JPH0160118B2

JPH0160118B2 -

Info

Publication number: JPH0160118B2
Application number: JP29064987A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Kanai; Kenichiro Sawasumi; Yoshinori Nakamura
Original assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Current assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Priority date: 1987-11-19
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1989-12-21
Also published as: JPH01132897A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野）本発明はPH６〜9.5でのいわゆる中性抄紙工程
において、製紙原料中の微細繊維や填料及びその
他の添加剤の歩留を増大せしめると共に、ワイヤ
ー上での水性の向上を可能にする、新規で有効
な製紙方法に関するものであり、特に填料を含む
PH６〜9.5のパルプスラリーにカチオン性基を有
するアクリルアミド系ポリマー、複鎖型構造を有
する鉱物質、カルボキシメチルセルロース・ナト
リウム塩（以下CMCと記す）の３成分をこの順
序に添加した後、抄紙、乾燥することを特徴とす
る中性抄紙方法に関するものである。〔従来の技術〕一般の抄紙においては、主な抄紙原料としてパ
ルプのほかに填料を併用することが通例となつて
いる。中性抄紙においても、炭酸カルシウム単独、あ
るいは炭酸カルシウムと他の非アルカリ性填料
（タルク、カリオン、二酸化チタン等）との混合
填料が用いられる。填料が用いられる主な理由としては、第１にパ
ルプの一部を填料に置き換えることによりパルプ
コストが低減できること、第２に紙の白色度、不
透明度、平滑度、さらには印刷性能が向上する等
があげられる。しかしながら一方で抄紙原料として填料を用い
るにはいくつかの問題点がある。たとえば、ワイ
ヤーパートにおいて填料がワイヤーを通過してし
まい歩留が低下すること、又ワイヤーパート上で
の水性（水切れ）が悪くなり生産効率が低下す
ることがある。これらは直接操業上、及び経済上
の不利益につながるものである。歩留や水性を改善するために、従来から歩留
向上剤や水性向上剤が使用されてきている。た
とえば炭酸カルシウム填料の歩留を向上させる方
法として、最近ではカチオン性デンプンとコロイ
ド系ケイ酸を組み合わせた系（特許公報昭62−
31120）、両性のアクリルアミド系ポリマーと特定
のアルミニウム化合物とを併用する方法（特開昭
62−125096）が、又水性を向上させる方法とし
て４級アンモニウム基を含むポリアクリルアミド
を添加する方法（特開昭61−6396）等が開示され
ている。しかし、いずれも充分な歩留と水性がえられ
ないのみならず、地合が悪化する、低添加では効
果が小さい、高添加では経済的に不利である、等
の問題点がみられる。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は抄紙機上において、十分に高い歩留、
及び水性を与えるとともに、強度や地合等の品
質面においても良好で、なおかつ経済的に極めて
有利な中性抄紙方法を得ることにある。〔問題を解決する為の手段〕中性抄紙において填料や微細繊維の歩留、及び
水性を向上させるためには、填料等を凝集させ
ることにより、ある一定以上の大きさのフロツク
を形成させることが必要である。本発明は填料を含むPH６〜9.5のパルプスラリ
ーから中性抄紙を製造するにあたり (a) カチオン性基を有するアクリルアミド系ポリ
マー (b) 複鎖構造を有する鉱物類 (c) CMC の３つの成分を(a)、(b)、(c)の順で添加することに
より、填料及び微細繊維の歩留を高め、かつ高い
水性をも同時に得ようとするものである。又、
このようにして得られた紙では紙力が向上し、地
合も良好である。本発明における填料の使用には、その目的等に
より次のような場合が考えられる。中性抄紙の填料として一般的な重質あるいは軽
質の炭酸カルシウムを単独で用いる場合、炭酸カ
ルシウムや水酸化アルミニウムのようなアルカリ
性填料と、タルク、クレー、二酸化チタン、硫酸
カルシウムのような非アルカリ性填料とを組み合
わせて用いる場合、填料が非アルカリ性填料であ
つてもPHが６以上の製紙原料スラリーを抄紙する
場合、等があげられる。填料の配合量には、特に制限はなく、一般的に
絶乾紙料中１〜50重量％程度である。成分(a)のカチオン性基を有するアクリルアミド
系ポリマーとしては、既知の方法によつてえられ
るものを用いることがでる。例えば、ポリ（メ
タ）アクリルアミドのホフマン分解物、あるいは
ポリ（メタ）アクリルアミドのマンニツヒ反応物
又は（メタ）アクリルアミドとカチオン性モノマ
ーとの共重合体があげられる。カチオン性モノマ
ーとしては第３級アミノ基あるいは第４級アンモ
ニウム基を含む各種の（メタ）アクリレート系モ
ノマー、同（メタ）アクリルアミド系モノマー、
ジアリルジアルキルアンモニウム塩等があり、単
独でも又２種以上を組み合わせてもよい。カチオ
ン性基を有するアクリルアミド系ポリマーの平均
分子量は、10万から500万のものを用いることが
できるが、10万から100万のものが好ましい。カ
チオン化率は特に限定されないが、１モル％以
上、最大でも50モル％以上あれば十分である。成分(b)の複鎖型構造を有する鉱物類としては、
アタパルジヤイト、セピオライト、パリゴルスカ
イトがあげられる。これらは粘土鉱物の中では、
複鎖型の結晶構造をもつものとして分類される
（「粘土ハンドブツク」日本粘土学会編、技報堂
p.49）。たとえば、セピオライトは形態的には針状ある
いは繊維状を示し、単結晶の繊維の大きさは縦
100〜150Å、横200〜300Å、長さ１〜2μ程度と
されている。その断面はこの単結晶が千鳥格子状
に積み重なつた構造をしている（例えば「粘土科
学」第16巻、第１号、p.10〜19（1976））。化学成
分的には含水マグネシウムケイ酸である。本発明で使用する複鎖型構造を有する鉱物類と
しては微分体状であり、しかも著しく着色してい
ないものであれば、特に限定されるものではな
い。できれば吸着力が大きく平均粒径が10μ以
下、ハンター白色度が40％以上のものがより好適
である。アタパルジヤイトやセビオライトは石
油・油脂の脱色精製用、堀削泥水用、塗料用、一
般吸着剤等に市販されており、これらを適宜用い
ることができる。成分(c)のCMCとしては１％水溶液粘土（ブル
ツクフイールド粘度計、20℃）が10〜5000cpsの
もの、好ましくは100〜1000cpsのものが用いられ
る。カルボキシメチル基の置換度としては0.3〜
1.5、好ましくは0.5〜1.0の範囲のものが使用でき
る。次に各成分の抄紙系への添加方法について述べ
る。成分(a)、(b)、(c)を任意の順序で抄紙原料に添加
することによつても、ある程度の効果は認められ
るが、特に各成分を(a)、(b)、(c)の順に加えた場合
には充分な歩留、水性が得られる。この場合、
填料や他の抄紙薬品は各々必要に応じて適当な時
間に添加することができる。添加方法の１例を示すと、まず１〜５重量％濃
度のパルプスラリーに成分(a)と填料とを添加す
る。この場合、成分(a)と填料は同時でも又どちら
か先でもよい。次いでこの混合物を水、又は回収
白水で希釈することにより0.3〜２重量％濃度と
する。その後成分(b)を添加し、充分混合した後、
最後に成分(c)を添加する。実際の使用に当つては各成分と填料・微細繊維
とを充分接触させ、それらの結合力を高めるため
には、成分(a)と成分(b)をフアンポンプの前に、又
成分(c)をフアンポンプの後、特に加圧スクリーン
の前あるいは後に添加するのが好ましい。填料や白水の添加時期は、特に前記の例に限定
されるものではなく、白水による希釈後、填料を
添加することも可能である。成分(a)の添加量は、0.01〜0.5重量％（絶乾試
料に対する量、以下同じ）、好ましくは0.02〜0.2
重量％である。成分(a)は通常0.5〜５重量％濃度
の水溶液の形で添加される。成分(b)の添加量は0.1〜２重量％、好ましくは
0.2〜１重量％である。成分(b)は粉体のまま、好
ましくは１〜５重量％の水懸濁液の形で、紙料ス
ラリーに添加される。成分(c)の添加量は、0.005〜0.2重量％、好まし
くは0.01〜0.1重量％であり、一般に成分(a)より
少ない量を用いる。成分(c)は通常0.1〜５重量％
濃度の水溶液の形で用いられる。本発明を実施するにあたつては、通常の抄紙に
用いられる薬品はいずれも特別の配慮なく適宜使
用することができる。他の添加薬品としては、比
較的少量の硫酸アルミニウム（バンド）や、中性
抄紙用の染料、サイズ剤、紙力増強剤等がある。
これら添加薬品自体の歩留も増加する為添加量の
節減につながる。〔実施例〕以下本発明を実施例により具体的に説明する。
ただし、本発明は実施例の内容により何ら制約を
受けるものではない。薬品の添加量はすべて絶乾紙料固形分に対する
薬品の重量％で示した。実施例１Ｌ―BKP（c.s.f300ml）３％のパルプスラリー
に硫酸アルミニウム（バド）を0.5％、成分(a)と
してアクリルアミドとカチオン性モノマーの共重
合によるカチオン性基を有するアクリルアミド系
ポリマー（ハイモロツクNR―11L、株式会社
協立有機工業研究所製）水溶液を0.05％、填料と
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）水懸濁液を25％、攪拌下
に逐次添加する。この紙料を水で希釈して固形分
濃度0.7％とした後、成分(b)としてアタパルジヤ
イト（アタパルガスクレーDC―150、エンゲルハ
ート社製）水分散液を0.3％、次いで成分(c)とし
てCMC（サンローズA50MC山陽国策パルプ株式
会社製）水溶液を0.03％、充分な攪拌下に添加
し、PH8.5の紙料スラリーを得た。得られた紙料
スラリーについて水性を測定した。水性はカ
ナデイアン・フリーネステスターを用い、スクリ
ーンを通過した液量が800mlになるに要した時
間を測定した。又、TAPP1スタンダードシート
マシンにより、常法に従つて手抄きをおこない、
得られた湿紙を3.5Kg／cm²圧で５分間プレス脱水
したのち、シリンダードライヤー（120℃±５℃）
で乾燥した。20℃、湿度65％で調湿し、
JISP8112に準じ、ミユーレン低圧形試験機によ
り破裂強度を測定した。手抄紙の地合は目視によ
り４段階に判定した。又、常法に従つて灰分を測
定し、填料歩留を算出した。以上の結果を表―１
に示す。２成分のみを添加した場合の結果を比較例１―
Ａ〜１―Ｃに、又３成分の添加順序を入れ替えた
場合の結果を比較例１―Ｄ〜１―Ｆに示した。実施例２〔成分(a)のホフマン分解によるカチオン性基を
有するアクリルアミド系ポリマー（Ｈ・Ｃ―
PAM）の調製〕。平均分子量50万のポリアクリルアミド水溶液
（ポリマー濃度５％）を冷却・攪拌しつつアルカ
リ性次亜塩素酸ナトリウム水溶液を適下し、20℃
で１時間反応を続けた後、希硫酸でPH4.5に調整
し、Ｈ・Ｃ―PAM水溶液を得た。実施例１で用いたと同じパルプスラリーに填料
として軽質炭酸カルシウム（実施例１に同じ）と
タルク（NDタルク、日本タルク株式会社製）と
を予め２：１の割合で混合した水懸濁液を25％加
え、次に成分(a)としてＨ・Ｃ―PAM水溶液を
0.05％充分な攪拌下に添加した。この紙料スラリ
ーの固形分濃度が0.7％になるよう水で希釈した。
更に成分(b)としてセピオライト（エードプラス
Ｇ、武田薬品工業株式会社製）水分散液を0.3％、
続いて成分(c)としてCMC（サンローズF20HC、
山陽国策パルプ株式会社製）水溶液を0.04％添加
し、PH8.3の紙料スラリーを得た。この紙料スラリーについて実施例１と同様の方
法で水性及び手抄紙の性状を試験し、結果を表
―２に示した。又、実施例１に準じて比較試験を
おこなつた。（比較例２―Ａ〜２―Ｆ）実施例３〔成分(a)のマンニツヒ反応によるカチオン性基
を有するアクリルアミド系ポリマー（Ｍ・Ｃ―
PAM）の調製〕。平均分子量100万のポリアクリルアミド水溶液
（ポリマー濃度５％）にホルムアルデヒドとジメ
チルアミンの所定量を添加し、60℃で1.5時間反
応させＭ・Ｃ―PAM水溶液を得た。実施例１で用いたと同じパルプスラリーにサイ
ズ剤としてAKD（ハーコンＷ、デイツクハーキユ
レス株式会社製）乳化液0.15％を充分な攪拌下に
添加した。次に成分(a)としてＭ・Ｃ―PAM水溶液0.05％
を添加したのち、紙料スラリーの固形分濃度が
0.56％になるよう水で希釈した。更に填料として
実施例１で用いたと同じ軽質炭酸カルシウム水懸
濁液を紙料スラリーの固形分濃度が0.7％となる
ように加え、次いで成分(b)としてアタパルジヤイ
ト（アタゲル50、エンゲルハード社製）水分散液
を0.3％、次いで成分(c)としてCMC（サンローズ
F100LC、山陽国策パルプ株式会社製）水溶液を
0.03攪拌しつつ逐次添加し、PH8.6の紙料スラリ
ーを得た。得られた紙料スラリーについて実施例
１と同様の方法でスラリーの水性及び手抄紙の
性状を試験し、結果を表―３に示した。又、実施
例１に準じて比較試験をおこなつた。（比較例３
―Ａ〜３―Ｆ）

【表】

〔作用及び発明の効果〕

本発明において、各成分を所定の方法で組み合
わせた場合の作用については次のように考えられ
る。成分(a)と成分(b)のみ添加した場合には、歩留、
水性とも一応の効果は認められるが、その向上
は充分ではなく、又地合の悪化や紙力の低下も認
められる。これに対して本発明の場合には歩留、
水性の向上の他に、地合及び紙力の改善が認め
られる。これは複鎖型構造を有する鉱物が有機物に対し
て大きい吸着性を示すためと考えられる。例えばアタパルジヤイトの複雑な構造表面上に
CMC―特にその糖鎖部分―が吸着することによ
りアタパルジヤイト―CMCのコンプレツクスが
生成する。その結果、コンプレツクス中のカルボ
キシル基によつて、成分(a)で一次凝集したパルプ
や填料のフロツクが更に強く架橋することによ
り、比較的規則的な構造を生成し、水性及び地
合に良い結果を及ぼすと思われる。又、CMCは
水溶性のためそのままでは有効率が充分ではない
が、本発明のようにアタパルジヤイト等に吸着し
た状態で用いるとその大部分が紙中に留まるた
め、紙力剤としても効果を発揮しているものと考
えられる。実施例に示したように、本発明により中性抄紙
工程において充分に高い歩留及び水性が得られ
ると同時に、地合及び紙力に優れた中性抄紙が得
られ、その工業的価値は大なるものである。

Claims

【特許請求の範囲】１填料を含むPH６〜9.5のパルプスラリーに (a) カチオン性基を有するアクリルアミド系ポリ
マー (b) 複鎖型構造を有する鉱物質 (c) カルボキシメチルセルロース・ナトリウム塩の３つの成分を(a)、(b)、(c)の順に添加した後、抄
紙、乾燥することを特徴とする中性抄紙方法。２填料が炭酸カルシウムである特許請求の範囲
第１項記載の中性抄紙方法。３カチオン性基を有するアクリルアミド系ポリ
マーがポリアクリルアミドのホフマン分解物であ
る特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性抄紙
方法。４カチオン性基を有するアクリルアミド系ポリ
マーがポリアクリルアミドのマンニツヒ反応物で
ある特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性抄
紙方法。５カチオン性基を有するアクリルアミド系ポリ
マーがアクリルアミドとカチオン性モノマーとの
共重合体である特許請求の範囲第１項、第２項記
載の中性抄紙方法。６複鎖型構造を有する鉱物質がアタパルジヤイ
トである特許請求の範囲第１項ないし第５項記載
の中性抄紙方法。７複鎖型構造を有する鉱物質がセピオライトで
ある特許請求の範囲第１項ないし第５項記載の中
性抄紙方法。８複鎖型構造を有する鉱物質がパリゴルスカイ
トである特許請求の範囲第１項ないし第５項記載
の中性抄紙方法。