【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸性紙の抄紙方法において、酸性サイズ剤の歩留まりを改善し、抄紙系内の汚れに起因するトラブルの改善効果に優れた酸性紙の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙又は板紙は撥水性、耐水性、サイズ度等の性能を付与する目的で、ロジンサイズ剤、エマルジョンサイズ剤、アルケニルコハク酸塩、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等の製紙用サイズ剤等をパルプスラリーに添加して抄紙される。これらサイズ剤に関する大きな問題点の一つとして、サイズ剤の歩留まり不良があり、特に、損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーを抄紙するとサイズ効果が悪化する。
【０００３】
サイズ剤のパルプ繊維への定着の機構は、サイズ剤の種類によって異なるが、中性抄紙で用いられるアルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等の中性サイズ剤は、歩留まりが悪く、不安定であるため、得られる紙のサイズ度が低いとか、一定しない等の問題点を有し、このためサイズ剤の歩留まりを向上させる目的で、カチオン変性デンプン、ポリアミドーエピクロルヒドリン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂等のように種々のカチオン性薬品が添加される。しかしながら、塗工損紙を離解し抄紙に再使用する場合、塗工損紙を離解したパルプスラリー中にある塗工カラー由来のアニオン性粒子が上記カチオン性薬品の効果を悪化させることがあるため、塗工損紙の損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加する場合がある（非特許文献１、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
一方、酸性抄紙においては、溶液ロジンサイズ剤、ロジンエマルジョンサイズ剤、脂肪酸石鹸サイズ剤、合成サイズ剤などが知られている。例えば、カルボキシル基を有するロジンサイズ剤と硫酸バンドとを用いて、ｐＨ４〜６の酸性領域で一応のサイズ効果を付与することができる。しかし、近年、抄紙工程において、工場排水の規制強化、用水コストの低減化の観点から、抄紙白水のクローズド化が進み、抄紙用水の溶解電解質が増加すると酸性サイズ剤のサイズ効果が悪化するため、強化ロジンを特定の変性ポリアクリルアミド樹脂で乳化分散したサイズ剤（特許文献４参照）、溶解ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルのスルホコハク酸半エステル塩で乳化分散したサイズ剤（特許文献５参照）、ｐＨ４〜５．５未満で優れたサイズ効果を有するアルケニル置換コハク酸と多価アルコールとロジン類の反応ロジンエステルと強化ロジンの混合エマルジョンロジンサイズ剤（特許文献６参照）等の提案がなされている。
【０００５】
また、従来からサイズ助剤として、例えば、カチオン変性デンプン、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミン−エピクロルヒドリン樹脂、ジアリルアミン−アクリルアミド共重合体、ポリビニルアミン、ポリアミジン等のカチオン性ポリマーが併用されているが、十分な効果が発揮されないため、フェノール樹脂を含有するサイズ助剤（特許文献７参照）、カチオン性一級アミノ基含有重合体（特許文献８参照）等の提案がなされている。
【０００６】
しかし、化学パルプと損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーにおいて、十分なサイズ効果を発揮させるには、サイズ剤と硫酸バンドの使用量が増加し、抄紙装置等に汚れを生じ、また、抄紙工程において発泡を起こす問題がある。抄紙装置等に生じる汚れを防止する方法に、原料パルプへピッチコントロール剤として、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリエチレンイミン、ポリアミン、特定の構造をもつカチオン性水溶性共重合体等のカチオン性ポリマー（特許文献９）を添加することが知られている。しかし、これらの効果は、機械パルプあるいは古紙離解パルプ、脱墨パルプを主体とする原料パルプに由来する汚れを抑制したり、填料歩留まりを改善する方法であり、化学パルプと損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーにおける酸性サイズ剤の歩留まりを改善する抄紙方法に関しては、まだ提案されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−８０６９０号公報
【特許文献２】
特開平７−９０７９６号公報
【特許文献３】
特開２００２−８８６７５号公報
【特許文献４】
特開昭５６−１６９８９８号公報
【特許文献５】
特公平７−８８４７０号公報
【特許文献６】
特開２０００−８０５９２号公報
【特許文献７】
特開平１０−２１９５９０号公報
【特許文献８】
特開２００２−１２９４９２号公報
【特許文献９】
特開２００２−２０１５９４号公報
【非特許文献１】
陳 嘉義、平成１４年度紙パルプ年次大会講演要旨集．１８７−１９８（２００２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術にない化学パルプと灰分が１〜１５質量％である損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーにおいて、酸性サイズ剤の歩留まりを改善しうる抄紙方法を提供することにある。さらには、未定着のサイズ剤による抄紙装置等に生じる汚れを軽減し、損紙を多量に使用することができる抄紙方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題を解決するために、化学パルプと灰分が１〜１５質量％である損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーにおける酸性サイズ剤の定着機構に注目し、鋭意研究の結果、損紙から得た損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加した後、化学パルプと混合することで、サイズ性の向上効果が得られることが判明し、本発明を完成するに至った。本発明は以下の発明を包含する。
【００１０】
（１）化学パルプとサイズ剤を含有する酸性サイズ紙の抄紙方法において、灰分が１〜１５質量％である損紙から得た損紙離解パルプスラリーへ、分子量が１０万以上２００万以下のカチオン性ポリマーを添加後、化学パルプと混合したパルプスラリーを抄紙する酸性紙の抄紙方法。
【００１１】
（２）前記損紙がアニオン性ポリマーを含有する（１）項記載の酸性紙の抄紙方法。
（３）前記損紙から得た損紙離解パルプスラリーのゼータ電位が化学パルプのゼータ電位より高い（１）項又は（２）項記載の酸性紙の抄紙方法。
【００１２】
（４）前記損紙から得た損紙離解パルプスラリーが、抄紙における全パルプ繊維質量に対して１０〜４０質量％のパルプ繊維質量を含有する（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載の酸性紙の抄紙方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、省資源の観点から、製紙工場内で発生する損紙を多量に使用した場合に、サイズ効果の悪化を改善し、未定着のサイズ剤による抄紙装置等に汚れを軽減することができる酸性紙の抄紙方法である。
【００１４】
本発明における灰分が１〜１５質量％である損紙とは、製紙工場内で発生した塗工損紙を除く、ワインダー損紙、カッター損紙、仕分け損紙などであり、例えば、上質紙、印刷用紙、情報産業用紙、塗工原紙が使用される。塗工損紙のような灰分が１５質量％を超える損紙から得られた損紙離解パルプスラリーの場合は、灰分の定着剤成分や塗工層に含まれるバインダー成分が硫酸バンドとサイズ剤に相互作用するため、損紙に由来するパルプ繊維へのサイズ剤の歩留り低下によるサイズ性の悪化は一般的に問題にならないが本発明の灰分が１〜１５質量％の損紙から得られた損紙離解パルプスラリーは、化学パルプに比べ、酸性サイズ剤の定着が悪いため、化学パルプと損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーを抄紙して得られる紙は、損紙に由来するパルプ繊維へのサイズ剤の歩留まり低下により、サイズ性が悪化してしまう。
【００１５】
本発明では、損紙から得た損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加した後、化学パルプと混合したパルプスラリーを抄紙することにより、サイズ性の向上効果が得られる。損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加することにより、化学パルプと混合したとき、化学パルプに比べ、酸性サイズ剤の定着が悪い損紙由来の繊維が減少し、その結果、得られる紙のサイズ性が向上する。
【００１６】
さらに、損紙にアニオン性ポリアクリルアミドのようなアニオン性紙力剤やアニオン性ポリビニルアルコールのようなアニオン性表面処理剤が使用されている、アニオン性ポリマーを含有する損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーを抄紙すると、得られた紙のサイズ性が、顕著に向上するため好ましい。損紙がアニオン性ポリマーを含有する場合、損紙離解パルプスラリーにアニオン性ポリマーの一部が溶出し、そこへ添加されたカチオン性ポリマーとの相互作用により、化学パルプと混合したパルプスラリーにおけるサイズ性が向上する。
【００１７】
また、ゼータ電位の低い化学パルプ繊維とゼータ電位の高い損紙から得た損紙離解パルプスラリーが配合されたパルプスラリーを抄紙して得られた紙のサイズ性が顕著に向上する。ゼータ電位の高い損紙離解パルプ繊維ほどサイズ剤の定着が化学パルプより悪く、サイズ剤が多量に必要になるが、損紙離解パルプスラリーにカチオン性ポリマーを添加して損紙由来のパルプ繊維へのサイズ剤の定着を向上させることで、化学パルプを混合して得られる紙のサイズ性が向上する。
【００１８】
本発明におけるパルプのゼータ電位は、パルプ繊維乾燥０．１ｇと水９９．９ｇとからなるパルプスラリーを１５０メッシュの篩で漉し、篩を通過したものを採取し、ゼータサイザー２０００（Ｍａｌｖａｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）で、温度２５℃、セル電圧１５０Ｖで測定される。
例えば、多くの化学パルプのゼータ電位は負に大きい値を示すため、損紙離解パルプスラリーのゼータ電位が負に小さい値を有する場合、損紙離解パルプスラリーのゼータ電位は化学パルプより高いことになる。損紙離解パルプスラリーのゼータ電位が化学パルプと同じかあるいは低い場合は、損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加すると、混合パルプスラリーにおけるサイズ性の悪化をさらに増長する場合があるため好ましくない。
【００１９】
また、本発明では損紙から得た損紙離解パルプスラリーが、全パルプ繊維質量に対して１０〜４０質量％のパルプ繊維質量を含有するパルプスラリーを抄紙することにより、得られた紙のサイズ性が、顕著に向上する。
損紙離解パルプスラリーの含有量が全パルプ繊維質量の１０〜４０質量％の場合、化学パルプに比べてサイズ剤の定着が悪い損紙由来のパルプ繊維によるサイズ性の悪化が問題となるが、本発明によりサイズ剤の定着が悪い損紙由来のパルプ繊維が減少することで、化学パルプと混合して得られた紙のサイズ性が向上する。しかし、損紙離解パルプスラリーの含有量が全パルプ繊維質量の１０質量％未満、または４０質量％より多い場合は、損紙離解パルプスラリーによるサイズ性の悪化への影響が小さいため、大きな問題とはならない。
【００２０】
本発明で使用する化学パルプは特に限定されず、通常用いられている公知の製紙用化学パルプに適用でき、サルファイトパルプ、クラフトパルプ、ソーダパルプ等木材パルプ、あるいはこうぞ、みつまた、麻などの非木材パルプのいずれでもよく、未晒パルプでも晒パルプでもよい。
【００２１】
本発明の方法において、化学パルプ以外にセミケミカルパルプ、メカニカルパルプ、古紙パルプを配合しても良いが、化学パルプより多く使用することは好ましくない。化学パルプ以外のパルプが化学パルプより多く使用された場合、損紙離解パルプスラリーによるサイズ性の悪化を改善できない場合がある。
【００２２】
本発明で用いられるカチオン性ポリマーは、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（以下ｐＤＡＤＭＡＣと略す）、ポリエチレンイミン、ポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ジシアンジアミド、アクリルアミド共重合、ポリビニルアミン、ｐＤＡＤＭＡＣとアクリルアミドの共重合、ジメチルアミンとエピクロロヒドリンの共重合体などから選ぶことができ、分子量が１０万以上２００万以下のものが望ましい。中でもｐＤＡＤＭＡＣは少量の添加でサイズ効果を上げる事ができるため好ましい。カチオン性ポリマーの分子量が１０万より小さい場合、又は２００万より大きい場合は、損紙離解パルプスラリー中での作用が不十分なため、損紙離解パルプスラリーによるサイズ性の悪化を改善できない場合がある。
【００２３】
また、カチオン性ポリマーの添加量は、損紙離解パルプスラリーの乾燥質量に対し、０．１質量％以下、好ましくは０．００１〜０．０５質量％である。さらに、カチオン性ポリマーの添加位置は、化学パルプと混合される前の損紙離解パルプスラリー中であり、添加中あるいは添加直後にカチオン性ポリマーが損紙離解パルプスラリー中に均一に分散されるところでなければならない。添加位置としては、例えば、原料移送ポンプの入口等が好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる酸性サイズ剤は、溶液ロジンサイズ剤、ロジンエマルジョンサイズ剤、脂肪酸石鹸サイズ剤、アルケニルコハク酸塩等のｐＨ６以下の酸性領域で一応のサイズ効果を有するサイズ剤であれば、特に限定されない。また、サイズ定着剤、サイズ助剤、紙力増強剤、歩留まり向上剤、染料、ｐＨ調整剤等の公知の抄紙薬品を必要に応じて添加してもよい。特に、サイズ定着剤として、硫酸バンドを全パルプ繊維質量に対し、０．５〜３．０質量％添加することが好ましく、さらには、前述の分子量が１０万以上２００万以下のカチオン性ポリマーを全パルプ繊維質量に対し、０．００１〜０．０２質量％を添加し硫酸バンドと併用することが望ましい。
【００２５】
本発明の紙の抄紙は、公知の湿式抄紙機、例えば長網式抄紙機、オントップ型抄紙機、ギャップフォーマ型抄紙機、円網式抄紙機、短網式抄紙機等の商業規模の抄紙機を目的に応じて適宜選択して行われる。
本発明で抄紙された紙に、各種サイズプレス或いはロールコーターで澱粉、或いはＰＶＡ等を用いてサイズ処理することは勿論可能であり、製造速度の高速化を考慮した場合には、フィルムメタリングタイプのサイズプレス装置を用いて糊の固形濃度を高くしてサイズプレス処理を行う方法が好適に用いられる。又、ロールコーター、ブレードコーター等の予備塗工を行うことは勿論可能である。得られた紙は、そのまま製品として使用することもでき、また、印刷用紙、情報産業用紙等のように、塗工層を設けた紙の原紙としても使用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、％とあるのは、すべて質量％であり、パルプスラリーへの添加剤の添加量は、パルプ繊維絶乾質量に対する質量％で示した。
【００２７】
実施例１
カッター断裁時に発生した、アニオン性ＰＶＡと表面サイズ剤を含有するサイズプレス液によりサイズプレス処理された灰分５％を含有する情報用紙の損紙をＪＩＳ Ｐ８２０９の離解機にて離解し、濃度１．２％、ｐＨ５．５、ゼータ電位−８ｍＶの損紙離解パルプスラリー２Ｌを得た。この損紙離解パルプスラリーをスリーワン・モーターにて４５０ｒｐｍの速度で攪拌しながら、分子量５０万のｐＤＡＤＭＡＣ（商品名：ハイホールダー６０４ 栗田工業）を濃度が０．２％の水溶液として、パルプ質量に対し０．０３％を添加し、２分間攪拌した。その後、ろ水度４５０ｍｌＣＳＦ（カナダ標準フリーネス）に調整した濃度２％、ｐＨ４．２、ゼータ電位−１６ｍＶの広葉樹晒クラフトパルプと第１表のパルプ配合率欄に示した割合で混合し、パルプ質量に対し、硫酸バンドを１．５％、カチオン化デンプン（商品名：エースＫ−１００、王子コーンスターチ）を０．２％、ロジンエマルジョンサイズ剤（商品名：ＳＰＮ−７７１、荒川化学工業）を０．２％添加したパルプスラリーより、ＪＩＳ Ｐ８２０９に準じ、坪量６０ｇ／ｍ２の手抄きシートを作製した。このシートのステキヒトサイズ度をＪＩＳ Ｐ８１２２に準拠して測定した。なお、最終パルプスラリーのｐＨは４．３であった。
【００２８】
実施例２
硫酸バンドを１％とし、ロジンエマルジョンサイズ剤を合成サイズ剤（商品名：ＳＰＳ−３００、荒川化学工業）０．１８％にしたこと以外は、実施例１と同様にして手抄きシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定した。なお、最終パルプスラリーのｐＨは４．６であった。
【００２９】
比較例１
ｐＤＡＤＭＡＣを損紙離解パルプスラリーに添加しないこと以外は実施例１と同様にして手抄きシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定した。
【００３０】
比較例２
ｐＤＡＤＭＡＣを損紙離解パルプスラリーに添加しないで、広葉樹晒クラフトパルプと混合したところへ実施例１と同じ量のｐＤＡＤＭＡＣを添加したこと以外は、実施例１と同様にして手抄きシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定した。
【００３１】
比較例３
ｐＤＡＤＭＡＣの代りに、硫酸バンドを濃度が２％の水溶液として、パルプ質量に対し０．１％を損紙離解パルプスラリーに添加したこと以外は、実施例１と同様にして手抄きシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定した。
【００３２】
比較例４
ｐＤＡＤＭＡＣの代りに、硫酸バンドを濃度が２％の水溶液として、パルプ質量に対し０．５％を損紙離解パルプスラリーに添加したこと以外は、実施例２と同様にして手抄きシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定した。
実施例１，２及び比較例１〜４で得られた結果を第１表に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
上記表１から解るように、損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加した実施例１，２では、酸性サイズ剤の歩留りが改善し、ステキヒトサイズ度が向上した。
【００３５】
実施例３
ワインダー及びカッター処理時に発生した、アニオン性ＰＶＡ表面処理がなされている損紙を離解、解繊処理し、ドライブロークチェストへ蓄えた。この損紙離解パルプスラリーは、濃度４％、灰分４．５％、ｐＨ５．５、ゼータ電位−１２ｍＶであった。この損紙離解パルプスラリーの移送ポンプ前に、分子量約１００万のｐＤＡＤＭＡＣ（商品名：アルコフィックス１６９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ）をパルプ質量に対し０．０１５％添加し、損紙離解パルプスラリー１５部、ｐＨ４、ろ水度４６０ｍｌＣＳＦ、ゼータ電位−２０ｍＶの広葉樹晒クラフトパルプを６５部、ｐＨ４．３、ろ水度４８０ｍｌＣＳＦ、ゼータ電位−１６ｍＶの針葉樹晒クラフトパルプを５部、抄紙時に発生したウェットブロークと白水の固形分を回収した白水回収原料を合わせて１５部（このスラリーは、ｐＨ５．３、ゼータ電位−１４ｍＶ，灰分８％であった）の割合で混合した。この混合パルプ質量に対し、硫酸バンドを１．２％、カチオン化デンプン（商品名：エースＫ−１００、王子コーンスターチ）を０．２％、ロジンエマルジョンサイズ剤（商品名：ＳＰＮ−７７１、荒川化学工業）を０．２％、タルクを４％、カチオン性歩留り剤（商品名：ハイモロックＤＲ−１５００、ハイモ）、アニオン性歩留り剤（商品名：ハイモロックＦＡ−２３０、ハイモ）を添加したパルプスラリーより、通常のオントップ型抄紙機にて、乾燥質量で６２ｇ／ｍ２の紙を抄紙した。さらに、プレス脱水工程の後、ＰＶＡ（商品名：ゴーセサイズＰ−７０００、日本合成化学工業）と塩化ナトリウムを９：１で水に溶解した４％サイズプレス液を１５ｇ／ｍ２塗布乾燥し、シートのステキヒトサイズ度をＪＩＳ Ｐ８１２２に準拠して測定した。また、抄紙中の白水サイロ周辺の汚れを観察した。
【００３６】
白水サイロ周辺の汚れを観察の判定は、次のとおりである。
○操業に支障ない
△操業にやや支障をきたす
×操業に支障をきたす
【００３７】
実施例４
ｐＤＡＤＭＡＣを損紙離解パルプ質量に対し０．０１５％添加し、さらに、混合パルプに対して、混合パルプ質量に対し０．００５％添加したこと以外は、実施例３と同様にしてシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定と抄紙中の白水サイロ周辺の汚れを観察した。
【００３８】
比較例５
ｐＤＡＤＭＡＣを損紙離解パルプスラリーに添加しないこと以外は、実施例３と同様にしてシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定と抄紙中の白水サイロ周辺の汚れを観察した。
【００３９】
比較例６
硫酸バンドの添加量を１．５％、サイズ剤の添加量を０．２２％にしたこと以外は比較例５と同様にしてシートを作製し、ステキヒトサイズ度を測定と抄紙中の白水サイロ周辺の汚れを観察した。
実施例３比較例５，６で得られた結果を第２表に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】
上記表２から解るように、損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加後、化学パルプと混合した実施例３、４では、酸性サイズ剤の歩留りが改善され、サイズ剤と硫酸バンドが少ない量で良好なステキヒトサイズ度を得ることができ、抄紙中の白水サイロ周辺の汚れが少なく、操業性が良好であった。
【００４２】
【発明の効果】
化学パルプと灰分が１〜１５質量％の損紙から得た損紙離解パルプスラリーへカチオン性ポリマーを添加した後、化学パルプと混合したパルプスラリーを抄紙すると、酸性サイズ剤の歩留まりを改善し、サイズ剤による抄紙装置等に生じる汚れを軽減し、損紙を多量に使用することが可能となる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an acidic paper in which a yield of an acidic sizing agent is improved and an effect of improving a trouble caused by a stain in a papermaking system is improved.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of imparting properties such as water repellency, water resistance, and sizing degree, paper or paperboard may include a rosin sizing agent, an emulsion sizing agent, an alkenyl succinate, an alkyl ketene dimer, a paper sizing agent such as alkenyl succinic anhydride, and the like. Paper is added to the pulp slurry. One of the major problems with these sizing agents is poor yield of the sizing agent. In particular, when a pulp slurry mixed with a broke pulp slurry obtained from broke paper is used to make paper, the sizing effect deteriorates.
[0003]
The fixing mechanism of the sizing agent to the pulp fiber depends on the type of the sizing agent, but neutral sizing agents such as alkyl ketene dimer and alkenyl succinic anhydride used in neutral papermaking have poor yield and are unstable. Therefore, the obtained paper has problems such as low sizing degree or inconsistency.For the purpose of improving the yield of the sizing agent, cation-modified starch, polyamide-epichlorohydrin resin, polyethyleneimine resin, polyacrylamide resin Various cationic chemicals such as polyamide resin and the like are added. However, when the coated damaged paper is disintegrated and reused in papermaking, the anionic particles derived from the coating color in the pulp slurry in which the coated damaged paper is disintegrated may deteriorate the effect of the cationic chemical. In some cases, a cationic polymer is added to the broke pulp slurry of coated broke (see Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 3).
[0004]
On the other hand, in acidic papermaking, a solution rosin sizing agent, a rosin emulsion sizing agent, a fatty acid soap sizing agent, a synthetic sizing agent, and the like are known. For example, by using a rosin sizing agent having a carboxyl group and a sulfate band, a tentative size effect can be imparted in an acidic region of pH 4 to 6. However, in recent years, in the papermaking process, from the viewpoint of strengthening the regulation of factory wastewater and reducing the cost of water use, the closing of papermaking white water has progressed, and the size effect of the acidic sizing agent has deteriorated when the dissolved electrolyte in the papermaking water increases, Sizing agent in which reinforced rosin is emulsified and dispersed with a specific modified polyacrylamide resin (see Patent Document 4), sizing agent in which emulsified and dispersed with a dissolved polyoxyethylene tristyrylphenyl ether sulfosuccinic acid half-ester salt (see Patent Document 5), pH 4 A mixed emulsion rosin sizing agent of alkenyl-substituted succinic acid, polyhydric alcohol, rosin reaction rosin ester and fortified rosin having an excellent size effect of less than 5.5 has been proposed (see Patent Document 6).
[0005]
Further, conventionally, as a size aid, for example, cationic polymers such as cationically modified starch, polyacrylamide resin, polyamine-epichlorohydrin resin, diallylamine-acrylamide copolymer, polyvinylamine, and polyamidine have been used in combination, but a sufficient effect has been obtained. Therefore, proposals have been made for a size assistant containing a phenol resin (see Patent Document 7), a polymer having a cationic primary amino group (see Patent Document 8), and the like.
[0006]
However, in a pulp slurry containing chemical pulp and broke disintegration pulp slurry obtained from broke, in order to exhibit a sufficient size effect, the amount of the sizing agent and the sulfuric acid band increases, and the paper machine becomes dirty. And foaming in the paper making process. In a method for preventing stains generated in papermaking equipment, etc., as a pitch control agent for raw pulp, cationic polymers such as polydiallyldimethylammonium chloride, polyethyleneimine, polyamine, and a cationic water-soluble copolymer having a specific structure (patented) It is known to add literature 9). However, these effects are methods to reduce the contamination from the raw pulp mainly composed of mechanical pulp, waste paper pulp, and deinked pulp, and to improve the filler yield. There has not yet been proposed a papermaking method for improving the yield of an acidic sizing agent in a pulp slurry mixed with a paper pulverized pulp slurry.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2-80690 [Patent Document 2]
JP-A-7-90796 [Patent Document 3]
JP 2002-88675 A [Patent Document 4]
JP-A-56-169898 [Patent Document 5]
Japanese Patent Publication No. 7-88470 [Patent Document 6]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-80592 [Patent Document 7]
JP-A-10-219590 [Patent Document 8]
JP 2002-129492 A [Patent Document 9]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-201594 [Non-Patent Document 1]
Chiyoshi Chen, Abstracts of 2002 Paper and Pulp Annual Conference. 187-198 (2002)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a papermaking method capable of improving the yield of an acidic sizing agent in a pulp slurry in which a chemical pulp not present in the prior art and a broke pulp slurry obtained from a broke having an ash content of 1 to 15% by mass are blended. Is to provide. Further, the present invention provides a papermaking method capable of reducing stains generated on a papermaking apparatus or the like due to an unfixed sizing agent and using a large amount of waste paper.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventors have developed a fixing mechanism for an acidic sizing agent in a pulp slurry in which a broke pulverized pulp slurry obtained from a broke having a chemical pulp and an ash content of 1 to 15% by mass is blended. Attention has been paid, and as a result of intensive research, it has been found that by adding a cationic polymer to the broke pulp slurry obtained from broke and then mixing with the chemical pulp, the effect of improving the size can be obtained, and the present invention Was completed. The present invention includes the following inventions.
[0010]
(1) In a papermaking method for an acidic size paper containing a chemical pulp and a sizing agent, a cation having a molecular weight of 100,000 to 2,000,000 is added to a broke pulp slurry obtained from a broke having an ash content of 1 to 15% by mass. Papermaking method for acidic paper, in which a pulp slurry mixed with chemical pulp is added to the paper after the addition of the water-soluble polymer.
[0011]
(2) The papermaking method for acidic paper according to (1), wherein the broke contains an anionic polymer.
(3) The papermaking method of acidic paper according to (1) or (2), wherein the zeta potential of the broke pulp slurry obtained from the broke is higher than the zeta potential of chemical pulp.
[0012]
(4) The broke disintegration pulp slurry obtained from the broke contains 10 to 40% by mass of pulp fiber mass based on the total pulp fiber mass in papermaking. Item 14. A method for making an acidic paper according to the above item.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention improves the sizing effect when a large amount of waste paper generated in a paper mill is used from the viewpoint of resource saving, and can reduce dirt on a papermaking apparatus or the like due to an unfixed sizing agent. This is a possible method for making acidic paper.
[0014]
Broken paper having an ash content of 1 to 15% by mass in the present invention is a winder broke, a cutter broke, a sort broke, etc., excluding a coated broke generated in a paper mill. Printing paper, information industry paper, and coated base paper are used. In the case of broke pulverized pulp slurry obtained from broke whose ash content exceeds 15% by mass, such as coated broke, the ash fixing agent component and the binder component contained in the coating layer are converted into the sulfuric acid band and the sizing agent. Deterioration of the sizing property due to a decrease in the yield of the sizing agent to the pulp fiber derived from the broke does not generally cause a problem because of the interaction. Paper disintegrated pulp slurry has a poor fixation of an acidic sizing agent as compared with chemical pulp.Therefore, paper obtained by making a pulp slurry in which chemical disintegrated pulp slurry obtained from chemical pulp and waste paper is blended is paper damaged. The sizing property deteriorates due to a decrease in the yield of the sizing agent to the pulp fiber derived from the pulp.
[0015]
In the present invention, the pulp slurry mixed with the chemical pulp after the cationic polymer is added to the broke disintegration pulp slurry obtained from the broke, thereby improving the size property. By adding a cationic polymer to the broke pulp slurry, when mixed with chemical pulp, compared to chemical pulp, the fiber derived from broke with poor fixation of the acidic sizing agent is reduced, and as a result, the resulting paper The size is improved.
[0016]
Furthermore, broke pulp slurries containing an anionic polymer, in which an anionic paper strength agent such as anionic polyacrylamide or an anionic surface treating agent such as anionic polyvinyl alcohol is used for broke, are blended. The papermaking of the pulp slurry is preferable because the size of the obtained paper is remarkably improved. When the broke contains an anionic polymer, a part of the anionic polymer is eluted in the broke pulp slurry, and the size of the pulp slurry mixed with the chemical pulp by the interaction with the cationic polymer added thereto. The performance is improved.
[0017]
In addition, the size of paper obtained by papermaking a pulp slurry containing a chemical pulp fiber having a low zeta potential and a broke pulp slurry obtained from a broke having a high zeta potential is significantly improved. Broken pulp fibers with a high zeta potential have a worse fixation of sizing agent than chemical pulp and require a large amount of sizing agent, but a cationic polymer is added to broke pulp slurry to remove pulp fibers derived from broke. By improving the fixing of the sizing agent, the sizing of the paper obtained by mixing the chemical pulp is improved.
[0018]
The zeta potential of the pulp in the present invention is determined by sieving a pulp slurry composed of 0.1 g of dry pulp fiber and 99.9 g of water through a 150-mesh sieve, collecting the sulphate that has passed through the sieve, and using Zetasizer 2000 (Malvarn Instruments Ltd.). ) Is measured at a temperature of 25 ° C. and a cell voltage of 150 V.
For example, since the zeta potential of many chemical pulp shows a large negative value, when the zeta potential of the broke pulp slurry has a small negative value, the zeta potential of the broke pulp slurry is higher than that of the chemical pulp. Become. If the zeta potential of the broke pulp slurry is the same or lower than that of the chemical pulp, adding a cationic polymer to the broke pulp slurry is not preferable because the deterioration of the size of the mixed pulp slurry may be further increased. .
[0019]
In the present invention, the size of the obtained paper is obtained by making a pulp slurry containing 10 to 40% by mass of the pulp fiber mass based on the total pulp fiber mass. The properties are significantly improved.
When the content of the broke pulp slurry is 10 to 40% by mass of the total pulp fiber mass, there is a problem in that the sizing property is deteriorated by pulp fibers derived from broke, which have a poor fixation of the sizing agent as compared with chemical pulp. According to the present invention, the pulp fibers derived from waste paper having a poor fixing of the sizing agent are reduced, so that the sizing properties of the paper obtained by mixing with the chemical pulp are improved. However, when the content of the broke pulp slurry is less than 10% by mass or more than 40% by mass of the total pulp fiber mass, the effect of the broke pulp slurry on the deterioration of the size is small, which is a serious problem. Not be.
[0020]
The chemical pulp used in the present invention is not particularly limited, and can be applied to a commonly used known papermaking chemical pulp.Sulfite pulp, kraft pulp, wood pulp such as soda pulp, or kraft, honey, hemp, etc. Any non-wood pulp may be used, and either unbleached pulp or bleached pulp may be used.
[0021]
In the method of the present invention, semi-chemical pulp, mechanical pulp and waste paper pulp may be blended in addition to chemical pulp, but it is not preferable to use more than chemical pulp. When more pulp than chemical pulp is used than chemical pulp, deterioration of size due to broke pulp slurry may not be improved.
[0022]
The cationic polymer used in the present invention includes polydiallyldimethylammonium chloride (hereinafter abbreviated as pDADMAC), polyethyleneimine, polyamine-epichlorohydrin resin, polyamidoamine-epichlorohydrin resin, melamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, It can be selected from dicyandiamide, acrylamide copolymer, polyvinylamine, copolymer of pDADMAC and acrylamide, copolymer of dimethylamine and epichlorohydrin, etc., and preferably has a molecular weight of 100,000 to 2,000,000. Among them, pDADMAC is preferable because the size effect can be improved by adding a small amount. If the molecular weight of the cationic polymer is smaller than 100,000 or larger than 2,000,000, the action in the broke pulp slurry is insufficient, and the deterioration of the size due to the broke pulp slurry may not be improved. is there.
[0023]
The amount of the cationic polymer to be added is 0.1% by mass or less, preferably 0.001 to 0.05% by mass, based on the dry mass of the broke pulp slurry. Furthermore, the cationic polymer is added in the broke pulp slurry before being mixed with the chemical pulp, where the cationic polymer is uniformly dispersed in the broke pulp slurry during or immediately after the addition. There must be. The addition position is preferably, for example, an inlet of a raw material transfer pump.
[0024]
The acidic sizing agent used in the present invention is preferably a solution rosin sizing agent, a rosin emulsion sizing agent, a fatty acid soap sizing agent, a sizing agent having a certain sizing effect in an acidic region of pH 6 or less such as an alkenyl succinate. Not limited. Further, known paper making chemicals such as a size fixing agent, a size auxiliary, a paper strength enhancer, a retention improver, a dye, a pH adjuster and the like may be added as necessary. In particular, as a size fixing agent, it is preferable to add a sulfuric acid band in an amount of 0.5 to 3.0% by mass based on the total pulp fiber mass, and further, the above-mentioned cationic polymer having a molecular weight of 100,000 to 2,000,000 is used. It is desirable to add 0.001 to 0.02% by mass based on the total mass of the pulp fiber and use it together with the sulfuric acid band.
[0025]
The papermaking of the paper of the present invention can be carried out by using a known wet paper machine, for example, a commercial-scale paper machine such as a fourdrinier machine, an on-top machine, a gap former machine, a circular mesh machine, and a short mesh machine. The machine is appropriately selected according to the purpose.
The paper made in the present invention can be subjected to sizing using starch, PVA, or the like with various size presses or roll coaters. The method of performing the size press treatment by increasing the solid concentration of the glue using the size press device described above is preferably used. In addition, it is of course possible to perform preliminary coating with a roll coater, a blade coater, or the like. The obtained paper can be used as a product as it is, or can be used as a base paper of a paper provided with a coating layer, such as printing paper and information industry paper.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but of course, the present invention is not limited thereto. In the following Examples and Comparative Examples, “%” means “% by mass”, and the amount of the additive to the pulp slurry is represented by “% by mass” with respect to the pulp fiber absolute dry mass.
[0027]
Example 1
The waste paper of information paper containing 5% of ash, which was generated by the size press liquid containing anionic PVA and the surface sizing agent, which was generated at the time of cutter cutting, was defibrated with a JIS P8209 disintegrator to obtain a density of 1. 2 L of broke pulverized pulp slurry having a pH of 5.5 and a zeta potential of -8 mV was obtained. While stirring this broke pulp slurry with a three-one motor at a speed of 450 rpm, pDADMAC (trade name: High Holder 604 Kurita Kogyo) having a molecular weight of 500,000 was converted to an aqueous solution having a concentration of 0.2% with respect to the pulp mass. 0.03% was added and stirred for 2 minutes. Thereafter, it was mixed with bleached kraft pulp having a 2% concentration, a pH of 4.2, and a zeta potential of -16 mV adjusted to a freeness of 450 ml CSF (Canada Standard Freeness) at the ratio shown in the pulp mixing ratio column in Table 1 to obtain a pulp mass. In contrast, 1.5% of a sulfuric acid band, 0.2% of a cationized starch (trade name: Ace K-100, Oji corn starch), and 0 of a rosin emulsion sizing agent (trade name: SPN-771, Arakawa Chemical Industries). A hand-made sheet having a basis weight of 60 g / m 2 was prepared from the pulp slurry to which 0.2% was added in accordance with JIS P8209. The degree of Stekigt sizing of this sheet was measured according to JIS P8122. The pH of the final pulp slurry was 4.3.
[0028]
Example 2
A handsheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the sulfate band was 1% and the rosin emulsion sizing agent was 0.18% of a synthetic sizing agent (trade name: SPS-300, Arakawa Chemical Industries). Then, the degree of Stigecht sizing was measured. The pH of the final pulp slurry was 4.6.
[0029]
Comparative Example 1
A hand-made sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that pDADMAC was not added to the broke pulp slurry, and the Stechig sizing degree was measured.
[0030]
Comparative Example 2
A handsheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that pDADMAC was not added to the broke pulp slurry but was mixed with hardwood bleached kraft pulp and the same amount of pDADMAC as in Example 1 was added. And the degree of Stekigt sizing was measured.
[0031]
Comparative Example 3
A handmade sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfate band was added as an aqueous solution having a concentration of 2% in place of pDADMAC and 0.1% based on the pulp mass was added to the broke pulp slurry. Then, the degree of Stigecht sizing was measured.
[0032]
Comparative Example 4
A hand-made sheet was prepared in the same manner as in Example 2 except that a sulfate band was used as an aqueous solution having a concentration of 2% instead of pDADMAC, and 0.5% based on the pulp mass was added to the broke pulp slurry. Then, the degree of Stigecht sizing was measured.
Table 1 shows the results obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4.
[0033]
[Table 1]
[0034]
As can be seen from Table 1 above, in Examples 1 and 2 in which the cationic polymer was added to the broke pulp slurry, the yield of the acidic sizing agent was improved, and the degree of Stigcht sizing was improved.
[0035]
Example 3
Broken paper that had been subjected to an anionic PVA surface treatment generated during the winder and cutter treatments was defibrated, defibrated, and stored in a drive lorry chest. This broke pulp slurry had a concentration of 4%, an ash content of 4.5%, a pH of 5.5, and a zeta potential of -12 mV. Prior to the transfer pump of the broke pulp slurry, 0.015% of pDADMAC (trade name: Alcofix 169, Ciba Specialty Chemicals) having a molecular weight of about 1,000,000 was added to the pulp mass, and the broke pulp slurry 15 Part, pH 4, 460 ml CSF, 65 parts of bleached bleached kraft pulp with zeta potential of -20 mV, pH 4.3, 480 ml CSF, 5 parts of bleached softwood kraft pulp with zeta potential of -16 mV, wet broke generated during papermaking And 15 parts of the white water recovery raw material from which the solid content of the white water was recovered (the slurry had a pH of 5.3, a zeta potential of −14 mV, and an ash content of 8%). Sulfuric acid band 1.2%, cationized starch (trade name: Ace K-100, Oji corn starch) 0.2%, rosin emulsion sizing agent (trade name: SPN-771, Arakawa Chemical) Pulp slurry containing 0.2% of industrial), 4% of talc, cationic retention agent (trade name: Himoloc DR-1500, Hymo) and anionic retention agent (trade name: Himoloc FA-230, Hymo) Then, a paper having a dry mass of 62 g / m 2 was formed using a normal on-top type paper machine. Further, after the press dewatering step, a 4% size press solution in which PVA (trade name: Gose Size P-7000, Nippon Synthetic Chemical Industry) and sodium chloride were dissolved at a ratio of 9: 1 in water was applied and dried at 15 g / m 2. Was measured according to JIS P8122. Further, stains around the white water silo in the papermaking were observed.
[0036]
The judgment of observing the dirt around the white water silo is as follows.
○ Does not hinder operation. △ Slightly hinders operation. × Hinders operation.
Example 4
A sheet was prepared in the same manner as in Example 3 except that pDADMAC was added in an amount of 0.015% based on the weight of the broke pulp, and further added in an amount of 0.005% based on the weight of the mixed pulp. , The degree of Stekigto sizing was measured, and stains around the white water silo during papermaking were observed.
[0038]
Comparative Example 5
A sheet was prepared in the same manner as in Example 3 except that pDADMAC was not added to the broke pulp slurry, the Stigecht sizing degree was measured, and stains around the white water silo during papermaking were observed.
[0039]
Comparative Example 6
A sheet was prepared in the same manner as in Comparative Example 5 except that the addition amount of the sulfate band was 1.5% and the addition amount of the sizing agent was 0.22%. The surrounding dirt was observed.
Example 3 The results obtained in Comparative Examples 5 and 6 are shown in Table 2.
[0040]
[Table 2]
[0041]
As can be seen from Table 2 above, in Examples 3 and 4 in which the cationic polymer was added to the broke pulp slurry and mixed with the chemical pulp, the yield of the acidic sizing agent was improved, and the amount of the sizing agent and the sulfate band were small. , A good degree of Stigecht sizing was obtained, the dirt around the white water silo in the papermaking was small, and the operability was good.
[0042]
【The invention's effect】
After adding the cationic polymer to the broke disintegration pulp slurry obtained from broke with chemical pulp and ash content of 1 to 15% by mass, papermaking the pulp slurry mixed with chemical pulp improves the yield of acidic sizing agent, It is possible to reduce stains generated in a paper making apparatus or the like due to a sizing agent and to use a large amount of waste paper.
