JPH0778147B2 - 炭酸塩を含有する製紙用無機充填材・顔料 - Google Patents
炭酸塩を含有する製紙用無機充填材・顔料Info
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- JPH0778147B2 JPH0778147B2 JP4228410A JP22841092A JPH0778147B2 JP H0778147 B2 JPH0778147 B2 JP H0778147B2 JP 4228410 A JP4228410 A JP 4228410A JP 22841092 A JP22841092 A JP 22841092A JP H0778147 B2 JPH0778147 B2 JP H0778147B2
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- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
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- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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- Color Printing (AREA)
Description
【０００１】本発明は、炭酸塩を含有する無機充填材、
顔料、その他の類似材料に関する。
顔料、その他の類似材料に関する。
【０００２】従来製紙工業においては、種々の製品が紙
の充填材、とくにパルプ紙の充填材として、また塗被顔
料として使用されている。この理由は、適用するタイプ
に応じて種々の異なる目的があるためである。
の充填材、とくにパルプ紙の充填材として、また塗被顔
料として使用されている。この理由は、適用するタイプ
に応じて種々の異なる目的があるためである。
【０００３】紙の製造では無機充填材が大量に使用され
る。その働きは主として紙の不透明度を増すことである
が、輝度（brightness）のレベルを上げることもある。
比較的安価な無機充填材には、陶土、重質または沈降炭
酸カルシウム、硫酸カルシウム等がある。これらはセル
ロース繊維よりも安く、紙の原料コストを下げる。
る。その働きは主として紙の不透明度を増すことである
が、輝度（brightness）のレベルを上げることもある。
比較的安価な無機充填材には、陶土、重質または沈降炭
酸カルシウム、硫酸カルシウム等がある。これらはセル
ロース繊維よりも安く、紙の原料コストを下げる。
【０００４】二酸化チタンのような他の充填材はもっと
高価であり、紙の不透明度を高くするのに使用される。
無機充填材は、光学的性質に加えて紙の重量、容積、多
孔度、機械的性質、とくに引き裂き強度、表面の平滑度
および印刷特性などの紙の他の多くの性質に影響を与え
る。紙の種類および要求される性質により使用する無機
充填材の量は一般に５〜２５重量％の範囲で変動する。
高価であり、紙の不透明度を高くするのに使用される。
無機充填材は、光学的性質に加えて紙の重量、容積、多
孔度、機械的性質、とくに引き裂き強度、表面の平滑度
および印刷特性などの紙の他の多くの性質に影響を与え
る。紙の種類および要求される性質により使用する無機
充填材の量は一般に５〜２５重量％の範囲で変動する。
【０００５】過去１０年間、酸性紙とは対照的にアルカ
リおよび中性紙に対する絶えざる強い要望があり、樹脂
および硫酸アルミニウムがｐＨ４〜５で使用されてい
る。ｐＨ７〜８でのアルカリ製法による利点の一つは、
紙の機械的性質が改良され、これにより充填材の使用量
の増加が理論的に容易になる。
リおよび中性紙に対する絶えざる強い要望があり、樹脂
および硫酸アルミニウムがｐＨ４〜５で使用されてい
る。ｐＨ７〜８でのアルカリ製法による利点の一つは、
紙の機械的性質が改良され、これにより充填材の使用量
の増加が理論的に容易になる。
【０００６】アルカリ製法の他の利点は、充填材として
炭酸カルシウムの使用を可能にすることであるが、これ
は通常の条件では７未満のｐＨ値では不可能である。
“ペーパーメーカーズ コンファランス（Papermakers
Conference(1991)）”の３２１〜３３０頁では、ｐＨ
５．０〜７．０で使用できる“砕木パルプ紙用ＰＣＣ充
填材（PCC fillers for groundwood papers ”について
言及している。陶土は酸性紙に最も広く使用される充填
材であるが、アルカリ紙では炭酸カルシウムが好まれ
る。その主たる理由は陶土と比べて輝度が高いからであ
る。
炭酸カルシウムの使用を可能にすることであるが、これ
は通常の条件では７未満のｐＨ値では不可能である。
“ペーパーメーカーズ コンファランス（Papermakers
Conference(1991)）”の３２１〜３３０頁では、ｐＨ
５．０〜７．０で使用できる“砕木パルプ紙用ＰＣＣ充
填材（PCC fillers for groundwood papers ”について
言及している。陶土は酸性紙に最も広く使用される充填
材であるが、アルカリ紙では炭酸カルシウムが好まれ
る。その主たる理由は陶土と比べて輝度が高いからであ
る。
【０００７】紙の充填材として満たすべき理想的な条件
は次のとおりである。 −光沢：９５＋エルレオ タッピ フィルタ（Elrepho
Tappi filter）、 −コスト：繊維よりも安いこと、 −不透明度が高いこと、 −機械的性質に対する影響が最小であること、 −高い充填比率、例えば２５％以上が得られること、 −製紙機械の篩につき磨滅が生じないこと、 −排水性が良いこと、 −大量生産可能なこと。 現在、上記の要求をすべて同時に満たす無機充填材はな
い。
は次のとおりである。 −光沢：９５＋エルレオ タッピ フィルタ（Elrepho
Tappi filter）、 −コスト：繊維よりも安いこと、 −不透明度が高いこと、 −機械的性質に対する影響が最小であること、 −高い充填比率、例えば２５％以上が得られること、 −製紙機械の篩につき磨滅が生じないこと、 −排水性が良いこと、 −大量生産可能なこと。 現在、上記の要求をすべて同時に満たす無機充填材はな
い。
【０００８】陶土またはいわゆる充填剤クレーは安価で
あるが、輝度が低く、８２〜８５の範囲にある。この値
は、再生紙のようなきめの細かい、パルプを含まない、
非塗被紙には不適当である。
あるが、輝度が低く、８２〜８５の範囲にある。この値
は、再生紙のようなきめの細かい、パルプを含まない、
非塗被紙には不適当である。
【０００９】硫酸カルシウムは、水に対する溶解度が非
常に高く、不透明度に乏しいために紙の充填材として少
量使用されるに過ぎない。
常に高く、不透明度に乏しいために紙の充填材として少
量使用されるに過ぎない。
【００１０】炭酸カルシウムは、その輝度が９３〜９６
タッピ（ＴＡＰＰＩ）であるため、最良の充填材であ
る。炭酸カルシウムには主に次の二つのタイプがある。 １．粉砕した方解石石灰石、粉砕した白色大理石や稀に
沈積チョークといった天然産の重質炭酸カルシウムであ
り、とくに後者は輝度が低い。 ２．一般に水酸化カルシウムの炭酸塩化で得られる沈降
炭酸カルシウム。沈降炭酸カルシウム（以下、ＰＣＣと
もいう）の主な利点は、比較的分散係数が高く、不透明
度が良好であることである。これは結晶集合体の粒子形
状に基いており、一般にはアラレ石と方解石のスカレノ
ヘドロンが混じったものである。これらの集合体はいわ
ゆるロゼットの形状を有し、良好な光分散性を示す。
タッピ（ＴＡＰＰＩ）であるため、最良の充填材であ
る。炭酸カルシウムには主に次の二つのタイプがある。 １．粉砕した方解石石灰石、粉砕した白色大理石や稀に
沈積チョークといった天然産の重質炭酸カルシウムであ
り、とくに後者は輝度が低い。 ２．一般に水酸化カルシウムの炭酸塩化で得られる沈降
炭酸カルシウム。沈降炭酸カルシウム（以下、ＰＣＣと
もいう）の主な利点は、比較的分散係数が高く、不透明
度が良好であることである。これは結晶集合体の粒子形
状に基いており、一般にはアラレ石と方解石のスカレノ
ヘドロンが混じったものである。これらの集合体はいわ
ゆるロゼットの形状を有し、良好な光分散性を示す。
【００１１】しかし、この粒子形は、それ自体は便利で
あるが、次のような他の因子に関しては悪影響を及ぼ
す。 −保水性、これは篩上で湿潤紙の排水性を下げる、 −紙の乾燥に多大のエネルギを要する、 −繊維間の結合をゆるめ、機械的性質に悪影響を及ぼ
す、 −容積が大となり、印刷中に紙が薄層に裂ける危険があ
る、 −炭酸カルシウムが残存するため他の製紙用試薬と反応
する、 −気孔率が過大となる。 紙の充填材としての沈降炭酸カルシウムの主な欠点は、
充填比率が制限されることであり、高々１５〜２０％で
ある。
あるが、次のような他の因子に関しては悪影響を及ぼ
す。 −保水性、これは篩上で湿潤紙の排水性を下げる、 −紙の乾燥に多大のエネルギを要する、 −繊維間の結合をゆるめ、機械的性質に悪影響を及ぼ
す、 −容積が大となり、印刷中に紙が薄層に裂ける危険があ
る、 −炭酸カルシウムが残存するため他の製紙用試薬と反応
する、 −気孔率が過大となる。 紙の充填材としての沈降炭酸カルシウムの主な欠点は、
充填比率が制限されることであり、高々１５〜２０％で
ある。
【００１２】パルプ紙（セルロース繊維）の価格が炭酸
カルシウム（天然の重質炭酸カルシウムまたはＰＣＣ）
のそれの３〜４倍である点からみると、充填比率が紙の
全体のコストに対して重要な意味をもつことは明らかで
ある。紙の充填材の量が増えると、如何に少量であって
も、製紙の際に多大な出費を抑えることになる。従っ
て、高い輝度、不透明度および充填比率を併せもつ充填
材を得られるようにすることは極めて興味深いことであ
る。
カルシウム（天然の重質炭酸カルシウムまたはＰＣＣ）
のそれの３〜４倍である点からみると、充填比率が紙の
全体のコストに対して重要な意味をもつことは明らかで
ある。紙の充填材の量が増えると、如何に少量であって
も、製紙の際に多大な出費を抑えることになる。従っ
て、高い輝度、不透明度および充填比率を併せもつ充填
材を得られるようにすることは極めて興味深いことであ
る。
【００１３】しかし、他方では、紙の充填材として望ま
しい性質、たとえば高い分散係数（不透明度）を有して
も、これを塗被顔料とするのは不利であることを考慮し
なければならない。
しい性質、たとえば高い分散係数（不透明度）を有して
も、これを塗被顔料とするのは不利であることを考慮し
なければならない。
【００１４】紙の塗被には、非常に細かく決められた光
学的およびレオロジー的性質をもつ顔料が要求される。
湿式製法による陶土および湿式粉砕した天然の炭酸カル
シウムはこの目的に適った性質を有するため最も広く使
用されており、その価格も比較的低く、大量に得られ
る。
学的およびレオロジー的性質をもつ顔料が要求される。
湿式製法による陶土および湿式粉砕した天然の炭酸カル
シウムはこの目的に適った性質を有するため最も広く使
用されており、その価格も比較的低く、大量に得られ
る。
【００１５】紙の塗被には特殊な性質を得るために他の
顔料も使用されるが、コストが高くあるいはその性質が
技術的に制限されるために使用量は少量である。この種
の顔料、たとえば二酸化チタン、焼成粘土、プラスチッ
ク粒などは輝度および不透明度の点から使用されるが、
非常に高価である。
顔料も使用されるが、コストが高くあるいはその性質が
技術的に制限されるために使用量は少量である。この種
の顔料、たとえば二酸化チタン、焼成粘土、プラスチッ
ク粒などは輝度および不透明度の点から使用されるが、
非常に高価である。
【００１６】塗被顔料に要求される重要な基本的性質は
次のとおりである。 −輝度が高く、好ましくは９０ＴＡＰＰＩを越えるこ
と、 −平均粒径が０．５〜２ミクロンで、粒度分布がよいこ
と、 −７または８ミクロンより大かまたは小の粗い粒子がな
いこと、 −媒体（バインダ）を余り要しないこと、 −固体含有量が大でかつ低粘度の塗被材を製造できるこ
と、 −比較的安価であること。
次のとおりである。 −輝度が高く、好ましくは９０ＴＡＰＰＩを越えるこ
と、 −平均粒径が０．５〜２ミクロンで、粒度分布がよいこ
と、 −７または８ミクロンより大かまたは小の粗い粒子がな
いこと、 −媒体（バインダ）を余り要しないこと、 −固体含有量が大でかつ低粘度の塗被材を製造できるこ
と、 −比較的安価であること。
【００１７】湿式粉砕した天然の炭酸カルシウムは広く
使用され、輝度（９３〜９５）がカオリン（８５〜９
０）よりも高いためにカオリンよりもよく使用される。
使用され、輝度（９３〜９５）がカオリン（８５〜９
０）よりも高いためにカオリンよりもよく使用される。
【００１８】製紙に携わる技術者は、与えられた価格で
次のような性質をもつ塗被を行うための顔料を選択す
る。 −最適レベルの輝度 −最適の光沢 −最適の不透明度 −製紙機械に対して高速で機能すること 沈降炭酸カルシウムは塗被用顔料として使用するのに適
した多くの性質を示す。高レベルの輝度を有し、広い粒
度範囲で製造でき、手頃な値段で大量に入手できる。
次のような性質をもつ塗被を行うための顔料を選択す
る。 −最適レベルの輝度 −最適の光沢 −最適の不透明度 −製紙機械に対して高速で機能すること 沈降炭酸カルシウムは塗被用顔料として使用するのに適
した多くの性質を示す。高レベルの輝度を有し、広い粒
度範囲で製造でき、手頃な値段で大量に入手できる。
【００１９】また、一般に認められているように、沈降
炭酸カルシウムは紙の塗被に際してその適用が制限され
る重大な欠点を有する。その主な欠点は次のようなもの
である。 −着色塗被のレオロジーが低く、塗被プラントに対して
なじみにくい、 −媒体の必要量が多く、塗被紙の光学的性質に悪影響を
及ぼす。
炭酸カルシウムは紙の塗被に際してその適用が制限され
る重大な欠点を有する。その主な欠点は次のようなもの
である。 −着色塗被のレオロジーが低く、塗被プラントに対して
なじみにくい、 −媒体の必要量が多く、塗被紙の光学的性質に悪影響を
及ぼす。
【００２０】最も重要な因子は、固体含有率が高く、比
較的低粘度で、とくに膨張または過大なチクソトロピー
を示さない顔料（coating colors）を製造することであ
る。塗被紙のなめらかさ、光沢および印刷性はすべて紙
を高い固体含有率、好ましくは７０％よりも高い含有率
で紙を塗被できるかどうかで大きく左右される。これは
例外的なレオロジー性を有しかつできるだけニュートン
性をもつ塗被顔料によってのみ達成される。
較的低粘度で、とくに膨張または過大なチクソトロピー
を示さない顔料（coating colors）を製造することであ
る。塗被紙のなめらかさ、光沢および印刷性はすべて紙
を高い固体含有率、好ましくは７０％よりも高い含有率
で紙を塗被できるかどうかで大きく左右される。これは
例外的なレオロジー性を有しかつできるだけニュートン
性をもつ塗被顔料によってのみ達成される。
【００２１】塗被顔料のスラリーは一般に固体含量率が
７２％または好ましくは７６％となるように調製され
る。デンプンおよびラテックスを添加することにより、
さらに水を加えて最終の顔料にすることができる。
７２％または好ましくは７６％となるように調製され
る。デンプンおよびラテックスを添加することにより、
さらに水を加えて最終の顔料にすることができる。
【００２２】この種の高い固体濃度は、普通に得られる
沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）では達成不可能である。
ＰＣＣスラリーの固体濃度は一般に５０〜６０％であ
り、これは高濃度固体塗被プロセスには適用できない。
沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）では達成不可能である。
ＰＣＣスラリーの固体濃度は一般に５０〜６０％であ
り、これは高濃度固体塗被プロセスには適用できない。
【００２３】他の利点、たとえば輝度が高く（９５％
＋）、かつ不透明度を高める性質のために、ＰＣＣスラ
リーはときとして塗被組成物に使用され、スラリーの代
りに乾燥顔料として添加される。しかしながら、このよ
うにその適用が制限される。主な問題点は次のとおりで
ある。 −顔料の膨張、これは塗被プラントの運転速度を下げる
必要がある −媒体の必要量が大（デンプン、ラテックス）、これは
コストが増大し、塗被紙の光沢と印刷性に悪影響を及ぼ
す このため、塗被組成物に使用されるＰＣＣの量は塗被顔
料中高々５０％である。
＋）、かつ不透明度を高める性質のために、ＰＣＣスラ
リーはときとして塗被組成物に使用され、スラリーの代
りに乾燥顔料として添加される。しかしながら、このよ
うにその適用が制限される。主な問題点は次のとおりで
ある。 −顔料の膨張、これは塗被プラントの運転速度を下げる
必要がある −媒体の必要量が大（デンプン、ラテックス）、これは
コストが増大し、塗被紙の光沢と印刷性に悪影響を及ぼ
す このため、塗被組成物に使用されるＰＣＣの量は塗被顔
料中高々５０％である。
【００２４】炭酸カルシウム、とくに天然または沈降炭
酸カルシウムを紙の充填材および塗被顔料として使用す
ることは既に次の文献で知られている。 これらの特許に記載された製品は、一方では紙の充填材
として適し、他方では紙の塗被に適しているが、何れの
タイプにも適した特性を有するものはない。
酸カルシウムを紙の充填材および塗被顔料として使用す
ることは既に次の文献で知られている。 これらの特許に記載された製品は、一方では紙の充填材
として適し、他方では紙の塗被に適しているが、何れの
タイプにも適した特性を有するものはない。
【００２５】“超微粒石灰石とスカレノヒドロン沈降炭
酸カルシウムのブレンド品をアルカリ性紙の充填材とし
て使用する利点（The Advantages of Blending Ultrafi
ne Ground Limestone and Scalenohedral Precipitated
Calcium Carbonate as Filler for Alkaline Paper
s）”において、Ｍ．Ｄ．ストラッツら（M.D. Strutz,
P.A. Duncan and J.C. Pflieger）は両製品の利点を活
用した実験について述べている。
酸カルシウムのブレンド品をアルカリ性紙の充填材とし
て使用する利点（The Advantages of Blending Ultrafi
ne Ground Limestone and Scalenohedral Precipitated
Calcium Carbonate as Filler for Alkaline Paper
s）”において、Ｍ．Ｄ．ストラッツら（M.D. Strutz,
P.A. Duncan and J.C. Pflieger）は両製品の利点を活
用した実験について述べている。
【００２６】ノルデック パルプ アンド ペーパー
リサーチ ジャーナル（Nordic Pulp and Paper Resear
ch Journal No.2, 1989 ）において、ロバート.A.Gill
は、“合成沈降炭酸カルシウムおよび他の炭酸カルシウ
ム充填材の紙質に対する挙動（the behavior of on-sit
e synthesized precipitated calcium carbonates and
other calcium carbonates fillers on paper properti
es）”について報告している。
リサーチ ジャーナル（Nordic Pulp and Paper Resear
ch Journal No.2, 1989 ）において、ロバート.A.Gill
は、“合成沈降炭酸カルシウムおよび他の炭酸カルシウ
ム充填材の紙質に対する挙動（the behavior of on-sit
e synthesized precipitated calcium carbonates and
other calcium carbonates fillers on paper properti
es）”について報告している。
【００２７】最近、ジョセフら（Joseph Ishley and Ed
ward J. Osterhuber）は高光沢紙のための新しい沈降炭
酸カルシウム顔料（a new precipitated calcium carbo
natepigment for coated high-gloss papers）について
記載している（Coating Conference-Boston, May 1990
）。“ペーパーメーカーズ コンファランス（Paperma
kers Conference(1991)）”の２９３〜２９８頁には、
その形態が二酸化チタンに類似した、言い換えればスカ
レノヘドロンではなく斜方六面体の沈降炭酸カルシウム
について記載されている。
ward J. Osterhuber）は高光沢紙のための新しい沈降炭
酸カルシウム顔料（a new precipitated calcium carbo
natepigment for coated high-gloss papers）について
記載している（Coating Conference-Boston, May 1990
）。“ペーパーメーカーズ コンファランス（Paperma
kers Conference(1991)）”の２９３〜２９８頁には、
その形態が二酸化チタンに類似した、言い換えればスカ
レノヘドロンではなく斜方六面体の沈降炭酸カルシウム
について記載されている。
【００２８】上記の特許および刊行物は製紙工業におい
て使用される紙の充填材または塗被顔料について述べて
いる。しかし、非塗被紙および塗被紙の双方の要求を満
たし、現在の製紙工業に使用できるすなわち高速度で製
紙機械および塗被機械のいずれにも使用できる普遍的な
適用性をもつ炭酸カルシウム（天然または沈降）につい
ては未だ記載されていない。
て使用される紙の充填材または塗被顔料について述べて
いる。しかし、非塗被紙および塗被紙の双方の要求を満
たし、現在の製紙工業に使用できるすなわち高速度で製
紙機械および塗被機械のいずれにも使用できる普遍的な
適用性をもつ炭酸カルシウム（天然または沈降）につい
ては未だ記載されていない。
【００２９】かくして、本発明の一つの目的は、紙の充
填材とくにパルプ紙の充填材および塗被顔料のいずれに
も有利に使用できる炭酸塩を含有した無機充填材、顔料
その他の類似材料を提供することである。
填材とくにパルプ紙の充填材および塗被顔料のいずれに
も有利に使用できる炭酸塩を含有した無機充填材、顔料
その他の類似材料を提供することである。
【００３０】上記目的は、本発明によれば炭酸塩を含有
する無機充填材、顔料その他の類似材料に次のような性
質をもつ炭酸塩を含有させることにより解決される。 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形 ｂ） 傾斜度（スロープ） １．１〜１．４ ｃ） 比Ｒ＝１μｍ未満の粒子の％／０．２μｍ未満の
粒子の％が８〜１９ ｄ） 平均粒子が０．４〜１．５μｍ
する無機充填材、顔料その他の類似材料に次のような性
質をもつ炭酸塩を含有させることにより解決される。 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形 ｂ） 傾斜度（スロープ） １．１〜１．４ ｃ） 比Ｒ＝１μｍ未満の粒子の％／０．２μｍ未満の
粒子の％が８〜１９ ｄ） 平均粒子が０．４〜１．５μｍ
【００３１】理想的な傾斜度は１．２〜１．４である。
Ｒ値は１３が理想的である。粒子の８０％が、長さと巾
の比が４より小さいのが理想的である。ＢＥＴ法による
比表面が６〜１３ｍ2 ／ｇ、好ましくは１２ｍ2 ／ｇで
ある。トップカット（top cut ）値は４〜７μｍ、とく
に４μｍが理想的である。平均粒径は０．５〜０．９μ
ｍ、好ましくは０．６〜０．８μｍであり、最適粒径は
０．７μｍである。ＴＡＰＰＩによる輝度は＞９５が理
想的である。粒子の７０または９５％が１μｍ未満であ
り、また、１〜７％が０．２μｍ未満であるのが好まし
い。
Ｒ値は１３が理想的である。粒子の８０％が、長さと巾
の比が４より小さいのが理想的である。ＢＥＴ法による
比表面が６〜１３ｍ2 ／ｇ、好ましくは１２ｍ2 ／ｇで
ある。トップカット（top cut ）値は４〜７μｍ、とく
に４μｍが理想的である。平均粒径は０．５〜０．９μ
ｍ、好ましくは０．６〜０．８μｍであり、最適粒径は
０．７μｍである。ＴＡＰＰＩによる輝度は＞９５が理
想的である。粒子の７０または９５％が１μｍ未満であ
り、また、１〜７％が０．２μｍ未満であるのが好まし
い。
【００３２】次のような性質を組み合わせるのがとくに
好ましい。 ａ） 斜方六面体または丸い粒子形 ｂ） 傾斜度 １．１〜１．４ ｃ） 比Ｒ＝８〜１９ ｄ） 重量で粒子の８０％が、長さと巾の比が４未満で
あること ｅ） 輝度が少なくとも９５Tappi であること ｆ） 比表面積 ６〜１５ｍ2 ／ｇ ｇ） トップカットが７μｍ未満で、 ｈ） 平均粒径が０．４〜１．５μｍであること
好ましい。 ａ） 斜方六面体または丸い粒子形 ｂ） 傾斜度 １．１〜１．４ ｃ） 比Ｒ＝８〜１９ ｄ） 重量で粒子の８０％が、長さと巾の比が４未満で
あること ｅ） 輝度が少なくとも９５Tappi であること ｆ） 比表面積 ６〜１５ｍ2 ／ｇ ｇ） トップカットが７μｍ未満で、 ｈ） 平均粒径が０．４〜１．５μｍであること
【００３３】本発明の他の好ましい態様については以下
の記載、実施例および特許請求の範囲により明らかにす
る。上記の説明で用いた専門用語は当業者が熟知してい
る用語および広く入手可能な参照文献を用いて次のよう
に定義される。本発明により製造された製品のすぐれた
特性は、米国のマイクロメトリック社（the Micrometri
cs U.S.A company）製のＳＥＤＩＧＲＡＰＨ５０００を
用いて重力による沈澱分析法により測定したものであ
る。平均的な技術者はこの装置をよく知っており、世界
中で充填材と顔料の性質を測定するのに使用されてい
る。測定は０．１％のＮａ4 Ｐ2 Ｏ7 水溶液中で行っ
た。試料の分散は高速撹拌機および超音波を用いて行っ
た。
の記載、実施例および特許請求の範囲により明らかにす
る。上記の説明で用いた専門用語は当業者が熟知してい
る用語および広く入手可能な参照文献を用いて次のよう
に定義される。本発明により製造された製品のすぐれた
特性は、米国のマイクロメトリック社（the Micrometri
cs U.S.A company）製のＳＥＤＩＧＲＡＰＨ５０００を
用いて重力による沈澱分析法により測定したものであ
る。平均的な技術者はこの装置をよく知っており、世界
中で充填材と顔料の性質を測定するのに使用されてい
る。測定は０．１％のＮａ4 Ｐ2 Ｏ7 水溶液中で行っ
た。試料の分散は高速撹拌機および超音波を用いて行っ
た。
【００３４】測定した粒度分布はＸ−Ｙプロッタ上に連
続的な累積曲線（例えば、Belger,P., Swiss Associati
on of Paint and Ink Chemist, XVIIth FATIPEC Congre
ss,Lugano,23〜28 September 1984 参照）として描い
た。これにより対応する球径の粒径はＸ−軸に、また、
粒子の割合は重量％でＹ−軸に表わされる。
続的な累積曲線（例えば、Belger,P., Swiss Associati
on of Paint and Ink Chemist, XVIIth FATIPEC Congre
ss,Lugano,23〜28 September 1984 参照）として描い
た。これにより対応する球径の粒径はＸ−軸に、また、
粒子の割合は重量％でＹ−軸に表わされる。
【００３５】以下で定義されるすぐれた特性は上記の方
法を用いて得られた曲線から引き出しまたは算出したも
のである。 １．トップカットは本発明品または比較品中の粗い粒子
の粒径（μｍ）であり、それぞれ上記の粒度分布曲線か
ら得られたものである。 ２．本発明品または比較品の平均粒径はＹ軸の粒子の重
量が５０％のときのＸ−軸の粒径（μｍ）である。これ
ら二つの測定について更に情報が必要であれば、前記Be
lger. P の報告を参照されたい。 ３．傾斜度は次の式に従って算出した。 重量５０％のときの粒径μｍ／重量２０％のときの粒径
μｍ ここで、粒径はそれぞれ上記の方法で得られたものであ
る。 ４．輝度（ＩＳＯ輝度Ｒ４５７）の測定は、拡散照明を
備えた二重ビームスペクトラル光度計によりＤ６５／１
０°型ライトを用いて行った。 ５．比表面積の測定は、ＤＩＮ６６１３２に従ってＢＥ
Ｔ法により行った。試料は１０５℃で予備乾燥して重量
を一定とし、サモスタット中で窒素を通しながら２５０
℃で１時間焙焼した。測定は液体窒素で冷却しながら測
定ガスに窒素（Ｎ2 ）を用いて行った。
法を用いて得られた曲線から引き出しまたは算出したも
のである。 １．トップカットは本発明品または比較品中の粗い粒子
の粒径（μｍ）であり、それぞれ上記の粒度分布曲線か
ら得られたものである。 ２．本発明品または比較品の平均粒径はＹ軸の粒子の重
量が５０％のときのＸ−軸の粒径（μｍ）である。これ
ら二つの測定について更に情報が必要であれば、前記Be
lger. P の報告を参照されたい。 ３．傾斜度は次の式に従って算出した。 重量５０％のときの粒径μｍ／重量２０％のときの粒径
μｍ ここで、粒径はそれぞれ上記の方法で得られたものであ
る。 ４．輝度（ＩＳＯ輝度Ｒ４５７）の測定は、拡散照明を
備えた二重ビームスペクトラル光度計によりＤ６５／１
０°型ライトを用いて行った。 ５．比表面積の測定は、ＤＩＮ６６１３２に従ってＢＥ
Ｔ法により行った。試料は１０５℃で予備乾燥して重量
を一定とし、サモスタット中で窒素を通しながら２５０
℃で１時間焙焼した。測定は液体窒素で冷却しながら測
定ガスに窒素（Ｎ2 ）を用いて行った。
【００３６】本発明による製品は、紙の充填材および塗
被顔料の化学的および物理的性質の改良のみならず高速
で運転される現在の製紙機に適合することをねらいとし
て企画されたものである。本発明による製品は、本発明
に従って要求される各種因子が達成されるように既知の
方法に従って製造される。これは例えばエアセパレータ
を用いた粒子サイズの分級の後に乾式粉砕を行うことも
できる。しかし、本発明によれば本発明による性質を備
えた炭酸塩を含有する無機充填材、顔料その他の類似材
料を湿式粉砕または沈降により製造することも可能であ
る。
被顔料の化学的および物理的性質の改良のみならず高速
で運転される現在の製紙機に適合することをねらいとし
て企画されたものである。本発明による製品は、本発明
に従って要求される各種因子が達成されるように既知の
方法に従って製造される。これは例えばエアセパレータ
を用いた粒子サイズの分級の後に乾式粉砕を行うことも
できる。しかし、本発明によれば本発明による性質を備
えた炭酸塩を含有する無機充填材、顔料その他の類似材
料を湿式粉砕または沈降により製造することも可能であ
る。
【００３７】本発明による炭酸カルシウムは、天然の重
質炭酸カルシウムおよび沈降炭酸カルシウムのいずれで
もよく、常に本発明に係る化学的および物理的性質を備
えたものであればよい。要求される性質を組み合せる
と、本発明の製品には予期しないすぐれた特性が得られ
る。以下に、個々の性質について更に詳細に説明する。
質炭酸カルシウムおよび沈降炭酸カルシウムのいずれで
もよく、常に本発明に係る化学的および物理的性質を備
えたものであればよい。要求される性質を組み合せる
と、本発明の製品には予期しないすぐれた特性が得られ
る。以下に、個々の性質について更に詳細に説明する。
【００３８】 １．粒子形 ＰＣＣのスカレノヘドロン状のロゼット体は不透明度を
上げるのに有利であるが、本発明者らは紙の不透明度は
個々の粒子の分散係数を大にするのとは別の手段によっ
ても達成され得ることを発見した。すなわち、斜方形ま
たは本質的に球形の粒子がすべての性質について好まし
いものであることがわかった。 １）分散剤としてポリアクリル酸ナトリウムを用い、ブ
ルックフィールド（Ｂｒｏｏｋ ｆｉｅｌｄ）１００ｒ
ｐｍで固体濃度が高く低粘度の、例えば固体含有率７６
％、１５０ｃｐの水性スラリーが調製できた。 ２）顔料濃度が高く（例えば７０％）、すぐれたレオロ
ジー性（非膨張性）の塗被顔料が得られた。 ３）塗被紙の光沢に良好な効果を与える。 ４）高い充填比率（非塗被紙）が得られる。
上げるのに有利であるが、本発明者らは紙の不透明度は
個々の粒子の分散係数を大にするのとは別の手段によっ
ても達成され得ることを発見した。すなわち、斜方形ま
たは本質的に球形の粒子がすべての性質について好まし
いものであることがわかった。 １）分散剤としてポリアクリル酸ナトリウムを用い、ブ
ルックフィールド（Ｂｒｏｏｋ ｆｉｅｌｄ）１００ｒ
ｐｍで固体濃度が高く低粘度の、例えば固体含有率７６
％、１５０ｃｐの水性スラリーが調製できた。 ２）顔料濃度が高く（例えば７０％）、すぐれたレオロ
ジー性（非膨張性）の塗被顔料が得られた。 ３）塗被紙の光沢に良好な効果を与える。 ４）高い充填比率（非塗被紙）が得られる。
【００３９】上記の理由により、長さ／巾の比ができる
だけ小さい斜方六面体の固体粒子形が好ましい。本発明
者らは粒子の８０重量％が長さ／巾の比が４未満である
と理想的であることを見出した。これは天然の重質炭酸
カルシウムを用いると他の工程を加えずに達成すること
ができる。もし沈降炭酸カルシウムを用いる場合には、
沈降条件を選択してスカルノヘドロンを避け、方解石状
の斜方晶の生成が促進されるようにすべきである。結晶
集塊のないＰＣＣを製造する他の方法は結晶性の集塊を
減らすためにＰＣＣスラリーに高い剪断力を加えること
である。この目的のためには陶土の離層化に使用する装
置が適当である。この種類の粒子形では、紙に対し充填
比率２５〜３５％まで充填ができる。
だけ小さい斜方六面体の固体粒子形が好ましい。本発明
者らは粒子の８０重量％が長さ／巾の比が４未満である
と理想的であることを見出した。これは天然の重質炭酸
カルシウムを用いると他の工程を加えずに達成すること
ができる。もし沈降炭酸カルシウムを用いる場合には、
沈降条件を選択してスカルノヘドロンを避け、方解石状
の斜方晶の生成が促進されるようにすべきである。結晶
集塊のないＰＣＣを製造する他の方法は結晶性の集塊を
減らすためにＰＣＣスラリーに高い剪断力を加えること
である。この目的のためには陶土の離層化に使用する装
置が適当である。この種類の粒子形では、紙に対し充填
比率２５〜３５％まで充填ができる。
【００４０】２．輝度 製紙工業において、充填材および顔料はそれぞれ高いレ
ベルの輝度をもつことが好ましい。炭酸カルシウムはこ
の条件を満たす。輝度のレベルは少なくとも９５（Tapp
i フィルター）である。これはＰＣＣを用いれば比較的
容易に達成される。他方、天然の重質炭酸塩では、輝度
をこの水準までもって行くために化学的浮選による処理
を必要とする。浮選はまた石英、パイライト、クロライ
トなどの不純物を除去できるという利点もある。これら
は、一般に石灰石や大理石を随伴し、製紙機の磨滅に悪
影響を及ぼす。
ベルの輝度をもつことが好ましい。炭酸カルシウムはこ
の条件を満たす。輝度のレベルは少なくとも９５（Tapp
i フィルター）である。これはＰＣＣを用いれば比較的
容易に達成される。他方、天然の重質炭酸塩では、輝度
をこの水準までもって行くために化学的浮選による処理
を必要とする。浮選はまた石英、パイライト、クロライ
トなどの不純物を除去できるという利点もある。これら
は、一般に石灰石や大理石を随伴し、製紙機の磨滅に悪
影響を及ぼす。
【００４１】３．平均粒径 平均粒径および粒度分布は紙の充填材および塗被顔料の
性質にとってとくに重要である。平均粒径が大きすぎる
と、例えば前述した特許明細書のいくつかに記載してあ
る如く不透明度が低くなる。他方、粒径が細かすぎる
と、繊維間の結合がゆるみ、したがって機械的性質が大
きく損われる 本発明によれば、塗被顔料として使用する炭酸カルシウ
ムの理想的な粒子サイズは０．４〜１．５μｍ（平均粒
径）である。この種の粒子サイズのものを使えば高光沢
の塗被紙を製造することができる。
性質にとってとくに重要である。平均粒径が大きすぎる
と、例えば前述した特許明細書のいくつかに記載してあ
る如く不透明度が低くなる。他方、粒径が細かすぎる
と、繊維間の結合がゆるみ、したがって機械的性質が大
きく損われる 本発明によれば、塗被顔料として使用する炭酸カルシウ
ムの理想的な粒子サイズは０．４〜１．５μｍ（平均粒
径）である。この種の粒子サイズのものを使えば高光沢
の塗被紙を製造することができる。
【００４２】４．トップカット “トップカット”は製品中の粗い粒子のサイズ（ミクロ
ン）に相当する。例えば、１０μｍのトップカットは１
００％の粒子が１０ミクロンよりも小さいことを意味す
る。トップカットはとくに充填材の磨滅に重要である。
製紙機械における篩の磨滅の問題は、とくに紙の充填比
および製紙機の速度が増大すると厳しくなる。
ン）に相当する。例えば、１０μｍのトップカットは１
００％の粒子が１０ミクロンよりも小さいことを意味す
る。トップカットはとくに充填材の磨滅に重要である。
製紙機械における篩の磨滅の問題は、とくに紙の充填比
および製紙機の速度が増大すると厳しくなる。
【００４３】トップカットを下げると、充填材の磨滅を
かなり下げることができる。意外なことであるが、２５
〜３０％の充填比率を得るために、製品のアインレーナ
（Einlehner ）磨滅値は３より小さくしなければならな
いことが分った。この値はEinlehner グラインドホイー
ル１７４，０００回転の影響下での篩の重量損失を表
す。表１は種々の炭酸カルシウムのトップカットについ
ての磨滅値を示す。
かなり下げることができる。意外なことであるが、２５
〜３０％の充填比率を得るために、製品のアインレーナ
（Einlehner ）磨滅値は３より小さくしなければならな
いことが分った。この値はEinlehner グラインドホイー
ル１７４，０００回転の影響下での篩の重量損失を表
す。表１は種々の炭酸カルシウムのトップカットについ
ての磨滅値を示す。
【表１】 トップカット Einlehner 値 最大充填比 ＣａＣＯ3 No. １ １５μｍ １０ １２％ ＣａＣＯ3 No. ２ １０μｍ ７ １５％ ＣａＣＯ3 No. ３ ８μｍ ５ ２０％ ＣａＣＯ3 本発明品 ４μｍ ２．５ ＜３０％ 表１中の最大充填比は篩の磨滅がもはや耐えられないレ
ベルを表す。
ベルを表す。
【００４４】本発明によれば、充填材または顔料のトッ
プカットは７ミクロン以下でなければならない。磨滅を
考慮すると、トップカットは平均粒径よりも厳しいパラ
メータである。７ミクロン以下（理想的には５ミクロ
ン）のトップカットでは、充填比が２５〜３０％または
それ以上でも排水性がよければ機械の篩の磨滅は無視で
きる程度である。従って、トップカット（５ミクロンよ
り小）が低いと、とくに経済的である。
プカットは７ミクロン以下でなければならない。磨滅を
考慮すると、トップカットは平均粒径よりも厳しいパラ
メータである。７ミクロン以下（理想的には５ミクロ
ン）のトップカットでは、充填比が２５〜３０％または
それ以上でも排水性がよければ機械の篩の磨滅は無視で
きる程度である。従って、トップカット（５ミクロンよ
り小）が低いと、とくに経済的である。
【００４５】さらに、塗被紙を完全になめらかにし良好
な光沢を得るためにはトップカットを７μｍ以下にする
必要がある。技術的には、充填材または顔料のスラリー
を適当な粉砕または遠心分離にかけて要求されるトップ
カットに調整する。
な光沢を得るためにはトップカットを７μｍ以下にする
必要がある。技術的には、充填材または顔料のスラリー
を適当な粉砕または遠心分離にかけて要求されるトップ
カットに調整する。
【００４６】５．比表面積 ＢＥＴ法による比表面積（ｍ2 ／ｇ）は製品の細孔度を
測定したものである。この特性は意外であるが最大充填
比および最適レオロジー性により重要である。比表面積
が１９ｍ2 ／ｇを超えると、充填比を増大する可能性が
減少することがわかった。さらに、これはまた塗被紙の
光沢を減少させる。これは、比表面積が高くなる程必要
な媒体の量が増えるという事実により説明がつく。一
方、比表面積が８ｍ2 ／ｇ未満であると、種々の理由で
意外な不具合が生じる。充填材として使用すると、機械
的性質が悪影響を受け、塗被顔料として使用すると、比
表面積が６ｍ2 ／ｇ未満では平均粒径が目の粗いものに
なる。
測定したものである。この特性は意外であるが最大充填
比および最適レオロジー性により重要である。比表面積
が１９ｍ2 ／ｇを超えると、充填比を増大する可能性が
減少することがわかった。さらに、これはまた塗被紙の
光沢を減少させる。これは、比表面積が高くなる程必要
な媒体の量が増えるという事実により説明がつく。一
方、比表面積が８ｍ2 ／ｇ未満であると、種々の理由で
意外な不具合が生じる。充填材として使用すると、機械
的性質が悪影響を受け、塗被顔料として使用すると、比
表面積が６ｍ2 ／ｇ未満では平均粒径が目の粗いものに
なる。
【００４７】６．粒度分布およびＲ比 本発明製品の粒度分布は、前述した“Sedigraph ５００
０”法により測定する。平均的な技術者はこれを目的と
した装置の使い方についてはなじみが深い。図１は典型
的な粒度分布曲線を示す。
０”法により測定する。平均的な技術者はこれを目的と
した装置の使い方についてはなじみが深い。図１は典型
的な粒度分布曲線を示す。
【００４８】前述のように本発明の粒子形は斜方形また
は本質的に球形である。この粒子形は製紙機上で排水性
がよいという利点があるが、分散係数を高くし不透明度
をよくする点については適当でない。このため、本発明
の他の重要な特徴は良好な不透明度を得るために固く守
らなければならない。意外なことに、与えられた充填比
での紙の不透明度は粒子含有量を０．２ミクロンよりも
小さくすることなく平均粒径を１．５ミクロンよりも小
さくすることにより増加できることがわかった。
は本質的に球形である。この粒子形は製紙機上で排水性
がよいという利点があるが、分散係数を高くし不透明度
をよくする点については適当でない。このため、本発明
の他の重要な特徴は良好な不透明度を得るために固く守
らなければならない。意外なことに、与えられた充填比
での紙の不透明度は粒子含有量を０．２ミクロンよりも
小さくすることなく平均粒径を１．５ミクロンよりも小
さくすることにより増加できることがわかった。
【００４９】粒子サイズ（または平均粒径）を下げるこ
とにより充填材の比表面積が増大し、理論的に分散効果
が高まって、不透明度がよくなると期待される。しか
し、実験では意外の結果が得られた。平均粒径を大巾に
下げても不透明度はごく僅かに増加するだけである。
とにより充填材の比表面積が増大し、理論的に分散効果
が高まって、不透明度がよくなると期待される。しか
し、実験では意外の結果が得られた。平均粒径を大巾に
下げても不透明度はごく僅かに増加するだけである。
【００５０】この現象は次の事実により説明される。す
なわち、平均粒径を１．５ミクロンより小さくすると、
同時に０．２５ミクロンより小さい超微粒子が比較的大
量に発生するのである。これらの超微粒子は光の波長よ
りも小さいので、不透明度に寄与しない。粉砕および沈
澱条件により０．２５ミクロンより小さい“使用できな
い”粒子の割合は、平均粒径０．７ミクロンの２８重量
％にすることができる。
なわち、平均粒径を１．５ミクロンより小さくすると、
同時に０．２５ミクロンより小さい超微粒子が比較的大
量に発生するのである。これらの超微粒子は光の波長よ
りも小さいので、不透明度に寄与しない。粉砕および沈
澱条件により０．２５ミクロンより小さい“使用できな
い”粒子の割合は、平均粒径０．７ミクロンの２８重量
％にすることができる。
【００５１】従って、本発明によれば充填材または顔料
とくに炭酸カルシウムは、その粒度分布ができるだけ狭
く、平均粒径が１．５ミクロンよりも小さいものを使用
すべきことがわかった。同時に、０．２ミクロンよりも
小さい粒子が過剰にあると、塗被紙の光沢にとっては不
都合であり、比表面積が大となるので媒体の必要量が大
になることが見出された。
とくに炭酸カルシウムは、その粒度分布ができるだけ狭
く、平均粒径が１．５ミクロンよりも小さいものを使用
すべきことがわかった。同時に、０．２ミクロンよりも
小さい粒子が過剰にあると、塗被紙の光沢にとっては不
都合であり、比表面積が大となるので媒体の必要量が大
になることが見出された。
【００５２】０．２ミクロンより小さい粒子の数を計算
する一つの方法は、Ｒ比を使用することである。Ｒ＝１
ミクロンより小さい粒子の％／０．２ミクロンより小さ
い粒子の％粉砕および沈澱を制御しない条件では、この
割合は２．６の低い平均値となり、例えば Ｒ＝（７３％＜１μｍ）／（２８％＜０．２μｍ）＝
２．６ 本発明によれば、Ｒの値は８またはそれ以上にしなけれ
ばならない。表２は従来品と本発明品の炭酸カルシウム
の不透明度（分散係数）に関する比較例を示す。
する一つの方法は、Ｒ比を使用することである。Ｒ＝１
ミクロンより小さい粒子の％／０．２ミクロンより小さ
い粒子の％粉砕および沈澱を制御しない条件では、この
割合は２．６の低い平均値となり、例えば Ｒ＝（７３％＜１μｍ）／（２８％＜０．２μｍ）＝
２．６ 本発明によれば、Ｒの値は８またはそれ以上にしなけれ
ばならない。表２は従来品と本発明品の炭酸カルシウム
の不透明度（分散係数）に関する比較例を示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】７．粒度分布および傾斜度 本発明による他の重要な特徴は傾斜度（図１参照）であ
る。与えられた平均粒径（ミクロン５０％時）は、広い
かまたは狭い。粒度分布が広いかまたは傾斜度が低い
と、製品には非常に目の粗い粒子から細い粒子までの全
範囲の粒子サイズが含まれる。粒度分布が狭く、傾斜度
が高いと、粒子サイズの範囲はこれに対応して小さくな
る。その極限ではすべての粒子が平均粒径となる。
る。与えられた平均粒径（ミクロン５０％時）は、広い
かまたは狭い。粒度分布が広いかまたは傾斜度が低い
と、製品には非常に目の粗い粒子から細い粒子までの全
範囲の粒子サイズが含まれる。粒度分布が狭く、傾斜度
が高いと、粒子サイズの範囲はこれに対応して小さくな
る。その極限ではすべての粒子が平均粒径となる。
【００５５】傾斜度は次の比で表わされる。 ５０重量％のときの粒径（μｍ）／２０重量％のときの
粒径（μｍ） この傾斜度については米国特許第４，７６７，４６４号
明細書により知られている。この特許には、傾斜度が
１．２〜２．１、粒径が０．５〜１．８μｍのときに分
画が３０〜９８％の炭酸カルシウムが記載されている。
この特許には、比表面積、Ｒ比（上記）、粒子形または
粒子の長さ／巾の比は記載されておらず、これらは本発
明では重要な役割をもつ。
粒径（μｍ） この傾斜度については米国特許第４，７６７，４６４号
明細書により知られている。この特許には、傾斜度が
１．２〜２．１、粒径が０．５〜１．８μｍのときに分
画が３０〜９８％の炭酸カルシウムが記載されている。
この特許には、比表面積、Ｒ比（上記）、粒子形または
粒子の長さ／巾の比は記載されておらず、これらは本発
明では重要な役割をもつ。
【００５６】本発明によれば、紙の充填材における不透
明度および塗被顔料における光沢に関して傾斜度が１．
４よりも低いときに最良の結果が得られることがわかっ
た。典型的な本発明品は０．７μｍより小さい粒子が５
０％、０．５μｍより小さい粒子が２０％である。本発
明による他の典型的な製品は０．５μｍより小さい粒子
が５０％、０．４μｍより小さい粒子が２０％である。
明度および塗被顔料における光沢に関して傾斜度が１．
４よりも低いときに最良の結果が得られることがわかっ
た。典型的な本発明品は０．７μｍより小さい粒子が５
０％、０．５μｍより小さい粒子が２０％である。本発
明による他の典型的な製品は０．５μｍより小さい粒子
が５０％、０．４μｍより小さい粒子が２０％である。
【００５７】特許請求の範囲の請求項１および従属の請
求項の上記特徴を組み合わせると、紙の充填材または塗
被顔料として使用したときに予期せざる好ましい性質を
もつ炭酸塩含有の製品、とくに炭酸カルシウム（天然の
または沈降炭酸カルシウム）が得られる。
求項の上記特徴を組み合わせると、紙の充填材または塗
被顔料として使用したときに予期せざる好ましい性質を
もつ炭酸塩含有の製品、とくに炭酸カルシウム（天然の
または沈降炭酸カルシウム）が得られる。
【００５８】次の表３および表４は本発明品と三種の従
来品との最大充填比および不透明度についての比較を示
し、引き裂き強度などの他の物理的な因子は充填比が高
くなっても左程影響を受けない。シートの形成実験では
次のような条件を選んだ。製紙原料組成、パルプを含ま
ないサルフェートセルロース、松２０重量％、かばの木
８０重量％、こう解度２３°ＳＲ。保持助剤乾燥紙の
０．０６重量％のカチオンポリアクリルアミド。シート
形成ラピッドケーテン（Kothen）法。
来品との最大充填比および不透明度についての比較を示
し、引き裂き強度などの他の物理的な因子は充填比が高
くなっても左程影響を受けない。シートの形成実験では
次のような条件を選んだ。製紙原料組成、パルプを含ま
ないサルフェートセルロース、松２０重量％、かばの木
８０重量％、こう解度２３°ＳＲ。保持助剤乾燥紙の
０．０６重量％のカチオンポリアクリルアミド。シート
形成ラピッドケーテン（Kothen）法。
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】 表４において、塗被実験のベース紙として、パルプを含
まないサルフェートセルロース、松２０重量％、かばの
木８０重量％の組成で、こう解度２３°ＳＲおよびＣａ
ＣＯ3 ２０重量％、No. ３のものを使用した。
まないサルフェートセルロース、松２０重量％、かばの
木８０重量％の組成で、こう解度２３°ＳＲおよびＣａ
ＣＯ3 ２０重量％、No. ３のものを使用した。
【００６１】使用した塗被顔料の組成は次のとおりであ
る。 １００部の炭酸カルシウム １０．５部のスチロースアクリレートラテックス ０．５部のカルボキシメチルセルロース 固体含有率６７％（水で調整） ｐＨ５（５％のアルカリソーダ液で調整） また、塗被条件は次のとおりである。 ラボラトリーコーティングマシン（ブレードコータ） 塗被量 １２ｇ／ｍ2 塗被側 篩の上側 塗被後の紙の湿度 ５．５％ つや出し条件は、小型Wefers−２型ラボラトリーロール
カレンダで１cm当り７０デカニュートン、温度８０℃で
４回行った。光沢の測定はTappi スタンダードＴ４８０
ＯＭ−９０、角度７５°で測定した。評価に用いた炭
酸カルシウムはそれぞれ天然の重質炭酸カルシウムであ
る。
る。 １００部の炭酸カルシウム １０．５部のスチロースアクリレートラテックス ０．５部のカルボキシメチルセルロース 固体含有率６７％（水で調整） ｐＨ５（５％のアルカリソーダ液で調整） また、塗被条件は次のとおりである。 ラボラトリーコーティングマシン（ブレードコータ） 塗被量 １２ｇ／ｍ2 塗被側 篩の上側 塗被後の紙の湿度 ５．５％ つや出し条件は、小型Wefers−２型ラボラトリーロール
カレンダで１cm当り７０デカニュートン、温度８０℃で
４回行った。光沢の測定はTappi スタンダードＴ４８０
ＯＭ−９０、角度７５°で測定した。評価に用いた炭
酸カルシウムはそれぞれ天然の重質炭酸カルシウムであ
る。
【００６２】本発明により充填比を２５％以上にするこ
とは各請求項に記載の特徴を組み合わせることにより可
能となる。本発明による炭酸カルシウムは、高い固体含
有率を有するレオロジーおよび塗被紙における光沢に関
して塗被顔料として予期せざる良好な性質を示す。
とは各請求項に記載の特徴を組み合わせることにより可
能となる。本発明による炭酸カルシウムは、高い固体含
有率を有するレオロジーおよび塗被紙における光沢に関
して塗被顔料として予期せざる良好な性質を示す。
【００６３】このような良好なレオロジーは、Ｒ比およ
び傾斜度により粒度分布を本発明により制御したことで
はなく、斜方形の粒子によって得られたものであろう。
塗被紙の光沢も可成りの改善が見られる。次の表５にい
くつかの比較値を示す。
び傾斜度により粒度分布を本発明により制御したことで
はなく、斜方形の粒子によって得られたものであろう。
塗被紙の光沢も可成りの改善が見られる。次の表５にい
くつかの比較値を示す。
【表５】 トップカット ４〜７μｍ ％＜１μｍ ７０〜９５％ ％＜０．７μｍ ５０〜８０％ ％＜０．５μｍ ２０〜６０％ ％＜０．２μｍ １〜 ７％ ここで、好ましくは、 Ｒ≧８ 傾斜度≦１．４で平均粒径０．４〜１．５μｍ である。ここでもまた本発明の特徴を組み合せることに
より良好な結果が得られる。表５には本発明による典型
的な炭酸カルシウムが含まれている。
より良好な結果が得られる。表５には本発明による典型
的な炭酸カルシウムが含まれている。
【００６４】従来の製紙工業による技術では、沈降炭酸
カルシウム（水性スラリーの形態）は紙の充填材として
とくにその不透明度を改善するために使用され、他方、
天然の重質炭酸カルシウムは塗被顔料としてそのすぐれ
たレオロジーを利用するために使用されて来た。
カルシウム（水性スラリーの形態）は紙の充填材として
とくにその不透明度を改善するために使用され、他方、
天然の重質炭酸カルシウムは塗被顔料としてそのすぐれ
たレオロジーを利用するために使用されて来た。
【００６５】本発明は、単一の製品を紙の充填材として
および塗被顔料としてそのいずれにもはじめて使用でき
るようにした。その結果、取扱、スラリーの供給タンク
および設備などが簡素化される。
および塗被顔料としてそのいずれにもはじめて使用でき
るようにした。その結果、取扱、スラリーの供給タンク
および設備などが簡素化される。
【図１】本発明の実施例に係る材料の粒度分布曲線であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｃ 1/02 ＰＡＣ 3/00 ＰＢＰ Ｄ２１Ｈ 17/67 19/38
Claims (20)
- 【請求項１】 炭酸塩を含有する製紙用無機充填材・顔
料であって、該材料が ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形、 ｂ） 傾斜度（スロープ）が１．１〜１．４、 ｃ） （１μｍより小さい粒子の％）／（０．２μｍよ
り小さい粒子の％）の比Ｒが８〜１９、 ｄ） 平均粒径が０．４〜１．５μｍ であることを特徴とする材料。 - 【請求項２】 傾斜度が１．２〜１．４である請求項１
記載の材料。 - 【請求項３】 Ｒが８〜１４、好ましくは１３である請
求項１または２記載の材料。 - 【請求項４】 粒子の８０重量％が、長さ／巾の比が４
より小さいものである請求項１ないし３のいずれかに記
載の材料。 - 【請求項５】 前記材料が、 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形、 ｂ） 傾斜度（スロープ）が１．１〜１．４、 ｃ） （１μｍより小さい粒子の％）／（０．２μｍよ
り小さい粒子の％）の比Ｒが８〜１９、 ｄ） 比表面積６〜１９ｍ2 ／ｇである請求項１ないし
４のいずれかに記載の材料。 - 【請求項６】前記材料が、 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形、 ｂ） 傾斜度（スロープ）が１．１〜１．４、 ｃ） （１μｍより小さい粒子の％）／（０．２μｍよ
り小さい粒子の％）の比Ｒが８〜１９、 ｄ） 比表面積６〜１５ｍ2 ／ｇ ｅ） トップカット ７μｍより小、である請求項１な
いし５のいずれかに記載の材料。 - 【請求項７】 前記材料が、 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形、 ｂ） 傾斜度（スロープ）が１．１〜１．４、 ｃ） （１μｍより小さい粒子の％）／（０．２μｍよ
り小さい粒子の％）の比Ｒが８〜１９、 ｄ） 比表面積６〜１５ｍ2 ／ｇ ｅ） トップカット ７μｍより小、 ｆ） 平均粒径が０．４〜１．５μｍ、である請求項１
ないし６のいずれかに記載の材料。 - 【請求項８】 ＢＥＴ法による比表面積が６〜１３ｍ2
／ｇ、好ましくは１２ｍ2 ／ｇである請求項１ないし７
のいずれかに記載の材料。 - 【請求項９】 トップカットが４〜７、好ましくは４μ
ｍである請求項１ないし８のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１０】 平均粒径が０．５〜０．９μｍ、好ま
しくは０．６〜０．８μｍ、とくに０．７μｍである請
求項１ないし９のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１１】 輝度のレベルが９５Tappi より大であ
る請求項１ないし１０のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１２】 トップカットが６μｍである請求項１
ないし１１のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１３】 粒子の７０％が１μｍより小である請
求項１ないし１２のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１４】 粒子の９５％が１μｍより小である請
求項１ないし１３のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１５】 粒子のうち５％未満が０．２μｍより
も小である請求項１ないし１４のいずれかに記載の材
料。 - 【請求項１６】 粒子のうち７％未満が０．２μｍより
も小である請求項１ないし１５のいずれかに記載の材
料。 - 【請求項１７】 前記材料が、 ａ） 斜方六面体または主に丸い粒子形、 ｂ） 傾斜度（スロープ）が１．１〜１．４、 ｃ） （１μｍより小さい粒子の％）／（０．２μｍよ
り小さい粒子の％）の比Ｒが８〜１９、 ｄ） 比表面積６〜１５ｍ2 ／ｇ ｅ） トップカット ７μｍより小、 ｆ） 平均粒径が０．４〜１．５μｍ、 ｇ） 粒子の８０重量％が、長さ／巾の比が４よりも小
さく、 ｈ） 輝度のレベルが少なくとも９５Tappiである請求
項１ないし１６のいずれかに記載の材料。 - 【請求項１８】 天然および（または）沈降炭酸カルシ
ウムを使用したものである請求項１ないし１７のいずれ
かに記載の材料。 - 【請求項１９】 粒子の８０％が１μｍより小である請
求項１ないし１２のいずれかに記載の材料。 - 【請求項２０】 請求項１ないし１８のいずれかに記載
の材料を紙の充填材および塗被顔料として使用するこ
と。
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|---|---|---|---|
| DE4128570A DE4128570A1 (de) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Carbonat-haltige mineralische fuellstoffe und pigmente |
| DE4128570:0 | 1991-08-28 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657031A JPH0657031A (ja) | 1994-03-01 |
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| AU (1) | AU657341B2 (ja) |
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-
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