JPS62162098A - 中性紙の製造方法 - 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〉 本発明は中性紙の製造方法に関する。詳しくは適用する
水性パルプスラリー中に炭酸カルシウムを生成させるこ
とにより填料歩留良好な中性紙を最も効果的に得る方法
である。

〈従来の技術〉 従来製紙工程において、繊維素繊維（パルプ）。

サイズ、填料およびサイズ定着剤のほか補助剤等からな
るパルプスラリー（以下紙料という）の用いられること
は周知の通りであるが、近時紙料中にサイズ定着１祇力
向上および瀘水向上等の作用を有する硫酸バンドを全く
使用しないか、またはその使用量を従来のそれに比し極
く少量とする中性紙法が盛んに行れるようになってきた
。その主因は、この中性紙法が排水負荷の軽減１紙強度
の向上および紙劣化性の改善等において従来紙の場合よ
り有利であることと填料として用いる炭酸カルシウムの
原石（石灰石）が資源的に０富なことから、所要炭酸カ
ルシウムを格安に入手でき、しかもこの使用による成紙
が他の填料例えばクレー。

タルク、硫酸バリウーム等を使用（同量）シた場合より
も白色度が高く、しかも安価に得られるということによ
るものであった。

ところが、この炭酸カルシ・クムには周知のように、原
石を乾式または湿式粉砕して得られる重質炭酸カルシウ
ムと、原石を焼成、粉砕模本性分散液とした後炭酸ガス
を導入して沈降析出せしめる軽質炭酸カルシウムとがあ
り、いずれも製紙用填料として使用されるが、この種炭
酸カルシウムの単用は、成紙への填料歩留が常時高歩留
を示すわけではなく、このためかかる填料の実用に当っ
ては歩留向上剤としてカチオン型定着剤例えばカチオン
化澱粉、カチオン化尿素樹脂、カチオン化ポリアクリル
アミド等の定着剤の混用を不可欠とし、微酸性ないし弱
アルカリ性サイドで抄紙するものである。

一方上記炭酸カルシウムとは別に６灰を紙料に混用して
湿紙を形成し、乾燥工程において該湿紙を炭酸ガス含有
の加熱雰囲気中に導通することにより、石灰を炭酸カル
シウムに変換し湿紙を硬化させるという技術が開発され
公知である（特開昭５６−１６５０９４号参照）。

しかしながらこの方法は、紙力低下を抑制する上で効果
的ではあるが、石灰の存在下に湿紙を形成させるために
、抄紙ＰＨが高アルカリサイドに傾くことから、通常の
中性紙法で使用される填料の歩留向上剤は勿論、サイズ
剤１紙力向上剤等の薬品類はその効果が著しく阻害され
、このため石灰もしくは炭酸カルシウムの歩留は、周知
の中性紙法に比べて遥かに低水準にある。

従ってこの方法は、従来行れて来た前記中性紙法を含め
て紙中に留まらない炭酸カルシウムが白水中に次第に蓄
積されるので、白水を循環使用することによる抄紙ワイ
ヤーの磨耗を促進するばかりか、操業能率の低下や組品
質の不良化を招く大きな原因となるものである。このた
めこの種の中性紙法における前記諸点の解消力が緊急課
題となるに至った。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記課題を最も効果的に解消するためには、中性紙法に
おける炭酸カルシウムの紙中への歩留を向上させること
が第一の重要４件であることはいうまでもない。ところ
でこの要件を満足すめための填料歩留向上剤として数多
く開発されてはいるもののそれらはいずれも未だ実用上
満足されるものとは言い難いのが実状である。なぜなら
ばこの種の歩留向上剤の添加は、その増量によってそれ
なりに歩留向上効果は認められるが、反面紙地台を悪化
させる原因ともなり、しがもコストアップを招来して不
適となるからである。

〈問題点を解決するための手段〉 ここにおいて本発明者等は前記諸点に立脚して前記課題
を効果的かつ合理的に解消すべく中性紙法における炭酸
カルシウムの歩留向上について鋭意検討の結果、抄紙用
、として市販の炭酸カルシウムを用いることなく、パル
プの存在下（水性パルプスラリー中）で炭酸カルシウム
を合゛成することにより填料としての炭酸カルシウムの
紙中歩留を飛躍的に改善（向上）し得ることを見出し本
発明を完成した。

すなわち本発明は、水性パルプスラリーに石灰を混合し
、該混合物を撹拌しつつ炭酸ガスを吹き込み該スラリー
中に炭酸カルシウムを生成させ、得られた炭酸カルシウ
ム含有紙料を通常の脱水。

乾燥工程を経て抄紙することを特徴とする中性紙の製造
方法である。

本発明の目的は、填料として用いる炭酸カルシウムの歩
留を最も効果的に改善することにより高白色度の中性紙
を安価に製造する方法を提供することにある。

双手本発明について詳細に説明する。

本発明に使用するパルプとしては特に種類を限定するも
のではなく、抄紙用として一般に用いられるＫＰ、　Ｇ
Ｐ、　ＴＨＰ等の各種天然ｍ維のほがフィブリル化可能
な一部剛性繊維が任意に使用できるが、特に有効なのは
叩解したパルプである。この叩解パルプは周知のように
フィブリル化してその表面にフィブリルとして知られる
細かい枝状のものを！ＩＮ表面に有して後記炭酸カルシ
ウムの歩留に効果的に作用する。

本発明にいう石灰とは生石灰、消石灰等の如く炭酸ガス
と反応して炭酸カルシウムを生成する物質をいい、固体
状またはスラリー状として水性パルプスラリーに加えら
れる。しかして石灰の添加される以前の水性パルプスラ
リー濃度は炭酸ガスの水中への溶解量と均一混合という
２つの観点から低濃度である程望ましく、通常０．５〜
１０重量％の範囲である。

ただし上記において、石灰の添加率は最終紙製品として
の要含有填料率によって決定されるものであるが、通常
ＣａＯとして対乾燥パルプ０．５〜２００重量％の範囲
である。しかし印刷用上質紙や中質紙および板紙等では
通常１〜１００重量％の範囲であり、この添加率が１０
０重量％以上となると、難燃紙等特殊紙としての用途が
期待できるが、２００重量％以上では抄紙工程に耐え得
るだけの紙匹強度が得られないので、実質的には不可能
である。

水性パルプスラリーと石灰との混合は、適用する混合装
置の能力によって決められるが、通常１０分以内の短時
間で終了する。この場合のパルプおよび石灰からなる混
合スラリーの温度は特に限定されるものではなく、通常
の抄紙工程時の水温の範囲内であれば問題はない。炭酸
ガスは上記の如くして得られた混合スラリーに撹拌下で
吹き込まれ、混合スラリー中の石灰は周知の反応により
炭酸カルシウムを生成することとなるが、均一な反応と
均一な炭酸カルシウム粒子を生成させるためには、撹拌
の不可欠であることはいうまでもない。

反応時間は温度１石灰の添加率および炭酸ガス濃度等の
影響を受けるが、通常３０分以内である。この場合反応
が十分に行なわれたか否かは該混合スラリーのＰＨを測
定することによって判断すればよく、また反応終了時の
ＰＨは、使用パルプスラリーのＰＨにもよるが、通常７
〜１０の範囲にある。

かくして得られる炭酸カルシウムは紡錘形でフィブリル
化繊維表面に固着していることが電子顕微鏡テストによ
って明らかに観察され、本発明の第１の特徴として挙げ
られる。

また本発明において特に有効なことは、上記反応工程を
抄紙工程中にいかように組み込むかについては特定する
までもないが、例えばリファイナー等による叩解処理を
経てマシーンチェストに至る間で混合装置を有する既設
のチェストをそのまま反応装置として有効に利用できる
が如くである。

従ってマンチェスト以降の工程は、既設の抄紙設備その
他関連施設を変更することなくそのまま利用することが
でき、しかも前記パルプスラリー中に硫酸バンドの混用
を不要とし、かつ必要に応じては該スラリーにサイズ剤
２紙力増強剤等の諸薬品を添加して長網、丸網、短網、
ツインワイヤー等を介して填料（炭酸カルシウム）歩留
良好な湿紙が容易に形成されることであって、本発明の
第２の特徴として挙げられる。

〈作　用〉 本発明は、叩解パルプからなる水性パルプスラリーに石
灰を混合した混合物を撹拌しつつ炭酸ガスを吹き込むの
で、生成する炭酸カルシウムは叩解パルプ繊維とは遊離
した状態で紡錘形の粒子状に晶出してこれが前記パルプ
繊維表面特にフィブリル上への固着を有利ならしめる一
方炭酸カルシウムの一部は繊維ルーメン内にも生成して
ＩＩ雑相互の密着を効果的ならしめる。

〈発明の効果〉 本発明は次のような特有の効果を発揮する。

■水性パルプスラリーに石灰を混合し、該混合物を撹拌
しつつ炭酸ガスを吹き込み該スラリー中に炭酸カルシウ
ムを生成させるものであるから、得られる炭酸カルシウ
ムは、前述の如く叩解パル１１１８表面（フィブリル）
に紡錘形粒子状に晶出して固着する一方繊維ルーメン内
にも生成して繊維相互間の密着を強固ならしめて抄紙工
程で受ける高剪断力に対しても安定となるので、填料歩
留の飛躍的向上（改善）を同時に期待することができる
。

■従って本発明によれば、填料（炭酸カルシウム）歩留
良好な中性紙を安価に提供できるので、この種産業分野
における実用上の実益は顕著である。

〈実　施　例〉 実用例１〜４ 未叩解ＬＢＫＰの１％スラリーに、ＣａＣＯ３に全量変
換されたときに次式で示される填料率が２０％、３０％
、４０％、５０％となるように計算量のＣａ（叶）２を
加え４０℃で２０分間撹拌した。

次いでＣＯ２ガスを撹拌しながら２０分間上記混合スラ
リーに吹き込んだ。その後ＴａＰＰＩスタンダードシー
トマシーにより常法通り抄紙して乾燥した。

得られた各々の手抄紙は２０℃、６５％Ｒ１１で調湿し
、紙質試験に供し、第１表の結果を得た。

比較例１〜２ 実施例１において、填料率が３０％、５０％となるよう
に市販軽質炭酸カルシウム、ＴＰ１２１　　（商品名；
奥多摩工業社製）をＣａ（Ｏ旧、と００２ガスの代わり
に加えた以外は、実施例１と同様に操作して手抄紙を得
た。これらの手抄紙についても同様の紙質試験を行い、
その結果を第１表に併せて記載した。

実施例５〜８ 実施例１〜４において未叩解−ｂ　ＬＢＫＰの代わりに
ナイヤガラビーターにて叩解したＬＢＫＰ（Ｃ８Ｆ、　
４００ｄ　）を用い、ＣａＣＯ３に全量変換したときの
填料率が２０％、３０％、４０％、５０％となるように
計算量のＣａ（叶）２を加えた以外は実施例１〜４と同
様にして処理し手抄紙を得た。紙質試験の結果を第１表
に示す。

比較例３ 実施例５〜８に示したＬＢＰＫの１％スラリーにＴＰ１
２１を填料率が４０％となるように撹拌しながら加え２
０分間、４０℃に保持した。次に対パルプ（絶乾）　　
０．０２％の歩留向上剤パーコール４７（商品名；アラ
イドコロイド社）を加え、同温度で５分間撹拌し、ＴＡ
ＰＰＥスタンダードシートマシーンにより常法通り抄紙
して乾燥した。

実施例９〜１２ 実施例１〜４において未叩解ＬＢＫＰの代わりにナイヤ
ガラビーターにて叩解したＬＢＫＰ（Ｃ３Ｆ、２００ｍ
　）を用い、ＣａＣＯ３に全量変換したときの填料率が
２０％、３０％、４０％、５０％となるように計算量の
Ｃａ　（Ｏ旧、を加えた以外は実施例１〜４と同様にし
て処理し手抄紙を得た。紙質試験の結果を第１表に示す
。

比較例４〜５ 実施例９〜１２において填料率が３０％、５０％となる
ようにＴＰ１２１をＣａ（叶）２と００２ガスの代わり
に加えた以外は実施例９〜１２と同様に操作して手抄紙
を得た。

紙質試験の結果を第１表に示す。

注１）紙中填料率は乾燥成紙の灰分測定結果から次式に
より算出した。

注２）填料歩留率は次式により算出した。

注３）白色度はハンター反射率計（東洋精機製作所社製
）を用いＪＩＳＰ８１２３にしたがい測定した。印刷不
透明度は、上記反射率計を用い、黒色標準体で裏あてし
たときの読み（ＲＯ）と同一試験片を十分重ね合せ測定
したときの読み（ＲｏＯ）との比により求めた。裂断長
は、ストログラフ（東洋精機製作所社製）を用い、引張
り速度 １０＃／ｍｉｎの条件で引張り強度を測定し、米坪で補
正することによって求めた。

実施例１〜４、比較例１〜２の結果及び実施例９〜１２
、比較例４〜５の結果は、市販の填料を添加して抄紙す
る従来の方法にくらべ、本発明の方法が填料歩留率にお
いてすぐれていることを示している。実施例５〜８、比
較例３は、一般的な叩解度において、本発明の方法が、
歩留向上剤を添加して抄紙する通常の方法（比較例３）
にくらべてもなおすぐれていることを示している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水性パイプスリラーに石灰を混合し、該混合物を
   撹拌しつつ炭酸ガスを吹き込み該スラリー中に炭酸カル
   シウムを生成させ、得られた炭酸カルシウム含有紙料を
   通常の脱水、乾燥工程を経て抄紙することを特徴とする
   中性紙の製造方法。
2. （２）水性パルプが叩解されたパルプからなっている特
   許請求の範囲第１項記載の中性紙の製造方法。