JP2017500454A - Method for improving size efficiency of ASA emulsion emulsified with polymeric emulsifier - Google Patents

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Abstract

本発明は、製紙プロセスにおいてASAサイズ剤のサイズ効率を改善する方法に関する。詳細には、本発明は、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションをサイズ剤として使用することによってパルプスラリーをサイズするステップと、製紙用填料として、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子をパルプスラリーへ添加するステップとを含む。The present invention relates to a method for improving the size efficiency of ASA sizing agents in a papermaking process. Specifically, the present invention is modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound as a pulp slurry by sizing a pulp slurry by using an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier as a sizing agent. Adding the papermaking filler particles to the pulp slurry.

Description

本開示は、製紙プロセスにおいてASAサイズ剤のサイズ効率を改善する方法に関する。詳細には、本発明は、製紙のサイズプロセスにおいて、製紙用填料粒子を、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物で処理することによって、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善する方法に関する。   The present disclosure relates to a method for improving the size efficiency of ASA sizing agents in a papermaking process. Specifically, the present invention relates to a method for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier by treating papermaking filler particles with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound in a papermaking size process. About.

紙は、典型的には、極性で強い親水性の特性、すなわちそれが水性系によって湿潤されやすく、膨潤されやすいという特性を有する、セルロース含有繊維複合体である。この特性は、紙の上に筆記および捺印するときならびに紙を加工するときに、水および他の液体(例えばインク、印刷用インク)の繊維ウェブ中への過剰且つ制御できない浸透をもたらす。その結果生じる問題には、内部の繊維結合力の低下、力学的性質の悪化、寸法安定性の低下、ならびに、筆記能力および捺印能力が非常に劣いることが挙げられる。   Paper is typically a cellulose-containing fiber composite that has polar and strong hydrophilic properties, i.e. it is easily wetted and swollen by aqueous systems. This property results in excessive and uncontrollable penetration of water and other liquids (eg, inks, printing inks) into the fibrous web when writing and stamping on paper and when processing paper. The resulting problems include a decrease in internal fiber bonding strength, a deterioration in mechanical properties, a decrease in dimensional stability, and a very poor writing and stamping ability.

湿潤および浸透の挙動を制御するために、部分的な疎水化を通じて、前述した挙動とは反対に作用する、いわゆるサイズ剤が利用される。これらの補助剤は、水性セルロースパルプへ添加すること(内添サイズ)、サイズプレス、フィルムプレス、コーター等の適当な適用系を用いて、事前に成形された紙ウェブを表面処理する手段によって適用すること(表面サイズ)の双方が可能である。いくつかのタイプの紙については、双方の方法が一緒に利用される。   In order to control the wetting and osmotic behavior, so-called sizing agents are used which act opposite to the behavior described above through partial hydrophobization. These adjuvants can be added to aqueous cellulose pulp (internal addition size) and applied by means of surface treatment of a pre-formed paper web using a suitable application system such as size press, film press, coater, etc. Both doing (surface size) is possible. For some types of paper, both methods are used together.

中性または弱アルカリ性の製紙プロセスでは、例えばアルキルケテンダイマー(AKD)およびアルケニル無水コハク酸(ASA)を含む典型的な中性サイズ剤等の中性サイズ剤が使用される。近年、紙および厚紙のサイズ用に中性サイズ剤を使用することが、世界中で一般的となった。概して、中性サイズ剤それ自体は、水不溶性の油である。したがって、それは、内添サイズのために完成紙料に添加される前にはエマルション状態でなければならない。中性サイズ剤の安定なエマルションを得るためには、適当な乳化剤が最も重要である。カチオン性デンプンおよび合成アクリルアミド系ポリマーが、通常、乳化剤として使用される。目標のサイズ効率を実現するために、大量のカチオン性デンプンを使用しなければならないが、相対的にはるかに少量の合成ポリマーの使用で類似の効果が得られるという事実により、カチオン性デンプンに比べ、ポリマー乳化剤が注目を集めている。さらに、大量のカチオン性デンプンを使用すると、製紙工場から放出される水中の化学的酸素要求量(COD)のレベルが大きく上昇し、深刻な環境汚染を引き起こしうる。環境保全の観点から、カチオン性デンプンをカチオン性ポリマーに置き換えることが望ましい。   In neutral or weakly alkaline papermaking processes, neutral sizing agents are used, such as typical neutral sizing agents including, for example, alkyl ketene dimers (AKD) and alkenyl succinic anhydrides (ASA). In recent years, the use of neutral sizing agents for paper and cardboard sizes has become common throughout the world. In general, the neutral sizing agent itself is a water-insoluble oil. Therefore, it must be in an emulsion state before being added to the furnish due to the size added internally. In order to obtain a stable emulsion of a neutral sizing agent, a suitable emulsifier is most important. Cationic starch and synthetic acrylamide polymers are usually used as emulsifiers. A large amount of cationic starch must be used to achieve the target size efficiency, but due to the fact that the use of a relatively much smaller amount of synthetic polymer provides a similar effect compared to cationic starch. Polymer emulsifiers are attracting attention. Further, the use of large amounts of cationic starch can greatly increase the level of chemical oxygen demand (COD) in the water released from the paper mill and cause severe environmental pollution. From the viewpoint of environmental conservation, it is desirable to replace the cationic starch with a cationic polymer.

別の態様では、コスト削減の要求により、繊維の消費量を減らすために、ますます多くの填料、例えばCaCO、TiOが、紙へ添加されている。しかし、このような典型的に使用される填料は、アルカリ性紙のサイズに悪影響を及ぼす。灰分含有率を増やすと、つまり填料をより多く添加すると、中性サイズは負の影響を受ける。より具体的には、ポリマー性乳化剤を使用したときの中性サイズの効果は、カチオン性デンプン乳化剤と比較して理想的ではない。 In another aspect, more and more fillers, such as CaCO 3 , TiO 2, are added to the paper to reduce fiber consumption due to cost reduction requirements. However, such fillers typically used adversely affect the size of the alkaline paper. Increasing the ash content, ie adding more filler, negatively affects the neutral size. More specifically, the neutral size effect when using polymeric emulsifiers is not ideal compared to cationic starch emulsifiers.

いくつかの文献において、サイズ効率が、填料を表面処理することによって改善されうることが報告されており、主に填料の疎水性化の改質および処理技術に焦点が当てられている。米国特許第5,411,639号は、デンプン/脂肪酸石鹸複合体が、デンプンを蒸解して、次いで該デンプンの水溶液と、脂肪酸石鹸(脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩)とを特定の条件下で混合することによって得られうることを開示している。こうした複合体が填料を改質するために使用されると、AKDのサイズ効率は効果的に改善されうる。米国特許第5,527,430号もまた、ASAのサイズ効率を改善する方法を開示しており、そこで、ポリマーは、填料の表面が疎水性になるように、填料を表面修飾するために使用される。2つの方法の双方において、脂肪酸、または脂肪酸の塩が使用され、複雑なプロセスを生じさせるデンプン/脂肪酸複合体が大量に使用される。炭酸カルシウムを表面修飾するために大量の化学物質を使用することは、実用化には経済的に適さない。   Several publications report that size efficiency can be improved by surface treating the filler, with a focus mainly on modification of the hydrophobicity of the filler and processing techniques. US Pat. No. 5,411,639 discloses that a starch / fatty acid soap complex digests starch and then an aqueous solution of the starch and a fatty acid soap (a sodium or potassium salt of a fatty acid) under certain conditions. It discloses that it can be obtained by mixing. When such a composite is used to modify the filler, the AKD size efficiency can be effectively improved. US Pat. No. 5,527,430 also discloses a method to improve the size efficiency of ASA, where the polymer is used to surface-modify the filler so that the surface of the filler is hydrophobic. Is done. In both methods, fatty acids, or salts of fatty acids, are used, and starch / fatty acid complexes are used in large quantities resulting in complex processes. The use of large amounts of chemicals for surface modification of calcium carbonate is not economically suitable for practical use.

米国特許第5,411,639号公報US Pat. No. 5,411,639 米国特許第5,527,430号公報US Pat. No. 5,527,430 米国特許第3,102,064号公報U.S. Pat. No. 3,102,064 米国特許第4,657,946号公報U.S. Pat. No. 4,657,946 米国特許第6,491,790号公報US Pat. No. 6,491,790

従来技術における上記の欠点に鑑みて、本発明は、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善する方法であって、中性サイズの効率を有意に改善することができる方法を提供することによって課題を解決する。   In view of the above disadvantages in the prior art, the present invention provides a method for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier, which can significantly improve the efficiency of a neutral size. To solve the problem.

ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率が、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を製紙用填料として使用することによって有意に改善されうることが見出された。その上、驚くべきことに、上記の効果が、きわめて少量にすぎないヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物で製紙用填料粒子を改質することによって実現されうることが見出された。   It has been found that the size efficiency of ASA emulsions emulsified with polymeric emulsifiers can be significantly improved by using paper filler particles modified with hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide compounds as paper fillers. It was. Moreover, it has been surprisingly found that the above effects can be achieved by modifying paper filler particles with only very small amounts of hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds.

すなわち、本発明は、製紙プロセスにおいて、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善する方法であって、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションをサイズ剤として使用することによってパルプスラリーをサイズするステップと、製紙用填料として、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子をパルプスラリー中へ添加するステップとを含む、方法を提供する。   That is, the present invention is a method for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier in a papermaking process, wherein the pulp slurry is sized by using the ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier as a sizing agent. And a step of adding, as a papermaking filler, papermaking filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound into a pulp slurry.

さらに、本発明は、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのパルプスラリー中への添加と同時にまたはその前もしくは後に、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖によって改質された製紙用填料粒子をパルプスラリー中へ添加するステップを含む、製紙のための方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides a papermaking filler particle modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide simultaneously with or before or after the addition of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier into the pulp slurry. A method for papermaking is provided, comprising the step of adding to the paper.

本発明によれば、ポリマー乳化剤が乳化剤として使用されると、ASAサイズのサイズ効率は有意に改善されうる。本発明によれば、合成ポリマーで乳化されたASAエマルションのサイズ効率は、蒸解カチオン性デンプン乳化剤によって乳化されたASAエマルションのサイズ効率を下回らない。   According to the present invention, when a polymer emulsifier is used as an emulsifier, the size efficiency of ASA size can be significantly improved. According to the present invention, the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a synthetic polymer does not fall below the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a cooking cationic starch emulsifier.

特段の指定がない限り、本明細書における科学技術用語は、当業者によって理解されるのと同じ意味を有する。不一致が起きた場合は、本明細書において使用される意味を優先するべきである。   Unless defined otherwise, scientific and technical terms herein have the same meaning as understood by one of ordinary skill in the art. In the event of a conflict, the meaning used in this specification should prevail.

本発明は、製紙プロセスにおいて、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善する方法であって、
ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションをサイズ剤として使用することによってパルプスラリーをサイズするステップと、
ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を製紙用填料としてパルプスラリー中へ添加するステップと、
を含む、方法を提供する。
The present invention is a method for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier in a papermaking process, comprising:
Sizing the pulp slurry by using an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier as a sizing agent;
Adding a papermaking filler particle modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound into a pulp slurry as a papermaking filler;
Providing a method.

ASA
この文脈おいて、ASAは、アルケニル無水コハク酸を指し、中性サイズ剤として知られている(米国特許第3,102,064号を参照されたい)。ASAサイズ剤は、例えばNalco Co.製のN7540、N7542およびN7543、Kemi Co.製のAS2300等として、市販されている。ASAは水溶性の油であり、水との混合物はエマルションで存在する。安定なASAエマルションを得るためには、乳化剤が使用されなければならない。
ASA
In this context, ASA refers to alkenyl succinic anhydride and is known as a neutral sizing agent (see US Pat. No. 3,102,064). ASA sizing agents are available, for example, from Nalco Co. N7540, N7542 and N7543 manufactured by Kemi Co. It is commercially available as AS2300, etc. ASA is a water-soluble oil, and the mixture with water exists as an emulsion. In order to obtain a stable ASA emulsion, an emulsifier must be used.

ポリマー乳化剤
ASAエマルションを乳化するための乳化剤として、カチオン性デンプンおよびアクリルアミド系合成ポリマーを挙げることができる。この文脈において、ポリマー乳化剤は、水溶性アクリルアミド化合物とすることができ、水溶性アクリルアミド化合物は、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマー、および、グリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーからなる群から選択されうる。
Polymer emulsifiers Examples of emulsifiers for emulsifying ASA emulsions include cationic starch and acrylamide synthetic polymers. In this context, the polymer emulsifier can be a water-soluble acrylamide compound, which consists of a copolymer of acrylamide and a cationic monomer and a copolymer of acrylamide and a cationic monomer cross-linked with glyoxal. It can be selected from a group.

本明細書において、カチオン性モノマーは、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、N,N,N−トリメチル−3−(2−メチルアリルアミド)−1−プロピルアンモニウムクロリド、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートの第四級アンモニウム塩カチオン、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジエチルアミノエチルアクリレート、およびジエチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩からなる群から選択されうる。   In the present specification, the cationic monomer is dimethyldiallylammonium chloride, methylacrylyloxyethyltrimethylammonium chloride, N, N, N-trimethyl-3- (2-methylallylamido) -1-propylammonium chloride, N, N'-dimethylaminoethyl methacrylate, quaternary ammonium salt cation of N, N'-dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and diethylaminoethyl acrylate It can be selected from the group consisting of quaternary ammonium salts.

例えば、ポリマー乳化剤は、10,000〜1,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであって、カチオン性モノマー単位のアクリルアミド単位に対する比が、1/99と20/80の間、例えば2/98と18/82の間、または例えば5/95と15/85の間であるコポリマーであってもよい。   For example, the polymer emulsifier is a copolymer of acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000 daltons, wherein the ratio of cationic monomer units to acrylamide units is 1/99. It may be a copolymer that is between 20/80, for example between 2/98 and 18/82, or for example between 5/95 and 15/85.

この文脈において、「カチオン性モノマー単位」は、ポリマーのカチオン性モノマーに由来する部分を指し、「アクリルアミド単位」は、ポリマーのアクリルアミドに由来する部分を指す。「グリオキサール単位」は、ポリマーのグリオキサールに由来する部分を指す。   In this context, “cationic monomer unit” refers to a moiety derived from a cationic monomer of a polymer and “acrylamide unit” refers to a moiety derived from acrylamide of a polymer. “Glyoxal unit” refers to a moiety derived from glyoxal of a polymer.

例えば、ポリマー乳化剤は、100,000〜3,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、グリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであって、アクリルアミド単位のカチオン性モノマー単位に対する比が、5/95と95/5の間であり、グリオキサール単位のアクリルアミド単位に対する比が、60/40と5/95の間、または例えば50/50と10/90の間、または例えば45/55と10/90の間であるコポリマーであってもよい。   For example, a polymer emulsifier is a copolymer of glyoxal cross-linked acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 daltons, wherein the ratio of acrylamide units to cationic monomer units is Between 5/95 and 95/5, and the ratio of glyoxal units to acrylamide units is between 60/40 and 5/95, or such as between 50/50 and 10/90, or such as 45/55. It may be a copolymer that is between 10/90.

より詳細には、ポリマー乳化剤は、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドとのコポリマー、およびグリオキサールで架橋されたジメチルジアリルアンモニウムクロリドアクリルアミドからなる群から選択されうる。   More specifically, the polymer emulsifier may be selected from the group consisting of a copolymer of methyl acrylyloxyethyl trimethyl ammonium chloride and acrylamide, and dimethyl diallyl ammonium chloride acrylamide crosslinked with glyoxal.

Nalco Co.製のN7541およびN63007、ならびにBuckman Co.製のBubond 650が、使用されうる市販のポリマー乳化剤の例である。   Nalco Co. Manufactured by N7541 and N63007, and Buckman Co. Bubond 650 made by the company is an example of a commercially available polymer emulsifier that can be used.

ポリマー乳化剤によって乳化されたASAエマルション
ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションは、例えば米国特許第4,657,946号および第6,491,790号への参照によって当技術で既知である。ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションの調製は例えば、例えば0.01〜10重量部のポリマー乳化剤と、50〜99.9重量部の水とを混合するステップと、次いで0.01〜40重量部のASAを添加するステップと、1〜2分間、高い剪断条件下で撹拌するステップとによって行いうる。本明細書において、「高い剪断条件」は、ASAが、エマルションを形成するために機械的な力によって水中へ分散されることを意味する。高い剪断条件は、当技術で既知の方法によって達成されうる。例えば、それはホモジナイザまたはターボポンプによって達成されうる。ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルション中の、ASAの含有率は、0.01〜10重量%の量であってもよい。乳化されたASA粒子の粒径は、例えば0.1〜5μm、または例えば0.2〜2μm、または例えば0.5〜1.5μmであってもよい。
ASA emulsions emulsified with polymeric emulsifiers ASA emulsions emulsified with polymeric emulsifiers are known in the art, for example by reference to US Pat. Nos. 4,657,946 and 6,491,790. The preparation of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier is, for example, a step of mixing 0.01 to 10 parts by weight of a polymer emulsifier with 50 to 99.9 parts by weight of water, and then 0.01 to 40 parts by weight. Of ASA and stirring for 1-2 minutes under high shear conditions. As used herein, “high shear conditions” means that ASA is dispersed into water by mechanical force to form an emulsion. High shear conditions can be achieved by methods known in the art. For example, it can be achieved by a homogenizer or a turbo pump. The ASA content in the ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier may be 0.01 to 10% by weight. The particle size of the emulsified ASA particles may be, for example, 0.1-5 μm, or such as 0.2-2 μm, or such as 0.5-1.5 μm.

ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子
ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子は、個別の製紙用填料粒子によって、または、製紙用填料粒子の凝集体によって形成されているコアと、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって形成され、コアの表面を被覆している被覆層とを含む。ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類によって改質された製紙用填料粒子は、上記のコアおよび上記の被覆層のみで構成されうる。「ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって形成されている被覆層」は、被覆層が、製紙用填料粒子用の改質剤として、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類のみを含有していることを意味すると意図される。
Paper-made filler particles modified with hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds Paper-made filler particles modified with hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds are used for individual paper-made filler particles or for papermaking. A core formed by an aggregate of filler particles; and a coating layer formed by a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound and covering the surface of the core. Paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide can be composed of only the core and the coating layer. The “coating layer formed of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound” contains only the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide as a modifier for the filler particles for papermaking. Is meant to mean.

ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物は、グルコシド結合を介して単糖モノマー(C10)によって形成された巨大分子の多糖炭水化物を指す。具体的な例は、セルロース、カチオン性セルロース、キトサン、カチオン性キトサン、グアーガム、カチオン性グアーガム、蒸解天然デンプンおよび蒸解カチオン性デンプン、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択されうる。具体的には、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物はまた、所与の例から選択される、任意の、例えば2種または3種以上の組合せとすることもできる。例えば、それは、蒸解デンプンと、セルロース、キトサン、グアーガムまたはこれらのカチオン性化合物から選択される1種または2種以上との組合せであってもよい。例えば、それは、蒸解デンプン(本明細書中の蒸解天然デンプンおよび/または蒸解カチオン性デンプン)であってもよい。例えば、それは、蒸解天然デンプンであってもよい。 Hydroxyl-containing hydrocarbon natural macromolecular polysaccharide compounds refer to macromolecular polysaccharide carbohydrates formed by monosaccharide monomers (C 6 H 10 O 6 ) via glucoside bonds. Specific examples may be selected from the group consisting of cellulose, cationic cellulose, chitosan, cationic chitosan, guar gum, cationic guar gum, cooked natural starch and cooked cationic starch, or any combination thereof. Specifically, the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide compound can also be any, eg, two or more combinations selected from a given example. For example, it may be a combination of cooked starch and one or more selected from cellulose, chitosan, guar gum or their cationic compounds. For example, it may be a cooked starch (a cooked natural starch and / or a cooked cationic starch herein). For example, it may be a cooked natural starch.

「製紙用填料」または「製紙のための填料」は、製紙のための重要な原料の1つの等級であり、製紙プロセスで大量のパルプ繊維と置き換わることができる。填料の使用は、製紙のコストを実質的に減らし、白さ、不透明度、平滑性、最終紙の光沢、印刷適性および筆記適性、ならびに/または寸法安定性等を改善することができる。いくつかの条件下で、それはまた、ウェットエンドにおける紙料の排水を改善して製紙のコストを減らすこともできる。製紙用填料は、無機填料または有機填料であってもよい。無機填料は、例えば、カオリン、炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウムおよび非晶質ケイ酸塩、またはこれらの任意の組合せから選択されうる。例えば、無機填料は、炭酸カルシウムと、カオリン、タルク、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、および非晶質ケイ酸塩から選択される1種または2種以上との組合せであってもよい。無機填料は、例えば炭酸カルシウムであってもよい。炭酸カルシウムは、アニオン性炭酸カルシウム、例えばアニオン性粉砕炭酸カルシウムもしくはアニオン性沈降炭酸カルシウムとすることができ、またはカチオン性炭酸カルシウム、例えばカチオン性沈降炭酸カルシウムもしくはカチオン性粉砕炭酸カルシウムであってもよい。   “Paper for papermaking” or “filler for papermaking” is one grade of important raw material for papermaking and can replace a large amount of pulp fiber in the papermaking process. The use of fillers can substantially reduce papermaking costs and improve whiteness, opacity, smoothness, final paper gloss, printability and writing ability, and / or dimensional stability. Under some conditions, it can also improve stock drainage at the wet end and reduce papermaking costs. The papermaking filler may be an inorganic filler or an organic filler. The inorganic filler can be selected from, for example, kaolin, calcium carbonate, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium sulfate and amorphous silicate, or any combination thereof. For example, the inorganic filler may be a combination of calcium carbonate and one or more selected from kaolin, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium sulfate, and amorphous silicate. The inorganic filler may be, for example, calcium carbonate. The calcium carbonate can be an anionic calcium carbonate, such as anionic ground calcium carbonate or anionic precipitated calcium carbonate, or it can be a cationic calcium carbonate, such as cationic precipitated calcium carbonate or cationic ground calcium carbonate. .

有機填料は、合成ポリマー填料、デンプン系填料、木材粉末填料、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択されうる。合成ポリマー填料は、例えば、1,1−ジクロロエチレン/アクリロニトリルコポリマー、尿素ホルムアルデヒド樹脂凝集体填料およびデンプン系填料であってもよい。製紙用填料は、例えば、炭酸カルシウムと、カオリン、タルク、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、非晶質ケイ酸塩、ポリマー系填料、デンプン系填料および木材粉末填料からなる群から選択される1種または2種以上の組合せであってもよい。製紙用填料は、表面非修飾または表面修飾のいずれかであってもよい。表面修飾は、当技術における従来の表面修飾剤、例えば未加工デンプン、カチオン性デンプンによって実施されうる。   The organic filler can be selected from the group consisting of synthetic polymer fillers, starch-based fillers, wood powder fillers, or any combination thereof. Synthetic polymer fillers may be, for example, 1,1-dichloroethylene / acrylonitrile copolymers, urea formaldehyde resin aggregate fillers and starch-based fillers. The papermaking filler is, for example, selected from the group consisting of calcium carbonate, kaolin, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, calcium sulfate, amorphous silicate, polymer filler, starch filler and wood powder filler. 1 type or the combination of 2 or more types may be sufficient. The papermaking filler may be either surface unmodified or surface modified. Surface modification can be performed by conventional surface modifiers in the art, such as raw starch, cationic starch.

「製紙用填料粒子」は、表面修飾に供されない製紙用填料の粒子を指す。製紙用填料粒子は、一次粒子(個別の製紙用填料粒子)または二次粒子(製紙用填料粒子の凝集体)であってもよい。製紙用填料粒子の粒径については、製紙用填料としての使用に影響しない限り、特別の制限はない。製紙用填料粒子の粒径は、例えば0.1〜200μm、例えば2〜100μm、例えば10〜50μmであってもよい。   “Paper filler particles” refers to paper filler particles that are not subjected to surface modification. The papermaking filler particles may be primary particles (individual papermaking filler particles) or secondary particles (aggregates of papermaking filler particles). The particle size of the papermaking filler particles is not particularly limited as long as it does not affect the use as a papermaking filler. The particle size of the papermaking filler particles may be, for example, 0.1 to 200 μm, for example 2 to 100 μm, for example 10 to 50 μm.

「被覆層」は、コアの表面を被覆している層を指す。被覆層とコアの重量比は、例えば0.1:100〜5:100、例えば0.2:100〜2:100、または例えば0.3:100〜1.5:100であってもよい。   “Coating layer” refers to a layer covering the surface of the core. The weight ratio of the coating layer to the core may be, for example, 0.1: 100 to 5: 100, such as 0.2: 100 to 2: 100, or such as 0.3: 100 to 1.5: 100.

ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類によって改質された製紙用填料粒子は、以下の方法によって製造されうる。製造方法は、以下のステップを含む:   Paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide can be produced by the following method. The manufacturing method includes the following steps:

1.ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類の溶液または分散体を調製するステップ。該溶液または分散体は、例えば、水溶液または水性の分散液であってもよい。溶液または分散体中のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類の含有率に特別な制限はなく、実際の必要に応じて好適に選択されることができ、0.1〜20重量%、または例えば0.2〜10重量%、または例えば0.5〜5重量%であってもよい。   1. Preparing a solution or dispersion of a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide. The solution or dispersion may be, for example, an aqueous solution or an aqueous dispersion. There is no particular limitation on the content of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide in the solution or dispersion, which can be suitably selected according to actual needs, such as 0.1 to 20% by weight, or, for example, It may be 0.2 to 10% by weight, or for example 0.5 to 5% by weight.

2.製紙用填料粒子の懸濁液を調製するステップ。懸濁液は、水性の懸濁液であってもよい。懸濁液中の製紙用填料粒子の含有率に特別の制限はなく、実際の必要に応じて好適に選択されうる。例えば、懸濁液中の製紙用填料粒子の含有率は、1〜60重量%、または例えば5〜30重量%、または例えば10〜20重量%であってもよい。   2. Preparing a suspension of papermaking filler particles. The suspension may be an aqueous suspension. There is no special restriction | limiting in the content rate of the papermaking filler particle | grains in suspension, It can select suitably according to actual need. For example, the content of papermaking filler particles in the suspension may be 1 to 60 wt%, or such as 5 to 30 wt%, or such as 10 to 20 wt%.

3.ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物が製紙用填料粒子の表面を被覆するように、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類の溶液または分散体と、製紙用填料粒子の懸濁液とを混合するステップ。ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類の溶液または分散体の、製紙用填料粒子の懸濁液に対する混合比に、特別な制限はなく、実際の必要に応じて好適に選択されうる。例えば、製紙用填料粒子の懸濁液中の製紙用填料粒子100重量部に対して、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類の溶液または分散体中のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖類は0.1〜20重量部、または例えば0.2〜10重量部、または例えば0.5〜5重量部の量で添加されうる。混合中および/または混合後に、混合は、例えば撹拌によって促進されうる。得られた液体は、製紙用填料として直接使用されることができ、また、調製された、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子もまた、濾過および/または遠心分離等の手段によって分離されうる。調製された、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子における、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物と製紙用填料粒子との重量比は、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の溶液または分散体と、製紙用填料粒子の懸濁液との、混合比、混合期間、撹拌の条件、濾過/遠心分離の条件を調整することによって調整されうる。   3. Mix the solution or dispersion of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide with the suspension of the paper-made filler particles so that the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound coats the surface of the paper-made filler particles. Step. The mixing ratio of the solution or dispersion of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide to the suspension of the paper filler particles is not particularly limited and can be suitably selected according to actual needs. For example, the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide in the solution or dispersion of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide is 0 with respect to 100 parts by weight of the paper-making filler particle in the suspension of paper filler particles. 0.1-20 parts by weight, or for example 0.2-10 parts by weight, or for example 0.5-5 parts by weight. During and / or after mixing, mixing can be facilitated, for example, by stirring. The resulting liquid can be used directly as a paper filler and the prepared paper filler particles modified with hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide compounds can also be filtered and / or centrifuged. It can be separated by means such as separation. The weight ratio of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound to the paper-making filler particles in the prepared paper-made filler particles modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is determined as follows. It can be adjusted by adjusting the mixing ratio, mixing period, stirring conditions, and filtration / centrifugation conditions of the solution or dispersion of the molecular polysaccharide compound and the suspension of the papermaking filler particles.

ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子における、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の、製紙用填料粒子に対する重量比は、例えば、以下の方法によって測定されうる:得られた、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を、例えば加熱によって乾燥させ、含有されている媒体(例えば水、有機溶媒)を除去し、次いで検量して、M1と示す;加熱乾燥された、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を、媒体(例えば水、有機溶媒)に再び浸してヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の層を膨潤させ、次いでヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の層を物理的方法(例えばサンドペーパーで磨く)で除去し、得られた製紙用填料粒子を、例えば加熱することによって再び乾燥させて、付着していた媒体を除去し、次いで再び検量して、M2と示す;重量比は、M1−M2/M2である。例えば、製紙用填料粒子が、炭酸カルシウム等の可燃性の無機填料であるとき、重量比は、以下の方法によって測定されうる:得られた、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を、濾過によって分離し、例えば120℃で乾燥させて、媒体(例えば水、有機溶媒)を除去し、一定量の、完全に乾燥した、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を取り、検量して、M1と示す;空気中550℃で2時間加熱し、再び検量して、M2と示す;重量比は、M1−M2/M2である。   The weight ratio of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound to the paper filler particles in the paper-made filler particles modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound can be measured, for example, by the following method: The resulting paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound are dried, for example, by heating, the contained medium (for example, water, organic solvent) is removed, and then calibrated. M1; Heat-dried paper-made filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound are re-immersed in a medium (for example, water or an organic solvent) to rehydrate the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide. The compound layer is swollen and then the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound layer is physically treated (eg The resulting paper filler particles are dried again, for example by heating, to remove the adhering medium and then weighed again to indicate M2; weight ratio Is M1-M2 / M2. For example, when the paper filler particles are flammable inorganic fillers such as calcium carbonate, the weight ratio can be measured by the following method: modified by the resulting hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound The papermaking filler particles are separated by filtration, dried at, for example, 120 ° C. to remove the medium (eg, water, organic solvent), and a certain amount of completely dried hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound The papermaking filler particles modified by the above are taken, weighed and shown as M1; heated in air at 550 ° C. for 2 hours, weighed again and shown as M2; the weight ratio is M1-M2 / M2 .

製紙方法(プロセス)
「製紙方法(プロセス)」または「製紙のための方法」は、水性セルロース系製紙完成紙料を形成するステップと、完成紙料から排水してシートを形成するステップと、該シートを乾燥させるステップとを主に含む、紙製品を製造する方法を意味すると意図される。
Papermaking method (process)
The “papermaking method (process)” or “method for papermaking” includes the steps of forming an aqueous cellulosic papermaking furnish, draining the furnish to form a sheet, and drying the sheet Is intended to mean a method of manufacturing a paper product.

「パルプスラリー」または「パルプ」は、パルプ化工程から得られた製品を意味すると意図される。「パルプ化」は、化学的方法もしくは機械的方法または双方の組合せによって、植物繊維原料を解離させて本来の色を有するパルプスラリー(未晒パルプ)を形成するか、またはさらに晒パルプを形成する製造工程を含む。パルプは、既知のパルプの任意のものとすることができ、機械パルプ、化学パルプ、化学−機械パルプ、およびリサイクルされた古紙のパルプスラリー、例えば機械パルプおよび/またはリサイクルされた繊維を含有するパルプが挙げられるが、これらに限定されない。   “Pulp slurry” or “pulp” is intended to mean a product obtained from a pulping process. “Pulping” is a chemical method or mechanical method or a combination of both, where plant fiber raw materials are dissociated to form a pulp slurry with the original color (unbleached pulp), or further bleached pulp is formed. Includes manufacturing processes. The pulp can be any of the known pulps, including mechanical pulp, chemical pulp, chemical-mechanical pulp, and recycled waste paper pulp slurry, such as pulp containing mechanical pulp and / or recycled fiber However, it is not limited to these.

パルプは、パルプ化および付加的な調整に供し、ハンドシート(hand sheet)において使用されうる繊維の懸濁液を生成する。こうした繊維の懸濁液は「紙料」と呼ばれ、パルプ化および付加的な調整に供されない紙スラリーとは区別される。   The pulp is subjected to pulping and additional conditioning to produce a suspension of fibers that can be used in a hand sheet. Such fiber suspensions are referred to as “paper stocks” to distinguish them from paper slurries that are not subject to pulping and additional conditioning.

「湿潤紙シート」は、パルプ原料が、ヘッドボックス、成形部およびプレス部を通って形成されて部分的に排水された後に得られた製品を指し、湿潤紙シートの乾燥度は、例えば35%から50%の範囲内であってもよい。明確化のため、成形部から来るがプレス部での排水に供されていない製品を「湿潤紙ウェブ」と呼ぶ。湿潤紙ウェブの乾燥度は、例えば15%から25%の範囲内であってもよい。   “Wet paper sheet” refers to the product obtained after the pulp raw material is formed through the headbox, molding part and press part and partially drained, and the wetness of the wet paper sheet is, for example, 35% May be in the range of 50% to 50%. For the sake of clarity, the product that comes from the molding part but has not been used for draining in the press part is called “wet paper web”. The dryness of the wet paper web may be in the range of 15% to 25%, for example.

「紙シート」は、湿潤紙シートがドライヤー部において乾燥された後に得られた製品を指す。紙シートの乾燥度は、例えば92%から97%の範囲内であってもよい。   “Paper sheet” refers to the product obtained after the wet paper sheet has been dried in the dryer section. The dryness of the paper sheet may be in the range of 92% to 97%, for example.

一態様では、本発明はさらに、
(a)パルプスラリーを用意するステップと、
(b)ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションをパルプスラリー中への添加と同時にまたはその前もしくは後に、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子をパルプスラリー中へ添加し、紙料を得るステップと、
(c)得られた紙料を成形して湿潤紙ウェブを得るステップと、
(d)ステップ(c)で得られた湿潤紙ウェブをプレスおよび排水して湿潤紙シートを得るステップと、
(e)ステップ(d)で得られた湿潤紙シートを乾燥させて紙シートを得るステップと
を含む、製紙のための方法を提供する。
In one aspect, the present invention further comprises
(A) preparing a pulp slurry;
(B) At the same time before or after the ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier is added to the pulp slurry, the filler particles for papermaking modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound are added to the pulp slurry. And get paper stock,
(C) molding the resulting stock to obtain a wet paper web;
(D) pressing and draining the wet paper web obtained in step (c) to obtain a wet paper sheet;
(E) drying the wet paper sheet obtained in step (d) to obtain a paper sheet.

1.ワイヤー上を流れる前の処理は、以下のステップを含む:
(1)紙料を調成するステップ:紙スラリーは、紙料へと製造されることができ、紙料の調成は、パルプ化および付加的な調整(サイズ剤、填料、顔料および助剤等の添加剤を添加する)を含む。紙スラリーは、最初にパルプ化に供し、そこで、紙スラリーの繊維は、一定の種類の紙に必要とされ且つ製紙機の要求に適う、物理的性質および力学的性質を紙に付与するために、必要な切断、膨潤化、および微細な繊維形成等の処理を受ける。紙シートを筆記に有用で且つ液体の含浸への耐性を与え、紙の色、白さおよび色調を改善し、紙の透明度を上げ、ならびに紙の印刷性能を向上させる等のため、紙スラリーに、サイズ、填料の添加、および色付けを行うことができる。さらに、種々の化学的助剤が添加されて、紙に、いくつかの特別な性質(例えば乾燥紙力や湿潤紙力の増強、および泡の除去)が付与されうる。この段階において、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子の一部またはすべてが、填料として紙スラリー中へ添加されうる。それと独立して、それと同時にまたはその前もしくは後に、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションの一部またはすべてが、サイズ剤として紙スラリー中へ添加されうる。填料として、紙スラリーに、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子のみが添加されてもよく;および/または、サイズ剤として、紙スラリーに、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのみが添加されてもよい。他の填料および/またはサイズ剤が必要に応じて紙スラリー中へ添加されうることは明らかである。
1. The process before flowing on the wire includes the following steps:
(1) Steps to prepare stock: paper slurry can be made into stock, and stock preparation is pulping and additional adjustment (sizing agent, filler, pigment and auxiliary agent) Etc.) are added. The paper slurry is first subjected to pulping, where the fibers of the paper slurry are required for certain types of paper and to provide the paper with physical and mechanical properties that meet the requirements of the paper machine. , Undergo necessary processing such as cutting, swelling, and fine fiber formation. Paper slurry is useful for writing and imparting resistance to liquid impregnation, improving paper color, whiteness and color tone, increasing paper transparency, improving paper printing performance, etc. Size, filler addition, and coloring. In addition, various chemical auxiliaries can be added to impart some special properties to the paper, such as enhanced dry and wet paper strength, and foam removal. At this stage, some or all of the papermaking filler particles modified by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound can be added to the paper slurry as a filler. Independently, at the same time or before or after, some or all of the ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier can be added as a sizing agent into the paper slurry. As a filler, only paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound may be added to the paper slurry; and / or as a sizing agent, the paper slurry is emulsified with a polymer emulsifier. Only an ASA emulsion may be added. Obviously, other fillers and / or sizing agents can be added into the paper slurry as required.

(2)紙料をスラリー供給系へ供給するステップ:紙料は、スラリー供給系中へ供給され、貯蔵、スクリーニング、純化、スラグ除去、砂除去、気体除去等の処理を受け、金属の不純物、非金属の不純物、繊維束、塊および空気等を排出して、紙の品質への悪影響を回避し、且つ製紙プロセスを妨げないようにする。スラリーは、スラリーの割合の調整、希釈率の調整、濃度の調整、薬剤添加および圧力の除去が行われ、次いで製紙のためにヘッドボックス中およびワイヤー上へと流れる。   (2) Supplying the stock to the slurry supply system: The stock is supplied into the slurry supply system and subjected to processing such as storage, screening, purification, slag removal, sand removal, gas removal, etc., and metal impurities, Non-metallic impurities, fiber bundles, lumps and air are discharged to avoid adverse effects on paper quality and not interfere with the papermaking process. The slurry is adjusted for slurry proportion, dilution rate, concentration, drug addition and pressure removal, and then flows into the headbox and onto the wire for papermaking.

2.紙の製紙は、以下のステップを含む:
(1)原料流にアプローチするステップ:紙料は、ヘッドボックスを通って成形部(ワイヤー部)へ送達される。ヘッドボックスは、繊維を均質に分散して、スラリーをワイヤー上でスムースに流すのに有用である。製紙用の添加剤、例えば乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤が、原料流にアプローチするプロセスにおいて添加されうる。この段階において、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子の一部またはすべてが、填料として紙スラリー中へ添加されうる。それと独立して、それと同時にまたはその前もしくは後に、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションの一部またはすべてが、サイズ剤として紙スラリー中へ添加されうる。填料として、紙スラリーに、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子のみが添加されてもよく;および/または、サイズ剤として、紙スラリーに、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのみが添加されてもよい。他の填料および/またはサイズ剤が、必要に応じて紙スラリー中へ添加されうることは明らかである。
2. Paper making includes the following steps:
(1) Step of approaching the raw material flow: The stock is delivered to the forming part (wire part) through the head box. The headbox is useful for uniformly dispersing the fibers and allowing the slurry to flow smoothly over the wire. Papermaking additives, such as dry strength agents, wet strength agents, can be added in the process of approaching the feed stream. At this stage, some or all of the papermaking filler particles modified by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound can be added to the paper slurry as a filler. Independently, at the same time or before or after, some or all of the ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier can be added as a sizing agent into the paper slurry. As a filler, only paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound may be added to the paper slurry; and / or as a sizing agent, the paper slurry is emulsified with a polymer emulsifier. Only an ASA emulsion may be added. Obviously, other fillers and / or sizing agents may be added into the paper slurry as required.

(2)成形するステップ:成形部において、成形部によって送達された紙料は、ワイヤー上で排水することによって湿潤紙ウェブに成形される。成形部はまた、ワイヤー部とも称される。湿潤紙ウェブの乾燥度は、例えば15%から25%の範囲内であってもよい。   (2) Molding step: In the molding part, the stock delivered by the molding part is molded into a wet paper web by draining on the wire. The molded part is also referred to as a wire part. The dryness of the wet paper web may be in the range of 15% to 25%, for example.

ステップ(c)は、ステップ(1)または(2)によって実施されうるが、これに限定されない。   Step (c) may be performed by step (1) or (2), but is not limited thereto.

(3)プレスおよび排水するステップ:プレス部において、成形部からの湿潤紙ウェブは、機械的プレスに供されて湿潤紙シートを形成する。湿潤紙シートの乾燥度は、例えば35%から50%の範囲内であってもよい。   (3) Pressing and draining step: In the pressing part, the wet paper web from the forming part is subjected to a mechanical press to form a wet paper sheet. The dryness of the wet paper sheet may be in the range of 35% to 50%, for example.

ステップ(d)は、例えばステップ(3)によって実施されうるが、これに限定されない。   Step (d) can be performed by, for example, step (3), but is not limited thereto.

(4)乾燥させるステップ:ドライヤー部において、プレス部からの湿潤紙シートは、乾燥シリンダで乾燥されて紙シートを形成する。紙シートの乾燥度は、例えば92%から97%の範囲内であってもよい。   (4) Drying step: In the dryer section, the wet paper sheet from the press section is dried in a drying cylinder to form a paper sheet. The dryness of the paper sheet may be in the range of 92% to 97%, for example.

ステップ(e)は、例えばステップ(4)によって実施されうるが、これに限定されない。   Step (e) can be performed by, for example, step (4), but is not limited thereto.

紙スラリー中へ添加される、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子の量は、当業者によって必要に応じて好適に選択されることができ、例えば、最終紙の20〜30重量%であってもよい(粒子がいくつかの段階で添加されるとき、その量は総量を指す)。例えば、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子の添加総量は、過乾燥パルプスラリー100重量部に対して、例えば1〜50重量部、または例えば10〜30重量部、または例えば15〜30重量部、または例えば20〜30重量部であってもよい。上記の2つの段階におけるサイズは、内添サイズと呼ばれ、サイズのこの方法が、製紙プロセスにおいて使用される方法である。添加される、ポリマー乳化剤によって乳化されたASAエマルションの量は、当業者によって必要に応じて好適に選択されることができ、こうした選択は、熟練した技術者にとって一般的なスキルである(エマルションがいくつかの段階で添加されるとき、その量は総量を指す)。ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションは、過乾燥パルプスラリー100重量部に対して、ASAに基づく量で、例えば、0.05〜0.5重量部、例えば0.05〜0.1重量部の量で添加されうる。   The amount of papermaking filler particles modified by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound added to the paper slurry can be suitably selected as required by those skilled in the art, for example, the final paper (When the particles are added in several stages, the amount refers to the total amount). For example, the total amount of paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is, for example, 1 to 50 parts by weight or, for example, 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the overdried pulp slurry. Or for example 15-30 parts by weight, or for example 20-30 parts by weight. The sizes in the above two stages are called internal sizes and this method of size is the method used in the papermaking process. The amount of ASA emulsion added by emulsification with the polymer emulsifier can be suitably selected as required by those skilled in the art, and such selection is a common skill for skilled technicians (emulsion When added in several stages, the amount refers to the total amount). The ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier is in an amount based on ASA with respect to 100 parts by weight of the overdried pulp slurry, for example, 0.05 to 0.5 parts by weight, for example 0.05 to 0.1 parts by weight. Can be added in an amount.

さらに、紙シートは、紙シートを平らなまたはロールの形態にある仕上げ紙へと製造するために、必要に応じて、カレンダー、巻取りおよび切断、用紙仕分けまたは巻戻し、包装等の仕上げ処理を行ってもよい。加えて、紙シートの品質を改善するために、表面サイズ、コーティング、およびオンラインのソフトカレンダーまたはオフラインのスーパーカレンダーが、ドライヤー部において実施されうる。   In addition, the paper sheet may be subjected to finishing processes such as calendaring, winding and cutting, paper sorting or rewinding, packaging, etc., as necessary, to produce the paper sheet into a finished paper in the form of a flat or roll. You may go. In addition, surface size, coating, and on-line soft calender or off-line super calender can be implemented in the dryer section to improve paper sheet quality.

製紙プロセスにおいて、紙料調成系によって提供された紙スラリーは、一般に、スラリー供給系(紙料がワイヤー上へ流れる前に処理を受ける)、ヘッドボックスおよび成形部、プレス部、ドライヤー部等に供される。   In the papermaking process, the paper slurry provided by the stock preparation system is generally supplied to the slurry supply system (which is treated before the stock flows on the wire), the head box and the molding unit, the press unit, the dryer unit, etc. Provided.

本発明は、以下の実施例および比較例を参照することによって、より詳細に記載されるが、これらの実施例に限定されない。   The invention is described in more detail by reference to the following examples and comparative examples, but is not limited to these examples.

1.蒸解デンプンまたは他のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の調製
ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物として使用するためには、デンプン(未加工デンプンまたはカチオン性デンプンのいずれか)を蒸解する必要がある。一定量のデンプンを水中で蒸解することによって、デンプンのペーストを形成した。デンプンのペーストの濃度は、2重量%とした。他のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物については、濃度1重量%の溶液または分散体を、室温で配合し、将来の使用のために貯蔵した。
1. Preparation of cooked starch or other hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds For use as hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds, it is necessary to cook starch (either raw starch or cationic starch) is there. A starch paste was formed by cooking a quantity of starch in water. The starch paste concentration was 2% by weight. For other hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide compounds, a 1% strength by weight solution or dispersion was formulated at room temperature and stored for future use.

2.製紙用填料粒子を、蒸解デンプンまたは他のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物で被覆することによる、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物で改質された製紙用填料粒子の調製
一定濃度の炭酸カルシウムの懸濁液を、ビーカーに入れ、一定量のヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物を、炭酸カルシウム粒子中へ10分間撹拌しながら添加した。ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の添加後、炭酸カルシウム粒子の粒径は、有意に増した。
2. Preparation of paper-made filler particles modified with hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds by coating paper-made filler particles with cooked starch or other hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compounds. The calcium suspension was placed in a beaker and a certain amount of hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymeric polysaccharide compound was added into the calcium carbonate particles with stirring for 10 minutes. After the addition of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound, the particle size of the calcium carbonate particles increased significantly.

3.ポリマー乳化剤によって乳化されたASAエマルションの調製
N7541またはN63007(双方がNalco製品である)0.01〜10gを、水50〜99.9gと混合し、次いでASA0.01〜40g中へ添加し、高い剪断条件下で1〜2分間撹拌し、サイズ用のASAエマルションを得た。
3. Preparation of ASA emulsion emulsified with polymer emulsifiers 0.0175 g N7541 or N63007 (both are Nalco products) are mixed with 50-99.9 g water, then added into 0.01-40 g ASA, high Stir for 1-2 minutes under shear conditions to obtain an ASA emulsion for size.

4.実験室規模での抄紙処理および紙の耐水性試験
繊維スラリーの組成:20%の針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、20%の広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、20%の晒ケミサーモメカニカルパルプ(BCTMP)。
4). Laboratory papermaking and paper water resistance testing Fiber slurry composition: 20% softwood bleached kraft pulp (NBKP), 20% hardwood bleached kraft pulp (LBKP), 20% bleached chemithermomechanical pulp (BCTMP) ).

一定量の繊維スラリーを、対応量の前処理済み填料と混合した。5秒間混合した後、ウェットエンドのデンプンを添加し、続いて繊維スラリーと前処理済み填料とを混合してから15秒後に、ポリマーで乳化されたASAエマルションを添加した。ASAエマルションを添加してから10秒後に、Nalco製品N−61067を歩留向上剤として添加し、さらに15秒間混合した。撹拌を中止し、完成紙料混合物を、抄紙(sheeting)のため、Rapid Kothen Sheet Formerに移した。抄紙用の投入されるスラリーの配合率は、投入されるスラリー100重量部に対して、多糖化合物で処理された炭酸カルシウム填料を20〜30重量部とした。対照として、未処理の炭酸カルシウム填料も同様に填料として使用し、抄紙用に繊維スラリー中へ添加した。100メッシュ型ラインを通して排水した後、直径20cmの紙シートが形成された。その後、該紙シートを、真空下96℃で8分間乾燥させ、恒温条件下24℃で一晩硬化させた。   A certain amount of fiber slurry was mixed with a corresponding amount of pretreated filler. After mixing for 5 seconds, the wet end starch was added, followed by the ASA emulsion emulsified with the polymer 15 seconds after mixing the fiber slurry and pretreated filler. Ten seconds after adding the ASA emulsion, Nalco product N-61067 was added as a retention aid and mixed for an additional 15 seconds. Agitation was discontinued and the furnish mixture was transferred to Rapid Kosten Sheet Former for sheeting. The blending ratio of the slurry used for papermaking was 20-30 parts by weight of calcium carbonate filler treated with a polysaccharide compound with respect to 100 parts by weight of the slurry added. As a control, untreated calcium carbonate filler was also used as a filler and added to the fiber slurry for papermaking. After draining through a 100 mesh line, a 20 cm diameter paper sheet was formed. The paper sheet was then dried under vacuum at 96 ° C. for 8 minutes and cured overnight at 24 ° C. under constant temperature conditions.

紙の試料の耐水性を、ハーキュレスサイズ度試験[Hercules Sizing Test(HST)]によって試験する。HST法は、水性浸透液の浸透に対する紙の耐性を測定する光学的方法であり、サイズの程度にとって有用な一般目的試験である。紙における試験インクの浸透時間を、紙の耐水性を評価するために用いる。該実験において使用するインクは、1%のギ酸を含有している(Tappi Official Method 530を参照されたい)。   The water resistance of the paper sample is tested by Hercules sizing test (Hercules Sizing Test (HST)). The HST method is an optical method that measures the resistance of paper to penetration of an aqueous penetrant and is a general purpose test useful for the degree of size. The penetration time of the test ink in the paper is used to evaluate the water resistance of the paper. The ink used in the experiment contains 1% formic acid (see Tappi Official Method 530).

5.実験の結果およびデータ分析
[実施例1]
カチオン性キトサン溶液(濃度1%)を、一定量のアニオン性炭酸カルシウム懸濁液中へ撹拌しながら添加し、さらに約20分間撹拌した。炭酸カルシウムの平均粒径は、処理前は1.9μmであり、カチオン性キトサン溶液で処理した後は約7〜10μmに増した。該粒子における、カチオン性キトサンと炭酸カルシウムとの重量比は、約0.3:100から1.5:100と測定された。処理済み炭酸カルシウム懸濁液を、パルプスラリーへ添加し、上記のステップ4によるシート用に使用した。シート用に使用したASAの乳化剤は、Nalco製品N7541であり、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドとのコポリマーの構造を有し、10mol%のカチオン性電荷を含有している[DMAEMMCQ(ジメチルアンモニウムメチルメタクリレート化メチルクロリドクワット)/AcAm(アクリルアミド)]。炭酸カルシウムは、最終紙の重量の約27〜30%を占め、すなわち、填料を伴うパルプスラリー100重量部のうち、約27〜30重量部が炭酸カルシウムであった。ハンドシート製造工程で使用するASAの使用量、CaCO填料の処理に使用するカチオン性キトサンの量、処理前および処理後の填料の粒径、HSTの結果、ならびに最終紙シートの灰分含有率を表1にまとめる。
5. Experimental results and data analysis [Example 1]
Cationic chitosan solution (concentration 1%) was added with stirring into a certain amount of anionic calcium carbonate suspension and further stirred for about 20 minutes. The average particle size of calcium carbonate was 1.9 μm before the treatment and increased to about 7 to 10 μm after the treatment with the cationic chitosan solution. The weight ratio of cationic chitosan to calcium carbonate in the particles was measured from about 0.3: 100 to 1.5: 100. The treated calcium carbonate suspension was added to the pulp slurry and used for the sheet according to step 4 above. The ASA emulsifier used for the sheet is Nalco product N7541, which has the structure of a copolymer of methylacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide and contains 10 mol% cationic charge [DMAEM * MCQ (Dimethylammonium methyl methacrylate methyl chloride quat) / AcAm (acrylamide)]. Calcium carbonate accounted for about 27-30% of the weight of the final paper, i.e. about 27-30 parts by weight of 100 parts by weight of pulp slurry with filler was calcium carbonate. The amount of ASA used in the hand sheet manufacturing process, the amount of cationic chitosan used for the treatment of the CaCO 3 filler, the particle size of the filler before and after the treatment, the HST result, and the ash content of the final paper sheet Table 1 summarizes.

Figure 2017500454
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上記のデータから、カチオン性キトサンでCaCO填料を前処理することが、ポリマーで乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善するのに役立つことが分かる。例えば、炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加しおよびASAを0.5kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は2.8sであり、填料をカチオン性キトサンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は26.5sに上がる。炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.9kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は36.1sであり、填料をカチオン性キトサンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は177.0sに上がる。 From the above data it can be seen that pretreatment of CaCO 3 filler with cationic chitosan helps to improve the size efficiency of ASA emulsion emulsified with polymer. For example, when calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28-29% by weight and ASA is added in an amount of 0.5 kg / ton, the HST value of a paper sample obtained from the papermaking process Is 2.8 s, and after treating the filler with cationic chitosan at a usage rate of 15 kg / ton, the HST value rises to 26.5 s. When calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28-29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.9 kg / ton, the HST value of the paper sample obtained from the papermaking process is 36. .1 s, and after treating the filler with cationic chitosan at a usage rate of 15 kg / ton, the HST value rises to 177.0 s.

[実施例2]
グアーガム溶液(濃度1%、カチオン性置換度は0.04)を、一定量のアニオン性炭酸カルシウム懸濁液中へ撹拌しながら添加し、さらに約20分間撹拌した。炭酸カルシウムの平均粒径は、処理前は1.9μmであり、グアーガムの使用量に応じて約9〜30μmに増した。該粒子における、カチオン性キトサンと炭酸カルシウムとの重量比は、約0.3:100から1.5:100と測定された。処理済み炭酸カルシウム懸濁液をパルプスラリーへ添加し、上記のステップ4によるシート用に使用した。シート用に使用したASAの乳化剤は、Nalco製品N7541であった。炭酸カルシウムは、最終紙の重量の約30%を占め、すなわち、填料を伴うパルプスラリー100重量部のうち、約30重量部が炭酸カルシウムであった。ハンドシート製造工程で使用するASAの使用量、CaCO填料の処理に使用するカチオン性グアーガムの量、処理前および処理後の填料の粒径、HSTの結果、ならびに最終紙シートの灰分含有率を、表2に要約する。
[Example 2]
Guar gum solution (concentration 1%, cationic substitution degree 0.04) was added with stirring into a certain amount of anionic calcium carbonate suspension and stirred for about 20 minutes. The average particle size of calcium carbonate was 1.9 μm before the treatment, and increased to about 9-30 μm depending on the amount of guar gum used. The weight ratio of cationic chitosan to calcium carbonate in the particles was measured from about 0.3: 100 to 1.5: 100. The treated calcium carbonate suspension was added to the pulp slurry and used for the sheet according to Step 4 above. The ASA emulsifier used for the sheet was Nalco product N7541. Calcium carbonate accounted for about 30% of the weight of the final paper, i.e., about 30 parts by weight of 100 parts by weight of pulp slurry with filler was calcium carbonate. The amount of ASA used in the hand sheet manufacturing process, the amount of cationic guar gum used for the treatment of the CaCO 3 filler, the particle size of the filler before and after the treatment, the HST result, and the ash content of the final paper sheet These are summarized in Table 2.

Figure 2017500454
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上記のデータから、カチオン性グアーガムで炭酸カルシウムを前処理することが、ポリマーで乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善するのに役立つことが分かる。例えば、炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.6kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は4.5sであり、填料をカチオン性グアーガムで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は32.7sに上がる。炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを1.0kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は15.5sであり、填料をカチオン性グアーガムで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は143.1sに上がる。   From the above data it can be seen that pretreatment of calcium carbonate with cationic guar gum helps to improve the size efficiency of ASA emulsion emulsified with polymer. For example, when calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28 to 29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.6 kg / ton, the HST value of a paper sample obtained from the paper making process Is 4.5 s, and after treating the filler with cationic guar gum at a usage rate of 15 kg / ton, the HST value rises to 32.7 s. When calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28-29% by weight, and ASA is added in an amount of 1.0 kg / ton, the HST value of the paper sample obtained from the papermaking process is 15 .5 s, and after treating the filler with cationic guar gum at a usage rate of 15 kg / ton, the HST value rises to 143.1 s.

[実施例3]
蒸解カチオン性デンプン溶液(濃度2%)を、一定量のアニオン性炭酸カルシウム懸濁液中へ撹拌しながら添加し、さらに約20分間撹拌した。炭酸カルシウムの平均粒径は、処理前は1.9μmであり、デンプン溶液で処理した後は、約100μmに増した。該粒子における、カチオン性キトサンと炭酸カルシウムとの重量比は、約0.3:100から1.5:100と測定された。処理済み炭酸カルシウム懸濁液を、抄紙用に、パルプスラリーへ添加した。炭酸カルシウムは、最終紙の重量の約30%を占め、すなわち、填料を伴うパルプスラリー100重量部のうち、約30重量部が炭酸カルシウムであった。繊維パルプスラリーの組成は、NBKPが20%、LBKPが60%およびBCTMPが20%であり、紙の坪量は100g/mであった。実験で使用したポリマー乳化剤は、Nalco製品N63007であった。表3で、耐水性についての試験データを示す。
[Example 3]
The cooked cationic starch solution (concentration 2%) was added with stirring into a certain amount of anionic calcium carbonate suspension and further stirred for about 20 minutes. The average particle size of calcium carbonate was 1.9 μm before treatment and increased to about 100 μm after treatment with starch solution. The weight ratio of cationic chitosan to calcium carbonate in the particles was measured from about 0.3: 100 to 1.5: 100. The treated calcium carbonate suspension was added to the pulp slurry for papermaking. Calcium carbonate accounted for about 30% of the weight of the final paper, i.e., about 30 parts by weight of 100 parts by weight of pulp slurry with filler was calcium carbonate. The composition of the fiber pulp slurry was NBKP 20%, LBKP 60% and BCTMP 20%, and the paper basis weight was 100 g / m 2 . The polymer emulsifier used in the experiment was Nalco product N63007. Table 3 shows the test data for water resistance.

Figure 2017500454
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上記のデータから、蒸解カチオン性デンプンでCaCO填料を前処理することが、ポリマーで乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善するのに役立つことが分かる。例えば、炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.5kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は6.2sであり、填料を蒸解カチオン性デンプンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は110.2sに上がる。炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.9kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は68.3sであり、填料を蒸解カチオン性デンプンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は395.6sに上がる。 From the above data it can be seen that pretreatment of CaCO 3 filler with cooking cationic starch helps to improve the size efficiency of ASA emulsion emulsified with polymer. For example, when calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28 to 29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.5 kg / ton, the HST value of a paper sample obtained from the papermaking process Is 6.2 s, and the HST value rises to 110.2 s after treating the filler with cooking cationic starch at a usage rate of 15 kg / ton. When calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28-29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.9 kg / ton, the HST value of the paper sample obtained from the paper making process is 68. .3 s, the HST value rises to 395.6 s after treating the filler with cooking cationic starch at a usage rate of 15 kg / ton.

[実施例4]
蒸解未加工デンプン溶液(濃度2%)を、一定量のアニオン性炭酸カルシウム懸濁液中へ撹拌しながら添加し、さらに約20分間撹拌した。炭酸カルシウムの平均粒径は、処理前は2μmであり、処理溶液におけるデンプンの使用量に応じて約17〜50μmに増した。該粒子における、カチオン性キトサンと炭酸カルシウムとの重量比は、約0.3:100から1.5:100と測定された。処理済み炭酸カルシウム懸濁液を、抄紙用に、パルプスラリーへ添加した。炭酸カルシウムは、最終紙の重量の約28〜30%を占め、すなわち、填料を伴うパルプスラリー100重量部のうち、約28〜30重量部が炭酸カルシウムであった。繊維パルプスラリーの組成は、NBKPが20%、LBKPが60%およびBCTMPが20%であり、紙の坪量は100g/mであった。実験で使用するポリマー乳化剤は、Nalco製品N63007であった。表4で、耐水性についての試験データを示す。
[Example 4]
The cooked raw starch solution (concentration 2%) was added with stirring into a certain amount of anionic calcium carbonate suspension and stirred for about another 20 minutes. The average particle size of calcium carbonate was 2 μm before treatment and increased to about 17-50 μm depending on the amount of starch used in the treatment solution. The weight ratio of cationic chitosan to calcium carbonate in the particles was measured from about 0.3: 100 to 1.5: 100. The treated calcium carbonate suspension was added to the pulp slurry for papermaking. Calcium carbonate accounted for about 28-30% of the weight of the final paper, ie, about 28-30 parts by weight of 100 parts by weight of the pulp slurry with filler was calcium carbonate. The composition of the fiber pulp slurry was NBKP 20%, LBKP 60% and BCTMP 20%, and the paper basis weight was 100 g / m 2 . The polymer emulsifier used in the experiment was Nalco product N63007. Table 4 shows the test data for water resistance.

Figure 2017500454
Figure 2017500454

上記データから、蒸解未加工デンプンで炭酸カルシウムを前処理することが、ポリマーで乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善するのに役立つことが分かる。例えば、炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.5kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は2.6sであり、填料を蒸解カチオン性デンプンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は122.1sに上がる。炭酸カルシウムが未処理であり、填料を約28〜29重量%の量で添加し、ASAを0.9kg/トンの使用量で添加する場合、抄紙工程から得られる紙の試料のHST値は16.3sであり、填料を蒸解カチオン性デンプンで15kg/トンの使用量で処理した後には、HST値は240.5sに上がる。   From the above data it can be seen that pretreatment of calcium carbonate with uncooked raw starch helps to improve the size efficiency of ASA emulsion emulsified with polymer. For example, when calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28 to 29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.5 kg / ton, the HST value of a paper sample obtained from the papermaking process Is 2.6 s, and the HST value rises to 122.1 s after treating the filler with cooking cationic starch at a usage rate of 15 kg / ton. When calcium carbonate is untreated, filler is added in an amount of about 28-29% by weight, and ASA is added in an amount of 0.9 kg / ton, the HST value of the paper sample obtained from the papermaking process is 16 .3 s, the HST value rises to 240.5 s after the filler is treated with cooking cationic starch at a usage of 15 kg / ton.

[実施例5]
デンプンを乳化剤として使用する事例と比較する
カチオン性デンプンは、ASAサイズにおいて使用される、最もよく使用される効果的な乳化剤の1つである。この実施例の目的は、蒸解デンプンで填料を前処理したときの乳化剤としての7541のサイズ効率を、カチオン性デンプンを乳化剤として直接使用したときのサイズ効率と比較することである。実験では、7541を乳化剤として使用したときに、炭酸カルシウムの填料を蒸解デンプンで前処理した。填料を前処理するために使用する蒸解未加工デンプンの使用量は、填料1トン当たり蒸解デンプン10kgであった。米国特許第5,411,639号は、サイズ効率を改善するために、炭酸カルシウムの填料の処理にデンプンおよびステアリルカルボン酸ナトリウムを使用することを開示している。本実験では、ASAサイズ効率に与える炭酸カルシウムの影響を比較し、炭酸カルシウムを、ステアリルカルボン酸ナトリウムを蒸解デンプン中に添加することによって形成した複合体によって処理する。実験から、蒸解デンプンが、填料処理のアプローチによる蒸解デンプン−ステアリルカルボン酸ナトリウム複合体よりも効果的に、ポリマーで乳化されたASAのサイズ効率を改善するよう働いたことが見出された。N7541は、乳化剤として、填料を前処理したときの方が、填料を前処理しなかった蒸解デンプンと比べ、より効果的に働いた。
[Example 5]
Compare with the case of using starch as an emulsifier Cationic starch is one of the most commonly used effective emulsifiers used in ASA sizes. The purpose of this example is to compare the size efficiency of 7541 as an emulsifier when the filler is pretreated with cooked starch to the size efficiency when using cationic starch directly as an emulsifier. In the experiment, the calcium carbonate filler was pretreated with cooked starch when 7541 was used as the emulsifier. The amount of raw cooked starch used to pre-treat the filler was 10 kg of cooked starch per ton of filler. US Pat. No. 5,411,639 discloses the use of starch and sodium stearylcarboxylate in the treatment of calcium carbonate fillers to improve size efficiency. In this experiment, the effect of calcium carbonate on ASA size efficiency is compared and calcium carbonate is treated with a complex formed by adding sodium stearylcarboxylate into the cooked starch. Experiments have found that cooked starch worked to improve the size efficiency of ASA emulsified with polymer, more effectively than the cooked starch-sodium stearylcarboxylate complex by the filler treatment approach. N7541 worked more effectively as an emulsifier when the filler was pretreated than cooked starch without the filler being pretreated.

Figure 2017500454
Figure 2017500454

[実施例6]
異なる含有率におけるCaCOの影響
この実施例では、異なる填料使用量における、デンプンで処理した填料の、ポリマー乳化剤のサイズ効率に与える影響を比較した。使用したデンプンは、蒸解非カチオン化未加工デンプンであった。使用した繊維パルプスラリーの組成は、NBKPが20%、LBKPが60%およびBCTMPが20%であり、紙の坪量は100g/mであり、実験で使用するポリマー乳化剤は、Nalco製品N7541であった。
[Example 6]
Effect of CaCO 3 at different contents This example compared the effect of fillers treated with starch on the size efficiency of the polymer emulsifier at different filler usage. The starch used was cooking uncationized raw starch. The composition of the fiber pulp slurry used was 20% NBKP, 60% LBKP and 20% BCTMP, the paper basis weight was 100 g / m 2 , and the polymer emulsifier used in the experiment was Nalco product N7541 there were.

Figure 2017500454
Figure 2017500454

表6から、ASAのサイズ効率は、填料の添加量を増やすにつれて低下するが、他方、ASAのサイズ効率は、炭酸カルシウムを処理するデンプンの使用量を増やすと改善することが分かる。   From Table 6, it can be seen that the size efficiency of ASA decreases with increasing filler loading, while the size efficiency of ASA improves with increasing the amount of starch used to treat calcium carbonate.

Claims (24)

製紙プロセスにおいて、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善する方法であって、
前記ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションをサイズ剤として使用することによってパルプスラリーをサイズするステップと、
製紙用填料として、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を前記パルプスラリー中へ添加するステップと、
を含む、方法。
A method for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier in a papermaking process, comprising:
Sizing the pulp slurry by using an ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier as a sizing agent;
Adding a papermaking filler particle modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound into the pulp slurry as a papermaking filler;
Including the method.
前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖が、蒸解カチオン性デンプン、蒸解天然デンプン、セルロース、カチオン性セルロース、キトサン、カチオン性キトサン、グアーガムおよびカチオン性グアーガム、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。   The hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide is selected from the group consisting of cooked cationic starch, cooked natural starch, cellulose, cationic cellulose, chitosan, cationic chitosan, guar gum and cationic guar gum, or any combination thereof. The method according to claim 1. 前記製紙用填料粒子が炭酸カルシウム粒子である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the papermaking filler particles are calcium carbonate particles. 前記ポリマー乳化剤が、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマー、およびグリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer emulsifier is selected from the group consisting of copolymers of acrylamide and cationic monomers, and copolymers of acrylamide and cationic monomers cross-linked with glyoxal. 前記ポリマー乳化剤が、10,000〜1,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであり、前記カチオン性モノマー単位の前記アクリルアミド単位に対する比が、1/99と20/80の間、2/98と18/82の間、または5/95と15/85の間である、請求項4に記載の方法。   The polymer emulsifier is a copolymer of acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000 daltons, and the ratio of the cationic monomer unit to the acrylamide unit is 1/99. 5. The method of claim 4, wherein the method is between 20/80, between 2/98 and 18/82, or between 5/95 and 15/85. 前記ポリマー乳化剤が、100,000〜3,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、グリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであり、前記アクリルアミド単位の前記カチオン性モノマー単位に対する比が、5/95と95/5の間であり、前記グリオキサール単位の前記アクリルアミド単位に対する比が、60/40と5/95の間、50/50と10/90の間、または45/55と10/90の間である、請求項4に記載の方法。   The polymer emulsifier is a copolymer of glyoxal cross-linked acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 daltons, wherein the ratio of the acrylamide unit to the cationic monomer unit is The ratio of the glyoxal units to the acrylamide units is between 60/40 and 5/95, between 50/50 and 10/90, or 45/55 and 10 The method of claim 4, which is between / 90. 前記カチオン性モノマーが、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、N,N,N−トリメチル−3−(2−メチルアリルアミド)−1−プロピルアンモニウムクロリド、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートの第四級アンモニウム塩カチオン、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジエチルアミノエチルアクリレート、およびジエチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩からなる群から選択される、請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。   The cationic monomer is dimethyldiallylammonium chloride, methylacrylyloxyethyltrimethylammonium chloride, N, N, N-trimethyl-3- (2-methylallylamido) -1-propylammonium chloride, N, N′-dimethyl. Aminoethyl methacrylate, quaternary ammonium salt cation of N, N′-dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and quaternary ammonium of diethylaminoethyl acrylate The method according to any one of claims 4 to 6, which is selected from the group consisting of salts. 前記ポリマー乳化剤が、グリオキサールで架橋されたジメチルジアリルアンモニウムクロリドアクリルアミド、および、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドとのコポリマーからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。   5. The method of claim 4, wherein the polymeric emulsifier is selected from the group consisting of glyoxal cross-linked dimethyldiallylammonium chloride acrylamide and a copolymer of methylacrylyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide. 前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された前記製紙用填料粒子における、前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の、前記製紙用填料粒子に対する重量比が、0.1:100から5:100、0.2:100から2:100、または0.3:100から1.5:100である、請求項1に記載の方法。   The weight ratio of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound to the paper filler particle in the paper-made filler particles modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is from 0.1: 100. The method of claim 1, wherein the method is 5: 100, 0.2: 100 to 2: 100, or 0.3: 100 to 1.5: 100. 製紙のための方法であって、
(a)パルプスラリーを用意するステップと、
(b)ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションの前記パルプスラリー中への添加と同時にまたはその前もしくは後に、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子を前記パルプスラリー中へ添加して、紙料を得るステップと、
(c)得られた紙料を成形して湿潤紙ウェブを得るステップと、
(d)前記ステップ(c)で得られた湿潤紙ウェブをプレスおよび排水して湿潤紙シートを得るステップと、
(e)前記ステップ(d)で得られた湿潤紙シートを乾燥させて紙シートを得るステップと、
を含む方法。
A method for papermaking,
(A) preparing a pulp slurry;
(B) Simultaneously or before or after addition of the ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier into the pulp slurry, paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound are added to the pulp slurry. Adding to and obtaining a stock,
(C) molding the resulting stock to obtain a wet paper web;
(D) pressing and draining the wet paper web obtained in step (c) to obtain a wet paper sheet;
(E) drying the wet paper sheet obtained in step (d) to obtain a paper sheet;
Including methods.
前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物が、蒸解カチオン性デンプン、蒸解天然デンプン、セルロース、カチオン性セルロース、キトサン、カチオン性キトサン、グアーガムおよびカチオン性グアーガム、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。   The hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is selected from the group consisting of cooked cationic starch, cooked natural starch, cellulose, cationic cellulose, chitosan, cationic chitosan, guar gum and cationic guar gum, or any combination thereof 11. The method of claim 10, wherein: 前記製紙用填料粒子が炭酸カルシウム粒子である、請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the papermaking filler particles are calcium carbonate particles. 前記ポリマー乳化剤が、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマー、および、グリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the polymeric emulsifier is selected from the group consisting of a copolymer of acrylamide and a cationic monomer, and a copolymer of acrylamide and a cationic monomer cross-linked with glyoxal. 前記ポリマー乳化剤が、10,000〜1,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、アクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであり、前記カチオン性モノマー単位の前記アクリルアミド単位に対する比が、1/99と20/80の間、2/98と18/82の間、または5/95と15/85の間である、請求項13に記載の方法。   The polymer emulsifier is a copolymer of acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 1,000,000 daltons, and the ratio of the cationic monomer unit to the acrylamide unit is 1/99. 14. A method according to claim 13, which is between 20/80, between 2/98 and 18/82, or between 5/95 and 15/85. 前記ポリマー乳化剤が、100,000〜3,000,000ダルトンの重量平均分子量を有する、グリオキサールで架橋されたアクリルアミドとカチオン性モノマーとのコポリマーであり、前記アクリルアミド単位の前記カチオン性モノマー単位に対する比が、5/95と95/5の間であり、前記グリオキサール単位の前記アクリルアミド単位に対する比が、60/40と5/95の間、50/50と10/90の間、または45/55と10/90の間である、請求項13に記載の方法。   The polymer emulsifier is a copolymer of glyoxal cross-linked acrylamide and a cationic monomer having a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 daltons, wherein the ratio of the acrylamide unit to the cationic monomer unit is The ratio of the glyoxal units to the acrylamide units is between 60/40 and 5/95, between 50/50 and 10/90, or 45/55 and 10 14. The method of claim 13, wherein the method is between / 90. 前記カチオン性モノマーが、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、メチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、N,N,N−トリメチル−3−(2−メチルアリルアミド)−1−プロピルアンモニウムクロリド、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートの第四級アンモニウム塩カチオン、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジエチルアミノエチルアクリレート、およびジエチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩からなる群から選択される、請求項13〜15のいずれか1項に記載の方法。   The cationic monomer is dimethyldiallylammonium chloride, methylacrylyloxyethyltrimethylammonium chloride, N, N, N-trimethyl-3- (2-methylallylamido) -1-propylammonium chloride, N, N′-dimethyl. Aminoethyl methacrylate, quaternary ammonium salt cation of N, N′-dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and quaternary ammonium of diethylaminoethyl acrylate 16. A method according to any one of claims 13 to 15 selected from the group consisting of salts. 前記ポリマー乳化剤が、グリオキサールで架橋されたジメチルジアリルアンモニウムクロリドアクリルアミド、およびメチルアクロリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドとのコポリマーからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。   14. The method of claim 13, wherein the polymeric emulsifier is selected from the group consisting of glyoxal cross-linked dimethyl diallylammonium chloride acrylamide and a copolymer of methyl acrylyloxyethyl trimethyl ammonium chloride and acrylamide. ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された前記製紙用填料粒子における、前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物の前記製紙用填料粒子に対する重量比が、0.1:100から5:100、0.2:100から2:100、または0.3:100から1.5:100である、請求項10に記載の方法。   The weight ratio of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound to the paper filler particles in the paper-made filler particles modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is 0.1: 100 to 5: 11. The method of claim 10, wherein the method is 100, 0.2: 100 to 2: 100, or 0.3: 100 to 1.5: 100. 前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された前記製紙用填料粒子の添加総量が、過乾燥パルプスラリー100重量部に対して、1〜50重量部、または10〜30重量部、または15〜30重量部、または20〜30重量部である、請求項10に記載の方法。   The total addition amount of the paper filler particles modified with the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound is 1 to 50 parts by weight, or 10 to 30 parts by weight, or 100 parts by weight of the overdried pulp slurry, or The method of Claim 10 which is 15-30 weight part or 20-30 weight part. ポリマー乳化剤によって乳化されたASAエマルションが、過乾燥パルプスラリー100重量部に対して、ASAに基づく量で、0.05〜0.5重量部、または0.05〜0.1重量部の量で添加される、請求項10に記載の方法。   The ASA emulsion emulsified with the polymer emulsifier is in an amount based on ASA, in an amount of 0.05 to 0.5 parts by weight, or 0.05 to 0.1 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the overdried pulp slurry. The method according to claim 10, which is added. ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子であって、
個別の製紙用填料粒子、または製紙用填料粒子の凝集体によって形成されているコアと、
前記コアの表面を被覆しており、前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖によって形成されている被覆層と、
を含み、
前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖の前記製紙用填料粒子に対する重量比が、0.1:100〜5:100、0.2:100〜2:100、または0.3:100〜1.5:100である、製紙用填料粒子。
Paper filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound,
A core made of individual papermaking filler particles, or aggregates of papermaking filler particles;
A coating layer covering the surface of the core and formed by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide;
Including
The weight ratio of the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide to the paper filler particles is 0.1: 100 to 5: 100, 0.2: 100 to 2: 100, or 0.3: 100 to 1.5. : 100 papermaking filler particles.
前記ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖が、蒸解カチオン性デンプン、蒸解天然デンプン、セルロース、カチオン性セルロース、キトサン、カチオン性キトサン、グアーガムおよびカチオン性グアーガム、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項21に記載の、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子。   The hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide is selected from the group consisting of cooked cationic starch, cooked natural starch, cellulose, cationic cellulose, chitosan, cationic chitosan, guar gum and cationic guar gum, or any combination thereof. The paper filler particle modified by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound according to claim 21. 前記製紙用填料粒子が炭酸カルシウム粒子である、請求項21に記載の、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子。   The papermaking filler particles modified with a hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound according to claim 21, wherein the papermaking filler particles are calcium carbonate particles. 製紙における、ポリマー乳化剤で乳化されたASAエマルションのサイズ効率を改善するための、前記製紙用填料粒子が請求項21〜23のいずれか1項に記載の、ヒドロキシル含有炭化水素天然高分子多糖化合物によって改質された製紙用填料粒子の使用。   24. The paper-containing filler particles for improving the size efficiency of an ASA emulsion emulsified with a polymer emulsifier in papermaking are produced by the hydroxyl-containing hydrocarbon natural polymer polysaccharide compound according to any one of claims 21 to 23. Use of modified paper filler particles.
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