(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（苛性化軽質炭酸カルシウム）を湿式粉砕して塗工用顔料を得るためのスラリーの製造方法であって、
（１）苛性化軽質炭酸カルシウムにポリアクリル酸系分散剤を添加して、粉砕機で粗粉砕して平均粒子径が１〜１０μｍの粗スラリーとし、
（２）前記粗スラリーを粉砕機で湿式粉砕してスラリーとし、及び
（３）重量平均分子量が１５０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物である分散剤を前記スラリーに添加して、媒体攪拌型湿式粉砕機で粉砕処理を行い、
ここで、前記媒体攪拌型湿式粉砕機は、円筒状の容器と、該容器内を径方向に内側室と外側室に区画すると共に両室間を連通する複数のスリットが形成される筒状のセパレータと、前記容器の一端を挿通して回転自在に設けられる回転軸と、前記回転軸に固定されて回転するローターと、前記容器の他端に設けられ前記内側室内外を連通する処理物の供給口と、前記容器の外周に設けられ前記外側室内外を連通する処理物の排出口と、を備えたダブルローターの媒体攪拌型湿式粉砕機である、上記方法。
【請求項２】
前記媒体攪拌型湿式粉砕機による粉砕処理を、ローター回転数が７００〜１２００回／ｍｉｎで行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（１）の工程において、前記ポリアクリル酸系分散剤を前記軽質炭酸カルシウム１００重量部に対して０．５〜１．０重量部添加する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
（３）の工程において、前記ポリアクリル酸中和物を前記軽質炭酸カルシウム１００重量部に対して０．８〜２．０重量部添加する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記媒体攪拌型湿式粉砕機における内側室の直径（Ｄ）と両端間の長さ（Ｌ）との比（Ｌ／Ｄ比）が、０．６より大きく１．２より小さい、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
（３）の工程の後に得られるスラリーが、全顔料に対して苛性化軽質炭酸カルシウムを５０重量％以上含有する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記苛性化軽質炭酸カルシウムが、塊状でカルサイト結晶構造を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
粗スラリー化する前の苛性化炭酸カルシウムの平均粒子径が１０〜３０μｍである、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記媒体攪拌型湿式粉砕機による粉砕処理を、充填率７０〜８５％の粉砕媒体の存在下で行う、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記粗スラリーの濃度が６５〜８０重量％である、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は粉砕機に関し、特に、硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムを湿式粉砕する際に、ダブルローターを有する媒体撹拌型湿式粉砕機を用いた粉砕方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高白色、高不透明度、高光沢度を有する高品位な軽量塗工紙の需要が高い。これらの要求に応えるために高品質軽量塗工紙の塗工顔料には、カオリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムなどの無機顔料以外に、高価な二酸化チタンやプラスチックピグメントなどが配合される。
【０００３】
塗工用顔料に用いられる炭酸カルシウムは非常に安価であり、塗料中の配合率を高くすることで塗工紙の白色度や不透明度を向上できるが、白紙光沢度が著しく低下する。このため、高配合化するためには、白紙光沢度発現性を向上させるために、湿式粉砕により微粒化するのが一般的である。しかし、微粒化するには分散剤の添加量を増やし、長時間粉砕しなくてはならないため、顔料製造コストが高くなる。
【０００４】
一般的な重質炭酸カルシウムの粉砕方法として、粉砕容器内部に粉砕媒体（ビーズ）と、被粉砕物を液体に混ぜたスラリーを充填し、粉砕容器中央の回転軸を回転させることによりビーズと被粉砕物を衝突させることによって微粉砕を行う装置（ビーズミル）がある。従来はビーズミルで処理されたスラリーを別のタンクで受けるパス方式の横型ビーズミルを用いていたが、粗粒子及び過粉砕による超微粒子が多くなり粉砕後の粒度分布がシャープにならなかった。
【０００５】
このため現在は、ビーズミルと循環タンクの間でスラリーを循環させるマルチパス方式のビーズミルが多く使用されている。マルチパス方式の粉砕機のメリットとして、粗粒子が少なくなり粒度分布がシャープになる特徴を持つ。なかでも、特にＬ／Ｄ比が０．５以下とするマルチパス方式の媒体撹拌型湿式粉砕機（特許文献１）は、粉砕室を工夫しビーズの充填率を低く抑えることが出来るため、大流量循環運転が可能となる特徴を持つ。
【０００６】
前述のパス方式とマルチパス方式の粉砕方法について粉砕性能を比較するため、両方法にて重質炭酸カルシウムを同一条件下で粉砕したところ、マルチパス方式の粉砕方法は粒度分布がシャープになり、良好な結果が得られた。
【０００７】
一方、硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程で、生石灰を水または弱液で消和した後、緑液で苛性化反応することによって製造（苛性化法）される苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽質炭酸カルシウムという。）がある。この炭酸カルシウムは主産物である白液を製造する際の副産物であるため、従来の石灰乳と炭酸ガスとの反応による方法で得られる軽質炭酸カルシウムに比べて既にある設備を利用でき、設備投資額が最小ですむ利点がある。しかし、苛性化軽質炭酸カルシウムを塗工用顔料として高配合すると、前述のとおり白紙光沢度が著しく低下するため、粉砕によって微粒化する必要がある。
【０００８】
これらのことから、前述のＬ／Ｄ比が０．５以下となるマルチパス方式の媒体撹拌型湿式粉砕機を用いて、苛性化軽質炭酸カルシウムのスラリーの粉砕を行った。しかし、粉砕後のスラリーの粘度が高くなり高価な分散剤の使用量が増加し、また、重質炭酸カルシウムの粉砕時と比較して動力原単位も高くなり、コスト高となった。
【０００９】
したがって、電力コストが安価となり、高価な分散剤使用量の使用を抑えることが出来る高品質な苛性化軽質炭酸カルシウムのスラリー製造技術を開発できれば、その苛性化軽質炭酸カルシウムを塗料中に高配合化することで、白紙光沢度が劣ることなく、高品質塗工紙を製造できる。
【００１０】
苛性化法によって製造された苛性化軽質炭酸カルシウムの粉砕においては、前記粉砕機を用いても良好な結果を得ることが出来ない。軽質炭酸カルシウムを粉砕する既存技術としては、特許文献２、特許文献３、特許文献４などが挙げられる。しかし、特許文献２は炭酸ガス法で得られる軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合粉砕、特許文献３は軽質炭酸カルシウムとカオリンの混合粉砕であり、苛性化軽質炭酸カルシウム単独の粉砕および苛性化軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合粉砕には適応できない。また、特許文献４は軽質炭酸カルシウムの粉砕時にスラリーｐＨが８〜１２になるよう炭酸ガスを直接吹き込むことで高効率な軽質炭酸カルシウムの粉砕方法を提案している。一般に苛性化軽質炭酸カルシウムの粉砕後に得られるスラリーｐＨは１３以上あり、しかもスラリー濃度が高いため、炭酸ガスでｐＨ１２以下まで中和するには長時間を要する。従って、スラリー粉砕機と循環タンクの間でスラリーを大流量循環させながら目的粒子径まで粉砕するマルチパスの粉砕方式では、炭酸ガス中和が不十分あるいは不可能となり、期待する効果を発揮できない。
【００１１】
特許文献５は、スラリー中に含まれる固体粒子を微粉砕する、ダブルローターを有する媒体攪拌型湿式粉砕機を開示している。本発明では、この粉砕機を使用して、硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムを湿式粉砕している。
【特許文献１】特開平１０−２３０１８２
【特許文献２】特開平６−４１４６３
【特許文献３】特開２０００−１１００９６
【特許文献４】特開２０００−２３９０１７
【特許文献５】特開２００７−３０７５２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のような状況に鑑み、本発明の課題は上記のごとき課題を解決し、粉砕後の苛性化軽質炭酸カルシウムを安価に効率良く湿式粉砕する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明では、パルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムを湿式粉砕して塗工用顔料を得るためのスラリーの製造方法であって、
（１）パルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムにポリアクリル酸系分散剤を添加して、粉砕機、例えば、アトライター（三井鉱山社製）で粗粉砕して粗スラリーとし、
（２）前記粗スラリーを粉砕機、例えば、堅型サンドミル（アシザワ社製）で湿式粉砕してスラリーとし、及び
（３）重量平均分子量が１５０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物である分散剤を前記スラリーに添加して、媒体攪拌型湿式粉砕機で粉砕処理を行い、ここで、前記媒体攪拌型湿式粉砕機は、円筒状の容器と、該容器内を径方向に内側室と外側室に区画すると共に両室間を連通する複数のスリットが形成される筒状のセパレータと、前記容器の一端を挿通して回転自在に設けられる回転軸と、前記回転軸に固定されて回転するローターと、前記容器の他端に設けられ前記内側室内外を連通する処理物の供給口と、前記容器の外周に設けられ前記外側室内外を連通する処理物の排出口を備えたダブルローターの媒体攪拌型湿式粉砕機である、
を特徴とするパルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムのスラリーの製造方法を提供する。前記粉砕機の軸線方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ比）が０．６より大きく１．２より小さいダブルローターとなるように構成した媒体撹拌型粉砕機を使用し、パルプ製造工程の苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウムを１００重量部にポリアクリル酸系分散剤を０．５〜１．０重量部含有するスラリーに重量平均分子量１５０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物を分散剤として０．８〜２．０重量部を供給して粉砕処理することで、苛性化軽質炭酸カルシウムのスラリー製造時において、流動性が良好な状態で効率良く微粒化できる事を可能にする。前記Ｌ／Ｄ比は、好ましくは、０．８より大きく１．０以下である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、苛性化軽質炭酸カルシウム高濃度スラリーを微粒化する際に、ダブルローターにすることによって、従来技術と比較して粉砕媒体の動きが良くなり、低速回転でも粉砕効率の高い処理を行うことが可能となるために、動力原単位を少なくする事が出来る。また、粉砕後の苛性化軽質炭酸カルシウムの物性についても、比表面積が小さくなり、粘度が下がるために高価な分散剤の使用量を減らすことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の方法を具体的に説明する。本発明の軽質炭酸カルシウムは、硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程で製造されたものを使用する。
［軽質炭酸カルシウムの製造方法］
軽質炭酸カルシウムの製造方法としては、（１）石灰の焼成装置その他から得られる二酸化炭素を含有したガスと石灰乳との反応、（２）アンモニアソーダ法における炭酸アンモニウムと塩化カルシウムとの反応、（３）炭酸ナトリウムの苛性化によって水酸化ナトリウムを製造する石灰乳と炭酸ナトリウムとの反応等が知られている。これらの方法のうち、（２）（３）においては、その主生産物を得る製造法が新たな方法に転換されたり、炭酸カルシウムが副産物であることから不純物含量が多いなど、その利用方法についてはあまり検討されていない。
［炭酸ガス法］
一方（１）は、反応系が比較的単純（水、消石灰、炭酸ガス）であり、様々な用途毎に目的に合った炭酸カルシウムを製造する方法等について広く研究が進み、石灰メーカーから市販されている商品もいくつか見られる。しかしながら、メーカーからの直接購入では輸送費コストがかさみ、トータルコストが高くなる欠点がある。また、オンサイト炭酸ガス法ではキルン排ガスを利用すれば、安価に高品質な炭酸カルシウムを製造できるが、設備投資に巨額の費用がかかる問題がある。
［苛性化法］
そこで考えられるのが、硫酸塩法又はソーダ法によるパルプ製造工程において、蒸解薬品を回収・再生する苛性化工程で白液を製造する際に副生する炭酸カルシウムを製紙用原料として使用する方法である。この方法であれば、既にある設備を利用でき、設備投資額が最小ですむ利点がある。
［苛性化工程］
硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造工程においては、木材の繊維素を単離するために水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムとを混合した薬液を用いて高温、高圧下で蒸解する。そして、繊維素は固層として分離精製されてパルプとなり、薬液および木材からの繊維素以外の溶出成分はパルプ廃液（黒液）として回収され、回収ボイラーで燃焼可能な濃度まで濃縮される。さらに、一連の過程で失われたナトリウム分と硫黄分を補給するために硫酸ナトリウムが添加された後、回収ボイラーで燃焼される。その際、黒液中の有機物質は熱源として、無機物質は主として炭酸ナトリウムおよび硫化ナトリウムとして回収されるが、これらの無機物はスメルトと呼ばれ溶融状態で回収ボイラーから取り出される。回収ボイラーから取り出されたスメルトは、水または弱液（炭酸カルシウムを水洗浄した後に得られる、白液成分を微量含んだ液）で溶解されて緑液となる。
［苛性化反応］
苛性化工程とは、緑液中の炭酸ナトリウムを蒸解薬品である水酸化ナトリウムに変えるための工程であり、生石灰を消石灰に変える消和反応（１）と、消石灰と緑液を混合し水酸化ナトリウムと炭酸カルシウムを生成する苛性化反応（２）よりなる。苛性化反応によって得られた液は白液と呼ばれ、炭酸カルシウムと分離、清澄化されて蒸解工程へ送られる。本発明では分離回収し、十分洗浄された炭酸カルシウムを使用する。
【００１６】
CaO + H2O → Ca(OH)2                 （１）：消和反応
Ca(OH)2+ Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH  （２）：苛性化反応
［苛性化反応の特徴］
この炭酸カルシウムは主産物である白液を製造する際の副産物であるため、従来の石灰乳と炭酸ガスとの反応による方法で得られる軽質炭酸カルシウムに比べて既にある設備を利用でき、設備投資額が最小ですむ利点がある。また、従来閉鎖系にある苛性化工程のカルシウム（生石灰、消石灰、炭酸カルシウム）循環サイクルから炭酸カルシウムを系外に抜き取ることによって、系内の清浄および循環石灰の高純度化が達成され、上記（１）（２）の反応性向上や白液の清澄性の向上、さらには廃棄物の低減が期待できる。
［脱水濃縮、平均粒子径］
本発明で使用される軽質炭酸カルシウムは圧搾、吸引、遠心分離方式などの脱水装置によって脱水濃縮されたケーキ状、スラッジ状のものが使用される。また、苛性化工程で得られる塊状の軽質炭酸カルシウムの平均粒子径は、顔料用途で使用できる７３％濃度以上まで濃縮できれば特に限定されないが、レーザー透過式粒度分布測定装置（マスターサイザー２０００、マルバーン社製）の値で１０〜３０μｍが好ましく、更に好ましくは１０〜２０μｍが好ましい。
［スラリー化］
このようにして得られた苛性化軽質炭酸カルシウム湿り粉体をスラリー化する方法として、円筒形の容器と棒状の攪拌アームからなり、３〜１０ミリのボールを充填、攪拌して分散と粉砕を同時に行えるアトライターや高速攪拌羽根を装備した高濃度分散装置等を適宜使用できる。
［分散剤］
本発明で使用するポリアクリル酸系分散剤は、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウムをはじめとして、アクリル酸/マレイン酸共重合体、アクリル酸/スルホン酸系モノマー共重合体等である。また、本発明で使用するポリアクリル酸中和物は、ポリアクリル酸系分散剤を水酸化ナトリウム塩や水酸化カリウム塩で中和したもので、ｐＨが７以上である。
また、分散剤と希釈水は一括または分割しながら添加することで、スラリー粘度や濃度を調整できる。顔料分散液中に使用する分散剤としては、重量平均分子量１５０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物が好ましい。このスラリー化での軽質炭酸カルシウムの平均粒子径はビーズ径、処理時間などで任意に調整でき、この粗粉砕後の平均粒子径は、レーザー透過式粒度分布測定装置（マスターサイザー２０００、マルバーン社製）の値で１〜３０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜１０μｍが好ましい。粗粉砕後のスラリー濃度は６５〜８０％が好ましい。
【００１７】
また、不定形状の苛性化軽質炭酸カルシウム以外、例えば針状や柱状の苛性化軽質炭酸カルシウムに対しても、粉砕処理を必要とする場合には本発明を適用することが出来る。
また、顔料分散液中に使用する分散剤としては、一般に製紙用として使用されるポリアクリル酸ソーダ、リグニンスルホン酸ソーダ、リン酸塩およびそれらの変性物等が挙げられ、これらのうち一種類以上を必要に応じて選択して使用することができ、分散剤の使用量は、顔料１００重量部に対して０．８〜２．０重量部が好ましく、さらに好ましくは顔料１００重量部に対して０．９〜１．８重量部が好ましい。苛性化軽質炭酸カルシウムは重質炭酸カルシウムと比較して高アルカリ性であり、凝集性、疎水性が極めて高いために顔料分散液の粘度が非常に高く、粉砕時の粉砕機負荷が大きくなり過ぎるばかりか、場合によっては粉砕機中に充填されている媒体の割れや磨耗が著しくなるなどの問題を生じてしまう。また、粉砕が進行するに従って顔料分散液粘度が急上昇するため、重質炭酸カルシウム粉砕時と比較してより多くの分散剤使用量が必要となる。
ポリアクリル酸の場合はｐＨが低いため、苛性化軽カルを溶解し、炭酸ガスを発生したり、カルシウムイオン濃度等が溶解し塩濃度が高くなり、粉砕性が低下するため、ポリアクリル酸中和物を使用することが望ましい。
【００１８】
本発明では、重量平均分子量１５０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物を分散剤として０．８〜２．０重量部を供給する。ポリアクリル酸中和物の重量平均分子量が１５０００より低い場合には、一般的に塩濃度の高い苛性化軽カルの場合には、良好な粉砕性が得られない。一方、重量平均分子量が３５０００より高い場合には、一般的に塩濃度の高い苛性化軽カルの架橋凝集が発生し、スクリーン詰まりの原因となる。
【００１９】
ポリアクリル酸中和物が０．８部以下の場合は、良好な粉砕性が得られない。一方、２．０部以上の場合には、スラリーの粘度が低下しすぎて、塗料に混合した場合に保水剤の添加等が必要になる。また、経済的にも好ましくない。
【００２０】
なお、重質炭酸カルシウムと苛性化軽質炭酸カルシウムの混合顔料分散液中の苛性化軽質炭酸カルシウム含有率が５０重量％以下であれば、本発明の粉砕機を使用しなくても粉砕可能である。
［粉砕機］
図１は本発明に使用する媒体攪拌型湿式粉砕機の実施の一例を示す概略断面図である。この媒体攪拌型湿式粉砕機１は、処理物の供給口６及び排出口７を備える円筒状の容器２の内部に、筒状のセパレータ３と、回転軸４に固定されて回転するローター５を備え、ローター５は複数の小ローター５０からなっている。
［容器］
容器２は、筒状のセパレータ３により、径方向に内側室２１と外側室２２とに区画されている。そして、粉砕処理及び分散処理は内側室２１で行われるので、内側室２１の内部形状は重要である。すなわち、容器２の内側両端間の長さをＬとし、セパレータ３の内径をＤとすると、これらは、円筒状の内側室２１についての両端間の長さＬ及び直径Ｄとなる。そして、小ローター５０の数は２個であり、長さＬと直径Ｄとの比は、０．６＜Ｌ／Ｄ＜１．２の範囲とすることが好ましい。Ｌ／Ｄを１．２よりも小さくすることにより、直径の小さな媒体を使用した場合でも、媒体の偏析現象及び共回り現象の発生を抑制することができる。また、０．６よりも大きくすることにより、ローター５の作用範囲を十分に確保することができる。
［セパレータ］
セパレータ３は、複数のスリット３１が形成されたスクリーンタイプであり、スリット３１により内側室２１と外側室２２とが連通している。内側室２１内で媒体と共に攪拌され、粉砕処理及び分散処理を受けた処理物は、セパレータ３で媒体と分離され、外側室２２に移動することができる。スリット３１の幅は、媒体の直径により設定され、その総面積は、処理物の性状や流量により設定される。
［ローター］
容器２の一端を挿通して回転軸４が回転自在に設けられ、この回転軸４に複数の小ローター５０からなるローター５が固定されている。回転軸４はシール部材８により密封され、図示しない駆動源により回転軸４を回転することにより、内側室２１内の処理物及び媒体を攪拌することができる。また、容器２の他端には、内側室２１内外を連通する処理物の供給口６が設けられ、容器２の外周には、外側室２２内外を連通する処理物の排出口７が設けられている。
【００２１】
ローター５は、循環流を発生するような形状となっている。すなわち、ローター５は２個の小ローター５０からなり、小ローター５０は、各々円筒状の攪拌部５１と円板状の保持部５２を備えている。小ローター５０は、攪拌部５１の端部に保持部５２を設けている。遠心力を受けた媒体は、貫通孔５３を通って内側から外側に流動することになる。ローター５の回転により、攪拌部５１の周囲にある媒体は、剪断力と遠心力が与えられる。そして、攪拌部５１の外周に突起５５を設けることにより、この剪断力及び遠心力を強力にすることができる。さらに、周上に貫通孔５３と突起５５を交互に配置することにより、循環流の形成が一層促進されることになる。攪拌部５１の内側は、良好な混合状態に保持されることが好ましく、保持部５２で分離されることのないように、保持部５２に開口５４を設けることが好ましい。
【００２２】
セパレータ３の内壁とローター５の攪拌部５１の外周との間において、媒体間に大きな速度差を与えて強力な剪断力を発生させる。これと同時に、各小ローター５０の攪拌部５１に循環流を発生させる。循環流による流れの向きは、ローター５の回転による流れの向きに対して直交する方向である。このため、媒体は攪拌部５１と共に動くことができず、偏析現象及び共回り現象が解消されることになる。
［処理物の流れ］
媒体攪拌型湿式粉砕機１は、供給口６から容器２内に処理物を供給してローター５を回転させると、処理物は内側室２１内に位置している媒体と共に攪拌され、粉砕処理及び分散処理を受ける。そして、容器２の中心から外方向に向かって流動し、セパレータ３のスリット３１によって媒体が分離され、外側室２２から排出口７を介して粉砕容器２外に排出される。内側室２１の周面付近では、媒体間の強力な剪断力により効率の高い粉砕処理及び分散処理を行うことができる。同時に、共回り現象の解消によりセパレータ３付近での媒体の流速が遅くなり、セパレータ３等の摩耗を防止することができる。また、内側室２１の中心付近では、処理部物と媒体とが均一な混合状態を保持して、処理物の短絡を起こすことなく処理することができる。したがって、内側室２１の全体を活用した処理を行うことができる。
［媒体充填率］
なお、粉砕媒体の充填率は出来る限り高いほうが好ましいが、充填率が高すぎる場合は粉砕室内での媒体の動きが制限されるため粉砕効率を低下させることがある。そのため、粉砕媒体の充填率は７０〜９０％が好ましく、さらに好ましくは、７５〜８５％が好ましい。
［ローター回転数］
また、ローター（撹拌部材）回転数についても出来る限り高いほうが好ましいが、ローター回転数が高すぎる場合は粉砕機の粉砕機負荷が大きくなり過ぎるばかりか、場合によっては粉砕機中に充填されている媒体の割れや磨耗が著しくなることがある。よってローター回転数は７００〜１２００回／ｍｉｎが好ましく、さらに好ましくは８００〜１０００回／ｍｉｎが好ましい。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、もちろん本発明はそれらに限定されるものではない。なお、例中の「部」および「％」は特に断らない限り、それぞれ「重量部」および「重量％」を示す。
【００２４】
日本製紙株式会社A工場の苛性化工程で製造された固形分濃度７３％の塊状軽質炭酸カルシウムを用いた。この湿り粉体の塊状軽質炭酸カルシウム１００部に、それぞれポリアクリル酸系分散剤を０．６５部と水を一括添加し、アトライター（三井鉱山社製）にて濃度７３％、平均粒子径８μｍとなるよう粗粉砕した。
【００２５】
得られた粗スラリーを竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）に定量ポンプで一定量送液し、ワンパス方式で湿式粉砕し、平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕した。
【００２６】
この処理で得られたスラリーに重量平均分子量１３０００〜３５０００のポリアクリル酸中和物を１６６Lの粉砕室を有するダブルローター型SCミルLSC650（三井鉱山社製）で湿式粉砕した。
【００２７】
媒体として直径０．５ミリのジルコニアビーズ（ニッカトー社製）を使用し、ビーズ充填率（粉砕室中の空隙容積に対する、最密充填した時の粉砕媒体の容積）は７８％、ローター回転数を４００回／ｍｉｎとし、LSC650（三井鉱山社製）を用いて平均粒子径が０．４０〜０．６５μｍとなるまで粉砕した。粉砕後、スラリー濃度を７２％にして２５℃でのＢ型粘度（６０rpm、東京計器社製）を測定した。また、マスターサイザー２０００（マルバーン社製）を用いて、重量累積分布の５０％点を平均粒子径として算出した。ポリアクリル酸中和物の重量平均分子量はゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した。
【００２８】
〔実施例１〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径８μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC650でビーズ充填率７８％、ローター回転数４００回／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量２２０００のポリアクリル酸中和物を１．２部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．４２μｍであり、B型粘度は１２００mPa・sであり、セパレータのスリット１７での詰まりは見られなかった。
【００２９】
〔実施例２〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径８μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC650でビーズ充填率７８％、ローター回転数４００回／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量２２０００のポリアクリル酸中和物を１．３部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．４１μｍであり、B型粘度は１１００mPa・sであり、セパレータのスリット１７での詰まりは見られなかった。
〔実施例３〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径８μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC650でビーズ充填率７８％、ローター回転数４００回／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量２２０００のポリアクリル酸中和物を１．４部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．４０μｍであり、B型粘度は３５０mPa・sであり、セパレータのスリット１７での詰まりは見られなかった。
【００３０】
〔比較例１〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径８μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC650でビーズ充填率７８％、ローター回転数４００回／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量１３０００のポリアクリル酸中和物を１．３部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．６０μｍであり、B型粘度は２０００mPa・sであり、セパレータのスリット１７での詰まりは見られなかった。
〔比較例２〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径７μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC650でビーズ充填率７８％、ローター回転数４００回／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量３６０００のポリアクリル酸中和物を１．３部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．６５μｍであり、B型粘度は３５００mPa・sであり、セパレータのスリット１７での詰まりが発生した。
〔比較例３〕
苛性化工程で製造された軽質炭酸カルシウム（以下、苛性化軽カルという。）を１００部にポリアクリル酸系分散剤を０．６５部添加したものを平均粒子径７μｍまで粗スラリー化した後、竪型サンドミル（ＲＬ２５０Ｖ−ＳＰ、アシザワ社製）で平均粒子径が１．０μmとなるまで粉砕し、その後、ダブルローター型SCミルLSC220でビーズ充填率７８％、ローター回転数８００／ｍｉｎで７３％の苛性化軽カルスラリー２．５m３に重量平均分子量１３０００の疎水基を導入したポリアクリル酸を１．３部添加して１１０分間粉砕した。そのときの平均粒子径は０．４０μｍであり、B型粘度は２６００mPa・sであったが、セパレータのスリット１７での詰まりが発生した。
〔試験結果〕
１．平均粒子径について
表１の実施例１〜３から、７３％濃度の苛性化軽カル粗粉砕スラリー２．５ｍ３に重量平均分子量２２０００のポリアクリル酸中和物を１．２〜１．４部添加し、LSC６５０（三井鉱山）で１１０分間粉砕すると平均粒子径約０．４μmの苛性化軽カルスラリーが得られる。比較例１の重量平均分子量が１３０００と低いポリアクリル酸中和物は、重カルや炭酸ガス法軽カル等の塩濃度の低い炭酸カルシウムスラリーの粉砕には適しているが、塩濃度が高い苛性化軽カルスラリーの場合は、ポリアクリル酸中和物が苛性化軽カルの表面に吸着し難く、粉砕性が低下する。また、比較例２の重量平均分子量が３６０００と高いポリアクリル酸中和物は、架橋凝集が発生し、粉砕性が低下する。
【００３１】
２．スクリーン詰まりについて
表１の実施例１〜３は約０．４μｍに粉砕した後の、粘度が９５０〜１２００mPa・sと低めであるが、比較例２の重量平均分子量が３６０００と高いポリアクリル酸中和物は、架橋凝集が発生するため粉砕性が低下するので、B型粘度も３５００と高くなり、凝集物によるスクリーン詰まりが発生すると推測される。また、比較例３の疎水基を導入したポリアクリル酸を苛性化軽カルに添加すると、疎水的な相互作用により凝集物を発生する傾向にあり、スクリーン詰まりを発生すると推測される。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
註１  ポリアクリル酸系分散剤：APNII（日本製紙ケミカル）
註２  ポリアクリル酸中和物：APNIIIs（日本製紙ケミカル）
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の媒体攪拌型湿式粉砕機の実施の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  媒体攪拌型湿式粉砕機
２  容器
３  セパレータ
４  回転軸
５  ローター
６  供給口
７  排出口
８  シール部材
２１  内側室
２２  外側室
３１  スリット
５０  小ローター
５１  攪拌部
５２  保持部
５３  貫通孔
５４  開口
５５  突起
【図１】
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