JP2001295193A

JP2001295193A - 紙の抄造方法

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Publication number: JP2001295193A
Application number: JP2000109643A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Ueda; 文博上田; Takashi Saegusa; 隆三枝; Shin Murai; 伸村井; Yoshio Hosoya; 好夫細谷; Takeo Arai; 健雄荒井; Norihiro Ishizaka; 典広石坂
Original assignee: Mitsui Cytec Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Cytec Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP4337227B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機械パルプや脱墨パルプからなる紙料に多価
金属化合物、カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマ
ーを添加して抄造する方法において、十分な歩留りりな
いし濾水性向上効果を得て効率的な抄造を行う。【解決手段】パルプの５０〜１００重量％が機械パル
プ及び／又は脱墨パルプである紙料に対して、多価金属
化合物と、カチオン性ポリマーと、２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸１〜２０モル％と他の
ビニル性単量体とからなるアニオン性ポリマーとを添加
して抄造する紙の抄造方法。カチオン性ポリマーとし
て、ポリエチレンイミン、ジシアンジアミド重合体、ポ
リビニルアミン及びメラミンホルムアルデヒド縮合物よ
りなる群から選ばれる１種又は２種以上のアミン系ポリ
マーを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紙の抄造方法に係
り、特に、機械パルプや脱墨パルプからなる紙料（パル
プスラリー）に多価金属化合物、カチオン性ポリマー及
びアニオン性ポリマーを添加して抄造する方法におい
て、歩留りや濾水性を高めて効率的な抄造を行う方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製紙工程においては、生産性の向
上、使用原料や添加薬品の低減、循環する白水の清浄化
等の目的のために、抄紙機のワイヤー上での歩留りや濾
水性を改善すべく、歩留り向上剤ないし濾水性向上剤が
使用されている。例えば、特開昭５９−１７９８９９号
公報には、機械パルプ、脱墨パルプを含む紙料に、多価
金属化合物としての水和硫酸アルミニウムと、カチオン
性ポリマーとしてのジアリルジメチルアンモニウムクロ
ライド（以下「ＤＡＤＭＡＣ」と略称する。）重合体或
いはＤＡＤＭＡＣとアクリルアミド（以下「ＡＡＭ」と
略称する。）との共重合体と、２−アクリルアミド−２
−メチルプロパンスルホン酸（以下「ＡＭＰＳ」と略称
する。）１〜２０モル％と他のビニル性単量体とからな
るアニオン性ポリマーとを添加して抄造する方法が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
抄紙機の高速化や、古紙の使用比率の増加による原料パ
ルプ事情の悪化、抄紙用水の水質の低下などにより、従
来の歩留り向上剤や濾水性向上剤では十分に満足し得る
向上効果が得られない状況となってきている。特に、機
械パルプや脱墨パルプからなる紙料は、アニオントラッ
シュと称されるアニオン性の不純物（機械パルプではリ
グニン、脱墨パルプではインク等を主成分とする。）が
多いために、特開昭５９−１７９８９９号公報に記載さ
れる方法では歩留りないし濾水性向上効果が十分に得ら
れない。

【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決し、機械
パルプや脱墨パルプからなる紙料に多価金属化合物、カ
チオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーを添加して抄
造する方法において、十分な歩留りないし濾水性向上効
果を得て効率的な抄造を行う方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の紙の抄造方法
は、パルプの５０〜１００重量％が機械パルプ及び／又
は脱墨パルプである紙料に対して、多価金属化合物、カ
チオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーを添加して抄
造する方法であって、アニオン性ポリマーとして、下記
ａ）及び／又はｂ）を添加する紙の抄造方法において、
該カチオン性ポリマーとして、ポリエチレンイミン、ジ
シアンジアミド重合体、ポリビニルアミン及びメラミン
ホルムアルデヒド縮合物よりなる群から選ばれる１種又
は２種以上のアミン系ポリマーを添加することを特徴と
する。ａ）２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸（ＡＭＰＳ）と他のビニル性単量体とからなるアニ
オン性ポリマーであって、ＡＭＰＳの含有量が１〜２０
モル％のアニオン性ポリマーｂ）ＡＭＰＳとアクリル酸と他のビニル性単量体とか
らなるアニオン性ポリマーであって、ＡＭＰＳ及びアク
リル酸の合計の含有量が１〜２０モル％のアニオン性ポ
リマー

【０００６】本発明の紙の抄造方法では、多価金属化合
物とカチオン性ポリマーと特定のアニオン性ポリマーと
を添加して抄造を行うに当たり、カチオン性ポリマーと
して上記特定のアミン系ポリマー、好ましくはポリエチ
レンイミンを用いることにより、抄紙機のワイヤー上で
の歩留り、濾水性が改善され、機械パルプ及び／又は脱
墨パルプを多量に含む新聞、中質紙、下級紙において白
色度向上の目的で添加するホワイトカーボンや製品品質
向上の目的で添加するサイズ剤や紙力剤等の定着性が大
幅に改善され、高品質の製品を効率的に製造することが
可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【０００８】本発明においては、砕木パルプ、サーモメ
カニカルパルプ、リファイナメカニカルパルプ等の機械
パルプ及び／又は古紙等を脱インキした脱墨パルプを５
０〜１００重量％含むパルプに、各種の填料を添加して
常法に従って固形分０．３〜２．０重量％、ｐＨ４．５
〜８に調整した紙料に対して、多価金属化合物、カチオ
ン性ポリマーとしての特定のアミン系ポリマー及び特定
のアニオン性ポリマーを添加して常法に従って抄造す
る。

【０００９】多価金属化合物としては、硫酸アルミニウ
ム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸チタニル等の１種又は
２種以上を用いることができ、その添加量は紙料中のＳ
Ｓに対して４重量％以上であることが好ましい。また、
多価金属化合物添加後の紙料のｐＨは４．０〜７である
ことが好ましい。

【００１０】また、カチオン性ポリマーとしては、ポリ
エチレンイミン、ジシアンジアミド重合体、ポリビニル
アミン、メラミンホルムアルデヒド縮合物の１種又は２
種以上のアミン系ポリマーを用いるが、本発明では、こ
れらのうち、特にポリエチレンイミンを用いるのが、濾
水性、歩留り向上効果の面で好ましい。

【００１１】このようなアミン系ポリマーの添加量は、
紙料中の濃度で０．０１重量％以上、特に０．０２５重
量％以上とするのが好ましい。アミン系ポリマーは０．
１重量％を超えて添加しても添加量に見合う効果の向上
は望めないことから、アミン系ポリマーの添加量は０．
０２５〜０．１重量％特に０．０２５〜０．０５重量％
とするのが好ましい。

【００１２】なお、アミン系ポリマーの分子量は１０万
〜５００万程度であることが好ましい。

【００１３】本発明において、アニオン性ポリマーとし
ては、ＡＭＰＳとその他のビニル性単量体とからなる共
重合体であって、ＡＭＰＳの含有量が１〜２０モル％で
あるもの、或いは、ＡＭＰＳとアクリル酸と他のビニル
性単量体とからなる共重合体であって、ＡＭＰＳとアク
リル酸との合計の含有量が１〜２０モル％であるものを
用いる。ＡＭＰＳとアクリル酸は、一部又は全部が、ナ
トリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の金
属塩、或いはアンモニウム塩を形成していてもよい。こ
こで、他の単量体としては、ＡＡＭが好ましく、従っ
て、アニオン性ポリマーとしてはＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重
合体であってＡＭＰＳ含有量が１〜２０モル％のもの、
或いは、ＡＡＭ／アクリル酸／ＡＭＰＳ共重合体であっ
て、アクリル酸とＡＭＰＳとの合計の含有量が１〜２０
モル％であるものが好ましい。このようなアニオン性ポ
リマーの分子量は５００万〜１５００万程度であること
が好ましい。

【００１４】このようなアニオン性ポリマーの添加量
は、紙料中の濃度で、０．００５重量％以上、特に０．
０２〜０．０５重量％とするのが好ましい。

【００１５】本発明において填料としてはタルク、クレ
ー、ホワイトカーボン等の無機填料又は有機填料、或い
は脱墨パルプから持ち込まれる填料を利用することがで
きる。特に、本発明では、原料パルプの不純物成分が多
く、得られる抄紙の白色度が若干劣る場合があるため、
ホワイトカーボン等の白色の填料をＳＳに対して１．０
〜３０．０重量％添加するのが好ましい。

【００１６】本発明においては、上記添加成分の他、更
に必要に応じてサイズ剤や紙力剤等の通常の抄紙工程で
添加される添加剤を添加することができる。

【００１７】本発明の紙の抄造方法では、機械パルプ、
脱墨パルプ以外の原料パルプの種類、抄造される紙の種
類、抄紙機の種類等には特に制限はなく、各種のものを
適用することができる。

【００１８】例えば、機械パルプ、脱墨パルプ以外の原
料パルプとしては、クラフトパルプ等の化学パルプ、セ
ミケミカルパルプなどを併用することができる。

【００１９】また、本発明は、新聞用紙、中・下級印刷
紙、微塗工紙、中質コート原紙、白板紙などの各種の紙
の製造に適用でき、抄紙機としては、長網抄紙機、円網
抄紙機、各種のツインワイヤー抄紙機を採用することが
できる。

【００２０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２１】なお、以下の実施例及び比較例において、
試験に供したカチオン性ポリマーは次の通りである。ポリエチレンイミン：「ポリミンＳＫ」（ＢＡＳＦ社
製）ジシアンジアミド重合体：「クリフロックＬＣ−５５
１」（栗田工業（株）製）ポリビニルアミン：分子量３００万メラミンホルムアルデヒド縮合物：「クリスタックＢ
−１００」（栗田工業（株）製）ＤＡＤＭＡＣ（重合体）ＤＡＤＭＡＣ／ＡＡＭ（３０／７０）：ＤＡＤＭＡＣ／
ＡＡＭ共重合体（ＤＡＤＭＡＣ：ＡＡＭ＝３０：７０（モル比））ＤＡＤＭＡＣ／ＡＡＭ（５０／５０）：ＤＡＤＭＡＣ／
ＡＡＭ共重合体（ＤＡＤＭＡＣ：ＡＡＭ＝５０：５０
（モル比））

【００２２】また、以下において、添加量を示す「％」
はいずれも「重量％」である。また、各種添加剤の添加
量は特記しない限り、紙料に対する添加量である。

【００２３】実施例１〜４、比較例１〜３砕木パルプ（ＧＰ）３０％、脱墨パルプ（ＤＩＰ）６０
％、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）１０％からなる
紙料を固形分０．８％に調整した後、填料としてタルク
をＳＳに対して２５％添加し、その後、多価金属化合物
として液体硫酸バンド４％を添加しｐＨを４．７に調整
した。この紙料の性状は表１に示す通りである。

【００２４】

【表１】

【００２５】この紙料に表２に示すカチオン性ポリマー
０．０５％と、アニオン性ポリマーとしてＡＡＭ／ＡＭ
ＰＳ共重合体（ＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝９０：１０（モル
比），分子量１５００万）０．０２％とを添加し、濾水
効果及び歩留り効果を下記の方法により測定し、結果を
表２に示した。

【００２６】濾水効果の測定法紙料１８０ｍＬを容量３００ｍＬのポリビーカーに採
り、薬剤を添加し、タービン羽根を備えた攪拌機を用い
て、２５０ｒｐｍで２０秒間攪拌を行った。次いで、プ
ラスチックワイヤを敷いたヌッチェロートに、内径５０
ｍｍの金属製の円筒を置き、その中へ凝集した紙料を注
ぎ込み、メスシリンダーを用いて１０秒後の濾液量を測
定した。

【００２７】歩留り効果の測定法紙料２Ｌをダイナミックリテンションテスター（栗田工
業（株）製）に採り、所定量の薬剤を添加し、１０００
ｒｐｍで６０秒間攪拌を行った。次いでコックを開き、
ワイヤを通って流出する濾液の最初の２００ｍＬを採取
し、そのうちの１００ｍＬを計り採ってそのＳＳ濃度を
測定し、下記式で歩留り率を算出した。

【００２８】

【数１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表２より明らかなようにカチオン性ポリマ
ーとして本発明に係るアミン系ポリマーを用いた実施例
１〜４、特にポリエチレンイミンを用いた実施例１で
は、ＤＡＤＭＡＣポリマーを用いた比較例１〜３よりも
濾液量が増大しており、濾水性が向上している。また、
歩留り率も向上している。

【００３１】実施例５〜１２、比較例４〜７サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）４０％、脱墨パルプ
（ＤＩＰ）５０％、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）
１０％からなる種箱原料に白水を所定量混合してＳＳを
０．８６９％に調整した後、填料として尿素ホルマリン
ポリマー粒子（三井東圧化学社製：商品名「ユーパー
ル」）をＳＳに対して２．５％添加し、その後ホワイト
カーボン（徳山曹達社製：商品名「トクシール」）を添
加して３０秒間攪拌した。その後、多価金属化合物とし
て液体硫酸バンドを４％添加後、硫酸を用いてｐＨ４．
７に調整した。この紙料の性状は表３に示す通りであ
る。なお、表３には、用いた種箱原料と白水の性状も併
記した。

【００３２】

【表３】

【００３３】この紙料に紙力剤としてポリアミドアミン
エピクロルヒドリン樹脂（日本ＰＭＣ社製：商品名「エ
ピノックス」）０．５％を添加して３０秒攪拌した後、
エマルションサイズ剤０．５％を添加して３０秒攪拌し
た。次いで表４に示すカチオン性ポリマーを表４に示す
量添加して２０秒攪拌し、最後にアニオン性ポリマーと
してＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体（ＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝９
０：１０（モル比），分子量１５００万）を表４に示す
量添加して２０秒攪拌した。なお、いずれも攪拌は３０
０ｒｐｍで行った。

【００３４】得られた紙料について、実施例１と同様に
して濾水効果を測定し、結果を表４に示した。

【００３５】

【表４】

【００３６】表４より明らかなように、カチオン性ポリ
マーとしてアミン系ポリマーを添加することにより、特
に、その添加量を０．０２５％以上とすることにより濾
水性の向上効果がみられる。なお、アミン系ポリマーは
０．０５％を超えて添加しても本系においては添加量に
見合った効果は得られない。

【００３７】実施例１３〜１８、比較例８実施例５において、ポリエチレンイミンの添加量及びＡ
ＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体の添加量を表５に示す割合とし
たこと以外は同様にして紙料を調製し（ただし、比較例
８ではポリエチレンイミンとＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体
添加せず。）、得られた紙料について実施例１と同様に
してＳＳ濃度と歩留り率を測定し、結果を表５に示し
た。

【００３８】比較例９〜１１実施例１３〜１５において、ＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体
として、ＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝７０：３０（モル比）で分
子量１５００万のものを添加したこと以外はそれぞれ同
様にして紙料を調製し、得られた紙料について実施例１
と同様にしてＳＳ濃度と歩留り率を測定し結果を表５に
示した。

【００３９】

【表５】

【００４０】表５より明らかなように、アニオン性ポリ
マーとしてＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝９０：１０（モル比）の
ＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体を用いた実施例１３〜１８
は、ＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝７０：３０（モル比）のＡＡＭ
／ＡＭＰＳ共重合体を用いた比較例９〜１１よりも歩留
り率が向上している。また、このＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝９
０：１０（モル比）のＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体の添加
量は０．０２％以上とすると良好な歩留り向上効果が得
られる。

【００４１】実施例１９，２０実施例１７において、硫酸バンドの添加量を表６に示す
割合としたこと以外は同様にして紙料を調製し（このと
きの硫酸バンド添加後の紙料のｐＨ及びゼータ電位は表
６に示す通りである。）、実施例１と同様にして濾水効
果を測定し、結果を表６に示した。また、手抄紙を作製
し、その物性及びドロップサイズ度を調べ、結果を表６
に示した。なお、表６には実施例１７についても同様に
して濾水効果を測定すると共に手抄紙を評価した結果を
併記した。

【００４２】比較例１２実施例１７においてポリエチレンイミンの代りにＤＡＤ
ＭＡＣ重合体を用いたこと以外は同様にして紙料を調製
し、同様に濾水効果を測定すると共に手抄紙を評価し、
結果を表６に示した。

【００４３】

【表６】

【００４４】表６より明らかなように、カチオン性ポリ
マーとしてポリエチレンイミンを用いた実施例１７，１
９，２０では、カチオン性ポリマーとしてＤＡＤＭＡＣ
を用いた比較例１２よりも、濾水性、サイズ度がいずれ
も向上している。また、多価金属化合物の添加量は４％
以上とすることが好ましいことがわかる。

【００４５】実施例２１〜２６、比較例１３新聞紙原料に白水を添加して稀釈し、固形分０．８３８
％に調整した後（このときの紙料のゼータ電位は−６．
４ｍＶであった。）、多価金属化合物として液体硫酸バ
ンドを５％添加したところ、ｐＨが５．２となったの
で、その後硫酸を添加してｐＨ４．９とした。この紙料
の性状は表７に示す通りであった。なお、表７には用い
た新聞紙原料と白水の性状も併記した。

【００４６】

【表７】

【００４７】この紙料にカチオン性ポリマーとしてのポ
リエチレンイミンとアニオン性ポリマーとしてのＡＡＭ
／ＡＭＰＳ共重合体（ＡＡＭ：ＡＭＰＳ＝９０：１０
（モル比），分子量１５００万）をそれぞれ表８に示す
量添加して紙料を調製し（ただし、比較例１３ではポリ
エチレンイミンとＡＡＭ／ＡＭＰＳ共重合体添加せ
ず。）、得られた紙料について実施例１と同様にして濾
水効果、濾液の濁度及び歩留り効果（歩留り効果につい
ては実施例２１〜２３のみ測定した。）を測定し、結果
を表８に示した。

【００４８】

【表８】

【００４９】表８より、新聞紙原料についても、本発明
によれば、良好な濾水性、歩留り向上効果が得られるこ
とがわかる。また、実施例２１〜２６において、濾液の
濁度はいずれも比較例１３に比べて低下しており、この
結果から、本発明によれば、抄紙系内の汚れやピッチを
低減させることができるものと考えられる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の紙の抄造方
法によれば、特にアニオン性の不純物を多量に含むため
に、歩留り向上剤や濾水性向上剤による歩留り、濾水性
向上効果が十分に得られない機械パルプや脱墨パルプを
含む紙料による製紙の抄紙工程において、セルロース繊
維及び填料などの歩留りを向上させ、また濾水性を向上
させることにより抄紙工程、乾燥工程での処理効率を高
め、生産性を大幅に向上させることができる。また、循
環する白水を清浄に保つことにより、安定した操業性を
確保することができる上に、白水回収工程での負荷の軽
減、廃水処理工程での負荷の低減を図ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三枝隆東京都新宿区西新宿三丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者村井伸東京都新宿区西新宿三丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者細谷好夫東京都中央区日本橋本町３−４−１トリイ日本橋ビル６Ｆ三井サイテック株式会社内 (72)発明者荒井健雄東京都中央区日本橋本町３−４−１トリイ日本橋ビル６Ｆ三井サイテック株式会社内 (72)発明者石坂典広東京都中央区日本橋本町３−４−１トリイ日本橋ビル６Ｆ三井サイテック株式会社内Ｆターム(参考） 4L055 AC01 AC09 AG08 AG77 AG78 AG81 AG84 AH18 EA04 FA10 GA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプの５０〜１００重量％が機械パル
プ及び／又は脱墨パルプである紙料に対して、多価金属
化合物、カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーを
添加して抄造する方法であって、該カチオン性ポリマーとして、ポリエチレンイミン、ジ
シアンジアミド重合体、ポリビニルアミン及びメラミン
ホルムアルデヒド縮合物よりなる群から選ばれる１種又
は２種以上のアミン系ポリマーを添加し、該アニオン性ポリマーとして、下記ａ）及び／又はｂ）
を添加することを特徴とする紙の抄造方法。ａ）２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸と他のビニル性単量体とからなるアニオン性ポリマ
ーであって、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸の含有量が１〜２０モル％のアニオン性ポリ
マーｂ）２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸とアクリル酸と他のビニル性単量体とからなるアニ
オン性ポリマーであって、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸及びアクリル酸の合計の含有量
が１〜２０モル％のアニオン性ポリマー
【請求項２】請求項１において、アミン系ポリマーが
ポリエチレンイミンであることを特徴とする紙の抄造方
法。