。複合粒子は前記レーザー回析式粒度分布測定装置で
その平均粒子径を測定したところ7.35μm であり、
1〜30μm の範囲のものが81.4%含有されてい
た。篩を通過した複合粒子を用いて実施例1と同様にし
て坪量40.0g/m2 の手抄き紙を作製して試験し、
その品質を評価した。The weight ratio of titanium dioxide to the total silica weight,% (100 × TiO 2 / SiO 2 ) is 10%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,%
(100 x 2nd SiO 2 / 1st SiO 2 ) is 35%
Met. Then, the obtained slurry was wet-milled in the same manner as in Example 1, the slurry was passed through a JIS 200 mesh standard sieve, and the residue not passing through the sieve was removed. The average particle size of the composite particles was 7.35 μm as measured by the laser diffraction type particle size distribution measuring device,
The content in the range of 1 to 30 μm was 81.4%. Using the composite particles that passed through the sieve, a handmade paper having a basis weight of 40.0 g / m 2 was prepared and tested in the same manner as in Example 1.
The quality was evaluated.
【0038】実施例3 結晶性の二酸化チタンの添加量を15.1gとし、二回
目のケイ酸ソーダ水溶液(シリカ濃度72g/kg)の
添加量を50gとし、更に三回目の硫酸の添加量を81
gとしたこと以外は、実施例2と同様にして複合粒子ス
ラリーを作製し、更に得られた複合粒子スラリーを実施
例1と同様にして評価した。全シリカ重量当りの二酸化
チタンの重量割合、%(100×TiO2 /SiO2 )
は、20%、一回目のシリカ重量当りの二回目のシリカ
の重量割合、%(100×二回目SiO2 /一回目Si
O2 )は5%であった。得られた複合粒子の平均粒径は
7.97μm 、1〜30μm のものは82.9%含有さ
れていた。Example 3 The amount of crystalline titanium dioxide added was 15.1 g, the amount of the second aqueous sodium silicate solution (silica concentration 72 g / kg) was 50 g, and the third amount of sulfuric acid was added. 81
A composite particle slurry was prepared in the same manner as in Example 2 except that g was used, and the obtained composite particle slurry was evaluated in the same manner as in Example 1. Weight ratio of titanium dioxide per total silica weight,% (100 × TiO 2 / SiO 2)
Is 20%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 / first Si
O 2 ) was 5%. The average particle size of the obtained composite particles was 7.97 μm, and the average particle size of 1 to 30 μm was 82.9%.
【0039】実施例4 実施例2と同様にして一回目の硫酸を添加し、60分間
熟成した後、95℃まで昇温し、次いで二回目の硫酸3
6gを添加した。その後、結晶性の二酸化チタン4.0
gを添加し、スラリーをホモミキサーにて5分間分散さ
せ処理をした。この時のシリカ粒子の平均粒子径は2
4.3μmであった。続いて、二回目のケイ酸ソーダ水
溶液(シリカ濃度72g/kg)を100g添加し、そ
の後残余のアルカリを中和するために、三回目の硫酸9
0gを15分で連続的に添加し、硫酸添加後95℃にて
30分間熟成した。この時の水溶液のpHは5.3であ
った。その後、得られたスラリー液を実施例1と同様に
粉砕、分級、濾過し、再分散を行い複合粒子のスラリー
を得た。全シリカ重量当りの二酸化チタンの重量割合、
%(100×TiO2 /SiO2 )は、5%、一回目の
シリカ重量当りの二回目のシリカの重量割合、%(10
0×二回目SiO2 /一回目SiO2 )は10%であっ
た。得られた複合粒子の平均粒子径は10.56μm 、
1〜30μm のものは95.1%含有されていた。又、
このスラリーを用いて実施例1と同様にして手抄きシー
トを作成し、その評価を行った。Example 4 In the same manner as in Example 2, the first sulfuric acid was added, the mixture was aged for 60 minutes, heated to 95 ° C., and then the second sulfuric acid 3 was added.
6 g was added. Then crystalline titanium dioxide 4.0
g was added, and the slurry was dispersed in a homomixer for 5 minutes for treatment. The average particle size of the silica particles at this time is 2
It was 4.3 μm. Subsequently, 100 g of a second sodium silicate aqueous solution (silica concentration: 72 g / kg) was added, and then a third sulfuric acid solution was added to neutralize the remaining alkali.
0 g was continuously added over 15 minutes, and after addition of sulfuric acid, the mixture was aged at 95 ° C. for 30 minutes. The pH of the aqueous solution at this time was 5.3. Then, the obtained slurry liquid was pulverized, classified, filtered and re-dispersed in the same manner as in Example 1 to obtain a slurry of composite particles. Titanium dioxide weight ratio based on total silica weight,
% (100 × TiO 2 / SiO 2 ) is 5%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (10
0 × second SiO 2 / first SiO 2 ) was 10%. The obtained composite particles have an average particle size of 10.56 μm,
The content of 1 to 30 μm was 95.1%. or,
Using this slurry, a handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated.
【0040】実施例5 実施例2と同様にして一回目の硫酸を添加し、60分間
熟成した後、95℃まで昇温し、次いで二回目の硫酸5
4gを添加した。その後、スラリーをホモミキサーにて
シリカ粒子の平均粒子径が10.4μmになるまで分散
処理を行い、それから結晶性の二酸化チタン7.6gを
添加した。続いて二回目のケイ酸ソーダ水溶液(シリカ
濃度72g/kg)を50g添加し、更に残余のアルカ
リを中和するために三回目の硫酸63gを15分間で連
続的に添加し、硫酸添加後同温度にて30分間熟成し
た。この時のスラリー液のpHは5.1であった。その
後、得られたスラリー液を分級、濾過し、再分散を行い
複合粒子のスラリーを得た。全シリカ重量当りの二酸化
チタンの重量割合、%(100×TiO2 /SiO2 )
は、10%、一回目のシリカ重量当りの二回目のシリカ
の重量割合、%(100×二回目SiO2 /一回目Si
O2 )は5%であった。得られた複合粒子の平均粒子径
は9.40μm 、1〜30μm のものは94.9%含有
されていた。又、このスラリーを用いて実施例1と同様
にして手抄きシートを作成し、その評価を行った。Example 5 In the same manner as in Example 2, the first sulfuric acid was added, the mixture was aged for 60 minutes, heated to 95 ° C., and then the second sulfuric acid 5 was added.
4 g were added. Then, the slurry was subjected to dispersion treatment with a homomixer until the average particle size of silica particles reached 10.4 μm, and then 7.6 g of crystalline titanium dioxide was added. Subsequently, 50 g of a second aqueous solution of sodium silicate (silica concentration 72 g / kg) was added, and further 63 g of sulfuric acid was continuously added for 15 minutes to neutralize the remaining alkali. Aged for 30 minutes at temperature. At this time, the pH of the slurry liquid was 5.1. Then, the obtained slurry liquid was classified, filtered, and re-dispersed to obtain a slurry of composite particles. Weight ratio of titanium dioxide per total silica weight,% (100 × TiO 2 / SiO 2)
Is 10%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 / first Si
O 2 ) was 5%. The average particle size of the obtained composite particles was 9.40 μm, and the average particle size of 1 to 30 μm was 94.9%. Further, using this slurry, a handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated.
【0041】実施例6 実施例2と同様にして一回目の硫酸を添加し、60分間
熟成し、95℃まで昇温した後、二回目の硫酸108g
を連続的に添加した。その後、スラリーをホモミキサー
にて5分間分散させ処理した。この時のシリカ粒子の平
均粒子径は30.6μmであった。次に、結晶性の二酸
化チタンを7.9g添加し、二回目のケイ酸ソーダー水
溶液(シリカ濃度72g/kg)100gを15分間で
連続的に添加し、続いて三回目の硫酸20gを3分間で
連続的に添加した。この時のスラリー液のpHは4.1
であった。その後、得られた複合粒子を含むスラリー液
を実施例1と同様に粉砕、分級、濾過し、再分散を行い
複合粒子スラリーを得た。全シリカ重量当りの二酸化チ
タンの重量割合、%(100×TiO2 /SiO2 )
は、10%、一回目のシリカ重量当りの二回目のシリカ
の重量割合、%(100×二回目SiO2 /一回目Si
O2 )は10%であった。複合粒子の平均粒子径は8.
92μm 、1〜30μm のものは84.2%含有されて
いた。又、このスラリーを用いて実施例1と同様にして
手抄きシートを作成し、その評価を行った。Example 6 In the same manner as in Example 2, the first sulfuric acid was added, the mixture was aged for 60 minutes, the temperature was raised to 95 ° C., and then the second sulfuric acid 108 g was added.
Was added continuously. After that, the slurry was dispersed and processed in a homomixer for 5 minutes. The average particle size of the silica particles at this time was 30.6 μm. Next, 7.9 g of crystalline titanium dioxide was added, 100 g of a second aqueous sodium silicate solution (silica concentration 72 g / kg) was continuously added for 15 minutes, and then 20 g of sulfuric acid for the third time was added for 3 minutes. Was continuously added. The pH of the slurry liquid at this time is 4.1.
Met. Then, the slurry liquid containing the obtained composite particles was pulverized, classified, filtered and re-dispersed in the same manner as in Example 1 to obtain a composite particle slurry. Weight ratio of titanium dioxide per total silica weight,% (100 × TiO 2 / SiO 2)
Is 10%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 / first Si
O 2 ) was 10%. The average particle size of the composite particles is 8.
Those of 92 μm and 1 to 30 μm contained 84.2%. Further, using this slurry, a handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated.
【0042】実施例7 実施例2と同様にして一回目の硫酸を添加し60分間熟
成した後、スラリーをホモミキサーにて5分間分散させ
処理した。この時のシリカ粒子の平均粒子径は28.6
μmであった。次に、結晶性の二酸化チタンを19.5
g添加し、二回目のケイ酸ソーダ溶液(シリカ濃度72
g/kg)350gを一気に添加し、次いで、硫酸17
1gを15分間で連続的に添加し、その後攪拌しながら
30分間熟成を行った。その後、得られたスラリー液を
実施例1と同様に粉砕、分級、濾過し、再分散を行い複
合粒子のスラリー液を得た。全シリカ重量当りの二酸化
チタンの重量割合、%(100×TiO2 /SiO2 )
は、20%、一回目のシリカ重量当りの二回目のシリカ
の重量割合、%(100×二回目SiO2 /一回目Si
O2 )は35%であった。得られた複合粒子の平均粒子
径は8.37μm、1〜30μmのものは88.6%含
有されていた。又、このスラリーを用いて実施例1と同
様にして手抄きシートを作成し、その評価を行った。Example 7 In the same manner as in Example 2, sulfuric acid was added for the first time and aged for 60 minutes, and then the slurry was dispersed in a homomixer for 5 minutes and treated. The average particle size of the silica particles at this time was 28.6.
μm. Next, crystalline titanium dioxide was added to 19.5.
g, and the second sodium silicate solution (silica concentration 72
g / kg) 350 g at once, and then sulfuric acid 17
1 g was continuously added over 15 minutes, and then aged for 30 minutes while stirring. Thereafter, the obtained slurry liquid was pulverized, classified, filtered and redispersed in the same manner as in Example 1 to obtain a slurry liquid of composite particles. Weight ratio of titanium dioxide per total silica weight,% (100 × TiO 2 / SiO 2)
Is 20%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 / first Si
O 2 ) was 35%. The obtained composite particles had an average particle size of 8.37 μm, and contained 18.6 μm of 88.6%. Further, using this slurry, a handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated.
【0043】比較例1 結晶性の二酸化チタンの添加量を7.2gとし、二酸化
チタン添加後の二回目のケイ酸ソーダ水溶液(シリカ濃
度72g/kg)の添加量を5gとしたこと以外は、実
施例2と同様にして複合粒子を生成させ、これを用いて
手抄きシートを作成し、その評価を行った。全シリカ重
量当りの二酸化チタンの重量割合、%(100×TiO
2 /SiO2 )は、10%、一回目のシリカ重量当りの
二回目のシリカの重量割合、%(100×二回目SiO
2 /一回目SiO2 )は0.5%であった。複合粒子の
平均粒子径は7.06μm 、1〜30μm のものは8
3.1%であった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Except that the amount of crystalline titanium dioxide added was 7.2 g and the amount of the second aqueous sodium silicate solution (silica concentration 72 g / kg) added after titanium dioxide was 5 g. Composite particles were produced in the same manner as in Example 2, and a handmade sheet was prepared using the composite particles and evaluated. Weight ratio of titanium dioxide to total silica weight,% (100 × TiO 2
2 / SiO 2 ) is 10%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO
2 / first SiO 2 ) was 0.5%. The average particle size of the composite particles is 7.06 μm, and that of 1 to 30 μm is 8
3.1%.
【0044】比較例2 結晶性の二酸化チタンの添加量を11.5gとし、二酸
化チタン添加後の二回目のケイ酸ソーダ水溶液(シリカ
濃度72g/kg)の添加量を600gとしたこと以外
は、実施例1と同様にして複合粒子を生成させ、これを
用いて手抄きシートを作成し、その評価を行った。全シ
リカ重量当りの二酸化チタンの重量割合、%(100×
TiO2 /SiO2 )は、10%、一回目のシリカ重量
当りの二回目のシリカの重量割合、%(100×二回目
SiO2 /一回目SiO2 )は60%であった。複合粒
子の平均粒子径は8.4μm 、1〜30μm のものは9
3.3%であった。Comparative Example 2 Except that the amount of crystalline titanium dioxide added was 11.5 g and the amount of the second aqueous sodium silicate solution (silica concentration 72 g / kg) added after titanium dioxide was 600 g. Composite particles were generated in the same manner as in Example 1, and a handmade sheet was prepared using the composite particles and evaluated. Weight ratio of titanium dioxide to total silica weight,% (100 x
TiO 2 / SiO 2 ) was 10%, and the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 / first SiO 2 ) was 60%. The average particle size of the composite particles is 8.4 μm, and the average particle size of 1 to 30 μm is 9
3.3%.
【0045】比較例3 ホモミキサーによる分散処理後に、二回目のケイ酸ソー
ダ水溶液の添加を行わなかったこと以外は、実施例4と
同様にして複合粒子を生成させ、これを用いて手抄きシ
ートを作成し、その評価を行った。全シリカ重量当りの
二酸化チタンの重量割合、%(100×TiO2 /Si
O2 )は、5%、一回目のシリカ重量当りの二回目のシ
リカの重量割合、%(100×二回目SiO2 /一回目
SiO2 )は0%であった。複合粒子の平均粒子径は
8.7μm 、1〜30μm のものは85.2%であっ
た。Comparative Example 3 Composite particles were produced in the same manner as in Example 4 except that the second aqueous solution of sodium silicate was not added after the dispersion treatment with a homomixer, and the composite particles were hand-made. A sheet was created and evaluated. Weight ratio of titanium dioxide to total silica weight,% (100 × TiO 2 / Si
O 2 ) was 5%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica, and% (100 × second SiO 2 / first SiO 2 ) was 0%. The average particle size of the composite particles was 8.7 μm, and the average particle size of 1 to 30 μm was 85.2%.
【0046】比較例4 結晶性の二酸化チタンの添加量を24.3gとし、二酸
化チタン添加後の二回目のケイ酸ソーダ水溶液(72g
/kg)の添加量を250gとしたこと以外は、実施例
4と同様にして複合粒子を生成させ、これを用いて手抄
きシートを作成し、その評価を行った。全シリカ重量当
りの二酸化チタンの重量割合、%(100×TiO2 /
SiO2 )は、30%、一回目のシリカ重量当りの二回
目のシリカの重量割合、%(100×二回目SiO2 /
一回目SiO2 )は25%であった。得られた複合粒子
の平均粒子径は7.14μm、1〜30μmのものは7
7.3%であった。Comparative Example 4 The amount of crystalline titanium dioxide added was 24.3 g, and the second aqueous sodium silicate solution (72 g) was added after titanium dioxide was added.
/ Kg), except that the addition amount of 250 g was set to 250 g, composite particles were produced in the same manner as in Example 4, and using this, a handmade sheet was prepared and evaluated. Weight ratio of titanium dioxide to total silica weight,% (100 × TiO 2 /
SiO 2 ) is 30%, the weight ratio of the second silica to the weight of the first silica,% (100 × second SiO 2 /
The first time SiO 2 ) was 25%. The average particle size of the obtained composite particles is 7.14 μm, and the average particle size of 1 to 30 μm is 7
It was 7.3%.
【0047】参考例 比較のために、填料を一切使用しないで、実施例1と同
様にして手抄きシートを作成し、評価を行った。実施
例、比較例及び参考例で得られた結果を表1に示した。Reference Example For comparison, a handmade sheet was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 without using any filler. The results obtained in Examples, Comparative Examples and Reference Examples are shown in Table 1.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】表1から明らかな如く、本発明法によって
得られる複合粒子は、これを内添した紙に高い白色度と
不透明度、とりわけ顕著に優れた印刷後不透明度を付与
することができる(実施例1〜7)。これに対し、二酸
化チタンの添加後の二回目のケイ酸ソーダ溶液の添加量
が多い場合(比較例2)、印刷後不透明度と白紙不透明
度を十分に改善することができない。これはシリカの添
加量が多いため、シリカの2次粒子により二酸化チタン
粒子が覆われてしまい、二酸化チタンの散乱能力が損な
われたためと考えられる。逆に、分散処理をしても二酸
化チタン添加後のケイ酸ソーダ溶液の添加が全くない場
合(比較例3)や、ケイ酸ソーダを添加してもその量が
少ない場合(比較例1)、二酸化チタンの定着量が少な
いために、印刷後不透明度と白紙不透明度を向上させる
能力が足りないと考えられる。又、シリカに対して二酸
化チタンの量が多い場合(比較例4)、複合粒子による
効果は高いが、高価な二酸化チタンを用いるため得られ
る複合粒子の製造コストが高いものとなり、不経済とな
る。As is clear from Table 1, the composite particles obtained by the method of the present invention can impart high whiteness and opacity, and particularly excellent post-printing opacity to the paper in which the composite particles are internally added ( Examples 1-7). On the other hand, when the addition amount of the second sodium silicate solution after the addition of titanium dioxide is large (Comparative Example 2), the opacity after printing and the opacity of white paper cannot be sufficiently improved. This is presumably because the titanium dioxide particles were covered with secondary particles of silica due to the large amount of silica added, and the scattering ability of titanium dioxide was impaired. On the contrary, when the sodium silicate solution after addition of titanium dioxide is not added at all even after the dispersion treatment (Comparative Example 3), or when the amount of sodium silicate added is small (Comparative Example 1), It is considered that the ability to improve the opacity after printing and the opacity of white paper is insufficient due to the small amount of titanium dioxide fixed. Further, when the amount of titanium dioxide is large relative to silica (Comparative Example 4), the effect of the composite particles is high, but the production cost of the composite particles obtained is high because expensive titanium dioxide is used, which is uneconomical. .
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シリカ
粒子への二酸化チタンの複合化の割合を増加させて、優
れた白色度と不透明度、とりわけ顕著に優れた印刷後不
透明度を紙に付与し得るチタニアとシリカの複合粒子及
びその製造方法を提供するという効果を奏する。As described above, according to the present invention, the ratio of composite of titanium dioxide to silica particles is increased to obtain excellent whiteness and opacity, and particularly excellent opacity after printing. It is effective to provide a composite particle of titania and silica that can be applied to the above, and a method for producing the same.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冷田 薫 東京都江東区東雲1丁目10番6号 新王子 製紙株式会社東雲研究センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kaoru Kaden 1-10-6 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Shinoji Paper Machinery Co., Ltd. Shinonome Research Center
Claims (6)
シリカの2次粒子を形成した後に、二酸化チタンを添加
し、更に鉱酸を添加し、中和して、二酸化チタンと二酸
化ケイ素の2次粒子からなるチタニアとシリカの複合粒
子を製造する方法において、ケイ酸アルカリ水溶液に温
度20〜55℃で一回目の鉱酸を添加し、温度を65〜
95℃に昇温する間にシリカの2次粒子の生成を行い、
その後結晶性の二酸化チタンをTiO2 /全SiO2 の
割合が2〜25重量%となるように添加した後、追加の
ケイ酸アルカリ水溶液を反応開始時のケイ酸アルカリ水
溶液に含有されるシリカの重量当り2〜40重量%添加
し、その後更に鉱酸を添加して得られたスラリーのpH
を3〜6.5の範囲とし、次いで、湿式で粉砕及び/又
は分級することを特徴とするチタニアとシリカの複合粒
子の製造方法。1. A mineral acid is added to an alkali silicate aqueous solution,
A method for producing composite particles of titania and silica comprising secondary particles of titanium dioxide and silicon dioxide, after the secondary particles of silica are formed, titanium dioxide is added, and then mineral acid is added and neutralized. , The first mineral acid was added to the alkali silicate aqueous solution at a temperature of 20 to 55 ° C., and the temperature was adjusted to 65 to
Secondary particles of silica are generated while the temperature is raised to 95 ° C.,
Then, crystalline titanium dioxide was added so that the ratio of TiO 2 / total SiO 2 was 2 to 25% by weight, and then an additional alkali silicate aqueous solution was added to the silica contained in the alkali silicate aqueous solution at the start of the reaction. PH of slurry obtained by adding 2 to 40% by weight based on weight, and then adding mineral acid
In the range of 3 to 6.5, and then pulverizing and / or classifying with a wet method, and a method for producing composite particles of titania and silica.
スラリーのpHを3〜6.5の範囲に調整するための鉱
酸を添加する前までの間に、少なくとも1回前記スラリ
ーに高せん断力を与えて分散させることを特徴とする請
求項1記載のチタニアとシリカの複合粒子の製造方法。2. From the start of the production of secondary particles of silica,
2. The high shearing force is applied to the slurry at least once before the addition of the mineral acid for adjusting the pH of the slurry to the range of 3 to 6.5, whereby the slurry is dispersed. A method for producing composite particles of titania and silica.
鉱酸を添加して、pHを8〜12の範囲に調整し、その
後に結晶性の二酸化チタンを添加することを特徴とする
請求項1又は2記載のチタニアとシリカの複合粒子の製
造方法。3. After depositing secondary particles of the silica,
The method for producing composite particles of titania and silica according to claim 1 or 2, wherein mineral acid is added to adjust the pH to a range of 8 to 12, and then crystalline titanium dioxide is added.
シリカの2次粒子を形成させる際に、該ケイ酸アルカリ
水溶液の中和に必要な鉱酸量の30〜70重量%の鉱酸
を添加することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
1項に記載のチタニアとシリカの複合粒子の製造方法。4. A mineral acid is added to an alkali silicate aqueous solution,
4. When forming secondary particles of silica, 30 to 70% by weight of a mineral acid necessary for neutralizing the aqueous alkali silicate solution is added, and a mineral acid is added. Item 1. A method for producing composite particles of titania and silica according to item 1.
ラリーに与えて分散せしめた後の、レーザー回析式粒度
分布測定装置によるシリカの2次粒子径を3〜40μm
の範囲とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
か1項に記載のチタニアとシリカの複合粒子の製造方
法。5. A secondary particle size of silica measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device after applying a high shearing force to a slurry containing secondary particles of silica to disperse the slurry is 3 to 40 μm.
The method for producing composite particles of titania and silica according to any one of claims 1 to 4, wherein:
アとシリカの複合粒子の前記粒度測定装置による平均粒
子径が3〜30μmで、かつ粒子径が1〜30μmの粒
子を80〜99重量%の範囲含有することを特徴とする
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のチタニアとシリ
カの複合粒子の製造方法。6. 80 to 99% by weight of particles having a mean particle size of 3 to 30 μm and a particle size of 1 to 30 μm measured by the particle size analyzer, of the composite particles of titania and silica after wet pulverization and / or classification. The method for producing composite particles of titania and silica according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762296A JPH09286609A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Method for producing composite particles of titania and silica |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762296A JPH09286609A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Method for producing composite particles of titania and silica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09286609A true JPH09286609A (en) | 1997-11-04 |
Family
ID=14964647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12762296A Pending JPH09286609A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Method for producing composite particles of titania and silica |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09286609A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307229A (en) * | 2006-05-31 | 2006-11-09 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Method for preparing composite particles |
| JP2008115517A (en) * | 2006-10-10 | 2008-05-22 | Oji Paper Co Ltd | Low density printing paper |
| JP2011207662A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Daio Paper Corp | Method for producing silica composite particle, and silica composite particle |
| JP2011213504A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Daio Paper Corp | Process for producing silica composited mixed inorganic particle and silica composited mixed inorganic particle |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP12762296A patent/JPH09286609A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307229A (en) * | 2006-05-31 | 2006-11-09 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Method for preparing composite particles |
| JP2008115517A (en) * | 2006-10-10 | 2008-05-22 | Oji Paper Co Ltd | Low density printing paper |
| JP2011207662A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Daio Paper Corp | Method for producing silica composite particle, and silica composite particle |
| JP2011213504A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Daio Paper Corp | Process for producing silica composited mixed inorganic particle and silica composited mixed inorganic particle |
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