JP2008202173A - 澱粉系紙力増強剤およびそれを用いた抄紙方法 - Google Patents
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【解決手段】生澱粉または生澱粉に非イオン的処理を施した改質澱粉の未溶解粒子の水性スラリーに、高度構造型分子構造を有する高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の水溶液が混合されてなる紙力増強剤を用い、紙料スラリーに対し、前記紙力増強剤を添加し、得られたパルプスラリーを抄紙する工程を含む製紙方法である。これにより、前記未溶解の澱粉粒子を前記カチオン性ポリマーによりパルプ繊維に定着させ、その後の乾燥工程において澱粉粒子を溶解して紙力を向上させることが可能となる。
【選択図】なし
Description
製紙業界にて汎用的に使用される動的歩留り試験装置であるブリット式ダイナミックドレイネージジャーテスター(以下、ブリットジャーと略す)は、実機抄造ラインにおける紙料スラリーにかかるシェアを撹拌の回転数と時間により調整し、実機に近い歩留り率などの試験データを得るために利用されている。実機抄造ラインにおいて、特に大きなシェアがかかる箇所にファンポンプとプレッシャースクリーンがある。種々の薬品はファンポンプ前やプレッシャースクリーン前またはプレッシャースクリーン後に添加することが可能であり、実施例ではブリットジャーの試験条件として、ファンポンプでかかるシェアを1000rpmで30秒間、プレッシャースクリーンでかかるシェアを1000rpmで10秒間とした。さらにプレッシャースクリーン通過後から抄紙ワイヤーまでのシェアを750rpmで10秒として、薬品を添加してから抄紙するまでに紙料スラリーにかかるシェアを模擬して試験を行なった。
ブリットジャーに60メッシュの金網を取り付け、0.5%紙料スラリー500gを入れて1000rpmで攪拌した。澱粉系紙力増強剤として、未溶解の澱粉粒子と高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体を結果表のように添加して、結果表に示す添加場所に相当する前記シェアを紙料スラリーに与えた。その後750rpmに下げて、10秒後に脱水を開始した。最初の白水の20mlを捨て、その後の100mlを採取した。得られた白水にアミラーゼ酵素を添加して80℃で2時間反応させて澱粉を分解し、白水中の全糖量を測定した。この際、ブランクとして試験用紙料スラリーのみで同様に試験を行ない、各測定値から試験用紙料スラリー中に予め含まれていた澱粉分を差し引き、澱粉粒子のパルプ繊維への歩留り率を求めた。
0.5%紙料スラリー1リットルをブリットジャーに入れて、1000rpmで攪拌した。澱粉系紙力増強剤として、未溶解の澱粉粒子と高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体を結果表のように添加して、結果表に示す添加場所に相当する前記シェアを紙料スラリーに与えた。その後750rpmに下げて10秒間攪拌した。その後、直ちに紙料スラリーをボトムオリフィスを封鎖したカナディアンフリーネステスターの濾水筒へ移して、常法に従い紙料スラリーを流下させ、経時的な全濾水量の変化を比較した。本試験では、濾水量が700mlに到達するまでの時間(秒数)を測定した。秒数が少ないほど濾水性は良好である。
ブリットジャーに60メッシュの金網を取り付け、0.5%紙料スラリー500gを入れて1000rpmで攪拌した。澱粉系紙力増強剤として、未溶解の澱粉粒子と高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体を結果表のように添加して、結果表に示す添加場所に相当する前記シェアを紙料スラリーに与えた。その後750rpmに下げて、10秒後に脱水を開始した。最初の白水の20mlを捨て、その後の100mlを採取した。得られた白水にアミラーゼ酵素を添加して80℃で2時間反応させて澱粉を分解した後、全量を濾過して乾燥し、白水中の微細繊維などの微細成分重量を測定した。別にブリットジャーに60メッシュの金網を取り付けて脱水しながら紙料スラリーを水で十分に洗浄して、試験用紙料スラリー中に予め含まれていた60メッシュ金網を通過する微細成分の量を求めておき、微細成分の歩留り率を求めた。
1%紙料スラリーの必要量をブリットジャーに入れ、1000rpmで攪拌した。澱粉系紙力増強剤として、未溶解の澱粉粒子と高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体を結果表のように添加して、結果表に示す添加場所に相当する前記シェアを紙料スラリーに与えた。その後750rpmに下げて10秒間攪拌した。その後、直ちにTAPPIスタンダード角形シートマシンにて常法により抄紙した。得られた湿紙を濾紙に挟んでプレスして湿紙水分60%になるまで脱水した。これをドラムドライヤーにて110℃で乾燥して試験紙を作製した。得られた試験紙の紙力をJISに準拠して測定した。
HE化酸処理澱粉a:コートマスターK49F(アニオン化度0.0005meq/g、三晶(株)販売)
HE化酸処理澱粉b:コートマスターK520(アニオン化度0.0004meq/g、三晶(株)販売)
生馬澱:市販生馬鈴薯澱粉
アセチル化澱粉a:SBガム−A(アニオン化度0.0001meq/g、三晶(株)販売)
アセチル化澱粉b:SBガム−EVO(アニオン化度0.0001meq/g、三晶(株)販売)
生コンス:生トウモロコシ澱粉(アニオン化度0.0001meq/g、三晶(株)販売)
HP化澱粉:PURE−COTE B790(アニオン化度0.0002meq/g、三晶(株)販売)
酸化澱粉:マーメイド M−210(アニオン化度0.0131meq/g、三晶(株)販売)
燐酸エステル化澱粉:PT−13(アニオン化度0.0323meq/g、三晶(株)販売)
アセチル化酸化澱粉:OXCEL 030(アニオン化度0.0013meq/g、三晶(株)販売)
高度構造型PAM1:メイプロフロック EHSC−10(B型粘度556mPa・s、三晶(株)販売)
高度構造型PAM2:試作品(B型粘度604mPa・s)
構造型PAM:メイプロフロック ESC−15(B型粘度698mPa・s、三晶(株)販売)
直鎖型PAM:メイプロフロック PC−33(B型粘度400mPa・s、三晶(株)販売)
カチオン澱粉:SBガム−POSIT 300(三晶(株)販売)
ベントナイト:メイプロフィラー K(三晶(株)販売)
[内添試験1]
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)を1%濃度となるように水で希釈して試験用紙料スラリー(濾水度403mlCSF、pH7.2、水温20℃)を作製した。この紙料スラリーを抄紙試験に供した。この紙料スラリーを0.5%濃度となるように水で希釈して、歩留り率および濾水性試験に供した。結果を表1に示す。
[内添試験2]
段ボールを水中で離解して作成した1%濃度の段ボール故紙に、撹拌しながら硫酸バンドをパルプ固形分に対して2%添加して試験用紙料スラリー(濾水度314mlCSF、pH6.5、水温20℃)を作製した。この紙料スラリーを抄紙試験に供した。この紙料スラリーを0.5%濃度となるように水で希釈して、歩留り率および濾水性試験に供した。結果を表2に示す。
[内添試験3]
脱墨パルプ(DIP)と広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)を30:70の比率で混合したものを、0.5%濃度となるように水で希釈して試験用紙料スラリー(濾水度262mlCSF、pH7.4、水温20℃)を作製した。この紙料スラリーを歩留り率および濾水性試験に供した。結果を表3に示す。
[澱粉粒子とカチオン性ポリマーの凝集試験]
5%の澱粉スラリー500gを1リットルのビーカーへ入れ、凝集試験で通常用いられるジャーテスター(宮本理研工業製)内で250rpmで撹拌しながら、0.5%の高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体水溶液を20ml(高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の添加量は澱粉固形分当り固形分0.4%)添加した。2分後に撹拌を停止して、凝集の程度を生成フロック径として以下の基準で目視判定した。結果を表4に示す。
生成フロック径・・・2mm以下、2−3mm、3−5mm、5mm以上
[澱粉粒子表面への高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の吸着量]
生トウモロコシ澱粉スラリーに高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体を混合して、澱粉10%、高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体0.01%(高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の添加量は澱粉固形分当り固形分1000ppm)の懸濁液800gを作成した。別に高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体0.01%のみの水溶液を作成してブランクとした。17時間静置後、上澄みの電荷量を表面電荷量測定装置(PCD−03:ミューテック社製)にて測定して、以下の算式によりカチオン性ポリマーの澱粉粒子表面への吸着量を算出した。結果を表5に示す。
A=B×(Y−X)/Y
A:高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の吸着量(重量ppm対澱粉固形分)
B:高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の添加率(重量ppm対澱粉固形分)
X:電荷量(meq/g)
Y:ブランクの電荷量(meq/g)
Claims (5)
- 生澱粉または生澱粉に非イオン的処理を施した改質澱粉の未溶解の粒子スラリーに、濃度0.5重量%水溶液の25℃、60rpmにおけるB型粘度が300mPa・s以上であってイオン回復度(IR)が60%以上の高度構造型分子構造を有する高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体の水溶液が澱粉固形分当り固形分で0.05〜10%混合されてなる紙力増強剤。
- 請求項1に記載の紙力増強剤を、抄紙工程におけるファンポンプ以降で添加する製紙方法であって、前記紙力増強剤中の未溶解の澱粉粒子を高度構造型分子構造を有する高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体によりパルプ繊維に定着させ、その後の乾燥工程において澱粉粒子を溶解して紙力を向上させることを特徴とする製紙方法。
- 紙料スラリーに添加される前記紙力増強剤中の高度構造型分子構造を有する高分子量カチオン性ポリアクリルアミド誘導体が紙料スラリー固形分当り固形分で0.005〜0.2%の範囲である請求項2に記載の製紙方法。
- 前記紙力増強剤を紙料スラリーに添加した後、さらに紙料スラリーにアニオン性無機填料を添加する請求項2または3に記載の製紙方法。
- 前記アニオン性無機填料がベントナイトである請求項2から4のいずれかに記載の製紙方法。
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