JPS6357557B2 - - Google Patents
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- JPS6357557B2 JPS6357557B2 JP6467881A JP6467881A JPS6357557B2 JP S6357557 B2 JPS6357557 B2 JP S6357557B2 JP 6467881 A JP6467881 A JP 6467881A JP 6467881 A JP6467881 A JP 6467881A JP S6357557 B2 JPS6357557 B2 JP S6357557B2
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- pulp
- conductive
- salts
- fine powder
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Description
(発明の技術分野)
この発明は導電性パルプの製造方法に関するも
のである。詳しくいえば、この発明は化学的活性
のない導電性無機質微粉体をフミン酸の塩のもつ
コロイド性によつて均一に分散させたあと、フミ
ン酸の塩と2価以上の金属塩とのキレート吸着作
用によつて、繊維表面に効率良く定着させ、その
ものが不溶化することによつて耐水性が得られる
導電性パルプの製造方法に関するものである。
(発明の技術的背景)
導電性パルプは導電性紙、例えば静電記録紙、
カーボン紙、放電記録紙、アース包装紙などの原
料パルプとして近年急速に需要が増大している
が、紙の様な平面的な用途以外の成型品にも使用
されている。
導電性パルプを製造するための一般的方法は、
導電性無機質微粉体、たとえばカーボン顔料を直
接あるいは分散液として、パルプスラリーに混合
してシートに抄き上げ、乾燥し、水分50%内外の
パルプマツトにされるが、導電性の発現は内添さ
れたカーボン顔料の繊維上への単なる吸着または
沈着によるために、乾燥パルプマツトを水中に投
入して機械的にパルプの分散を行なうとカーボン
顔料がパルプから脱落しやすく、その結果抄紙し
て得た紙の導電性が不十分であるという欠点があ
つた。またカーボンブラツク、活性炭、黒鉛、金
属粉末などの導電性粒子は電気的には極めて活性
ではあるが、化学的には不活性な極微細粒子であ
るので、これらの粒子を繊維表面に定着させるた
めに多量の定着剤を用いても、抄上げ時に排水中
に流出するこれらの導電性粒子は微細で回収が困
難なので、排水中に流出して工場排水汚染の原因
となる。
(発明の目的)
この発明は、これ等不活性な導電性無機質微粉
体を、セルロース繊維の表面に、歩留り良く定着
させて均質強固な導電性パルプを得ることを目的
とするものである。
さらに、この発明の目的は、導電性無機質微粉
体の使用量が少なく、排水への流失や汚染も少な
い、経済的な製造法を提供することである。
(発明の構成)
この発明は、パルプスラリーに導電性無機質微
粉体を混合して、脱水または乾燥することによつ
て、導電性パルプを製造する方法において、パル
プスラリーに、フミン酸の塩の溶液と二価以上の
金属塩を添加することを特徴とする導電性パルプ
の製造法である。
(パルプ)
本発明に使用するパルプとしてはGP(砕木パル
プ)、RMP(リフアイナーメカニカルパルプ)、
TMP(サーモメカニカルパルプ)、CGP(ケミグ
ラウンドパルプ)、SCP(セミケミカルパルプ)、
SP(サルフアイトパルプ)、KP(クラフトパル
プ)、AP(アルカリパルプ)、故紙パルプ(脱墨さ
れた二次繊維)およびリンターパルプ等があり、
これらのものは単独あるいは混合して使用され
る。
(導電性無機質微粉体)
本発明における導電性無機質微粉体としてはカ
ーボンブラツク、チヤコール、グラフアイト、活
性炭等のカーボン質微粉体、銅、ニツケル、アル
ミニウム等の金属微粉体が使用される。
導電性無機質微粉体の添加量は、目的とするパ
ルプの電気抵抗値に応じて増減調節すればよい。
カーボン顔料を例として説明すれば、目標とす
る表面抵抗値が1×107Ω台の場合には、カーボ
ン顔料を対パルプ8〜9%、1×106Ω台の場合
には対パルプ10〜12%配合することが適当であ
る。さらに低い抵抗値が必要な場合にはカーボン
顔料を増加すればよいが、1×105Ω台のレベル
になると添加量は16〜20%程度となり、添加量が
増加する割りには表面抵抗値の低下割合は少なく
なる。
(フミン酸塩)
本発明ではフミン酸塩としては、リチウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩ま
たはアンモニウム塩以外にもマグネシウム塩、カ
ルシウム塩等のアルカリ土類金属塩が使用される
が、好適なものはナトリウム塩およびアンモニウ
ム塩である。
そして、フミン酸塩と導電性無機質微粉体との
混合率は1:1〜1:5の範囲であつて、特に好
ましくは1:4近辺であつて、その混合率におい
て導電性無機質微粉体のパルプへの定着性が良好
であり、このパルプから抄紙した紙の導電性も良
好である。
(多価金属の塩)
フミン酸塩とキレートさせる二価以上の金属塩
としてはアルミニウム塩、鉄塩、銅塩、亜鉛塩等
が使用されるがパルプ定着用として好適なものは
硫酸アルミニウム或いは硫酸鉄等である。
(発明の作用と効果)
本発明で使用するフミン酸塩はコロイド性を有
するから導電性無機質微粉体の分散を助長する
が、フミン酸塩自体はオングストローム単位の大
きさの極微粒子であるので、セルロース繊維組織
内に良く浸透し、後から混合した二価以上の金属
塩と反応して繊維表面にキレート吸着する。又こ
のキレート反応物は水不溶性となるので、得られ
たパルプは耐水性が向上する。なお、フミン酸塩
と二価以上の金属塩でカーボン微粒子を定着した
パルプはパルプシートマシンで水分50〜55%のシ
ートに抄上げられるが、さらに乾燥工程を通す事
により、シート状或いは離解パルプ状にも出来
る、但し乾燥されたシート状パルプ又は離解状パ
ルプは、水への再分散性は多少悪るくなり、分散
させるための時間は長くなる傾向がある。なお再
分散する為に機械的撹拌を伴なつても、繊維面に
固着したカーボン微粒子が脱落することはない
し、導電性を損なう事もない。
本発明による導電性パルプは、従来の導電性パ
ルプが繊維表面へのカーボン微粒子の吸着又は沈
着によつて導電性を発揮したのと異なり、化学的
なイオン吸着によつて導電性物質が繊維に強固に
定着しているので、これを水に再分散させた場合
カーボン微粒子の脱落はほとんどなく、従つて本
発明の導電性パルプから抄紙した導電性紙または
成型品においては導電性能の低下はほとんどな
い。この事実はフミン酸の塩と硫酸アルミニウム
との金属キレート化物がカーボン微粒子を抱き込
みパルプ繊維表面または組織内部に侵透した状態
で固着した結果と思われる。
この発明による効果は下記のとおりである。
(i) フミン酸の塩と2価以上の金属塩とのキレー
ト化物が導電性無機質微粉体と共にパルプ繊維
表面又は組織内部に均一に固着して導電性を発
揮するので、少量の導電性無機質微粉体で効果
的な導電性能を発揮する。
(ii) フミン酸塩と2価以上の金属塩とのキレート
化物は導電性無機質微粉体微粒子を抱き込みパ
ルプ繊維組織内部に侵透して固着し、乾燥後は
水に不溶性となり固着は安定化するので、水へ
の再分散または機械的離解に際して導電性無機
質微粉体のパルプよりの脱落はほとんどない。
(iii) この発明の導電性パルプは、パルプ特有の吸
脱湿による表面固有抵抗、体積固有抵抗への影
響は非常に少ない。
(iv) フミン酸の塩と2価以上の金属塩とのキレー
ト化物は導電性無機質微粉体を抱き込みパルプ
繊維表面または組織内部に侵透した状態で固着
するので、導電性無機質微粉体の定着歩留りが
非常に高く、排水への流出が少なく、排水の汚
染は少ない。
(実施例)
本発明をさらに理解しやすくするために、以下
に実施例を記載するが、本発明は下記の実施例に
よつて制限されるものではない。
実施例 1
未晒クラフトパルプを解繊して、濃度2%のパ
ルプスラリーを調整した。このパルプスラリーに
フミン酸ナトリウム((株)テルナイト製、、CHAフ
ミン酸)とカーボンブラツク(ギヤボツト社製、
VULCAN XC−72)との混合溶液(混合比1:
4)を対パルプ9%、12%、16%、20%となる様
に、それぞれ添加し5分間撹拌の後、硫酸アルミ
ニウムを対パルプ2.5%添加しパルプシートマシ
ンで水分60〜65%の湿マツトを製造し、これを導
電性パルプ素材とした。この導電性パルプを2ケ
月保存後に水で再分散させてパルプスラリーと
し、これを用いて常法により抄紙して導電性紙と
した。この導電性紙の表面固有抵抗値を第1表に
示す。
(Technical Field of the Invention) This invention relates to a method for producing conductive pulp. Specifically, this invention involves uniformly dispersing chemically inactive conductive inorganic fine powder using the colloidal properties of humic acid salts, and then chelating humic acid salts with divalent or higher metal salts. The present invention relates to a method for producing conductive pulp that can be efficiently fixed to the surface of fibers by adsorption and become insolubilized, thereby providing water resistance. (Technical Background of the Invention) Conductive pulp is a conductive paper, such as electrostatic recording paper,
Demand has increased rapidly in recent years as a raw material pulp for carbon paper, discharge recording paper, earth wrapping paper, etc., but it is also used for molded products other than flat applications such as paper. A common method for producing conductive pulp is
Conductive inorganic fine powder, such as carbon pigment, either directly or as a dispersion, is mixed with pulp slurry, formed into a sheet, dried, and made into a pulp mat with a moisture content of around 50%, but the conductivity is not achieved by internal addition. Because the carbon pigments are simply adsorbed or deposited on the fibers, when the dry pulp mat is put into water and the pulp is mechanically dispersed, the carbon pigments tend to fall off from the pulp, and as a result, the paper obtained by papermaking tends to fall off. The drawback was that the conductivity was insufficient. In addition, conductive particles such as carbon black, activated carbon, graphite, and metal powder are extremely fine particles that are electrically active but chemically inactive, so in order to fix these particles to the fiber surface, Even if a large amount of fixing agent is used, these conductive particles that flow out into the wastewater during papermaking are fine and difficult to recover, so they flow into the wastewater and cause factory wastewater pollution. (Objective of the Invention) The object of the present invention is to fix these inert conductive inorganic fine powders on the surface of cellulose fibers with a good yield to obtain a homogeneous and strong conductive pulp. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an economical manufacturing method that uses a small amount of conductive inorganic fine powder and causes less runoff into wastewater and less pollution. (Structure of the Invention) This invention provides a method for producing conductive pulp by mixing conductive inorganic fine powder with pulp slurry and dehydrating or drying the mixture. This is a method for producing conductive pulp, which is characterized by adding a divalent or higher valent metal salt. (Pulp) Pulps used in the present invention include GP (ground wood pulp), RMP (refiner mechanical pulp),
TMP (thermomechanical pulp), CGP (chemiground pulp), SCP (semi-chemical pulp),
There are SP (sulfite pulp), KP (kraft pulp), AP (alkali pulp), waste paper pulp (deinked secondary fiber), linter pulp, etc.
These materials may be used alone or in combination. (Conductive Inorganic Fine Powder) As the conductive inorganic fine powder in the present invention, carbonaceous fine powder such as carbon black, charcoal, graphite, activated carbon, etc., and metal fine powder such as copper, nickel, aluminum, etc. are used. The amount of the conductive inorganic fine powder added may be adjusted to increase or decrease depending on the target electric resistance value of the pulp. Taking carbon pigment as an example, if the target surface resistance value is on the order of 1 x 10 7 Ω, the carbon pigment should be added at a ratio of 8 to 9% to the pulp, and if the target surface resistance value is on the order of 1 x 10 6 Ω, the carbon pigment should be added at a ratio of 10 to the pulp. It is appropriate to mix up to 12%. If an even lower resistance value is required, the amount of carbon pigment can be increased, but when it reaches the level of 1×10 5 Ω, the amount added becomes about 16-20%, and the surface resistance value decreases even though the amount added increases. The rate of decline will be smaller. (Humate salt) In the present invention, the humate salt includes lithium salt,
In addition to alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts or ammonium salts, alkaline earth metal salts such as magnesium salts and calcium salts are used, but sodium salts and ammonium salts are preferred. The mixing ratio of the humic acid salt and the conductive inorganic fine powder is in the range of 1:1 to 1:5, particularly preferably around 1:4. It has good fixability to pulp, and paper made from this pulp also has good electrical conductivity. (Salts of polyvalent metals) Aluminum salts, iron salts, copper salts, zinc salts, etc. are used as divalent or higher valent metal salts to chelate with humates, but those suitable for pulp fixation are aluminum sulfate or sulfuric acid. Iron, etc. (Operations and Effects of the Invention) Since the humate used in the present invention has colloidal properties, it facilitates the dispersion of the conductive inorganic fine powder, but since the humate itself is ultrafine particles with a size of angstrom unit, It penetrates well into the cellulose fiber structure, reacts with divalent or higher valent metal salts mixed in later, and chelates and adsorbs onto the fiber surface. Moreover, since this chelate reaction product becomes water-insoluble, the obtained pulp has improved water resistance. Pulp with carbon particles fixed with humates and metal salts of divalent or higher valence can be made into sheets with a moisture content of 50 to 55% using a pulp sheet machine, but it can also be made into sheets or disintegrated pulp by going through a drying process. However, dried sheet-like pulp or disintegrated pulp tends to have somewhat poor redispersibility in water and takes a long time for dispersion. Even if mechanical stirring is used for redispersion, the carbon fine particles fixed to the fiber surface will not fall off and the conductivity will not be impaired. Unlike conventional conductive pulp, which exhibits conductivity through the adsorption or deposition of carbon particles on the fiber surface, the conductive pulp of the present invention exhibits conductivity by chemically adsorbing ions onto the fibers. Since it is firmly fixed, when it is redispersed in water, there is almost no dropout of the carbon fine particles, and therefore, there is almost no decrease in conductive performance in conductive paper or molded products made from the conductive pulp of the present invention. do not have. This fact is considered to be the result of the metal chelate of humic acid salt and aluminum sulfate entrapping carbon fine particles and penetrating into the pulp fiber surface or inside the tissue and fixing them. The effects of this invention are as follows. (i) A chelate of a salt of humic acid and a metal salt with a valence of 2 or more is uniformly fixed to the pulp fiber surface or inside the tissue together with the conductive inorganic fine powder and exhibits conductivity, so a small amount of the conductive inorganic fine powder Demonstrates effective conductive performance in the body. (ii) Chelates of humates and divalent or higher metal salts envelop conductive inorganic fine particles, penetrate into the pulp fiber structure, and stick to the structure. After drying, they become insoluble in water and the fixation is stabilized. Therefore, the conductive inorganic fine powder hardly falls off from the pulp during redispersion in water or mechanical disintegration. (iii) The conductive pulp of the present invention has very little influence on surface resistivity and volume resistivity due to moisture absorption and desorption peculiar to pulp. (iv) Chelates of humic acid salts and divalent or higher valent metal salts envelop the conductive inorganic fine powder and penetrate into the pulp fiber surface or inside the tissue, thereby fixing the conductive inorganic fine powder. The yield is very high, there is little runoff into the wastewater, and there is little pollution of the wastewater. (Examples) In order to make the present invention easier to understand, Examples are described below, but the present invention is not limited to the following Examples. Example 1 Unbleached kraft pulp was defibrated to prepare a pulp slurry having a concentration of 2%. Add sodium humate (manufactured by Ternite Co., Ltd., CHA humic acid) and carbon black (manufactured by Gearbot Co., Ltd., CHA humic acid) to this pulp slurry.
VULCAN XC-72) mixed solution (mixing ratio 1:
4) was added to the pulp at 9%, 12%, 16%, and 20%, and after stirring for 5 minutes, aluminum sulfate was added at 2.5% to the pulp, and the pulp was heated to a moisture content of 60 to 65% using a pulp sheet machine. Mats was manufactured and used as a conductive pulp material. After storing this conductive pulp for two months, it was redispersed with water to form a pulp slurry, which was then used to make paper by a conventional method to obtain conductive paper. Table 1 shows the surface resistivity values of this conductive paper.
【表】
表面固有抵抗測定:加圧印加電極による測定
実施例 2
未晒クラフトパルプを解繊して、濃度2%のパ
ルプスラリーを調整した。このパルプスラリーに
フミン酸のアンモニウム塩((株)テルナイト製、
CH−07)とカーボンブラツク(ギヤボツト社
製、VULCAN XC−72)との混合溶液(混合比
1:4)を対パルプ12%添加し、5分間撹拌の
後、硫酸アルミニウムを対パルプ2.5%添加し、
パルプシートマシンで水分62%の湿マツトとし、
その後解繊機で湿マツトを綿状とし、乾風乾燥機
中で105℃、5分間乾燥して導電性パルプ素材と
した。この導電性パルプを1ケ月保存後にマツト
状に成型し、少量の水を噴霧し、ホツトプレスで
180℃、35Kg/cm2、2分間加圧して厚さ約1m/
mのボードを作成した。この試料の体積固有抵抗
を第2表に示す。[Table] Surface resistivity measurement: Measurement example 2 using pressure applying electrode Unbleached kraft pulp was defibrated to prepare a pulp slurry with a concentration of 2%. Add humic acid ammonium salt (manufactured by Ternite Co., Ltd.) to this pulp slurry.
CH-07) and carbon black (manufactured by Gearbot Co., Ltd., VULCAN death,
Made into wet mats with a moisture content of 62% using a pulp sheet machine,
Thereafter, the wet mat was made into a cotton-like material using a fibrillator and dried in a dry air dryer at 105°C for 5 minutes to obtain a conductive pulp material. After storing this conductive pulp for one month, it was molded into a mat shape, sprayed with a small amount of water, and hot pressed.
Pressurized at 180℃, 35Kg/cm 2 for 2 minutes to a thickness of approximately 1m/cm.
I created a board of m. The volume resistivity of this sample is shown in Table 2.
【表】
体積固有抵抗値測定:加圧印加電極による測定
[Table] Volume resistivity measurement: Measurement using pressurized electrodes
Claims (1)
して、脱水または乾燥することによつて導電性パ
ルプを製造する方法においてパルプスラリーにフ
ミン酸の塩の溶液と二価以上の金属の塩を添加す
ることを特徴とする導電性パルプの製造法。1 A method for producing conductive pulp by mixing conductive inorganic fine powder with pulp slurry and dehydrating or drying the mixture, in which a solution of a humic acid salt and a salt of a divalent or higher valent metal are added to the pulp slurry. A method for producing conductive pulp characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467881A JPS57183496A (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Production of conductive paper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467881A JPS57183496A (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Production of conductive paper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183496A JPS57183496A (en) | 1982-11-11 |
| JPS6357557B2 true JPS6357557B2 (en) | 1988-11-11 |
Family
ID=13265061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6467881A Granted JPS57183496A (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Production of conductive paper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57183496A (en) |
-
1981
- 1981-04-28 JP JP6467881A patent/JPS57183496A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57183496A (en) | 1982-11-11 |
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