KR19990087719A - 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물 및 그에 대한 용도 - Google Patents

산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물 및 그에 대한 용도 Download PDF

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Abstract

약산지에 대해 중성으로 만드는 충전제로서 그의 사용이 가능한, 산에 대한 내약력이 있는 개량 형태의 탄산칼슘, 및 이, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘을 재조하는 방법을 제공한다. 이, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘은, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 일 이상의 약산과 함께 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 알루민산 나트륨과의 탄산칼슘의 혼합물로 이루어진다.

Description

산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물 및 그에 대한 용도
전통적으로, 2산화 티타늄과 하소(calcined)점토는, 결과로 생기는 산물의 광학적 성질 특히 백색도를 향상시키기 위하여, 약산지에 대한 중성의 조제에 충전제로서 활용돼 왔다. 그러나 이들 재료 특히, 2산화 티타늄은 매우 비싸, 높은 제조비용 그리고 경쟁할 수 없는 가격의 종이 산물로 끝난는 단점이 있다.
탄산칼슘 특히, 침전 탄산칼슘은 상질(wood-free)의 알칼리성 종이의 제조에 있어서 충전제로서 사용돼 왔다. 그러한 용법은, 산화티타늄 충전제의 사용으로 초래되는 비용없이, 향상된 광학적 성질, 특히 고 백색도와 불투명성을 가진 종이를 결과하여, 많이 비싸지 않은 제품에 귀착하는 것이다. 그러나 탄산칼슘은, 산성환경에서 분해하기 때문에, 기계펄프 공급으로 제조되는 산성지의 충전제로서는 일반적으로 시용될 수 없다. 산성 펄프시트와 신문용지가 산성범위내에 제조되는 까닭에, 저 pH에서 산 안정화되고 내분해성이므로 알칼리성 충전제의 사용이 최종 종이 특성에 관해 부성충격을 가지게 되는 갱지와 같은 그러한 종이의 제조에 충전제로서 활용될 수 있는, 탄산칼슘 조성물을 개발할 필요가 오랫동안 있어 왔다. .
기계펄프로 제조되는 종이는, pH가 올라가는 때 생겨나는 "섬유 알칼리성 흐림" 때문에, 산성 제지 조건하에서 전통적으로 산출돼 왔다. 이는, 나뮤함유 계통에 있어서 pH가 산으로부터 알칼리성으로 상승되는 경우 종이의 백색도(백색도 복원)에는 감소가 있음을 의미한다. 알칼리성 흐림은 의미심장한 리그닌(lignin))함량의 어떤 나무 펄프에 있어서도 어느 정도는 생겨나게 된다. 흐림의 정도는 특정한 펄프, pH, 및 수질에 좌우된다. 보통, 분쇄 탄산칼슘과 침전 탄산칼슘 충전제들은 7.8-8.2 pH 범위의 습 한도를 보호한다. 내산성 탄산칼슘 조성물들은 이렇게, 안정된 pH를 유지하는 그들의 능력에 기인하는 섬유 알칼리성 흐림과 백색도 복원의 정도를 감소시키는 수단을 제공한다.
미국특허 5,043,017은, 칼슘 킬레이트화 제 또는 공역염기, 및 약산의 혼합물을 함유하여, 탄산칼슘이 그 칼슘 킬레이트화 제 또는 공역염기 및 약산에 의해 피복되어 그와 평형상태에 있는, 온화 산성 환경에 있어서 내감성(減成)의 산안정된 탄산칼슘을 기재하여 청구하고 있다. 우선의 탄산칼슘 조성물들은 핵사메타 인산나트륨 및 인산을 내포한다.
알루민산 나트륨은, 주로 사이즈를 갖추는 데 사용되는 명반 대신, 또는 명반에 부가하여, 제지에 사용돼 왔다. 알루민산 나트륨은, 작은 부분의 알칼리도 만이 유리 부식제(free caustic)-조지아주, 애틀란타의 펄프 및 제지산업 기술협회 간, 토머스의, "Sodium Aluminate in Paper Manufacture" 1979 Retention and Drainage Seminar Notes 를 참조하기 바란다-으로서 이용가능하기 때문에, 경제적 pH 조정 화학약품이 아니라는 것을 주목해 왔다
본 발명은 일반적으로 제지, 및 관련 산업에서 이용하는 탄산칼슘, 특히 산에 대한 내약력의 특성을 가진 탄산칼슘에 관한 것이다.
도 1은 여러가지 양의 비처리 탄산칼슘 조성물(un-PCC로 지정)로 만든 패드들의 백색도를 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)로 만든 패드들의 백색도에 비교하는 그래프이다.
도 2는 여러가지 양의 비처리 탄산칼슘 조성물(un-PCC로 지정)로 만든 패드들의 pH를 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)로 만든 패드들의 pH에 비교하는 그래프이다.
도 3은 바람직한 pH(6.5 또는 7.0)에 체계를 " 부드럽게하는 " 데 필요한 여러가지 양의 신산을 비교하는 그래프이다.
도 4는 여러가지 양의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(un-PCC로 지정)을 이용하여 산출된 패드들과, 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)을 이용하여 산출된 패드들의 백색도를 비교하는 그래프이다.
도 5는 여러가지 양의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(un-PCC로 지정)을 이용하여 산출된 패드들과, 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)을 이용하여 산출된 패드들의 백색도를 비교하는 그래프이다.
도 6은 여러가지 양의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(un-PCC로 지정)을 이용하여 형성된 시트들의 백색도를, 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)을 이용하여 형성된 패드들에 비교하는 그래프이다.
도 7은 여러가지 양의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(비처리 PCC로 지정)을 이용하여 형성된 펄프: 신문용지의 TAPPI 백색도를, 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물(ECCI-ATPCC로 지정)을 이용하여 형성된 시트들에 비교하는 그래프이다.
도 8은 여러가지 양의 다른 형태의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(Sc-PCC[편삼각면체의 침전 탄산칼슘]로 지정)을 이용하여 형성된 종이의 백새도를, 여러가지 양의 다른 형태의, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물(AT-Sc-PCC[산에 대한 내약력이 있는 편삼각면체의 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물] 또는 AT-Rh-PCC[산에 대한 내약력이 있는 사방형의 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/ 인산 조성물]로 지정)을 이용하여 형성된 종이에 비교하는 도면이다.
도 9는 여러가지 양의 사방형의 비처리 침전 탄산칼슘 조성물(un-Rh-PCC로 지정)을 이용하여 형성된 종이의 백색도를, 여러가지 양의, 산에 대한 내약력이 있는 사방형의 침전 탄산칼슘 조성물(ECCI-Rh-ATPCC로 지정)을 이용하여 형성된 종이에 비교하는 그래프이다.
도 10은 1%의 알루민산 나트륨, 2%의 인산 및 1%의 폴리아크릴산을 함유하는, 산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 조성물의 경년중의 pH를, 1%의 알루민산 나트륨, 4%의 인산 및 1%의 폴리아크릴 산을 함유하는, 산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 조성물, 및 1%의 알루민산 나트륨, 6%의 인산 및 1%의 폴리아크릴 산을 함유하는, 산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 조성물과 180 시간의 기간에 걸쳐 비교하는 그래프이다.
도 11은 0.5%의 알루민산 나트륨, 4%의 인산 및 1%의 폴리아크릴산을 함유하는, 산에 대한 내약력이 있는 편삼각면체의 침전 탄산칼슘 조성물의 숙성중의 pH를, 0.5%의 알루민산 나트륨, 6%의 인산 및 1%의 폴리아크릴 산을 함유하는, 산에 대한 내약력이 있는 편삼각면체의 침전 탄산칼슘 조성물과 비교하는 그래프이다.
본 발명의 목적은 제지적용의 사용에 특히 안정된, 산에 대한 내약력이 있는 탄살칼슘 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 또한 상기 언급의 탄산칼슘 조성물의 조제 방법을 제공하는 데 있다.
게다가, 본 발명의 목적은 본 발명의 탄산칼슘 조성물을 이용하여 조제되는 향상된 광학적 품질의 종이를 제공하는 데 있다.
본 발명은 약산지에 대한 중성을 만드는 충전제로서 그의 사용을 가능하게 하는, 산에 대한 내약력이 있는 개량된 형태의 탄산칼슘과, 또 이, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘을 산출하는 방법에 관련한다. 특히 본 발명은 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 일 이상의 약산과 함께, 건조중량의 탄산칼슘을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 알루민산 나트륨을 가진 탄산칼슘의 혼합물로 이루어지는, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물에 관계된다. 조성물을 중성화하기에 충분한 양의 약산과 함께 알루민산 나트륨의 포함이, 섬유 슬러리의 존재하의 탄산칼슘 조성물에 대한 고도의 내산성과, 선행기술의 산안정화 탄산칼슘 조성물보다 장기의 pH 안정성을 주는 사실이 놀랍게도 발견되었다. 한 임의의 실시양태에서는 그 약산이 유기의, 고분자 산과 함께 인산의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
이제 본 발명을 상세히 설명하면, 본 발명에 의해 조제되는, 개량 형태의 탄산칼슘은 산에 대한 내약력이 있어 약산지에 대해 중성으로 만드는 충전제로서의 그의 이용에 가능성을 주게 된다. 본 발명의 실시가능성(operability)으로 말하면 어떤 특별한 원리에 묶이기를 바라지 않으면서도, 본 발명의 탄산칼슘 조성물들에 주어진 내산성은 알루민산 나트륨과 약산의 첨가에 의한 탄산칼슘 표면의 비활성화의 결과로 믿어진다.
본 발명의 실행에 있어서, 탄산칼슘 조성물들은, 단산칼슘의 중량을 토대로, 적어도 약 0.1%의 양의 일 이상의 약산들과 함께, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 약 0.1 페센트의 알루민산 나트륨의 탄산칼슘 조성물에의 포함에 의해, 산에 대한 내약력이 있게 된다. 임의의 실시양태에 있어서, 약산은 적어도 하나의 성분이 유기의, 고분자 산에서 분리되는 약산들의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
다시 특정한 원리에 묶이기를 바라지 않지만, 산성 환경에 있어서의 해리에 저항하는 본 발명의 산안정화 탄산칼슘의 능력은, 탄산칼슘의 표면의 알루민산 나트륨과의 반응에 기인하는 것으로 믿어진다. 표면 비활성화의 이 메커니점은 탄산칼슘 표면 상의 선행기술의 흡수 또는 반응, 및 결과의 완충작용과는 다르다.
본 발명의 조성물에 활용되는 알루민산 나트륨은 전형적으로, 이온 히드록시- 또는 옥소 복합체의 Al+3이온을 함유하는 알루미늄 화합물이다. 알루민산 나트륨의 전형적인 형태들은 화학적으로 NaAlO2또는 Na2Al2O4로서 표현된다.
알루민산 나트륨의 양은 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 0.1 퍼센트이며, 또 바람직하게는 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약 0.5 내지 약 1.0 중량%이다.
활용되는 약 염기의 양은 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 0.1이며, 바람직하기는 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약 1 내지 약 6 퍼센트이다.
본 발명의 조성물에 활용되는 약산은 바람직하게, 인산, 메타 인산, 6메타 인산, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 구연산, 아황산, 붕산, 초산, 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 약산이다. 상기에 기재한 바와 같이, 그 약산은 폴리아크릴 산, 폴리말레인산 및 폴리카르본산과 그들의 혼합물 따위의 , 그 이상의 유기의, 고분자 산들 함께, 약산들의 혼합물이어도 좋다. 유기의 고분자 산은 750-1,000,000의 범위의 중량평균 분자량 Mw를 가지고, 제1차 공유결합에 의해 접속된. 규칙적 반복 단위들 또는 화학적으로 유사한 단위들로 이루지는, 유기 폴리머이다. 활용되는 약산의 총량은 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 0.1 퍼센트이며, 바람직하기는 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약 1 내지 약 8 퍼센트이다.
본 발명에 사용하는 우선의 조합들은 알루민산 나트륨/인산: 알루민산 나트륨/인산/폴리아크릴 산; 및 알루민산 나트륨/인산/폴리말레인산을 포함한다. 약산이 혼합물일 경우, 우선의 조합들은 1%의 알루민산 나트륨/6%의 인산/1%의 폴리아크릴 산; 및 0.5%의 알루민산 나트륨/6%의 인산/1%의 폴리말레인산 조합들을 포함한다.
활용되는 탄산칼슘은 바람직하게 미세하게 분할되며 그 것은침전 탄산칼슘(PCC)이나 천연의 분쇄 석회석(GCC)일 수 있다.
이, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘을 산출하는 방법은 우선 탄산칼슘의 pH를 약 11 또는 12에 조정하며, 다음 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 적어도 약 0.1 퍼센트의 알루민산 나트륨를 첨가하는 것을 수반한다. 그때, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1%의 일 이상의 약산들를 이 합성 혼합물에 첨가한다. 마지막으로, 그 합성 혼합물을 충분히 긴 시간 동안 섞어 혼합물 성분들의 균일한 혼합을 확실하게 한다.
탄산칼슘은, 건조 분말로서나 약 60 중량 퍼센트에 이르기 까지의 고체 함량의 수성 슬러리로서 상기 설명의 방법에 활용될 수 있다.
알루민산 나트륨은 건조 고체로서나 수성 용액으로서 이 방법에 활용될 수 있다. 탄산칼슘이 건조 분말 형태로 사용되는 경우, 알루민산 나트륨의 수성용액을 활용하는 것이, 균질의 혼함을 손쉽게 하기 위하여, 바람직하다. 탄산칼슘의 슬러리가 활용되는 경우에는, 알루민산 나트륨의 고체 형태가 그에 용이하게 용해하므로 수성 용액은 필요하지 않다.
약산(또는 산들)은 순 농축의 형태로나 수성 용액으로서나의 조제의 방법에 활용될 수 있다.
본 발명의 조성물은, 표준 제조 공정들 중 종이에의 첨가에 의해 약산성 종이에 대한 중성의 광학적 성질을 개량하는 데 활용될 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 탄산칼슘 조성물은 산성지 제조에 필요한 성분을 함유하는 첫번째 페이퍼 퍼니시(paper furnish)에 첨가됨으로써 두번째 페이퍼 퍼니시를 형성하게 된다. 페이퍼 퍼니시에 첨가되는 탄산칼슘 조성물의 양은 특정 퍼니시의 특정 특색, 및 완성품에 요구되는 백색도의 기대정도에 좌우된다. 전형적 페이퍼 퍼니시에 대한 조성물의 대표적인 양들은 완성품의 중량의 약 1에서 약 15 중량% 까지에 연한다. 가장 바람직하게, 탄산칼슘 조성물들은 완성품의 약 5 내지 10 중량%의 범위로 활용된다.
본 발명을 하기의 실시예들에 의해 더 설명하겠는 데, 그 실시예들은 본 발명의 예증으로 고려되게 되는 것이고, 나타낸 세세한 실시양태들에 한정되지 않는다.
실시예 1
나무 함유 퍼니시들에 대한 탄산칼슘들
산성 pH 범위로 만든, 기계 펄프 시트와 신문용지 따위의 종이의 사용에 있어서 본 발명의 조성물의 실용성을 입증하기 위하여, 하기의 실험들을, 산성 pHs에서 알칼리성 흐림과 탄산칼슘 해리를 정상적으로 체험하는 나무함유 페이퍼 퍼니시들로 행하였다.
실 험
I. 백색도 패드들
산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘 조성물(ATPCC)
탄산 슬러리에, 1%의 알루민산 나트륨을 첨가하였다. 알루민산 나트륨을 함유하는 이 합성 슬러리를 1 시간 동안 250 rpm에서 혼합하였다. 혼합의 끝에서, 4%의 인산을 첨가하였다. 그 슬러리를 1 분간 교반하여 추가의 3 시간동안 교반없이 숙성시키었다.
패드 형성
1. 가변 pH
펄프 슬러리(0.5% 농도)를 인산 또는 수산화 나트륨으로 바람직한 pH에 조정하였다. 활용된 원료는 남부지방의 기계펄프 제조소로부터 획득하였다. 탄산칼슘 조성물을 그 펄프 슬러리에 첨가하여 30 분 동안 서서히 혼합(200 rpm)하였다. 그 후, 950 rpm에서 30 초 동안 교반하였다. 그 슬러리를 Whatman 41 여과지를 장비한 Buchner 여과기로 여과시키었다. 패드들을 드럼 건조기에 이중으로 통과시키어 건조시키었다. 각 패드의 백색도를 Teledyne Micro S-5로 측정하였다.
2. 불변 pH
펄프(농도= 0.5%)의 pH를 수산화 나트륨 또는 희석 인산으로 7.0 또는 6.5에 조정하였다. 원료는 앞의 실험에 사용한 것과 같았다. pH를 조정한 다음, 기지의 양의 탄산칼슘을 앞서 설명한 퍼니시에 첨가하였다. 슬러리에 대한 5 %의 인산의 주기적 첨가에 의해 pH를 일정하게 유지하였다. 슬러리를 서서히 혼합하여 pH를 1/2 시간 동안 일정하게 유지하였다. pH를 일정하게 유지하는 데 사용된 인산의 중량을 각 실험의 끝에서 기록하였다. 그 후 슬러리를 950 rpm의 고속에서 30 초 동안 혼합하였다. 백색도 패드를 Whatman 42 무회(無灰: ashless)여과지를 장비한 Buchner 깔때기를 통해 따라 형성하였다. 그 패드들을 두번 눌러 드럼 건조기에서 건조시키었다(두번의 통과). 다시, 그 백색도를 Teledyne Micro S-5로 측정하였다.
II. M/K 시트 형성구
M/K 시트 형성구 패러미터들
시트들을 만들기 위해 M/K 시리즈 9000 컴퓨터화 시트 형성구를 사용하였다. 그 시트 형성구는 형성 및 통과/건조 구획들, 백수(white water) 재순환 장치 및 화학약품과 원료 공급 장치로 이루어져 있다. 퍼니시는 남부의 제조소로부터의 잉크제거의 재활용 신문지로 이루어졌다. 기초 시트 무게를 일정하게 유지하였다. 백색지의 팔십 퍼센트를 그 시트들의 제조에 재활용하였다. 백수의 pH를 6.5에 일정하게 유지하였다. 이는 백수 보유 탱크에 인산을 첨가하여 성취되었다.
탄산칼슘/1%의 알루민산 나트륨/4%의 인산 조성물을 본 실시예의 I 부에서 설명한 바와 같이 조제하였다.
III. Herty Foundation Trial
실험을 No.1 Pilot Paper Machine에서 행하였다. 이 기계는 종래의 36" 저속 장망초지기(fourdrinier)이다. 퍼니시를 Wester Canadian 신문용지 제조소로 부터의 신문지를 리펄핑하여 달성하였다. 산출 최종 시트의 기본 무게는 45 gsm 정도이었다. 속도는 175 fpm이었다. 유지 보조는 이중 폴리머 조직으로 이루어졌다. 부가속도는 0.2 내지 0.3#/Ton of Eclipse 1200 and Stylus 100 이었다.
초지기 운전 패러미터들
초지기 운전 패러미터들을 아래의 표 I에 나타낸다. 헤드박스 pH를 조정하기 위하여 5%의 인산 용액을 초지기 트레이의 백수에 첨가하였다.
탄산칼슘들의 물리적 특성
탄산칼슘들의 물리적 특성을 아래의 표 II에 나타낸다
탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물을 본 실시예의 I 부에서 설명한 바와 같이 조제하혔다.
IV. 시라큐즈 시험(뉴요크 주립 환경과학 삼림 대학)
산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물
산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘 조성물을 I 에서 설명한 바와 같이 조제하였다.
운전 패러미터들
Westen Canada로부터의 신문용지를 Barracuda Pulper에서 리펄프핑하였다. 농축 황산으로 pH를 5.0에 즉시 조정하였다. 그 퍼니시를 고농도의 저장탱크에 옮긴 후, pH를 농축 황산으로 5.0에 다시 조정하였다. 고농도의 탱크로부터, 펄프를 팬펌프 전에 위치한 공급탱크에서 저농도에 희석시키었다. pH를, 팬 펌프의 두부에 0.5%의 인산을 첨가하여 바람직한 헤드박스 pH에 조정하였다. 각 pH와 필터 수준에 대해, 인산의 흐름을 기록하였다. 탄산칼슘을 팬펌프와 헤드박스 사이의 "T"조인트에 부가하였다. pH를 헤드박스 상의 태브(tab)에서 측정하였다. 산출 종이의 그램수는 45 gsm 정도로 유지되었다. 형성은 45정도였다.
결과 및 결론
I. 백색도 패드들
비조정 pH
우리의 첫번 조사에서, 시초의 pH는 pH 0.6 또는 7.0이었으나; 표류하게 두었다. 산에 대한 내약력이 있는 PCC와 비처리 PCC 시료들에 대한 결과를 도 1에 나타내었다. 모두의 시료에 대한 백색도 증대는 같았다. 이는 pH 변화들의 관찰에 의해 설명될 수 있다. 모든 시료들에 대해, pH는 도 2의 그래프에 보인 바와 같이, 올라갔다. 그 양은 PCC의 처리와 농도에 좌우되었다. 기계 펄프에 대한 백색도 대 pH 곡선은 pH 7.0 정도의 상당점을 가진 전형적 "S" 곡선이다. 7.5의 pH에서, 백색도는 거의 불변의 수준에 감소하며; 따라서, 모든 시료들은 8 보다 높은 pH들에 표류시켰기 때문에, 모든 시료에는 알칼리성 흐름이 관측되었다. 그러므로, pH가 표류하지 않도록 시스템 pH를 조정할 필요가 있음을, 결론지었다. ,
불변 pH
1. 산 조성물
바람직한 pH (6.5 또는 7.0)에 시스템을 "보호함"에 사용하는 각종 양의 인산을 도 3의 그래프에 보이고 있다. pH 7.0에서, 소모된 인산의 양은 pH 6.5에 올리는 데 사용된 산의 약 1/2이었다. 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘 조성물(AT_PCC)은 비처리 PCC 보다 인산을 적게 소비하였다.
2. 백색도
도 4 및 5에 보인 그래프를 분석하여 몇가지 결론에 도달할 수 있다:
a. 인산은 탄산칼슘에 어느 정도의, 산에대한 내약력을 부여한다. 인산으로 조정한 퍼니시들은 높은 백색도를 가지며 곡선은 여백들 배색도에서 차단한다.
b. 원래의 여백 백색도에 다다르게 약 4%의 비처리 편삼각면체 탄산칼슘을 비인산 조직에 받아 들인다.
II. M/K 시트 형성
도 6의 그래프로 나타낸, 결과들은 앞의 결론들을 유효하게 한 M/K 시트 형성구로 획득하였다. 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘/알루민산 나트륨/ 인산 조성물을 함유하는 시료들은 보다 높은 백색도를 주었다.
III. Herty Foundation Trial
결과들은 도 7에 보인 그래프에 기재돼 있다. 산에 대한 내약력이 있는 침전 탄산칼슘/알루민산 나트륨/인산 조성물의 성능은 비처리 탄산칼슘 시료들보다 성능이 우수하였다. 이 시험으로 획득한 백색도 결과는 백색도 패드들 실험과 같았다. 이들 두 시료에 대한 백색도 곡선은 상호 평행이며 그 것은 원래의 여백 백색도에 돌아가는 데 대략 4%의 비처리 침전 탄산칼슘을 필요로 한다.
IV. 시라큐즈 시험(뉴요크 주립 환경과학 삼림 대학)
7.0의 pH에서, 도 8의 기재와 도 9의 그래프로 보인 데이터는 두 경향을 명확하게 보이고 있다. 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘들은 상응하는 비처리 탄산칼슘들 보다 큰 백색도를 보였다.
사방형 탄산칼슘 조성물은 다소의 장점을 보였으나; 이들 장점은 퍼니시의 상태의 탓으로 돌려질수도 있다.
6.5의 pH에서, 처리 탄산칼슘 사방형 시료들은 비처리 사방형 탄산칼슘보다 성능이 우수하였다.
실시예 2
분쇄 탄산칼슘 조성물
산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 슬러리를, 알루민산 나트륨을 첨가하고, 다음에 인산 따위의 약산과 폴리아크릴 산 따위의 고분자 산을 첨가하여 획득할 수 있다.
최초, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 1%의 알루민산 나트륨을 분쇄 탄산칼슘의 20% 고체 슬러리에 첨가하였다. 탄산칼슘 슬러리의 시초의 pH는 8.01이었다. 혼합 후, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 2-6%의 인산과 1%의 폴리아크릴레이트 산을 첨가하였다. 도 10에 그래프식으로 보인 바와 같이, 167 시간 숙성후의 각 시료에 대하여 한 구획의 pH를 측정하였다. 1%의 알루민산 나트륨/1%의 폴리아크릴레이트 산/4%의 인산으로 처리한 슬러리의 시초의 pH를 측정하여 5.12임을 알았다. 167 시간 숙성 후, pH를 다시 측정하여 5.83임을 알았다.
실시예 3
편삼각면체의 침전 탄산칼슘 조성물들
산에 대한 내약력이 있는 편삼각면체 침전 탄산칼슘 슬러리를, 알루민산 나트륨을 첨가하고, 다음에 인산 따위의 약산과 폴리말레인 산 따위의 고분자 산을 첨가하여 획득할 수 있다.
최초, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 0.5%의 알루민산 나트륨을 편삼각면체 침전 탄산칼슘의 19.7% 고체 슬러리에 첨가하였다. 탄산칼슘 슬러리의 시초의 pH는 8.83이었다. 혼합 후, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 4-6%의 인산과 1%의 폴리말레인 산을 첨가하였다. 도 11에 그래프식으로 보인 바와 같이, 27 시간 숙성후의 각 시료에 대하여 한 구획의 pH를 측정하였다. 0.5%의 알루민산 나트륨/1%의 폴리말레인 산/4%의 인산으로 처리한 슬러리의 시초의 pH를 측정하여 5.76임을 알았다. 27 시간 숙성 후, pH를 다시 측정하여 6.69임을 알았다.
실시예 4
분쇄 탄산칼슘 조성물들
산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 슬러리를, 알루민산 나트륨을 첨가하고, 다음에 인산 따위의 약산과 폴리아크릴레이트 산 따위의 고분자 산을 첨가하여 획득할 수 있다.
최초, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 3%의 알루민산 나트륨을 분쇄 탄산칼슘의 20% 고체 슬러리에 첨가하였다. 탄산칼슘 슬러리의 시초의 pH는 8.01이었다. 혼합 후, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 6%의 인산과 1%의 폴리아크릴 산을 첨가하였다. 슬러리의 시초의 pH를 측정하여 6.29임을 알았다. 65 시간 숙성후, pH를 다시 측정하여 6.74임을 알았다.
실시예 5
분쇄 탄산칼슘 조성물들
산에 대한 내약력이 있는 분쇄 탄산칼슘 슬러리를, 알루민산 나트륨을 첨가하고, 다음에 인산 따위의 약산과 폴리아크릴 산 따위의 고분자 산을 첨가하여 획득할 수 있다.
최초, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 1%의 알루민산 나트륨을 분쇄 탄산칼슘의 20% 고체 슬러리에 첨가하였다. 탄산칼슘 슬러리의 시초의 pH는 8.01이었다. 혼합 후, 탄산칼슘의 건조중량을 토대로, 1%의 인산과 6%의 폴리아크릴레이트 산을 첨가하였다. 슬러리의 시초의 pH를 측정하여 6.02임을 알았다. 64 시간 숙성후, pH를 다시 측정하여 6.59임을 알았다.
본 발명의 탄산칼슘 조성물을 이용하면, 낮은 제조비용으로 향상된 광학적 품질의 종이를 얻을 수 있다.

Claims (17)

  1. 칸산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 일 이상의 약산들과 함께, 칸산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 알루민산 나트륨과의 탄산칼슘의 혼합물로 이루어지는, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  2. 제 1 항에 있어서,
    약산이 인산과, 그리고 폴리아크릴레 산, 폴리말레인 산, 폴리카르본 산 및 그들의 혼합물들로 이루어지는 군으로부터 선택된 고분자 약산과의 혼합물들과로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  3. 제 1 항에 있어서,
    약산이 인산인, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  4. 제 1 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리아크릴 산의 혼합물인, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  5. 제 1 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리말레인 산의 혼합물인, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  6. 제 1 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리카르본 산의 혼합물인, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  7. 제 1 항에 있어서,
    알루민산 나트륨이 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약1 내지 약 6 퍼센트의 양으로 있는, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  8. 제 1 항에 있어서,
    약산의 총량이 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약1 내지 약 8 퍼센트의 양으로 있는, 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘.
  9. 산에 대한 내약력이 있는 탄산칼슘의 조제 방법으로서,
    a) 탄산칼슘 슬러리의 pH를 약 11 또는 12에 조정하고;
    b) 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 적어도 약 0.1 퍼센트의 알루민산 나트륨을, 혼합으로 그에 첨가하며;
    c) 합성 혼합물의 pH를 약 7 또는 이하로 하기에 충분한 양의 약산을, 혼합으로, b의 혼합물에 첨가하는 것,
    으로 이루어지는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    약산이 인산과, 그리고 폴리아크릴 산, 폴리말레인 산, 폴리카르본 산 및 그들의 혼합물들로 이루어지는 군으로부터 선택된 고분자 약산과의 혼합물들과로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    약산이 인산인, 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리아크릴 산의 혼합물인, 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리말레인 산의 혼합물인, 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    약산이 인산과 폴리카르본 산의 혼합물인, 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    알루민산 나트륨이 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약 1 내지 약 6 퍼센트의 양으로 있는, 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    약산이 탄산칼슘의 건조중량을 토대로 약1 내지 약 8 퍼센트의 양으로 있는, 방법.
  17. 제 1 항의 조성물의 첨가에 의해 약산성 지에 대한 중성의 광학적 성질을 개량하는 방법.
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