JP6595482B2 - シリカゾル、その製造のための方法および装置ならびに製紙でのそれらの使用 - Google Patents
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Description
(a)セルロース繊維、および任意選択の填料を含有する懸濁液を用意することと、
(b)前記懸濁液に、乾燥繊維および任意選択の填料に基づいて、少なくとも0.01kg/トンの量で、非イオン性、陽イオン性、陰イオン性、双性イオン性、または両性のポリマー凝集剤を添加することと、
(c)前記懸濁液に、乾燥繊維および任意選択の填料に対して、SiO2として計算して、少なくとも0.001kg/トンの量で本発明のコロイダルシリカを添加することと、
(d)その後、紙の形成のためにワイヤー上で得られた懸濁液を成形および脱水することと
を含む。
活性化コロイダルシリカ#1および#2を、100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に4.36gの15%硫酸を添加して、混合物のpH値を9.0とし、その後混合物を室温で、それぞれ30分間および60分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#1および#2の試料を分析して、結果を以下の表1に示す。比較のために、コロイダルシリカ32K(アルミニウム修飾されたシリカゾル、EKA Nobel,ABから入手可能)およびコロイダルシリカN8699の結果も併せて記載する。
活性化コロイダルシリカ#3および#4を、100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、4.36gの14.83%希釈硫酸を添加し、混合物のpH値を9.04とし、その後混合物を室温で、それぞれ39分間および43分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#3および#4の概要を以下の表3に示す。比較のために、コロイダルシリカNP580(シリカゾル、EKA Nobel,ABから入手可能)およびコロイダルシリカN8699の概要も併せて表3に示す。
活性化コロイダルシリカ#5および#6を、14.88%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、18.77gの5%希釈硫酸を添加し、混合物のpH値を9.00とし、その後混合物を室温で、それぞれ60分間および120分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#5および#6の試料のS値を測定して、結果を以下の表5に示す。
活性化コロイダルシリカ#7および#8を、14.61%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、4.95gの14.70%希釈硫酸を添加し、混合物のpH値を8.79とし、その後混合物を室温で、それぞれ20分間および28分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#7および#8の試料のS値を測定して、結果を以下の表6に示す。
活性化コロイダルシリカ#13から#16を、14.61%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、4.33gの14.70%希釈硫酸を添加し、混合物のpH値を9.20および導電率を13.52ms/cmとし、その後混合物を室温で、それぞれ30、45、60、および75分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#13から#16の試料のS値を測定して、結果を以下の表7に示す。
活性化コロイダルシリカ#24および#25を、14.88%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、1.70gのクエン酸を添加して、混合物のpH値を9.00とし、その後混合物を室温で、それぞれ60分間および90分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#24および#25の試料のS値を測定して、結果を以下の表8に示す。
活性化コロイダルシリカ#26および#27を、14.88%のSiO2含有量および6.47ms/cmの導電率を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、13.12gの10%塩化ナトリウム水溶液を添加して、混合物の導電率を19.13ms/cmとし、その後混合物を室温で、それぞれ90分間および150分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#26および#27の試料のS値を測定して、結果を以下の表9に示す。
活性化コロイダルシリカ#28および#29を、14.88%のSiO2含有量、10.63のpH値、および6.47ms/cmの導電率を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、1.5gの炭酸水素ナトリウムを添加し、混合物のpH値を10.26および導電率を12.54ms/cmとし、その後混合物を室温で、それぞれ90分間および150分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#28および#29の試料のS値を測定して、結果を以下の表10に示す。
活性化コロイダルシリカ#30および#31を、14.38%のSiO2含有量および5.72ms/cmの導電率を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、18.13gの10%塩化カリウム水溶液を添加して、混合物の導電率を17.51ms/cmとし、その後混合物を室温で、それぞれ90分間および150分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#30および#31の試料のS値を測定して、結果を以下の表11に示す。
14.88%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、18.77gの5%希釈硫酸を添加し、混合物のpH値を9.00とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表12に示す。
14.88%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に、1.71gのクエン酸を添加し、混合物のpH値を9.00とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表13に示す。
14.88%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)を、1.5gの炭酸水素ナトリウムと混合して、混合物のpH値を10.26とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表14に示す。
14.88%のSiO2含有量および6.47ms/cmの導電率を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)を、13.12gの10%塩化ナトリウム水溶液と混合し、混合物の導電率を19.13ms/cmとした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表15に示す。
9.74%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカを、4.25gの15%硫酸と混合し、混合物のpH値を8.00とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度およびS値を測定した。結果を以下の表16に示す。
7.31%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカを、4.06gの15%硫酸と混合し、混合物のpH値を5.80とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度およびS値を測定した。結果を以下の表17に示す。
8.15%のSiO2含有量を有する100gのAl修飾されたコロイダルシリカ(32K、EKA Nobel,ABから入手可能)を、10.87gの15%硫酸と混合し、混合物のpH値を1.40とした。その後混合物を室温で寝かせて、特定の時間で試料を採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表18に示す。
14.85%のSiO2含有量を有する100gのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)を、4.60gの14.7%硫酸と混合し、混合物のpH値を9.00とした。混合物を3部分に分割し、その3部分はその後それぞれ5℃、20℃、および35℃で寝かせた。試料を特定の時間で採取し、それらのブルックフィールド粘度を測定した。結果を以下の表19に示す。
実施例20および21を図3に示す装置により実施した。活性化コロイダルシリカ#1および#2を、1トンのコロイダルシリカ(N8699、Nalco Chemical Companyから入手可能)に13kgの50%硫酸を添加し、混合物のpH値を9.0とし、その後混合物を室温で、それぞれ30分間および60分間寝かして調製した。活性化コロイダルシリカ#1および#2の試料を分析して、結果を以下の表20に示す。比較のために、コロイダルシリカ32K(アルミニウム修飾されたシリカゾル、EKA Nobel,ABから入手可能)およびコロイダルシリカN8699の結果も併せて記載する。
Claims (11)
- 製紙に用いる活性化コロイダルシリカを製造する方法であって、
(a)コロイダルシリカ原料を前記活性化コロイダルシリカに変換するために、前記コロイダルシリカ原料を活性化剤と接触させる工程であって、
前記活性化剤が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸一カリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、塩素酸ナトリウム、および塩素酸カリウムならびにそれらの混合物からなる群から選択され、
前記活性化コロイダルシリカが、前記コロイダルシリカ原料のS値よりも少なくとも10%低いS値を有し、且つ11.9〜25.6%のS値を有するように、前記活性化剤を前記コロイダルシリカ原料に添加する工程と、
(b)前記活性化コロイダルシリカを製紙の完成紙料に添加する工程を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記コロイダルシリカ原料が非修飾であり、7.5から10.5までのpH値を有する活性化コロイダルシリカを与える量で前記活性化剤を使用することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記コロイダルシリカ原料がAl修飾されており、0.5から3.5までのpH値を有する活性化コロイダルシリカを与える量で前記活性化剤を使用することを特徴とする方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コロイダルシリカ原料の導電率よりも0.1mS/cmから100mS/cmまで大きい導電率を有する活性化コロイダルシリカを与える量で前記活性化剤を使用することを特徴とする方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法であって、
前記接触が5分間から12時間までの範囲の時間続くことを特徴とする方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コロイダルシリカ原料が400m2/gから1100m2/gまでの比表面積、および5から20重量%までの固体含有量を有することを特徴とする方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法であって、
前記完成紙料に、前記完成紙料中の繊維の乾燥重量に基づいてSiO2として計算して、0.0001から1.25重量パーセントまでの前記活性化コロイダルシリカを添加することを特徴とする方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法であって、
前記活性化コロイダルシリカが、前記コロイダルシリカ原料のS値よりも少なくとも20%低いS値を有することを特徴とする方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
センサーで前記導電率を測定する工程を含むことを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
停止剤源を添加する工程を含むことを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記停止剤源が水、水酸化物、アルミニウム含有塩およびそ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方法。
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