JP7459751B2 - 板紙の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、板紙の製造方法に関する。
近年、板紙の製造プロセスにおいてクローズド化が進んでおり、それに伴い、抄紙系内の濾液濁度の増加や電気伝導度の上昇をはじめとする水質の低下、水温の上昇など、抄紙条件が悪化している。そのため、抄紙条件を改善するために、種々の方法が提案されている。
たとえば、特許文献１には、古紙再生処理工程から配合チェストに流送される古紙再生パルプスラリーに、配合チェストに供給される前に、所定のカチオン系凝結剤を添加することで、古紙再生パルプスラリーの濁度等を低減する、古紙再生パルプの製造方法が記載されている。
特許文献２には、再生パルプを含有する紙の製造において、（Ａ）特定の加水分解酵素、（Ｂ）硫酸、および（Ｃ）特定のカチオン性ポリマーを、再生パルプを含有するパルプスラリーに添加し、硫酸によりパルプスラリーのｐＨを特定の範囲に調整することで、粘着性異物やピッチが原因となる紙の品質低下や操業トラブル、マシン欠陥を低減することができると記載されている。
特許文献３には、抄紙前の製紙原料の白水による希釈前の製紙原料中に、特定の有機凝結剤を添加後、白水によって製紙原料を希釈した後に、特定の重合系両性水溶性高分子を特定量添加することで、歩留あるいは濾水性を向上させ、紙力も一定程度維持、向上させることができると記載されている。
特許文献２には、再生パルプを含有する紙の製造において、（Ａ）特定の加水分解酵素、（Ｂ）硫酸、および（Ｃ）特定のカチオン性ポリマーを、再生パルプを含有するパルプスラリーに添加し、硫酸によりパルプスラリーのｐＨを特定の範囲に調整することで、粘着性異物やピッチが原因となる紙の品質低下や操業トラブル、マシン欠陥を低減することができると記載されている。
特許文献３には、抄紙前の製紙原料の白水による希釈前の製紙原料中に、特定の有機凝結剤を添加後、白水によって製紙原料を希釈した後に、特定の重合系両性水溶性高分子を特定量添加することで、歩留あるいは濾水性を向上させ、紙力も一定程度維持、向上させることができると記載されている。
しかしながら、抄紙系内に、濁度を増加させる濁度成分であって、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物が多量に存在する場合、紙力増強剤の効果が十分に発現しないという課題がある。
特許文献１ないし３では、紙力向上の効果が不十分であり、濾液濁度が高い原料パルプスラリーを用いたとしても紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができる板紙の製造方法の開発が望まれていた。
本発明は、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができる板紙の製造方法、および板紙製造用凝結剤を提供することを目的とする。なお、本明細書において、紙力とは、紙の機械的強度のことであり、特に比破裂強さのことをいう。また、本明細書において、板紙には、紙が含まれる。
本発明者らは、原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、特定の重量平均分子量を有するポリマー成分を含有する凝結剤をパルプスラリーに添加することにより、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の＜１＞～＜９＞に関する。
＜１＞ 原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含む、板紙の製造方法。
＜２＞ 前記ポリマー成分がポリアクリルアミド系ポリマーである、＜１＞に記載の板紙の製造方法。
＜３＞ 前記ポリマー成分がアニオン性であり、前記凝結剤の電荷密度が－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇである、＜１＞または＜２＞に記載の板紙の製造方法。
＜４＞ 前記凝結剤を添加する工程の前のパルプスラリーの濾液濁度が、１００ＮＴＵ以上である、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜５＞ 前記原料パルプが、古紙を８０質量％以上含有する、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜６＞ 前記古紙が、段ボール古紙および雑誌古紙を合計して９０質量％以上含有する、＜５＞に記載の板紙の製造方法。
＜７＞ 前記パルプスラリーに前記紙力増強剤を添加する工程の前６０秒以内に、前記凝結剤を該パルプスラリーに添加する、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜８＞ 前記凝結剤を前記パルプスラリーに添加した後４２０秒以内に、該パルプスラリーを抄紙ワイヤー上に抄き出す工程を含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜９＞ 重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有し、紙力増強剤の添加前または添加と同時に、原料パルプを含有するパルプスラリーに添加される、板紙製造用凝結剤。
すなわち、本発明は、以下の＜１＞～＜９＞に関する。
＜１＞ 原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含む、板紙の製造方法。
＜２＞ 前記ポリマー成分がポリアクリルアミド系ポリマーである、＜１＞に記載の板紙の製造方法。
＜３＞ 前記ポリマー成分がアニオン性であり、前記凝結剤の電荷密度が－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇである、＜１＞または＜２＞に記載の板紙の製造方法。
＜４＞ 前記凝結剤を添加する工程の前のパルプスラリーの濾液濁度が、１００ＮＴＵ以上である、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜５＞ 前記原料パルプが、古紙を８０質量％以上含有する、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜６＞ 前記古紙が、段ボール古紙および雑誌古紙を合計して９０質量％以上含有する、＜５＞に記載の板紙の製造方法。
＜７＞ 前記パルプスラリーに前記紙力増強剤を添加する工程の前６０秒以内に、前記凝結剤を該パルプスラリーに添加する、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜８＞ 前記凝結剤を前記パルプスラリーに添加した後４２０秒以内に、該パルプスラリーを抄紙ワイヤー上に抄き出す工程を含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の板紙の製造方法。
＜９＞ 重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有し、紙力増強剤の添加前または添加と同時に、原料パルプを含有するパルプスラリーに添加される、板紙製造用凝結剤。
本発明によれば、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができる板紙の製造方法、および板紙製造用凝結剤が提供される。
［板紙の製造方法］
本発明の板紙の製造方法は、原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含む。
本発明の板紙の製造方法は、原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含む。
本発明によれば、原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、特定の重量平均分子量を有するポリマー成分を含有する凝結剤をパルプスラリーに添加することにより、濁度を増加させる濁度成分であって、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物を除去でき、紙力増強剤の効果が十分に発現する板紙の製造方法、および板紙製造用凝結剤が提供される。
以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
本発明の板紙の製造方法により得られる板紙は、原料としてパルプを含む。
＜原料パルプ＞
板紙の原料パルプとしては、たとえば木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえば広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、晒しクラフトパルプ（ＢＫＰ）、未晒しクラフトパルプ（ＵＫＰ）、酸素漂白クラフトパルプ（ＯＫＰ）等の化学パルプ、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグラウンドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえばコットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、竹、バガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、特に限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。原料パルプは、上記の１種を単独でも２種以上混合して用いてもよい。なお、原料パルプに、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機合成繊維、ポリノジック繊維等の再生繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維を混用してもよい。
＜原料パルプ＞
板紙の原料パルプとしては、たとえば木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえば広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、晒しクラフトパルプ（ＢＫＰ）、未晒しクラフトパルプ（ＵＫＰ）、酸素漂白クラフトパルプ（ＯＫＰ）等の化学パルプ、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグラウンドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえばコットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、竹、バガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、特に限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。原料パルプは、上記の１種を単独でも２種以上混合して用いてもよい。なお、原料パルプに、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機合成繊維、ポリノジック繊維等の再生繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維を混用してもよい。
原料パルプは、入手のしやすさという観点から、木材パルプおよび脱墨パルプが好ましい。また、原料パルプは、脱墨パルプの中でも、古紙を原料とするものが好ましく、より好ましくは古紙を８０質量％以上含有すると、抄紙系内の濁度が増加する傾向にあるため、本発明により、濁度を増加させる濁度成分であって、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物を除去でき、紙力増強剤による紙力向上の効果が顕著となる。
古紙は、段ボール古紙および雑誌古紙のいずれか１種以上を含有することが好ましく、より好ましくは段ボール古紙および雑誌古紙を合計して９０質量％以上含有し、さらに好ましくは段ボール古紙および雑誌古紙を合計して９５質量％以上含有し、段ボール古紙および雑誌古紙を合計して１００質量％含有してもよい。
＜紙力増強剤＞
紙力増強剤としては、乾燥紙力増強剤および湿潤紙力増強剤が挙げられる。紙力増強剤の重量平均分子量は５００万未満であることが好ましい。なお、紙力増強剤の重量平均分子量の下限は特に制限されないが、紙力増強剤の効果を顕著に発揮する観点から、５万以上であることが好ましい。
乾燥紙力増強剤としては、カチオン化澱粉、未変性あるいはカチオン性または両性のポリアクリルアミド系ポリマー、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。乾燥紙力増強剤の含有量は、特に限定されないが、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．０７質量部以上であり、そして、好ましくは１．０質量部以下、より好ましくは０．７質量部以下である。
絶乾質量とは、試料を１０５℃の乾燥機中に放置し恒量とした質量をいい、電子天秤により測定される。
湿潤紙力増強剤としては、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。湿潤紙力増強剤の含有量は、特に限定されない。湿潤紙力増強剤の含有量は、特に限定されないが、湿潤紙力増強剤を添加する場合、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．０７質量部以上であり、そして、好ましくは１．０質量部以下、より好ましくは０．７質量部以下である。
なお、上記紙力増強剤の中から、１種単独で使用してもよく、または２種以上を混合して使用してもよい。
紙力増強剤としては、乾燥紙力増強剤および湿潤紙力増強剤が挙げられる。紙力増強剤の重量平均分子量は５００万未満であることが好ましい。なお、紙力増強剤の重量平均分子量の下限は特に制限されないが、紙力増強剤の効果を顕著に発揮する観点から、５万以上であることが好ましい。
乾燥紙力増強剤としては、カチオン化澱粉、未変性あるいはカチオン性または両性のポリアクリルアミド系ポリマー、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。乾燥紙力増強剤の含有量は、特に限定されないが、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．０７質量部以上であり、そして、好ましくは１．０質量部以下、より好ましくは０．７質量部以下である。
絶乾質量とは、試料を１０５℃の乾燥機中に放置し恒量とした質量をいい、電子天秤により測定される。
湿潤紙力増強剤としては、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。湿潤紙力増強剤の含有量は、特に限定されない。湿潤紙力増強剤の含有量は、特に限定されないが、湿潤紙力増強剤を添加する場合、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．０７質量部以上であり、そして、好ましくは１．０質量部以下、より好ましくは０．７質量部以下である。
なお、上記紙力増強剤の中から、１種単独で使用してもよく、または２種以上を混合して使用してもよい。
＜板紙製造用凝結剤＞
本発明の板紙の製造方法に用いられる凝結剤は、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する。凝結剤は、たとえば、ポリマー成分を有効成分として含有する水系溶液として用いられる。ここで、「有効成分」とは、系内の濁度成分を凝結させるための成分を指す。
ポリマー成分の重量平均分子量が、上記範囲内であると、抄紙系内の濁度を低下させ、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物を除去し、地合を維持しつつ、紙力向上の効果を高めることができる。上記観点から、ポリマー成分の重量平均分子量は、好ましくは５５０万以上、より好ましくは６００万以上であり、そして、好ましくは１９００万以下、より好ましくは１８００万以下であり、さらに好ましくは１７００万以下である。
凝結剤に含有されるポリマー成分の重量平均分子量は、実施例に記載のように測定される。
本発明の板紙の製造方法に用いられる凝結剤は、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する。凝結剤は、たとえば、ポリマー成分を有効成分として含有する水系溶液として用いられる。ここで、「有効成分」とは、系内の濁度成分を凝結させるための成分を指す。
ポリマー成分の重量平均分子量が、上記範囲内であると、抄紙系内の濁度を低下させ、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物を除去し、地合を維持しつつ、紙力向上の効果を高めることができる。上記観点から、ポリマー成分の重量平均分子量は、好ましくは５５０万以上、より好ましくは６００万以上であり、そして、好ましくは１９００万以下、より好ましくは１８００万以下であり、さらに好ましくは１７００万以下である。
凝結剤に含有されるポリマー成分の重量平均分子量は、実施例に記載のように測定される。
凝結剤のポリマー成分は、好ましくはポリアクリルアミド系ポリマーである。ポリアクリルアミド系ポリマーとしては、未変性ポリアクリルアミド系ポリマー、両性ポリアクリルアミド系ポリマー、カチオン性ポリアクリルアミド系ポリマー、アニオン性ポリアクリルアミド系ポリマーが挙げられる。これらの中でも、凝結剤のポリマー成分は、好ましくはカチオン性ポリアクリルアミド系ポリマー、アニオン性ポリアクリルアミド系ポリマーであり、より好ましくはアニオン性ポリアクリルアミド系ポリマーである。
なお、ポリアクリルアミド系ポリマーにカチオン性を付与するためには、たとえば、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のアミンおよびそれらの塩、およびそれらの４級化物等を共重合させる方法が挙げられる。
また、アニオン性を付与するためには、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸およびそれらの塩、またはビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸類およびそれらの塩等を共重合させる方法が挙げられる。
なお、上記凝結剤のポリマー成分の中から、１種単独で使用してもよく、または２種以上を混合して使用してもよい。
なお、ポリアクリルアミド系ポリマーにカチオン性を付与するためには、たとえば、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のアミンおよびそれらの塩、およびそれらの４級化物等を共重合させる方法が挙げられる。
また、アニオン性を付与するためには、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸およびそれらの塩、またはビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸類およびそれらの塩等を共重合させる方法が挙げられる。
なお、上記凝結剤のポリマー成分の中から、１種単独で使用してもよく、または２種以上を混合して使用してもよい。
凝結剤のポリマー成分がカチオン性ポリアクリルアミド系ポリマーである場合、凝結剤の電荷密度は、抄紙内の濁度を低下させ、紙力向上の効果を高める観点から、好ましくは１．０～４．０ｍｅｑ／ｇであり、より好ましくは１．５～３．５ｍｅｑ／ｇである。
凝結剤のポリマー成分がアニオン性ポリアクリルアミド系ポリマーである場合、凝結剤の電荷密度は、抄紙内の濁度を低下させ、紙力向上の効果を高める観点から、好ましくは－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇであり、さらに好ましくは－１．０ｍｅｑ／ｇ～－３．０ｍｅｑ／ｇである。
凝結剤の電荷密度は、実施例に記載される方法により測定される。
凝結剤のポリマー成分がアニオン性ポリアクリルアミド系ポリマーである場合、凝結剤の電荷密度は、抄紙内の濁度を低下させ、紙力向上の効果を高める観点から、好ましくは－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇであり、さらに好ましくは－１．０ｍｅｑ／ｇ～－３．０ｍｅｑ／ｇである。
凝結剤の電荷密度は、実施例に記載される方法により測定される。
凝結剤として、市販品を用いてもよく、たとえば、星光ＰＭＣ（株）製の「ＡＣシリーズ」、ソマール（株）製の「リアライザーＡシリーズ」、「リアライザーＦＸシリーズ」、ハイモ（株）製の「ハイモロックＲＸシリーズ」、「ハイモロックＦＡシリーズ」等が挙げられる。
本発明の板紙の製造方法は、上述した原料パルプを含有するパルプスラリーに、上述した紙力増強剤を添加する工程（紙力増強剤添加工程）と、紙力増強剤添加工程の前または該工程と同時に、上述した凝結剤をパルプスラリーに添加する工程（凝結剤添加工程）とを含む。
すなわち、本発明の板紙の製造方法は、紙力増強剤添加工程の前に凝結剤添加工程が実施されてもよいし、紙力増強剤添加工程と同時に凝結剤添加工程が実施されてもよい。紙力向上の効果をより高める観点から、紙力増強剤添加工程の前に、凝結剤添加工程が実施されることがより好ましい。
本発明の板紙の製造方法において、紙力増強剤添加工程の前に凝結剤添加工程が実施される場合、具体的には、凝結剤の添加は、好ましくは紙力増強剤が添加される前６０秒以内に、より好ましくは紙力増強剤が添加される前３０秒以内に、さらに好ましくは紙力増強剤が添加される前１０秒以内に実施される。
また、紙力増強剤添加工程と凝結剤添加工程とが同時に実施されるとは、紙力増強剤の添加のタイミングと凝結剤の添加のタイミングとの差が、好ましくは５秒間以下、より好ましくは３秒間以下であることを意味する。
すなわち、本発明の板紙の製造方法は、紙力増強剤添加工程の前に凝結剤添加工程が実施されてもよいし、紙力増強剤添加工程と同時に凝結剤添加工程が実施されてもよい。紙力向上の効果をより高める観点から、紙力増強剤添加工程の前に、凝結剤添加工程が実施されることがより好ましい。
本発明の板紙の製造方法において、紙力増強剤添加工程の前に凝結剤添加工程が実施される場合、具体的には、凝結剤の添加は、好ましくは紙力増強剤が添加される前６０秒以内に、より好ましくは紙力増強剤が添加される前３０秒以内に、さらに好ましくは紙力増強剤が添加される前１０秒以内に実施される。
また、紙力増強剤添加工程と凝結剤添加工程とが同時に実施されるとは、紙力増強剤の添加のタイミングと凝結剤の添加のタイミングとの差が、好ましくは５秒間以下、より好ましくは３秒間以下であることを意味する。
なお、パルプスラリー中の原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対する凝結剤の添加量は、紙力増強剤による紙力向上の効果を十分に発現させる観点から、ポリマー成分換算で、好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、より好ましくは１５０質量ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１８０質量ｐｐｍ以上であり、そして、好ましくは６００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは５５０質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５００質量ｐｐｍ以下である。
本発明の板紙の製造方法では、凝結剤を添加する前のパルプスラリーの濾液濁度が、１００ＮＴＵ以上の場合、紙力向上の効果をより顕著に高めることができる。凝結剤を添加する前のパルプスラリーの濾液濁度が上記値以上であると、濁度を増加させる濁度成分であって、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物が多量に存在する傾向にあるが、本発明の板紙の製造方法によれば、凝結剤により該夾雑物を除去でき、紙力増強剤による紙力向上の効果が顕著となる。上記観点から、凝結剤を添加する前のパルプスラリーの濾液濁度は、５００ＮＴＵ以上であってもよく、６００ＮＴＵ以上であってもよく、７００ＮＴＵ以上であってもよく、８００ＮＴＵ以上であってもよく、その上限は、特に限定されないが、１０００ＮＴＵである。
濾液濁度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０１：２０１７に準拠して測定し、比濁法濁度単位（ＮＴＵ：Nephelometric Turbidity Unit）として表す。
濾液濁度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０１：２０１７に準拠して測定し、比濁法濁度単位（ＮＴＵ：Nephelometric Turbidity Unit）として表す。
凝結剤添加工程後のパルプスラリーの濾液濁度は、５００ＮＴＵ未満であることが好ましく、より好ましくは４７５ＮＴＵ以下、さらに好ましくは４５０ＮＴＵ以下、よりさらに好ましくは４００ＮＴＵ以下である。凝結剤添加工程後のパルプスラリーの濾液濁度が上記範囲内であると、紙力増強剤による紙力向上の効果が十分に発現する。なお、凝結剤添加工程後のパルプスラリーの濾液濁度の下限値は、特に限定されないが、５０ＮＴＵである。
凝結剤添加工程が実施された後、または紙力増強剤添加工程と同時に凝結剤添加工程が実施された後、好ましくは５００秒以内に、より好ましくは４５０秒以内に、さらに好ましくは４２０秒以内に、よりさらに好ましくは３９０秒以内に、よりさらに好ましくは３６０秒以内に、パルプスラリーを抄紙機の抄紙ワイヤー上に抄き出す工程を含むことが好ましく、凝結剤添加工程が実施されてから抄き出す工程が実施されるまでの時間の下限は特に限定されないが、１０秒である。抄紙方法については、特に限定されず、たとえばｐＨが４．５付近で抄紙を行う酸性抄紙法、ｐＨが約６～約９で抄紙を行う中性抄紙法等が挙げられる。抄紙機についても、特に限定されず、たとえば長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、またはこれらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。乾燥方法についても、特に限定されない。
本発明によれば、紙力増強剤添加工程の前または該工程と同時に、凝結剤を添加することにより、紙力増強剤のパルプへの定着を阻害する夾雑物を除去できるので、パルプスラリーの濾液濁度が高い場合であっても、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができる。
＜板紙の特性＞
（地合指数）
凝結剤が添加されると、板紙の地合が悪化する傾向にあるが、本発明の板紙の製造方法により得られる板紙は、凝結剤を添加しても地合を維持しつつ、紙力増強剤による紙力増強の効果が十分に発揮される。板紙の地合指数は、好ましくは８．５以上、より好ましくは９．０以上である。なお、地合指数が高いほど地合が良好である。
板紙の地合指数は、３Ｄシートアナライザーを用いて測定される。
（地合指数）
凝結剤が添加されると、板紙の地合が悪化する傾向にあるが、本発明の板紙の製造方法により得られる板紙は、凝結剤を添加しても地合を維持しつつ、紙力増強剤による紙力増強の効果が十分に発揮される。板紙の地合指数は、好ましくは８．５以上、より好ましくは９．０以上である。なお、地合指数が高いほど地合が良好である。
板紙の地合指数は、３Ｄシートアナライザーを用いて測定される。
（比破裂強さ）
本発明の板紙の製造方法により得られる板紙の比破裂強さは、好ましくは２．５０ｋＰａ／（ｇ／ｍ２）以上である。
板紙の比破裂強さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１２：２００８に準拠して測定される。
本発明の板紙の製造方法により得られる板紙の比破裂強さは、好ましくは２．５０ｋＰａ／（ｇ／ｍ２）以上である。
板紙の比破裂強さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１２：２００８に準拠して測定される。
（坪量）
板紙の坪量は、好ましくは１３０ｇ／ｍ２以上、より好ましくは１５０ｇ／ｍ２以上であり、そして、好ましくは３４０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは３２０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは３００ｇ／ｍ２以下である。
板紙の坪量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に準拠して測定される。
板紙の坪量は、好ましくは１３０ｇ／ｍ２以上、より好ましくは１５０ｇ／ｍ２以上であり、そして、好ましくは３４０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは３２０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは３００ｇ／ｍ２以下である。
板紙の坪量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に準拠して測定される。
（厚さ）
板紙の厚さは、好ましくは０．１３ｍｍ以上、より好ましくは０．１５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは０．３０ｍｍ以下、より好ましくは０．２８ｍｍ以下である。
板紙の厚さは、板紙の厚さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１８：２０１４に準拠して測定される。
板紙の厚さは、好ましくは０．１３ｍｍ以上、より好ましくは０．１５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは０．３０ｍｍ以下、より好ましくは０．２８ｍｍ以下である。
板紙の厚さは、板紙の厚さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１８：２０１４に準拠して測定される。
以下に実施例と比較例とを挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
［評価および分析］
実施例および比較例の凝結剤、原料パルプを含有するパルプスラリーおよび板紙について、以下の評価および分析を行った。
実施例および比較例の凝結剤、原料パルプを含有するパルプスラリーおよび板紙について、以下の評価および分析を行った。
＜凝結剤＞
（重量平均分子量）
凝結剤に含有されるポリマー成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）に多角度光散乱検出器を接続したＧＰＣ－ＭＡＬＳ法により得た。なお、重量平均分子量は凝結剤に含まれるポリマー成分を用いて測定した。
使用したＨＰＬＣはＡｇｉｌｅｎｔ１１００シリーズであり、使用したカラムは昭和電工（株）製ＳＨＯＤＥＸＳＢ８０６ＭＨＱである。測定条件は以下のとおりである。
検出器１：ワイアットテクノロジー社製 多角度光散乱検出器ＤＡＷＮ
検出器２：昭和電工（株）製示差屈折率検出器ＲＩ－１０１
溶離液：硝酸ナトリウムを含むリン酸緩衝液（ｐＨ３）、流速：１．０ｍｌ／分
（重量平均分子量）
凝結剤に含有されるポリマー成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）に多角度光散乱検出器を接続したＧＰＣ－ＭＡＬＳ法により得た。なお、重量平均分子量は凝結剤に含まれるポリマー成分を用いて測定した。
使用したＨＰＬＣはＡｇｉｌｅｎｔ１１００シリーズであり、使用したカラムは昭和電工（株）製ＳＨＯＤＥＸＳＢ８０６ＭＨＱである。測定条件は以下のとおりである。
検出器１：ワイアットテクノロジー社製 多角度光散乱検出器ＤＡＷＮ
検出器２：昭和電工（株）製示差屈折率検出器ＲＩ－１０１
溶離液：硝酸ナトリウムを含むリン酸緩衝液（ｐＨ３）、流速：１．０ｍｌ／分
（電荷密度）
凝結剤の電荷密度は、０．０１質量％濃度に希釈した後、希釈液の電荷密度を、１／１０００規定のポリビニル硫酸カリウム水溶液および１／１０００規定のポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド水溶液を用いた滴定によって、チャージアナライザーＩＩ（Ｒａｎｋ Ｂｒｏｔｈｅｒｓ社製）にて測定した。その測定値より試料の電荷密度を求めた。なお、電荷密度は凝結剤を用いて測定した。
凝結剤の電荷密度は、０．０１質量％濃度に希釈した後、希釈液の電荷密度を、１／１０００規定のポリビニル硫酸カリウム水溶液および１／１０００規定のポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド水溶液を用いた滴定によって、チャージアナライザーＩＩ（Ｒａｎｋ Ｂｒｏｔｈｅｒｓ社製）にて測定した。その測定値より試料の電荷密度を求めた。なお、電荷密度は凝結剤を用いて測定した。
＜原料パルプを含有するパルプスラリー＞
（濾液濁度）
原料パルプを含有するパルプスラリーの濾液濁度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０１：２０１７に準拠し、ＨＡＣＨ社製の濁度計「２１００Ｑ」を用いて測定した。なお、濾過の際の濾紙は、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製定性濾紙Ｎｏ．２を使用した。比濁法濁度単位（ＮＴＵ：Nephelometric Turbidity Unit）として表した。
（濾液濁度）
原料パルプを含有するパルプスラリーの濾液濁度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０１：２０１７に準拠し、ＨＡＣＨ社製の濁度計「２１００Ｑ」を用いて測定した。なお、濾過の際の濾紙は、ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製定性濾紙Ｎｏ．２を使用した。比濁法濁度単位（ＮＴＵ：Nephelometric Turbidity Unit）として表した。
＜板紙＞
（地合指数）
板紙の地合指数は、３Ｄシートアナライザー（Ｍ／Ｋシステム社製）を用いて測定した。測定条件として、絞りを黒：直径２．０ｍｍにし、レンジを２にして測定した。
（地合指数）
板紙の地合指数は、３Ｄシートアナライザー（Ｍ／Ｋシステム社製）を用いて測定した。測定条件として、絞りを黒：直径２．０ｍｍにし、レンジを２にして測定した。
（比破裂強さ）
板紙の比破裂強さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１２：２００８に準拠して測定した。
板紙の比破裂強さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１２：２００８に準拠して測定した。
（坪量）
板紙の坪量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に準拠して測定した。
板紙の坪量は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４：２０１１に準拠して測定した。
（厚さ）
板紙の厚さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１８：２０１４に準拠して測定した。
板紙の厚さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１８：２０１４に準拠して測定した。
［実施例１］
古紙（段ボール古紙および雑誌古紙を合計して８０質量％含有）９７質量％および針葉樹クラフトパルプ３質量％からなる原料パルプを使用し、パルプスラリーを調製した。濾液濁度が８０２ＮＴＵであるパルプスラリーに、表１に記載の凝結剤Ａを、ポリマー成分換算で、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して４００質量ｐｐｍ添加し、濾液濁度の測定を行った。
その後、紙力増強剤のポリアクリルアミド系ポリマー（重量平均分子量３００万）を原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して０．３質量部添加（具体的には、紙力増強剤を添加する３０秒前に、凝結剤をパルプスラリーに添加）し、凝結剤を添加してから３９０秒後に抄紙機の抄紙ワイヤーに抄き出して抄紙し、乾燥して板紙を作製した。得られた板紙の地合指数、比破裂強さ、坪量、および厚さの測定を行った。その結果を表１に示す。
古紙（段ボール古紙および雑誌古紙を合計して８０質量％含有）９７質量％および針葉樹クラフトパルプ３質量％からなる原料パルプを使用し、パルプスラリーを調製した。濾液濁度が８０２ＮＴＵであるパルプスラリーに、表１に記載の凝結剤Ａを、ポリマー成分換算で、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して４００質量ｐｐｍ添加し、濾液濁度の測定を行った。
その後、紙力増強剤のポリアクリルアミド系ポリマー（重量平均分子量３００万）を原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して０．３質量部添加（具体的には、紙力増強剤を添加する３０秒前に、凝結剤をパルプスラリーに添加）し、凝結剤を添加してから３９０秒後に抄紙機の抄紙ワイヤーに抄き出して抄紙し、乾燥して板紙を作製した。得られた板紙の地合指数、比破裂強さ、坪量、および厚さの測定を行った。その結果を表１に示す。
［実施例２～４］
実施例１において、凝結剤Ａを、それぞれ、表１に記載された凝結剤Ｂ～Ｄとした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
実施例１において、凝結剤Ａを、それぞれ、表１に記載された凝結剤Ｂ～Ｄとした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
［実施例５］
実施例１において、凝結剤Ａの添加量を、ポリマー成分換算で、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して２００質量ｐｐｍとした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
実施例１において、凝結剤Ａの添加量を、ポリマー成分換算で、原料パルプ（絶乾質量）１００質量部に対して２００質量ｐｐｍとした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
［実施例６～８、および１１］
実施例１において、凝結剤を表１に記載されたタイミングで添加し、凝結剤を添加してから抄き出すまでの時間を表１に記載された時間とした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
実施例１において、凝結剤を表１に記載されたタイミングで添加し、凝結剤を添加してから抄き出すまでの時間を表１に記載された時間とした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
［実施例９］
実施例１において、凝結剤添加前のパルプスラリーの濾液濁度を表１に記載された濾液濁度とした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
実施例１において、凝結剤添加前のパルプスラリーの濾液濁度を表１に記載された濾液濁度とした以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
［実施例１０］
実施例５において、凝結剤添加前のパルプスラリーの濾液濁度を表１に記載された濾液濁度とした以外は、実施例５と同様にして板紙を作製し、実施例５と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
実施例５において、凝結剤添加前のパルプスラリーの濾液濁度を表１に記載された濾液濁度とした以外は、実施例５と同様にして板紙を作製し、実施例５と同様に測定を行った。その結果を表１に示す。
［参考例］
古紙（段ボール古紙および雑誌古紙を合計して８０質量％含有）９０質量％および針葉樹クラフトパルプ１０質量％からなる原料パルプを使用し、濾液濁度５０ＮＴＵであるパルプスラリーを調製した。パルプスラリーに、紙力増強剤のポリアクリルアミド系ポリマーを添加し、紙力増強剤を添加してから３９０秒後に抄紙機の抄紙ワイヤーに抄き出して抄紙し、乾燥して板紙を作製した。得られた板紙の地合指数、比破裂強さ、坪量、および厚さの測定を行った。その結果を表１に示す。
古紙（段ボール古紙および雑誌古紙を合計して８０質量％含有）９０質量％および針葉樹クラフトパルプ１０質量％からなる原料パルプを使用し、濾液濁度５０ＮＴＵであるパルプスラリーを調製した。パルプスラリーに、紙力増強剤のポリアクリルアミド系ポリマーを添加し、紙力増強剤を添加してから３９０秒後に抄紙機の抄紙ワイヤーに抄き出して抄紙し、乾燥して板紙を作製した。得られた板紙の地合指数、比破裂強さ、坪量、および厚さの測定を行った。その結果を表１に示す。
［比較例１］
実施例１において、凝結剤を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
実施例１において、凝結剤を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
［比較例２～４］
実施例１において、凝結剤Ａを、それぞれ、表２に記載された凝結剤Ｅ～Ｇとし、該凝結剤を表２に記載されたタイミングで添加した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
実施例１において、凝結剤Ａを、それぞれ、表２に記載された凝結剤Ｅ～Ｇとし、該凝結剤を表２に記載されたタイミングで添加した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
［比較例５］
実施例１において、凝結剤Ａを紙力増強剤を添加した３０秒後に添加した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
実施例１において、凝結剤Ａを紙力増強剤を添加した３０秒後に添加した以外は、実施例１と同様にして板紙を作製し、実施例１と同様に測定を行った。その結果を表２に示す。
実施例および比較例の結果から、本発明の板紙の製造方法によれば、濾液濁度が高い原料パルプスラリーを用いたとしても、地合を維持しながら、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができていることがわかる。
本発明の板紙の製造方法は、濾液濁度が高い原料パルプスラリーを用いたとしても、地合を維持しながら、紙力増強剤による紙力向上の効果を高めることができるので、非常に有用である。
Claims (8)
- 原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含み、前記ポリマー成分がアニオン性であり、前記凝結剤の電荷密度が－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇである、板紙の製造方法。
- 原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含み、前記凝結剤を添加する工程の前のパルプスラリーの濾液濁度が、１００ＮＴＵ以上である、板紙の製造方法。
- 原料パルプを含有するパルプスラリーに紙力増強剤を添加する工程、および前記工程の前または前記工程と同時に、重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有する凝結剤を前記パルプスラリーに添加する工程を含み、前記原料パルプが、古紙を８０質量％以上含有する、板紙の製造方法。
- 前記ポリマー成分がポリアクリルアミド系ポリマーである、請求項２または３に記載の板紙の製造方法。
- 前記古紙が、段ボール古紙および雑誌古紙を合計して９０質量％以上含有する、請求項３に記載の板紙の製造方法。
- 前記パルプスラリーに前記紙力増強剤を添加する工程の前６０秒以内に、前記凝結剤を該パルプスラリーに添加する、請求項１～５のいずれか１項に記載の板紙の製造方法。
- 前記凝結剤を前記パルプスラリーに添加した後４２０秒以内に、該パルプスラリーを抄紙ワイヤー上に抄き出す工程を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の板紙の製造方法。
- 重量平均分子量が５００万以上２０００万以下であるポリマー成分を含有し、前記ポリマー成分がアニオン性であり、電荷密度が－０．５ｍｅｑ／ｇ～－４．０ｍｅｑ／ｇであり、紙力増強剤の添加前または添加と同時に、原料パルプを含有するパルプスラリーに添加される、板紙製造用凝結剤。
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