JP2004332193A - 紙、板紙及び厚紙等の製造における紙料の歩留まり及び脱水の方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙、板紙、厚紙及び同様の製品の歩留まり、ろ水性を改良し、製品の白色度、紙力も向上する製造方法である。
【解決手段】抄紙機のウェット・エンドの異なる箇所で、濃縮された液体スメクタイト及び天然または合成ポリマーを添加する。歩留まり及び脱水剤は任意の順序で添加することができる。酸性、中性及びアルカリ性環境の場合の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のために推奨される“トップデュアル”と呼ぶ歩留まり及び脱水系が開発され、ここで基本的には２種の製品または化学組成物を紙料に添加する：ａ）バーシンクイＡ−２５０と呼ぶ液体二次歩留まり及び脱水剤（これを用いて高価な現場での製造装置の必要性を無くす）、ｂ）バーシンクイと呼ぶ一次歩留まり及び脱水剤。
【選択図】なし

Description

本発明は一般に、紙、板紙、厚紙及び同様の製品（例えばセルロース、繊維セメント等）の製造方法に関し、ここで、抄紙機のウェット・エンドの異なる箇所で、向上しかつ濃縮された液体スメクタイト（これを用いて現場での製造ユニットの必要を無くす）及び天然または合成ポリマーを添加する。

歩留まり及び脱水剤は任意の順序で添加することができ、このようにして、白色度に影響を及ぼすことなく歩留まり、脱水、形成及び乾燥を改良し、紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の物理量を向上する。

歩留まり及び脱水系は、脱水（水を除去する能力）並びに紙シートの一部である微細繊維及び填料の歩留まりを改良することを目的とする。
こうした系は、１種の歩留まり及び脱水剤から今日使用する２種以上の成分へと発展した。これらの各々は利益及び不利益を示し、最も使用される系は微粒子に基づくものである。

歩留まり及び脱水系から予想される恩典は以下のものである：
−より高い生産（トン／時）；
−より低い生産費；
−より低いエネルギー消費；
−生産系のより良好な安定性及び信頼性；
−硫酸アルミニウムの減少による系中のより少ない酸性度、従って腐食の問題がより少ない；
−紙シートのより良好な形成（光にかざして見て）；
−紙のより少ない多孔性；及び
−紙のより少ない湿度。

従来、抄紙機は、例えば以下のような歩留まり剤を用いて稼働した：
−天然ポリマーの例えばデンプン；
−合成ポリマーの例えば陽イオン、陰イオン、両性及び非イオン性ポリアクリルアミド；及び
−ポリエチレンオキシド。

こうした製品は、こうした添加剤無しの紙料のみの場合よりも、懸濁液中に多数の固形物（微細繊維及び填料）を“保持する”特性を有する。
従って最近は、製紙業界においては、紙料歩留まり及び脱水促進剤を使用するのが一般的な慣行である。

従来技術において、幾つかの紙料歩留まり及び脱水促進剤が周知であり、例えば主にポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリアミド及びポリアミンである。

従って、例えば、米国特許第3,052,595号においては、填料と共にポリアクリルアミドを使用することを説明しており、ベントナイトが１〜２０重量％の鉱物填料を提供する場合に有利な結果が得られると述べている。英国特許第1,265,496号においては、どのようにしてポリアクリルアミドを使用して有機填料及びセルロース系微細繊維を保持するかを説明し、しかし成功裏に機能させるためには必要要件である条件を観察しなければならないことを説明しており、特定の変性アクリルアミドを説明している。

ドイツ特許第2262906号においては、ベントナイト及び高分子電解質として役立つ低分子量陽イオン性ポリマーを添加することによってセルロース系スラリーの脱水を改良することを提案している。従来技術において、パルプ中に含まれるベントナイトの量は、紙またはパルプの乾燥重量を基準として一般に０．０２〜２重量％の乾燥ベントナイトクレイであり、最も好ましくはこれは０．１〜１％である。本発明において使用するベントナイトタイプのクレイは、一般的な市販のベントナイトのうちの１種（モンモリロナイトクレイとして周知である）の例えば“ワイオミングベントナイト（Wyoming bentonite）”及び“フーラー土（Fuller Earth）”としてよく、例えば、カルシウムベントナイトを実質的にアルカリ（例えばナトリウム、カリウムまたはアンモニウム）ベントナイトに転換するためのアルカリ処理による化学修飾をしてもしなくてもよい。

本発明の主題に関連した別の文書は、アライド・コロイズ社（the company Allied Colloids）に付与された米国特許第4,753,701号であり、ここで説明している方法によれば、陽イオン性ポリマー、好ましくはポリエチレンイミン、ポリアミンエピクロロヒドリン製品、ジアリルジメチルアンモニウムクロリドのポリマー、またはアクリルモノマーのポリマーを、最終剪断段階の前で水状セルロース系懸濁液に添加し、この剪断段階の後でベントナイトを添加する。この方法は、より良好な歩留まり、脱水、乾燥及びウェブ形成特性に対処する。前記方法において使用するベントナイトは、“ハイドロコル（Hydrocol）”と呼ばれる。

それぞれ、デルタ・ケミカルズ社（the company Delta Chemicals）に付与された米国特許第5,178,730号において説明されている製紙方法によれば、剪断段階の前で、陽イオン性ポリマー、好ましくはポリアクリルアミドの第三級または第四級アミン誘導体を紙料に添加し、剪断段階の後でかつヘッドボックスの前で、天然ヘクトライトを重量比０．５：１〜１０：１で添加する。この特許による方法は、アルカリ性及び酸性製紙方法において使用できる。

アライド・コロイズの米国特許第5,876,563号においては、陽イオン性ポリマー及び陰イオン性微粒子材料と一緒に陽イオン性デンプンを歩留まり向上剤として使用する。
一方、アライド・コロイズの特許WO 99/14432によれば、微粒子助剤は好ましくはベントナイト、シリカ、ポリケイ酸、ポリケイ酸塩微小ゲル、またはこれらのアルミニウム修飾タイプである。

歩留まり系中に陽イオン性ポリマーと一緒にシリケート微粒子を使用することは、デルタ・ケミカルズの米国特許第5,194,120号において説明されている。合成非晶質金属シリケート中の支配的な陽イオンはマグネシウムであり、ポリマーは好ましくはポリアクリルアミドの第三級または第四級アミン誘導体であり、これらの重量比は０．０３：１〜３０：１だった。この方法によって、以前よりも少量の歩留まり向上剤を使用することで歩留まり、脱水及び形成が改良され、従って費用はこれに対応してより低くなった。

１９８１年にアライド・コロイズに付与された米国特許第4,305,781号によって、合成ポリマーと組み合わせてクレイを使用することが導入された。今日これは二元系（２成分）または微粒子系（粒度ナノメートル〜マイクロメートル）として周知である。

組合せ及び添加順序−まずクレイ、次にポリマー−は脱水及び歩留まりを増大させた。この特許は非イオン性線状ポリマーに基づいていた。
下文で、従来技術のこの系及び他の系並びにこれらの不利益を詳細に説明する。

１９７９年に付与された欧州特許出願公開第0 235893号（EP-A-0 235893）において説明されているいわゆるオルガノポル系（ORGANOPOL system）は以下の２種の化学製品からなった：
ａ）オルガノソルブ（ORGANOSORB）：これは活性化または修飾ベントナイトであって、粉末中の無機顔料であり、スラリーとして濃度１．５〜５重量％で、好ましくは２．５重量％でレベルボックスに添加される。従来技術において、粉末中のベントナイトの分散系の製造のために自動ユニットを使用したが、これはオンライン連続法であって、すなわち、バッチによらないものであり、以下の問題を生じた：
−自動ベントナイト製造装置中での分散系の滞留時間は非常に短いので、十分な膨潤を生じない、すなわち、ベントナイトの層間剥離を生じない。従って、ベントナイトは、紙料（これを用いて紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品を製造する）中に存在する有機及び無機化合物のコロイド及び半コロイド粒子の歩留まり能力を増大させない；
−紙料系（これを用いて紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品を製造する）に添加したベントナイト分散系の濃度の変動が存在する；
−連続製造のために必要な装置は、非常に大型で、複雑であり、運転及び取り扱いが困難であり、非常に高い費用（８０，０００米ドル）を有する；
−５重量％を超えるベントナイトの濃度は、ポンプ送圧が困難な非常に粘稠なゲル様分散系を形成する；
ｂ）オルガノポルポリマー：これは分子量百万を超える本質的に線状の陽イオン性ポリアクリルアミドであり、三百万以上のもの（欧州特許出願公開第0 235893号によれば）を、加圧型スクリーンの後で、薄い希釈した紙料に添加する。

この箇所で添加したポリマーは、綿毛状の塊（floccule）のサイズを低減せず、より小さく、より強靱でより均一な綿毛状の塊が得られず、従って、紙、板紙または厚紙シートの良好な形成が存在しない。

オルガノポル系は以下の不利益を提起する：白色度の損失、その結果としての蛍光増白剤（optical whitener）の使用の増大、歩留まり及び脱水の悪影響並びにベントナイトの複雑な取り扱い。

後に、１９８８年に付与された米国特許第4,753,710号（ハイドロコル法に相当する）においては、２種の製品を抄紙機に添加する順序を逆にする、すなわち、まずポリマーを添加し、次にクレイ（ベントナイト）を添加するという事実は別として、基本的には同じ着想が提出されている。

この特許は、高分子量の陽イオン性線状ポリマーを剪断段階の前で、また、クレイ（ベントナイト）を剪断段階の後で添加することに基づく。好ましくは、加圧型スクリーンである最終剪断箇所で添加する。

両方の特許、特に最後のものは剪断箇所で大きな相違が生じることを指摘することは重要である。加えてこれは非常に特殊なタイプのポリマーに焦点を合わせてある。
ハイドロコルとして周知のこの系は幾つかの問題を提起する：
−高い費用（約８０，０００米ドル）の現場での製造装置の必要性；
−ベントナイトの不満足な水和（最高レベルが実現されない）；
−製品の高い消費（２〜６キロ／トンの紙）；
−高いエネルギー消費；
−より複雑な運転；
−白色度の損失；及び
−脱水にマイナスの影響を及ぼす過剰な歩留まり。

今日まで多くの二元系が同じ目的で提出されてきたが、いずれもこうした不都合を解決することができなかった。現在、幾つかの特許の所有者であるＣＩＢＡ社の場合、世界中の製紙プラントにおいて使用されている系の５０％を超えるはずである。

完全な情報を与えるために、基本的な作用原理を説明する下記の表に既存の系を提出する：

上記に言及した従来技術の系は、下文で言及する幾つかの利益及び不利益を提起する：
パーティコルは低施用用量を使用するという利益を有し、現場で製造することで、有効性を失う可能性を減少させる。これに対するものは、顧客のプラントでの複雑な装置である。

コンポシルは、良好な歩留まり及び脱水という結果を有し、強度特性を達成せず、蛍光増白剤の消費にいかなる影響も及ぼさない系である。しかしながら、問題は、これはアルカリ性の系においてのみ有効であり、これは高価であり、用量（装置）に関して良好な制御を維持しなければならないという点である。

ポジテク及びモザイク系はより多くの成分を必要とし、従って制御すべき装置及び変数がより多くなり；これはより複雑な系となる。
従来技術の手順の上述した不都合及び他の不都合は本発明によって解決された。その詳細な説明を下文に続ける。

上記に説明した系によって生じる問題を考慮して、本願発明者らは以下の系を開発した：
本発明によれば、酸性、中性及びアルカリ性環境の場合の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のために推奨される“トップデュアル（TOP DUAL）”と呼ぶ新規な歩留まり及び脱水系が開発され、ここで基本的には２種の製品または化学組成物を紙料に添加する：
ａ）バーシンクイ Ａ−２５０（VERSINQUI A-250）と呼ぶ液体二次歩留まり及び脱水剤（これを用いて高価な現場での製造装置の必要性を無くす）、
ｂ）バーシンクイと呼ぶ一次歩留まり及び脱水剤であり、この柔軟な系は、上記に説明したものと比較した場合に、成功裏に脱水、歩留まりの方法、シートの形成及び乾燥を改良し、物理的パラメータを増大させ、紙、厚紙、板紙及び他の同様の製品の白色度にマイナスの影響を及ぼさない。

従来、ポリマーは、歩留まり、脱水及び形成に関して、紙、板紙及び厚紙の製造方法にとって最も重要であるかまたはより重要であると考えられてきた。微粒子の二元及び三元（３成分）系さえも販売されており、上述の変数に関して改良をもたらしたが、最も重要なもの（ポリマー）程重要ではなかった。

本発明において、本願発明者らは、系の主要な改良の原因である微粒子のかなりの寄与を強調することを希望した。これが、始めに製品バーシンクイ Ａ−２５０に関して詳しく述べる理由であり、これは、たとえ従来“二次”剤と呼ばれていても、従来“一次”剤と呼ばれたバーシンクイよりも多くの改良をもたらす。

特に、図１は、歩留まり及び脱水処理という観点から関連のある以下の処理装置を示し、本発明の製品を添加することができる箇所を含む：
ａ）リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク（１ａ）；
ｂ）リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンクポンプ（１ｂ）；
ｃ）リファイナー（２）；
ｄ）レベルボックス（３）；
ｅ）清浄化段階に供給する紙料ポンプ（４）；
ｆ）他の清浄化段階（５）；
ｇ）第１の紙料清浄化段階への供給（６）；
ｈ）第１の紙料清浄化段階の紙料の到着（７）；
ｉ）清浄化済み紙料が入る前の希釈水の供給（８）；
ｊ）ファン・ポンプ（９）；
ｋ）加圧型スクリーンの入り口（１０ａ）；
ｌ）加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）；
ｍ）加圧型スクリーンの出口（１０ｃ）；及び
ｎ）ヘッドボックス（１１）。

図１を参照すると、特にこれは、本発明のトップデュアル系に相当する歩留まり及び脱水剤を添加するべき好ましい箇所を示す。
特に、新規な二次歩留まり及び脱水剤（バーシンクイ Ａ−２５０）は、液体配合からなり、供給者によって製造され、ポンプによって導入することができ、その主成分のうちの１種として、配合中の濃度が分散系の６．５重量％よりも高いスメクタイトまたはこの化学修飾タイプ、好ましくは正常、活性化または修飾ベントナイトを含む。この二次配合は、特に、上記に言及したスメクタイトの比表面積（specific, superficial area）を強く増大させ、これによって、紙料（これを用いて紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品を製造する）中に存在する微細繊維、コロイド粒子、半コロイド粒子、有機及び無機化合物の歩留まり能力を改良する。一旦二次剤バーシンクイ Ａ−２５０が紙料に添加されると、これは紙料を修正し、紙料は、一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイと呼ばれる第２の成分の作用によって凝集する。

５重量％未満のベントナイトスラリー、好ましくは分散系中の２．５重量％のベントナイトからなり、レベルボックス（３）に添加される、ＣＩＢＡ社によって供給される上記に言及した製品オルガノソルブを添加することとは異なり、本発明の二次歩留まり及び脱水剤（バーシンクイ Ａ−２５０）は、図１に示すプロセスの以下の箇所で抄紙機に添加することができる：
ａ）紙料タンクポンプ（１ｂ）の吸込みで；
ｂ）レベルボックス（３）で；
ｃ）紙料清浄化段階に供給する紙料ポンプ（４）の吸込みで；
ｄ）他の紙料清浄化段階（５）で；
ｅ）紙料清浄化の第１の段階の受け入れ部（６）に；
ｆ）清浄化済み紙料の入り口の前の希釈水（８）で；
ｇ）ファン・ポンプ（９）の前で；
ｈ）加圧型スクリーンの前（１０ａ）で；
ｉ）加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で；及び
ｊ）加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で。

特に、本発明の目的であり新規な液体製品バーシンクイ Ａ−２５０である二次歩留まり及び脱水剤は、紙料（これを用いて紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品（セルロース、繊維セメント等）を製造する）中に存在する有機及び無機化合物の例えば微細繊維、填料、にかわ、デンプン、リグニン及びヘミセルロースをより容易に保持する。

本発明の二次歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０をファン・ポンプの前で、デンプン、ポリエチレンオキシド、乾燥強度樹脂、湿潤強度樹脂、有機及び無機凝析剤並びに他のポリマーの他に線状、分岐または架橋済みポリアクリルアミドからなる一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを抄紙機の加圧型スクリーンの前または内部（１０ａ、１０ｂ）で添加することは、前記抄紙機においてより高い全般初回通過歩留まり（higher general first-pass retention）を得ることを可能にする。

他に、二次歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０及び一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを抄紙機の示された箇所で添加することは、より小さく、より強靱でより均一な綿毛状の塊を得ることを可能にし、これによって紙シートのより良好な形成が得られ、これは紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の物理的パラメータの例えば縦強度、横強度、ＣＭＴ、リング・クラッシュ、コッブ、ミューレン破裂（Mullen explosion）、デニソン等を向上する。

他に、本系（方法）によって抄紙機の示された箇所で添加された製品は、前記抄紙機の歩留まりを増大させ、これによって、濃度の減少並びに“白水”すなわちワイヤ及びバットの下の水の中に懸濁した固形物のレベルの減少が実現される。

加えて、二次歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０及び一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを抄紙機の示された箇所で添加することは、抄紙機のヘッドボックス（１１）中でより低い濃度で機能することを可能にし、これによって、特に、ワイヤまたはバット上に形成されたウェットシート中の繊維のより良好な分布が実現される。

また、本発明による二次歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０及び一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを添加することは、紙料の脱水能力を増大させ、ワイヤまたはバットの端部でより乾燥したシートを生じ、これによって、蒸気の消費の実質的な節約が実現され、他に、抄紙機の速度を増大させ、これによって生産を増大させ、また、その安定性を維持する。

本発明のトップデュアル歩留まり及び脱水系によって、化学製品バーシンクイ Ａ−２５０の投与のレベルを１５０g／トンの紙（４０gのスメクタイト／トン／紙と等しい）に、及びポリマーバーシンクイを５０g／トンの紙に減少させて、従来技術において説明されている系の例えばオルガノポルと呼ばれるものよりも非常に優れた高レベルの繊維の歩留まり及び脱水を得ることが可能である。こうした上記に言及した投与レベルを用いることで、本発明による抄紙機中のトップデュアル歩留まり及び脱水系の化学製品の消費及びその結果としての費用のかなりの節約が実現される。

化学製品供給者のプラントで製造したポンプ送圧可能な液体配合からなる本発明による二次歩留まり及び脱水剤（バーシンクイ Ａ−２５０）の好ましい投与レベルは、１５０〜１，０００g／トンの紙の間にある；しかしながら、粉末ベントナイトからなる従来技術の配合（オルガノポル系）の投与は、２，０００〜６，０００g／トンの紙の間にあり、ここで、また、この最後の場合には、非常に大型で高価なユニットをベントナイト分散系の製造の連続法において使用する。本発明による歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０／バーシンクイの前記投与は、製造された紙の品質を改良し、抄紙機において製造される製品の全ての仕様及び品質基準に適合する。

従来技術に関して、特に、１９７９年に付与された欧州特許出願公開第0 235893号において説明されている線状陽イオン性ポリアクリルアミドからなるＣＩＢＡ社のオルガノポル製品を、二元歩留まり系オルガノポルにおいて施用し、抄紙機の主要な剪断の最終箇所の後で、すなわち加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で薄い希釈した紙料に添加し、修正済み紙料を凝集させる。しかしながら、デンプン、ポリエチレンオキシド、乾燥強度樹脂、湿潤強度樹脂、有機及び無機凝析剤並びに他のポリマーの他に線状、分岐または架橋済みポリアクリルアミドからなる本発明の一次歩留まり及び脱水剤（バーシンクイ）を加圧型スクリーンの前または内部（１０ａ、１０ｂ）で添加して、始めに、修正済み紙料中の大きな綿毛状の塊の形成に対処することができ、上記に言及した加圧型スクリーンを通過する間に、より小さく、より強靱でより均一な綿毛状の塊を形成し、これによって、紙料中に粕の無い紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品のシートのより良好な形成が実現される。本発明の方法において、一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で添加することも可能である。

示された添加箇所でバーシンクイを添加する方法による本発明の別の利益は、紙シートの引裂を低減し、従って、抄紙機の生産性を増大させ、また、抄紙機またはプラントの排液での懸濁液中の固形物を低減するという点である。

本発明の別の利益は、歩留まり剤バーシンクイを抄紙機の示された箇所で添加することは、デンプン、にかわ及び他の化学的試剤の投与を低減し、値を基準内に維持し、抄紙機の排液でのＢＯＤ及びＣＯＤ指標を低減し、その結果として環境汚染という観点からの利益を有するという事実にある。

本発明による歩留まり及び脱水剤並びにこれらを添加する系のおかげで、抄紙機においてより多くのリサイクル繊維を使用することが可能である。
最後に、本発明の系は、酸性、中性またはアルカリ性環境中で機能し、紙の白色度に影響を及ぼさない。

線状、分岐若しくは架橋済みポリアクリルアミド或いはデンプン、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、乾燥強度樹脂、湿潤強度樹脂、有機若しくは無機凝析剤または別のポリマーである上記に言及した一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイは、紙料を凝集させる。

本発明による一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを添加することは、抄紙機の以下の箇所で行うことができる：
ａ）図１の紙料流れの、紙、板紙、厚紙の製造方法の段階（１ａ）及び（１０ｃ）の間であり、好ましくは以下の箇所である：
−ファン・ポンプ（９）の前で；
−加圧型スクリーンの前（１０ａ）で；
−加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で；
−加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で。

一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイを以下の成分によって形成できる：
−線状、分岐または架橋済みポリアクリルアミド；
−デンプン；
−ポリエチレンオキシド；
−乾燥強度及び湿潤強度樹脂；
−有機及び無機凝析剤；並びに
−他のポリマー。

上記に言及した一次歩留まり及び脱水剤は、好ましくは顧客のプラントで製造される。成分が固体製品である場合、この溶解を自動粉末溶解ユニット中で達成し、これが液体である場合、これをオンライン投与ポンプによって達成する。一次歩留まり剤の投与範囲は５０〜１０，０００g／トンの紙の間にある。
添加段階
Ａ）本発明によるトップデュアルと呼ばれる歩留まり及び脱水系の化学製品を添加するための第１の段階を、リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク（１ａ）で説明する。このリファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料は、生産計画に従っていわゆる“ヘリックス”または“パルパー”中で生じる繊維質材料：セルロースの破布、古紙及びブローカー（broker）等の離解の結果である。この繊維質材料は紙料に転換され、清浄化段階、スクリーン等を経た後で、リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク（１ａ）に到着する。

第１の添加箇所としてのこのリファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク（１ａ）の紙料ポンプ（１ｂ）の吸込みで、本発明による歩留まり及び脱水特性を有する液体化学組成物を添加する。この化学組成物は、製品バーシンクイ Ａ−２５０という二次歩留まり及び脱水剤に相当する。

試剤バーシンクイ Ａ−２５０を有するこの紙料は、ファン・ポンプ（９）、加圧型スクリーン（１０）、次にヘッドボックス（１１）に至る。紙、板紙、厚紙及び同様の製品を製造するために、上記に言及し、試剤バーシンクイ Ａ−２５０を紙料に導入するのに適した９つの他の可能な添加の箇所が存在する。

液体でポンプ送圧可能な製品であり、供給者のプラントで製造され、スメクタイトまたはこの化学修飾タイプ、好ましくは正常、活性化または修飾ベントナイトを含む二次剤バーシンクイ Ａ−２５０を添加することは非常に容易であり、というのは、これは好ましくは１，０００kgの容器に入れて配給され、可変コーダルポンプ（variable caudal pump）は、この製品を適切に添加するのに十分だからである。これは簡易な装置であり、容器上に第２の容器をスタンド上に取り付け、１，０００kgのバーシンクイ Ａ−２５０製品は下部容器が消費するのに従って取り出される。最後に、１日の間に、上部容器内部に残っているものはからになり、容器を変える。下部容器は投与ポンプに連結される。

バーシンクイ Ａ−２５０と呼ばれる二次歩留まり及び脱水剤に相当するこの第１の液体組成物は以下の化学配合を有する：
一般配合：

適用例：

供給者のプラントで製造される二次剤バーシンクイ Ａ−２５０のこの第１の液体組成物の製造は、スメクタイト（クレイ）の層間剥離に対処し、従って、スメクタイトの比表面積を強く増大させ、これによって、紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のための紙料中に存在する微細繊維、有機及び無機化合物のコロイド粒子、半コロイド粒子の歩留まりの増大が実現され、このようにして修正済みの紙料は、第２の成分（いわゆる一次歩留まり及び脱水剤）によって凝集する。

本発明による二次歩留まり及び脱水剤バーシンクイ Ａ−２５０のポンプ送圧可能な液体化学組成物は、スメクタイトクレイを水状分散系中で６．５重量％に濃縮し、この状態は、世界中で現在使用されている単一の系では実現されないものである。

可変コーダルを有するポンプによって制御されるバーシンクイ Ａ−２５０の投与は、好ましくは１５０〜１，０００g／トンの最終的に製造された紙の間にある。上記に言及した配合の分散剤は、好ましくはナトリウムポリアクリレートである。しかしながら、ナトリウムポリアクリレートとは異なる他の分散剤を用いて製品バーシンクイ Ａ−２５０を配合することも可能である：
ａ）アルキル−アリル（alquil-aril）スルホン酸の有機塩；
ｂ）精製スルホリグニン；
ｃ）海藻からの抽出物；
ｄ）濃縮タンパク質及び脂肪酸；
ｅ）スルホン酸エステル；
ｆ）高分子量アルキルスルホネートナトリウム塩；
ｇ）ポリカルボキシリック化合物（polycarboxilic compound）；
ｈ）リン酸塩：ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩等；
ｉ）ポリアスパラギン酸のナトリウム塩；
ｊ）アルコール；
ｋ）アセトン；
ｌ）グリセリン。
Ｂ）本発明による方法の第２の段階は、以下のものであり得る一次歩留まり及び脱水剤またはバーシンクイと呼ばれる液体組成物または化学製品を添加することを含む：
−線状、分岐または架橋済みポリアクリルアミド；
−デンプン；
−ポリエチレンオキシド；
−乾燥強度及び湿潤強度樹脂；
−有機及び無機凝析剤；並びに
−他のポリマー。

上記に言及した一次歩留まり剤の添加箇所は、図１の流れ図面の位置１ａ〜１０ｃの間とすることができる。一次歩留まり及び脱水剤バーシンクイの添加を好ましくは以下の箇所で行う：
ａ）ファン・ポンプ（９）の前；
ｂ）加圧型スクリーンの前（１０ａ）；
ｃ）加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）；
ｄ）加圧型スクリーンの後（１０ｃ）。

一次歩留まり及び脱水剤の製造及び添加を好ましくは顧客の製紙工場で行う。製品が固体である場合、溶解を自動粉末溶解ユニット中で行い、これが液体である場合、これをオンライン希釈投与ポンプによって行う。

一次歩留まり及び脱水剤の投与範囲は５０〜１０，０００g／トンの最終的な紙の間にある。
ＣＩＢＡ社のオルガノポル系による従来技術において説明されている添加系において以前に説明されていたものに反して、推奨される添加箇所は以下のものである：
ａ）レベルボックス（３）でオルガノソルブ（ベントナイト分散系）を添加する；及び
ｂ）加圧型スクリーンの後（１０ｃ）でオルガノポル（線状ポリアクリルアミド）を添加する。

一般に、本発明の方法において、２種の化学組成物または化学製品を添加する順序は区別せずに行うことができ；すなわち、まず二次歩留まり及び脱水剤そして次に一次、または逆に、まず一次歩留まり及び脱水剤そして次に二次である。加えて、場合によっては、二次歩留まり及び脱水剤を一次歩留まり及び脱水剤無しで使用できる。

図１を参照して、本発明によるトップデュアル歩留まり及び脱水系の添加箇所を下文にまとめる：
１）バーシンクイ Ａ−２５０（二次歩留まり及び脱水剤）；
ａ）紙料タンクポンプ（１ｂ）の吸込みで；
ｂ）レベルボックス（３）で；
ｃ）紙料清浄化段階に供給する紙料ポンプ（４）の吸込みで；
ｄ）他の紙料清浄化段階（５）で；
ｅ）紙料清浄化の第１の段階の受け入れ部（６）に；
ｆ）清浄化済み紙料の入り口の前の希釈水（８）で；
ｇ）ファン・ポンプ（９）の前で；
ｈ）加圧型スクリーンの前（１０ａ）で；
ｉ）加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で；及び
ｊ）加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で。
２）バーシンクイ（一次歩留まり及び脱水剤）の場合、図１の、紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造方法の段階の項目１ａ〜１０ｃであるが、好ましくは；
ａ）ファン・ポンプ（９）の前で；
ｂ）加圧型スクリーンの前（１０ａ）で；
ｃ）加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で；
ｄ）加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で。

紙、板紙、厚紙または他の同様の製品（例えばセルロース、繊維セメント等）を製造するプラントの流れを図面で示し、これは本発明の歩留まり及び脱水の処理のための添加箇所を含む。 歩留まり剤として使用される合成ポリマーの分子構造を図面で示す。図２において、ａは線状ポリマーの分子構造を表し、ｂは分岐ポリマーの分子構造を表し、ｃは架橋済みポリマーの分子構造を表す。

符号の説明

１ａ リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク
１ｂ リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンクポンプ
２ リファイナー
３ レベルボックス
４ 清浄化段階に供給する紙料ポンプ
５ 他の清浄化段階
６ 第１の紙料清浄化段階への供給
７ 第１の紙料清浄化段階の紙料の到着
８ 清浄化済み紙料が入る前の希釈水の供給
９ ファン・ポンプ
１０ａ 加圧型スクリーンの入り口
１０ｂ 加圧型スクリーンの内部
１０ｃ 加圧型スクリーンの出口
１１ ヘッドボックス

Claims (50)

1. 紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品（例えばセルロース、繊維セメント等）の製造における紙料の歩留まり及び脱水の方法であって、前記紙料中に存在する微細繊維、有機及び無機化合物のコロイド及び半コロイド粒子を保持するという特性を有し、１０の異なる箇所で添加することができる液体化学組成物の第１の段階における添加、次に、線状、分岐、または架橋済みポリアクリルアミド、デンプン、ポリエチレンオキシド、湿潤または乾燥強度樹脂、有機または無機凝析剤及び別のポリマーとすることができ、前記紙料を凝集する特性を有し、好ましくは抄紙機のファン・ポンプの前で並びに加圧型スクリーンの前、内部、及び後で添加することができる液体組成物または化学製品を第２の段階において添加することを特徴とする方法。
2. 液体組成物は、第１の段階で、リファイニング済みまたは非リファイニング済み紙料タンク（１ａ）の紙料ポンプ（１ｂ）の吸込みで添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 液体組成物は、第１の段階で、レベルボックス（３）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 液体組成物は、第１の段階で、清浄化段階に供給する紙料ポンプ（４）の吸込みで添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 液体組成物は、第１の段階で、他の紙料清浄化段階（５）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 液体組成物は、第１の段階で、紙料清浄化の第１の段階の受け入れ部（６）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 液体組成物は、第１の段階で、第１の清浄化段階（７）に受け入れられる前記紙料の落下の前の希釈水（８）の配管で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 液体組成物は、第１の段階で、ファン・ポンプ（９）の吸込みで添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 液体組成物は、第１の段階で、加圧型スクリーンの前（１０ａ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 液体組成物は、第１の段階で、加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 液体組成物は、第１の段階で、加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記液体組成物は、第１の段階で、４０〜２，０００g／トンの製造された紙の範囲で添加されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記液体組成物は、第１の段階で、１５０〜１，０００g／トンの製造された紙の好ましい施用範囲で添加され、この範囲は４０〜２５０グラムのスメクタイト／トンの紙に相当することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記液体組成物は、第１の段階で、酸性、中性またはアルカリ性環境中で前記紙料に添加することができることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 化学配合は以下の成分：
    

    

    を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のための歩留まり及び脱水特性を有する液体化学組成物。
16. 前記化学配合中の前記分散剤はナトリウムポリアクリレートであることを特徴とする、請求項１または１５に記載の液体化学組成物。
17. 前記化学配合中の前記分散剤は精製スルホリグニンであることを特徴とする、請求項１、１５または１６に記載の液体化学組成物。
18. 前記化学配合中の前記分散剤は海藻の抽出物であることを特徴とする、請求項１及び１５〜１７のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
19. 前記化学配合中の前記分散剤はタンパク質及び濃縮脂肪酸であることを特徴とする、請求項１及び１５〜１８のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
20. 前記化学配合中の前記分散剤はスルホン酸エステルであることを特徴とする、請求項１及び１５〜１９のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
21. 前記化学配合中の前記分散剤は高分子量アルキルスルホネートナトリウム塩であることを特徴とする、請求項１及び１５〜２０のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
22. 前記化学配合中の前記分散剤はポリカルボキシリック化合物であることを特徴とする、請求項１及び１５〜２１のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
23. 前記化学配合中の前記分散剤はリン酸塩：ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩等であることを特徴とする、請求項１及び１５〜２２のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
24. 前記化学配合中の前記分散剤はポリアスパラギン酸ナトリウム塩であることを特徴とする、請求項１及び１５〜２３のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
25. 前記化学配合中の前記分散剤はアルコールであることを特徴とする、請求項１及び１５〜２４のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
26. 前記化学配合中の前記分散剤はアセトンであることを特徴とする、請求項１及び１５〜２５のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
27. 前記化学配合中の前記分散剤はグリセリンであることを特徴とする、請求項１及び１５〜２６のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
28. 前記スメクタイト（クレイ）は好ましくはモンモリロナイトであることを特徴とする、請求項１及び１５〜２７のいずれか１項に記載の液体化学組成物。
29. 化学施用配合は次の通り：
    

    

    であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項において説明した方法に記載の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のための歩留まり及び脱水特性を有する液体化学組成物。
30. 前記化学施用配合は、工場で製造され、液体として製紙プラントに供給されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項において説明した方法に記載の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のための歩留まり及び脱水特性を有する液体化学組成物。
31. 前記化学施用配合は、スメクタイトまたはこの化学修飾タイプ、好ましくは正常、活性化または修飾ベントナイトを含むことを特徴とする、請求項１〜１５及び２９のいずれか１項において説明した方法に記載の紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造のための歩留まり及び脱水特性を有する液体化学組成物。
32. 一次歩留まり及び脱水剤は、紙、板紙、厚紙及び他の同様の製品の製造方法の箇所（１ａ）及び（１０ｃ）の間の任意の段階で添加することができることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
33. 液体組成物または化学製品は、前記第２の段階で、好ましくはファン・ポンプ（９）の前で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１または３２に記載の方法。
34. 液体組成物または化学製品は、前記第２の段階で、好ましくは加圧型スクリーンの前（１０ａ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１、３２または３３に記載の方法。
35. 液体組成物または化学製品は、前記第２の段階で、好ましくは加圧型スクリーンの内部（１０ｂ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１、３２〜３４のいずれか１項に記載の方法。
36. 液体組成物または化学製品は、前記第２の段階で、好ましくは加圧型スクリーンの後（１０ｃ）で添加され、連続様式で添加されることを特徴とする、請求項１、３２〜３５のいずれか１項に記載の方法。
37. 前記液体組成物または化学製品の投与範囲は、第２の段で、５０〜１０，０００g／トンの製造された紙の間にあることを特徴とする、請求項１、３２〜３６のいずれか１項に記載の方法。
38. 前記液体組成物または化学製品は１００〜６，０００g／トンの製造された紙の施用範囲を有することを特徴とする、請求項１及び３２〜３７のいずれか１項に記載の方法。
39. 歩留まり及び脱水剤は線状ポリアクリルアミドであることを特徴とする、請求項１に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
40. 前記歩留まり及び脱水剤は分岐ポリアクリルアミドであることを特徴とする、請求項１または３９に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
41. 前記歩留まり及び脱水剤は架橋済みポリアクリルアミドであることを特徴とする、請求項１、３９または４０に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
42. 前記歩留まり及び脱水剤はデンプンであることを特徴とする、請求項１及び３９〜４１のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
43. 前記歩留まり及び脱水剤は乾燥強度樹脂であることを特徴とする、請求項１及び３９〜４２のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
44. 前記歩留まり及び脱水剤は湿潤強度樹脂であることを特徴とする、請求項１及び３９〜４３のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
45. 前記歩留まり及び脱水剤は有機凝析剤であることを特徴とする、請求項１及び３９〜４４のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
46. 前記歩留まり及び脱水剤は無機凝析剤であることを特徴とする、請求項１及び３９〜４５のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
47. 前記歩留まり及び脱水剤はポリエチレンオキシドであることを特徴とする、請求項１及び３９〜４６のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
48. 前記歩留まり及び脱水剤は別のポリマーとすることができることを特徴とする、請求項１及び３９〜４７のいずれか１項に記載の歩留まり及び脱水特性を有する液体組成物または化学製品。
49. ２種の歩留まり及び脱水剤の添加順序は区別しないとすることができ；まず二次歩留まり及び脱水剤そして次に一次歩留まり及び脱水剤、または逆に、まず該一次歩留まり及び脱水剤そして次に前記二次歩留まり及び脱水剤であることを特徴とする、請求項１に記載の歩留まり及び脱水方法。
50. 前記二次歩留まり及び脱水剤を、前記一次歩留まり及び脱水剤無しで単独で使用できることを特徴とする、請求項１または４９に記載の歩留まり及び脱水方法。

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