JPH0571719B2 - - Google Patents
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- JPH0571719B2 JPH0571719B2 JP62077583A JP7758387A JPH0571719B2 JP H0571719 B2 JPH0571719 B2 JP H0571719B2 JP 62077583 A JP62077583 A JP 62077583A JP 7758387 A JP7758387 A JP 7758387A JP H0571719 B2 JPH0571719 B2 JP H0571719B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formaldehyde
- urea
- paper
- filler
- crosslinked resin
- Prior art date
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paper (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は紙用填料に関するものである。詳しく
は、著るしく大きなアマニ油吸油量を有する尿素
ホルムアルデヒド架橋樹脂からなる紙用填料に関
するものである。
(従来の技術及び問題点)
従来、製紙工業においては、紙の白色度、不透
明度等の光学的特性の改善のために、カオリン、
タルク、ホワイトカーボン等の無機質の填料が広
く使用されている。しかしながら、これ等無機質
の填料は紙の白色度、不透明度等の改善効果が充
分でなく、また紙に対する定着性が少ないため紙
粉を発生し易く、更に印刷機器に摩耗による損傷
を与え易い等の欠点がある。
一方、無機質の填料に代るものとして、尿素ホ
ルムアルデヒド架橋樹脂を用いることも知られて
いる。例えば、特公昭51−23601号公報には、尿
素ホルムアルデヒドのモル比が1:1〜1:2で
BET比表面積が5〜100m2/gの不溶性、不融性
かつ非多孔性の微細な尿素ホルムアルデヒドポリ
マーを紙の填料として用いることが記載されてい
る。しかし、従来知られている尿素ホルムアルデ
ヒド架橋樹脂からなる填料は、紙の白色度、不透
明度等の改善効果は大きいものの、印刷後不透明
度の改善効果が充分でないという問題がある。
また、従来の填料では、紙の光学的特性として
重要な、白色度、不透明度及び印刷後不透明度の
三者を、バランスよく改善することが困難であつ
た。
(問題点を解決するための手段)
本発明者等は従来知られている、尿素ホルムア
ルデヒド架橋樹脂からなる紙用填料を改良して、
紙製品の光学的特性、特に印刷後の不透明度を改
善することについて鋭意検討の結果、本発明を達
成したものである。即ち、本発明の要旨は、尿素
とホルムアルデヒドとを、尿素に対するホルムア
ルデヒドのモル比を1:1.9〜1:2.4として、中
性ないし弱アルカリ性水性媒体中において反応さ
せて得た初期縮合物、カルボキシメチルセルロー
ス又はその塩、該初期縮合物に対して5〜15重量
倍の水及び酸性触媒から主として成る混合物を、
全体が均一になるように攪拌したのち少なくとも
5分間攪拌を停止する過程を経て35〜65℃で反応
させて固体の尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂と
し、次いでこれを微細に粉砕することにより得ら
れるアマニ油吸油量が800%以上である紙用填料
に存する。
次に、本発明を詳細に説明するが、以下の説明
における「%」は、特記しない限り「重量%」を
示す。
本発明の紙用填料は、微細に粉砕された尿素ホ
ルムアルデヒド架橋樹脂粒からなり、かつそのア
マニ油吸油量が800%以上のものである。本発明
者等の検討によれば、従来知られている尿素ホル
ムアルデヒド架橋樹脂粒からなる填料は、いずれ
もアマニ油吸油量が小さい。アマニ油吸油量は印
刷インクの吸収性の一つの目安であり、これが大
きいほど印刷インクの吸収性が大きいと考えられ
る。従つて、同種の填料ならば、アマニ油吸油量
の大きいものを用いて抄造した紙の方が、印刷イ
ンクが紙中に分散している填料によく吸収される
ので、印刷後不透明度等の光学的特性が向上する
ものと考えられる。以上の点から本発明の紙用填
料は、アマニ油吸油量が800%以上、好ましくは
1000%以上の尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂粒か
らなる。
尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂は微細に粉砕さ
れていることが必要である。通常は平均粒子径が
10μm以下になるように粉砕する。好ましくは平
均粒径で2〜9μm、特に3〜6μmに粉砕する。一
般的に微細に粉砕する方が填料としての性能は向
上するが、一方において粉砕費用が嵩む。本発明
に係る尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂からなる填
料は、粒径が1μm以下の一次粒子から実質的にな
る集合体、つまり二次粒子であるのが好ましい。
即ち本発明に係る填料は、填料粒子を相互に重な
らないように分散させて走査型電子顕微鏡で観察
したときに、1μmより大きい一次粒子の占める面
積が、最大でも二次粒子の投影面積の5%、通常
は2%以下であるのが好ましい。特に好ましいの
は1μmより大きい一次粒子を含まない二次粒子か
らなる填料である。
本発明の紙用填料は、以下に述べる方法により
製造することができる。
即ち、まずモル比で1:1.9〜1:2.4の範囲に
ある尿素とホルムアルデヒドとの混合物を、カル
ボキシメチルセルロース(CMCと略記する)ま
たはその塩例えばナトリウム塩のようなアルカリ
金属塩を含む水性媒質中で、中性〜弱アルカリ性
において、50〜90℃程度の温度で反応させること
によつて初期縮合物を製造する。
この際使用される尿素及びホルムアルデヒド
は、通常の工業用のものでよい。ホルムアルデヒ
ドとしては通常30〜55%濃度の水溶液を使用する
が、パラホルムアルデヒドのようなホルムアルデ
ヒドの重合体の水溶液を用いることもできる。
尿素対ホルムアルデヒドのモル比は、1:1.9
〜1:2.4の範囲であることが必要であり、特に
1:2.0〜1:2.2の範囲が好ましい。尿素に対す
るホルムアルデヒドのモル比が1.9よりも小さい
ときは、引続いての本発明の処理によつて得られ
る填料のアマニ油吸油量が800%に達せず、また
2.4よりも大きいときは、引続いての本発明の処
理によつて得られる填料の収率が低下し、かつア
マニ油吸油量も800%に達しない。その結果、こ
れ等を填料に使用して抄紙した場合、所期の印刷
後不透明度の改善効果を得ることができない。
CMC又はその塩は、通常尿素及びホルムアル
デヒドの合計量に対し約0.1〜10%程度の量が使
用される。CMC又はその塩は、この初期縮合物
を酸性触媒の存在下で重縮合させて架橋反応を生
起させるに際し、生成する架橋樹脂の一次粒子の
粒径を規制して、大きな一次粒子が生成しないよ
うにする作用を奏する。従つてCMC又はその塩
は、上記のように初期縮合物の製造の際に添加す
る代りに、上記反応により生成した初期縮合物に
後から添加してもよい。
初期縮合物の製造時の液性は、例えば苛性アル
カリ又は炭酸アルカリの添加によつて中性乃至弱
アルカリ性例えばPH7〜8程度に保持される。
以上の方法により得られた初期縮合物を含む水
溶液は、次いで水の量を所定の範囲に調整し、要
すればCMC又はその塩を添加した後、酸性触媒
を加えて所定の範囲の温度で重縮合させることに
より、尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂が固体とし
て得られる。
酸性触媒としては、例えば硫酸、塩酸等の鉱
酸、ギ酸、酢酸、パラトルエンスルホン酸、スル
フアミン酸等の有機酸が挙げられる。
初期縮合物の重縮合反応に使用される水の量
は、初期縮合物に対し、5〜15倍量であることが
必要である。なお、初期縮合物の量は、系外に逸
出したものを除き、反応に用いた尿素とホルムア
ルデヒドとの合計量に等しいものとする。水の量
が5倍量よりも少いときは、重縮合により生成す
る固化物が硬くなり、引続いての本発明の処理に
よつて得られる填料のアマニ油吸油量が800%に
達しない。また、水の量が15倍量よりも多いとき
は、重縮合により生成する固化物が軟らか過ぎ
て、引続いての本発明の処理によつて得られる填
料のアマニ油吸油量が同様に800%に達しない。
その結果、何れの場合も、これ等を填料として
抄紙した場合に、所期の印刷後不透明度の改善効
果を得ることができない。
また、初期縮合物の重縮合反応の温度は35〜65
℃、好ましくは40〜60℃であることが必要であ
り、35℃よりも低い温度では、引続いての本発明
の処理によつて得られる填料のアマニ油吸油量が
800%に達しない。また、65℃よりも高い温度で
は、引続いての処理によつて得られる填料の収率
が低下し、かつアマニ油吸油量も800%に達しな
い。
重縮合反応は、初期縮合物、CMC又はその塩
及び初期縮合物に対して5〜15倍量の水からなる
水溶液に酸性触媒を加え、全体が均一になるよう
に攪拌し、35〜65℃に保持することにより行な
う。この際、攪拌はできるだけ短時間で行ない、
かつ攪拌を停止したのち少なくとも5分間は攪拌
を行なわないことが必要である。即ち酸性触媒を
加えて攪拌すると初期縮合物はゲル状に固化する
が、攪拌はゲル状に固化する前に停止して、重縮
合反応をゲル状固体の各部分において少なくとも
5分間相互に独立に進行させる。
これにより各部分における重縮合反応が、その
部分に存在する反応剤だけで進行し、1μmよりも
小さい一次粒子が結合した架橋樹脂が生成する。
5分間経過後は攪拌を行なつてもよいが、通常は
攪拌せずにそのまま反応を完結させる。架橋樹脂
がこのような一次粒子の集合体からなる構造を有
する理由は不明であるが、初期縮合物の水溶液か
ら重縮合反応の進行と共に生成した重縮合物が沈
澱して一次粒子を形成し、これが更に生長する過
程で集合して二次粒子を生成するものと考えられ
る。そして、このような一次粒子−二次粒子の骨
格構造は比較的速やかにできあがるので、5分間
経過後は攪拌を再開しても生成した架橋樹脂の構
造に影響しないものと考えられる。
以上のようにして得られた尿素ホルムアルデヒ
ド架橋樹脂の固化物は、次いで粉砕処理する。粉
砕処理は、例えば、まず固化物を予め粗砕した
後、8〜10%程度の濃度となるように水を加えて
適当な粉砕機、例えばミキサー型高速回転粉砕機
を用いて平均粒径で10μm以下、好ましくは2〜
9μmとなるように処理する。粉砕費用を度外視す
れば、一般に平均粒径で3〜6μmとなるように粉
砕するのが好ましい。
粉砕後のスラリーはアルカリで中和したのち濾
過し、充分水洗して白色のケーキを取得し、所望
により乾燥して製品とする。
(実施例)
以下、本発明を実施例について更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。また、実施
例の記載中「部」とあるは「重量部」を示す。
なお、本発明において、アマニ油吸油量、架橋
樹脂の粒径、架橋樹脂の収率及び填料歩留りは、
下記の方法により測定した。
アマニ油吸油量:
JISのK5101(1978)の方法に準じて測定する。
即ち、乾燥試料約1gをガラス板上に載せ、煮ア
マニ油をビユレツトから少量づつ試料の中央に滴
加し、ガラス板上でヘラを用いて練り合わせる。
試料が煮アマニ油の1滴で流動する状態となつた
ときまでの煮アマニ油の滴加量を読みとり、次式
により吸油量(%)を算出する。全操作は常温
(約25℃)で行なう。
G=H/S×100
[G:吸油量(%)、H:アマニ油の滴加量
(ml)、S:試料の質量(g)]
なお、試料の調製は、試料を湿潤状態とし、こ
れを10倍容量のメタノール中に投入して常温で30
分間攪拌する。次いで、吸引濾過を行ない、濾滓
を40℃、750mmHgで8時間乾燥することにより行
なう。
架橋樹脂の粒径:
ストークスの法則を利用した光透過法により測
定する。即ち、架橋樹脂粒を蒸留水に分散させ、
粒子の沈降による濁度の変化を光の透過率の変化
として測定し、この測定値より重量累積分布曲線
(片対数)を求め、その50%径をもつて平均粒子
径とする。重量累積分布曲線の算出に際しては、
試料の真比重:1.45、蒸留水(20℃)の比重:
0.998、粘度:1.005の各数値を用いる。
以下の実施例では測定装置として、(株)セイシン
企業のミクロン・フオート・サイザー(SKC−
2000S)を用いて、最大粒径を50μmとして測定
を行なつた。ビーカーに蒸留水50ml及び試料100
mgを入れ、超音波分散器(出力20W、周波数40K
Hz)にかけて5分間分散処理を行なう。これを測
定セルに入れたときに、吸光度[−log(I0/I)]
が1.3〜1.4になるように蒸留水で希釈して測定試
料とした。
架橋樹脂の収率:
粉砕−中和−濾過−水洗の各工程を経た湿潤ケ
ーキの重量をK、この湿潤ケーキを120℃で2時
間乾燥したときの収率をA%、架橋樹脂の製造に
用いたホルムアルデヒドと尿素の合計量をBとし
て次式により算出する。
架橋樹脂の収率(%)=K×A/B
填料歩留り:
紙及び抄紙用スラリー中の窒素の含有量(重
量)をケルダール法により測定し、次式により算
出する。
填料歩留り=紙中の窒素/スラリー中の窒素
実施例 1
37%濃度のホルムアルデヒド水溶液41.0部
(0.5モル)と水43.1部とを混合し、攪拌下これに
0.7部のCMCナトリウム塩[ダイセル(株)製 CMC
ダイセル1193]を分散させ、更に苛性ソーダを加
えてPH7.4に調整し、次いで尿素15.2部(0.25モ
ル)を添加して加熱し、70℃で1.5時間反応させ
て初期縮合物の水溶液(尿素対ホルムアルデヒド
のモル比1:2.0)を得た。この初期縮合物水溶
液のBTB試験紙によるPHは7.2であつた。
上記で得た初期縮合物の水溶液100部を40℃に
昇温し、同温度の3.6%硫酸104部を速やかに添加
混合すると30秒後に白濁し45秒後に固化した。固
化反応の際共存した水の量は、初期縮合物の5.6
倍量であつた。
硫酸混合後、40℃で30分間静置したのち、固化
物を採取して粗砕し、100部の水と共にミキサー
(東芝製MX−270G)を用いて2分間粉砕した。
粉砕処理後、苛性ソーダ水溶液を加えて中和し
て、固形分約10%を含むスラリー250部を得た。
ついで、スラリーをガラスフイルター(25G4)
で吸引濾過し、得られたケーキを再度250部の水
に投入して攪拌し、濾過してケーキを採取した。
このケーキを120℃のオーブン中で2時間乾燥
したものの平均粒径は4.7μmであつた。また、こ
のものの一次粒子の粒径は、走査型電子顕微鏡で
観察したところ0.1〜0.3μmであつた。
また、上記で得た乾燥前の濾過ケーキをメタノ
ールと混合し、30分間攪拌した後、ガラスフイル
ター(25G4)で吸引濾過し、残渣を40℃で8時
間減圧下乾燥して得られたもののアマニ油吸油量
は1200%であつた。
実施例2〜4及び比較例1〜4
実施例1における初期縮合物製造時の尿素とホ
ルムアルデヒドとのモル比(F/U)、初期縮合
物の重縮合反応の際の水量(以下浴比という)、
温度及び時間を表1に示す通りに変えた外は、実
施例1と同様な処理を行なつて、夫々表1に示す
粒度及びアマニ油吸油量を有する填料を得た。
なお、実施例1における初期縮合物製造の際に
CMCナトリウム塩を使用せず、他は実施例1と
同様な処理を行なつた場合(比較例1)、実施例
1における初期縮合物の重縮合反応の際の温度を
75℃とした外は、実施例1に準じて処理を行なつ
た場合(比較例2)、実施例1における初期縮合
物製造時の尿素とホルムアルデヒドとのモル比
(F/U)を1.5とし、かつ、重縮合反応の際の浴
比を4.0とした外は、実施例1に準じて処理を行
なつた場合(比較例3)、及び実施例1における
初期縮合物の重縮合反応の際に攪拌を停止してい
た時間(=静置時間)を3分間とした外は、実施
例1に準じて処理を行なつた場合(比較例4)の
結果を表1に併記した。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a paper filler. Specifically, the present invention relates to a paper filler made of a urea-formaldehyde crosslinked resin that has a significantly large linseed oil absorption. (Prior art and problems) Traditionally, in the paper industry, kaolin,
Inorganic fillers such as talc and white carbon are widely used. However, these inorganic fillers do not have a sufficient effect on improving paper whiteness, opacity, etc., and because they have poor fixability to paper, they tend to generate paper dust, and they also tend to damage printing equipment due to abrasion. There are drawbacks. On the other hand, it is also known to use a urea formaldehyde crosslinked resin as an alternative to inorganic fillers. For example, in Japanese Patent Publication No. 51-23601, the molar ratio of urea formaldehyde is 1:1 to 1:2.
The use of insoluble, infusible and non-porous fine urea formaldehyde polymers with a BET specific surface area of 5 to 100 m 2 /g as paper fillers is described. However, although the conventionally known filler made of urea-formaldehyde crosslinked resin has a large effect on improving paper whiteness, opacity, etc., there is a problem in that the effect on improving opacity after printing is not sufficient. Furthermore, with conventional fillers, it has been difficult to improve the three important optical properties of paper, namely whiteness, opacity, and post-printing opacity, in a well-balanced manner. (Means for Solving the Problems) The present inventors have improved the conventionally known paper filler made of urea formaldehyde crosslinked resin.
The present invention was achieved as a result of extensive research into improving the optical properties of paper products, particularly the opacity after printing. That is, the gist of the present invention is to provide carboxymethylcellulose, an initial condensate obtained by reacting urea and formaldehyde in a neutral to weakly alkaline aqueous medium at a molar ratio of formaldehyde to urea of 1:1.9 to 1:2.4. or a salt thereof, a mixture mainly consisting of water and an acidic catalyst in an amount of 5 to 15 times the weight of the initial condensate,
The linseed oil absorbent is obtained by stirring the whole mixture uniformly, stopping stirring for at least 5 minutes, reacting at 35 to 65°C to form a solid urea formaldehyde crosslinked resin, and then finely pulverizing this. Paper fillers with a content of 800% or more. Next, the present invention will be explained in detail, and "%" in the following description indicates "% by weight" unless otherwise specified. The paper filler of the present invention consists of finely ground urea-formaldehyde crosslinked resin particles and has a linseed oil absorption of 800% or more. According to studies by the present inventors, all conventionally known fillers made of urea-formaldehyde crosslinked resin particles have a small linseed oil absorption amount. Linseed oil absorption is one measure of printing ink absorption, and it is considered that the larger the value, the greater the printing ink absorption. Therefore, if the same type of filler is used, paper made using a material with a higher absorption of linseed oil will have better absorption of printing ink into the filler dispersed in the paper, resulting in lower opacity etc. after printing. It is thought that the optical properties are improved. From the above points, the paper filler of the present invention has a linseed oil absorption of 800% or more, preferably
Consists of more than 1000% urea-formaldehyde crosslinked resin particles. It is necessary that the urea formaldehyde crosslinked resin be finely ground. Usually the average particle size is
Grind to 10μm or less. It is preferably ground to an average particle size of 2 to 9 μm, particularly 3 to 6 μm. Generally, finer pulverization improves the performance as a filler, but on the other hand, the cost of pulverization increases. The filler made of the urea-formaldehyde crosslinked resin according to the present invention is preferably an aggregate consisting essentially of primary particles having a particle size of 1 μm or less, that is, secondary particles.
That is, when the filler according to the present invention is dispersed so that the filler particles do not overlap each other and observed with a scanning electron microscope, the area occupied by the primary particles larger than 1 μm is at most 50% of the projected area of the secondary particles. %, usually 2% or less. Particularly preferred is a filler consisting of secondary particles that do not contain primary particles larger than 1 μm. The paper filler of the present invention can be produced by the method described below. That is, first, a mixture of urea and formaldehyde in a molar ratio ranging from 1:1.9 to 1:2.4 is mixed into an aqueous medium containing carboxymethyl cellulose (abbreviated as CMC) or a salt thereof, such as an alkali metal salt such as a sodium salt. An initial condensate is produced by reacting at a temperature of about 50 to 90°C in neutral to slightly alkaline conditions. The urea and formaldehyde used in this case may be those for ordinary industrial use. As formaldehyde, an aqueous solution with a concentration of 30 to 55% is usually used, but an aqueous solution of a formaldehyde polymer such as paraformaldehyde can also be used. The molar ratio of urea to formaldehyde is 1:1.9
It is necessary that the ratio is in the range of 1:2.4 to 1:2.4, and the range of 1:2.0 to 1:2.2 is particularly preferable. When the molar ratio of formaldehyde to urea is less than 1.9, the linseed oil absorption of the filler obtained by the subsequent treatment of the present invention does not reach 800%, and
When it is larger than 2.4, the yield of filler obtained by the subsequent treatment of the present invention decreases, and the linseed oil absorption does not reach 800%. As a result, when paper is made using these fillers, the desired effect of improving opacity after printing cannot be obtained. CMC or a salt thereof is usually used in an amount of about 0.1 to 10% based on the total amount of urea and formaldehyde. CMC or its salt controls the particle size of the primary particles of the crosslinked resin to prevent the formation of large primary particles when the initial condensate is polycondensed in the presence of an acidic catalyst to cause a crosslinking reaction. It has the effect of Therefore, CMC or a salt thereof may be added later to the initial condensate produced by the above reaction instead of being added during the production of the initial condensate as described above. The liquid property during the production of the initial condensate is maintained at a neutral to weakly alkaline level, for example, pH 7 to 8, by adding caustic alkali or alkali carbonate, for example. The aqueous solution containing the initial condensate obtained by the above method is then heated at a temperature within a predetermined range by adjusting the amount of water to a predetermined range, adding CMC or a salt thereof if necessary, and adding an acidic catalyst. By polycondensation, a urea formaldehyde crosslinked resin is obtained as a solid. Examples of the acidic catalyst include mineral acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, p-toluenesulfonic acid, and sulfamic acid. The amount of water used in the polycondensation reaction of the initial condensate needs to be 5 to 15 times the amount of the initial condensate. Note that the amount of the initial condensate is equal to the total amount of urea and formaldehyde used in the reaction, excluding those that escape from the system. When the amount of water is less than 5 times the amount, the solidified product produced by polycondensation becomes hard, and the linseed oil absorption amount of the filler obtained by the subsequent treatment of the present invention does not reach 800%. . In addition, when the amount of water is more than 15 times the amount, the solidified product produced by polycondensation is too soft, and the linseed oil absorption amount of the filler obtained by the subsequent treatment of the present invention is similarly 800%. % is not reached. As a result, in any case, when paper is made using these fillers, the desired effect of improving opacity after printing cannot be obtained. In addition, the temperature of the polycondensation reaction of the initial condensate is 35 to 65
°C, preferably between 40 and 60 °C; at temperatures below 35 °C, the linseed oil absorption of the filler obtained by the subsequent treatment of the invention decreases.
Does not reach 800%. Moreover, at temperatures higher than 65° C., the yield of filler obtained in the subsequent treatment decreases and the linseed oil absorption does not reach 800%. In the polycondensation reaction, an acidic catalyst is added to an aqueous solution consisting of the initial condensate, CMC or its salt, and water in an amount 5 to 15 times the amount of the initial condensate, stirred to make the whole homogeneous, and heated at 35 to 65°C. This is done by holding it in place. At this time, stir for as short a time as possible.
In addition, it is necessary to not stir for at least 5 minutes after stopping stirring. That is, when an acidic catalyst is added and stirred, the initial condensate solidifies into a gel, but the stirring is stopped before it solidifies into a gel, and the polycondensation reaction is allowed to proceed independently of each other for at least 5 minutes in each part of the gel-like solid. Let it proceed. As a result, the polycondensation reaction in each part proceeds only with the reactant present in that part, producing a crosslinked resin bound to primary particles smaller than 1 μm.
After 5 minutes have elapsed, stirring may be performed, but usually the reaction is completed without stirring. The reason why the crosslinked resin has such a structure consisting of an aggregate of primary particles is unknown, but the polycondensate produced from the aqueous solution of the initial condensate as the polycondensation reaction progresses precipitates to form primary particles. It is thought that these particles aggregate in the process of further growth to generate secondary particles. Since such a skeletal structure of primary particles and secondary particles is formed relatively quickly, it is considered that even if stirring is restarted after 5 minutes have elapsed, the structure of the produced crosslinked resin will not be affected. The solidified urea formaldehyde crosslinked resin obtained as described above is then pulverized. In the pulverization process, for example, the solidified material is first coarsely pulverized, then water is added to give a concentration of about 8 to 10%, and then the average particle size is pulverized using a suitable pulverizer, such as a mixer-type high-speed rotary pulverizer. 10μm or less, preferably 2~
Process to make it 9μm. If the cost of pulverization is not considered, it is generally preferable to pulverize the particles to an average particle size of 3 to 6 μm. The slurry after pulverization is neutralized with an alkali, filtered, thoroughly washed with water to obtain a white cake, and optionally dried to obtain a product. (Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist thereof. Furthermore, in the description of Examples, "parts" indicate "parts by weight." In addition, in the present invention, the linseed oil absorption amount, the particle size of the crosslinked resin, the yield of the crosslinked resin, and the filler yield are as follows:
It was measured by the method below. Linseed oil absorption: Measure according to JIS K5101 (1978) method.
That is, about 1 g of a dry sample is placed on a glass plate, and boiled linseed oil is added dropwise from a biuret to the center of the sample little by little, and kneaded using a spatula on the glass plate.
Read the amount of boiled linseed oil added until the sample becomes fluid with one drop of boiled linseed oil, and calculate the oil absorption (%) using the following formula. All operations are performed at room temperature (approximately 25°C). G=H/S×100 [G: Oil absorption amount (%), H: Droplet amount of linseed oil (ml), S: Mass of sample (g)] In addition, the sample is prepared by keeping the sample in a wet state, Pour this into 10 times the volume of methanol and let it stand for 30 minutes at room temperature.
Stir for a minute. Next, suction filtration is performed, and the filter cake is dried at 40° C. and 750 mmHg for 8 hours. Particle size of crosslinked resin: Measured by light transmission method using Stokes' law. That is, crosslinked resin particles are dispersed in distilled water,
Changes in turbidity due to particle sedimentation are measured as changes in light transmittance, a weight cumulative distribution curve (semi-logarithm) is determined from this measured value, and 50% of the curve is defined as the average particle diameter. When calculating the weight cumulative distribution curve,
True specific gravity of sample: 1.45, specific gravity of distilled water (20℃):
Use the following values: 0.998 and viscosity: 1.005. In the following examples, the measuring device used was a Micron Photo Sizer (SKC-
2000S) with a maximum particle size of 50 μm. 50ml of distilled water and 100 samples in a beaker
mg into an ultrasonic disperser (output 20W, frequency 40K)
Hz) for 5 minutes. When this is put into the measurement cell, the absorbance [-log(I 0 /I)]
The sample was diluted with distilled water to a value of 1.3 to 1.4 and used as a measurement sample. Yield of crosslinked resin: The weight of the wet cake after each step of crushing, neutralization, filtration, and washing with water is K, and the yield when this wet cake is dried at 120°C for 2 hours is A%. The total amount of formaldehyde and urea used is calculated by the following formula as B. Yield of crosslinked resin (%)=K×A/B Filler yield: The nitrogen content (weight) in paper and papermaking slurry is measured by the Kjeldahl method, and calculated by the following formula. Filler yield = Nitrogen in paper/Nitrogen in slurry Example 1 41.0 parts (0.5 mol) of a 37% concentration formaldehyde aqueous solution and 43.1 parts of water were mixed, and this was added to the mixture under stirring.
0.7 parts of CMC sodium salt [CMC manufactured by Daicel Corporation]
Daicel 1193] was dispersed, the pH was adjusted to 7.4 by adding caustic soda, and then 15.2 parts (0.25 mol) of urea was added, heated, and reacted at 70°C for 1.5 hours to form an aqueous solution of the initial condensate (urea A formaldehyde molar ratio of 1:2.0) was obtained. The pH of this initial condensate aqueous solution as measured by BTB test paper was 7.2. 100 parts of the aqueous solution of the initial condensate obtained above was heated to 40°C, and 104 parts of 3.6% sulfuric acid at the same temperature was quickly added and mixed. It became cloudy after 30 seconds and solidified after 45 seconds. The amount of water coexisting during the solidification reaction is 5.6% of the initial condensate.
It was double the amount. After mixing with sulfuric acid, the mixture was allowed to stand at 40° C. for 30 minutes, and then the solidified material was collected, crushed, and crushed for 2 minutes with 100 parts of water using a mixer (MX-270G manufactured by Toshiba). After the pulverization treatment, aqueous caustic soda solution was added to neutralize the mixture to obtain 250 parts of a slurry containing about 10% solids. Next, pass the slurry through a glass filter (25G4)
The resulting cake was poured into 250 parts of water again, stirred, and filtered to collect the cake. This cake was dried in an oven at 120° C. for 2 hours, and the average particle size was 4.7 μm. Further, the particle size of the primary particles of this product was 0.1 to 0.3 μm when observed with a scanning electron microscope. In addition, the filter cake before drying obtained above was mixed with methanol, stirred for 30 minutes, filtered with suction through a glass filter (25G4), and the residue was dried at 40°C for 8 hours under reduced pressure. The oil absorption amount was 1200%. Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 The molar ratio (F/U) of urea and formaldehyde during the production of the initial condensate in Example 1, the amount of water during the polycondensation reaction of the initial condensate (hereinafter referred to as bath ratio) ),
The same treatment as in Example 1 was carried out except that the temperature and time were changed as shown in Table 1 to obtain fillers having the particle size and linseed oil absorption shown in Table 1, respectively. In addition, when producing the initial condensate in Example 1,
When the same treatment as in Example 1 was carried out without using CMC sodium salt (Comparative Example 1), the temperature during the polycondensation reaction of the initial condensate in Example 1 was
When the treatment was carried out according to Example 1 except that the temperature was 75°C (Comparative Example 2), the molar ratio of urea to formaldehyde (F/U) during the production of the initial condensate in Example 1 was 1.5. , and when the process was carried out according to Example 1 except that the bath ratio during the polycondensation reaction was 4.0 (Comparative Example 3), and during the polycondensation reaction of the initial condensate in Example 1. Table 1 also shows the results of the case where the treatment was carried out in accordance with Example 1 (Comparative Example 4), except that the time during which stirring was stopped (=standing time) was 3 minutes.
【表】
参考例
紙質評価用紙の調製:
NBKP15部、TMP25部、RGP30部及びDIP30
部が配合された叩解度300ml(csf)のパルプの1
%スラリー1000部に、予め5.0%濃度に調整して
おいた実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた
填料の分散水性液10部を添加して2分間攪拌し、
引続き10%硫酸アルミニウム水溶液3部を加えて
更に2分間攪拌して填料配合抄紙用スラリーを調
製した。
次いで、これをTAPPI角型シートマシン(25
cm×25cm)を用いて抄紙し、3.5Kg/cm2でプレス
脱水を行なつた後、表面温度105〜110℃のロータ
リードライヤーで3分間乾燥し、線圧40Kg/cmで
カレンダー掛けを行なつた後、相対湿度65%、20
℃の恒温、恒湿室で24時間のシーズニングを行な
つて紙質評価用の紙を調製した。
紙質の評価:
上記で調製した紙の種々の光学的特性について
調べた。即ち、白色度はJIS P−8123により、不
透明度はJIS P−8138により、また印刷後不透明
度はJ.TAPPI.No.45−84に準じて測定した。
実施例1〜4及び比較例1〜4得られた填料を
使用した場合の紙の光学的特性及び填料の歩留り
は表2に示す通りであつた。なお、填料を添加し
なかつた場合を比較例5として併記した。[Table] Reference example: Preparation of paper quality evaluation paper: 15 copies of NBKP, 25 copies of TMP, 30 copies of RGP, and 30 copies of DIP
1 part of pulp with a freeness of 300ml (csf) mixed with
To 1000 parts of the % slurry, 10 parts of the aqueous filler dispersions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, which had been adjusted to a concentration of 5.0% in advance, were added and stirred for 2 minutes.
Subsequently, 3 parts of 10% aluminum sulfate aqueous solution was added and stirred for an additional 2 minutes to prepare a filler-containing slurry for paper making. This was then processed using a TAPPI square sheet machine (25
After press dehydration at 3.5Kg/ cm2 , drying with a rotary dryer at a surface temperature of 105-110℃ for 3 minutes, and calendering at a linear pressure of 40Kg/cm2. After that, relative humidity 65%, 20
Paper for paper quality evaluation was prepared by seasoning for 24 hours in a constant temperature and humidity room at ℃. Evaluation of paper quality: Various optical properties of the paper prepared above were investigated. That is, the whiteness was measured according to JIS P-8123, the opacity was measured according to JIS P-8138, and the opacity after printing was measured according to J.TAPPI.No.45-84. The optical properties of paper and the yield of filler when using the fillers obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were as shown in Table 2. In addition, the case where no filler was added is also shown as Comparative Example 5.
【表】
(発明の効果)
本発明の紙用填料は、前記の特定条件の組み合
わせによつて製造されるアマニ油吸油量が800%
以上の微小な尿素ホルムアルデヒド架橋樹脂粒か
らなり、参考例に示されるように、これを抄紙に
使用した場合、得られた紙は白色度、不透明度が
優れ、更に紙中に分散された填料が印刷インクを
充分に吸収し、その結果、紙の印刷後不透明度が
著しく改善される。また、填料の歩留りが高く効
率的である。[Table] (Effects of the invention) The paper filler of the present invention has a linseed oil absorption of 800% when produced by a combination of the above specific conditions.
It consists of the above-mentioned microscopic urea-formaldehyde crosslinked resin particles, and as shown in the reference example, when this is used for paper making, the resulting paper has excellent whiteness and opacity, and furthermore, the filler dispersed in the paper is It absorbs printing ink well, so that the opacity of the paper after printing is significantly improved. In addition, the yield of filler is high and efficient.
Claims (1)
ホルムアルデヒドのモル比を1:1.9〜1:2.4と
して、中性ないし弱アルカリ性水性媒体中におい
て反応させて得た初期縮合物、カルボキシメチル
セルロース又はその塩、該初期縮合物に対して5
〜15重量倍の水及び酸性触媒から主として成る混
合物を、全体が均一になるように攪拌したのち少
なくとも5分間攪拌を停止する過程を経て35〜65
℃で反応させて固体の尿素ホルムアルデヒド架橋
樹脂とし、次いでこれを微細に粉砕することによ
り得られるアマニ油吸油量が800%以上である紙
用填料。1 Initial condensate obtained by reacting urea and formaldehyde in a neutral to weakly alkaline aqueous medium at a molar ratio of formaldehyde to urea of 1:1.9 to 1:2.4, carboxymethylcellulose or a salt thereof, the initial condensation 5 for things
A mixture mainly consisting of ~15 times the weight of water and an acidic catalyst is stirred until the whole is homogeneous, and then the stirring is stopped for at least 5 minutes.
A paper filler with a linseed oil absorption of 800% or more, which is obtained by reacting at ℃ to form a solid urea-formaldehyde crosslinked resin and then finely pulverizing it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7758387A JPS63249798A (en) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | Paper filler and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7758387A JPS63249798A (en) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | Paper filler and its manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249798A JPS63249798A (en) | 1988-10-17 |
| JPH0571719B2 true JPH0571719B2 (en) | 1993-10-07 |
Family
ID=13638003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7758387A Granted JPS63249798A (en) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | Paper filler and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63249798A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033123B2 (en) * | 1982-09-20 | 1985-08-01 | 大日本インキ化学工業株式会社 | Manufacturing method and manufacturing equipment for resol type solid phenolic resin |
| JPS613805A (en) * | 1984-06-19 | 1986-01-09 | Honda Motor Co Ltd | Raw material sheet for sintered metallic body and its production |
-
1987
- 1987-04-01 JP JP7758387A patent/JPS63249798A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63249798A (en) | 1988-10-17 |
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