JPH0247394A - 製紙用添加剤 - 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、製紙用添加剤に関し、より詳細には、抄紙工
程における繊維や各種の填材から成る紙料の歩留り向上
剤等として極めて有用な製紙用添加剤に関する。

（従来技術及びその問題点） 現在、製紙業界においては、原料バルブの不足や製紙廃
棄物等の問題から製紙コストが著しく増大しており、こ
のため抄紙等の工程において紙料の歩留りを向上させる
ことが要望されている。

従来、ベントナイトを抄紙時における紙料の歩留り向上
剤として使用することは公知に属する。

例えば、特開昭５５−１５２８９９号公報には、ベント
ナイト型クレーと非イオン性ポリマーとの組み合わせを
用いること、及び特開昭６２−１９１５９８号公報には
、ベントナイト型クレーと分子量５０，０００以上の合
成カチオン性ポリマーとの組み合わせを用いることによ
り、紙料の歩留りが向上することが開示されている。

黙しながら、ベントナイトの膨潤後の粒子サイズが未だ
大きかったり、表面積が不足していることで多くのカチ
オン性ポリマーを必要とする等の要因から、この歩留り
向上効果は未だ十分でなく、またベントナイト自体、Ｆ
ｅ、　Ｍｎ等の着色成分を比較的多く含有しているため
白色度において劣り、製紙用添加剤としてはあまり望ま
しいものではない。

また歩留り向上剤としてコロイダルシリカとカチオン性
殿粉との組み合わせを使用することも公知である。（特
公昭８２−３１１２０号公報）。

黙しながら、コロイダルシリカの粒子特性に関連して極
めて多量のカチオン殿粉を必要とすることから、この先
行技術によって達成される歩留り向上効果も未だ十分で
なく、しかもコストの高いコロイダルシリカを用いるこ
とからコスト的にも不利となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、特定の水膨潤性−スメクタイト粘土鉱物を使
用し、これを抄紙時において紙料懸濁液中に添加した時
には紙料の歩留りが顕著に向上するという新規知見に基
くものである。

即ち本発明によれば、フィロケイ酸塩粘土鉱物であって
、その三層構造の八面体層がマグネシウム金属元素を主
成分とする３−八面体層である水膨潤性−スメクタイト
粘土鉱物から成ることを特徴とする製紙用添加剤が提供
される。

（作　用） 本発明において用いるフィロケイ酸塩粘土鉱物のスメク
タイト粘土鉱物は、２つの５ｉｎ４四面体層の間に八面
体層が形成された基本三層構造を有しているという点で
は、ペンナイトと軌を−にしているが、該八面体層がマ
グネシウム金属元素を主成分とする３−八面体層となっ
ている点でベントナイトと顕著に相違している。

即ちベントナイトはナトリウムモンモリロナイトを主成
分とするアルカリ性の粘土鉱物であり、２つの５ｉｎ４
の四面体層の間には、Ａ１０６２−八面体層が形成され
ているものである。

さらに、ベントナイトは天然産であれ、その誘導品であ
る活性ベントナイトであれ、いずれもＦｅ、　Ｍｎ等の
着色不純物が多く含まれており、白色度において不満足
なものである。

一方、本発明で用いる合成スメクタイト粘土鉱物は、Ｆ
ｅ、　Ｍｎ等の着色成分の含有量が極めて少ないため、
白色度に優れており、紙料中に配合する製紙用添加剤と
して極めて有効なものであることに鑑み、本発明におけ
るこの該粘土鉱物は上述した基本三層構造に関連して、
三層構造結晶の表面荷電が、四面体層の陰荷電のみなら
ず八面体層の陽荷電をも合わせ持つため、結晶同士が結
晶面と結晶端とで電気的に結合する性質を持っている、
と考えられる。このように結晶同士が連なりあった構造
をカード・ハウス構造といい、粘土鉱物の持つ性質とし
てよく知られた事柄である。

従って、スラリ中の陰または陽電荷を持つパルプ繊維や
填料に対しても同様に、該粘土鉱物が紙料と電気的に結
合して、紙のネットワーク構造を形成することは容易に
了解されるところである。

また該粘土鉱物の水分散液は、コロイダル−シリカ同様
、透明もしくは半透明で数十Å以下の微粒子分散液であ
ることからその分散液中の該粘土の基本三層構造が非積
層（デラミネート）状態であるのに対し、天然産及び活
性ベントナイトは水中でデラミネートし難く、その分散
液中のベントナイトは不透明懸濁状態であり１０００Å
以上の粒子として存在している。この相違は、自然界で
充分に熟成されて生成したベントナイトに比べて、該粘
土鉱物は、後述する結晶子サイズから明らかなように結
晶成長度が低く、微結晶から成り立っているためと考え
られる。

さらに本発明による該粘土鉱物を、粒子形状が球状で、
その表面電荷が陰電荷のみに帯電しているコロイダルシ
リカと比較すると、該粘土鉱物の結晶形状が二次元的平
板状であることから、スラリー中の紙料を捕捉しやすく
、しかも前述した如くその表面電荷が陰・陽両極に帯電
する特徴を持っている。

以上から本発明による該粘土鉱物は、前述した従来の製
紙用添加剤に比べて、粒子形状、電気特性及び水分散性
の観点から、スラリー中のバルブ繊維や填料に対して、
より大きな凝集作用を呈し、より強固な紙のネットワー
ク構造を形成し歩留り向上効果が著しく増大すると共に
紙力も増強するものと考えられる。

（発明の好適態様） スメクタイト粘土鉱物 本発明の製紙用添加剤において、用いるスメクタイト粘
土鉱物としては、前述したマグネシウム金属元素を主成
分とする３−八面体層が形成されている限りにおいて、
それ自体公知のもの例えばスチブンサイト、ヘクトライ
ト、サポナイトを使用することができ、これらは単独で
も或いは２種以上の組み合わせてもよい。

これらのスメクタイト粘土鉱物は、後述するコロイド滴
定法で測定したカチオン要求量が一般に１０ミリ当量７
１００ｇ以上の値を有しており、製紙用添加剤としては
、このカチオン要求量が２０ミリ当量／１００ｇ以上の
範囲にあるものがよい。

本発明において用いるスメクタイト粘土鉱物は、既に述
べた通り、白色度に優れ、その比表面積が１５０ｍ２／
ｇ以上、特に３５０　ｍ２／ｇ以上である合成スチブン
サイト、合成へクトライト及び合成サポナイトが有利に
使用され、中でも合成スチブンサイトが好適である。

（ａ）合成スチブンサイト； 本発明において有利に使用される合成スチブンサイトは
、金属成分が実質上マグネシウム、ナトリウム及びケイ
素の３成分のみから成るスチブンサイト型フィロケイ酸
マグネシウムであって、下記式、 Ｍｇ、ｌＮａ、５ｔ４０＋ｏ（ＯＨ）２・Ｎａｇ　””
”・・・・”　（１）式中、Ｘとｙはｘ＋ｙ＜３という
条件下でＸは２以上の数であり、ｙは０乃至０．１の数
であり、Ｚは０より大で１．０までの数である、で表わ
される化学組成を有する。

一般にスチブンサイトは、下記式、 （Ｍｇ２．　ａａＭｎｏ、　ｏＪｅｏ、　０２）　Ｓｉ
Ｊ＋ｏ　（ＯＨ）　２°（Ｃａ・Ｍｇ）ｏ、　ｏ７・・
・・・・・・・（２） で表わされる化学組成を有する粘土鉱物であり、この鉱
物はフィロケイ酸マグネシウム（Ｍｇ３Ｓｉ４０□。

（ＯＨ）ｚ）のマグネシウム成分の一部が他の金属で置
換されると共に、他の一部が空位となった化合物である
。

この　（２）式で示される通り、天然に産出するスチブ
ンサイトは鉄、マンガン等の着色成分を有しているため
、白色度において紙質に悪影響を及ぼす場合があるが、
前記（１）式の合成スチブンサイトは、この様な着色成
分を全く含有しておらず、ハンター白色度が８０％以上
、特に９０％以上の白色粉末であり、製紙用添加剤とし
て極めて有用である。

また前記合成スチブンサイトは、スメクタイト系に属す
るケイ酸マグネシウムの水和物であるという点ではへク
トライト及びサポナイトと軌を一ニジているが、八面体
層内のアルカリ金属成分がＮａであるのに対し、ヘクト
ライトでは八面体層内のアルカリ金属成分がＬｉであり
、またサポナイトではその成分が皆無である点において
三者は明らかに異なっている。

更に前記合成スチブンサイトでは、層内のＭｇとＮａと
の合計原子数（ｘ＋ｙ）が３よりも小さいのに対し、ヘ
クトライトでは、八面体層内のＭｇとＬｉとの合計原子
数（ｘ＋ｙ）が３となっている点においても両者は異な
る。

前記−数式（１）の合成スチブンサイトにおいて、層内
のＭｇとＮａとの合計原子数（ｘ＋ｙ）が３より小さい
という事実は、ＭｇＯ，八面体層におけるＭｇ原子の一
部がＮａで置換されると共に、残りの一部が空位となっ
ていることを物語っている。更には、Ｍｇ原子の他の一
部が水素原子で置換されてぃることも有り得る。Ｍｇ原
子の一部がＮａで置換されていることおよびＭｇ原子の
残りの一部が空位となっていることによる電荷の不足を
補う形で、５ｉｎ４四面体層−Ｍｇ　（Ｎａ）　ｏｓ八
面体層−５ｉｎ４四面体層から成る基本層構造の積層層
間には、Ｎａイオンが存在している。

この合成スチブンサイトに水を混合すると、基本層（板
状体）同士の層間に水が入り、膨潤するが、やがては基
本層がバラバラなコロイド状に分散し、流動状態（状態
Ｉ）となる。これ（状態■）を静置すると、基本層同士
の吸引反発により、即ち、三層構造結晶の表面荷電が、
四面体層の陰荷電のみならず、八面体層の陽荷電をも合
わせ持つため、結晶同士が結晶面と結晶端とで電気的に
結合する性質を持っている、と考えられる。

この様に結晶同士が連なり、いわゆるカード・ハウス構
造が形成される。しかも前述した如く結晶粒子が微細で
結晶が二次元平板状であることから粒子特性としても、
また形状的にもカード・ハウス構造を形成し易いものと
理解される。

従ってこの合成スチブンサイトを製紙用添加剤として抄
紙系に配合した場合、繊維や填料が陰または陽電荷を持
つ場合にも同様に、この合成スチブンサイトが紙料と電
気的に結合することは容易に類推される結果として、紙
料中の繊維や填料が抄紙時に有効に捕捉され、この結果
として歩留りが顕著に向上するものと思われる。

また同様にして、これを白水中に添加混合すれば、上記
と同様にして繊維や填料が有効に捕捉されるので、白水
の浄化並びに紙料等の回収が有利に行なわれる。またこ
の合成スチブンサイトは、微細な層状化合物の特性とし
て大きな比表面積を有しており、ＢＥＴ比表面積は一般
に１５０乃至５００　ｍ２／ｇ、特に３５０乃至４５０
　ｍ２７Ｈの範囲にあり、この特性により少量であって
も繊維、填料に対する捕捉能が大きく、大きな歩留り向
上効果が達成される。

更にこの合成スチブンサイトは、後述するＸ−線回折法
で求めて、ｂ軸方向に５０乃至３００人、特に１００乃
至２００人の結晶子サイズを有しており、結晶子サイズ
がこの様に小さいことが、微細で多数のカードハウス構
造を形成する理由と考えられる。

更にこの合成スチブンサイトは、Ｍｇ原子の一部が空位
となっていること及び粒子表面にＯＨ基が形成されてい
ることに関連して、コロイド滴定法で測定したカチオン
要求量が２０ミリ当量／１００　ｇ以上の範囲にある。

従って、この様なカチオン要求量に相当する電気的吸引
力が繊維や填料に作用し、これによっても紙料に対する
捕捉効果が大となり、これらの歩留り向上及び紙力増強
等の効果が増大すると考えられる。

上記合成スチブンサイトは塩基性炭酸マグネシウムと、
ケイ酸ナトリウムまたは非晶質シリカおよび水酸化ナト
リウムの組み合わせたものとを混合させた水性混合物を
、水熱処理に賦することにより得られる。

塩基性炭酸マグネシウムとしては、ハイドロマグネサイ
トを使用することが特に望ましく、このハイドロマグネ
サイトは下記式 ％式％（３） で示される化学組成と、ＡＳＴＭ　５２−５１３に帰属
されるＸ線回折像とを有する。

ＳｉおよびＮａ成分原料としては、ケイ酸ナトリウム水
溶液が有利に使用されるが、非晶質シリカと水酸化ナト
リウムとの組み合わせや非晶質シリカとケイ酸ナトリウ
ムの組み合わせを使用することもできる。ケイ酸ナトリ
ウムとしては次の式％式％（４） 式中、ｎは１乃至５の数、特に２．０乃至３．５の数で
ある。

で表わされるケイ酸ナトリウムが使用される。また、非
晶質シリカとしては、シリカのヒドロシル、ヒドロゲル
、キセロゲルや、湿式法非晶貿シリカあるいは気相法非
晶質シリカ等か好適に使用される。

塩基性炭酸マグネシウムと、ケイ酸ナトリウムまたは非
晶質シリカおよび水酸化ナトリウムとの使用割合は、マ
グネシウム分とケイ酸分とが実質上Ｍｇ：Ｓｉの原子比
で３ニア乃至５：５で用いるのがよく、またナトリウム
分は化学量論酌量以上に用いるのがよい。ケイ酸ナトリ
ウムを使用するときは、格別の水酸化ナトリウムを添加
しなくともナトリウム成分が系内に過剰に存在すること
になる。

水熱反応に先立って、用いる原料を可及的に均一に混合
させて、均質化した水性スラリーを形成させることが、
収率および純度向上の見地から望ましい。この均質混合
は、強剪断攪拌下に行なうのがよく、この目的に、高速
剪断ミキサー、ボールミル、サンドミル、コロイドミル
、超音波照射等を用いることができる。

また、水性混合物中の固形分温度は、一般に１乃至３０
重量％、特に５乃至１５重量％の範囲にあることが望ま
しい。

この混合物をオートクレーブに仕込み、水熱処理を行な
う。水熱処理条件は、従来法に比べて、比較的温和な条
件であってよく、例えば一般に１００乃至３００℃、特
に１５０乃至２００℃の温度で、０乃至１００　ｋｇ／
ｃｍ２（ゲージ）、特に６乃至４０　ｋｇ／ｃｍ２（ゲ
ージ）の圧力下に行なうのがよい。反応時間は、一般に
０．５乃至２０時間のオーダで充分である。反応により
得られた合成スチブンサイトは、母液から固−液分離し
、水洗し、乾燥して製品とする。

この合成スチブンサイトをエチレングリコール処理した
状態でのＸ−線回折像を第１図に示す。

このＸ−線回折像から明らかな通り、面間隔１６乃至２
６人にスメクタイトに特有のＸ線回折ピークが認められ
る。

（ｂ）合成へクトライト； 本発明においては、また合成へクトライトも有効に使用
できる。

かかる合成へクトライトとしては、例えば特開昭６１−
２７５１２６号公報に開示されているものがよい。

即ちこの合成へクトライトは、同公報に開示されている
通り、フッ素含有アルカリ金属置換フィロケイ酸塩であ
って、その三層構造の八面体層がマグネシウム金属元素
を主成分として、その一部がリチウムで置換された３−
八面体型水膨潤性−スメクタイト粘土鉱物であり、その
四面体層のケイ酸分の一部がアルミナ分で置換され、積
層不整指数（Ｉｓ）が２．７以上である積層不規則構造
を有し、前記合成へクトライトと同様に水膨潤性に優れ
、更にカチオン要求量が２０ミリ当量／１００ｇ以上を
有しており、これらの特性により同様に優れた歩留り向
上効果が発揮される。

更に合成により得られたものであることに関連して、着
色成分が殆んどなく、ハンター白色度が８０％以上、特
に９０％以上あり、ｂ軸方向に２００Å以下の結晶子サ
イズを有し、ＢＥＴ比表面積も２００乃至１０００ｍ２
７Ｈの範囲にあることから、合成スチブンサイトと同様
に微細なカード・ハウス構造を形成され易い理由から、
抄紙時の歩留り向上剤及び白水の処理剤等の製紙用添加
剤として極めて有効である。かかる合成へクトライトは
、例えば前記特許公開公報や特開昭６２−５９５１８号
公報に開示された方法によって製造される。

（Ｃ）合成サポナイト； 本発明においては、更に合成サポナイトも有効に使用で
きる。

本発明に有効に使用される合成サポナイトは、金属成分
が実質上マグネシウム、アルミニウム、ケイ素及びナト
リウム成分から成る下記式、ａＮａ２０　（６ＭｇＯ）
　［ｂＳｉ０２ｃＡｌｚＯ３１ｎＨ２０ｍ　ｍ　ｍ　＋
＋　（５）式中のａ、ｂ、ｃ、及びｎの値は、０〈ａ〈
２．６＜ｂ＜８、ｃ　＝　（ｔｉ−８）／、２　、ｎ≧
２である。

で表わされる化学組成を有する３−八面体を水膨潤性−
スメクタイト粘土鉱物であり、該八面体層が前記合成ス
チブンサイトと同じくリチウムを含まないが、四面体層
のケイ酸分の一部がアルミナ分で同型置換されている点
で合成スチブンサイトとは異なる。

かかる合成サポナイトも、水膨潤性に優れ、また緻密な
ゲル形成性を有しており、しかも同様にコロイド滴定法
で測定したカチオン要求量が２０ミリ当量／１００ｇ以
上を有することから、これらの特性により合成スチブン
サイト及び合成ヘクトライトと同様に優れた歩留り向上
効果が発揮される。

更に合成により得られたものであることに関連して、着
色成分が殆んどなく、ハンター白色度が８０％以上、特
に９０％以上あり、ｂ軸方向に２００Å以下の結晶子サ
イズを有し、ＢＥＴ比表面積も２００乃至１０００ｍ２
／ｇの範囲にあることから、合成スチブンサイト及び合
成ヘクトライトと同様に微細なカード・ハウス構造を形
成され易い理由から、抄紙時の歩留り向上剤及び白水の
処理剤等の製紙用添加剤として極めて有効である。

上記合成サポナイトは塩基性炭酸マグネシウムと、ケイ
酸ナトリウム及びアルミン酸ナトリウムから成る均質混
合物を前記の合成スチブンサイトと同様の条件で水熱処
理に賦することによって得られる。

皿−途 上述した合成スメクタイト粘土鉱物から成る本発明の製
紙用添加剤は、歩留り向上剤として極めて有用であり、
例えばセルロース系繊維から成る紙料の水性懸濁液中に
添加することにより、当該紙料及びこれと組み合わせて
使用される填材の歩留りが顕著に向上する。

本発明のこの添加剤は、歩留り向上剤として使用する場
合には、前記懸濁液の固形分１００重量部当り０．０１
重量部以上、特に０．１乃至１５重量部の割合で使用す
るのがよい。

またこの場合、カチオン性デンプン、カチオン性ポリア
クリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリメタアクリル
酸エステル等のそれ自体公知のカチオン性有機ポリマー
と組み合わせることによって紙料等の歩留りが更に向上
する。

本発明の添加剤と上記カチオン性ポリマーとの配合割合
は、重量基準で１０：０乃至１：９、特に１０：０乃至
３ニアの割合とするのがよい。

更に本発明の製紙用添加剤は、前述したカチオン性有機
ポリマーとの組み合わせで、白水中に添加混合すること
により、白水中に混入する繊維並びに填料等の回収を容
易に行なうことが可能となり、また白水の清浄化も有効
に行なうことが可能となる。

（発明の効果） 本発明によって、結晶粒子が微細で、ＢＥＴ比表面積が
１５０ｍ２／ｇ以上を有し、しかもコロイド滴定法で得
られるカチオン要求量が２０ミリ当量／１００ｇ以上で
あり、特に抄紙時の歩留り向上剤として有用な３−八面
体層型の合成スメクタイト粘土鉱物から成る製紙用添加
剤を提供することが出来た。

（実施例） 実施例１ 市販塩基性炭酸マグネシウム（神品化学（株）社製）　
１４．５ｇ　（マグネシア分６ｇ）を約１５０ｍＪ２の
水に入れ、３号珪酸ナトリウム５４　ｇ　’（シリカ分
１２ｇ）を加えて攪拌し、分散スラリーを調合する。

この分散スラリーを、内容積１にのオートクレーブに入
れる。攪拌しながら１７０℃で５時間水熱処理をする。

途中発生する気体を時々排気する。反応終了後、放冷し
てから、内容物を取り出し、濾過、乾燥し、４６ｇの生
成物を得た。このものは、Ｘ線回折および化学分析から
スチブンサイトであることがわかった。

この生成物をサンプルミルで粉砕して得られた合成スチ
ブンサイト粉末の白色度は、８０％であフた。カチオン
要求量は３５ミリ当量／１００ｇで、ＢＥＴ比表面積４
６８　ｍ２／ｇであり、ｂ軸方向結晶子サイズは、１４
０人であった。

なお本発明で用いた試験方法を下記に示す。

１、抄紙方法 叩解済パルプ（Ｌ−ＢＫ、Ｐ）の１％水性スラリー１２
０ｇに、重質炭酸カルシウム（借上粉化工業（株）社製
ソフトン１２００）　０．３６　ｇ　（Ｃａ分：　１４
４ｍｇ）を添加して混合したのち、第１〜４表記載のア
ニオン性添加剤および場合に拠ってはカチオン性添加剤
を加えて全量を１０λとし、充分混合、分散させる。Ｔ
ＡＰＰＩスタンダードマシンで常法に従い抄紙する。

２、填料歩留り 抄紙時の白水を一部採取し、このうち３０ｎ＋４！の試
料液についてＪＩＳに０１０２の５０．２項に従ってカ
ルシウム量（Ｃａ）を測定する。

填料歩留りは下記式により算出される。

３、カチオン要求量 試料２００ｍｇをイオン交換水を用い家庭用ミキサー又
は超音波分散器にて処理し、１時間以上湿潤・膨潤した
のち更にイオン交換水を加えて、３５０ｍＡに稀釈した
ものを供試料とし、トルイジンブルー溶液を指示薬とし
Ｎ／２００メチルグリコールキトサン溶液で滴定を行な
うコロイド滴定法により滴定し次式よりカチオン要求量
を求めた。

Ｃ−Ｄ＝２．５ｘｆｘｔ サンの滴定量［ｍＪＺ］ ４、結晶子サイズ 粉末試料の結晶子サイズは、゛°実験化学講座４″゛第
２３８頁（１９５６年）丸善（株）発行に記載されてい
るＸ線回折法に拠って面端数［ｏ６］の回折ピークを測
定し、ｂ軸方向での結晶子サイズをλ単位で求めた。

つぎに、アニオン性添加剤として合成スチブンサイトを
用い、カチオン性添加剤は用いずに抄紙した。

実施例２，３ アニオン性添加剤としして合成スチブンサイトを用い、
その添加量を第１表のように変えた他は実施例１と同様
に行なった。

実施例４ 市販塩基性炭酸マグネシウム（神品化学製）２６．０ｇ
　（マグネシア分：　ｌｏ、９ｇ　）を約１５０ｍｆｌ
の水に入れ、家庭用ミキサーで高ぜん断攪拌してスラリ
ーを得た。

一方、水酸化リチウム１永和物１．３　ｇを２５０ｍＪ
２の水に溶解し、４９％の水酸化ナトリウムを加えた。

この溶液とシリカヒドロゲル５４６ｇ（シリカ分：２４
ｇ）をマグネシウム分散スラリーに加えて充分攪拌して
から、内容積１１のオートクレーブに入れた。攪拌しな
がら１７５℃で３時間水熱処理をした。途中発生した気
体を時々排気した。反応終了後、放冷してから、内容物
を取り出し、濾過、乾燥し、３９ｇの生成物を得た。

このものは、Ｘ線回折および化学分析からヘクトライト
であることがわかった。

この生成物をサンプルミルで粉砕して得られた合成へク
トライト粉末の白色度は、８２％であった。カチオン要
求量は４６ミリ当量／１００ｇで、ＢＥＴ比表面積４２
２　ｍ”／ｇであり、ｂ軸方向結晶子サイズは、１５２
人であった。

つぎに、アニオン性添加剤として合成へクトライトを用
い、カチオン性添加剤は用いずに抄紙した。

実施例５ ３号珪酸ナトリウム１４８ｇ（シリカ分：　３３．Ｏｇ
）を秤り取った。そのうち、約１４２ｇを水に希釈して
２５０ｍｊ！とじ氷で冷却した。これをＡ液とする。ア
ルミン酸ナトリウム３１ｇ（アルミナ分：ｚ、ｓｇ）を
水で希釈して２５０ｍｊ２とし、氷で冷却した。これを
Ｂ液とする。Ａ液を冷却しながら充分攪拌しているとこ
ろへＢ液をゆっくり注下した。得られた液は透明な均一
溶液であった。

一方、市販塩基性炭酸マグネシウム（神品化学工業（株
）社製）４８ｇ　（マグネシア分１９．８ｇ　）を約２
００ｍＡの水に入れ、攪拌してスラリー化した。そこへ
残りの３号珪酸ナトリウム約６ｇを加えて充分攪拌した
。均一溶液を攪拌下、スラリーを注下して分散スラリー
を得た。

この分散スラリーを、内容積１ｆＬのオートクレーブに
入れた。攪拌しながら１７０℃で５時間水熱処理をした
。途中発生した気体を時々排気した。反応終了後、放冷
してから、内容物を取り出し、濾過、乾燥し、７／ｇの
生成物を得た。このものは、Ｘ線回折および化学分析よ
りサポナイトであることがわかった。

この生成物をサンプルミルで粉砕して得られた合成サポ
ナイト粉末の白色度は、９０％であった。カチオン要求
量は４８ミリ当量／１００ｇで、ＢＥＴ比表面積３６３
　ｍ２／ｇであり、ｂ軸方向結晶子サイズは、１４５人
であった。

つぎに、アニオン性添加剤として合成サポナイトを用い
、カチオン性添加剤は用いずに抄紙した。

比較例１ アニオン性添加剤として、合成スメクタイトの代わりに
、天然産スメクタイト（クニミネ工業（株）社製クニボ
ンド）を用いた他は実施例１と同様にして抄紙した。な
お、クニボンドのカチオン要求量は１４ミリ当量／１０
０ｇであった。

実施例６〜８ アニオン性添加剤として合成スチブンサイトをバルブに
対して０．５％、カチオン性添加剤としてポリメタアク
リル酸エステル、ポリアクリルアミド、およびカチオン
化デンプンを第２表記載の添加比率で用いて抄紙した。

実施例９．１０ アニオン性添加剤として、合成スチブンサイトとコロイ
ダルシリカ（８産化学工業（株）社製スノーテックスＳ
）を第３表記載の添加比率で、カチオン性添加剤として
ポリアクリルアミドをバルブに対して０．５％用いて、
添加方法を検討した。

１段添加法は、バルブと填料の混合液に、アニオン性添
加剤を加えてからカチオン性添加剤を加えた方法であり
、２段添加法は１／３のアニオン性添加剤を加え、カチ
オン性添加剤を加えてから残り２／３のアニオン性添加
剤を加えた方法である。

なお、スノーテックスＳのカチオン要求量は１６ミリ当
量／１００ｇであった。

第１表 添加剤を共に用いることにより、填料歩留りをさらに向
上させることが出来た。

実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 比較例１ スチブンサイト スチブンサイト スチブンサイト ヘクトライト サポナイト クニボンド 第１表より、合成スメクタイトは天然スメクタイトに比
べて、填料歩留りの良いことがわがつた。

第２表 実施例６　　ポリメタアクリル酸エステル　　０．５実
施例７　　ポリアクリルアミド　　　　　　　０，５実
施例８　　カチオン化デンプン　　　　　　０．５第　
　３　　表 実施イ列９　　スチブンサイト　　　１　　段　　　　
０．３　　　　　　　８１実施例１０　　スチブンサ朴
　２段　　０．３　　　　８３比較例２　　コロイダル
シリカ　　２段　　　　０．３　　　　　　　７　８比
較例３　　コロイダルシリカ　　１　段　　　　０．３
　　　　　　　６　２第３表より、コロイダルシリカは
２段に分けて添加することにより、填料歩留りを良くす
ることが出来たが、合成スメクタイトは２段に分けて添
加した場合はもちろん、１段添加という筒車な操作でさ
え、高い填料歩留り効果を示すことがわかった。

第２表より、 合成スメクタイトは、 カチオン性 手 小売 ネ巾 正 １１を （自発） 平成 １年 １月１１日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィロケイ酸塩粘土鉱物であって、その三層構造
   の八面体層がマグネシウム金属元素を主成分と、する３
   −八面体層である水膨潤性−スメクタイト粘土鉱物から
   成ることを特徴とする製紙用添加剤。
2. （２）スメクタイト粘土鉱物が合成スチブンサイト、ヘ
   クトライト及びサポナイトの少なくとも一種以上から成
   る請求項（１）記載の製紙用添加剤。
3. （３）Ｘ−線回折法で求めて、ｂ軸方向に２００Å以下
   の結晶子サイズを有し且つＢＥＴ比表面積が１５０ｍ＾
   ２／ｇ以上のスメクタイト粘土鉱物から成る請求項（１
   ）記載の製紙用添加剤。
4. （４）コロイド滴定法で測定したカチオン要求量が２０
   ミリ当量／１００ｇ以上の範囲にある請求項（１）記載
   の製紙用添加剤。
5. （５）前記合成スメクタイト粘土鉱物とカチオン性有機
   ポリマーとから成る請求項（１）記載の製紙用添加剤。
6. （６）抄紙時において紙料の水性懸濁液中に添加される
   歩留り向上剤である請求項（１）乃至請求項（５）記載
   の製紙用添加剤。