レーザー粒度分析器：充填剤の粒度が紙産業の生産に与える影響

現在、製紙業の充填剤は炭酸カルシウムの研磨、炭酸カルシウムの沈殿、タルク粉、カオリン、二酸化チタンなどの鉱物粉体材料を主としている。これらの充填剤の製紙過程における残留率に影響する要素が多い。実践により、パルプの種類、助剤の応用及び抄紙機の運行パラメータなどの製紙技術の制御要素を除いて、フィラー粒子の大きさ、ミクロ形状と粒度分布は製紙過程における残留率に大きな影響を与えることが証明された。

紙の製造過程でフィラーを加えると、複巻、分割、印刷過程での毛落ち現象を引き起こす。フィラーの粒径寸法と粒度分布の不合理さは、毛落ち粉現象の発生を引き起こす重要な要素の1つである。また、フィラーのミクロ形態がほぼ一致している場合、粒度分布の狭いフィラーは、紙の抄造中の残留に有利である。試験により、紙の灰分が一致し、完成品の紙の各種物理指標、例えば定量、白度、二級長率、耐張力などが要求に合致する場合、ミクロ形態が同じで、平均粒径もほぼ同じ異なるフィラー品種で、粒度分布が狭いフィラーの残留率が明らかに向上した。

以下は、試験時の異なる充填剤の紙質がすべて要求に合致した場合の動的添加量データ比較である（表1）。各指標が一致した場合、1号充填剤（合成軽質炭酸カルシウム）はより理想的な粒度分布を有し、その残留率の向上により、2号充填剤と比較して添加量は1/4程度減少した。粒度分布が狭い充填剤を製紙充填剤として使用することで、紙の抄造コストを低減し、製紙廃水処理負荷を適切に軽減することができる。