JPH01162897A - 紙の脱水方法 - Google Patents

紙の脱水方法

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JPH01162897A
JPH01162897A JP63235100A JP23510088A JPH01162897A JP H01162897 A JPH01162897 A JP H01162897A JP 63235100 A JP63235100 A JP 63235100A JP 23510088 A JP23510088 A JP 23510088A JP H01162897 A JPH01162897 A JP H01162897A
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  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明の分野は製紙である。より詳しく述べるならば
、この発明は紙を製造する際の紙の脱水を改良するため
の方法に関する。
〔従来の技’ｐ＃テ及び発明が解決しようとする課題９
紙は、処理された製紙用パルプを長網抄紙機にかけて製
造される。製造した紙を取り出すためには、その上の紙
原料から水分を切ることが必要である。コロイダルシリ
カを陽性デンプンと一緒に用いることが、水切りを準備
するのに有益であることが分かっている。
改良された結果を与える水切り方法を提供することは、
有益であろう。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕本発明は、
製紙プロセスにおいて使用される脱水方法である。この
方法には、パルプ（これには再循環された製紙用バルブ
が含められる）に低分子量の陽性重合体を適用する工程
、そして次に、コロイダルシリカ及び高分子量の帯電し
た（ｃｈａｒ−ｇｅｄ）アクリルアミド重合体を加える
工程、が含まれている。
低分子量の陽性重合体は、分子量が少なくとも２０００
である正に帯電した重合体である。とは言っても、分子
１２００．０００の重合体が受容可能である。
好ましい重合体には、エピクロロヒドリン／ジメチルア
ミン共重合体、二塩化エチレン／アンモニア共重合体、
ジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合体、及び、
アクリルアミドＮ、Ｎ−ジメチルピペラジン四級物／ア
クリルアミド共重合体が含まれる。低分子量重合体に与
えられる最も幅の広い分子量の範囲は１０００〜５００
，０００である。
この明細書において「四級物（ｑｕａ　ｔｅｒｎａｒい
」とは、共重合体に含まれているアミン窒素が例えば塩
化メチル、硫酸ジメチル等のようなアルキル化剤と反応
して正の電荷を有する四共有原子価の置換窒素の四級化
合物になっていることを示す。
高分子量の帯電した重合体は、好ましくはアクリルアミ
ド重合体であり、そしてこれは陽性単量体かあるいは陰
性単量体のいずれかを含むことができる。一般には、そ
れらの分子量は少なくとも５００．０００である。分子
量が１，０００，０００より大きいより高分子量の重合
体が、最も好ましい。
低分子量陽性重合体は、好ましくは、供給原料１米トン
当たり乾量基準で２５ボンド（１２，５ｋｇ／メートル
トン）で供給される。より好ましくは、低分子Ｎ重合体
は供給原料１米トン当たり０．２〜１０ボンド（０，１
〜５ｋｇ／メートルトン）で供給される。
高分子量の帯電アクリルアミド共重合体は、供給原料１
米トン当たり乾量基準で０．１〜５ポンド（０，０５〜
２．５ｋｇ／メートルトン）で供給すべきである。より
好ましくは、供給原料１米トン当たり０．２〜３ポンド
　（０，１〜１．５ｋｇ／メートルトン）である。
好ましい態様においては、低分子量の陽性重合体は製紙
用供給原料に加えられる。この低分子量の陽性重合体は
、製紙用供給原料の電荷を中和してその凝集を促進する
のに役立つ。この低分子量重合体の添加に続いて、この
製紙用供給原料に高分子量ポリアクリルアミド及びコロ
イダルシリカを加えるべきである。この処理は、シリカ
及び高分子量重合体を添加する相互の順番にかかわらず
効果がある。しかしながら、この順番は操作を最適化す
るために重要であるかもしれず、そしてその最適な順番
は処理が行われる工場設備によって変わりうる。
食　宣へ−−裸７但 高分子量の陰性重合体は、好ましくは、アクリルアミド
、アクリル酸、ＡＭＰＳ、及び／又はそれらの混合物の
群からの単量体を含有している水溶性のビニル系重合体
であって、加水分解されたアクリルアミド重合体であっ
ても、あるいは、アクリルアミドもしくはその同族体、
例えばメタクリルアミドのようなものと、アクリル酸も
しくはその同族体、例えばメタクリル酸のようなものと
の共重合体であっても、あるいは上記のアクリルアミド
もしくはその同族体と、例えばマレイン酸、イタコン酸
のような単量体もしくは例えばビニルスルホン酸、ＡＭ
ＰＳ、そして他のスルホフート含有単量体のような単量
体との共重合体であってさえも差支えない。この陰性重
合体は、単独重合体、二元重合体、又は三元共重合体で
よい。陰性重合体は、アクリルアミド重合体を、スルホ
ネートもしくはホスホネート置換体又はそれらの混合物
が待られるように変性して合成された、スルホネート又
はホスホネート含有重合体でもよい。
最も好ましい高分子量共重合体は、アクリル酸／アクリ
ルアミド共重合体及び、スルホネート含有重合体、例え
ば２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネー
ト／アクリルアミド、アクリルアミドメタンスルホネー
ト／アクリルアミド、２−アクリルアミドエタンスルホ
ネート／アクリルアミド、２−ヒドロキシ−３−アクリ
ルアミドプロパンスルホネート／アクリルアミドのよう
な共重合体である。一般に受は入れられる対イオン、例
えばナトリウムイオン、カリウムイオン等を、塩の代わ
りに使用してもよい。
酸又は塩の形態を用いることができる。しかしながら、
ここに開示された塩の形態の帯電重合体を用いることが
好ましい。
陰性重合体は、固形、粉末形態、水溶液で用いてもよく
、あるいは、分散した水相に重合体が溶解している油中
水エマルションとして用いてもよい。
陰性重合体の分子量は少なくとも５００．０００である
ことが好ましい。最も好ましい分子量は少なくとも１　
、０００　、０００であって、分子量が五百万と３千万
との間である場合に最も良好な結果が観測される。陰性
単量体は、共重合体の少なくとも２モル％に相当すべき
であり、より好ましくは、陰性単量体は全陰性高分子量
重合体の少なくとも２０モル％に相当する。「置換度」
によって、ここでは重合体が、水に溶解した場合に負に
帯電される化学官能性を含有するランダムに反復する単
位、例えばカルボキシレート原子団、スルホネート原子
団、ホスホネート原子団、その地間種類のものの如きも
のを含有することを表す。−例として、アクリルアミド
（ＡｃＡｍ）とアクリル酸（Ａ＾）との共重合体であっ
てＡｃＡｍ　：　ＡＡの単量体モル比が９０　：　１０
であるものの置換度は、１０モル％である。同様に、単
量体モル比５０　：　５０のＡｃＡｍ　：＾への共重合
体の陰性置換度は、５０モル％である。
皿ｕ１分１１重合体凝集剤 使用する陽性重合体は、好ましくは、重量平均分子量が
少なくとも５００．０００であり、好ましくは少なくと
も１，０００，０００　、そして最も好ましくはおよそ
５，０００，０００〜２５，０００，０００の範囲であ
る高分子量の水溶性重合体である。
典型的な高分子量陽性重合体には、ジアリルジメチルア
ンモニウムクロリド／アクリルアミド共重合体、１−ア
クリロイル−４−メチル−ピペラジンメチルスルフェー
ト四級物／アクリルアミド共重合体、ジメチルアミノエ
チルアクリレート四級物／アクリルアミド共重合体、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート四級物／アク・リル
アミド共重合体、メタクリルアミドプロピルトリメチル
アンモニウムクロリドの単独重合体及びそれのアクリル
アミド共重合体、が包含される。
一般には、陽性重合体はアクリルアミドの陽性コモノマ
ーとの重合体であることが好ましい。陽性コモノマーは
、全重合体の少なくとも２モル％に相当すべきであり、
より好ましくは、陽性コモノマーは重合体の少なくとも
２０モル％に相当する。
分ＩＧ二九表 好ましくは、陽性又は陰性重合体は、平均粒度が約１〜
１００ｎｆｆｌ、好ましくは粒度が２〜２５ｎｍ、最も
好ましくは、粒度が約２〜１５ｎｍの範囲にわたる分散
シリカと組み合わせて使用する。この分散シリカは、粒
度又は根本的な粒子寸法（ｕｌｔｉｍａｔｅｐａｒｔｉ
ｃｌｅ　５ｉｚｅ）が上述の範囲内にある限りは、コロ
イドのケイ酸シリカゾル、ツユ−五ドシリ力、凝集ケイ
酸シリカゲル、及び沈降シリカの形態で差支えない。分
散シリカは、標準的には、約１００：１から約ｌ：１ま
での陽性凝析剤（すなわち低分子量の陽性重合体）のシ
リカに対する重量比で存在し、好ましくは、１０：１か
ら約■：１までの比で存在する。
この組み合わせられた混合物は、高分子猾重合体のシリ
カに対する乾式重量比がおよそ２０；１からおよそｌ：
１０の範囲内で、好ましくはおよそ１０：１からおよそ
１：５の範囲内で、そして最も好ましくはおよそ８：ｌ
′ＩＪ）らおよそ１：１の範囲内で使用される。
以下に掲げる例は、この発明の詳細な説明するものであ
る。
〔実施例〕
炎上 ５００−の製紙用原料に下記の添加順序でもって添加剤
を混ぜ合わせた。
１、低分子量陽性重合体 ２、高分子量重合体 ３、　コロイダルシリカ これらの試料は、５００ｍ１のメスシリンダーでもって
化学製品をそれぞれ添加した後に、試料を１１００Ｏｒ
ｐで３秒間混合して混ぜ合わせた。次いで、実験室用水
切り（ｄｒａｉｎａｇｅ）試験器により試料を水切り処
理し、最初の５秒の濾液を試験を行うために集めた。結
果を第１表に示す。
注）　　１１０：高分子量のアクリルアミド／アクリル
酸共重合体、陽性、分子量さ１０００万〜１５００万。
１２０：高分子量のアクリルアミド／ジメチルアミノエ
チルアクリレート四級物 共重合体、陽性、分子ｉ１！　５００万〜１０００万。
２００：架橋エピクロロヒドリン／ジメチルアミン、低
分子量陽性重合体、分子 量主５０，０００゜ ２６０：線状エピクロロヒドリン／ジメチルアミン、低
分子量陽性重合体、分子 量さ２０，０００゜ コロイダルシリカ：４〜５ｎｍ。
２７０：ポリ塩化アルミニウムと２６０との混合物（モ
ル比９５：５）。
陽性デンプン：陽性ジャガイモデンプン、置換度０．０
３５゜ ＊用ｆｉ４ｍ中の（）内の数値はｋｇ／メートルトン単
位での用量を表す。
炎１ ５００−の製紙用原料に下記の添加剤を、１１０００ｒ
ｐでこの試料を混ぜ合わせながら加えて混合した。
これらの添加剤は５秒の間隔をおいて加えた。
１、低分子量陽性重合体 ２、高分子量重合体 ３、　コロイダルシリカ 次いで、実験室用水切り試験器により試料の水切りを行
い、最初の５秒の濾液を試験を行うために集めた。結果
を第２表に示す。
第２表 注）　　２００：架橋エピクロロヒドリン／ジメチルア
ミン、低分子量陽性重合体、分子 量さ５０．０００゜ ２６０：線状エピクロロヒドリン／ジメチルアミン、低
分子量陽性重合体、分子 量ぎ２０　、０００゜ ２１０：エチレンジクロリド／アンモニア共重合体、分
子量主３０，０００゜ ２２０ニジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合体
、分子量さ１００，０００゜２３０ニジアリルジメチル
アンモニウムクロリド重合体、分子量さ１５０，０００
゜２４０ニジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合
体、分子量ぎ２００　、０００゜２５０ニアクリルアミ
ド／ジメチルアミンエチルアクリレートの塩化メチル四
級 物共重合体、高分子量、分子量さ １０００万〜１５００万。
２７０：ポリ塩化アルミニウムと２６０との混合物（モ
ル比９５：５）。
コロイダルシリカ：４〜５ｎｍ、乾量基準での用量。
１１０ニアクリル酸／アクリルアミド共重合体、高分子
量陽性、分子ｆｆｌ！１０００万〜１５００万。
＊用量欄中の（）内の数値はｋｇ／メートルトン単位で
の用量を表す。
氾 工場Ａには種々の最終用途ための再循環板紙を現に製造
している、火桶（νａｔ）六個の丸網式抄紙機がある。
重量は、３０００平方フイート当たり５０〜１５０ポン
ド（約２７９Ｍ当たり２２．７〜６８．０ｋｇ）の範囲
であって、厚さは２０〜４０ポイント（ｐｔ）　（０，
５０８〜１　、０１．６　ｍｌ　）の範囲である。供給
原料は１００％再循環繊維である。
現在の製造プログラムは、次のものからなる。
１、凝析剤として低分子量共重合体の２００を、火桶中
の投入量を−０，０２ミリ当星／艷と０．０１ミリ当ｆ
ｆｌ／ｒｎｌとの間に制御する必要に応じて典型的には
１〜６ボンド／米トン（０，５〜３ｋｇ／メートルトン
）の用量で抄紙機のチエストへ供給する。
２、　スクリーン処理後に、各個々の火桶へ凝析剤とし
て高分子量共重合体の１１０を、用量を調節するため一
組の回転計（ｒｏ　ｔｏｍｅ　ｔｅｒｓ）を通して供給
する。用量は典型的には、残留（ｒｅｔｅｎ　ｔｉｏｎ
）及び水切りプロフィールの変更のために必要とされる
１〜４ボンド／米トン（０，５〜２ｋｇ／メートルトン
）の範囲内である。
３、　コロイダルシリカは、高分子量共重合体１１０の
ための後の希釈水へ直接供給される。希釈水及び高分子
量共重合体１１０と混合後に、スタティックミキサー、
分配ヘッダーを通過し、次いで上述の回転計を通って抄
紙機へ進む。これまでの典型的用量は、０．５〜１．０
乾量ボンド／米トン（０，２５〜０゜５ｋｇ／メートル
トン）の範囲内である。
４、　置換度０．０２５の陽性の予めゲル化したジャガ
イモデンプンを、単一の非常に高強度のグレードについ
ては、添加プライ−ボンド（Ｆｌｙ−Ｂａｎｄ）につき
４０ポンド／米トン（２０ｋｇ／メートルトン）で加え
る。デンプンの袋は、標準的には、１５分間隔（これは
生産速度に依存する）でビータ−ヘビーター運転員が投
入する。
二元重合体のプログラムに対して０．５〜１ポンド／米
トン（０，２５〜Ｉｋｇ／メートルトン）のコロイダル
シリカ（全てのコロイダルシリカ投入量はその外の記載
がない限りは乾量ボンド／米トン（乾ｍ　ｋｇ　／メー
トルトン）であると考えるべきである）を添加して、以
下に述べる結果が得られた。
１、　シリカの添加から１０分以内に、シート水分は７
．５％から１．５％に低下した。これは次に、結果とし
て高圧乾燥機における蒸気圧力を１２０ｐｓｉ（約８．
４　ｋｇ　／　ｃｒＡ　）から７０ｐｓｉ（約４．９　
ｋｇ／　ｃｎＴ）に低下させた。
２、　水分を元に戻した後、乾燥機は必ずしも全ての蒸
気を戻さずに】Ｏ〜１５％速度が上界した。より重量の
重いものの一部については、それらの標準の蒸気の制限
条件に達する前に実際に原料を使い果たした。より軽い
重量グレードについては、蒸気を使い果たす前に標準的
にタービン速度が一杯になった。蒸気節約量は、より軽
いグレードについてさえ有意の量であり、標準的には１
０〜３０％である。
３、火桶の水切り速度は３０〜５０％上昇した。−船釣
には、火桶の水切りは初期の３５〜４０のショソプラー
・リーグラー型濾水度から１５〜２０レベルになった。
同じ結果が実験室用の水切り試験器を用いて得られ、濃
度０．５〜１％の５００ｍｊ！の試料について１５０ｍ
１／　５　ｓｅｃからほぼ３００ｍｆ　／　５　ｓｅｃ
まで上昇した。火桶の液面制御は、更に希釈水を加えて
行い、そしてこれは糟のコンシスチンシーを低下させ、
結果としてシートの形成がはるかに改良された。
４、滞留量は、より重い重量について典型的な８５〜９
２％から９９％はどの大きな量まで改善された。
一般に、滞留量は事実上、固形分がこぼれ受け（ｓａｖ
ｅａｌｌ）にほとんど行かないのでスウィートナー原料
なしではマントを形成する時間を得るのが非常に困難で
あるというところまで、有意に改善された。最も軽い重
量のグレードについては、合理的に十分最適化された二
元重合体のプログラム以上に１０〜２５％の滞留量の改
善が果たされた。
５．　プライの結合、ミューレヅ破裂強さ、及びしわ形
成（ｃｏｃｋｌｉｎｇ）も、シリカの添加の結果として
改善された。大いに精製したグレードについては、しわ
形成がひどく且つ乾燥するのがゆっくすなため一般的に
取り出しくｗａｙ　ｂａｃｋ）を遅くしなければならな
い。シリカの添加はこの問題の大部分を除去し、そして
これらのグレードについての記録生産速度まで速度を上
げることができた。プライ結合及びミューレン破裂強さ
も、主としてより良好な地合いのため１０〜３０ポイン
１−改善された。
６、デンプンの添加はこのプログラムの実行にとって決
して不可欠なわけではないということに注目することは
、きわめて重要である。本発明の発明者らは、デンプン
を用いて実験を行ってもそれを用いずに行っても、デン
プンがプログラムの遂行に少しでも関係するのを一度も
経験しなかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、製紙用供給原料に分子量が少なくとも２０００であ
    る低分子量の陽性有機重合体を加える工程、そして次に
    、平均粒度が１〜１００ｎｍの範囲内のコロイダルシリ
    カ及び分子量が少なくとも５００，０００である高分子
    量の帯電した（ｃｈａｒｇｅｄ）アクリルアミド共重合
    体を加える工程を含んでなる、紙を脱水するための方法
    。 ２、前記高分子量の帯電したアクリルアミド共重合体が
    陰性重合体である、請求項１記載の方法。 ３、前記高分子量の帯電したアクリルアミド共重合体が
    陽性重合体である、請求項１記載の方法。 ４、前記低分子量の陽性重合体がジアリルジメチルアン
    モニウムクロリド重合体、エピクロロヒドリン／ジメチ
    ルアミン共重合体、及び二塩化エチレン／アンモニア共
    重合体からなる群より選択され、また前記高分子量の帯
    電したアクリルアミド重合体がアクリル酸／アクリルア
    ミド共重合体、ジメチルアミノエチルアクリレート四級
    物／アクリルアミド共重合体、ジメチルアミノエチルメ
    タクリレート四級物／アクリルアミド共重合体からなる
    群より選択される、請求項１記載の方法。 ５、前記低分子量の陽性重合体及びシリカが低分子量陽
    性重合体のシリカに対する１００：１から１：１までの
    重量比で存在しており、また前記高分子量の帯電したア
    クリルアミド共重合体及びコロイダルシリカが高分子量
    帯電アクリルアミド共重合体のシリカに対する２０：１
    から１：１０までの重量比で存在している、請求項１記
    載の方法。
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