JP2958838B2 - 製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造方法 - Google Patents
製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製紙内添用軽質炭酸カ
ルシウムを製造する方法に関するものである。
ルシウムを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭酸カルシウムは従来からゴム、プラス
チック、塗料、製紙、インキなどの充填剤として広く使
用されてきた。このような炭酸カルシウムには大別して
天然の白色石灰石を機械的に粉砕して製造される重質炭
酸カルシウムと，水酸化カルシウム（石灰乳）と炭酸ガ
スを化学的に反応させて製造する軽質炭酸カルシウムと
に分類される。重質炭酸カルシウムは機械的な粉砕・分
級で製造するため、一般に平均粒子径が大きく、具体的
には１．０μｍ以上あり、又粒度分布も非常に広範囲に
なっている。このため各分野での厳密な所望物性を満た
すためには不十分であり主として増量剤として使用され
ることが多い。
チック、塗料、製紙、インキなどの充填剤として広く使
用されてきた。このような炭酸カルシウムには大別して
天然の白色石灰石を機械的に粉砕して製造される重質炭
酸カルシウムと，水酸化カルシウム（石灰乳）と炭酸ガ
スを化学的に反応させて製造する軽質炭酸カルシウムと
に分類される。重質炭酸カルシウムは機械的な粉砕・分
級で製造するため、一般に平均粒子径が大きく、具体的
には１．０μｍ以上あり、又粒度分布も非常に広範囲に
なっている。このため各分野での厳密な所望物性を満た
すためには不十分であり主として増量剤として使用され
ることが多い。
【０００３】製紙業界では抄紙用填料として使用した場
合、抄紙機の脱水パートで使用されているワイヤーに対
する摩耗性が大きく、操業性及び経済性（ワイヤーライ
フの縮小）などの問題がある一方軽質炭酸カルシウムは
化学反応によって合成させるため粒子径及び形状をある
程度調整することが可能であり粒度分布も非常に狭い範
囲に収まる。又、不純物の除去、硬度の低下により製紙
用填料としての上記問題もほぼ解消される。又、製紙内
添用の軽質炭酸カルシウムは、それを用いた紙、板紙の
品質（特に不透明度）の観点から通常ＢＥＴ比表面積６
ｍ２／ｇ以上の物性が必要とされている。
合、抄紙機の脱水パートで使用されているワイヤーに対
する摩耗性が大きく、操業性及び経済性（ワイヤーライ
フの縮小）などの問題がある一方軽質炭酸カルシウムは
化学反応によって合成させるため粒子径及び形状をある
程度調整することが可能であり粒度分布も非常に狭い範
囲に収まる。又、不純物の除去、硬度の低下により製紙
用填料としての上記問題もほぼ解消される。又、製紙内
添用の軽質炭酸カルシウムは、それを用いた紙、板紙の
品質（特に不透明度）の観点から通常ＢＥＴ比表面積６
ｍ２／ｇ以上の物性が必要とされている。
【０００４】その物性を満足させるためには、消和後の
炭酸化時の温度コントロール、ガス吹き込み量の調整で
行うことが定法である。しかし、炭酸化時の温度でコン
トロールする場合、比表面積を大きくするためには反応
温度を下げなければならず（２５℃以下）コストがかか
る、また作業が繁雑になるという問題があった。このた
め製紙内添用の軽質炭酸カルシウムを製造する場合、生
石灰の原料となる石灰石を採取する場所を限定し、使用
することが通例であった。しかし、製紙内添用軽質炭酸
カルシウムの品質と原料石灰石または生石灰品質との関
係については不明確であり、実際に製造してみて判断す
るという方法を取らざるを得ず、そのため製紙内添用軽
質炭酸カルシウムの原料として潜在的に使用可能性のあ
る資源が必ずしも有効に利用されてはいないのが実状で
あった。
炭酸化時の温度コントロール、ガス吹き込み量の調整で
行うことが定法である。しかし、炭酸化時の温度でコン
トロールする場合、比表面積を大きくするためには反応
温度を下げなければならず（２５℃以下）コストがかか
る、また作業が繁雑になるという問題があった。このた
め製紙内添用の軽質炭酸カルシウムを製造する場合、生
石灰の原料となる石灰石を採取する場所を限定し、使用
することが通例であった。しかし、製紙内添用軽質炭酸
カルシウムの品質と原料石灰石または生石灰品質との関
係については不明確であり、実際に製造してみて判断す
るという方法を取らざるを得ず、そのため製紙内添用軽
質炭酸カルシウムの原料として潜在的に使用可能性のあ
る資源が必ずしも有効に利用されてはいないのが実状で
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、日本
に資源として豊富に存在する石灰石を有効に利用し、製
紙内添用として好適な軽質炭酸カルシウムを安定した品
質で安価に製造することにある。更に詳しくは、従来か
らある軽質炭酸カルシウム製造工程を変更せずに製紙内
添用として必要な特性である比表面積６ｍ２／ｇ以上の
軽質炭酸カルシウムを安定して製造することにある。
に資源として豊富に存在する石灰石を有効に利用し、製
紙内添用として好適な軽質炭酸カルシウムを安定した品
質で安価に製造することにある。更に詳しくは、従来か
らある軽質炭酸カルシウム製造工程を変更せずに製紙内
添用として必要な特性である比表面積６ｍ２／ｇ以上の
軽質炭酸カルシウムを安定して製造することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる実
状に鑑み、軽質炭酸カルシウムを合成する定法により製
紙用内添に使用するに良好なＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ
以上の軽質炭酸カルシウムを得んとして鋭意研究の結
果、原料として使用する生石灰中の特定成分と生成する
軽質炭酸カルシウムの品質の間に極めて密接な関係があ
ることを見出だし、ＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の製
紙内添用軽質炭酸カルシウムを安定して製造することに
成功したものである。
状に鑑み、軽質炭酸カルシウムを合成する定法により製
紙用内添に使用するに良好なＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ
以上の軽質炭酸カルシウムを得んとして鋭意研究の結
果、原料として使用する生石灰中の特定成分と生成する
軽質炭酸カルシウムの品質の間に極めて密接な関係があ
ることを見出だし、ＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の製
紙内添用軽質炭酸カルシウムを安定して製造することに
成功したものである。
【０００７】すなわち、各種生石灰を入手して、定法で
軽質炭酸カルシウムを合成したところ、生成される軽質
炭酸カルシウムの比表面積が原料生石灰の種類によって
大きくばらつくという事実に基づき、その原因を調査し
たところ原料生石灰中の３価の金属酸化物含有量（以
下、Ｒ２Ｏ３含有量という）と生成される軽質炭酸カル
シウムの比表面積に極めて高い相関関係があることを見
出だしたことに基づく。
軽質炭酸カルシウムを合成したところ、生成される軽質
炭酸カルシウムの比表面積が原料生石灰の種類によって
大きくばらつくという事実に基づき、その原因を調査し
たところ原料生石灰中の３価の金属酸化物含有量（以
下、Ｒ２Ｏ３含有量という）と生成される軽質炭酸カル
シウムの比表面積に極めて高い相関関係があることを見
出だしたことに基づく。
【０００８】本発明の製紙内添用軽質炭酸カルシウムの
製造方法は、原料生石灰として３価の金属酸化物含有量
が０．４重量％以下の原料生石灰のみを使用してＢＥＴ
比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムを製造す
ることを特徴とする。Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％を
超えるとＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カル
シウムは得られない。またＲ２Ｏ３含有量が０．４重量
％以下であれば、生石灰が着色していたりＲ２Ｏ３以外
の不純物が生石灰中に含有されていても問題はない。こ
こで、Ｒ２Ｏ３含有量とはＡｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ
３含有量を足し合わせた値であり、Ａｌ２Ｏ３含有量と
Ｆｅ２Ｏ３含有量は、ＪＩＳＲ９０１１に規定されてい
る方法で測定した値である。本発明は、Ｒ２Ｏ３含有量
０．４重量％以下の生石灰を原料として用いて製紙内添
用軽質炭酸カルシウムを製造することを特徴とするもの
である。Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％を超えるとＢＥ
Ｔ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムは得ら
れない。またＲ２Ｏ３含有量が０．４重量％以下であれ
ば、生石灰が着色していたりＲ２Ｏ３以外の不純物が生
石灰中に含有されていても問題はない。ここで、Ｒ２Ｏ
３含有量とはＡｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ３含有量を足
し合わせた値であり、Ａｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ３含
有量は、ＪＩＳＲ９０１１に規定されている方法で測定
した値である。
製造方法は、原料生石灰として３価の金属酸化物含有量
が０．４重量％以下の原料生石灰のみを使用してＢＥＴ
比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムを製造す
ることを特徴とする。Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％を
超えるとＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カル
シウムは得られない。またＲ２Ｏ３含有量が０．４重量
％以下であれば、生石灰が着色していたりＲ２Ｏ３以外
の不純物が生石灰中に含有されていても問題はない。こ
こで、Ｒ２Ｏ３含有量とはＡｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ
３含有量を足し合わせた値であり、Ａｌ２Ｏ３含有量と
Ｆｅ２Ｏ３含有量は、ＪＩＳＲ９０１１に規定されてい
る方法で測定した値である。本発明は、Ｒ２Ｏ３含有量
０．４重量％以下の生石灰を原料として用いて製紙内添
用軽質炭酸カルシウムを製造することを特徴とするもの
である。Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％を超えるとＢＥ
Ｔ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムは得ら
れない。またＲ２Ｏ３含有量が０．４重量％以下であれ
ば、生石灰が着色していたりＲ２Ｏ３以外の不純物が生
石灰中に含有されていても問題はない。ここで、Ｒ２Ｏ
３含有量とはＡｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ３含有量を足
し合わせた値であり、Ａｌ２Ｏ３含有量とＦｅ２Ｏ３含
有量は、ＪＩＳＲ９０１１に規定されている方法で測定
した値である。
【０００９】消和する条件としては特に制約は無いが、
ＣａＯ濃度１０〜３５重量％、反応開始温度３０〜６０
℃で行うのが好ましい。消和石灰乳に炭酸ガスを加えて
炭酸化を行う。炭酸化の条件として特に制約はないが、
石灰乳濃度３〜２０重量％、反応温度３０〜６０℃、導
入炭酸ガスはＣａ（ＯＨ）２１００ｇ当たり０．１〜２
リットル／分で行うのが好ましい。
ＣａＯ濃度１０〜３５重量％、反応開始温度３０〜６０
℃で行うのが好ましい。消和石灰乳に炭酸ガスを加えて
炭酸化を行う。炭酸化の条件として特に制約はないが、
石灰乳濃度３〜２０重量％、反応温度３０〜６０℃、導
入炭酸ガスはＣａ（ＯＨ）２１００ｇ当たり０．１〜２
リットル／分で行うのが好ましい。
【００１０】ここで使用するガスは、必ずしも炭酸ガス
１００％の物でなくてもよく、窒素、不活性ガス、その
他の混合ガスでも炭酸ガスが含まれていれば差支えな
い。本発明の目的が達成される限り分散剤、ｐＨ調整
剤、その他の添加剤が加えられてもよい。こうして、得
られた軽質炭酸カルシウムは、ＢＥＴ比表面積６ｍ２／
ｇ以上の製紙用内添填料として使用することができる。
１００％の物でなくてもよく、窒素、不活性ガス、その
他の混合ガスでも炭酸ガスが含まれていれば差支えな
い。本発明の目的が達成される限り分散剤、ｐＨ調整
剤、その他の添加剤が加えられてもよい。こうして、得
られた軽質炭酸カルシウムは、ＢＥＴ比表面積６ｍ２／
ｇ以上の製紙用内添填料として使用することができる。
【００１１】
【作用】本発明は、製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製
造にあたり、Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％以下の生石
灰に限定して使用するものである。詳しい事は不明であ
るが下記のような事が考えられる。石灰石を９００℃以
上で焼成することにより生石灰を得るが、この転移点
（一般に融点とも称する）は石灰石中のＲ２Ｏ３含有量
が多くなるほど低くなることが確認されている。
造にあたり、Ｒ２Ｏ３含有量が０．４重量％以下の生石
灰に限定して使用するものである。詳しい事は不明であ
るが下記のような事が考えられる。石灰石を９００℃以
上で焼成することにより生石灰を得るが、この転移点
（一般に融点とも称する）は石灰石中のＲ２Ｏ３含有量
が多くなるほど低くなることが確認されている。
【００１２】９００℃以上の一定温度で焼成した場合、
Ｒ２Ｏ３含有量が多い石灰石は低い温度で生石灰になっ
ているにも拘らず更に熱エネルギーを加えていることに
なる。このことにより生石灰の表面は堅く焼結してしま
い、消和時の反応性が乏しくなり、良質の石灰乳は得ら
れない。一般に石灰石の焼成炉は一定温度で操業されＲ
２Ｏ３含有量の大小によって炉の温度を変化させること
は、操業の繁雑化などの問題が伴うため通常行っていな
い。以上の理由からＲ２Ｏ３含有量０．４重量％以下の
生石灰は消和時の反応性が良く、粒度が小さく良質の石
灰乳を得ることが出来、比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質
炭酸カルシウムが得られるものと本発明者らは推測す
る。
Ｒ２Ｏ３含有量が多い石灰石は低い温度で生石灰になっ
ているにも拘らず更に熱エネルギーを加えていることに
なる。このことにより生石灰の表面は堅く焼結してしま
い、消和時の反応性が乏しくなり、良質の石灰乳は得ら
れない。一般に石灰石の焼成炉は一定温度で操業されＲ
２Ｏ３含有量の大小によって炉の温度を変化させること
は、操業の繁雑化などの問題が伴うため通常行っていな
い。以上の理由からＲ２Ｏ３含有量０．４重量％以下の
生石灰は消和時の反応性が良く、粒度が小さく良質の石
灰乳を得ることが出来、比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質
炭酸カルシウムが得られるものと本発明者らは推測す
る。
【００１３】（実施例） 以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが勿論
これらに限定されるものではない。尚、特に断らない限
り、例中の部及び％がそれぞれ重量部及び重量％を示
す。 実施例１ 粒径５〜２５ｍｍ、Ｒ２Ｏ３含有量が０．１２％の生石
灰１部を５部の５０℃の水道水に１時間撹拌しながら消
和し、これを１５０メッシュのスクリーンに通して残査
を除去し、２２％の石灰乳を得た。この石灰乳を希釈
し、濃度８％、温度５０℃に調整した後、細長形の６リ
ットル容量の反応容器で炭酸化を行った。反応終了後、
１５０メッシュのスクリーンを通し、製紙内添用軽質炭
酸カルシウムを得た。
これらに限定されるものではない。尚、特に断らない限
り、例中の部及び％がそれぞれ重量部及び重量％を示
す。 実施例１ 粒径５〜２５ｍｍ、Ｒ２Ｏ３含有量が０．１２％の生石
灰１部を５部の５０℃の水道水に１時間撹拌しながら消
和し、これを１５０メッシュのスクリーンに通して残査
を除去し、２２％の石灰乳を得た。この石灰乳を希釈
し、濃度８％、温度５０℃に調整した後、細長形の６リ
ットル容量の反応容器で炭酸化を行った。反応終了後、
１５０メッシュのスクリーンを通し、製紙内添用軽質炭
酸カルシウムを得た。
【００１４】 実施例２ 粒径５〜２５ｍｍ、Ｒ２Ｏ３含有量が０．２７％の生石
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。 実施例３ 粒径５〜２５ｍｍ、Ｒ２Ｏ３含有量が０．３５％の生石
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。 実施例３ 粒径５〜２５ｍｍ、Ｒ２Ｏ３含有量が０．３５％の生石
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。
【００１５】 比較例１ 粒径５〜２５ｍｍ，Ｒ２Ｏ３含有量が０．４８％の生石
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。 比較例２ 粒径５〜２５ｍｍ，Ｒ２Ｏ３含有量が０．５３％の生石
灰を含量として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。
灰を原料として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。 比較例２ 粒径５〜２５ｍｍ，Ｒ２Ｏ３含有量が０．５３％の生石
灰を含量として使用した以外は、実施例１と同様にして
製紙内添用軽質炭酸カルシウムを得た。
【００１６】以上の実施例、比較例で得られた製紙内添
用軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積の値、及び実施
例、比較例で得られた製紙内添用軽質炭酸カルシウムを
シートマシンにより抄き込み手抄き紙物性値を使用例と
して表１に示した。
用軽質炭酸カルシウムのＢＥＴ比表面積の値、及び実施
例、比較例で得られた製紙内添用軽質炭酸カルシウムを
シートマシンにより抄き込み手抄き紙物性値を使用例と
して表１に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】 評価方法 ＢＥＴ比表面積 フローソーブＩＩ２３００（島津製作所製）を使用して
ＢＥＴ一点法により測定した。 手抄き紙作成方法 ＴＴＳ式標準角型シートマシン（東洋精機製作所製）を
使用してＪＩＳ Ｐ８２０９、ＴＡＰＰＩ Ｔ２０５に
従い手抄き紙を作成した。 白色度 デジタルハンター反射率計（東洋精機製作所製）を使用
してＪＩＳ Ｐ８１２３に準拠した。 不透明度 デジタルハンター反射率計（東洋精機製作所製）を使用
してＪＩＳ Ｐ８１３８に準拠した。 実填料率 強熱温度を４５０℃にする以外はＪＩＳ Ｐ８１２８に
準拠した。
ＢＥＴ一点法により測定した。 手抄き紙作成方法 ＴＴＳ式標準角型シートマシン（東洋精機製作所製）を
使用してＪＩＳ Ｐ８２０９、ＴＡＰＰＩ Ｔ２０５に
従い手抄き紙を作成した。 白色度 デジタルハンター反射率計（東洋精機製作所製）を使用
してＪＩＳ Ｐ８１２３に準拠した。 不透明度 デジタルハンター反射率計（東洋精機製作所製）を使用
してＪＩＳ Ｐ８１３８に準拠した。 実填料率 強熱温度を４５０℃にする以外はＪＩＳ Ｐ８１２８に
準拠した。
【００１９】
【発明の効果】本発明の製紙内添用軽質炭酸カルシウム
の製造方法は、原料生石灰として３価の金属酸化物含有
量が０．４重量％以下の原料生石灰のみを使用してＢＥ
Ｔ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムを製造
することにより、従来の製造工程を変更せず製紙用とし
て必要なＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の製紙内添用軽
質炭酸カルシウムを安定して製造することができる。ま
た、従来製紙用としては利用されていなかった石灰石原
料もＲ２Ｏ３含有量０．４重量％以下であれば利用でき
ることになり、未利用資源の有効利用につながると共
に、安価な石灰石を使用できることから製造コストの削
減につながるという優れた効果を奏する。
の製造方法は、原料生石灰として３価の金属酸化物含有
量が０．４重量％以下の原料生石灰のみを使用してＢＥ
Ｔ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムを製造
することにより、従来の製造工程を変更せず製紙用とし
て必要なＢＥＴ比表面積６ｍ２／ｇ以上の製紙内添用軽
質炭酸カルシウムを安定して製造することができる。ま
た、従来製紙用としては利用されていなかった石灰石原
料もＲ２Ｏ３含有量０．４重量％以下であれば利用でき
ることになり、未利用資源の有効利用につながると共
に、安価な石灰石を使用できることから製造コストの削
減につながるという優れた効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒 木 知 史 新潟県新潟市紫竹７−24−14 星和寮 (56)参考文献 特開 昭62−250299（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 石灰乳と炭酸ガスを用いて軽質炭酸カル
シウムを合成する製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造
方法において、原料生石灰として３価の金属酸化物含有
量が０．４重量％以下の原料生石灰のみを使用してＢＥ
Ｔ比表面積６ｍ２／ｇ以上の軽質炭酸カルシウムを製造
することを特徴とする製紙内添用軽質炭酸カルシウムの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11674992A JP2958838B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11674992A JP2958838B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673689A JPH0673689A (ja) | 1994-03-15 |
| JP2958838B2 true JP2958838B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=14694816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11674992A Expired - Lifetime JP2958838B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 製紙内添用軽質炭酸カルシウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958838B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5697470B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2015-04-08 | 北越紀州製紙株式会社 | 白板紙 |
| US9428398B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-08-30 | Omya International Ag | Process for preparing scalenohedral precipitated calcium carbonate |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP11674992A patent/JP2958838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0673689A (ja) | 1994-03-15 |
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Legal Events
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