1. はじめに
添加剤は、完成した紙自体を改良したり、製紙プロセスを補助したりするために使用される材料です。
- 機能性添加物 染料、内部サイズ剤、湿潤強度や乾燥強度を高める接着剤、充填剤などは、紙製品の特定の品質を改善したり付与したりするために使用され、効果を発揮するにはシート上に保持される必要があります。
- 制御添加剤 製紙工程を改善するために、殺生物剤、排水助剤、歩留まり向上剤、ピッチ制御剤、消泡剤などが添加されますが、製品に直接影響を与えることはなく、必ずしも製品上に保持されるわけではありません。
注意： 多くの添加剤は複数の効果を同時に発揮します。例えば、ミョウバンは酸性条件下でのロジンサイズに必須であるだけでなく、濾水性と歩留まり向上剤としても機能します。どちらの添加剤も、製紙前に紙料に添加されます。
2. 添加剤の計量とポンプ供給
液体添加剤は高価な化学物質であり、正確な量で使用する必要があります。そのため、通常は以下の方法でシステムに計量投入されます。 容積式計量ポンプ.
- チェックバルブの詰まりを防ぐために、ポンプの入口の前に適切なフィルター（例：10 メッシュまたはより細かいスクリーン）を使用してください。
- 使用 ポンプ入口ライン (少なくとも 12 mm / ½ インチ) 粘度が 100 cps を超える添加剤の場合。
- を採用する 流量測定装置 各添加剤の適切な流れを確保するためです。
多くの場合、周囲圧力よりも高い圧力でポンプを作動させる方が効果的です。圧力計と加圧出力を組み合わせることで、定性的な流量を得ることができます。驚くべきことに、多くの添加剤ベンダーは、自社製品が他の（未知の）ウェットエンド添加剤とどのように相互作用するかを把握していないにもかかわらず、製品の添加を監視し、工場で流量を設定することさえあります。
3. 機能性添加剤
3.1 フィラー
フィラーとは、原料に添加される顔料のことです。 不透明度と明るさ 印刷用紙の改良。
充填剤の理想的な特性 次のとおりです。
- 高輝度
- 高い屈折率（光の散乱と不透明性のため）
- 粒子サイズが小さく均一（より滑らかな紙用）
- 水溶性が低く不活性
- 低コスト、低摩耗
- 低比重
- 高い保持レベル（シート上に約50％保持）
一般的な充填材:
- 粉砕炭酸カルシウムまたは沈降炭酸カルシウム（PCC）: pH ≥ 7で動作する機械に適しています
- 二酸化チタン
- 粘土（カオリン）
注意： 填料の含有量は10%～30%です。含有量が多いと繊維の結合力が低下し、紙が柔らかくなる可能性があります。ライナーボードや高強度が求められる紙には填料は使用されません。
表4.1 – 紙充填剤とコーティング顔料の特性
- クレイ:
- 安価、天然鉱床から採掘
- 明るさ: 80%～92%
- 屈折率：1.55
- 比重: ~2.58
- 研磨材
- 粒子サイズ: 40%～90% < 2 µm
- 使用されるすべての充填剤の約90％を占める
- 炭酸カルシウム （白亜、石灰岩）：
- 重要な現代のフィラー
- 形態: 方解石（天然）、PCC（沈殿）
- pH要件: ≥ 7.0
- 明るさ: 92%～95%
- 屈折率：1.65
- 比重: 2.7～2.85
- 粒子サイズ：0.5～3µm
- コスト: 200～500ドル/トン
- 低摩耗
- PCCは、粒子サイズの制御、純度の向上、表面電荷（ゼータ電位）の調整を可能にします。
- 製：
- CaOと水を混ぜる → Ca(OH)₂
- CO₂の導入（例：石灰窯の煙道ガスから）→CaCO₃（沈殿）
PCC は粉砕炭酸カルシウムよりも散乱係数が高く、不透明度と明るさが向上します。
