JPS63203894A

JPS63203894A - 填料内添紙の製造方法

Info

Publication number: JPS63203894A
Application number: JP62035263A
Authority: JP
Inventors: 宮本　成彦
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-23
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0694639B2

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】（Ａ＞産業上の利用分野本発明は填料を内添した紙の製造方法に関し、更に詳し
くは不透明性および強度のすぐれた填料内添紙の製造方
法に関するものである。

（Ｂ）従来の技術通常、印刷あるいは筆記用に使用される紙には、不透明
性、白色度、平滑性、手触り、筆記性、印刷適性等の改
良を目的として填料が添加されている。従来からこの様
な填料を内添した紙の製造方法としては、水に分散した
パルプに、填料を添加し、その他通常紙の抄造に用いら
れる内添助剤を添加した紙料から、長網抄紙機あるいは
、ツインワイヤー抄紙機等によって湿紙を形成し、乾燥
していた。これらの内添填料はパルプ繊維間の密着を妨
げ、散乱表面積を増加させ、あるいは屈折率の違いによ
る散乱効率の増加によって、不透明度の向上をもたらす
が、最近、紙の軽量化、パルプの節約、さらに高まる製
品品質要求への対処などに関連して、填料をより効果的
に、より多く使用することの重要性が増してきた。

填料を多く含有させることにより、紙の不透明性は向上
するが、紙の強度が低下するため、紙中での填料含有率
には限界がある。填料の添加による紙の強度低下を少な
くする試みとしては、Ａ。

Ｊ、）（ａｙｅｓがペーパーチクロッジ−アンドインダ
ストリー誌、１９８５年４月号に記載しているような、
填料をカチオン性高分子電解質で凝集後、紙料に添加す
る技術が知られている。

又、特公昭５７−１３６８０号には屈折率１．４５〜１
．６５の顔料を凝集させて内部空隙の孔径が０．１１ｎ
以上でかつできるだけＯ，’１ｉｉｎに近い大きざの内
部空隙を多数形成するようにした凝集粒子をパルプスラ
リーに添加して抄造する不透明度、白色度を向上させ、
かつ填料の歩留りを向上させることの出来る紙の製造方
法が、更に特開昭５４−１１６４０５号には直径０．１
〜０．３ＩＩｎの大きざの粒子を凝集させ、凝集粒子を
乾燥パルプに対して５〜８０重量％含有させた、填料入
り紙製品が開示されている。更には、特開昭６０−１１
９２９９号に重質炭酸カルシウムを予めカチオン変性澱
粉水溶液と混合した後、紙料中に添加するワイヤ摩耗を
改善した抄紙法についての開示がある。

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点従来の方法によるパルプスラリー中に填料を分散し、内
添助剤を加えて抄造することによる填料内添紙は、填料
の量を増加すれば、それだけ不透明度は得られるものの
、繊維間に分布する填料によって繊維間の結合が阻害さ
れ、それだけ強度の低下した紙になる。また、予め填料
を凝集させてから紙料に添加し、抄造する技術によれば
、填料の添加による紙の強度低下を減少させることは可
能ではあるが、填料を添加する目的の一つである紙の不
透明性も低下させる。この様に填料による不透明性の向
上と紙の強度は、相反する関係にあり、両立させること
はなかなか困難である。

（Ｄ＞問題点を解決するための手段本発明者は填料を内添した紙を製造するに当たり、前述
のような種々の問題を解決するために鋭意検討した結果
、平均粒子径０．１μｍ以上２．　Ｏｔａ以下の填料と
保水度が２５０％以上の微小繊維状セルロースとを水に
分散し、混合せしめ予め凝集剤により凝集させた後、紙
料に添加することにより、不透明性および強度のすぐれ
た填料内添紙を製造できることを見出した。

本発明の填料としては、平均粒子径が２．０　ｐｎ以下
のタルク、クレー、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム
、重質炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム
、水酸化アルミニウム、活性白土、合成シリケート、カ
オリン、焼成カオリン、プラスチックピグメント等の通
常紙に使用されうる填料を単独又は混合して使用するこ
とができる。平均粒子径が２．０　ｔｔｔｎを越える填
料では十分な不透明性と強度が得られない。

本発明における平均粒子径とは、填料の水分散液を５分
間超音波分散器にて分散後、光透過式粒度分布測定器（
ＳＫＮ式、セイシン企業社製）にかけて得られる粒度分
布曲線を用い求めた累積重量パーセントが５０％に相当
、する粒子の直径である。

本発明の保水度が２５０％以上の微小繊維状セルロース
としては、特開昭５６−１００８０’１号、特開昭５８
−１９７４００号、特開昭５９−１２０６３８８に開示
されているような、パルプ繊維を水中に＠濁させ、高圧
下にホモジナイザーをくり返し通過させる特殊な叩解手
段により製造されるもの、あるいはビータ−、リファイ
ナー等の通常の叩解手段により製造されるもののいずれ
をも使用することができる。なお、本発明における保水
度は、Ｊ、ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎα２６−７８
に従い測定した値である。

本発明における凝集剤としてはカチオン性高分子電解質
のうち、分子量１０万以上のカチオン性ポリアクリルア
マイド、カチオンでんぷん、カチオン性グアーガムなど
を使用することができる。

なお、その添加量は使用する填料およびパルプ微細繊維
の種類により異なるが、０．０１重量パーセント以上’
１０．０重量パーセント以下が適当である。

更に、これらのカチオン性高分子電解質と複合体を形成
し凝集を強化するようなアニオン性高分子電解質、例え
ばアニオン性ポリアクリルアマイド等、あるいはアニオ
ン性無機微粒子、例えばコロイダルシリ力やベントナイ
ト水分散物、更にあるいは両性の高分子電解質や両性の
無機微粒子水分散物等を併用することによって、填料と
パルプ微細繊維との凝集物とすることも可能である。

本発明の平均粒径２．　Ｏｔｓｎ以下の填料（Ａ＞と保
水度が２５０％以上の微小繊維状セルロース（Ｂ）との
含有比率（Ａ／Ｂ）は、重量で０．５以上２０゜０以下
が好ましい。（Ａ／Ｂ）が０．５未満の場合は十分な不
透明向上効果および強度が得られず、（Ａ／Ｂ）が２０
．０を越える不透明性向上の効果が著しく減少する。

本発明における填料内添紙には、通常抄紙で、用いられ
る添加剤、例えばサイズ剤、消泡剤、スライムコントロ
ール剤、染料、着色顔料、蛍光剤、乾燥紙力向上剤、湿
潤紙力向上剤、濾水性向上剤、及び歩留り向上剤等を必
要に応じて含ませることが出来る。

また、本発明の填料内添紙の表面にでんぷん、ポリビニ
ルアルコール、各種表面サイズ剤等を塗抹することも可
能である。

（Ｅ）作用填料と微小繊維状セルロースとを予め凝集させた後、紙
料に添加し抄造することにより、不透明性及び強度のす
ぐれた填料内添紙が製造出来る理由としては、填料のみ
を凝集させると光の散乱に有効な界面が著しく減少する
が、填料とは屈折率が異なる微小繊維状セルロースを填
料とともに凝集させるため、光の散乱に有効な界面を減
少させることの少ないことが考えられる。

また填料が凝集塊として繊維間に保持されるため、繊維
間の結合を阻害する微細な填料が少なく、強度の低下を
減少させることが出来ると考えられる。

（Ｆ）実施例以下に実施例を挙げ本発明の詳細な説明を行う。

なお、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例において記載の部、％はすへて重量によるもので
ある。

参考例下記の方法で微小繊維状セルロースの２％分散液を作製
した。精製サルファイドパルプ（α−セルロース含量９
２〜９３％、重合度１０５０〜１０７０）に水を加えて
２％スラリーとし、ｕｏｎｔｏｎ−Ｇａｕｌｉｎ社ホモ
ジナイザーを用い、特開昭５６−１００８０１号明細書
に開示された方法に準じて約５００に’ｊ／ｌｒｉの高
圧下に上記スラリーを４０回循環通過させた。得られた
微小繊維状セルロースの保水度は３００％であった。な
お、通過回数を変えることにより保水度の異なる微小繊
維状セルロースを得ることができる。

得られた微小繊維状セルロースの２％分散液を実施例に
使用したが、実施例中の微小繊維状セルロース添加量は
固形分＠算値である。

実施例１ビータ−によりカナダ標準濾水度で３５０ｍまで叩解し
た広葉樹タラフトパルプスラリーを調整した。これとは
別に粒子径１．０ＩＩｎの沈降性炭酸カルシウム（Ａ）
と参考例の微小繊維状セルロース（Ｂ）を重量比率（Ａ
／Ｂ）で１０／１、固形分濃度１０％で水中に分散混合
後、予め加熱溶解したカチオン澱粉（玉子ナショナル社
製ｃａｔｏ２）を沈降性炭酸カルシウムと微小繊維状セ
ルロースの総量口に対し、固形分で１％になるように添
加攪拌し凝集物のスラリーを得た。次いで先に調整した
パルプスラリー（パルプ固形分で１００部）に対し上記
凝集物を固形分で、４５部添加した。

このスラリーから坪ｍ６０’ｊ／ｒｄの紙を手抄きし、
湿紙に７．ＯＫ’ｊ／ｃｉの圧力をかけて搾水したのち
、８０°Ｃの円筒ドライヤーで３分間乾燥し、実施例１
の試料を得た。

この試料の紙中填料弁は約２５％であった。

比較例１実施例１の凝集物の代りに平均粒子径１．０譚の沈降性
炭酸カルシウムの固形分濃度１０％の水分散液に、実施
例１と同じカチオン澱粉を炭酸カルシウムの重量に対し
０．５％添加して凝集物を得た。

この″ｌＩ果物を実施例１で使用したと同じパルプのス
ラリーにパルプ固形分１００部に対し、凝集物を固形分
で４１部添加し、次いで参考例の微小繊維状セルロース
を４部添加した。次いで上記カチオン澱粉溶液を固形分
で０．２３部添加し実施例１と同一の方法で手抄し、試
料を得た。この試料を比較例１とする。この試料の紙中
填料力は約２５％であった。

比較例２実施例１と同じパルプスラリー（パルプ固形分’１００
部）に、実施例１で用いたと同じ平均粒子径１．０ＩＩ
ｎの沈降性炭酸カルシウム４５部と参考例の微小繊維状
セルロース４部及びカチオン澱粉溶液を固形分で０．４
５部、それぞれ別々に添加混合し紙料とした。次いで実
施例１と同一の方法で手抄し比較例２の試料を得た。こ
の試料の紙中填料力は約２５％であった。

実施例２実施例１で用いた沈降性炭酸カルシウムを平粒子径２．
　Ｏａｎの重質炭酸カルシウムとした他は、全て実施例
１と同一の方法で凝集物を得た。また、実施例１で調整
したと同じパルプスラリー（パルプ固形分’１００部）
に対し、上記凝集物を固形分で４５部添加し、アルキル
ケテンダイマーサイズ剤を固形分０．０５部添加して紙
料を得た。この紙料から坪量６０９／ｍの紙を手抄きし
、湿紙に７゜０Ｋｙ／ｒｔｉの圧力をかけて搾水したの
ち、９５℃の円筒ドライヤーで３分間乾燥し、実施例２
の試料を得た。この試料の紙中填料力は約２５％であっ
た。

比較例３実施例２で用いた重質炭酸カルシウムを平均粒子径５．
　Ｏｐｔｒｒの重質炭酸カルシウムとする以外は全て実
施例２と同一の方法で試料を得た。この試料の紙中頃料
分は２５％であった。この試料を比較例３とする。

実施例３〜７実施例１と同一のパルプ１００部に、平均粒子径０．３
　ｔｔｔｎの沈降性炭酸カルシウム（Ａ＞と参考例の微
小ｌｌｉ維状セルロース（Ｂ）の混合比率（Ａ／Ｂ）を
０．２５．０．５０，１．０，２０．０．および５０．
０に変化させ、各混合物の填料と微小繊維状セルロース
の重量に対し、０．０５パーセントのカチオン性ポリア
クリルアミド（アライドコロイド社パーコル２９２）を
添加し、５種類の凝集物を作り、各凝集物毎にシート中
の填料含有率が１０％になるような５種類の手抄きシー
トを実施例１と同一の方法で作製した。これらの試料を
填料と微小繊維状セルロースの混合比率の違いにより、
それぞれ実施例３．４．５．６．７とする。

実施例８．９実施例１で用いた微小繊維状セルロースの保水度を２５
０および２８０％の２水準に変化させる以外は全て実施
例１と同一の方法で手抄し、試料を得た。

これらの試料を微小繊維状セルロースの保水度の違いに
より、それぞれ実施例８および９とする。

比較例４実施例１で用いた微小繊維状セルロースの保水度を２３
０％とする以外は全て実施例１と同一の方法で手抄し、
試料を得た。

実施例１０実施例１で用いた微小繊維状セルロースを針葉樹クラフ
トパルプをリッツイナーで保水値３００％まで叩解する
ことにより得たものとする以外は全て実施例１と同一の
方法で試料を得た。

以上の結果を一括して第１表に示す。

（以下余白）（Ｇ）発明の効果通常、坪量６０ｇ／Ｔｄの印刷用紙に必要とされる特性
は、不透明度７８％以上、内部結合強度３００ｇ・ｃｍ
　／　ｃｍ以上であるが、不透明度８２％以上、内部結
合強度３５０ｇ・ｃｍ　／　ｃｒＡ以上であればより好
ましい。

第１表の実施例１．比較例１，２の結果は填料と微小繊
維状セルロースを前もって凝集後添加することにより填
料のみを凝集あるいは別々に添加する場合に比べ、高い
不透明性と強度を同時に有するシートの得られることを
示している。実施例１，２及び比較例３をみると填料の
粒子径として２．　Ｏ／ｌ＃７１以下がすぐれているこ
とを示している。実施例３〜７の結果から、填料（Ａ＞
と微小繊維状セルロース（Ｂ）の重量比率（Ａ／Ｂ）は
、０．５０以上２０．０以下がとくに好ましいことが明
らかである。

実施例１．８．９と比較例４の結果から、保水度２５０
％以上の微小繊維状セルロースでなければ、填料との凝
集により高い不透明性の得られないことが明らかである
。実施例１０はソファイナーで重叩解したパルプを微小
繊維状セルロースＪして用いた場合もホモジナイザー処
理パルプとＩｉ等の効果が得られることを示している。

本発明のように、平均粒子径２．０　ｐｎ以下の填おと
保水度が２５０％以上の微小繊維状セルロー。

とをカチオン性高分子電解質により凝集させた４！紙料
に添加することにより、不透明性および強がのすぐれた
填料内添紙が得られる。これは、不迂明性か強度のどち
らか一方が低下する従来の技ル↑に比べ極めて優れたも
のである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均粒子径０．１μｍ以上２．０μｍ以下の填料
と保水度が２５０％以上の微小繊維状セルロースとを水
中で混合分散せしめ、凝集剤で予め凝集させた後、紙料
に添加し抄造することを特徴とする填料内添紙の製造方
法。
（２）平均粒子径０．１μｍ以上２．０μｍ以下の填料
（Ａ）と保水度が２５０％以上の微小繊維状セルロース
（Ｂ）との含有重量比率（Ａ／Ｂ）が０．５以上２０．
０以下である、特許請求の範囲第１項記載の填料内添紙
の製造方法。
（３）凝集剤がカチオン性高分子電解質である特許請求
の範囲第１項及び第２項記載の填料内添紙の製造方法。