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乾燥強度増強剤とは何ですか?
A 乾燥強度増強剤 製紙工程において、乾燥状態の紙の引張強度、破裂強度、耐折強度を向上させる化学添加剤です。これらの添加剤は、セルロース繊維間の結合を弱める傾向がある再生繊維や鉱物繊維を多く含む紙の場合に特に重要です。乾燥紙力増強剤は繊維間の結合を強化することで、製紙業者が坪量を大幅に増加させることなく、厳しい品質要件を満たすのに役立ちます。
乾燥紙力増強剤の化学分類は次のとおりです。
- カチオンデンプン – 正電荷を持つ天然由来の加工デンプンで、負に帯電したパルプ繊維との結合を強化します。
- カチオン性ポリアクリルアミド（CPAM） – 強力な保持力と接着力を備えた合成高分子量ポリマー。
- アニオン性ポリアクリルアミド（APAM） – 特定のプロセス条件では、カチオン系共添加剤と組み合わせて使用されることもあります。
- ポリアミドアミン-エピクロロヒドリン（PAE） グリオキサール化ポリアクリルアミド（GPAM） – 湿潤強度の向上も必要な特定の紙グレード向けに設計された合成樹脂。
動作メカニズムと強化原理
乾燥紙力増強剤の効果は、以下の間の水素結合を増加させる能力によるものである。 セルロース繊維 紙のシートに。
このメカニズムには通常、次のものが含まれます。
- 吸着 – 乾燥紙力増強剤の陽イオン基がパルプ繊維および微粒子の陰イオン部位に付着します。
- フィルム形成 – 乾燥中に、ポリマーまたはデンプンが繊維間に薄いフィルムを形成し、シート構造を強化する橋渡しとして機能します。
- 水素結合の強化 - ヒドロキシル (-OH)、アミド (-CONH₂)、グリオキサールアルデヒドなどの官能基は、繊維間の分子レベルの相互作用を改善します。
乾燥紙力増強剤は、パルプを追加することなく繊維間の結合を改善し、軽量紙グレードを維持しながらより高い性能を実現します。
さまざまな紙グレードでの用途
乾燥紙力増強剤は、以下を含むさまざまな紙および板紙グレードに広く使用されています。
- 文化用紙（印刷・筆記グレード）
- 引張強度と折り曲げ耐久性が向上し、印刷作業がスムーズになります。
- シートの完全性を損なうことなく、より高い充填剤充填を可能にします。
- 包装紙・板紙
- 強化 リングクラッシュテスト（RCT） 段ボール中芯およびライナーボード用のエッジクラッシュ（ECT）も提供しています。
- 変換パフォーマンスとボックスの圧縮強度が向上します。
- ティッシュペーパーとタオルペーパー
- 柔らかさと吸収性を保ちながら強度を保ちます。
- ティッシュマシンの高速動作をサポートします。
- 特殊グレード
- フィルター紙、ラベル用紙、装飾用ラミネートでは、引張強度と破裂強度が強化されています。
他の製紙用化学薬品との相乗効果
乾燥強度増強剤は、他の添加剤と組み合わせて使用すると最も効果的に機能します。
- サイズ剤 （AKD、ASA、表面サイジング）
- シート強度を保ちながら耐水性を向上。
- 乾燥紙力増強剤は、サイズ剤がシート内に効果的に保持されることを保証します。
- 湿潤強度樹脂 （PAE、MF）
- 乾燥および湿潤耐久性の両方が求められるグレード（例：液体包装用ボール紙、キッチンタオル）では、乾燥強度増強剤と湿潤強度増強剤が互いに補完し合います。
- 保持および排水補助剤（ポリDADMAC、CPAMシステムズ）
- 微粒子と充填剤の保持力を高め、繊維ネットワーク内の乾燥強度ポリマーの分散を向上させます。
- 脱墨剤
- リサイクル紙を製造する際、乾燥紙力増強剤は繊維の角質化による繊維結合力の低下を補うのに役立ちます。
製品選択ガイドライン
乾燥紙力増強剤を選択する場合、製紙業者は次の点を考慮する必要があります。
- 繊維の種類 – バージン繊維では通常、リサイクル繊維よりも少ない投与量が必要です。
- pH とプロセス条件 – カチオン澱粉と CPAM は中性からアルカリ性のシステムで良好な性能を発揮します。GPAM と PAE は pH 安定性が広くなっています。
- 投与量の最適化 – 標準的な使用レベルは、グレードと目標特性に応じて、乾燥パルプ重量の 0.2% ～ 1.0% の範囲です。
- 互換性 – 堆積物の形成や性能の低下を避けるために、乾燥強度増強剤が他のウェットエンド添加剤と互換性があることを確認します。
- 持続可能性の目標 - 環境に優しい生産と合成ポリマーの使用削減を目指す工場では、バイオベースのカチオン澱粉が好まれます。
性能比較
| タイプ | Origin | 充電タイプ | 主なメリット | 典型的な使用 |
|---|---|---|---|---|
| カチオンデンプン | 天然（トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ） | カチオン性 | 再生可能、コスト効率が高く、良好なフィルム形成 | 文化、包装、ティッシュ |
| CPAM | 合成ポリマー | カチオン性 | 低用量で高い効率、優れた保持力 | 高充填グレード、リサイクルボード |
| GPAM | 合成ポリマー | 陰イオン性の | 酸性条件でも機能し、乾燥強度と一時的な湿潤強度の両方を提供します | 特殊紙 |
| PAE樹脂 | 合成ポリマー | カチオン性 | 強力な永久湿潤強度、中程度の乾燥強度増加 | 液体包装、ティッシュ |
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