JP2002506137A - 改善された製紙工程 - Google Patents

改善された製紙工程

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JP2002506137A JP2000534725A JP2000534725A JP2002506137A JP 2002506137 A JP2002506137 A JP 2002506137A JP 2000534725 A JP2000534725 A JP 2000534725A JP 2000534725 A JP2000534725 A JP 2000534725A JP 2002506137 A JP2002506137 A JP 2002506137A
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suspension
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アウリ ラウリラ−ルンメ，
ヘイッキ パカリネン，
ハンヌ， ユハニ レイノ，
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エーヂーエー アクチボラグ
ユーピーエム−キメネ コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 この発明はパルプ懸濁液中に炭酸カルシウムが含まれている製紙工程に関する。製紙システム中の炭酸カルシウムの溶解は前記パルプ懸濁液への二酸化炭素の導入により実質的に抑制される。この発明はまた固体炭酸カルシウムが填料及び／または顔料として存在している製紙システムでの紙または厚紙の製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は製紙技術に関する。特にこの発明は炭酸カルシウムがパルプ懸濁液中
に含まれている製紙工程に関する。特に本発明はメカニカルパルプ含有製紙シス
テム中の炭酸カルシウムの溶解を防ぐまたは実質的に抑制するための方法を提供
する。この発明はまた固体炭酸カルシウムが填料及び／または顔料として存在し
ているメカニカルパルプ含有製紙システムでの紙または厚紙の製造方法を提供す
る。最後に、この発明は製紙システム中の炭酸カルシウムの溶解を抑制するため
の二酸化炭素の使用に関する。
【０００２】 本発明により使用されるパルプ懸濁液はメカニカルパルプまたはそれとリサイ
クルパルプ及び／またはケミカルパルプとの混合物を含む。本発明の特別な利益
はサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）が填料として炭酸カルシウムを有する紙に
加工されるときに得られる。このようなパルプ及びパルプ組合せは新聞用紙等の
ためのスーパーカレンダー掛け（ＳＣ）及び軽量コート（ＬＷＣ）紙の製造のた
めに現在広く用いられている。
【０００３】 炭酸カルシウムＣａＣＯ３は填料または顔料として製紙において一般に使用さ
れている。なぜならそれは高い白色度を持ちかつそれは問題の価格範囲で最も白
い填料であるからである。炭酸カルシウムは天然に産出するチョークまたはカル
サイトであることができまたは合成的に製造された沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ
）であることができる。炭酸カルシウムは約８のｐＨ以上のアルカリ性条件では
溶け難いが、それは硫酸やミョウバンのような酸により攻撃を受け、その結果そ
れは可溶化される。従って、通常の炭酸カルシウムは酸性ｐＨでの製紙のために
は適当な填料ではない。
【０００４】 炭酸カルシウムの酸性ｐＨでの可溶化の持つ問題を解決する試みとして酸抵抗
性沈降炭酸カルシウムが提供されている。しかしこの炭酸カルシウムの製造は技
術的に複雑でありその使用は高価になり、それにもかかわらずこの製品は完全に
酸抵抗性ではない。
【０００５】 ある製紙業者は部分的には炭酸カルシウムを填料及び／または顔料として使用
可能とするために、それらの工程を酸性から中性ｐＨに変換した。表現“中性ｐ
Ｈ”はこれらの工程では略７−８．５、最も好ましくは７−８のショートサーキ
ュレーションのｐＨに相当する。表現“疑似中性ｐＨ”は炭酸カルシウムが溶解
するｐＨ以下のｐＨを示し、一般的に７またはそれより低いｐＨを示す。
【０００６】 メカニカルパルプ、特にＴＭＰを用いる製紙工程は高ｐＨはそれにより製造さ
れた紙の白色度を減少させることとなるであろうから、約７．２以上のｐＨ水準
で操業されるべきでない。
【０００７】 製紙工程において炭酸カルシウムは填料として紙地合い（paper formation） に先立ち紙料（stock）に加えられ、従って填料粒子の一部は製紙システム中を 循環する工程水に入るであろう。炭酸カルシウムがコート紙の顔料として用いら
れるとき、炭酸カルシウムの一部は損紙（broke）と共に工程に再循環されるで あろう。
【０００８】 リサイクル古紙並びに損紙（ここでは一般的にリサイクル繊維を示す）は填料
及び／または顔料として炭酸カルシウムを含むかもしれない。リサイクル繊維の
再パルプ化は一般的にアルカリ性ｐＨで実行され、そこでは炭酸カルシウムは本
質的に固体形状で残る。しかし、もし抄紙機が酸性、中性または疑似中性ｐＨ範
囲で操業されるなら、リサイクル繊維から導かれる炭酸カルシウムは溶解し始め
るであろう。
【０００９】 またアルカリ性条件下では紙料調製品及びショートサーキュレーションは多数
の製紙薬品及び希釈水の添加を含み、その幾つかは酸性であり、従ってパルプの
ｐＨを下げる。それぞれの酸性添加で炭酸カルシウムは失われ、溶解した炭酸カ
ルシウムの分解のために発泡問題があるかもしれない。
【００１０】 可溶化された炭酸カルシウムは次の式により水中で解離する ＣａＣＯ３ ＜―＞ Ｃａ２＋＋ＣＯ３ ２− ＣＯ３ ２−＋Ｈ２Ｏ ＜―＞ ＨＣＯ３ −＋ＯＨ− ＨＣＯ３ −＋Ｈ２Ｏ ＜―＞ Ｈ２ＣＯ３＋ＯＨ− Ｈ２ＣＯ３ ＜―＞ ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
【００１１】 約８以下のｐＨでは炭酸カルシウムの溶解、結果として遊離カルシウムイオン
の濃度が増え、二酸化炭素ガスが放出されるとき発泡が観察される。製紙システ
ムにおける閉循環水の使用により、炭酸カルシウムの可溶化が高濃度のカルシウ
ムイオンを蓄積し、これが製紙において複雑な問題を起こす。これらの問題の中
で、粘着性粒子、石けん及びインク粒子の凝結；スケーリングとして無機カルシ
ウム塩の沈殿；シュウ酸カルシウムの沈殿及び炭酸カルシウムの再沈殿；繊維の
膨潤能力の減少；歩留まり向上剤、分散剤及び他の荷電紙添加剤による妨害；等
をあげることができる。
【００１２】 従って、製紙工程、特にＴＭＰのようなメカニカルパルプが含まれている工程
における炭酸カルシウムの使用を改善する要求がある。
【００１３】 二酸化炭素はガスであり、それは水又はパルプ懸濁液に溶けて次の反応により
炭酸及び／または重炭酸イオンを形成する： ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ ＜―＞ Ｈ２ＣＯ３ ＜―＞ Ｈ＋＋ＨＣＯ３ −
【００１４】 製紙における二酸化炭素の使用は種々の理由で先行技術において提案されてい
る。ＵＳ特許１９９３２６５によれば二酸化炭素がミョウバンにより沈降された
ロジンサイズ剤への炭酸カルシウムの破壊作用を防止するために使用されている
。
【００１５】 ＵＳ特許２１１４８０９によれば炭酸カルシウム含有紙料がミョウバンを用い
てサイズ化され、それによりミョウバンと炭酸塩填料の間の反応で二酸化炭素が
作り出される。
【００１６】 ＵＳ特許５３７８３２２によればアルキルケテンダイマーによる非酸性サイジ
ングを触媒するために必要な重炭酸イオンは水性パルプ中での二酸化炭素の解離
により発生させることができる。もし炭酸カルシウムが填料として添加されるな
ら、触媒的重炭酸イオンは溶解した二酸化炭素と炭酸カルシウムの間の反応によ
り作られることができる。しかし、二酸化炭素と炭酸カルシウムのこの組合せは
８．６までのｐＨに対してのみ提案されている。
【００１７】 ＵＳ特許５２６２００６によればパルプから導かれたアルカリ性リサイクルま
たは損紙中の石膏の沈殿は、アルカリ性パルプ中に重炭酸イオンを形成し、処理
システム内でＰＣＣを提供する炭酸カルシウムとしてカルシウムを沈殿するよう
に二酸化炭素を添加することにより防ぐことができる。
【００１８】 ＥＰ特許０２９６１９８によればアルカリ性パルプの洗浄は洗浄水に二酸化炭
素を添加することにより改善されることができる。
【００１９】 ＥＰ特許０２８１２７３によれば二酸化炭素がフィブリル化段階の上流のアル
カリ性パルプのｐＨを調整するために使用されることができる。
【００２０】 ＧＢ特許出願２００８５６２によれば二酸化炭素が炭酸カルシウムの溶解度を
増やすためにかつ古紙からのパルプの処理に使用されたリサイクル水のハードニ
ングのために使用されることができる。
【００２１】 炭酸カルシウムの溶解度はｐＨが低下すると増えることは従来技術で良く知ら
れている。文献（D. Eklund, T. Lindstroem, Paper Chemistry - an introduct
ion, DT Paper Science Publications, Grankulla, Finland 1991, p. 253）に よれば二酸化炭素分圧の増加は炭酸カルシウムの溶解度を増やす。従って、先行
技術製紙工程は炭酸カルシウムの使用をアルカリ性製紙のための填料として推奨
しており、ＴＭＰが工程で使用されるときに典型的な酸性または中性製紙のため
には推奨されていない。
【００２２】 驚くべきことに今や二酸化炭素が炭酸カルシウムが従来使用されていたｐＨ水
準以下のｐＨ水準で操業される製紙工程で炭酸カルシウムの機能を改善するため
に使用されることができることが見出された。
【００２３】 本出願による発明は添付請求の範囲に規定され、その内容はここに参考までに
包含される。
【００２４】 従って、本発明は製紙システムにおける炭酸カルシウムの溶解を防ぐまたは実
質的に抑制するための方法に関し、この方法が前記製紙システム内にメカニカル
パルプ含有水性パルプ懸濁液を準備すること、前記パルプ懸濁液に二酸化炭素を
導入すること、８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体炭酸カルシウムを
存在させること、前記二酸化炭素は前記ｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中の前記炭
酸カルシウムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で導入されることを含むこと
を特徴とする。
【００２５】 二酸化炭素は二酸化炭素なしで操業される同様な製紙システムに比べてＴＭＰ
含有懸濁液中の前記炭酸カルシウムの溶解を有意に抑制しかつ前記製紙システム
中の遊離カルシウムイオンの量を減らすのに十分な量で導入される。
【００２６】 二酸化炭素が炭酸カルシウムの溶解を抑制するという事実はそれ自身驚くべき
ことであり、先行技術の信念とは相反する。如何なる理論にも縛られることを望
まないが、本発明者は二酸化炭素のこの効果は水性媒体中の二酸化炭素の溶解か
らもたらされる炭酸イオンの増大した量のためであると信ずる。これらの炭酸イ
オンは炭酸カルシウムが溶解及び解離に対してより低い傾向を持つような方式で
炭酸カルシウムの解離式の平衡に影響する。かくして、炭酸カルシウムの大部分
が固体形に維持され、紙ウェブと共に除去される。パルプ懸濁液及び循環工程水
中の遊離カルシウムイオンの量は有意に減少し、カルシウムイオンの蓄積がない
。
【００２７】 添加される二酸化炭素の必要量はｐＨ、他の工程条件並びにパルプ懸濁液中に
存在する炭酸カルシウムの量に依存する。パルプ懸濁液に添加される二酸化炭素
の量は約５から７ｋｇ／トンまでまたはそれより大量であることができる。試行
が良好な結果を伴って２と１５ｋｇ／トンの間の値でなされた。大量の二酸化炭
素はパルプ懸濁液に明確なｐＨ低下効果を持ち、低ｐＨは炭酸カルシウムの可溶
化を増やすことは知られている。しかし、本発明の研究において、ｐＨが低下し
たとしても二酸化炭素が炭酸カルシウムの溶解を抑制したことが驚くべきことに
見出された。かくして、二酸化炭素によるｐＨ低下は他の酸によるｐＨ低下と同
じ負の効果を炭酸カルシウムに持たない。
【００２８】 パルプ懸濁液中の炭酸カルシウムは填料としてパルプ懸濁液に添加された炭酸
カルシウムから導かれることができまたは再循環された損紙中のコート顔料とし
て含まれた炭酸カルシウムにより供給されることができる。これに代えて、パル
プ懸濁液中の炭酸カルシウムの少なくとも一部は填料及び／または顔料として有
意な量の炭酸カルシウムを含むリサイクル繊維から導かれることができる。
【００２９】 本発明はまた固体炭酸カルシウムが存在している製紙システムで紙または厚紙
を製造する方法を提供する。この方法は前記製紙システム内にメカニカルパルプ
含有水性パルプ懸濁液を準備する段階、前記パルプ懸濁液に二酸化炭素を導入す
る段階、８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体炭酸カルシウムを存在さ
せる段階、前記二酸化炭素が前記ｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中の前記炭酸カル
シウムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で前記パルプ懸濁液中に導入される
段階、前記炭酸カルシウム含有パルプ懸濁液を紙料調製段階を介してウェブ形成
装置に供給する段階、及び前記ウェブを炭酸カルシウム填料を有する紙に加工す
る段階を含む。
【００３０】 もし炭酸カルシウム含有懸濁液のｐＨが硫酸のような強酸によりｐＨ約８の限
界水準以下に調整されたなら、炭酸カルシウムは溶解し始めるであろう。この溶
解は一般的にｐＨが低い程速い。ある場合には二酸化炭素が懸濁液中にｐＨが約
８以下に低下した後にかなり素早く導入されるなら、パルプ懸濁液のｐＨを７．
５程度の低さまでまたは７までも他の酸により下げることも容認されることがで
きる。しかし、ｐＨ約８以下の如何なるｐＨ低下も二酸化炭素自身により提供す
ることが好ましく、その場合には炭酸カルシウムの可溶化はこの発明により抑制
されるであろう。
【００３１】 本発明はまた製紙システム中の炭酸カルシウムの溶解を防ぐまたは実質的に抑
制するための二酸化炭素の使用に関し、それは二酸化炭素をメカニカルパルプ含
有水性懸濁液中に導入すること、８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体
炭酸カルシウムを存在させること、前記二酸化炭素は前記ｐＨ条件で前記パルプ
懸濁液中の前記炭酸カルシウムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で導入され
ることを含む。
【００３２】 本発明の操作において二酸化炭素は溶解する限界水準以下のｐＨ条件に炭酸カ
ルシウムをさらす前にＴＭＰ含有パルプ懸濁液中に導入されるべきである。二酸
化炭素は炭酸カルシウムの可溶化を阻止する二酸化炭素の効果が有効に存在する
ような態様で導入されるべきである。
【００３３】 二酸化炭素はパルプ懸濁液の流れ中に導入されることができまたは再循環工程
水中のような水の流れ中に導入されることができ、それは次いで前記パルプ懸濁
液に添加される。
【００３４】 追加の二酸化炭素は好ましくは前記パルプ懸濁液への酸性工程薬品の添加と関
連して前記炭酸カルシウム含有パルプ懸濁液中に導入されることができる。
【００３５】 上述のように、二酸化炭素はｐＨを低下する固有の能力を持ち、この能力はパ
ルプ懸濁液のｐＨの希望の低下を提供するために本発明で利用されることができ
る。かくして、二酸化炭素は前記パルプ懸濁液のｐＨをｐＨ８の限界水準以下に
下げるのに十分な量で導入されることができ、またはｐＨを下げるために他の酸
が使用されたときは、二酸化炭素は好ましくはｐＨを更に下げるために使用され
ることができる。パルプ懸濁液のｐＨは例えば、二酸化炭素により５．５から７
．６、好ましくは６．５から７．５のｐＨに調整されることができる。
【００３６】 二酸化炭素は好ましくは炭酸カルシウム含有パルプ懸濁液が８またはそれより
低いｐＨを持つ水で希釈される如何なる段階にも先立ち及び／またはそれと関連
して導入されるべきである。
【００３７】 メカニカル繊維及びリサイクル繊維はしばしば亜ジチオン酸塩のような漂白剤
で漂白され、これは漂白剤または漂白剤の副生物の副反応のためにｐＨの減少を
起こす。また紙料自身の特性は起こりうるｐＨ減少の量に影響する。ｐＨ減少効
果に対抗させるために、二酸化炭素は好ましくはパルプ懸濁液の亜ジチオン酸塩
漂白に先立ち導入されるべきである。
【００３８】 炭酸カルシウム含有リサイクルパルプが中性または酸性ｐＨで操作される製紙
工程に入るとき、二酸化炭素は好ましくは異なるｐＨ水準の液体間の接触が起こ
る前にパルプ中に導入される。
【００３９】 ケミカルまたはメカニカルパルプから導かれる水性パルプ懸濁液は基本的には
炭酸カルシウムを含まない。そのような場合炭酸カルシウムは一般的に製紙工程
で前記パルプ懸濁液中に添加される固体填料を含む。炭酸カルシウムは好ましく
は紙料調製タンクの前及び／またはその中のような紙料調製段階で添加される。
【００４０】 パルプ懸濁液にまず入る炭酸カルシウムはまた前記製紙工程から再循環された
工程水中に含まれた炭酸カルシウムを含むことができる。そのような場合二酸化
炭素をそれがパルプ懸濁液に入る前に工程水中に導入することが好ましいかもし
れない。追加の二酸化炭素はウェブ形成に先立ち続く工程段階で紙料中に導入さ
れることができる。
【００４１】 本発明による方法の操作において二酸化炭素は二酸化炭素で処理されていない
対応する紙料に比べて、抄紙機のウェブ形成装置に入る紙料中の未溶解炭酸カル
シウムの量を有意に増やすのに十分な量でパルプ懸濁液中に導入されるべきであ
る。
【００４２】 本発明は実質的に中性または酸性ｐＨにおいてさえ紙製造におけるＴＭＰ含有
パルプ中の炭酸カルシウムの使用を改善する。
【００４３】 炭酸カルシウムの可溶化及び解離の問題が製紙において遭遇する種々の状況が
幾つかの例の助けにより以下に述べられる。前記例はこの発明の例示としてのみ
であり、この発明の範囲を限定するものとして決して取られるべきではない。
【００４４】 例１ 炭酸カルシウムの溶解における二酸化炭素の効果を示す実験室試験 ３から４％の濃度のかつ５０℃の温度の脱インクパルプ（ＤＩＰ）及び／また
はサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）を含むパルプがカバーされた実験室ミキサ
ー内で二酸化炭素と混合された。炭酸カルシウムスラリーが二酸化炭素添加後の
パルプに添加された。混合時間は２時間であった。その後でパルプはBlueバンド
フィルターパッド（Slicer & Scholl 589/3）を用いて濾過され、濾液中に存在 したカルシウムの量が原子吸光分析（ＡＡＳ）を用いて測定された。
【００４５】 試験No.１において、ＤＩＰとＴＭＰのパルプ混合物のｐＨが a) Ｈ２ＳＯ４ と b) ＣＯ２を用いて、それぞれ６．５と６．０に下げられた。結果は図１に示
されている（ＴＭＰ−ＤＩＰ混合物における溶解カルシウムの含量）。
【００４６】 試験No.２において、ＤＩＰとＴＭＰのパルプ混合物のｐＨが第一試験のよう に、それぞれ６．５と６．０に調整された。それぞれのパルプ懸濁液に対してト
ン当たり５ｋｇ酢酸の添加に相当する酢酸の添加がなされた。結果は図２に示さ
れている（酢酸５ｋｇ／ｔ添加後のカルシウムの含量）。
【００４７】 試験No.３において、ＤＩＰ懸濁液のｐＨが ａ) ＣＯ２によらず（Ｈ２ＳＯ４ により）及び b) ＣＯ２により調整され、炭酸カルシウムの溶解におけるそれぞ
れ０．２％と１．０％の亜硫酸水素塩添加の効果が分析された。結果は図３に示
されている（亜硫酸水素塩添加後のカルシウムの含量）。
【００４８】 試験No.１からNo.３の結果は明らかに炭酸カルシウムの溶解はパルプ中に二酸
化炭素が導入されたとき有意に低いことを示す。
【００４９】 試験No.４において、ＴＭＰ懸濁液のｐＨがa) Ｈ２ＳＯ４と b) ＣＯ２により
調整された。コロイド寸法抽出物上の炭酸カルシウムと二酸化炭素の効果が測定
された。当初のＨ２ＳＯ４調整ＴＭＰは濾液中に２７ｍｇ／ｌのコロイド寸法抽
出物を持つこと；それにＣａＣＯ３が添加された同じＴＭＰは２１ｍｇ／ｌのコ
ロイド寸法抽出物を持つこと；一方ＣＯ２処理ＣａＣＯ３含有ＴＭＰは濾液中に
３５ｍｇ／ｌほどのコロイド寸法抽出物を持つことが見出された。これは抽出物
がｐＨ調整がＣＯ２によるよりもＨ２ＳＯ４によってなされる場合にカルシウム
によりより凝集化 されることを示す。
【００５０】 例２ ＣａＣＯ３含有紙料中への酸性工程薬品の投与 脱インクパルプ（ＤＩＰ）とサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）の混合物から
なり、リサイクル繊維から導かれる有意な量の炭酸カルシウムを含むパルプ懸濁
液が完全染色紙の製造のために使用される。紙料のｐＨは A) 硫酸での先行技術
により、 B) 二酸化炭素での本発明により、ｐＨ６に調整される。紙料調製にお
いて約５ｋｇ／トンの酸性工程薬品の添加が紙料になされた。
【００５１】 酸添加は紙料のｐＨの急な局部減少を起こし、これが炭酸カルシウムの溶解を
加速する。溶解カルシウムの量は実験室で測定され A) の場合１００ｍｇ／ｌ以
上であり、 B) の場合９０ｍｇ／ｌ以下であることが見出される。
【００５２】 これは紙料中への二酸化炭素の添加により炭酸カルシウムの溶解における急な
ｐＨ減少の効果が緩和されることができることを示す。
【００５３】 例３ ＣａＣＯ３含有紙料中への漂白剤の投与 脱インクパルプ（ＤＩＰ）とサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）の混合物から
なり、リサイクル繊維から導かれる有意な量の炭酸カルシウムを含むパルプ懸濁
液が漂白剤として亜ジチオン酸塩（亜硫酸水素塩）を用いて漂白される。ｐＨは
漂白前に A) 硫酸により、 B) 二酸化炭素により約６に調整される。
【００５４】 漂白は典型的にはｐＨの減少を起こし、これが工程中に固体形で存在する炭酸
カルシウムの溶解を加速する。パルプ中への二酸化炭素の導入は漂白剤の効果を
減らす。約２ｋｇ／トンの亜硫酸水素塩の添加によりパルプ中の溶解カルシウム
の含量は A) の場合約８０ｍｇ／ｌであり、 B) の場合約５５ｍｇ／ｌであるこ
とが見出される。
【００５５】 これは二酸化炭素の使用がパルプ懸濁液中の炭酸カルシウム溶解問題を緩和す
ることができることを示す。
【００５６】 例４ 疑似中性ｐＨでの製紙における填料またはコート顔料としてのＣａＣＯ３ 炭酸カルシウムが有意な量のメカニカルパルプを含むパルプからの紙の製造に
おける填料またはコート顔料として使用される。メカニカルパルプのために製紙
工程は酸性または疑似中性領域（炭酸カルシウムが通常可溶化されるｐＨ）で操
業される。
【００５７】 二酸化炭素が紙料調製における６．５の最終ｐＨを提供するように製紙工程中
に導入される。二酸化炭素添加のために炭酸カルシウムの溶解は抑制される。紙
料中の炭酸カルシウムの実質量は固体形で保持され、紙ウェブと共に除去される
。再循環工程水中に見出される遊離カルシウムイオンの量は有意な問題を起こさ
ない容認水準に維持される。
【００５８】 例５ ＴＭＰによる製紙における填料としてのＣａＣＯ３ 参照例 a) ：硫酸の使用 製紙工場はスーパーカレンダー掛け（ＳＣ）紙を製造する一つの抄紙機を持つ
。原料は７０％ＴＭＰ（サーモメカニカルパルプ）と３０％漂白クラフトパルプ
から調製される。ショートサーキュレーションに入る紙料のｐＨは５．８−６．
３である。機械は６．０−６．５のヘッドボックス内ｐＨで操業される。ショー
トサーキュレーションにおけるｐＨはワイヤーピット内のＨ２ＳＯ４添加により
制御される。酸性条件のため、工場は填料としてカオリン粘土を使用し、工程は
円滑に操業される。
【００５９】 参照例 b) ：炭酸カルシウムの使用 参照例 a) の工程が填料としてカオリンの代わりに炭酸カルシウムを用いて繰
り返される。 填料を溶解しないために、ショートサーキュレーションに入る紙料のｐＨがｐ
Ｈ７．８に調整される。
【００６０】 製造された紙は黄色味がかっており、メカニカルパルプへの高ｐＨの影響のた
めに白色度が乏しい。カルシウムイオン濃度は炭酸カルシウムの溶解のために徐
々に増える。カルシウム塩の沈殿が工程内に起こる。
【００６１】 操業例：二酸化炭素の使用 参照例 b) の工程が状況を改善するために変更される。 工程の酸性化が二酸化炭素の使用により実施され、希釈水は硫酸を含んでいな
い。パルプ懸濁液のｐＨが紙料調製タンクの直前で７から７．２のｐＨに調整さ
れる。
【００６２】 二酸化炭素の使用のために、白水は有意に少ない溶解炭酸カルシウムを含む。
添加炭酸カルシウムの大部分は固体形で保持され、製紙工程中に形成されたウェ
ブ中に填料として除去される。
【００６３】 例は二酸化炭素の使用が製紙システムの炭酸カルシウムバランスの有意な改善
を提供することを示す。
【００６４】 この発明が請求の範囲の範囲から逸脱することなく当業者に明らかな多数の方
法で改変されることができることは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＴＭＰ−ＤＩＰ混合物における溶解カルシウムの含量を示す図である。
【図２】 酢酸５ｋｇ／ｔ添加後のカルシウムの含量を示す図である。
【図３】 亜硫酸水素塩添加後のカルシウムの含量を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 パカリネン， ヘイッキ フィンランド， エフアイエヌ−37630 ヴァルケアコスキー， イェルヴィクヤ ４ エー ４ (72)発明者 レイノ， ハンヌ， ユハニ フィンランド， エフアイエヌ−02230 エスポー， カラスタヤンクヤ ８ イー 35 Ｆターム(参考） 4L055 AC03 AC09 AG10 AG11 AG12 AH44 BD15 EA31 FA30 GA05 GA34

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製紙システム中の炭酸カルシウムの溶解を防ぐまたは実質的
    に抑制するための方法であって、それが − 前記製紙システム内にメカニカルパルプ含有水性パルプ懸濁液を準備する
    、 − 前記パルプ懸濁液に二酸化炭素を導入する、 − ８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体炭酸カルシウムを存在させ
    る、 − 前記二酸化炭素は前記ｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中の前記炭酸カルシウ
    ムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で導入される、 ことを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記パルプが７．５以下のｐＨを持つサーモメカニカルパル
    プ（ＴＭＰ）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記炭酸カルシウムが前記パルプ懸濁液に固体炭酸カルシウ
    ム填料として添加されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記パルプ懸濁液中の前記炭酸カルシウムの少なくとも一部
    が填料または顔料として炭酸カルシウムを含むリサイクル繊維または損紙から導
    かれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記二酸化炭素がパルプ懸濁液の流れ中にまたは水の流れ（
    これは次いで前記パルプ懸濁液に添加される）中に導入されることを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ｐＨ条件が５．５から７．６、好ましくは６．５から７
    ．５、最も好ましくは７から７．２のｐＨを含むことを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 前記パルプ懸濁液のｐＨが二酸化炭素により７から７．２の
    ｐＨに調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記二酸化炭素が前記パルプ懸濁液の亜ジチオン酸塩漂白に
    先立ち導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 炭酸カルシウムが製紙工程から再循環された工程水と共に前
    記パルプ懸濁液に添加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 固体炭酸カルシウムが存在している製紙システムで紙また
    は厚紙を製造する方法において、 − 前記製紙システム内にメカニカルパルプ含有水性パルプ懸濁液を準備する
    、 − 前記パルプ懸濁液に二酸化炭素を導入する、 − ８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体炭酸カルシウムを存在させ
    る、 − 前記二酸化炭素は前記ｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中の前記炭酸カルシウ
    ムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で前記パルプ懸濁液中に導入される、 − 前記炭酸カルシウム含有パルプ懸濁液を紙料調製段階を介してウェブ形成
    装置に供給する、及び − 前記ウェブを炭酸カルシウム填料を持つ紙に加工する、 ことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 二酸化炭素が７．５以下のｐＨで前記パルプ懸濁液がウェ
    ブに加工されるのに十分な時間の間前記固体炭酸カルシウムが未溶解状態に保持
    されるのに十分な量で前記パルプ懸濁液中に導入されることを特徴とする請求項
    １０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記パルプがサーモメカニカルパルプを含むことを特徴と
    する請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 二酸化炭素がまず漂白段階の上流の位置で前記パルプ懸濁
    液中に導入され、追加の二酸化炭素がウェブ形成に先立ちそれに続く工程段階で
    前記パルプ懸濁液に導入されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 二酸化炭素が二酸化炭素で処理されていない対応する紙料
    に比べて前記ウェブ形成装置に入る紙料中の未溶解炭酸カルシウムの量を有意に
    増やすのに十分な量で前記懸濁液中に導入されることを特徴とする請求項１１に
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記紙が６．５から７．５、好ましくは７から７．２のｐ
    Ｈで製造されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 製紙システム中の炭酸カルシウムの溶解を防ぐまたは実質
    的に抑制するための二酸化炭素の使用であって、 − メカニカルパルプ含有水性懸濁液中に二酸化炭素を導入する、 − ８以下のｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中に固体炭酸カルシウムを存在させ
    る、 − 前記二酸化炭素は前記ｐＨ条件で前記パルプ懸濁液中の前記炭酸カルシウ
    ムの溶解を有意に抑制するのに十分な量で導入される、 ことを含むことを特徴とする使用。
  17. 【請求項１７】 前記二酸化炭素が前記パルプへの炭酸カルシウムの添加に
    先立ち６．５から７．５、好ましくは７から７．２のｐＨを提供するようにサー
    モメカニカルパルプ（ＴＭＰ）中に導入されることを特徴とする請求項１６に記
    載の使用。
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