JP2657285B2 - Papermaking method - Google Patents

Papermaking method

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JP2657285B2
JP2657285B2 JP10796187A JP10796187A JP2657285B2 JP 2657285 B2 JP2657285 B2 JP 2657285B2 JP 10796187 A JP10796187 A JP 10796187A JP 10796187 A JP10796187 A JP 10796187A JP 2657285 B2 JP2657285 B2 JP 2657285B2
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acrylamide
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は成紙の強度を大幅に向上せしめるとともに製
紙原料中の微細繊維や填料、サイズ剤及びその他の添加
剤の歩留りを増大せしめて、白水の清澄化を可能ならし
める製紙方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objects of the Invention] (Industrial application field) The present invention greatly improves the strength of papermaking and yields fine fibers, fillers, sizing agents and other additives in papermaking raw materials. And a papermaking method which enables clarification of white water.

(従来の技術) 製紙工程に使用する製紙用添加剤としては成紙の筆記
性や耐水性を向上せしめるサイズ剤、成紙強度を高める
紙力増強剤、填料や微細繊維の歩留りを向上する歩留り
向上剤、抄紙機ワイヤー上での水切れを促進する濾水剤
等、各種の添加剤が使用されている。例えば紙力増強剤
や歩留り向上剤として一般に水溶性高分子物質が、即ち
澱粉及び変性澱粉、セルロース誘導体等の水溶性天然高
分子物質、ポリアクリルアミド及びその誘導体、ポリビ
ニールアルコール及びその誘導体、ポリエチレンイミ
ン、ポリアミドポリアミン−エピクロヒドリン樹脂、ス
チレン−マレイン酸系樹脂及びその他の各種水溶性ポリ
マーが使用されている。
(Prior art) As a papermaking additive used in the papermaking process, a sizing agent for improving the writability and water resistance of papermaking, a paper-strengthening agent for increasing papermaking strength, and a yield for improving the yield of fillers and fine fibers. Various additives are used, such as an enhancer and a drainage agent that promotes drainage on a paper machine wire. For example, a water-soluble polymer substance is generally used as a paper strength enhancer or a retention aid, such as starch and modified starch, a water-soluble natural polymer substance such as a cellulose derivative, polyacrylamide and its derivatives, polyvinyl alcohol and its derivatives, and polyethyleneimine. And polyamide polyamine-epichlorohydrin resins, styrene-maleic acid resins and various other water-soluble polymers.

そして前記した各種製紙用添加剤には製紙技術の高度
化により多くの課題がなげかけられているのが現状であ
る。
At present, the above-mentioned various papermaking additives are subject to many problems due to the advancement of papermaking technology.

例えば製紙工程、特に印刷用紙や筆記用紙の製紙工程
においては成紙の白色度や不透明度を向上させ、且つ原
料コストを低下せしめる等の目的で填料を添加すること
が行なわれているが、成紙中の填料含有量が多くなると
成紙強度が低下するという問題があり、その解決が迫ら
れている。また印刷物の長期保存性の観点から硫酸バン
ドを使用しない中性ないし弱アルカル性PH域で抄紙する
ことによって得られる、いわゆる中性紙の要望が強くな
り製紙工場においても硫酸バンドを多用した従来の酸性
抄紙から中性抄紙への転換が盛んに行なわれているが、
これに使用する中性抄紙用添加剤の効果は未だ不充分
で、その改良が強く望まれている。
For example, in the papermaking process, especially in the papermaking process of printing paper and writing paper, fillers are added for the purpose of improving the whiteness and opacity of the papermaking and reducing the raw material cost. There is a problem that as the filler content in the paper increases, the strength of the formed paper decreases, and a solution is needed. Also, from the viewpoint of long-term preservation of printed matter, the demand for so-called neutral paper obtained by making paper in a neutral or weak alkaline PH region without using a sulfuric acid band has become stronger, The conversion from acidic papermaking to neutral papermaking has been actively conducted,
The effect of the additive for neutral papermaking used in this is still insufficient, and improvement thereof is strongly desired.

これらの課題に対して、種々の解決策が提案されてい
るが、最近の特許をみると澱粉類を4級アンモニウム等
のカチオン性付与剤を用いて変性されたカチオン性澱粉
及び/又はカチオン性或は両性のグアーガムとコロイド
状硅酸を製紙用添加剤として使用する製紙方法が提案さ
れているが(特開昭57-51900号、公表昭58-502004
号)、成紙強度の向上、填料歩留り向上等の効果におい
て充分満足しえるものではない。
Various solutions to these problems have been proposed, but recent patents show that starches are modified with cationic starch and / or cationic starch modified with a cationic imparting agent such as quaternary ammonium. Alternatively, a papermaking method using guar gum of amphoteric and colloidal silicic acid as a papermaking additive has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-51900, published 58-582004).
No.), the effect of improving the strength of papermaking, the effect of improving the filler yield, etc., are not sufficiently satisfactory.

一方、本発明者らは、先に製紙原料パルプスラリーに
陽イオン性基を有するアクリルアミド系ポリマーとコロ
イド状硅酸を製紙用添加剤として使用する製紙方法を提
案したが(特開昭62-15391号),填料歩留りの向上、成
紙強度の向上の点では満足がいくもののサイズ剤の定着
効果において充分に満足しえるものではない。
On the other hand, the present inventors have previously proposed a papermaking method using an acrylamide-based polymer having a cationic group and colloidal silicic acid as a papermaking additive in a raw pulp slurry for papermaking (JP-A-62-15391). No.), improvement of filler yield and improvement of papermaking strength are satisfactory, but not sufficiently satisfactory in fixing effect of the sizing agent.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したように製紙用添加剤の性能に対する要求は原
料パルプ事情の悪化、例えば故紙再生パルプの使用や抄
紙用水の水質の低下等に伴って益々厳しくなり、一層効
果的な製紙用添加剤の開発が望まれている。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the demand for the performance of the papermaking additive becomes more severe with the deterioration of the raw material pulp situation, for example, the use of recycled paper pulp and the deterioration of the water quality of papermaking water. There is a need for the development of more effective papermaking additives.

特に中性抄紙に使用する製紙用添加剤の効果は未だ満
足できるものでなく、填料として使用される炭酸カルシ
ウムの歩留り向上と紙力増加が重要な課題となってい
る。炭酸カルシウムは我が国で豊富に産出されていると
共に、安価かつ良好な特性を有する優れた製紙用填料で
あり、これを高配合することは経済的にも工業的にも極
めて有意義である。しかしながら、炭酸カルシウム填料
を多量に含有する中性紙を得るためには原料スラリー中
の炭酸カルシウムの含有量を非常に多くする必要があ
り、抄紙機ワイヤー上での水切れの悪化、ワイヤーの摩
耗の促進、湿紙強度の低下による紙切れの多発など操業
上種々の問題を惹き起こしている。填料歩留り向上剤の
使用によりこれらの問題を軽減することができるが、そ
の効果は未だ不充分である。更に、炭酸カルシウム含有
量が高い中性紙は、成紙強度が低く且つ表面から填料が
脱落し易くなっているため、印刷時に各種の障害を起こ
し易いという問題が生じている。
In particular, the effect of the papermaking additive used for neutral papermaking is not yet satisfactory, and improving the yield of calcium carbonate used as a filler and increasing paper strength are important issues. Calcium carbonate is abundantly produced in Japan, and is an excellent papermaking filler having good properties at low cost, and its high content is extremely significant both economically and industrially. However, in order to obtain neutral paper containing a large amount of calcium carbonate filler, it is necessary to make the content of calcium carbonate in the raw material slurry extremely large. This causes various problems in operation, such as accelerating and paper breakage due to a decrease in wet paper strength. The use of filler retention aids can alleviate these problems, but their effects are still inadequate. Further, neutral paper having a high calcium carbonate content has a problem that various obstacles are likely to occur at the time of printing because the strength of the formed paper is low and the filler is easily dropped off from the surface.

本発明の目的は、上記問題点を解決した新規な製紙方
法を提供することである。より具体的には、本発明の各
種の化学パルプやメカニカルパルプ、故紙再成パルプの
外、無機或いは有機の天然または合成繊維状物質からな
るパルプ物質及びそれらの混合物等、公知のあらゆる種
類のパルプを原料とする全ての製紙工程に適用できる製
紙方法を提供しようとするものであるが、填料の配合が
必要な抄紙工程、例えば印刷用紙や筆記用紙の製造に適
用した場合、一層の好結果が期待できる製紙方法、なか
でも炭酸カルシウム填料を用いる中性抄紙方法として好
適な製紙方法を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to provide a new papermaking method that solves the above problems. More specifically, all known types of pulp such as various chemical pulp, mechanical pulp, waste paper regenerated pulp, pulp material composed of inorganic or organic natural or synthetic fibrous materials, and mixtures thereof, in addition to the various types of pulp of the present invention It is intended to provide a papermaking method that can be applied to all papermaking processes using as a raw material.However, when applied to a papermaking process that requires the blending of a filler, for example, the production of printing paper or writing paper, even better results are obtained. An object of the present invention is to provide a promising papermaking method, in particular, a papermaking method suitable as a neutral papermaking method using a calcium carbonate filler.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、上記問題点を解決するため鋭意検討を
重ねた結果、製紙用添加剤として澱粉類水溶液中におい
て、特定のビニール系単量体混合物を共重合せしめて得
られる陽イオン性基含有グラフト澱粉共重合体とコロイ
ド状硅酸を併用することにより上記目的が達成し得るこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a specific vinyl-based monomer mixture is added as an additive for papermaking in an aqueous starch solution. The present inventors have found that the above object can be achieved by using a cationic group-containing graft starch copolymer obtained by copolymerization and colloidal silicic acid in combination, and have completed the present invention.

本発明を概説すれば、本発明は(A)陽イオン性基含
有グラフト化澱粉共重合体、及び(B)コロイド状硅酸
を製紙原料パルプスラリーに添加し、常法に従って抄
紙、乾燥することを特徴とする製紙方法に関すものであ
る。
In general, the present invention comprises adding (A) a cationic group-containing grafted starch copolymer, and (B) colloidal silicic acid to a pulp slurry for papermaking raw material, and papermaking and drying according to a conventional method. And a papermaking method characterized by the following.

以下、本発明の構成について詳しく説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

(i)陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体成分に
ついて: 本発明に使用する(A)陽イオン性基含有グラフト化
澱粉共重合体成分は、澱粉類を含有する水溶液中におい
て、陽イオン性基含有単量体を必須的に含むモノマー混
合物を重合させることにより得られるものである。
(I) Regarding the cationic group-containing grafted starch copolymer component: The (A) cationic group-containing grafted starch copolymer component used in the present invention is prepared by adding a cationic group in an aqueous solution containing starch. It is obtained by polymerizing a monomer mixture essentially containing a functional group-containing monomer.

本発明に使用される前記澱粉類とは、澱粉及び/又は
変性澱粉であり、より具体的には小麦、米、トウモロコ
シ、馬鈴薯、甘薯、タピオカ等を原料とする各種の澱
粉、及びそれらの変性物、例えば陽イオン性澱粉、エー
テル化澱粉、酸化澱粉、酵素変性澱粉等を挙げることが
でき、それらの一種或いは二種以上を使用することがで
きる。これらのうち特に陽イオン性澱粉の使用が好まし
い。
The starches used in the present invention are starch and / or modified starch, and more specifically, various starches made from wheat, rice, corn, potato, sweet potato, tapioca, etc., and modified starches thereof. Products, such as cationic starch, etherified starch, oxidized starch, and enzyme-modified starch, and one or more of them can be used. Of these, the use of cationic starch is particularly preferred.

本発明に使用される前記陽イオン性基含有単量体とし
ては、モノ−或いはジ−アルキルアミノアルキル(メ
タ)アクリルアミド、モノ−或いはジ−アルキルアミノ
アルキル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニ
ルイミダゾール、モノ−或いはジ−アクリルアミン及び
それらの混合物、更にそれらの第4級アンモニウム塩等
を例示することができる。
Examples of the cationic group-containing monomer used in the present invention include mono- or di-alkylaminoalkyl (meth) acrylamide, mono- or di-alkylaminoalkyl (meth) acrylate, vinyl pyridine, vinyl imidazole, Mono- or di-acrylamines and mixtures thereof, furthermore, quaternary ammonium salts thereof, etc. can be exemplified.

これらのうち、ジアルキルアミノアルキル(メタ)ア
クリルアミド、より具体的にはジメチルアミノエチル
(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)ア
クリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリ
ルアミド及びそれらの酸塩或いは第4級アンモニウム塩
等が好ましい。これらの単量体は一種或いは二種以上を
使用することができる。これらのうち、特にジメチルア
ミノプロピル(メタ)アクリルアミド及びその酸塩の使
用が好ましい。
Among them, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, more specifically, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminoethyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide and their acids Salts or quaternary ammonium salts are preferred. One or two or more of these monomers can be used. Of these, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and its acid salts are particularly preferred.

本発明においては、前記陽イオン性基含有単量体のほ
かに、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸な
どの単量体を併用することができる。本発明の陽イオン
性基含有単量体を必須的に含むモノマー混合物の組成と
して好ましい態様は、(1)ジアルキルアミノアルキル
(メタ)アクリルアミドまたはその第4級化物 2〜25
モル%,(2)(メタ)アクリル酸 2〜10モル%,
(3)(メタ)アクリルアミド 65〜96モル%である。
In the present invention, in addition to the cationic group-containing monomer, a monomer such as (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid can be used in combination. Preferred embodiments of the composition of the monomer mixture essentially containing the cationic group-containing monomer of the present invention include (1) dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide or a quaternary compound thereof.
Mol%, (2) 2-10 mol% of (meth) acrylic acid,
(3) (meth) acrylamide is 65 to 96 mol%.

前記した単量体混合物の各組成において、(1)ジア
ルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの使用量
が2モル%未満の場合には紙力増強効果,歩留り向上効
果が不充分となり、また25モル%を越える場合には経済
的に不利であるのに加えて製紙用添加剤の経時安定性が
劣るという不都合を生じる。一方(2)(メタ)アクリ
ル酸の使用量が2モル%未満である場合、経時安定性が
劣り、また10モル%を越える場合には、紙力増強効果,
歩留り向上効果,サイズ効果が不充分となる。
When the amount of (1) dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide used is less than 2 mol% in each composition of the above monomer mixture, the paper strength enhancing effect and the yield improving effect become insufficient, and 25 mol% When the ratio exceeds the above range, it is economically disadvantageous, and in addition, the stability of the papermaking additive over time is deteriorated. On the other hand, if (2) the amount of (meth) acrylic acid is less than 2 mol%, the stability over time is poor, and if it exceeds 10 mol%, the paper strength enhancing effect is obtained.
The yield improvement effect and the size effect become insufficient.

本発明において、前記した陽イオン性含有グラフト化
澱粉共重合体の調製に際して、澱粉及び/又は変性澱粉
の使用量は20重量部〜60重量部であることが好ましい。
60重量部を越える場合、及びそれに対応して陽イオン性
基含有単量体混合物の使用量が40重量部未満である場合
には、安定な製品を得ることが難かしく、又紙力増強効
果,歩留り向上効果が不充分となる。一方、澱粉類の使
用量が20重量部未満である場合及びそれに対応して陽イ
オン性基含有単量混合物が80重量部を起える場合には、
添加剤が高価なものとなり工業的使用に際し、経済的制
約を免れることができない。
In the present invention, the starch and / or modified starch is preferably used in an amount of 20 parts by weight to 60 parts by weight in preparing the cationic-containing grafted starch copolymer.
If the amount exceeds 60 parts by weight, and if the amount of the cationic group-containing monomer mixture used is less than 40 parts by weight, it is difficult to obtain a stable product, and the paper strength is enhanced. , The effect of improving the yield becomes insufficient. On the other hand, when the amount of the starch used is less than 20 parts by weight and the corresponding cationic group-containing simple substance mixture can generate 80 parts by weight,
Additives are expensive and cannot be avoided from economical restrictions during industrial use.

本発明の陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体は
上記澱粉類20〜60重量部を水中に分散せしめた後、加熱
溶解して得られる澱粉類水溶液中に陽イオン性基含有単
量体混合物40〜80重量部を添加し、充分に撹拌混合した
後、常法に従って重合開始剤を加えて重合せしめること
により得られるものである。かかる重合開始剤の具体例
としては、過酸化水素、過硫酸カリ、過硫酸アンモニウ
ム、アルキルハイドロパーオキサイド等の過酸化物、こ
れらと還元剤との組合せからなる任意のレドックス開始
剤系及びアゾ系開始剤等を挙げることが出来る。
The cationic group-containing grafted starch copolymer of the present invention is obtained by dispersing 20 to 60 parts by weight of the above-mentioned starch in water, and then dissolving with heating to obtain a cationic group-containing monomer in an aqueous starch solution obtained. The mixture is obtained by adding 40 to 80 parts by weight of the mixture, sufficiently stirring and mixing, and then adding a polymerization initiator according to a conventional method to carry out polymerization. Specific examples of such polymerization initiators include peroxides such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, and alkyl hydroperoxides, and any redox initiator system and azo initiator composed of a combination of these with a reducing agent. Agents and the like.

なお、上記単合体混合物をあらかじめ重合して調製し
た共重体を澱粉類と混合しただけでは経時安定性が劣
り、又効果も不充分である。
It is to be noted that simply mixing a copolymer prepared by preliminarily polymerizing the above single-molecule mixture with starches results in inferior stability over time and insufficient effect.

陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重体の添加量は目
的及び期待する効果の程度に応じて任意に変更して差し
支えないが、概して原料パルプスラリーのパルプ乾燥重
量に対して0.05〜5%、好ましくは0.1〜3%の使用が
適当である。
The addition amount of the cationic group-containing grafted starch copolymer may be arbitrarily changed according to the purpose and the degree of the expected effect, but is generally 0.05 to 5%, preferably 0.05 to 5% based on the pulp dry weight of the raw pulp slurry. Is preferably 0.1 to 3%.

(ii)コロイド状硅酸成分について: 本発明に使用するコロイド状硅酸(コロイダルシリ
カ)としては粒子径が50mμ以下のもの、特に20mμ以下
のものが好適である。例えば、日産化学工業(株)より
スノーテックスの商品名で市販されている各種のもの
は、いずれも粒子径が50μm以下であり好適に使用しう
る。
(Ii) Colloidal Silica Component: The colloidal silica (colloidal silica) used in the present invention preferably has a particle size of 50 mμ or less, particularly preferably 20 mμ or less. For example, various types commercially available from Nissan Chemical Industries, Ltd. under the trade name Snowtex have a particle diameter of 50 μm or less, and can be suitably used.

本発明の実施に際して、コロイド状硅酸の添加量は、
無水硅酸(SiO2換算)重量で、原料パルプスラリーのパ
ルプ乾燥重量に対して一般的には0.01〜2%が使用され
るが、0.05〜0.5%の範囲が好ましい。コロイド状硅酸
は、併用される陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合
体との相互作用によって著効を発現し得るもので、それ
単独では全く有効ではない。それ故、その添加量は有効
最小限とすることが望ましい。
In carrying out the present invention, the amount of colloidal silicic acid added is
In general, 0.01 to 2% by weight of silicic anhydride (in terms of SiO 2 ) based on the pulp dry weight of the raw pulp slurry is used, but a range of 0.05 to 0.5% is preferable. Colloidal silicic acid can exert a remarkable effect by interacting with a cationic group-containing grafted starch copolymer used in combination, and is not effective at all by itself. Therefore, it is desirable that the amount of addition be minimized.

(iii)製紙方法について: 本発明になる製紙方法において、その他の製紙用添加
剤、例えばサイズ剤などの添加は常法通り行うことがで
きる。
(Iii) Papermaking method: In the papermaking method according to the present invention, other papermaking additives, for example, a sizing agent and the like can be added in a conventional manner.

しかし、本発明による製紙方法においては非常に高い
歩留り効果及び優れた紙力増強効果、サイズ効果が発現
されるため、これを目的とした他の製紙用添加前の併用
はほとんど必要ではない。なお、本発明はこれらの他の
製紙用添加剤の併用を何等拒むものではないことはいう
までもない。
However, in the papermaking method according to the present invention, since a very high retention effect, an excellent paper strength enhancing effect, and a size effect are exhibited, it is hardly necessary to use them together for the purpose before the addition for other papermaking. It goes without saying that the present invention does not refuse the use of these other papermaking additives at all.

本発明の製紙方法は、上述の陽イオン性基含有グラフ
ト化澱粉共重合体とコロイド状硅酸とからなる製紙用添
加剤を製紙原料パルプスラリーに添加し、常法に従って
抄紙、乾燥するもので、両者の添加は任意の順序或いは
同時に行うことができる。
The papermaking method of the present invention comprises adding a papermaking additive comprising the above-mentioned cationic group-containing grafted starch copolymer and colloidal silicic acid to a papermaking pulp slurry, followed by papermaking and drying according to a conventional method. The addition of the two can be performed in any order or simultaneously.

(iv)陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体とコロ
イド状硅酸との相互作用について: 両成分の相互作用については、発明者等においてその
機構は充分に解明されていない。しかし両者それぞれ単
独使用の場合と両者併用の場合との比較において後者が
絶大な相乗効果を発現することから両者の相互作用の存
在は疑う余地がないところである。現在次のように推察
している。コロイド状硅酸、特に本発明の実施に好適に
使用されるコロイド状硅酸ゾルの粒子径は非常に微小で
あり、且つ強い陰イオン性を呈しているため、陽イオン
性基を有する物質には、ほぼ瞬間的に吸着されると考え
られる。一方陽イオン性基を有するグラフト化澱粉共重
合体は弱い陰イオン性を呈する通常のパルプ繊維や填料
の表面に徐々に吸着される。この両者を原料パルプスラ
リーに添加すると上記の反応が同時或いは、逐次に生起
し、陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体の陽イオ
ン性基とコロイド状硅酸との有機−無機複合体を介し
て、パルプ繊維と填料との強固な結合が形成されるもの
と考えられる。又陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重
合体中に陰イオン性基が含有される場合には該イオン性
基及びコロイド状硅酸粒子の陰イオンと陽イオン性基含
有グラフト化澱粉共重合体中の陽イオン性基との分子間
にイオン架橋結合して網状構造を形成し、本発明の驚異
的な紙力増強効果と歩留り向上効果、サイズ効果を発現
するものと推察される。
(Iv) Interaction between cationic group-containing grafted starch copolymer and colloidal silicic acid: The mechanism of the interaction between the two components has not been fully elucidated by the present inventors. However, there is no doubt that there is an interaction between the two, since the latter exhibits a great synergistic effect in the case of using both alone and the case of using both in combination. Currently, we speculate as follows. Colloidal silicic acid, particularly colloidal silicic acid sol suitably used in the practice of the present invention, has a very small particle size and a strong anionic property. Is considered to be adsorbed almost instantaneously. On the other hand, the grafted starch copolymer having a cationic group is gradually adsorbed on the surface of ordinary pulp fibers or fillers having weak anionic properties. When both of these are added to the raw pulp slurry, the above-mentioned reaction occurs simultaneously or sequentially to form an organic-inorganic composite of the cationic group of the cationic group-containing grafted starch copolymer and colloidal silicic acid. It is believed that a strong bond between the pulp fiber and the filler is formed through the pulp. When the cationic group-containing grafted starch copolymer contains an anionic group, the grafted starch copolymer containing the ionic group and the anion of the colloidal silica particles and the cationic group is contained. It is presumed that ionic cross-linking is formed between molecules with the cationic group therein to form a network structure, and the surprising paper strength enhancing effect, yield improving effect, and size effect of the present invention are exhibited.

(実施例) 以下、本発明について調整例、実施例、比較例に基づ
いて更に具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を
何ら限定するものではない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Adjustment Examples, Examples, and Comparative Examples, but these do not limit the scope of the present invention at all.

調整例1. 90〜100℃でクッキングした10%濃度の市販の陽イオ
ン性澱粉(AMYLOFAX15,AVEBE社製)水溶液100g,40%濃
度のアクリルアミド水溶液45g,ジメチルアミノプロピル
アクリルアミド4.5g,アクリル酸0.4g,水167gの混合物を
10%硫酸溶液14.2gを用いてPH4.0に調整する。次に温度
を50℃で2%過硫酸アンモニウム(APS)水溶液0.6cc、
2%重亜硫酸ソーダー(SBS)水溶液0.6cc添加して温度
60〜70℃で3時間反応させ、下記第1表に示す陽イオン
性基含有グラフト化澱粉重合体(A)を得た。
Preparation Example 1. 100 g of a 10% aqueous solution of a commercially available cationic starch (AMYLOFAX15, manufactured by AVEBE) cooked at 90 to 100 ° C., 45 g of a 40% aqueous acrylamide solution, 4.5 g of dimethylaminopropylacrylamide, and 0.4 g of acrylic acid , A mixture of 167 g of water
Adjust to pH 4.0 using 14.2 g of 10% sulfuric acid solution. Next, at a temperature of 50 ° C., 0.6% of a 2% ammonium persulfate (APS) aqueous solution,
0.6% aqueous solution of 2% sodium bisulfite (SBS)
The reaction was carried out at 60 to 70 ° C. for 3 hours to obtain a cationic group-containing grafted starch polymer (A) shown in Table 1 below.

調整例2. 90〜100℃でクッキングした10%濃度の市販の陽イオ
ン性澱粉(AMYLOFAX15,AVEBE社製)水溶液157g,40%濃
度のアクリルアミド水溶液40g,ジメチルアミノプロピル
アクリルアミド6.6g,アクリル酸1g,水146gの混合物を10
%硫酸18.4gを用いてPH4.0に調整する。次に混合液を50
℃で2%過硫酸アンモニウム(APS)溶液0.8cc、2%重
亜硫酸ソーダー(SBS)水溶液0.8cc添加して温度60-70
℃で3時間反応させ、下記第1表に示す陽イオン性基含
有グラフト化澱粉重合体(B)を得た。
Preparation Example 2. 157 g of an aqueous solution of a 10% concentration of a commercially available cationic starch (AMYLOFAX15, manufactured by AVEBE) cooked at 90 to 100 ° C., 40 g of a 40% solution of acrylamide solution, 6.6 g of dimethylaminopropylacrylamide, 1 g of acrylic acid, 10 mixture of 146 g of water
The pH is adjusted to 4.0 using 18.4 g of sulfuric acid. Next, mix 50
0.8 cc of a 2% ammonium persulfate (APS) solution at 0.8 ° C. and 0.8 cc of a 2% aqueous solution of sodium bisulfite (SBS) are added, and the temperature is 60-70.
C. for 3 hours to obtain a cationic group-containing grafted starch polymer (B) shown in Table 1 below.

実施例1〜2 L-BKP(C・S・F330cc)の1%パルプスラリーにエ
スカロン#800(重質炭酸カルシウム)30重量%、中性
サイズ剤(コロパールX-11K、アルケニルコハク酸無水
物)0.2重量%、次いで調整例1及び2で得られた陽イ
オン性基含有グラフト化澱粉共重合体(A)、(B)を
0.3重量%添加して充分混合したのち、更にコロイド状
硅酸ゾル(スノーテックス30、粒子径10〜20mμ、日産
化学工業製)を0.1(SiO2換算)重量%添加して充分に
混合した。かくして得られた各々の調整済みパルプスラ
リーTAPP1スタンダードシートマシンにより常法通り抄
紙して乾燥した。得られた各々の手抄紙は調湿したの
ち、紙中填料、填料歩留率、内部強度(1B)、ステキヒ
トを測定した。結果を下記第3表にあわせて示す。
Examples 1 to 2 Escalon # 800 (heavy calcium carbonate) 30% by weight in 1% pulp slurry of L-BKP (CSF330cc), neutral sizing agent (Colopearl X-11K, alkenyl succinic anhydride) 0.2% by weight and then the cationic group-containing grafted starch copolymers (A) and (B) obtained in Preparation Examples 1 and 2
After adding 0.3% by weight and mixing well, 0.1% by weight (in terms of SiO 2 ) of colloidal silicate sol (Snowtex 30, particle diameter 10-20 μm, manufactured by Nissan Chemical Industries) was added and mixed well. Each prepared pulp slurry thus obtained was made and dried in a conventional manner using a TAPP1 standard sheet machine. After the obtained handmade papers were conditioned, the filler in the papers, the filler retention, the internal strength (1B), and the Stechig were measured. The results are shown in Table 3 below.

比較例1〜3 実施例1における陽イオン性基含有グラフト化澱粉共
重合体(A),(B)の使用に代えて、下記第2表の陽
イオン性基含有ポリマー(イ),(ロ),カチオン性澱
粉(ハ)を使用する以外は全く実施例1と同様に操作し
て手抄紙を得た。これらの手抄紙についても同様の紙質
試験を行った。その結果を第3表に併せて記載する。
Comparative Examples 1-3 Instead of using the cationic group-containing grafted starch copolymers (A) and (B) in Example 1, the cationic group-containing polymers (a) and (b) in Table 2 below were used. ), Except that a cationic starch (c) was used, and a hand-made paper was obtained in the same manner as in Example 1. A similar paper quality test was performed on these handmade papers. The results are also shown in Table 3.

実施例3.4 パルプL-BKP(C・S・F420cc)の1%パルプスラリ
ーにエスカロン#800(重質炭酸カルシウム)20重量
%、中性サイズ剤(コロパールX-11K、アルケニルコハ
ク酸無水物)0.2重量%、調整例(1)及び(2)で得
られた陽イオン性含有グラフト化澱粉共重合体(A)、
(B)を0.3重量%添加して充分に混合したのち、更に
コロイド状硅酸(スノーテックスS、粒子径7〜9mμ、
日産化学工業製)を0.1重量%(SiO2換算)添加して充
分に混合した。かくして得られた各々の調成済みパルプ
スラリーTAPP1スタンダードシートマシンにより常法通
り抄紙して乾燥した。得られた各々の手抄紙は調湿した
のち、紙中填料、填料歩留率、内部強度(1B)、ステキ
ヒトを測定した。結果を第4表にあわせて示す。
Example 3.4 Escalon # 800 (heavy calcium carbonate) 20% by weight in a 1% pulp slurry of pulp L-BKP (CSF420cc), neutral sizing agent (Colopearl X-11K, alkenyl succinic anhydride) 0.2 % By weight, the cationic-containing grafted starch copolymer (A) obtained in Preparation Examples (1) and (2),
After 0.3% by weight of (B) was added and mixed well, colloidal silicic acid (Snowtex S, particle diameter 7 to 9 μm,
Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) (0.1% by weight (SiO 2 equivalent)) was added and mixed well. Each of the prepared pulp slurries thus obtained was made and dried in a conventional manner using a TAPP1 standard sheet machine. After the obtained handmade papers were conditioned, the filler in the papers, the filler retention, the internal strength (1B), and the Stechig were measured. The results are shown in Table 4.

比較例4.5 実施例3におけるコロイド状硅酸(スノーテックス
S、粒子径7〜9mμ、日産化学工業製)を無添加以外は
全く実施例3と同様に操作して手抄紙を得た。これらの
手抄紙についても同様の紙質試験を行った。結果を第4
表に併せて記載する。
Comparative Example 4.5 A hand-made paper was obtained in exactly the same manner as in Example 3 except that the colloidal silicic acid (Snowtex S, particle diameter 7 to 9 μm, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was not added. A similar paper quality test was performed on these handmade papers. 4th result
It is also described in the table.

比較例6 実施例3における調製例(1)及び(2)で得られた
陽イオン性基含有グラフト澱粉共重合体(A)を無添加
以外は全く実施例3と同様に操作して手抄紙を得た。こ
れらの手抄紙についても同様の紙質試験を行った。その
結果を第4表に併せて記載する。
Comparative Example 6 Hand papermaking was performed in exactly the same manner as in Example 3 except that the cationic group-containing grafted starch copolymer (A) obtained in Preparation Examples (1) and (2) in Example 3 was not added. I got A similar paper quality test was performed on these handmade papers. The results are shown in Table 4.

上記した一実施例,比較例の結果からみて、本発明に
なる製紙方法を採用した場合、即ち製紙原料パルプスラ
リーに陽イオン性基含有グラフト化沈澱粉共重合体とコ
ロイド状硅酸とを添加して製紙した場合、陽イオン性基
含有アクリルアミド系単独,陽イオン性含有グラフト化
澱粉共重合体単独,陽イオン性カチオン澱粉単独,ある
いはコロイド状硅酸の単独の場合と比較して填料歩留り
効果、内部強度(1B)効果,サイズ効果において均整の
とれた優れた紙が得られことがわかる。
In view of the results of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, when the papermaking method according to the present invention was adopted, that is, a cationic group-containing grafted precipitated powder copolymer and colloidal silicic acid were added to the pulp slurry of papermaking raw material. Of acrylamide system containing cationic group, grafted starch copolymer containing cationic group, cationic cationic starch alone, or colloidal silicic acid alone It can be seen that excellent paper with a good balance in the internal strength (1B) effect and size effect was obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明になる製紙方法によると非常に高い填料歩留り
効果が得られ、且つ強度の高い、サイズ効果の良い成紙
が得られる。それ故に高価な中性サイズ剤を用いる製紙
においても、あるいは填料含有量の高い紙を製造する場
合においても中性サイズ剤や填料が良くパルプ繊維に吸
着するため原料パルプスラリーへのサイズ剤,又は填料
の添加率を最小限にすることができ、これがため抄紙機
ワイヤー上での水切れが良くなり、またワイヤー摩耗の
軽減、湿紙強度の向上による紙切れ発生の防止、ワイヤ
ー毛布等へのピッチ汚れの防止等、各種の操業性が改善
される。又、填料歩留り率の向上は白水中に懸濁してい
る固体粒子(SS)を減少して原料の有効利用と排水処理
負荷の軽減に役立つものである。更に、本発明の製紙方
法は得られる成紙の強度が非常に高いため、成紙中の填
料含有率を一層高めることができ、パルプ資源の節約と
大幅な製紙コストの減紙を可能ならしめるという優れた
工業的価値を有する。
According to the papermaking method of the present invention, a very high filler retention effect can be obtained, and a paper having high strength and good size effect can be obtained. Therefore, even in papermaking using an expensive neutral sizing agent or when producing a paper with a high filler content, the neutral sizing agent and the filler are well adsorbed to the pulp fiber, so that the sizing agent for the raw pulp slurry, or Filler addition rate can be minimized, so that drainage on the paper machine wire is improved, wire abrasion is reduced, paper breakage is prevented by increasing wet paper strength, pitch contamination on wire blanket, etc. Various operability such as prevention of odors is improved. Also, the improvement in the filler retention rate is useful for reducing the solid particles (SS) suspended in the white water, thereby effectively utilizing the raw materials and reducing the load on the wastewater treatment. Further, the papermaking method of the present invention has a very high strength of the obtained papermaking, so that the filler content in the papermaking can be further increased, thereby saving pulp resources and greatly reducing papermaking costs. It has excellent industrial value.

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】製紙原料パルプスラリーに (A)陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体、及び (B)コロイド状硅酸 を添加し、常法に従って抄紙、乾燥することを特徴とす
る製紙方法。
A papermaking method comprising adding (A) a cationic group-containing grafted starch copolymer and (B) colloidal silicic acid to a papermaking raw material pulp slurry, and papermaking and drying according to a conventional method. Method.
【請求項2】製紙原料パルプスラリーが、填料を含有す
るものである特許請求の範囲第1項に記載の製紙方法。
2. The papermaking method according to claim 1, wherein the papermaking raw material pulp slurry contains a filler.
【請求項3】填料が、炭酸カルシウムである特許請求の
範囲第2項に記載の製紙方法。
3. The papermaking method according to claim 2, wherein the filler is calcium carbonate.
【請求項4】陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体
が、澱粉類水溶液中において、 (a)陽イオン性基含有単量体及び (b)(メタ)アクリルアミド を必須成分とするモノマー類を共重合せしめて得られる
ものである特許請求の範囲第1項,第2項,又は第3項
に記載の製紙方法。
4. A method according to claim 1, wherein the grafted starch copolymer containing a cationic group is an aqueous starch solution comprising: (a) a monomer containing a cationic group and (b) a monomer containing (meth) acrylamide as an essential component. The papermaking method according to claim 1, 2 or 3, which is obtained by copolymerizing
【請求項5】陽イオン性基含有グラフト化澱粉共重合体
が、澱粉類20〜60重量部を含有する水溶液中において、 (a)陽イオン性基含有単量体 2〜25モル% (b)(メタ)アクリルアミド 65〜96モル%,及び (c)(メタ)アクリル酸 2〜10モル% を含有する単量体混合物40〜80重量部を共重合せしめて
得られるものである特許請求の範囲第4項に記載の製紙
方法。
5. An aqueous solution containing from 20 to 60 parts by weight of a starch, wherein the grafted starch copolymer containing a cationic group contains: (a) 2 to 25 mol% of a monomer containing a cationic group (b) And (c) 40-80 parts by weight of a monomer mixture containing (c) 2-10 mol% of (meth) acrylic acid. The papermaking method according to claim 4, wherein
【請求項6】澱粉類が、陽イオン性澱粉である特許請求
の範囲第4項,又は第5項に記載の製紙方法。
6. The papermaking method according to claim 4, wherein the starch is a cationic starch.
【請求項7】陽イオン性基含有単量体が、ジアルキルア
ミノアルキル(メタ)アクリルアミドである特許請求の
範囲第4項,又は第5項に記載の製紙方法。
7. The papermaking method according to claim 4, wherein the cationic group-containing monomer is dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide.
【請求項8】ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリ
ルアミドが、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリル
アミドである特許請求の範囲第7項に記載の製紙方法。
8. The papermaking method according to claim 7, wherein the dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide is dimethylaminopropyl (meth) acrylamide.
【請求項9】コロイド状硅酸が、5〜20mμの粒子径を
有するものである特許請求の範囲第1項,第2項,第3
項,第4項,又は第5項記載の製紙方法。
9. The method according to claim 1, wherein the colloidal silica has a particle diameter of 5 to 20 μm.
Item 6. The papermaking method according to item 4, item 4, or item 5.
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