JP4091940B2 - 新規な製紙用炭酸カルシウム填料及び該填料を使用した紙及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)有機物単独系:有機高分子電解質を使用するもの。非イオン性、アニオン性、カチオン性、両性に分類できるが、代表的なものはカチオン性ポリアクリルアミド系ポリマーである。
(b)コンポジルシステム:コロイダルシリカ及びカチオン化でんぷんよりなる。
(c)ハイドロコルシステム:高分子カチオン性ポリマーと特殊無機顔料とならなるもので、代表的なものはカチオン性ポリクリルアミド及びベントナイトからなる。
(d)デュアルポリマーシステム:アニオン性高分子量ポリマーと高カチオン性低分子電解質より構成されるもの。代表的なものはアニオン性ポリアクリルアミド及びカチオン性低分子量アクリルアミドである。
(1)抄紙機において填料添加量を増加させると、ワイヤパートにおけるファーストパスリテンション(FPR)及び填料リテンション(FR)が減少し、白水濃度が増加する原因となる。システムの白水濃度が増加すると、ワイヤパートにおける成分量が増加して湿紙強度が減少し、その結果プレスパートで紙が破れることが多くなってしまう。
(2)FPR及びFRを増加させるためにリテンション向上助剤の添加量を増加させると、紙の地合度が悪くなり、ピンホールの多数ある紙となってしまうため、紙の品質が悪くなる。他の問題は、ワイヤ上のストックパルプの排水が早くなり、結果として紙にワイヤーマークが目立ってしまうことである。
(3)通常のプロセスではフェルトが粘着性となる問題が頻繁に起り、走行性のトラブルとなる。
図2は、実施例1及び比較例1における抄紙回数と製品中の填料含有量との関係を示す図である。
図3は、実施例1及び比較例1における抄紙回数と白水中の填料含有量との関係を示す図である。
紙中の原料分重量=ヘッドボックス中の原料分重量−白水中の原料分重量
・・・(1)
ファーストパスリテンション=(紙中の原料分重量/ヘッドボックス中の原料分重量)×100% ・・・(2)
填料リテンション=(紙中の填料分重量/ヘッドボックス中の填料分重量)×100 ・・・(3)
実操業において、平衡状態に達していると認められるときは、
紙中の原料分重量=挿入原料分重量 ・・・(4)
と近似することができる。
(実施例1及び比較例1)
実施例1及び比較例1としては、製紙用炭酸カルシウム填料の硫酸処理の有無による填料リテンションについての差異を確認する実験を行った。まず、実施例1として25重量%濃度の炭酸カルシウムスラリーをたった348ppmの硫酸で処理した。抄紙機の挿入原料の配合は次のとおりである。
a.パルプ:広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)=90%、
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)=10%、
叩解度 =350cc(C.S.F:カナダ標準フリーネス)
b.填料添加量 =40重量%(乾燥原料換算)
c.カチオンでんぷん =8kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
d.内添サイズ剤 =9kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
e.カチオン性ポリアクリルアミド
=700ppm(乾燥原料換算)
比較例1としては炭酸カルシウム填料の硫酸処理を行わなかった以外は全て実施例1と同様である。
実施例2及び比較例2ではサイズ剤によるサイズ効果の測定試験を行った。実施例2としては実施例1の挿入原料と同じ原料を用いて、また、比較例2としては比較例1の挿入原料と同じ原料を用いて、それぞれ実施例1と同様にして12回バッチ式に抄紙し、それぞれについて得られた各12種類の抄紙のサイズ度をステキヒト・サイズ度試験方法(JIS−P 8122−1976)により測定し、その平均値を求めた。その測定結果は表2に示すとおりである。
実施例3、4及び比較例3、4ではサイズ剤によるフェルト粘着性試験を行った。実施例3としては実施例1と同じ配合の挿入原料を使用して実施例1と同様にして抄紙した。実施例4としては実施例3と同様に抄紙するが、更に実施例1と同様に硫酸処理された炭酸カルシウム5kg(乾燥状態、紙1トン当たり)をスクリーンの後で添加した点が実施例3とは異なっている。
実施例5及び比較例5では抄紙の地合度の確認実験を行った。この地合度は、実施例5としては実施例1の挿入原料と同じ原料を用いて、また、比較例5としては比較例1の挿入原料と同じ挿入原料を用い、実施例1と同様にして10回バッチ式に抄紙し、それぞれについて得られた各10種類の抄紙の地合度を「Kajaani Formation Analyzer」(フィンランド国、Kajaani社製)を用いて測定し、それぞれの平均値を求めた。その結果を表4に示す。
実施例6、7及び比較例6としては実機により試験を行った。挿入原料は次のとおりである。填料としては、炭酸カルシウムスラリー(20重量%固形分)を硫酸濃度660ppmで処理したものを使用した。
a.パルプ:広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)=90%、
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)=10%、
叩解度 =350ccCSF
b.カチオンでんぷん=8Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
c.内添サイズ剤 =9Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
d.紫染料含有量 =30ppm
e.蛍光染料含有量 =700ppm
g.カチオン性ポリアクリルアミド含有量=750ppm(乾燥原料換算)
なお、紫染料及び蛍光染料は紙により白色性を与えるためのものである。
実施例8及び比較例7としては実機により試験を行った。実施例8の挿入原料は次のとおりである。なお、製紙用炭酸カルシウム填料は炭酸カルシウムスラリー中で1100ppmの硫酸で処理したものを用いた。
a.パルプ:広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)=90%、
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)=10%、
叩解度 =350ccCSF
b.硫酸処理炭酸カルシウムスラリー(固形分45重量%)
c.カチオンでんぷん=10Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
d.内添サイズ剤 =11Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
e.紫染料含有量 =50ppm
f.蛍光染料含有量 =2500ppm
g.カチオン性ポリアクリルアミド含有量=250ppm(乾燥原料換算)
比較例7の挿入原料:
a.パルプ:広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)=90%、
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)=10%、
叩解度 =350ccCSF
b.炭酸カルシウムスラリー(固形分45重量%)
c.カチオンでんぷん=10Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
d.内添サイズ剤 =10Kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
e.紫染料含有量 =50ppm
f.蛍光染料含有量 =2500ppm
g.カチオン性ポリアクリルアミド含有量=250ppm(乾燥原料換算)
h.ベントナイト =3kg(紙1トン当たり、乾燥原料換算)
Claims (7)
- 炭酸カルシウムスラリー中で低濃度の硫酸で処理された製紙用炭酸カルシウム填料であって、前記硫酸の濃度は25℃において1500ppmより多くはないことを特徴とする製紙用炭酸カルシウム填料。
- 炭酸カルシウムスラリー中で低濃度の硫酸で処理された製紙用炭酸カルシウム填料を含有した紙であって、前記硫酸の濃度は25℃において1500ppmより多くはないことを特徴とする製紙用炭酸カルシウム填料を含有した紙。
- 前記炭酸カルシウムスラリー中で低濃度の硫酸で処理された製紙用炭酸カルシウム填料の含有量が5〜50重量%以上であることを特徴とする請求項2に記載の紙。
- 炭酸カルシウムスラリー中で低濃度の硫酸で処理された製紙用炭酸カルシウム填料であって、前記硫酸の濃度は25℃において1500ppmより多くはない製紙用炭酸カルシウム填料を用い、常法により抄紙することを特徴とする紙の製造方法。
- 更にリテンション向上助剤として、カチオン性ポリアクリルアミドを添加量200ppm〜1500ppm(乾燥原料換算)で使用したことを特徴とする請求項4に記載の紙の製造方法。
- 前記硫酸処理された製紙用炭酸カルシウム填料を抄紙工程中のファンポンプの前或いは混合チェストに添加し、更に前記カチオン性ポリアクリルアミドを抄紙工程中のスクリーンの前或いは後で添加することを特徴とする請求項5に記載の紙の製造方法。
- 前記硫酸処理された製紙用炭酸カルシウム填料の大部分を抄紙工程中のファンポンプの前或いは混合チェストに添加し、前記カチオン性ポリアクリルアミドを抄紙工程中のスクリーンの前或いはファンポンプの前で添加し、かつ別個に前記硫酸処理された製紙用炭酸カルシウム填料を乾燥状態で紙1t当たり0.5〜30kgの添加量でスクリーンの後で添加することを特徴とする請求項5に記載の紙の製造方法。
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