JP2009235648A - Method for producing pulp - Google Patents

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Takeshi Nakayama
武史 中山
Yoji Tsuji
洋路 辻
Tomoe Yuzawa
知恵 湯沢
Takaharu Noda
貴治 野田
Noriyuki Kikuchi
紀幸 菊池
Shinichi Onoki
晋一 小野木
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Jujo Paper Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain paper which achieves both bulkiness and excellent dimensional stability by employing pulp produced by a method for manufacturing pulp which is bulk and excellent in the dimensional stability. <P>SOLUTION: In a producing process of pulp, the amount of fine fibers having a fiber length of ≤0.2 mm with respect to the whole pulp fiber is adjusted to ≤10%. Preferably, beating process is carried out before or after the adjustment of the amount of fine fibers. It is preferable that the beating process is imparting impact force of collapsed bubbles produced by cavitation, to pulp fibers. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はパルプの製造方法の発明に関する。更に詳しくは、パルプ製造工程において、微細繊維量を調整することにより、嵩高かつ寸法安定性に優れるパルプを得ることができるパルプの製造方法に関する。   The present invention relates to an invention of a method for producing pulp. More specifically, the present invention relates to a method for producing a pulp capable of obtaining a bulky and excellent dimensional stability pulp by adjusting the amount of fine fibers in the pulp production process.

近年、省資源や物流コスト減、及び高級感やボリューム感といった高付加価値化という観点から嵩高で軽量な紙への要求が高まっている。これまで、嵩高化に関する検討としては以下に示すような様々な方法が試みられてきた。例えば、(1)架橋処理したパルプを用いる方法(特許文献1)、(2)合成繊維を混抄する方法(特許文献2)、(3)パルプ繊維間に無機物を充填する方法(特許文献3)、(4)空隙をもたらす発泡性粒子を添加する方法(特許文献4)、(5)嵩高薬品を添加する方法(特許文献5)などが提案されている。しかしながら、上記の方法ではパルプのリサイクルが不可能なことや、パルプに対して別種の薬品や填料等を添加するためコスト上昇が避けられないこと、抄紙工程での発泡増加などの新たな問題を生じることが避けられないことなどの問題があった。   In recent years, there has been an increasing demand for bulky and lightweight paper from the viewpoint of resource saving, logistics cost reduction, and high added value such as luxury and volume. Up to now, various methods as described below have been tried as a study for increasing the bulk. For example, (1) a method using a crosslinked pulp (Patent Document 1), (2) a method of mixing synthetic fibers (Patent Document 2), and (3) a method of filling an inorganic substance between pulp fibers (Patent Document 3) (4) A method of adding expandable particles that cause voids (Patent Document 4), (5) a method of adding bulky chemicals (Patent Document 5), and the like have been proposed. However, new methods such as the inability to recycle pulp by the above method, the inevitable increase in cost due to the addition of other chemicals and fillers to the pulp, and increased foaming in the papermaking process. There were problems such as being unavoidable.

このようなリスクを回避するため、パルプ製造時に嵩高性を持たせることが提案されている。例えば、(6)カールした繊維を混抄する方法(特許文献6)、(7)広葉樹から嵩高性に優れたケミ−サーモメカニカルパルプを製造する方法(特許文献7)が考案されている。しかしながら、カールした繊維は紙の寸法安定性の悪化要因として非常に影響が大きく、また、メカニカルパルプを用いた場合には微細繊維分を多く含んだパルプであるために、これらの方法でも寸法安定性を悪化させる懸念があった。   In order to avoid such a risk, it has been proposed to provide bulkiness during pulp production. For example, (6) a method of blending curled fibers (Patent Document 6), and (7) a method of manufacturing a chemo-thermomechanical pulp excellent in bulkiness from hardwood (Patent Document 7) have been devised. However, curled fibers have a significant impact on paper dimensional stability, and when mechanical pulp is used, the pulp contains a large amount of fine fibers. There was a concern of worsening sex.

特開平4−185791号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-185791 特開平3−269199号公報JP-A-3-269199 特開平3−124895号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-124895 特開平5−230798号公報JP-A-5-230798 特開昭58−24000号公報JP 58-24000 A 特開平9−41300号公報JP-A-9-41300 特開2002−294574号公報JP 2002-294574 A

本発明はこれらの問題を解決するために、嵩高かつ寸法安定性が良好なパルプの製造方法を提供し、得られたパルプを用いて、嵩高性と良好な寸法安定性を両立する紙を得ることを目的とする。   In order to solve these problems, the present invention provides a method for producing a bulky and good dimensional stability pulp, and uses the obtained pulp to obtain a paper having both bulkiness and good dimensional stability. For the purpose.

本発明者らは、パルプの製造工程と繊維特性に関し鋭意研究を行った結果、パルプの製造工程において、パルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量を10%以下に減少させることにより、嵩高かつ寸法安定性の良好なパルプを製造できることを見出した。特に、微細繊維量の調整の前または後に叩解処理を行うこと、さらには、叩解処理としてキャビテーションによって生ずる気泡が崩壊する際に生じる衝撃力をパルプ繊維に与える処理を行うことで、嵩高性及び寸法安定性への効果が更に高まることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies on the pulp manufacturing process and fiber characteristics, the inventors have reduced the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less to 10% or less in the pulp manufacturing process. The present inventors have found that a pulp which is bulky and has good dimensional stability can be produced. In particular, the beating process is performed before or after the adjustment of the fine fiber amount, and further, the process of giving impact force generated when the bubbles generated by cavitation collapse to the pulp fiber as the beating process is performed. The present inventors have found that the effect on stability is further enhanced and completed the present invention.

本発明では、パルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量を調整することにより、嵩高かつ寸法安定性の良好なパルプを製造することができる。   In the present invention, a bulky and good dimensional stability pulp can be produced by adjusting the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less relative to the total pulp fibers.

以下、本発明の実施形態に係るパルプの製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the pulp which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の対象とする原料パルプとしては、木材から得られるセルロースを主成分とする繊維状の物質であり、針葉樹及び広葉樹のクラフトパルプ、サルファイトパルプ等の化学パルプ繊維、針葉樹及び広葉樹の砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ等の機械パルプ繊維、古紙や繊維素からなるシート状の物質由来の再生パルプ繊維などが挙げられる。これらのパルプは、単独でも、混合でも構わない。   The raw material pulp that is the subject of the present invention is a fibrous substance mainly composed of cellulose obtained from wood, and is a chemical pulp fiber such as softwood and hardwood kraft pulp, sulfite pulp, softwood and hardwood groundwood pulp. , Refiner groundwood pulp, thermomechanical pulp, chemithermomechanical pulp, and other mechanical pulp fibers, and recycled pulp fibers derived from sheet-like substances made of waste paper or fiber. These pulps may be used alone or in combination.

本発明の微細繊維とは、全パルプ繊維のうち、繊維長0.2mm以下の繊維のことをいう。   The fine fiber of the present invention refers to a fiber having a fiber length of 0.2 mm or less among all pulp fibers.

本発明におけるパルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量は、絶乾パルプあたり10%以下に調整することが好ましく、6%以下がさらに好ましい。また、微細繊維が含まれなくても良い。微細繊維量が10%以上の場合、嵩高及び寸法安定性の良化への効果が小さくなる。   In the present invention, the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less with respect to all the pulp fibers is preferably adjusted to 10% or less, more preferably 6% or less, based on the absolutely dry pulp. Further, fine fibers may not be included. When the amount of fine fibers is 10% or more, the effect of improving bulkiness and dimensional stability is reduced.

微細繊維の量は、離解されたパルプスラリーを光学式繊維長測定器(例えば、KAJAANI社のFibarLab)を使用し、パルプ繊維の長さ加重平均繊維長を測定する際に、繊維長0.2mm以下の繊維の占める重量の割合(百分率)で測定することができる。なお、上記光学式繊維長測定器の検出できる下限値は、1.5μmである。   The amount of fine fibers is determined by measuring the length-weighted average fiber length of the pulp fiber using an optical fiber length measuring device (for example, KAJAANI Fiber Bar) using the disaggregated pulp slurry. It can be measured by the ratio (percentage) of the weight of the following fibers. The lower limit value that can be detected by the optical fiber length measuring instrument is 1.5 μm.

微細繊維量の調整方法は特に限定されず、既知の機械的分級機、分級技術を用いて調整することができる。例えば、パルプ洗浄機あるいはシリンダープレス機等のような、パルプに対してメッシュを用いて脱水する機械を使用して脱水処理することで、全パルプ繊維中に含まれる微細繊維を除くことが出来る。   The method for adjusting the amount of fine fibers is not particularly limited, and can be adjusted using a known mechanical classifier and classification technique. For example, fine fibers contained in all pulp fibers can be removed by dehydrating using a machine that dehydrates the pulp using a mesh, such as a pulp washer or a cylinder press.

微細繊維量の調整は、叩解処理の前または後の工程で行うことが好ましい。これは、パルプの製造工程において、叩解処理時に特に微細繊維量の増加が起こりやすく、微細繊維量の調整による本発明の効果が得られ易いためである。   The fine fiber amount is preferably adjusted before or after the beating process. This is because in the pulp manufacturing process, the amount of fine fibers is particularly likely to increase during the beating process, and the effect of the present invention can be easily obtained by adjusting the amount of fine fibers.

本発明の叩解処理の方法としてはどのような方法でも良いが、例えば、ダブルディスクリファイナー(DDR)やコニファイナー、シリンダー型叩解機、ビーター、PFIミル、ニーダー、ディスパーザーのような機械的処理(叩解プレートは問わない)、あるいは、キャビテーションによって生ずる気泡が崩壊する際に生じる衝撃力をパルプ繊維に与える処理(以下、「キャビテーション処理」とする)などが挙げられる。中でも、粘状叩解を目的としたコニファイナー、シリンダー型叩解機等による機械的処理や、キャビテーション処理を行うと、微細繊維の発生が低く抑えられるために、本発明の効果が得られやすく好ましく、キャビテーション処理を行うことがとりわけ好ましい。   Any method may be used as the beating processing method of the present invention. For example, mechanical processing such as a double disc refiner (DDR), a conifier, a cylinder type beating machine, a beater, a PFI mill, a kneader, and a disperser ( Beating plate), or a treatment (hereinafter referred to as “cavitation treatment”) that gives an impact force generated when bubbles generated by cavitation collapse to pulp fibers. Among them, a conifer, for the purpose of viscous beating, mechanical treatment by a cylinder type beating machine, etc., and performing cavitation treatment, because the generation of fine fibers can be suppressed low, the effect of the present invention is preferably obtained, It is particularly preferable to perform a cavitation treatment.

通常の機械的処理による叩解、特にカッティング叩解を促進させる叩解機もしくは叩解プレートを用いた場合に、叩解処理後の微細繊維量が大幅に増加する。このような場合には、叩解処理後に微細繊維量を調整することが望ましい。一方、粘状叩解のようなカッティングの少ない叩解方法を用いたり、叩解負荷を低く抑えたりした場合には、微細繊維量の変動は少なくなる。とりわけ、叩解処理としてキャビテーション処理を用いると、微細繊維量はほとんど増加しないと推測される。このように、叩解処理後の微細繊維量が増加しにくい叩解方法を用いた場合には、叩解処理前に微細繊維量を調整してもよい。   When a beating machine or beating plate that promotes beating by normal mechanical processing, particularly cutting beating, the amount of fine fibers after the beating process is greatly increased. In such a case, it is desirable to adjust the amount of fine fibers after the beating process. On the other hand, when a beating method with less cutting such as viscous beating is used, or when the beating load is kept low, the variation in the amount of fine fibers is reduced. In particular, when a cavitation process is used as the beating process, it is estimated that the amount of fine fibers hardly increases. As described above, when a beating method is used in which the amount of fine fibers after the beating process is unlikely to increase, the amount of fine fibers may be adjusted before the beating process.

本発明におけるキャビテーションの発生手段としては、液体噴流による方法、超音波振動子を用いる方法、超音波振動子とホーン状の増幅器を用いる方法、レーザー照射による方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、液体噴流を用いる方法が、キャビテーション気泡の発生効率が高く、より強力な崩壊衝撃力を持つキャビテーション気泡雲を形成することが可能となるため未離解片に対する作用効果が大きい。上記の方法によって発生するキャビテーションは、従来の流体機械に自然発生的に生じる制御不能の害悪をもたらすキャビテーションと明らかに異なる。   Examples of the cavitation generating means in the present invention include a method using a liquid jet, a method using an ultrasonic vibrator, a method using an ultrasonic vibrator and a horn-shaped amplifier, and a method using laser irradiation, but are not limited thereto. It is not something. Preferably, the method using the liquid jet has a high effect on the unseparated fragments because the generation efficiency of cavitation bubbles is high and a cavitation bubble cloud having a stronger collapse impact force can be formed. The cavitation generated by the above method is clearly different from cavitation that causes uncontrollable harm that naturally occurs in conventional fluid machines.

本発明において、液体噴流を用いてキャビテーションを発生させる際に、パルプ懸濁液を液体噴流として噴射させることによってパルプ繊維と気泡を接触させることができる。また、液体噴流が噴流をなす流体は、流動状態であれば液体、気体、粉体やパルプ等の固体の何れでもよく、またそれらの混合物であってもよい。更に必要であれば上記の流体に、新たな流体として、別の流体を加えることができる。上記流体と新たな流体は、均一に混合して噴射してもよいが、別個に噴射してもよい。   In the present invention, when cavitation is generated using a liquid jet, the pulp fibers and bubbles can be brought into contact with each other by jetting the pulp suspension as a liquid jet. In addition, the fluid in which the liquid jet forms a jet may be any liquid, gas, solid such as powder or pulp, or a mixture thereof as long as it is in a fluid state. Further, if necessary, another fluid can be added as a new fluid to the above fluid. The fluid and the new fluid may be uniformly mixed and ejected, but may be ejected separately.

液体噴流とは、液体または液体の中に固体粒子や気体が分散あるいは混在する流体の噴流のことをいう。ここで云う気体は、キャビテーションによる気泡を含んでいてもよい。   The liquid jet refers to a jet of fluid in which solid particles or gas are dispersed or mixed in the liquid or the liquid. The gas referred to here may include bubbles due to cavitation.

キャビテーションは液体が加速され、局所的な圧力がその液体の蒸気圧より低くなったときに発生するため、流速及び圧力が特に重要となる。このことから、キャビテーション状態を表わす基本的な無次元数、キャビテーション数(Cavitation Number)σは次の数式1のように定義される(加藤洋治編著、新版キャビテーション基礎と最近の進歩、槇書店、1999)。   Since cavitation occurs when a liquid is accelerated and the local pressure is lower than the vapor pressure of the liquid, flow rate and pressure are particularly important. From this, the basic dimensionless number representing the cavitation state, the cavitation number σ is defined as the following formula 1 (edited by Yoji Kato, new edition of cavitation basics and recent advances, Tsuji Shoten, 1999) ).

Figure 2009235648
Figure 2009235648

(p:一般流の圧力、U:一般流の流速、p:流体の蒸気圧、ρ:流体の密度)
ここで、キャビテーション数が大きいということは、その流れ場がキャビテーションを発生し難い状態にあるということを示す。特にキャビテーション噴流のようなノズルあるいはオリフィス管を通してキャビテーションを発生させる場合は、ノズル上流側圧力p、ノズル下流側圧力p、試料水の飽和蒸気圧pから、キャビテーション数σは下記式(2)のように書きかえることができ、キャビテーション噴流では、p、p2、間の圧力差が大きく、p≫p≫pとなることから、キャビテーション数σはさらに以下のように近似することができる(H. Soyama, J. Soc. Mat. Sci. Japan, 47(4), 381 1998)。
(P ∞: pressure general flow, U ∞: flow rate of the general flow, p v: fluid vapor pressure, [rho: the density of the fluid)
Here, a large number of cavitations indicates that the flow field is in a state where cavitation is difficult to occur. In particular, when cavitation is generated through a nozzle or orifice pipe such as a cavitation jet, the cavitation number σ is calculated from the following equation (2) from the nozzle upstream pressure p 1 , the nozzle downstream pressure p 2 , and the saturated vapor pressure p v of the sample water. In the cavitation jet, the pressure difference between p 1 , p 2, and p v is large and p 1 >> p 2 >> p v. Therefore, the cavitation number σ is further as follows: (H. Soyama, J. Soc. Mat. Sci. Japan, 47 (4), 381 1998).

Figure 2009235648
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本発明におけるキャビテーションの条件は、上述したキャビテーション数σが0.001以上0.5以下であることが望ましく、0.003以上0.2以下であることが好ましく、0.01以上0.1以下であることが特に好ましい。キャビテーション数σが0.001未満である場合、キャビテーション気泡が崩壊する時の周囲との圧力差が低いため効果が小さくなり、0.5より大である場合は、流れの圧力差が低くキャビテーションが発生し難くなる。   The cavitation condition in the present invention is preferably such that the above-mentioned cavitation number σ is 0.001 or more and 0.5 or less, preferably 0.003 or more and 0.2 or less, and 0.01 or more and 0.1 or less. It is particularly preferred that If the cavitation number σ is less than 0.001, the effect is small because the pressure difference with the surroundings when the cavitation bubbles collapse is low, and if it is greater than 0.5, the flow pressure difference is low and cavitation occurs. It becomes difficult to occur.

また、ノズルまたはオフィリス管を通じて噴射液を噴射してキャビテーションを発生させる際には、噴射液の圧力(上流側圧力)は0.01MPa以上30MPa以下であることが望ましく、0.7MPa以上20MPa以下であることが好ましく、3MPa以上15MPa以下であることが特に好ましい。上流側圧力が0.01MPa未満では下流側圧力との間で圧力差を生じ難く作用効果は小さい。また、30MPaより高い場合、特殊なポンプ及び圧力容器を必要とし、消費エネルギーが大きくなることからコスト的に不利である。一方、容器内の圧力(下流側圧力)は静圧で0.05MPa以上0.3MPa以下が好ましい。また、容器内の圧力と噴射液の圧力との圧力比は0.001〜0.5の範囲が好ましい。   Further, when the jet liquid is jetted through the nozzle or the Ophiris tube to generate cavitation, the pressure of the jet liquid (upstream pressure) is desirably 0.01 MPa or more and 30 MPa or less, and 0.7 MPa or more and 20 MPa or less. Preferably, it is preferably 3 MPa or more and 15 MPa or less. When the upstream pressure is less than 0.01 MPa, it is difficult to produce a pressure difference with the downstream pressure, and the effect is small. On the other hand, when the pressure is higher than 30 MPa, a special pump and a pressure vessel are required, and energy consumption increases, which is disadvantageous in terms of cost. On the other hand, the pressure in the container (downstream pressure) is preferably 0.05 MPa to 0.3 MPa in static pressure. Moreover, the pressure ratio between the pressure in the container and the pressure of the spray liquid is preferably in the range of 0.001 to 0.5.

また、噴射液の噴流の速度は1m/秒以上200m/秒以下の範囲であることが望ましく、20m/秒以上100m/秒以下の範囲であることが好ましい。噴流の速度が1m/秒未満である場合、圧力低下が低く、キャビテーションが発生し難いため、その効果は弱い。一方、200m/秒より大きい場合、高圧を要し特別な装置が必要であり、コスト的に不利である。   Further, the jet velocity of the jet liquid is desirably in the range of 1 m / second to 200 m / second, and preferably in the range of 20 m / second to 100 m / second. When the jet velocity is less than 1 m / sec, the effect is weak because the pressure drop is low and cavitation hardly occurs. On the other hand, when it is higher than 200 m / sec, a high pressure is required and a special device is required, which is disadvantageous in terms of cost.

本発明におけるキャビテーション発生場所としてはタンクなど任意の容器内もしくは配管内を選ぶことができるが、これらに限定するものではない。また、ワンパスで処理することも可能であるが、必要回数だけ循環することによって更に効果を増大できる。さらに複数の発生手段を用いて並列で、あるいは順列で処理することができる。   In the present invention, the cavitation generation place can be selected from any container such as a tank or inside a pipe, but is not limited thereto. Further, although it is possible to perform processing in one pass, the effect can be further increased by circulating the required number of times. Furthermore, it can be processed in parallel or in permutation using a plurality of generating means.

キャビテーションを発生させるための噴射は、大気開放の容器の中でなされても良いが、キャビテーションをコントロールするために圧力容器の中でなされるのが好ましい。   Injection for generating cavitation may be performed in a container open to the atmosphere, but is preferably performed in a pressure container in order to control cavitation.

本発明におけるキャビテーション発生場所としてはタンクなど任意の容器内もしくは配管内を選ぶことができるが、これらに限定するものではない。また、ワンパスで処理することも可能であるが、必要回数だけ循環することによって更に離解効果を増大できる。   In the present invention, the cavitation generation place can be selected from any container such as a tank or inside a pipe, but is not limited thereto. Although it is possible to perform processing in one pass, the disaggregation effect can be further increased by circulating the required number of times.

液体噴射によってキャビテーションを発生させる際の処理対象のパルプ懸濁液の固形分濃度は10重量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜5.0重量%の範囲で処理することが気泡の発生効率の点から好ましい。被噴射液の固形分濃度が10重量%以上30重量%以下である場合は、噴射液濃度を10重量%以下にすることによって作用効果を得ることができる。また、パルプ懸濁液のpHがアルカリ条件である方が繊維の膨潤性がよく、OH活性ラジカルの生成量が増加することから望ましい。   The solid content concentration of the pulp suspension to be treated when cavitation is generated by liquid jet is preferably 10% by weight or less, more preferably 0.1 to 5.0% by weight. This is preferable from the viewpoint of bubble generation efficiency. When the solid content concentration of the liquid to be jetted is 10% by weight or more and 30% by weight or less, the effect can be obtained by setting the jet liquid concentration to 10% by weight or less. Further, it is desirable that the pH of the pulp suspension is in an alkaline condition because the fiber swellability is good and the amount of OH active radicals generated is increased.

本発明では、液体の噴射圧力を高めることで、噴射液の流速が増大し、これに伴って圧力が低下し、より強力なキャビテーションが発生する。更に被噴射液を収める容器を加圧することで、キャビテーション気泡が崩壊する領域の圧力が高くなり、気泡と周囲の圧力差が大きくなるため気泡は激しく崩壊し衝撃力も大となる。キャビテーションは液体中の気体の量に影響され、気体が多過ぎる場合は気泡同士の衝突と合一が起こるため崩壊衝撃力が他の気泡に吸収されるクッション効果を生じるため衝撃力が弱まる。従って、溶存気体と蒸気圧の影響を受けるため、その処理温度は0℃以上70℃以下であることが好ましく、特に10℃以上60℃以下であることが好ましい。一般には、融点と沸点の中間点で衝撃力が最大となると考えられることから、水溶液の場合、50℃前後が好適であるが、それ以下の温度であっても、蒸気圧の影響を受けないため、上記の範囲であれば高い効果が得られる。   In the present invention, by increasing the jetting pressure of the liquid, the flow velocity of the jetting liquid is increased, and the pressure is lowered accordingly, and stronger cavitation is generated. Further, by pressurizing the container for storing the liquid to be ejected, the pressure in the region where the cavitation bubbles collapse is increased, and the pressure difference between the bubbles and the surroundings is increased, so that the bubbles collapse violently and the impact force increases. Cavitation is influenced by the amount of gas in the liquid, and when there is too much gas, collision and coalescence of bubbles occur, so that a collapse impact force is absorbed by other bubbles, and the impact force is weakened. Therefore, since it is influenced by dissolved gas and vapor pressure, the treatment temperature is preferably 0 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and particularly preferably 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. In general, since it is considered that the impact force becomes maximum at the midpoint between the melting point and the boiling point, in the case of an aqueous solution, around 50 ° C. is suitable, but even at a temperature lower than that, it is not affected by the vapor pressure. Therefore, a high effect can be obtained within the above range.

本発明においては、界面活性剤を添加することでキャビテーションを発生させるために必要なエネルギーを低減することができる。使用する界面活性剤としては、公知または新規の界面活性剤、例えば、脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸などのアルキレンオキシド付加物などの非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらの単一成分からなるものでも2種以上の成分の混合物でも良い。添加量は噴射液及び/または被噴射液の表面張力を低下させるために必要な量であればよい。   In the present invention, the energy required to generate cavitation can be reduced by adding a surfactant. As the surfactant to be used, known or novel surfactants, for example, nonionic surfactants such as fatty acid salts, higher alkyl sulfates, alkylbenzene sulfonates, higher alcohols, alkylphenols, alkylene oxide adducts such as fatty acids, etc. , Anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and the like. These may be composed of a single component or a mixture of two or more components. The addition amount may be an amount necessary for reducing the surface tension of the jet liquid and / or the liquid to be jetted.

本発明により製造したパルプを原料として紙を製造する際には、公知の抄紙機を使用することができるが、その抄紙条件は特に限定されるものではない。例えば、抄紙機としては、長網型、オントップツインワイヤー型、ギャップフォーマー型、円網型、多層型などを使用することができ、表面強度の向上や吸水抵抗性を付与する目的で、表面処理剤を塗布しても良い。表面処理剤を塗布する場合、表面処理剤の成分には特に限定はなく、またサイズプレスの型式も限定はなく、2ロールサイズプレスや、ゲートロールサイズプレス、シムサイザーのような液膜転写方式サイズプレスなどを適宜用いることができる。また、紙の表面を平滑にする目的で、マシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、高温ソフトニップカレンダーなどの公知のカレンダー装置を用いて処理を行っても良い。   When paper is produced from the pulp produced according to the present invention, a known paper machine can be used, but the paper making conditions are not particularly limited. For example, as a paper machine, a long net type, an on-top twin wire type, a gap former type, a circular net type, a multi-layer type, etc. can be used, and for the purpose of improving surface strength and imparting water absorption resistance, A surface treatment agent may be applied. When applying the surface treatment agent, there are no particular limitations on the components of the surface treatment agent, and there is no limitation on the size press type, and the size of a liquid film transfer system such as a two-roll size press, a gate roll size press, or a shim sizer. A press or the like can be used as appropriate. Further, for the purpose of smoothing the surface of the paper, the treatment may be performed using a known calendar device such as a machine calendar, a soft nip calender, or a high temperature soft nip calender.

本発明によって得られる紙は、紙の種類、坪量には限定はなく、更に各種の原紙や板紙を含む。また、紙中灰分の限定もない。また、1層の紙の他、2層以上の多層紙であっても良い。
[作用]
The paper obtained by the present invention is not limited to the type and basis weight of the paper, and further includes various base papers and paperboard. There is no limitation on the ash content in the paper. In addition to single-layer paper, multi-layer paper having two or more layers may be used.
[Action]

本発明において、嵩高かつ寸法安定性が良好なパルプを得られる理由としては、次の理由が考えられる。紙の嵩に関しては、繊維同士の結合力が高い場合、例えばフィブリル状の長繊維や微細繊維量が多い場合には、抄紙後の紙は密度が高くなり、嵩は下がる傾向にある。一方、紙の寸法安定性の悪化要因は様々であるが、特に繊維形状の変化による影響に関して考えると、繊維カールや微細繊維量の増加、叩解方法の違いなどが寸法安定性に影響を与えるとされている。以上のように、微細繊維は紙の嵩と寸法安定性の両方に関与していることから、微細繊維を減少させることにより、嵩高性と寸法安定性の良化の双方に対して効果が得られたものと考えられる。   In the present invention, the following reasons can be considered as the reason why a pulp having a high bulk and good dimensional stability can be obtained. Regarding the bulk of the paper, when the bonding strength between the fibers is high, for example, when the amount of fibrillated long fibers or fine fibers is large, the paper after the paper making tends to be high in density and low in bulk. On the other hand, although there are various factors that deteriorate the dimensional stability of paper, especially when considering the effects of changes in fiber shape, the increase in fiber curl, the amount of fine fibers, the difference in beating methods, etc. will affect dimensional stability. Has been. As described above, since fine fibers are involved in both the bulk and dimensional stability of paper, reducing the fine fibers has an effect on both bulkiness and improved dimensional stability. It is thought that it was done.

特に、キャビテーション処理によって本発明の効果が得られやすい理由としては、以下の理由が考えられる。キャビテーション処理を利用したパルプの叩解では、DDRなどの機械的作用による叩解と比べて、パルプ繊維の外部フィブリル化が起こりやすい。このようなパルプに含まれる微細繊維はフィブリル状のものが多く、このフィブリル状の微細繊維は、繊維同士の結合が強く、密度が高くなりやすい。そのため、フィブリル状の微細繊維を除くと、繊維同士の結合がより小さくなり、密度が小さくなると推測される。また、内部フィブリル化された繊維が少ないことから、叩解処理によって潰された繊維が少なく低密度化の一因になったと思われる。さらに、外部フィブリル化した繊維は、内部フィブリル化した繊維よりも保水度が低く、繊維の膨潤が起こりにくいと推測されるため、寸法安定性の良化に寄与したと推測される。   In particular, the following reasons can be considered as the reason why the effects of the present invention can be easily obtained by the cavitation treatment. In pulp beating using cavitation processing, external fibrillation of pulp fibers is likely to occur compared to beating by mechanical action such as DDR. Many of the fine fibers contained in such a pulp are fibril-like, and the fibril-like fine fibers are strongly bonded to each other and tend to have a high density. For this reason, if the fibril-like fine fibers are removed, it is presumed that the bonds between the fibers become smaller and the density becomes smaller. In addition, since the number of internally fibrillated fibers is small, the number of fibers crushed by the beating process is small, which may have contributed to the reduction in density. Furthermore, the externally fibrillated fiber has a lower water retention than the internally fibrillated fiber, and it is presumed that the fiber is less likely to swell. Therefore, it is presumed that it contributed to the improvement of dimensional stability.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は係る実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to the Example which concerns.

[実施例1〜3]
工場で製造された上質系原料(原料古紙が上質系古紙主体であるDIP)をDIP原料A(CSF404ml)とした。これを150メッシュワイヤー(目開き106μm)上で流水にて洗浄し、長繊維分(150メッシュオン)と微細繊維分(150メッシュパス)に分離した。このときの長繊維分を原料B(微細繊維量0%)とし、微細繊維分は沈降分離により濃縮した。次に、原料Bに対して微細繊維分を5重量%または10重量%加え、配合前後のそれぞれの原料に含まれる灰分を測定し、下記の方法により微細繊維量を計算した。
上記各原料に、歩留り向上剤(DR1500)を100ppm加え、JIS P 8222に基づいて手抄きシートを作製した。手抄きシートの厚さ、坪量を下記の方法で測定し、これを元に密度を算出した。さらに、寸法安定性の評価として、浸水伸度を下記の方法で測定した。結果を表1に示す。
・厚さ:JIS P8118:1998に従った。
・坪量:JIS P8124:1998(ISO536:1995)に従った。
・密度:手抄きシートの厚さ、坪量の測定値より算出した。
・灰分:DIP原料を温度525℃で2時間加熱した後に残った灰の重量と、元の固形分との比率から算出した。
・微細繊維量:KAJAANI社のFibarLabで測定した微細繊維量の値から、灰分の割合を除いて算出した。
・浸水伸度:乾燥プレート、リングを使用せずに、JIS P 8111:1998に規定する標準状態で、一昼夜乾燥させること以外はJIS P 8222:1998に準じて手抄きシートを作製し、これについて、J. TAPPI No.27Aに従い、60分後の浸水伸度を測定した。
[Examples 1 to 3]
A high-quality raw material manufactured at the factory (DIP whose raw paper is mainly high-quality waste paper) was designated as DIP raw material A (CSF 404 ml). This was washed with running water on a 150 mesh wire (aperture 106 μm) and separated into a long fiber (150 mesh on) and a fine fiber (150 mesh pass). The long fiber content at this time was used as the raw material B (fine fiber amount 0%), and the fine fiber content was concentrated by sedimentation separation. Next, 5% by weight or 10% by weight of the fine fiber was added to the raw material B, the ash contained in each raw material before and after blending was measured, and the amount of fine fiber was calculated by the following method.
100 ppm of a yield improver (DR1500) was added to each of the above raw materials, and a handsheet was produced based on JIS P 8222. The thickness and basis weight of the handsheet were measured by the following method, and the density was calculated based on this. Furthermore, as an evaluation of dimensional stability, the water immersion elongation was measured by the following method. The results are shown in Table 1.
Thickness: According to JIS P8118: 1998.
-Basis weight: According to JIS P8124: 1998 (ISO536: 1995).
Density: Calculated from the measured values of the hand-sheet thickness and basis weight.
Ash content: It was calculated from the ratio of the weight of the ash remaining after heating the DIP raw material at a temperature of 525 ° C. for 2 hours and the original solid content.
-Fine fiber amount: Calculated by removing the proportion of ash from the value of the fine fiber amount measured with FibarLab of KAJAANI.
・ Water immersion elongation: A hand-sheet is produced in accordance with JIS P 8222: 1998 except that it is dried all day and night in the standard state specified in JIS P 8111: 1998 without using a drying plate or ring. About J. TAPPI No. According to 27A, the water immersion elongation after 60 minutes was measured.

[比較例1]
原料Aを用いて実施例1と同様に手抄きシートを作製し、同様の評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A handsheet was prepared in the same manner as in Example 1 using the raw material A, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

[比較例2、3]
原料Bに微細繊維分を15重量%または20重量%加えたものを原料として用いた以外は、実施例2、3と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Examples 2 and 3]
Evaluation was performed in the same manner as in Examples 2 and 3 except that the raw material B was added with 15% by weight or 20% by weight of the fine fiber content. The results are shown in Table 1.

Figure 2009235648
Figure 2009235648

表1の結果から、比較例1〜3と比べて微細繊維量の少ない実施例1〜3は、微細繊維量の減少とともに密度が小さくなり、嵩高となっていることがわかる。また、実施例1〜3は、微細繊維量の減少と共に浸水伸度が低下していることから、寸法安定性に優れることがわかる。   From the results of Table 1, it can be seen that Examples 1 to 3 having a smaller amount of fine fibers compared to Comparative Examples 1 to 3 have a smaller density and a higher bulk as the amount of fine fibers is decreased. In addition, Examples 1 to 3 are excellent in dimensional stability because the water immersion elongation decreases with the decrease in the amount of fine fibers.

[実施例4]
広葉樹漂白クラフトパルプシートを離解し、任意の濃度に調整した後、ナイアガラビーターでCSF390mlに達するまで叩解し、原料Cとした。その後、原料Cを150メッシュワイヤー(目開き106μm)上で叩解後のパルプを流水にて洗浄し、微細繊維を取り除いた。灰分を測定し、微細繊維量を算出した。
上記原料に、歩留り向上剤(DR1500)を100ppm加え、JIS P 8222に基づいて手抄きシートを作製した。手抄きシートの厚さ、坪量を測定し、これを元に密度を算出した。さらに、寸法安定性の評価として、浸水伸度を測定した。結果を表2に示す。
・カナダ標準濾水度(CSF):JIS P8121:1995に従った。
[Example 4]
The hardwood bleached kraft pulp sheet was disaggregated and adjusted to an arbitrary concentration, and then beaten with a Niagara beater until it reached 390 ml of CSF, thereby preparing raw material C. Thereafter, the pulp after beating the raw material C on a 150 mesh wire (mesh 106 μm) was washed with running water to remove fine fibers. Ash content was measured and the amount of fine fibers was calculated.
A yield improver (DR1500) was added to the raw material at 100 ppm, and a handsheet was prepared based on JIS P 8222. The thickness and basis weight of the handmade sheet were measured, and the density was calculated based on this. Furthermore, the water immersion elongation was measured as an evaluation of dimensional stability. The results are shown in Table 2.
-Canadian standard freeness (CSF): According to JIS P8121: 1995.

[比較例4]
原料Cについて、実施例4と同様に手抄きシートを作製し、同様の項目を評価した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 4]
About the raw material C, the handsheet was produced similarly to Example 4, and the same item was evaluated. The results are shown in Table 2.

[実施例5]
広葉樹漂白クラフトパルプシートを離解し、任意の濃度に調整した後、特願2005−321231に記載のキャビテーション噴流式洗浄装置(ノズル径1.5mm)を用いて、噴射液の圧力(上流側圧力)を7MPa(噴流の流速70m/秒)、被噴射容器内の圧力(下流側圧力)を0.3MPaとして、CSFが390mlに達するまで叩解し、原料Dとした。なお、噴射液として濃度1.1重量%のパルプ懸濁液を使用し、容器内のパルプ懸濁液(濃度1.1重量%)として処理を行った。その後、原料Dを150メッシュワイヤー(目開き106μm)上で叩解後のパルプを流水にて洗浄し、微細繊維を取り除いた。灰分を測定し、微細繊維量を算出した。
上記原料に、歩留り向上剤(DR1500)を100ppm加え、JIS P 8222に基づいて手抄きシートを作製した。手抄きシートの厚さ、坪量を測定し、これを元に密度を算出した。さらに、寸法安定性の評価として、浸水伸度を測定した。結果を表2に示す。
[Example 5]
After disaggregating the hardwood bleached kraft pulp sheet and adjusting it to an arbitrary concentration, using the cavitation jet cleaning device (nozzle diameter 1.5 mm) described in Japanese Patent Application No. 2005-321231, the pressure of the jet liquid (upstream pressure) Was 7 MPa (jet flow velocity 70 m / sec), the pressure in the container to be jetted (downstream pressure) was 0.3 MPa, and the CSF reached 390 ml, and the raw material D was obtained. Note that a pulp suspension having a concentration of 1.1% by weight was used as the propellant, and the treatment was performed as a pulp suspension in the container (concentration of 1.1% by weight). Thereafter, the pulp after beating the raw material D on a 150 mesh wire (mesh 106 μm) was washed with running water to remove fine fibers. Ash content was measured and the amount of fine fibers was calculated.
A yield improver (DR1500) was added to the raw material at 100 ppm, and a handsheet was prepared based on JIS P 8222. The thickness and basis weight of the handmade sheet were measured, and the density was calculated based on this. Furthermore, the water immersion elongation was measured as an evaluation of dimensional stability. The results are shown in Table 2.

[比較例5]
原料Dについて、実施例5と同様に手抄きシートを作製し、同様の項目を評価した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 5]
About the raw material D, the handsheet was produced similarly to Example 5, and the same item was evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2009235648
Figure 2009235648

表2の結果から、比較例4と比べて微細繊維量の少ない実施例4、比較例5と比べて微細繊維量の少ない実施例5は、それぞれ比較例4または比較例5よりも密度が小さく、嵩高であった。また、実施例4および実施例5は、それぞれ比較例4または比較例5よりも浸水伸度が小さいことから、寸法安定性に優れることがわかる。また、実施例4よりも実施例5の方が、密度が小さく、かつ寸法安定性に優れたことから、特にキャビテーション処理を行った場合に、本発明の効果が顕著に現れることがわかる。   From the results of Table 2, the density of Example 4 with a small amount of fine fibers compared with Comparative Example 4 and Example 5 with a small amount of fine fibers compared with Comparative Example 5 are smaller than those of Comparative Example 4 and Comparative Example 5, respectively. It was bulky. Moreover, since Example 4 and Example 5 have smaller water immersion elongation than the comparative example 4 or the comparative example 5, respectively, it turns out that it is excellent in dimensional stability. In addition, since Example 5 is smaller in density and more excellent in dimensional stability than Example 4, it can be seen that the effect of the present invention is remarkably exhibited particularly when cavitation treatment is performed.

Claims (4)

パルプの製造工程において、パルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量を10%以下に調整することを特徴とするパルプの製造方法。   In the pulp manufacturing process, a pulp manufacturing method is characterized in that the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less with respect to all pulp fibers is adjusted to 10% or less. パルプを叩解処理した後、脱水処理によりパルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量を10%以下に調整することを特徴とする請求項1記載のパルプの製造方法。   The pulp production method according to claim 1, wherein after the pulp is beaten, the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less with respect to all the fibers of the pulp is adjusted to 10% or less by dehydration. 脱水処理によりパルプ全繊維に対する繊維長0.2mm以下の微細繊維量を10%以下に調整した後、パルプを叩解処理することを特徴とする請求項1記載のパルプの製造方法。   The pulp production method according to claim 1, wherein the pulp is beaten after the amount of fine fibers having a fiber length of 0.2 mm or less with respect to all the fibers of the pulp is adjusted to 10% or less by dehydration. 前記叩解処理が、キャビテーションによって生ずる気泡が崩壊する際に生じる衝撃力をパルプ繊維に与える処理であることを特徴とする請求項2又は3記載のパルプの製造方法。   4. The method for producing pulp according to claim 2, wherein the beating process is a process for giving an impact force generated when bubbles generated by cavitation collapse to a pulp fiber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110011550A1 (en) * 2008-03-31 2011-01-20 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Tissue papers for household use
CN109024044A (en) * 2018-08-07 2018-12-18 李春光 It is a kind of to prepare the method for paper pulp, the paper pulp of preparation and application with water lettuce

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