JP5194305B2 - ピッチのコントロール方法 - Google Patents
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Description
1.表面反応した炭酸カルシウム(SRCC)
フランスのオメイ(Omey)原産の微細化された天然炭酸カルシウムの、乾燥重量に基づいて約20重量%の懸濁液を調製した。次いで、このようにして形成したスラリーに約55℃の温度でリン酸をゆっくり添加して処理した。
本研究のタルク粉末は、蛍光X線(XRF)[ARL 9400 Sequential XRF]およびX線回折(XRD)[Bruker AXS D8 Advanced XRDシステムを使用し、CuKα放射、自動化発散スリットおよび線形位置感知検出器によるfrpm5−100°2θブラッグ回折の両方によって分析される。管電流および電圧はそれぞれ50mAおよび35kVであった。ステップサイズは0.02°2θであり、計測時間はステップあたり0.5秒であった。]
フィンランド原産のタルクグレード(FT−LSSA)は、比表面積が小さかった。これは鉱物タルク、緑泥石およびマグネサイトを含んでいる。このタルクの純度は約97%であり、純度はFT−IR[Perkin Elmer Spectrum One Spectrometer]分析およびXRFによって確認した。
鉱物モルホロジーを図1に示す(FT−LSSA)。
2006年1月に、スイスの統合紙パルプ工場の漂白ステップ(過酸化物漂白)前で、90℃の温度でスクリーンの受け入れ液(accept)から6.0kgの未使用湿潤パルプ(固形分含有率3.7w/w%)を採取した。サンプリング位置におけるプロセス水はTMPプラント内のみを循環しており、このため充填剤を含んでいない。このようにして得られ、以下の実験のピッチ源として使用した熱機械パルプは、70重量%がトウヒで構成され、残余は、モミと少量のマツからなっていた。パルプサンプルのpHは25℃で6.7−6.8の間であった。パルプは、孔サイズ2μmのフィルター(濾紙、円形602EH)で湿潤状態で圧搾した。
熱機械パルプ(TMP)(3.7重量/重量%)から2μmのフィルターにより回収された5リットルの濾液をガラス瓶に、各瓶に濾液200gずつ分けて入れ、それに1重量/重量%のタルクまたはSRCC(分散剤なしの10重量/重量%スラリー)を加えた。次いで、この瓶を閉じて2時間攪拌した。2時間攪拌した後、懸濁液を遠心分離器(IG Instruments社のJouan C 312)で3500rpmの速さで15分間遠心分離した。
重量分析のために、上部液体水相の100cm3サンプルを、予め重量を量ったアルミニウム製ビーカーに入れ、オーブン(90℃、24時間)で乾燥し、水相中の全不揮発残渣量、すなわち鉱物表面に吸着されなかったすべての有機物および無機物を得た。
下部沈降鉱物相−熱重量分析
熱重量分析はMettler Toledo製示差走査熱分析計(SDTA851e)で、30℃から1000℃まで20℃min−1の定速加熱で行った。加熱時の減量は沈降物中に存在する非鉱物性成分を反映している。吸着種を決定するため、この結果を純鉱物と比較した。
TMP濾液から物質を除去する際に、2つの異なる鉱物は、コロイド種についても他の種についても異なる吸着挙動を示すことが見出された。
第1のステップとして、pH、荷電電流計当量(SCD)、およびナトリウム/カルシウムバランスを決定した。これらの測定は、参照としての未処理TMP濾液、SRCCまたはFT−LSSAによる予備処理、および相補的な鉱物による2次処理について行った。
SCD滴定によって懸濁液中の全荷電種が測定される。TMP濾液では−0.45μEqg−1であることが分かった。
最後に、イオンバランスはカルシウムおよびナトリウムにはなんら本質的な変化を示さず、マグネシウム、カリウム、リン酸イオン、硫酸イオン、亜塩素酸イオン、硝酸イオンなどの他のイオンについても同様であった。SCDが減少してもカチオンの量は同じレベルに保たれているので、SRCCがアニオン性の種を吸着したことは明らかである。一方、タルクの場合、SCDは同じレベルのままであり、したがってタルクは主として非荷電種を吸着したことになる。
図2、図3および図4の分析は絶対値で表している。これは対応する参照が予備処理と2次処理の間すなわち第1処理の後で変わるためである。
Claims (51)
- 表面反応した天然炭酸カルシウム、または表面反応した天然炭酸カルシウムを含み、20℃で測定したpHが6.0より高い水性懸濁液が、水性媒体に添加され、表面反応した天然炭酸カルシウムが、天然炭酸カルシウムと二酸化炭素および1種または複数の酸との反応生成物である、水性媒体中におけるピッチのコントロール方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、20℃で測定したpHが6.5より高い水性懸濁液として調製される、請求項1に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、20℃で測定したpHが7.0より高い水性懸濁液として調製される、請求項1又は2に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、20℃で測定したpHが7.5である水性懸濁液として調製される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 天然炭酸カルシウムが、大理石、方解石、白亜、ドロマイト、石灰石ならびにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 酸が、25℃において2.5以下のpKaを有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 酸が、塩酸、硫酸、亜硫酸、硫酸水素塩、リン酸、シュウ酸およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 天然炭酸カルシウムが、珪酸塩、シリカ、水酸化アルミニウム、アルカリ土類金属アルミン酸塩、酸化マグネシウム及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の存在下に、酸および二酸化炭素と反応させられることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1種の珪酸塩が、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウムおよびアルカリ金属珪酸塩からなる群から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、窒素を使用しISO9277のBET法によって測定して、5m2/gから200m2/gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、窒素を使用しISO9277のBET法によって測定して、20m2/gから80m2/gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、窒素を使用しISO9277のBET法によって測定して、30m2/gから60m2/gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定して、0.1から50μmの平均粒径d50を有することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定して、0.5から25μmの平均粒径d50を有することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定して、0.8から20μmの平均粒径d50を有することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定して、1から10μmの平均粒径d50を有することを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、沈降法によって測定して、4から7μmの平均粒径d50を有することを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムの水性懸濁液が、1種または複数の分散剤で安定化されていることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、粉末形態および/または顆粒形態で使用されることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.05−25重量%の量で添加されることを特徴とする、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.25−10重量%の量で添加されることを特徴とする、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.5−2重量%の量で添加されることを特徴とする、請求項1から21のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムを添加する前に、前記ピッチを含有する水性媒体のpHが>6の値に調節されることを特徴とする、請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムを添加する前に、前記ピッチを含有する水性媒体のpHが>6.5の値に調節されることを特徴とする、請求項1から23のいずれか一項に記載の方法。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムを添加する前に、前記ピッチを含有する水性媒体のpHが>7の値に調節されることを特徴とする、請求項1から24のいずれか一項に記載の方法。
- ピッチを含有する水性媒体が、製紙工程で使用される機械パルプ、TMP(熱機械パルプ)、化学熱機械パルプ(CTMP)、化学パルプ、及び再生パルプからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記機械パルプが砕木パルプである26に記載の方法。
- 前記化学パルプがクラフトパルプ及び硫酸塩パルプからなる群から選択される26に記載の方法。
- ピッチを含有する媒体に、タルクがさらに加えられることを特徴とする、請求項1から28のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、>90重量%の純度を有することを特徴とする、請求項29に記載の方法。
- タルクが、>95重量%の純度を有することを特徴とする、請求項29に記載の方法。
- タルクが、>97重量%の純度を有することを特徴とする、請求項29に記載の方法。
- タルクが、100重量%の純度を有することを特徴とする、請求項29に記載の方法。
- タルク粒子が、沈降法によって測定して、0.1から50μmのd50値を有することを特徴とする、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
- タルク粒子が、沈降法によって測定して、0.2から40μmのd50値を有することを特徴とする、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
- タルク粒子が、沈降法によって測定して、0.3から30μmのd50値を有することを特徴とする、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
- タルク粒子が、沈降法によって測定して、0.4から20μmのd50値を有することを特徴とする、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
- タルク粒子が、沈降法によって測定して、0.5から10μmのd50値を有することを特徴とする、請求項29から33のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、3と100m2/gの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項29から38のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、7m2/gと80m2/gの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項29から38のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、9m2/gと60m2/gの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項29から38のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、10m2/gと50m2/gの間の比表面積を有することを特徴とする、請求項29から38のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.05−25重量%の量で加えられることを特徴とする、請求項29から42のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.25−10重量%の量で加えられることを特徴とする、請求項29から42のいずれか一項に記載の方法。
- タルクが、オーブン(100℃)で乾燥した繊維の重量に対して0.5−2重量%の量で加えられることを特徴とする、請求項29から42のいずれか一項に記載の方法。
- 浄化しようとする水が、表面濾過、深層濾過および堆積濾過からなる群から選択される濾過によって前記表面反応した天然炭酸カルシウムと接触させられることを特徴とする、請求項1から45のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から28のいずれか一項に記載の表面反応した天然炭酸カルシウムの、ピッチコントロールへの使用。
- 表面反応した天然炭酸カルシウムが、請求項29から45のいずれか一項に記載のタルクと組み合わせて使用されることを特徴とする、請求項46に記載の使用。
- ピッチコントロールのための、請求項1から28のいずれか一項に記載の表面反応した天然炭酸カルシウムと、請求項29から45のいずれか一項に記載のタルクとの組合せの使用。
- 請求項1から28のいずれか一項に記載の表面反応した天然炭酸カルシウムと、水性媒体から除去したピッチとの複合物。
- 請求項29から45のいずれか一項に記載のタルクをさらに含む、請求項50に記載の複合物。
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