JP2012520949A - バインダー/充填剤集塊を用いた製紙方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2009年3月17日出願の米国仮出願第61/160,855号を基にした優先権を主張しており、その全体を参照することによって本明細書の内容とする。
本明細書の開示は、繊維のスラリーが紙製品の製造に用いられる製紙方法に関する。
引張強度
引張強度の測定は、Instron 3365(米国、マサチューセッツ州、Illinois Tool Works Inc.から入手可能)で、下記の設定を用いて実施した。
− 速度=25mm/分
− クランプ間の距離:6cm
− 試料の長さ:75mm
− 試料の幅(末端):10mm
− 試料の幅(中間):5mm
これらの例においては、下記の材料を用いた。
顔料A:85%が2μm未満の粒径である天然の粉砕炭酸カルシウムの水中の分散体(スイス国、Oftringen、Omyaから入手可能な、Hydrocarb(登録商標)HO-ME 65)で、65%固形分。
ラテックスA:カルボキシル化スチレン−ブタジエンラテックス(米国、ミシガン州、ミッドランド、The Dow Chemical Companyから入手可能なDL 945)、水中で50%固形分。ラテックスAは、130nmの平均粒径および6℃のガラス転位温度を有している。
カチオン性ラテックスB:カチオン重合されたスチレン−ブタジエンラテックス。カチオン性ラテックスBは、140nmの平均粒径および−0.7℃のTgを有している。このラテックスのゼータ電位は、pH7.0で17.9mVである。
固定剤:Catiofast VHF(独国、BASFから入手可能)
凝集剤:Polymin 540(独国、BASFから入手可能)
アルム:硫酸アルミニウム16水和物(Al2(SO4)3・16H20)(スイス国、Sigma Aldrichから入手可能)
硬木繊維:Jariliptus(ブラジル国、Jari Celullose S. A.から入手可能)
軟木繊維:Botnia長繊維軟木パルプ(フィンランド国、Oy Metsa-Botnia ABから入手可能)
2種のカチオン性ラテックスバインダー系を、表1中に記載した配合を用いて調製して、それぞれカチオン化ラテックス1:1とカチオン化ラテックス1:3と表記した。ラテックスAを水で希釈して最終的に12質量%の固形分を得た。Kymene 920のpHを、NaOHで11に上昇させた。この希釈したラテックスを、電磁攪拌器で混合しながら、Kymene 920にゆっくりと加えた。結果として得た混合物のpHを、10%塩酸で3.5に下げて、この系をカチオン性にした。次いで、0.85質量%(乾燥量/乾燥量)のアルム(Al2(SO4)3・16H2O)を、このカチオン化ラテックス混合物に加えた。
顔料Aを希釈して、12%の最終的な固形分含量に到達させた。電磁攪拌器で混合しながら、種々のラテックスを、この顔料Aのスラリーに加えた。この混合物を16時間に亘って攪拌した。集塊の作製におけるそれぞれの成分の量を、表2中に示した。2種のヘテロ集塊を、それぞれHeC 945 1:1およびHeC 945 3:1と表記し、そして例1のカチオン化ラテックスを用いて調製した。比較の目的で、1つの集塊をカチオン性ラテックスBを用いて調製して、B35:3と表記した。
パルプを、パルプ打解機(Karl Frank GmbHのtype 967)で崩壊させて、2%の濃度にした。こう解は、実験用のこう解機(Lorentzen Wettreのtype 3-3)で行なった。Jariliptusパルプのこう解は、ショッパー−リーグラー30°まで行い、そしてBotniaパルプは、ショッパー−リーグラー25°までこう解した。このパルプを70:30の比率(Jariliptus:Botnia)で混合して、そして濃度もしくは固形分を0.5%に設定した。固定剤Catiofast VHFを、水道水で1質量%に希釈した。Polymin 540を、水道水で0.05質量%に希釈した(混合しながら一滴ずつ添加)。手漉き紙用の配合を表3中に記載した。それぞれの工程の間の時間は、約10秒間であった。
1.繊維混合物を添加
2.希釈した固定剤Catiofast VHFを添加
3.顔料Aを添加
4.希釈したラテックスを添加(所望による。比較実験4にだけ)
5.凝集剤Polymin 540を添加
6.すべての配合物を抄紙機中に添加
表4の配合を用い、そしてPAE樹脂を工程3(顔料A)と工程4(ラテックス)との間に加えた以外は、例3の手順を繰り返した
表5の配合を用い、そして「カチオン化ラテックス1:1」をラテックスAの代わりに用いた以外は、例3の手順を繰り返した。
表6の配合を用い、そしてカチオン重合したカチオン性ラテックスBを工程4の中で加えた以外は、例3の手順を繰り返した。
表7の配合を用い、そして比較の集塊B35:3(表2に記載したもの)を工程2(固定剤)および工程5(凝集剤)の間に加えたこと以外は、例3の手順を繰り返し、そして顔料AまたはラテックスAは加えなかった。
集塊HeC 945 1:1が、工程2(固定剤)および工程5(凝集剤)の間に加えられ、そして顔料AまたはラテックスAの添加がない以外は、例3の手順を繰り返した。
表9の配合を用いた以外は、例8の手順を繰り返した。この例では、集塊の量を増加させた。
表10の配合を用いた以外は、例9の手順を繰り替えした。集塊の量は、更に増加させた。
表11の配合を用いた以外は、例8の手順を繰り返した。この例では、用いた集塊は、HeC 945 3:1であり、これはアニオン性ラテックスに対してPAE樹脂のより小さい比率(1:3)でカチオン化ラテックスを用いて調製されており、従ってこの集塊のカチオン性は、HeC 945 1:1に比べて低下している。
Claims (10)
- アニオン性バインダーをカチオン化剤と、該アニオン性バインダーをカチオン化バインダーに変換するのに十分な条件下で接触させること、次いで繊維の実質的な不存在の下で、該カチオン化バインダーをアニオン性顔料と接触させて、バインダー/顔料集塊を形成させること、該集塊、および場合による歩留向上剤および/または他の添加剤を繊維の水性スラリーと接触させること、ならびに該スラリーから紙製品を形成させること、を含んでなる方法。
- 前記バインダーが、合成ラテックスを含む、請求工記載の方法。
- 前記カチオン化剤が、架橋結合機能性を有する、請求項1〜2のいずれか1項記載の方法。
- 前記カチオン化剤が、ポリアミドアミン−エピハロヒドリンポリマーである、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 前記バインダーに対する前記カチオン化剤の乾燥質量比率が、約1:1〜約1:3である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
- 少なくとも2つの異なるカチオン化剤が用いられる、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。
- 前記カチオン化剤が、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリンポリマーである、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- 前記紙製品が、印刷用紙または筆記用紙である、請求項1記載の方法。
- アニオン性ラテックスをポリアミドアミン−エピクロロヒドリンポリマーと、該アニオン性テックスをカチオン化ラテックスに変換するのに十分な条件下で接触させること、次いで繊維の実質的な不存在の下で、該カチオン化ラテックスをアニオン性顔料と接触させて、ラテックス/顔料集塊を形成させること、該集塊、および場合による歩留向上剤を繊維の水性スラリーと接触させること、ならびに該スラリーから紙製品を形成させること、を含んでなる方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の方法で調製された紙製品。
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