JP2575692B2

JP2575692B2 - 紙の製造法

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Publication number: JP2575692B2
Application number: JP62064036A
Authority: JP
Inventors: 顕一阿久根; 直敬渡辺; 行博伊野宮; 裕糸田; 健雄荒井; 玲子船渡
Original assignee: MITSUI SAITETSUKU KK
Current assignee: MITSUI SAITETSUKU KK
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPS63235596A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、紙の製造法、特に製紙工業における填料ま
たは微細繊維の歩留り向上効果に優れた紙の製造法に関
するものである。

従来の技術製紙工業において、印刷用紙や産業用紙などを製造す
る場合、紙の白色度、不透明度、印刷適性などを向上さ
せるために、たとえばカオリン、クレー、タルク、二酸
化チタン、炭酸カルシウム、固形尿素樹脂などの填料を
添加している。この歩留りの向上、製品収率の向上、ま
たは白水および排水処理負担の低減のための微細繊維質
の歩留り、定着率の改善などいろいろ工夫が図られてい
る。

このような目的のために使用される歩留向上剤として
は、硫酸アルミニウムなどの無機化合物やポリエチレン
イミン、ポリアミン、エピクロルヒドリン変性ポリアミ
ドポリアミン、非イオン性またはイオン性を有するポリ
アクリルアミド誘導体などの水溶性高分子化合物が使用
されている。

発明が解決しようとする問題点しかし、これらの歩留向上剤を用いても下記の点で十
分な効果が得られていない。

（１）製紙工程中の填料、微細繊維の歩留り向上。

（２）抄紙工程中の高剪断力下の歩留り安定性。

（３）白水クローズド化による歩留り安定性。

（４）白水回収、廃水処理負担の低減。

（５）抄紙ワイヤー摩耗の低減。

問題点を解決するための手段本発明は、これらの問題点を解決することを目的とす
るもので、特に従来使用されていた歩留向上剤に代えて
水膨潤性カチオン重合体粒子を用いることにより、紙料
懸濁液中の填料または微細繊維の歩留りなどを向上さ
せ、さらにこれに伴ってその他の問題点を解決すること
ができる紙の製造法を提供するものである。

すなわち、本発明は紙料懸濁液から紙を製造するにあ
たり、水膨潤性カチオン重合体粒子またはこれとアクリ
ルアミド系重合体とを紙料懸濁液中の固形分に対し、重
合体固形分換算で水膨潤性カチオン重合体粒子を0.01〜
0.1重量％の添加量で、微細繊維の歩留向上剤として用
いることを特徴とする紙の製造法である。

作用紙料懸濁液に水膨潤性カチオン重合体粒子など用いる
ことによって、この重合体粒子と懸濁液中の填料などと
の粒子間吸着作用を生じ、填料、微細繊維の歩留向上に
よる経済効果、抄紙工程の高剪断力下での歩留り安定
性、白水回収や廃水処理負担の低減、抄紙ワイヤー摩耗
の低減など従来技術の問題点をすべて解決することがで
きる。

以下さらに本発明を詳しく説明する。

本発明に用いられる水膨潤性カチオン重合体粒子を構
成する原料であるカチオン性ビニルモノマー（Ａ）、非
イオン性水溶性モノマー（Ｂ）、架橋性モノマー（Ｃ）
について説明する。

まずカチオン性ビニルモノマーの具体例としては、下
記に示す（１−Ａ）、（２−Ａ）、（３−Ａ）、（４−
Ａ）の群から選ばれたものが挙げられる。

（１−Ａ）第４級窒素含有（メタ）アクリレート〔（メ
タ）アクリレートとはアクリレート、メタクリレートを
指す。以下同様。〕（ｉ）（メタ）アクリロイロキシアルキルトリアルキ
ルアンモニウム塩たとえば２−（メタ）アクリロイロキ
シエチルトリメチルアンモニウムクロリド、２−（メ
タ）アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムメ
トサルフェート、２−（メタ）アクリロイロキシエチル
トリエチルアンモニウムエトサルフェート、３−（メ
タ）アクリロイロキシプロピルジメチルエチルアンモニ
ウムメトサルフェートなど。

（ii）（メタ）アクリロイロキシヒドロキシアルキル
トリアルキルアンモニウム塩たとえば３−メタクリロイ
ロキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロリド、３−メタクリロイロキシ−２−ヒドロキシ
プロピルメチルジエチルアンモニウムクロリド、３−メ
タクリロイロキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチル
アンモニウムメトサルフェートなど。

（２−Ａ）第３級窒素含有（メタ）アクリレートと酸と
の塩（ｉ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレー
トの塩たとえば２−ジメチルアミノエチル（メタ）アク
リレート硫酸塩、２−ジエチルアミノエチル（メタ）ア
クリレート塩酸塩など。

（ii）ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）
アクリレートの塩たとえば３−ジメチルアミノ−２−ヒ
ドロキシプロピル（メタ）アクリレート塩酸塩、３−ジ
エチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリ
レート硫酸塩など。

（３−Ａ）第４級窒素含有（メタ）アクリルアミド（ｉ）（メタ）アクリルアミドアルキルトリアルキル
アンモニウム塩たとえば３−アクリルアミドプロピルト
リメチルアンモニウムクロリド、２−（メタ）アクリロ
イルアミノエチルトリメチルアンモニウムメトサルフェ
ートなど。

（ii）（メタ）アクリルアミドヒドロキシアルキルト
リアルキルアンモニウム塩たとえば３−（メタ）アクリ
ロイルアミノ−２−イドロキシプロピルトリメチルアン
モニウムクロリド、３−（メタ）アクリロイルアミノエ
チルトリメチルアンモニウムメトサルフェートなど。

（４−Ａ）第３級窒素含有（メタ）アクリルアミドと酸
との塩（ｉ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルア
ミドの塩たとえば２−ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリルアミド塩酸塩、２−ジエチルアミノプロピル（メ
タ）アクリルアミド硫酸塩など。

（ii）ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）
アクリルアミドの塩たとえば３−ジメチルアミノ−２−
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド炭酸塩、３
−ジエチルアミノ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリルアミド硫酸塩など。

またはこれらの混合物から選ばれたものである。

非イオン性水溶性モノマー（Ｂ）の具体例としては、
アクリルアミド、メタアクリルアミド、ビニルメチルエ
ーテル、ビニルエチルエーテルおよびこれらの混合物な
どが挙げられる。

架橋性モノマー（Ｃ）の具体例としては、メチレンビ
スアクリルアミド、メチレンビスメタアクリルアミド、
ジビニルベンゼンなどのジビニル化合物、メチロールア
クリルアミド、メチロールメタアクリルアミドなどのビ
ニル系メチロール化合物、アクリロレインなどのビニル
系アルデヒド化合物、メチルアクリルアミドグリコレー
トメチルエーテル（MAGME）などのビニル系化合物およ
びこれらの混合物などが挙げられる。

カチオン性ビニルモノマー（Ａ）と架橋性モノマー
（Ｃ）との共重合体は、その共重合における架橋性モノ
マー（Ｃ）の比率がモノマー全量に対して0.001〜５重
量％、好ましくは0.005〜１重量％の割合で配合し重合
したものである。0.001重量％未満では一部可溶化し水
膨潤性粒子とならず、効果が低下し、また５重量％超で
は架橋密度が大きすぎ、水膨潤性が悪くなるため、粒子
の界面面積が小さくなり、処理効果が低下するので好ま
しくない。水膨潤性は純水中、見掛け体積で20〜1000
倍、粒子径で2.5〜10倍程度である。また、カチオン性
ビニルモノマー（Ａ）と非イオン性水性モノマー（Ｂ）
および架橋性モノマー（Ｃ）の共重合体は、前記モノマ
ー（Ａ）と（Ｂ）との共重合において、カチオン性ビニ
ルモノマー（Ａ）の比率は５〜100重量％、好ましくは5
0〜100重量％であり、前記モノマーの共重合に用いられ
る架橋モノマー（Ｃ）は全モノマーに対し、0.001〜５
重量％、好ましくは0.005〜１重量％の割合で配合し重
合したものである。

本発明に用いられる水膨潤カチオン重合体粒子は、前
記各モノマーの配合割合により配合し、公知の方法によ
って、得られる。たとえば（ａ）油中水型分散重合法に
よって得られたエマルジョン、（ｂ）水溶液重合法また
は油中水型懸濁重合法によって得られた微粉砕粉末が挙
げられるが、これらの中でより均一な微粒子で、表面積
の多い（ａ）のエマルジョンが効果の点や作業面から望
ましい。好ましい粒子径は水膨潤前で１〜100μ程度で
ある。

本発明において、水膨潤性重合体粒子と併用して用い
られるアクリルアミド系重合体は、公知の方法によって
得られるノニオン、アニオン、カチオン変性の各種アク
リルアミド系重合体であり、その溶液の極限粘度〔η〕
が、30℃、1N−NaNO₃中で測定した値から求めて６〜20
程度のものが好ましい。６未満では粒子間同志の吸着架
橋、いわゆる凝集効果が少く、余り多すぎても凝集効果
が強すぎ成紙の地合不良となるので好ましくない。

本発明において、水膨潤性カチオン重合体粒子の添加
量は、紙料懸濁液中の固形分に対し、重合体固形分換算
で0.01〜0.1重量％である。

添加濃度は水膨潤性の程度により希釈できる程度が異
るが、水膨潤性が1000倍の場合、たとえば水で0.1％以
下に希釈して用いる。

添加形態としては、水で希釈してぼう潤させ、水系に
分散させて添加するのが好ましい。なお、本発明で水膨
潤性カチオン重合体粒子は上記のように水で希釈してぼ
う潤させたものも包含して云う。

また併用するアクリルアミド系重合体の添加量は、紙
料懸濁液中の固形分に対し、重合体固形分換算で０〜0.
3重量％、好ましくは0.003〜0.1重量％である。多すぎ
ても、凝集効果が出すぎてフロックとなり、成紙の地合
い（均一性）を悪くする。添加方法は一般にアクリルア
ミド系重合体を水に希釈溶解し、0.1〜１％程度の濃度
とし、水膨潤性カチオン重合体粒子添加後に添加する。

以上説明した重合体の添加量は、上記の範囲外では本
発明の目的とする効果が得られない。

以下実施例をあげて、さらに具体的に説明する。なお
実施例中の％はいずれも重量基準で示した。

実施例１〜10、比較例１〜４表１に示す油中水型分散重合法によって得られた水膨
潤性カチオン性重合体粒子Ａ、Ｂを含有するエマルジョ
ンおよび水溶液重合法によって得られたアクリルアミド
系重合体粒子Ｃ、Ｄ、Ｅを用い、表２に示すような配合
で歩留向上剤を作成した。

なお、水膨潤性カチオン重合体粒子は固形分換算0.1
％となるよう水に膨潤分散させ、またアクリルアミド系
ポリマーも固形分換算0.1％濃度になるよう水に溶解さ
せ実験に供した。

一方0.8％に希釈されたLBKP（叩解度430ml C.S.F）に
硫酸アルミニウム0.5％、カチオン澱粉0.5％、アルキル
ケテンダイマー系中性サイズエマルジョン0.2％、重質
炭酸カルシウム20％を添加し供試パルプスラリーとした
（表示は対パルプ乾燥重量パーセント）。

これら歩留り向上剤は、上記供試パルプスラリーに、
まず水膨潤性カチオン重合体粒子を添加十分撹拌後、ア
クリルアミド系ポリマーを添加した。なお重質炭酸カル
シウムの歩留り試験は、ブリット式ダイナミックドレネ
ージテスター（140メッシュのスクリーン）を用い、比
較例１〜４、実施例１〜10は2000r.p.m.、比較例５〜
８、実施例11〜13は750r.p.m.にて検討を行い、その結
果を表２に示した。

表２から明らかなように、アクリルアミド系重合体を
単独で用いた比較例１〜４に比べて実施例１〜２は重質
炭酸カルシウムの歩留りが優れており、また水膨潤性カ
チオン重合体粒子とアクリルアミド系重合体とを併用し
た実施例３〜10は水膨潤性カチオン重合体粒子単独で用
いた実施例１〜２に比べて重質炭酸カルシウムの歩留り
が優れている。

実施例11〜13、比較例５〜８本実施例で使用した水膨潤性カチオン重合体粒子およ
びアクリルアミド系ポリマーは、実施例１の表１と同一
のものを試験に供し、且つ実施例１と同様に水に分散ま
たは溶解させた。

一方0.8％に希釈された段ボール故紙より離解したパ
ルプに硫酸アルミニウム１％を加えたものを供試パルプ
スラリーとした。

これら歩留り向上剤は上記供試パルプスラリーにまず
水膨潤性カチオン重合粒子を添加、十分撹拌後、アクリ
ルアミド系ポリマーを添加し、微細繊維の歩留りをブリ
ット式ダイナミックドレネージテスターの750r.p.m.に
て試験した。比較のためにアクリルアミド系重合体のみ
を用いた以外は実施例１と同様に行った。

微細繊維の測定法は、TAPPIスタンダードT261pm−79
に準じて測定した。これらの条件および結果を表３に示
した。

表３から明らかなように実施例11〜13は比較例５〜８
に比べて微細繊維の歩留りが優れている。

発明の効果本発明によれば、紙料懸濁液中の填料または微細繊維
の歩留り効果は従来法に比べて格段優れており、これに
伴って、抄紙工程の高剪断力下での歩留りの安定性、白
水回収や廃水処理負担の低減、抄紙ワイヤーの摩耗の低
減などの効果の向上が可能となり、産業上優れた技術で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者糸田裕横浜市栄区笠間町1190 三井サイアナミッド株式会社大船技術研究所内 (72)発明者荒井健雄横浜市栄区笠間町1190 三井サイアナミッド株式会社大船技術研究所内 (72)発明者船渡玲子横浜市栄区笠間町1190 三井サイアナミッド株式会社大船技術研究所内 (56)参考文献特開昭58−214597（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−107099（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】紙料懸濁液から紙を製造するにあたり、水
膨潤性カチオン重合体粒子またはこれとアクリルアミド
系重合体とを紙料懸濁液中の固形分に対し、重合体固形
分換算で水膨潤性カチオン重合体粒子を0.01〜0.1重量
％の添加量で、微細繊維の歩留向上剤として用いること
を特徴とする紙の製造法。
【請求項２】水膨潤性カオチン重合体が、カチオン性ビ
ニルモノマーと架橋性モノマーとの共重合体、またはカ
チオン性ビニルモノマーとこれらと共重合可能な非イオ
ン性水溶性モノマーおよび架橋性モノマーとの共重合体
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の紙
の製造法。