内填了瓣状体型轻质碳酸钙的纸制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种即使在配合大量内添填料的情况下，造纸用试剂也容易起效，进而，强度的降低得到抑制的纸。根据本发明专利技术，提供一种内填了一次粒子放射状地凝聚而成的瓣状体型轻质碳酸钙的纸，瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为1.0～8.0m2/g，平均粒径(D50)为3.0～15.0μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种内填了瓣状体型轻质碳酸钙(ロゼッタ型軽質炭酸カルシウム)的纸。
技术介绍
通常，纸在纤维素系纤维物质中内填无机物质作为填料，填料是为了提高仅纤维素系纤维物质时容易不足的光学特性、主要白色度、不透明度而添加的。近年来，为了提高环境意识、降低生产成本，正在进行削减以木材为原料的纤维素系纤维物质的使用量，取而代之提高纸中填料率的尝试。然而，在增添填料时，光学特性提高，另一方面，拉伸强度、撕裂强度、Stockigt施胶度等降低。通常，为了弥补降低的强度特性、施胶性，添加纸力增强剂、内添施胶剂等试剂，但大量使用不仅对生产成本的负荷变大，而且也产生系统内污染的问题。另一方面，近年来，中性抄纸化发展，作为当前使用的填料，最多地使用轻质碳酸钙。作为其理由，是因为与滑石、粘土等相比，白色度高，根据合成方法，也能够调整粒子形状、粒径、凝聚状态等，容易控制对纸赋予的物性。因此，对于填料用轻质碳酸钙的粒子形状、粒径等，迄今为止进行了许多研究。例如，在专利文献1中，提出了使用轻质碳酸钙作为填料，所述轻质碳酸钙由平均粒径4.0～15.0μm且BET比表面积为5.0～10m2/g的具有针状和柱状的形状的一次粒子和/或它们的凝聚体构成。另外，在专利文献2中，提出了一种内填纸，所述内填纸包含含有轻质碳酸钙的内填用填料，所述轻质碳酸钙是使纺锤状碳酸钙的一次粒子絮状凝聚而成的二次粒径为1～10μm的轻质碳酸钙，BET比表面积为8～20m2/g，细孔容积在1.5～3.5cm3/g的范围。进而，在专利文献3中，提出了通过并用使纺锤状碳酸钙的一次粒子毛栗状地凝聚而成的瓣状体型碳酸钙和滑石来降低制造纸时的干燥负荷。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2013－60692号公报专利文献2:日本专利第4571583号公报专利文献3:日本特开2012－172287号公报
技术实现思路
专利文献1中记载的针状或柱状的碳酸钙以一次粒子的形式存在时，存在如下缺点：根据其形状的特质，容易在涂敷层表面和涂敷层中取向，纸的MD(抄纸流动方向)、CD(抄纸宽度方向)方向的强度差容易变大。另外，将专利文献1中记载的针状和柱状的一次粒子的凝聚体内添于纸时，存在如下缺点：由于轻质碳酸钙的一次粒子的针状、柱状的前端部非常细，容易进入纤维间隙，因此，阻碍纸的纤维间结合的形成，层间强度变弱。另外，专利文献2的轻质碳酸钙虽然一次粒子为纺锤状，但通过絮状凝聚形成二次粒子，存在BET比表面积高这样的问题。若使用比表面积高的填料，则吸附于填料表面的造纸用试剂的量也变多，因此，为了得到一定的试剂添加效果，与使用低比表面积的填料的情况相比，需要添加大量的试剂。进而，在专利文献3中记载了若并用瓣状体型轻质碳酸钙和滑石，则干燥负荷变少，但对瓣状体型轻质碳酸钙的形状和纸的强度的关系没有任何研究。鉴于以上的状况，本专利技术的课题在于提供一种即使在配合大量内添填料的情况下，造纸用试剂也容易起效，进而，强度的降低得到抑制的纸。本专利技术人等进行了潜心研究，结果发现通过使用具有特定粒子形态的轻质碳酸钙，能够解决上述课题。虽然并不限定于此，但本专利技术包含以下形态的专利技术。(1)一种纸，是内填了一次粒子放射状地凝聚而成的瓣状体型轻质碳酸钙的纸，瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为1.0～8.0m2/g，平均粒径(D50)为3.0～15.0μm。(2)根据(1)所述的纸，其中，所述瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为3.0m2/g以上。(3)根据(1)或(2)所述的纸，其中，所述瓣状体型轻质碳酸钙的平均粒径(D50)为3.5μm以上。(4)根据(1)～(3)中任一项所述的纸，其中，纸中灰分为10重量％以上。(5)根据(1)～(4)中任一项所述的纸，其中，内添的填料的10重量％以上为所述瓣状体型轻质碳酸钙。(6)根据(1)～(5)中任一项所述的纸，其中，所述纸为不具有颜料涂敷层的非涂敷纸。根据本专利技术，通过使用具有特定的BET比表面积和平均粒径的瓣状体型轻质碳酸钙作为填料，能够得到维持增添灰分时原本降低的拉伸强度、层间剥离强度等强度、施胶性的纸。附图说明图1是表示分散在液体中的状态的瓣状体型轻质碳酸钙的电子显微镜照片(图中的micron是指μm)。具体实施方式本专利技术涉及一种内填了瓣状体型的轻质碳酸钙作为填料的纸。瓣状体型轻质碳酸钙轻质碳酸钙的制造方法一般而言可以举出向消石灰浆料吹入碳酸气体使其反应的“液－气”法(碳酸气体法)和使用碳酸钠等的“液－液”法(可溶性盐法)等，在本专利技术中，通过任一制法得到的轻质碳酸钙均能够使用。通常，轻质碳酸钙具有方解石型、文石型等晶系，具有柱状、针状、纺锤状、立方体状等各种形状。在本专利技术中，使用具有特定的平均粒径和BET比表面积的瓣状体型的轻质碳酸钙。本专利技术人等发现，若使用一次粒子放射状地凝聚而成的瓣状体型(rosette)轻质碳酸钙作为内添填料，则令人吃惊的是得到拉伸强度、撕裂强度等强度特性优异的纸。不是瓣状体型的形状的轻质碳酸钙即使例如平均粒径和BET比表面积在本专利技术的范围，与本专利技术相比，也不会成为拉伸强度、撕裂强度等强度特性优异的纸。在本专利技术中得到优异的效果的理由尚未明确，本专利技术的轻质碳酸钙的特征在于，平均粒径较大，另一方面，BET比表面积较小。一般而言，在对相同粒子形状·平均粒径的轻质碳酸钙进行比较时，BET比表面积越小，一次粒子越大。认为在本专利技术中，这些大的一次粒子凝聚成瓣状体型，成为平均粒径的大的二次粒子具有影响。另外，本专利技术中的轻质碳酸钙尽管为较大的粒子，也难以使抄纸机的网(wire)磨损。在该方面，也认为瓣状体型的形状作出贡献。本专利技术中所使用的瓣状体型的轻质碳酸钙是方解石系碳酸钙或文石系碳酸钙的一次粒子放射状地凝聚而形成二次粒子的轻质碳酸钙，与其它形态的碳酸钙相比，具有显示高的比表面积和吸油性的特征。在此，放射状是指例如从上述二次粒子的中心附近，各一次粒子的长度方向放射状地延伸。另外，各一次粒子的基部的宽度(直径)稍大，朝向前端变细。一次粒子的形状优选为纺锤状，但也可以为针状、柱状。通常，轻质碳酸钙在生产成本、操作性的方面有利，在以低添加量得到具有高的不透明度的纸的方面也优异。除此以外，本专利技术的瓣状体型轻质碳酸钙由于其特殊的形状，若使其高配合(内添)于基纸，则基纸的不透明度大幅提高，有效地防止透印。图1是表示分散在液体中的状态的瓣状体型轻质碳酸钙的一个例子的电子显微镜图像。瓣状体型的轻质碳酸钙与絮状凝聚等一次粒子不规则地凝聚而成的形态相比，具有粒子彼此的结合强、二次粒子难以分离这样的特征。因此，即使内添于纸，也容易维持其粒子形状，能够有效地提高纸的特性。本专利技术的瓣状体型轻质碳酸钙的利用激光衍射法测得的平均粒径(D50)需要为3.0μm以上且15.0μm以下。若D50大于15.0μm，则虽然填料助留提高，但纸中的填料局部存在化，因此，拉伸强度、撕裂强度降低。另外，若D50小于3.0μm，则虽然纸中的填料分布变得均匀，但另一方面，填料助留变差，因此，需要增添助留增强剂等试剂，对生产成本的负荷增大。进而，由于白水中的灰分和试剂的量增加，因此，也产生水垢堆积等系统内污染的问题。因此，为了得到作为填料的助留高、且纸的强度特性、施胶性优异的纸，D50优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸，是内填了一次粒子放射状地凝聚而成的瓣状体型轻质碳酸钙的纸，瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为1.0～8.0m2/g，平均粒径D50为3.0～15.0μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 JP 2014-0650931.一种纸，是内填了一次粒子放射状地凝聚而成的瓣状体型轻质碳酸钙的纸，瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为1.0～8.0m2/g，平均粒径D50为3.0～15.0μm。2.根据权利要求1所述的纸，其中，所述瓣状体型轻质碳酸钙的BET比表面积为3.0m2\...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹崎友纪子，山田喜威，小川祥，永原大，平原知香，
申请(专利权)人：日本制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP