JP2017503936A - 製紙用薬剤組成物及び繊維ストックを処理する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−濃厚な繊維ストックを得ること、
−濃厚な繊維ストックに水を加えることによってコンシステンシー(consistency)が3%未満の希薄な繊維ストックに希釈すること、
−希薄な繊維ストックを排水又は濾水(draining)し連続繊維ウェブを形成すること
を含み、
−濃厚な繊維ストックに、又は、希薄な繊維ストックに、21〜39モル%のビニルアミン単位を含有し、かつ、少なくとも1 000 000Daの平均分子量を有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物を加えることを特徴とする方法である。
N−ビニルホルムアミド、NVFを、ポリ(N−ビニルホルムアミド)、PNVFの重合の前駆体として使用する。以下の実施例では、固体N−ビニルホルムアミドを用いてポリビニルアミンを合成する。
実施例で使用する化学物質は、以下のとおりである。
C−PAM: アクリルアミドのカチオン性共重合体、分子量約6,000,000g/mol、電荷10モル%
A−PAM: アクリルアミドの架橋アニオン性共重合体、分子量約3,000,000g/mol、電荷−60モル%
ベントナイト: Altonite SF(ケミラオイ(Kemira Oyj)提供)、3質量%スラリーとして使用
コロイド状シリカ: 平均粒径5nm
動的濾水度測定装置、DDA(AB Akribi Kemikonsulter、スウェーデン)を使用して濾水性(drainage)及び歩留り(retention)を測定した。
ドイツから入手した商業中央ヨーロッパ(Commercial Central European)段ボール古紙(OCC)のストックを実施例1の原料とした。そのストックは、製紙工場で既にスクリーン分画法(screen fractionation process)によって長繊維(LF)画分と短繊維(SF)画分に分離したものである。両方のストック画分の特性を調べ、その結果を表2に示す。また、透明な濾液及び希薄なストックも製紙工場から入手し、それらの特性を確認し、その結果を表2に示す。
製紙用薬剤組成物、アクリルアミドのカチオン性共重合体(C−PAM)、及びベントナイトは上記定義のとおりである。実施例1と同じストック原料を使用する。LF−画分及びSF−画分について得られた個々の結果の算術平均として結果を示す。
実施例1と同じ長繊維(LF)画分及び希薄ストックを使用し、さらには水道水を使用して原料ストック試料を調製した。なお、水道水の導電率は、塩化ナトリウムを添加することによって、希薄のストックと同じレベルに調整した。試験用パルプについては、同じ希釈割合を実施例1の試験#1の濾水性に応じて選択した。
商業中央ヨーロッパ段ボール古紙(OCC)のストックを実施例4の原料とした。試料の調製に当たっては、次の希釈割合、すなわち、OCCストック1部、白水2部を選択した。白水は製紙工場から入手した。導電率を調整した水道水を用いて、5.4g/lのコンシステンシーまで各試料を希釈した。
OCCストック及び白水の特性を添付の表6に示す。
試験用繊維スラリーの調製は、標準ISO 5263:1995に従い、ローレンツェン&ベットレー(Lorentzen & Wettre)パルプ離解機を使用して、リサイクル繊維をベースとする乾燥テストライナー(testliner)及び中芯シート(fluting sheet)をウエット離解する(disintegrating)ことにより行った。2.5×2.5cmの大きさの小片に切断し、60gのオーブン乾燥質量(oven-dry mass)になるように秤量した。切断し秤量したテストライナー及び中芯シートを、質量比1:1で、温度50℃溶解時間10分で白水に溶解させた。得た離解スラリーの体積は2700mlであり、プロペラの回転は50 000回転に調整した。試験用スラリーは、ゼータ電位測定する前に、アイスキューブ浴中で室温まで冷却した。
中央ヨーロッパから入手した商業中央ヨーロッパ段ボール古紙(OCC)のストックを実施例6の原料とした。
走行速度:2m/min、ウェブ幅:0.32m、ホーリーロールの回転速度:120rpm、プレスセクション:2つのニップ、乾燥セクション:8つの予備乾燥シリンダ、ベビーシリンダ、5つの乾燥シリンダ
ドイツから入手した商業中央ヨーロッパ段ボール古紙(OCC)のストックを実施例7の原料とした。そのストックは、製紙工場で既にスクリーン分画法によって長繊維(LF)画分と短繊維(SF)画分とに分離したものである。両方のストック画分の特性を調べ、その結果を添付した表11に示す。
実施例7と同じストックを実施例8でも使用した。次の希釈割合を使用した。すなわち、長繊維画分2部、希薄なストック1部とした。導電率を調整した水道水を用いて、4.2g/lのコンシステンシーまでストックを希釈した。
商業ヨーロッパOCCストックを実験用シートの製造に使用した。透明な濾液(CF)で8.8g/lのコンシステンシーになるまでストックを希釈した。OCCストック、透明な濾液及び白水の特性を添付の表13に示す。
Claims (20)
- 粉末の形態にある製紙用薬剤組成物であって、組成物の全質量に基づき計算して、少なくとも40質量%の水溶性重合体を含み、該水溶性重合体が21〜30モル%のビニルアミン単位を含有し、かつ、少なくとも1 000 000Daの平均分子量を有することを特徴とする組成物。
- 該水溶性重合体が21〜29モル%、好ましくは21.5 〜25モル%、さらに好ましくは21.5〜23.5モル%のビニルアミン単位を含有することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- 該製紙用薬剤が溶液の形態にあり、4質量%の溶液で35mS/cmの導電率で測定したとき、少なくとも1000mPas、好ましくは1500〜20 000mPas、さらに好ましくは2000〜15 000mPasの粘度を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
- 該水溶性重合体がN-ビニルホルムアミドとビニルアミンとの共重合体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 該水溶性重合体がビニルアミンとビニルアルコールとの共重合体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物の全質量に基づき計算して、0.2質量%未満の界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- さらに、溶解性用添加剤及び/又は固結防止剤を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物中の水溶性重合体の量が、乾燥した組成物の全質量に基づき計算して、少なくとも50質量%、好ましくは少なくとも70質量%、さらに好ましくは少なくとも75質量%、もっとさらに好ましくは少なくとも80質量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 紙、板紙又はこれらと同様のものを製造するとき、繊維ストックの脱水を増大させ、また、製造する繊維ウェブの少なくとも1つの強度特性を向上させるための繊維ストックを処理する方法であって、
−濃厚な繊維ストックを得ること、
−濃厚な繊維ストックに水を加えることによってコンシステンシーが3%未満の希薄な繊維ストックに希釈すること、
−希薄な繊維ストックを濾水し連続繊維ウェブを形成すること
を含む方法において、
濃厚な繊維ストックに、又は、希薄な繊維ストックに、21〜39モル%のビニルアミン単位を含有し、かつ、少なくとも1 000 000Daの平均分子量を有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物を加えることを特徴とする方法。 - 製紙用薬剤組成物が、21〜30モル%、好ましくは21.5 〜25モル%、さらに好ましくは21.5〜23.5モル%のビニルアミン単位を含有する水溶性重合体を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- ビニルアミン単位を含有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物を濃厚な繊維ストックに加えるとき、該濃厚な繊維ストックを、抄紙機又は板紙抄紙機の短経路の白水で、ウェブ形成前に、希釈することを特徴とする請求項9又は10に記載の方法。
- 最終段のせん断段階の後で、かつ、ヘッドボックスの前で、ビニルアミン単位を含有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物を希薄な繊維ストックに加えることを特徴とする請求項9、10又は11に記載の方法。
- アクリルアミドのカチオン性共重合体を、好ましくは、ビニルアミン単位を含有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物に、連続して、繊維ストックに加えることを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載の方法。
- アクリルアミドのカチオン性共重合体及び/又は微粒子を、好ましくは、ビニルアミン単位を含有する水溶性重合体を含む製紙用薬剤組成物を加えた後に、繊維ストックに加えることを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 該繊維ストックが、リサイクル紙、段ボール古紙(OCC)、未漂白クラフトパルプ、中性亜硫酸塩セミケミカル(NCCS)パルプ、及び/又は機械パルプに由来する繊維を含むことを特徴とする請求項9〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 該繊維ストックが、少なくとも80%のリサイクル繊維、好ましくは少なくとも90%のリサイクル繊維を含むことを特徴とする請求項9〜15のいずれか一項に記載の方法。
- ビニルアミン単位を含有する重合体を含む製紙用薬剤組成物を、濃厚な繊維ストックに、該重合体の量が成紙1トン当たり50〜1500g、好ましくは成紙1トン当たり100〜900g、さらに好ましくは成紙1トン当たり少なくとも400〜800gになるような量で加えることを特徴とする請求項9〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 製紙用薬剤組成物を繊維ストックに加える前にあっては、繊維ストックのゼータ電位が−15〜−1mV、好ましくは−10〜−1mV、さらに好ましくは−7〜−1mVであることを特徴とする請求項9〜17のいずれか一項に記載の方法。
- ビニルアミン単位を含有する重合体を含む製紙用薬剤組成物を繊維ストックに加えた後にあっては、繊維ストックのゼータ電位が0mV未満、好ましくは−10〜−1mV、さらに好ましくは−8〜−1mVであることを特徴とする請求項9〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 製紙用薬剤組成物及び他の任意の添加物を繊維ストックに加えた後にあっては、加える前の濃厚な繊維ストックの電荷密度よりも、ヘッドボックス内での繊維ストックの電荷密度が、最大で、300μeq/l、好ましくは200μeq/l、さらに好ましくは150μeq/l高いことを特徴とする請求項9〜19のいずれか一項に記載の方法。
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