JP6822596B1 - 紙の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
パルプスラリーを得る工程は、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程、もしくは、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を同時添加する工程を含む、紙の製造方法。
[2] 水溶性アルミニウム化合物は、硫酸バンドである、[1]に記載の紙の製造方法。
[3] アルケニル無水コハク酸の添加量は、パルプスラリー中のパルプの絶乾質量100質量部に対して0.01〜0.30質量部である、[1]又は[2]に記載の紙の製造方法。
[4] パルプスラリーを得る工程は、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程であり、
混合物を添加する工程では、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を混合して混合物としてから、10秒以内に分散液に添加する、[1]〜[3]のいずれかに記載の紙の製造方法。
[5] パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程、もしくは、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を同時添加する工程における水溶性アルミニウム化合物の添加量は、アルケニル無水コハク酸の添加量に対して0.2〜38倍である、[1]〜[4]のいずれかに記載の紙の製造方法。
[6] 灰分は、軽質炭酸カルシウムを含み、軽質炭酸カルシウムの含有量は、灰分の全質量に対して80質量%以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の紙の製造方法。
本発明は、パルプスラリーを得る工程と、パルプスラリーを抄紙する工程を含む紙の製造方法に関する。ここで、本発明におけるパルプスラリーを得る工程は、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程、もしくは、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を同時添加する工程を含む。本発明では、パルプスラリーを得る工程において、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加するか、もしくは、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を同時添加することにより、得られる紙のサイズ性を向上させることができ、さらに、抄紙系内での汚れ(マシン汚れ等)の発生を抑制することができる。
本発明は、上述した製造方法で製造された紙に関するものであってもよい。本発明の製造方法で得られる紙は以下の算出式で算出されるサイズ性指標は、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、20以上であることがさらに好ましい。また、サイズ性指標は、80以下であることが好ましく、75以下であることがより好ましく、70以下であることがさらに好ましい。
サイズ性指標=ステキヒトサイズ度(秒)×100/坪量(g/m2)
なお、紙のステキヒトサイズ度は、JIS P 8122に準拠し測定される値である。
パルプスラリーを得る工程では、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と共に水溶性アルミニウム化合物を添加する。水溶性アルミニウム化合物は、紙力増強剤やサイズ剤等を紙中に定着させるための定着剤として機能する。水溶性アルミニウム化合物としては、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、硫酸バンド等が挙げられる。
本発明の紙は、無機填料を含有する。無機填料の含有量は、パルプの絶乾質量100質量部に対して、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、16質量部以上であることがさらに好ましく、22質量部以上であることが一層好ましく、24質量部以上であることが特に好ましい。また、無機填料が含有量は、パルプの絶乾質量100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましい。また、無機填料は軽質炭酸カルシウムを含有し、軽質炭酸カルシウムの含有量は、灰分の全質量に対して80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。軽質炭酸カルシウムの含有量を上位範囲内とすることにより、印刷適性に優れた紙を安価に製造することが可能となる。
パルプスラリーを得る工程では、まず、パルプと水を含む分散液を得る。本発明で用いることのできるパルプとしては、例えば、広葉樹由来のパルプ、針葉樹由来のパルプ、非木材由来のパルプを挙げることができる。広葉樹クラフトパルプとしては、例えば、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹半晒クラフトパルプ(LSBKP)、広葉樹亜硫酸パルプ等を挙げることができる。また、針葉樹クラフトパルプとしては、例えば、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹半晒クラフトパルプ(NSBKP)、針葉樹亜硫酸パルプ等を挙げることができる。
本発明では、上述した無機填料以外の内添薬品を加えてもよい。内添薬品としては、例えば、ポリアクリルアマイド、澱粉等の紙力増強剤、ポリアマイド等の濾水度歩留り向上剤、ポリアミド、ポリアミン、エピクロルヒドリン等の耐水化剤、消泡剤、塩基性染料、酸性染料、アニオン性直接染料、カチオン性直接染料等の公知の種々のものを挙げることができる。
アルケニル無水コハク酸(ファイブラン、荒川化学株式会社製)100質量%溶液と、カチオン化澱粉(P−3Y、ピラースターチ株式会社製)3質量%溶液を混合し、ホモジナイザー(日本精機製作所社製)を用いて、5000rpmで5分間乳化作業を行い、アルケニル無水コハク酸成分が1質量%であって、アルケニル無水コハク酸エマルション粒子の粒子径が2μmのアルケニル無水コハク酸の乳化液を得た。なお、アルケニル無水コハク酸エマルション粒子の粒子径は、光学顕微鏡にて観察し、測定した値である。
原料となるパルプとして、CSF400mLの広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)を用いた。パルプ濃度が3質量%になるよう水で希釈し、パルプスラリーを得た。パルプスラリー中のパルプの絶乾質量100質量部に対して、硫酸バンド(固形物換算)0.4質量部と、カチオン化澱粉(P−3Y、ピラースターチ株式会社製)(固形物換算)1.2質量部となるように硫酸バンドとカチオン化澱粉を添加して希釈前パルプスラリーを得た。次いで、パルプ濃度が0.5質量%となるように白水希釈してパルプスラリーとした。
上記で得たアルケニル無水コハク酸の乳化液を容器に取り分けた後、簡易のマグネティックスターラーで攪拌した。そこへ、硫酸バンド溶液(硫酸バンド成分が3質量%)を硫酸バンド成分とアルケニル無水コハク酸の質量比が10:7になるよう添加し5秒間攪拌した後、即座にピペットマンで混合液を上記希釈後のパルプスラリーに添加した。なお、混合物を添加する工程では、パルプの絶乾質量100質量部に対して、硫酸バンド(固形分換算)が0.2質量部、アルケニル無水コハク酸(固形分換算)が0.14質量部となるように、アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を添加した。また、混合物は、白水希釈の10秒後に添加した。続けて、このパルプスラリーに、パルプの絶乾質量100質量部に対して軽質炭酸カルシウム(タマパールTP−121、奥多摩工業株式会社製)が27質量部、カチオン性歩留剤(ND−300、ハイモ株式会社製)が200ppmとなるように添加し、定法に従い、角型シートマシンで抄紙して坪量60g/m2の手抄き紙を得た。
アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を作製する際に硫酸バンドを硫酸バンド成分とアルケニル無水コハク酸の質量比が5:14になるようになるように添加し、混合物を添加する工程においてパルプの絶乾質量100質量部に対し硫酸バンド(固形物換算)が0.05質量部、アルケニル無水コハク酸(固形物換算)が0.14質量部となるように、アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を添加した以外は実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を作製する際に硫酸バンドを硫酸バンド成分とアルケニル無水コハク酸の質量比が100:14になるようになるように添加し、混合物を添加する工程においてパルプの絶乾質量100質量部対し硫酸バンド(固形物換算)が1.0質量部、アルケニル無水コハク酸(固形物換算)が0.14質量部となるように、アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を添加した以外は実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
実施例1において、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンドの混合溶液を作製せず、実施例1と同様のアルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンド溶液を希釈後のパルプスラリーに対し同時添加した以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。なお、同時添加する工程においては、パルプの絶乾質量100質量部に対し硫酸バンド(固形物換算)が0.2質量部、アルケニル無水コハク酸(固形物換算)が0.14質量部となるように、各溶液を添加した。また、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンド溶液は、白水希釈の10秒後に同時添加した。
実施例1において、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンドの混合溶液を作製する際に、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンドの混合時間を10秒とした以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
軽質炭酸カルシウムの添加量をパルプの絶乾質量100質量部に対して30質量部に変更以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を作製する際に硫酸バンドを硫酸バンド成分とアルケニル無水コハク酸の比が1:1になるようになるように添加し、混合物を添加する工程においてパルプの絶乾質量100質量部対し硫酸バンド(固形物換算)が0.2質量部、アルケニル無水コハク酸(固形物換算)が0.2質量部となるように、アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を添加した以外は実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を作製する際に硫酸バンドを硫酸バンド成分とアルケニル無水コハク酸の比が500:14になるようになるように添加し、混合物を添加する工程においてパルプの絶乾質量100質量部に対し硫酸バンド(固形物換算)が5.0質量部、アルケニル無水コハク酸(固形物換算)が0.14質量部となるように、アルケニル無水コハク酸と硫酸バンド混合液を添加した以外は実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
実施例1において、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンドの混合溶液を作製する際に、アルケニル無水コハク酸の乳化液と硫酸バンドの混合時間を60秒とした以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
軽質炭酸カルシウムの添加量をパルプの絶乾質量100質量部に対して40質量部に変更以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
軽質炭酸カルシウムの添加量をパルプの絶乾質量100質量部に対して16質量部に変更以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
軽質炭酸カルシウムの添加量をパルプの絶乾質量100質量部に対して7質量部に変更以外は、実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
実施例1において、3質量%濃度のパルプスラリーに添加する硫酸バンドの量を、パルプスラリー中のパルプの絶乾質量100質量部に対して、0.6質量部に変更した。その後、実施例1と同様の方法で白水希釈してパルプスラリーを得た。次いで希釈したパルプスラリーにアルケニル無水コハク酸のみをパルプの絶乾質量100質量部に対して0.14質量部となるように添加した。その他は実施例1と同様にして、手抄き紙を得た。
アルケニル無水コハク酸に代えて、ロジン(サイズパインN−788、荒川化学社製)を用いた以外は、実施例7と同様にして、手抄き紙を得た。
パルプスラリーにおけるロジンの含有量をパルプの絶乾質量100質量部に対し、0.3質量部となるようにした変更した以外は、比較例2と同様にして、手抄き紙を得た。
<紙中の灰分量の測定>
紙中の灰分量は、JIS P 8251に準拠し測定した。
JIS P 8251に準拠し紙を灰化した後、その灰分の粒度分布をマイクロトラック(MT3000II、マイクロトラック・ベル社製)を用いて測定し、粒子径が1〜10μmのものを軽質炭酸カルシウム、11〜16μmものをタルクとして、軽質炭酸カルシウムの割合を算出した。
ステキヒトサイズ度を、JIS P 8122に準拠し、下記式でサイズ性指標を算出した。
サイズ性指標=ステキヒトサイズ(秒)×100/坪量(g/m2)
角型シートマシンで手抄きを行った後、湿紙に金属板をのせ、4.2kgfで2分間、プレスを行った。金属板を剥離し、金属版への汚れ付着量を4段階で目視評価した。
◎:非常に少ない
〇:やや少ない
△:やや多い
×:非常に多い
Claims (5)
- パルプスラリーを得る工程と、前記パルプスラリーを抄紙する工程を含む紙の製造方法であって、
前記パルプスラリーを得る工程は、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程であり、
前記混合物を添加する工程では、前記アルケニル無水コハク酸と前記水溶性アルミニウム化合物を混合して混合物としてから、10秒以内に前記分散液に添加する、紙の製造方法。 - 前記水溶性アルミニウム化合物は、硫酸バンドである、請求項1に記載の紙の製造方法。
- 前記アルケニル無水コハク酸の添加量は、前記パルプスラリー中のパルプの絶乾質量100質量部に対して0.01〜0.30質量部である、請求項1又は2に記載の紙の製造方法。
- 前記パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物の混合物を添加する工程、もしくは、パルプと水を含む分散液に、アルケニル無水コハク酸と水溶性アルミニウム化合物を同時添加する工程における前記水溶性アルミニウム化合物の添加量は、前記アルケニル無水コハク酸の添加量に対して0.2〜38倍である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の紙の製造方法。
- 前記灰分は、軽質炭酸カルシウムを含み、前記軽質炭酸カルシウムの含有量は、前記灰分の全質量に対して80質量%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の紙の製造方法。
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