JP5584505B2 - 紙の製造方法 - Google Patents
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Description
一般に歩留剤は、その凝集作用によってパルプ繊維や填料などを凝集させることによって紙料をワイヤー上に留めて、製紙原料の歩留りを向上させる。ここで、歩留剤は、経時的にその凝集力が減衰するため、歩留剤は、紙料を抄紙ワイヤーに噴射するヘッドボックスに近い位置で添加すると、その効果が大きくなる。
(1) パルプ原料を含む紙料を2つ以上に分配することと、分配した紙料の少なくとも1つに歩留剤を添加することと、分配した紙料のそれぞれをスクリーンに通して紙料から異物を除去することと、スクリーンを通した2つ以上の紙料を合流させることと、合流させた紙料をヘッドボックスから噴射して抄紙することと、を含んでなる、紙の製造方法。
(2) 歩留剤を添加する少なくとも1つの分配された紙料が、合流後の紙料全体の50重量%以下の量である、(1)に記載の方法。
(3) スクリーンに通した後の分配された紙料を順次合流させる場合であって、他の紙料と合流する機会が2回以上ある紙料に対して歩留剤を添加する、(1)または(2)に記載の方法。
(4) 歩留剤を、濃度が0.10〜0.50重量%の溶液として添加する、(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 歩留剤が、重量平均分子量1000万以上のカチオン性ポリアクリルアミドである、(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
本発明においては、パルプ原料を含む紙料を2つ以上に分配する。紙料を分配する方法は特に制限されず、一般的な方法で分配することができる。例えば、1つの紙料流れを複数の箇所で順次分配して複数の紙料流れを形成してもよく、1箇所で複数の紙料流れに分配してもよい。本発明の好ましい態様において、パルプ原料を含む紙料は複数の箇所で順次分配される。複数の箇所で分配することによって、紙料の分配を制御することが容易になり、より正確に紙料を分配することができるためである。
本発明においては、分配した2つ以上の紙料の少なくとも1つに歩留剤を添加する。つまり、本発明においては、分配工程の後であってスクリーン処理の前に歩留剤が添加され、これによって、長期操業した場合でも操業性が低下しにくい。
本発明の望ましい態様において使用する歩留剤としては、カチオン性の直鎖状または分枝状ポリマーが好ましく、製品の形態として、エマルション型もしくはディスパージョン型ポリマーであることが好ましく、エマルション型ポリマーがより好ましく、凝集力の強さから、エマルション型でカチオン性であり、分枝状のポリアクリルアミド系物質であることがさらに好ましい。歩留剤の凝集力が強いと凝集粕が発生しやすく、このような歩留剤をスクリーン後に添加した場合は、粕が抄紙機に流れて断紙や紙面欠陥を増大させてしまう。これに対し本発明では、強い凝集が起こっても、スクリーンで排除される、あるいはスクリーンにおけるせん断力により分散されて、高い歩留り効果とともに安定した操業性が得られると考えられる。
本発明においては、その後、分配した2つ以上の紙料のそれぞれをスクリーンに通して、紙料から異物を除去する。
本発明においては、分配し、歩留剤を添加し、スクリーンを通過させた紙料を再び合流させる。本発明においては、紙料を合流させる際に紙料同士が混合されるため、歩留剤の均一な分散を達成することができ、地合が良好な紙を製造することができる。
このようにして合流させた本発明の紙料を用いて紙を製造する場合、紙料はヘッドボックスに送られ、ヘッドボックスから紙料がワイヤーに噴射されて抄紙される。本発明は、種々の抄紙機や抄紙法に適用することができる。
以下、図1を参照しつつ、本発明の好ましい実施態様の例について説明する。図1には、パルプ原料を含む紙料を3つの分岐点で順次25重量%ずつ分配して4つの紙料流れを形成させ、分配した紙料の1つに歩留剤を添加し、各紙料を#1〜4の4つのスクリーンに通して異物を除去し、スクリーンを通した各紙料を3つの合流点で順次合流させて、合流された紙料がヘッドボックスへ送られている。
ヘッドボックス原料とワイヤー下に抜け落ちた白水(ワイヤー下白水と記述する)について、それぞれ固形分濃度と灰分濃度を測定した。下記式(1)により紙料歩留りを、下記式(2)により灰分(填料)歩留りを測定した。なお、灰分の測定は、ヘッドボックス原料とワイヤー下白水について、その固形分を525℃で灰化し、重量を測定した。
JIS・P8251:2003に従った。
<地合の測定方法>
野村商事製のFMT−MIII(光透過光変動法)により地合指数を測定した。ここで、地合指数は値が小さいほど、紙の紙合が良好であることを示す。なお、地合指数で0.5の差は、肉眼でも地合の差として認識できるものである。
(操業可否)
次の基準により評価した。○:良好、×:断紙頻発により操業不可。
抄紙機に設置されているBM計で測定し、標準偏差(坪量2σ)で表した。
<長期操業性>
(断紙頻度):
2ヶ月間操業を行い、一日あたり(24時間)の紙切れの回数を集計し、次の基準により評価した。○:0.5回/日以下、△:0.5回/日を超え0.7回/日未満、×:0.7回/日以上。
2ヶ月間操業を行い、抄紙機に設置されている欠陥検出機にて検出された欠陥を目視で分類し、粕と分類したもののうち大きさが縦2mm×横10mm以上および縦10mm×横2mm以上であるものを異物欠陥とみなし、一日あたり(24時間)の異物欠陥個数として集計し、次の基準により評価した。○:50個/日以下、×:50個/日超える。
(カチオン電荷密度)
0.1g/Lのサンプルの水溶液を1/1000規定のポリビニルスルホン酸カリウム(PVSK)を用い自動滴定装置(BTG製 MUTEK PCD−04)にてアニオン要求量を測定し、下記式(3)よりカチオン電荷密度を算出した。
極限粘度法による重量平均分子量を表す。
(平均粒子径)
塩化ナトリウムにより電気伝導度を100mS/mに調整した水で、サンプルを250mg/Lに希釈し、光子相関法粒子測定装置(Malvern製ZETASIZER3000HSA)により測定した。
サンプルの0.3重量%水溶液について、B型粘度計(東京計器製BL型粘度計)にて25℃、60rpmの条件で測定した。
DIP(濾水度180ml)80部、TMP(濾水度100ml)15部、及び針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP、濾水度600ml)5部を混合離解して調製したパルプスラリーに、填料として対パルプ固形分10%の軽質炭酸カルシウム、内添紙力増強剤として対パルプ固形分0.5%のカチオン変性澱粉、対パルプ固形分に対し0.2%の硫酸バンドを添加して紙料を調製した。
歩留剤の添加量を0.020重量%に変更した以外は、実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤の濃度を0.07重量%に変更した以外は、実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤としてエマルション型で直鎖状のカチオン性ポリアクリルアミド系歩留剤(リアライザーR−300、ソマール株式会社製、重量平均分子量約2000万、カチオン電荷密度1.7meq/g、粘度600mPa・s、平均粒子径1000nm、濃度:0.35%)を用い、添加量を0.028重量%に変更した以外は、実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤の添加量を0.024重量%に変更した以外は、実施例4と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤の濃度を0.07重量%に変更した以外は、実施例4と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤を紙料に添加する際に、同心状構造を有する3流体ノズル(TrumpJet、Wetend technologies社製)を用いて歩留剤を紙料に添加したこと以外は、実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。3流体ノズルによる添加は、紙料流れから抜き出した紙料を3流体ノズルの外側と内側から噴射し、歩留剤を含む液体を紙料の噴射流の間に噴射して行った。3流体ノズルの外側から噴射される流れの圧力は、6.0bar、3流体ノズルの内側から噴射される流れの圧力は、4.0barであった。
実施例1と同様に調製した紙料に対して、紙料を分配する前のファンポンプ出口(図1の分岐点1の上流)に歩留剤(リアライザーR−101、ソマール株式会社製、濃度0.07%)を0.032重量%添加した以外は、実施例1と同様にして紙料を分配・合流させ、オフセット印刷用新聞用紙を得た。
歩留剤としてリアライザーR−300(ソマール株式会社製、濃度0.07%)を0.036重量%添加した以外は、比較例1と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を得た。
歩留剤添加率を0.024重量%に変更した以外は、比較例2と同様にしてオフセット印刷用新聞用紙を得た。
図1に示すように、実施例1と同様に調製した紙料を25重量%ずつ順次4つの流れに分配し、それぞれスクリーンを通して異物を除去した。最初に分流した紙料に対して、スクリーン出口で歩留剤(リアライザーR−101、ソマール株式会社製、濃度0.07%)を0.020重量%添加した。その後、分配した4つの紙料を順次合流させて1つの紙料とした。その後は実施例1と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤としてリアライザーR−300(ソマール株式会社製、濃度0.07%)を0.024重量%添加した以外は、比較例4と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤としてリアライザーR−300(ソマール株式会社製、濃度0.07%)を0.020重量%添加した以外は、比較例4と同様にして新聞用紙を製造した。
歩留剤の濃度を0.35%とした以外は、比較例4と同様にして新聞用紙を製造した。
[比較例8]
歩留剤の濃度を0.35%とした以外は、比較例5と同様にして新聞用紙を製造した。
1)実施例1〜6と比較例1〜3の比較、特に実施例1と比較例1の比較から、同等の歩留りを得るためには、パルプ原料を含む紙料を分配後、分配した紙料の少なくとも1つに歩留剤を添加してからスクリーンを通す(以下、「スクリーン直前添加」という。)ほうが、分配する前の紙料に歩留剤を添加する(以下、「ファンポンプ出口添加」という)よりも歩留剤添加率が少なくてすむことがわかる。また、実施例5と比較例3の比較からは、同等の歩留剤添加率であれば、スクリーン直前添加のほうがファンポンプ出口添加よりも高い歩留りを得ることができることがわかる。
5)実施例1と実施例7の比較から、本発明によれば特別な添加装置を使用しなくても、良好な地合と高い歩留りが得られることがわかる。
Claims (5)
- パルプ原料を含む紙料を2つ以上に分配することと、
紙料をスクリーンに通す前に、分配した紙料の少なくとも1つに歩留剤を添加することと、
分配した紙料のそれぞれをスクリーンに通して紙料から異物を除去することと、
スクリーンを通した2つ以上の紙料を合流させることと、
合流させた紙料をヘッドボックスから噴射して抄紙することと、
を含んでなる、紙の製造方法。 - 歩留剤を添加する少なくとも1つの分配された紙料が、合流後の紙料全体の50重量%以下の量である、請求項1に記載の方法。
- スクリーンに通した後の分配された紙料を順次合流させる場合であって、他の紙料と合流する機会が2回以上ある紙料に対して歩留剤を添加する、請求項1または2に記載の方法。
- 歩留剤を、濃度が0.10〜0.50重量%の溶液として添加する、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 歩留剤が、重量平均分子量1000万以上のカチオン性ポリアクリルアミドである、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
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