JP2891834B2 - 製紙方法 - Google Patents
製紙方法Info
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Description
ラリーを抄紙する方法に関し、更に詳しくは、填料を含
有するパルプスラリーに両イオン性澱粉ポリイオンコン
プレックスを加えて抄紙することによって、填料の歩留
りを向上させ、且つ経済的有利に抄紙する方法に関す
る。
紙などには紙力の補強,サイズ性の改善及び填料歩留の
向上を目的として、抄紙工程のウェットエンドで澱粉、
主にカチオン性澱粉を適用することが行われている。特
に、近年、紙を酸性領域で抄紙するいわゆる酸性抄紙か
ら中性あるいはアルカリ性で抄紙する中性抄紙への転換
に伴ってカチオン性澱粉を内添することが広く行われて
いる。
DIPや填料の増配,中性抄紙化に伴う炭酸カルシウム
の使用増,抄速のアップ及び抄紙系のクローズド化等の
要因により、抄紙系には微細な固形分,溶存無機および
有機成分が蓄積されつつあり、操業面あるいは製品品質
など多方面に影響を与えている。これらの問題を解決す
るために微細繊維や填料の初期歩留(ワンパスリテンシ
ョン,以下、単に「歩留」と略す)を向上させることが
重要になっており、従って、カチオン性澱粉には紙力補
強効果だけではなく填料の歩留向上効果も求められてい
る。しかしながら、現在市販されているカチオン性澱粉
では歩留向上が十分とはいい難い。
オン性ポリアクリルアミドその他の合成高分子が用いら
れているが、合成高分子は凝集作用が強過ぎて紙の地合
が悪化するし、また合成高分子は高価である。カチオン
性高分子物質とアニオン性ポリアクリルアミドとを用い
ることも提案されている(特開昭60−185900
号)が、やはり凝集力が強過ぎ、且つ高価である。
マーのホフマン分解物を併用して歩留を向上させる方法
(特開昭60−65195号)も知られている。この方
法によって満足できる歩留を得るには、第4級アンモニ
ウム基を有する変性剤をさらに加えてホフマン分解物を
変性する必要があり、経済性の面からみて実用的とはい
い難い。カチオン性あるいは両性澱粉とコロイド状ケイ
酸,ベントナイトなどを用いて歩留を向上させる方法
(特開昭63−295794号、特開平3−22039
7号など)も知られているが、これらの方法では2ケ所
において薬剤を添加しなければならず、添加量の調整な
どのため操業が複雑となるので決して有利な方法とはい
い難い。
コンプレックスと縮合水和アルミニウム塩を用いて歩留
を向上させる方法(特開昭63−275794)も知ら
れている。この方法においては、アニオン性高分子物質
の混合割合が低いために縮合水和アルミニウム塩を併用
して歩留を向上させるのであるが、やはり、上記の方法
と同様に薬剤を2ケ所で添加しなければならず、操業上
有利な方法ではない。
歩留を向上させる方法として種々の提案がされているも
のの、それらは十分な効果が得られなかったり、高価で
あるため使用が制限されたり、操作が複雑で使用が制限
されている。従って、高い填料歩留向上効果を示し、且
つ工業的に有利な製紙方法は未だ確立されていない。本
発明の目的は、填料の歩留を向上させ、且つ操業上およ
びコスト面で有利な製紙方法を提供することにある。
ラリーに填料,サイズ剤および両イオン性澱粉ポリイオ
ンコンプレックスを添加して抄紙することからなる製紙
方法であって、該両イオン性澱粉ポリイオンコンプレッ
クスが、40〜80重量%のカチオン性澱粉と20〜6
0重量%のアニオン性澱粉との混合物の水懸濁液を、そ
のpHを3〜6に調整した後に、連続式糊化装置で蒸気
処理することによって、澱粉を糊化すると同時に形成し
たものであることを特徴とする製紙方法によって達成さ
れる。
明する。本発明において使用される両イオン性澱粉ポリ
イオンコンプレックスはカチオン性澱粉とアニオン性澱
粉とから形成される。すなわち、原料として40〜80
重量%のカチオン性澱粉と20〜60重量%のアニオン
性澱粉を粉体にて混合せしめたものを水懸濁液とし、ま
たは、前記割合の澱粉を個々に計量し水に懸濁させなが
ら混合せしめた水懸濁液などを用い、そのpHを塩酸,
硫酸及び硝酸等の無機酸,酢酸等の有機酸を添加し3〜
6に調整した後に、連続式糊化装置にて澱粉の糊化と同
時に澱粉ポリイオンコンプレックスを形成させる。
ピオカ,コーンおよび小麦などから製造された生澱粉を
水懸濁液において3級アミンあるいは4級アンモニウム
塩であるカチオン化剤と反応せしめ、または粉体のまま
前記カチオン化剤を混合し、乾式にて反応せしめたもの
が好適に使用できる。カチオン化剤としては、ジエチル
アミノエチルクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドおよび2,
3−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライ
ドが好適なものの例として挙げられる。これらは単独で
も、2種以上を組合せ用いてもよい。
ソーダ,過酸化水素,サラシ粉,サラシ液等の酸化剤で
変性された酸化澱粉,尿素燐酸化澱粉,燐酸化澱粉,マ
レイン酸化澱粉やコハク酸化澱粉などの酸エステル化澱
粉を使用することができ、特に尿素燐酸化澱粉,燐酸化
澱粉が好適に使用できる。これらアニオン性澱粉も単独
でも、また、2種以上を組合せ用いることもできる。
の変性度合としては、カチオン性澱粉においては置換度
0.02〜0.07のもの、アニオン性澱粉においては
尿素燐酸化澱粉,燐酸化澱粉の場合、結合燐含量0.1
〜1.0重量%を有するもの、またその他のアニオン性
澱粉の場合、置換度0.01〜0.05を有するものが
効果的である。カチオン性置換度が0.02未満の場合
は本発明品に特異な填料歩留効果が十分でなく、また置
換度が0.07を超える場合は澱粉粒の形態を維持でき
ないため取扱いが困難となる。また、アニオン性置換度
が0.01未満あるいは結合燐含量が0.1重量%未満
の場合は本発明品に特異な填料歩留効果が十分でなく、
また置換度が0.05超あるいは結合燐含量1.0重量
%超の場合は形成されたポリイオンコンプレックスの凝
集性が強くなるため好ましくない。
の使用割合は、カチオン性澱粉が40〜80重量%、ア
ニオン性澱粉が20〜60重量%である。アニオン性澱
粉が20重量%未満の場合は、本発明に特異な填料歩留
効果が得られず、また60重量%を超えるとポリイオン
コンプレックスの凝集性が強くなる。
式糊化装置による糊化後の両イオン性澱粉ポリイオンコ
ンプレックスの分散性を改善するため水懸濁液pHを無
機酸あるいは有機酸により3〜6、好ましくは4〜5に
調整するか、または予め変性澱粉製造時に水懸濁液のp
Hが3〜6となるようpH調整して製造した澱粉を水懸
濁液にするのが効果的である。水懸濁液のpHが3未満
の場合は糊化時の熱による酸加水分解によって分子が切
断されるため、また、pHが6を超える場合には両イオ
ン性澱粉ポリイオンコンプレックスの凝集性が強くなる
ため好ましくない。
リイオンコンプレックスは糊化された形態でパルプスラ
リーに添加されるが、その糊化は連続式糊化装置で蒸気
処理することによって行う。以下、連続式糊化装置によ
る糊化について説明する。本発明で使用するのに好適な
糊化装置は、澱粉水懸濁液に3〜10kg/cm2の圧
力を保持する蒸気を吹き込み、瞬時に澱粉を糊化させる
形式の糊化装置であればどれでも良く、例えば、一般に
酸化澱粉,カチオン性澱粉などを糊化させるのに用いる
連続式糊化装置、または生澱粉を糊化と同時に酸化剤に
より低粘度化せしめる熱化学変性用の連続式糊化装置な
どが好適に使用できる。但し、生成した澱粉ポリイオン
コンプレックスを均一に分散させるため、蒸気吹き込み
時に流体力学的力を作用させる形式の糊化装置でなけれ
ばならず、従って、バッチ式糊化装置などの使用は澱粉
ポリイオンコンプレックスが沈澱して使用困難となる場
合があり好ましくない。また、糊化に際しては未糊化の
澱粉が残存していないよう十分に糊化させることが必要
である。
ン性澱粉ポリイオンコンプレックスを、炭酸カルシウム
のような填料およびサイズ剤を含有したパルプスラリー
に添加し、常法に従って抄紙,乾燥する。その際、両イ
オン性澱粉ポリイオンコンプレックスは、原料パルプス
ラリーのパルプ乾燥重量に対して0.5〜3.0重量%
パルプスラリー中に添加される。
ウムが好ましく、重質,軽質の区別は問わない。また、
サイズ剤は内添用中性サイズ剤であればなんら限定され
るものではなく、アルキルケテンダイマー系,アルケニ
ル無水コハク酸系,高級脂肪酸系,合成高分子系など一
般に用いられているサイズ剤が用いられる。
に説明するが、勿論本発明はこれらに限定されるもので
はない。填料の歩留は静岡県製紙工業試験場式動的ろ水
歩留試験機(以下、SDRDTと略す)により測定し
た。この測定装置は従来より歩留測定に広く使用されて
いるブリットジャーあるいは王研式ダイナミックリテン
ションテスターなどの測定機器に由来する問題点を解決
した、より実機に近い条件を再現できる測定機器であ
る。試験条件は下記のとおりである。
れた白水中の圧分を各々測定することにより求めた。
プ(L−BKP)を用い、2.0重量%に調整したもの
に対し、填料として市販の軽質炭酸カルシウム(商品
名:タマパールTP−121,奥多摩工業株式会社製)
をパルプの乾燥重量を基準としてそれに対し30重量%
添加し、次いで、サイズ剤として市販のAKD系中性サ
イズ剤(商品名:ハーコン601,ディック・ハーキュ
レス株式会社製)を同様に0.2重量%添加した紙料
に、表1に示される澱粉および澱粉ポリイオンコンプレ
ックスを下記糊化条件で糊化せしめ、それを1.5重量
%添加し、完成紙料とした。この紙料を更にパルプ濃度
として0.3重量%に希釈したものを、前記条件にてS
DRDT試験に供し、填料歩留を測定した。歩留試験結
果を表2に示す。なお、使用したカチオン性澱粉および
両イオン性澱粉コンプレックスは、いずれも、カチオン
化剤として3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロライドを用いて調製されたもので
ある。
のカチオン性澱粉(商品名:ネオタック30T,アジア
モディファイドスターチ株式会社製)。糊化条件B。 カチオン性澱粉B : 置換度0.04のタピオカ原料
のカチオン性澱粉(商品名:ネオタック40T,アジア
モディファイドスターチ株式会社製)。糊化条件B。 カチオン性澱粉C : 置換度0.03のコーンスター
チ原料のカチオン性澱粉。糊化条件B。 両イオン性澱粉D : カチオン性置換度0.03及び
結合燐含量0.2重量%のタピオカ原料の両性澱粉(商
品名:Cato3210,王子ナショナル株式会社
製)。糊化条件 B。
量部と結合燐含量0.7重量%のタピオカ原料の尿素燐
酸化澱粉5重量部との混合物を水分散液とし、蒸煮して
糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱粉ポリイオンコ
ンプレックス。糊化・生成条件 A。 両イオン性澱粉ポリイオンコンプレックスF: 置換度0.04のタピオカ原料のカチオン性澱粉50重
量部と結合燐含量0.4重量%のタピオカ原料の尿素燐
酸化澱粉50重量部との混合物を水分散液とし、蒸煮し
て糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱粉ポリイオン
コンプレックス。糊化・生成条 件A。
量部と結合燐含量0.45重量%のタピオカ原料の尿素
燐酸化澱粉50重量部との混合物を水分散液とし、蒸煮
して糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱粉ポリイオ
ンコンプレックス。糊化・生成 条件A。 両イオン性澱粉ポリイオンコンプレックスH: 置換度0.06のタピオカ原料のカチオン性澱粉50重
量部と結合燐含量0.45重量%のコーンスターチ原料
の尿素燐酸化澱粉50重量部との混合物を水分散液と
し、蒸煮して糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱粉
ポリイオンコンプレックス。糊化 ・生成条件A。
50重量部と結合燐含量0.3重量%のコーンスターチ
原料の尿素燐酸化澱粉50重量部との混合物を水分散液
とし、蒸煮して糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱
粉ポリイオンコンプレックス。糊 化・生成条件A。 両イオン性澱粉ポリイオンコンプレックスJ: 置換度0.04のタピオカ原料のカチオン性澱粉75重
量部と結合燐含量0.4重量%のコーンスターチ原料の
尿素燐酸化澱粉25重量部との混合物を水分散液とし、
蒸煮して糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱粉ポリ
イオンコンプレックス。糊化・ 生成条件A。
50重量部と置換度0.04のコーンスターチ原料のコ
ハク酸エステル化澱粉50重量部との混合物を水分散液
とし、蒸煮して糊化と同時に形成せしめた両イオン性澱
粉ポリイオンコンプレックス。糊化・生成条件A。
な填料歩留効果については、本発明者らは十分に解明し
ていないが、カチオン性澱粉とアニオン性澱粉とがイオ
ン的に結合して見かけ上巨大分子となった両イオン性澱
粉ポリイオンコンプレックスが填料および微細繊維と水
中でイオン的に相互作用し、填料及び微細繊維と架橋す
ることによってそれらを成紙中に留めるためと考えられ
る。実施例1に示したように、本発明の填料を含有した
パルプスラリーに両イオン性澱粉ポリイオンコンプレッ
クスを添加して抄紙する製紙方法は、填料の初期歩留を
著しく向上させ、その結果、填料使用量の低減が計れる
ばかりでなく、抄紙系の汚染によるトラブルの低減、排
水負荷の低減および紙の表裏差の減少率の効果も副次的
に得られ、また、操業上も有利であって、高い工業的価
値を有するものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 パルプスラリーに填料,サイズ剤および
両イオン性澱粉ポリイオンコンプレックスを添加して抄
紙することからなる製紙方法であって、該両イオン性澱
粉ポリイオンコンプレックスが、40〜80重量%のカ
チオン性澱粉と20〜60重量%のアニオン性澱粉との
混合物の水懸濁液を、そのpHを3〜6に調整した後
に、連続式糊化装置で蒸気処理することによって、澱粉
を糊化すると同時に形成したものであることを特徴とす
る製紙方法。 - 【請求項2】 両イオン性澱粉ポリイオンコンプレック
スが、ジエチルアミノエチルクロライド,3−クロロ−
2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イド及び2,3−エポキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクロライドの少なくとも1種によりカチオン化され
たカチオン性澱粉と酸化澱粉、尿素燐酸化澱粉、燐酸化
澱粉、マレイン酸化澱粉およびコハク酸化澱粉より選ば
れた少なくとも1種のアニオン性澱粉とのポリイオンコ
ンプレックスである請求項1記載の製紙方法。 - 【請求項3】 両イオン性澱粉ポリイオンコンプレック
スが置換度0.02〜0.07を有するカチオン性澱粉
と結合燐含量0.1〜1.0重量%を有する尿素燐酸化
澱粉,燐酸化澱粉かあるいは置換度0.01〜0.05
を有するその他のアニオン性澱粉を含有するものである
請求項1記載の製紙方法。 - 【請求項4】 填料が炭酸カルシウムである請求項1〜
3のいずれかに記載の製紙方法。
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Country Status (1)
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Families Citing this family (7)
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JP4794224B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2011-10-19 | 日本エヌエスシー株式会社 | 糊化紙力増強剤用配合物、及び糊化紙力増強剤、並びに製紙方法 |
DE102007003410B4 (de) | 2007-01-23 | 2012-07-12 | Produktions- Und Umweltservice Gmbh | Ionenaustausch-Filterpatrone aus modifizierten Naturfasergarnen zur Entfernung von Partikeln, Schwermetallen und Härtebildnern in der Wasseraufbreitung und deren Herstellung |
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1992
- 1992-10-22 JP JP30807892A patent/JP2891834B2/ja not_active Expired - Lifetime
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