JP2010196191A - 抄紙方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】抄紙前の製紙原料において、最後のスクリーン2を通過した主製紙原料流の一部をバイパス流5とし、該バイパス流5を更に2つあるいは3つに分流6、7し、これら分流6、7と製紙薬剤4を一つあるいは二つの混合手段により混合8し、前記主製紙原料流に還流することにより、製紙薬剤を添加、混合する抄紙方法において、前記製紙薬剤は塩水溶液中で該塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、ビニル系単量体あるいはビニル系単量体混合物を分散重合することにより得た、粒径100μm以下の分散液からなる水溶性重合体が、該抄紙方法に適合する製紙薬剤である。
【選択図】図1
Description
その後前記主製紙原料流の一箇所に還流させることにより、前記製紙薬剤を添加・混合した後、抄紙する抄紙方法を実施する際、あるいは抄紙前の製紙原料において、最後のスクリーンを通過した主製紙原料流の一部をバイパス流とし、前記バイパス流を更に三つに分流した後、
前記三つに分流したうちの二つの分流と、一種以上の製紙薬剤を混合手段によって混合し、前記主製紙原料流の一箇所に還流させ、残りの一つの分流と無機性あるいは有機性アニオン性物質溶液流あるいは分散液流とを別の混合手段によって混合し、前記製紙薬剤の添加箇所よりも下流の前記主製紙原料流の一箇所に還流させることにより添加・混合した後、抄紙する抄紙方法を実施する際に、前記製紙薬剤のうち一種が歩留向上及び/又は紙質向上剤であり、塩水溶液中で該塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、ビニル系単量体あるいはビニル系単量体混合物を分散重合することにより得た、粒径100μm以下の分散液からなる水溶性重合体を使用することにより、前記歩留向上剤の効果的なミキシングが行なわれ、地合い性を損なうことなく歩留を向上、生産性の向上を図ることが可能であることを発見し本発明に達した。
そのため従来の添加法では、地合い崩れを起こすことがある、より高分子量の歩留向上剤の使用をすることもできる。上記例にあげた混合手段では、主原料流に対して高速で添加されるため薬品の流量が0.1l/s以上で粘度が300mPa・s以下であれば希釈用の清水が不要であるため、前記流量と粘度が好ましい。その範囲内に入らなければ清水で希釈するが、従来の添加法に対して清水使用量が大幅に削減できる。
攪拌機、還流冷却管、温度計および窒素導入管を備えた4つ口500mlセパラブルフラスコに脱イオン水110.2g、硫酸アンモニウム91.8g、カチオン性単量体として80重量%アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物(以下DMQ)18.3g、50重量%アクリルアミド(以下AAM)60.8g、前記単量体総量に対しイタコン酸を2モル%(0.9g)、分散剤としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物単独重合体(20重量%液、粘度6800mPa・s)18g(対単量体;8.0%)をそれぞれ仕込んだ。その後、攪拌しながら窒素導入管より窒素を導入し溶存酸素の除去を行った。この間、恒温水槽により35±2℃に内部温度を調整した。窒素導入30分後、開始剤として2、2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩化水素化物の1重量%水溶液0.45g(対単量体100ppm)を添加し重合を開始させた。内部温度を35±2℃に保ち重合開始後6時間たったところで上記開始剤を0.45g追加し、さらに10時間反応させ終了した。得られた塩水中分散液を試作−1とする。このDMQ/AAMのモル比は15/85であり、分散液粘度は210mPa・sであった。この分散液は、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は33.2mPa・sであり、さらにキャノンフェンスケ型粘度計を用いて1規定NaCl水溶液中に重合体濃度0.02g/dl、0.04g/dl、0.06g/dlに希釈した液のそれぞれの還元粘度を25℃で測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様に仕込み、さらに連鎖移動剤としてイソプロピルアルコールを対単量体0.5%(0.23g)加え、合成例1と同様の方法で反応した。得られた塩水中分散液を試作−2とする。この分散液の粘度は180mPa・sであり、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は29.3mPa・sであり、さらに合成例1と同様の方法で還元粘度を測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様に仕込み、さらに連鎖移動剤としてイソプロピルアルコールを対単量体1%(0.45g)加え、合成例1と同様の方法で反応した。得られた塩水中分散液を試作−3とする。この分散液の粘度は150mPa・sであり、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は23.7mPa・sであり、さらに合成例1と同様の方法で還元粘度を測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様の装置に、脱イオン水117.3g、硫酸アンモニウム89.3g、カチオン性単量体として80重量%DMQ21.5g、80重量%アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウム塩化物(以下DMABC)4.5g、50重量%AAM48.5g、前記単量体総量に対しイタコン酸を2モル%(0.9g)、分散剤としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物単独重合体(20重量%液、粘度6800mPa・s)18g(対単量体;8.0%)をそれぞれ仕込み、合成例1と同様の方法で反応した。得られた塩水中分散液を試作−4とする。このDMQ/DMABC/AAMのモル比は20/3/77であり、分散液粘度は310mPa・sであった。この分散液は、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は28.3mPa・sであり、さらに合成例1と同様の方法で還元粘度を測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様の装置に脱イオン水120.5g、硫酸アンモニウム84.2g、カチオン性単量体として80重量%DMQ17.5g、80重量%DMABC3.3g、アニオン性単量体として80重量%アクリル酸2.2g(以下AAC)、及び50重量%AAM53.4g、前記単量体総量に対しイタコン酸を2モル%(0.9g)、分散剤としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物単独重合体(20重量%液、粘度6450mPa・s)18g(対単量体8%)をそれぞれ仕込み、合成例1と同様の方法で反応した。得られた塩水中分散液分散液を試作−5とする。このDMQ/DMABC/AAM/AACのモル比は15/2/78/5であり、分散液粘度は260mPa・sであった。この分散液は、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は29.0mPa・sであり、さらに合成例1と同様の方法で還元粘度を測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様の装置に脱イオン水118.1g、硫酸アンモニウム86.7g、カチオン性単量体として80重量%DMQ12.1g、80重量%メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物(以下DMC)6.5g、アニオン性単量体として80重量%AAC4.5g、及び50重量%AAM53.2g、前記単量体総量に対しイタコン酸を2モル%(0.9g)、分散剤としてアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物単独重合体(20重量%液、粘度6450mPa・s)18g(対単量体8%)をそれぞれ仕込み、合成例1と同様の方法で反応した。得られた塩水中分散液を試作−6とする。このDMQ/DMC/AAM/AACのモル比は10/5/75/10であり、分散液粘度は420mPa・sであった。この分散液は、顕微鏡観察の結果、1〜30μmの粒子であることが判明した。またこの分散液を水で重合体濃度0.2%に希釈した液の粘度は27.8mPa・sであり、さらに合成例1と同様の方法で還元粘度を測定し、固有粘度を算出した。結果を表1および表2に示す。
合成例1と同様な操作により、重合遅延性物質としてマレイン酸を用い、表1に示す組成により水溶性重合体を含有する塩水中分散液試作−7を製造した。結果を表1および表2に示す。
温度計、攪拌機、窒素導入管、還流冷却管を備えた500mLの4ツ口セパラブルフラスコ内に沸点190°Cないし230°Cのイソパラフィン127.5gにソルビタンモノオレート7.5g及びポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート5.0gを仕込み溶解させた。別に脱イオン水8.3g、80重量%DMQ81.2g、50重量%AAM270.1g、粘度調整剤としてイソプロパノ−ル0.4g(対単量体2000ppm)を各々採取し添加した。油と水溶液を混合し、ホモジナイザーにて10000rpmで2分間攪拌乳化した。この時の単量体組成は、DMQ/AAM=15/85(モル%)である。
DMQ:アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物
DMC:メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、DMABC:アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウム塩化物、AAM:アクリルアミド、AAC:アクリル酸
製品形態;D:塩水中分散重合品、E:油中水型エマルジョン重合品
数値の単位;分散液粘度:mPa・s、0.2%水溶液粘度:mPa・s、固有粘度(1規定NaCl水溶液中):dl/g
IV=0.000373×分子量0.66
これから重量平均分子量を計算すると、約1600万となる。添加法変更前においては油中水型エマルジョンポリマー使用時のワイヤー総歩留率45%、灰分歩留率25%であった。これに対し添加法変更後では、合成例試作−1の水溶性重合体を、本発明で使用する添加法を用いることによりワイヤー総歩留率48%、灰分歩留率30%に向上した。合成例試作−1の水溶性重合体が効率的にミキシングされ、最大限の効果が発揮されたと考えられる。又地合いは油中水型エマルジョンポリマー添加時と合成例試作−1では同程度であり、地合いの低下は認められなかった。更に同抄紙マシンで、同混合装置「トランプジェット」を用い、同油中水型エマルジョンポリマーをスクリーン通過後に添加したところ、地合いが低下し、抄造の続行が困難であった。
2 最後のスクリーン
3 製紙薬剤貯槽(歩留向上/紙質向上剤)
4 製紙薬剤流
5 バイパス流
6 バイパス流を更に分けた分流の一つ
7 バイパス流を更に分けた分流の一つ
8 混合手段
9 抄紙機への製紙原料の流れ
10 主製紙原料流
11 製紙薬剤貯槽1(歩留向上/紙質向上剤)
12 製紙薬剤貯槽2(アニオン性水溶性高分子、ベントナイトあるいはコロイダルシリカなど)
13 最後のスクリーン
14 主製紙原料流
15 製紙薬剤流1
16 バイパス流
17 バイパス流を更に分けた分流の一つ
18 バイパス流を更に分けた分流の一つ
19 混合手段1
20 製紙薬剤流2
21 バイパス流を更に分けた分流の一つ
22 混合手段2
23 抄紙機への製紙原料の流れ
Claims (9)
- 抄紙前の製紙原料において、最後のスクリーンを通過した主製紙原料流の一部をバイパス流とし、前記バイパス流を更に二つに分流した後、一種以上の製紙薬剤と前記二つの分流とを混合手段によって混合し、
その後前記主製紙原料流の一箇所に還流させることにより、前記製紙薬剤を添加・混合した後、抄紙する抄紙方法であって、
前記製紙薬剤のうち一種が歩留向上及び/又は紙質向上剤であり、塩水溶液中で該塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、ビニル系単量体あるいはビニル系単量体混合物を分散重合することにより得た、粒径100μm以下の分散液からなる水溶性重合体であることを特徴とする抄紙方法。 - 抄紙前の製紙原料において、最後のスクリーンを通過した主製紙原料流の一部をバイパス流とし、前記バイパス流を更に三つに分流した後、
前記三つに分流したうちの二つの分流と、一種以上の製紙薬剤を混合手段によって混合し、前記主製紙原料流の一箇所に還流させ、残りの一つの分流と無機性あるいは有機性アニオン性物質溶液流あるいは分散液流とをもう一つの同種の混合手段によって混合し、前記製紙薬剤の添加箇所よりも下流の前記主製紙原料流の一箇所に還流させることにより添加・混合した後、抄紙する抄紙方法であって、
前記製紙薬剤のうち一種が歩留向上及び/又は紙質向上剤であり、塩水溶液中で該塩水溶液に可溶な高分子分散剤を共存させ、ビニル系単量体あるいはビニル系単量体混合物を分散重合することにより得た、粒径100μm以下の分散液からなる水溶性重合体であることを特徴とする抄紙方法。 - 前記主製紙原料流のバイパス流に替えて、主製紙原料流に循環される白水をバイパス流として使用することを特徴とする請求項1あるいは2に記載の抄紙方法。
- 前記無機性あるいは有機性アニオン性物質が、コロイダルシリカ、ベントナイト、および下記一般式(1)で表される単量体と(メタ)アクリルアミドとの共重合物から選択される一種以上であることを特徴とする請求項2に記載の抄紙方法。
一般式(1)
R8は水素、メチル基又はカルボキシメチル基、AはSO3、C6H4SO3、CONHC(CH3)2CH2SO3、C6H4COOあるいはCOO、R9は水素又はCOOY2、Y1あるいはY2は水素又は陽イオンをそれぞれ表わす。 - 前記歩留向上及び/又は紙質向上剤が、下記一般式(2)及び/又は(3)で表される単量体5〜100モル%、(メタ)アクリルアミド及び共重合可能な他の非イオン性水溶性単量体0〜95モル%、および下記一般式(1)で表される単量体0〜50モル%であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の抄紙方法。
R1は水素又はメチル基、R2、R3は炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、R4は水素、炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基であり、同種でも異種でも良い。Aは酸素またはNH、Bは炭素数2〜4のアルキレン基またはアルコキシレン基、X1は陰イオンをそれぞれ表わす。
一般式(3)
R5は水素又はメチル基、R6、R7は炭素数1〜3のアルキル基、アルコキシ基あるいはベンジル基、X2は陰イオンをそれぞれ表わす
一般式(1)
R8は水素、メチル基又はカルボキシメチル基、AはSO3、C6H4SO3、CONHC(CH3)2CH2SO3、C6H4COOあるいはCOO、R9は水素又はCOOY2、Y1あるいはY2は水素又は陽イオンをそれぞれ表わす。 - 前記水溶性重合体分散液を構成する水溶性重合体の1規定NaCl水溶液中、25℃で測定した固有粘度が10〜25dl/gであることを特徴とする請求項5に記載の抄紙方法。
- 前記水溶性重合体分散液を構成する水溶性重合体の1規定NaCl水溶液中、25℃で測定した固有粘度が15〜25dl/gであることを特徴とする請求項5に記載の水溶性重合体分散液。
- 前記分散重合時、前記単量体または単量体混合物に重合遅延性単量体物質を全単量体に対し0.5〜5モル%となるように添加することを特徴とする請求項5に記載の抄紙方法。
- 前記重合遅延性物質がイタコン酸、マレイン酸、フタル酸およびアリルアミンから選択される一種以上であることを特徴とする請求項8に記載の抄紙方法。
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