JPH02160999A - コロイド組成物、及び紙及び板紙の製造における該コロイド組成物の使用方法 - Google Patents
コロイド組成物、及び紙及び板紙の製造における該コロイド組成物の使用方法Info
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-
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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。
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］
本発明はコロイドシリカ組成物、及び紙及び板紙を製造
するための操作における該コロイド組成物の使用方法に
関する。
するための操作における該コロイド組成物の使用方法に
関する。
慣用の紙または板紙の製造は、顔料、充填剤及びサイズ
剤のような添加剤を含有する繊維原料を形成し、金属製
すき網または布製すき網上で該原料を脱水して紙または
板紙シート用の基材を形成することを含む。該操作は、
上記原料の素早い排水を行わなければならないことと、
排水の間に該原料から上記添加剤及び繊維を過度に損失
させないすなわちすき網上に上記添加剤と繊維を高度に
保持させなければならないという相反する要求をかなえ
なければならない。これは原料コストの抑制及びシート
を乾燥するために必要なエネルギーを減少させるばかり
でなく、それによって排水中の低含量の懸濁固体が少な
く且つ低ＣＯＤ及びＢＯＤ値が得られる結果、流出流処
理の必要性を低減させる。シート形成及び表面特性も改
善することができる。凝集剤として作用する高分子量ポ
リアクリルアミド及びそのコポリマーのような高分子電
解質を含む添加剤の組み合わせを使用することにより排
水特性と保持特性を最適化することが試みられている。
剤のような添加剤を含有する繊維原料を形成し、金属製
すき網または布製すき網上で該原料を脱水して紙または
板紙シート用の基材を形成することを含む。該操作は、
上記原料の素早い排水を行わなければならないことと、
排水の間に該原料から上記添加剤及び繊維を過度に損失
させないすなわちすき網上に上記添加剤と繊維を高度に
保持させなければならないという相反する要求をかなえ
なければならない。これは原料コストの抑制及びシート
を乾燥するために必要なエネルギーを減少させるばかり
でなく、それによって排水中の低含量の懸濁固体が少な
く且つ低ＣＯＤ及びＢＯＤ値が得られる結果、流出流処
理の必要性を低減させる。シート形成及び表面特性も改
善することができる。凝集剤として作用する高分子量ポ
リアクリルアミド及びそのコポリマーのような高分子電
解質を含む添加剤の組み合わせを使用することにより排
水特性と保持特性を最適化することが試みられている。
コロイド状膨張性粘土と、中性、アニオン性またはカチ
オン性であることができ且つ製紙原料の電荷要求にあわ
せて選択することができる凝集剤として従来から使用さ
れている高分子量で比較的低い体積電荷密度のポリアク
リルアミドを併用することが提唱されている。
オン性であることができ且つ製紙原料の電荷要求にあわ
せて選択することができる凝集剤として従来から使用さ
れている高分子量で比較的低い体積電荷密度のポリアク
リルアミドを併用することが提唱されている。
例えば、米国特許節３，０５２，５９５号明細書は、充
填剤入り原料へベントナイトを添加し、次に、多くとも
約２ミリ当量／ｇの体積電荷密度に対応するアニオン性
またはカチオン性であることができる感応性コポリマー
を多くとも約１５重量％まで含むことができるアクリル
アミドホモポリマーまたはコポリマーを添加することを
開示している。
填剤入り原料へベントナイトを添加し、次に、多くとも
約２ミリ当量／ｇの体積電荷密度に対応するアニオン性
またはカチオン性であることができる感応性コポリマー
を多くとも約１５重量％まで含むことができるアクリル
アミドホモポリマーまたはコポリマーを添加することを
開示している。
上述の併用の影響は、該ポリマーとベントナイトが相互
に付活し合うことによってペーパーウェブ中の充填剤の
保持量が増加し、得られる白水の濁りが低減する。
に付活し合うことによってペーパーウェブ中の充填剤の
保持量が増加し、得られる白水の濁りが低減する。
最近、欧州特許第００１７３５３号明細書に、実質上充
填剤不在の製紙原料の繊１１を保持性及び脱水性が該原
料中に高分子量例えば実質上１．００，０００以上、通
常５００，０００以上、普通約百万またはそれ以上の分
子量のポリアクリルアミド及びベントナイトタイプの粘
土を含有させることにより顕著に改善できることが開示
された。ポリアクリルアミドは１０％以下のカチオン性
またはアニオン性単位を含むことができ、ポリアクリル
アミドは低体積電荷密度材料に限定される。
填剤不在の製紙原料の繊１１を保持性及び脱水性が該原
料中に高分子量例えば実質上１．００，０００以上、通
常５００，０００以上、普通約百万またはそれ以上の分
子量のポリアクリルアミド及びベントナイトタイプの粘
土を含有させることにより顕著に改善できることが開示
された。ポリアクリルアミドは１０％以下のカチオン性
またはアニオン性単位を含むことができ、ポリアクリル
アミドは低体積電荷密度材料に限定される。
このような知見は、希薄な製紙原料へ大型凝集塊を形成
するなめに通常使用されている量よりも多い量の高分子
量線状カチオン性ポリマーを添加し、凝集済サスペンシ
ョンへ強剪断力を施し、剪断力を施したサスペンション
へペン１へナイトを添加することからなる欧州特許０２
３５８９３号明細書に記載された方法に達した。剪断処
理の影響は、該凝集塊の更なる減成に対して充分安定で
ある小型凝集塊への崩壊により説明される。
するなめに通常使用されている量よりも多い量の高分子
量線状カチオン性ポリマーを添加し、凝集済サスペンシ
ョンへ強剪断力を施し、剪断力を施したサスペンション
へペン１へナイトを添加することからなる欧州特許０２
３５８９３号明細書に記載された方法に達した。剪断処
理の影響は、該凝集塊の更なる減成に対して充分安定で
ある小型凝集塊への崩壊により説明される。
本発明は、製紙原料の排水性及び保持性が膨張性ペン１
〜ナイトまたは他の膨張性粘土のような無機質コロイド
材料であって、変成されたイオン性のコロイド材料を使
用することにより変成される紙及び板紙製造法に関する
ものである。
〜ナイトまたは他の膨張性粘土のような無機質コロイド
材料であって、変成されたイオン性のコロイド材料を使
用することにより変成される紙及び板紙製造法に関する
ものである。
本発明は任意の製紙操作に使用することができるが、本
発明の１つの可能な用途は、保持性及び排水性の改善が
証明されている欧州特許０２３５８９３号明細書に記載
された方法またはその改変された方法である。本発明を
適用することができる粘土の使用を含む操作の他の例は
、カチオン性ポリマーと、ペンＩ・ナイトであることが
てきるアニオン性材料の組み合わせよりなる保持助剤を
利用するフィンランド特許第６７７３６号明細書に記載
された操作である。
発明の１つの可能な用途は、保持性及び排水性の改善が
証明されている欧州特許０２３５８９３号明細書に記載
された方法またはその改変された方法である。本発明を
適用することができる粘土の使用を含む操作の他の例は
、カチオン性ポリマーと、ペンＩ・ナイトであることが
てきるアニオン性材料の組み合わせよりなる保持助剤を
利用するフィンランド特許第６７７３６号明細書に記載
された操作である。
本発明による利用される変成されたコロイド材料は製紙
工業以外の多数の用途すなわち膨張性粘土及び類似のコ
ロイド材料の種々の用途に使用することができる新規な
組成物である。
工業以外の多数の用途すなわち膨張性粘土及び類似のコ
ロイド材料の種々の用途に使用することができる新規な
組成物である。
本発明による変成されたコロイド材料は、コロイド粒子
のイオン性が低分子量水溶性高体積電荷密度ポリマーと
緊密に会合させることにより変成されていることにより
特徴付けられるコロイドシリカ粒子例えば膨張性粘土よ
りなる。
のイオン性が低分子量水溶性高体積電荷密度ポリマーと
緊密に会合させることにより変成されていることにより
特徴付けられるコロイドシリカ粒子例えば膨張性粘土よ
りなる。
本発明によるコロイダルシリカ粒子は５ｉｎ４四面体を
主体とする積層または三次元物質よりなり、積層物質は
適宜アルミナ及び／またはマグネシア八面体のような他
の物質の中間層をもつ。本発明を実施する際に特に有用
な積層物質はシリカ四面体の２つの層の間に挟まれたア
ルミナまたはマグネシア八面体の中央層を含む三層鉱物
であり且つＡＮ”、Ｓｉ″４まなはＭ ｇ−２の若干を
より低価数のカチオンに置換して合計アニオン性骨格電
荷を与えることにより変成されな葉ろう石（ピイフィラ
イ１〜）の理想式を基準とする理想式をもっスメクタイ
ト族の粘土鉱物である。スメクタイト族鉱物はナトリウ
ムベントナイト、パイデル石、ノンＩ・ロナイト、サポ
ナイト及びヘクトライトを含むモンモリロナイ１〜を包
含する。上述の鉱物は乾燥鉱物１００ｇ当たり８０〜１
５０ミリ当量のカチオン交換容量をもつことが好ましい
。本発明に使用するために、スメクタイト族鉱物は天然
に産出することがあるが、天然産アルカリ土類金属粘土
のカチオン交換によりしばしば得ることができるナトリ
ウム型またはリチウム型、またはアルカリ金属粘土また
はアルカリ土類金属粘土の鉱酸処理により得ることがで
きる水素型が好適である。ナトリウム型、リチウム型ま
たはハロゲン型の粘土は通常水和時にその基礎空隙を増
加する特性をもち、膨張として既知の現象を生じ、比較
的容易にコロイド状に分散する。天然産の膨張性粘土が
主として考えられるが、ラボート・インダストリーズリ
ミテッド（Ｌｕｐｏｒｔｅ Ｉｎｃｌｕｓｔｒｉｅｓ
Ｌｉｍ１ｔｅｄ）から商標名ラポナイト（ＬＡＰＯＮＴ
ＴＥ）として入手できる合成へクトライト鉱物のような
膨張性粘土の合成類似体は除外されるものではない。
主体とする積層または三次元物質よりなり、積層物質は
適宜アルミナ及び／またはマグネシア八面体のような他
の物質の中間層をもつ。本発明を実施する際に特に有用
な積層物質はシリカ四面体の２つの層の間に挟まれたア
ルミナまたはマグネシア八面体の中央層を含む三層鉱物
であり且つＡＮ”、Ｓｉ″４まなはＭ ｇ−２の若干を
より低価数のカチオンに置換して合計アニオン性骨格電
荷を与えることにより変成されな葉ろう石（ピイフィラ
イ１〜）の理想式を基準とする理想式をもっスメクタイ
ト族の粘土鉱物である。スメクタイト族鉱物はナトリウ
ムベントナイト、パイデル石、ノンＩ・ロナイト、サポ
ナイト及びヘクトライトを含むモンモリロナイ１〜を包
含する。上述の鉱物は乾燥鉱物１００ｇ当たり８０〜１
５０ミリ当量のカチオン交換容量をもつことが好ましい
。本発明に使用するために、スメクタイト族鉱物は天然
に産出することがあるが、天然産アルカリ土類金属粘土
のカチオン交換によりしばしば得ることができるナトリ
ウム型またはリチウム型、またはアルカリ金属粘土また
はアルカリ土類金属粘土の鉱酸処理により得ることがで
きる水素型が好適である。ナトリウム型、リチウム型ま
たはハロゲン型の粘土は通常水和時にその基礎空隙を増
加する特性をもち、膨張として既知の現象を生じ、比較
的容易にコロイド状に分散する。天然産の膨張性粘土が
主として考えられるが、ラボート・インダストリーズリ
ミテッド（Ｌｕｐｏｒｔｅ Ｉｎｃｌｕｓｔｒｉｅｓ
Ｌｉｍ１ｔｅｄ）から商標名ラポナイト（ＬＡＰＯＮＴ
ＴＥ）として入手できる合成へクトライト鉱物のような
膨張性粘土の合成類似体は除外されるものではない。
これらの物質に関して、述語「コロイド」は水性媒体中
に分散可能して、または分散されてコロイド状分散体を
生ずることを示すために使用する。
に分散可能して、または分散されてコロイド状分散体を
生ずることを示すために使用する。
しかし、本発明による組成物は分散状態にある必要はな
く、例えば使用時点または使用時点付近でコロイド状態
へ分散することができる固体粒子形態であってもよい。
く、例えば使用時点または使用時点付近でコロイド状態
へ分散することができる固体粒子形態であってもよい。
コロイド状態へ分散可能な粒子の寸法は通常５ Ｘ １
０−’ｃｎ＋〜２５０ Ｘ １０−’Ｃｍの範囲内であ
る。
０−’ｃｎ＋〜２５０ Ｘ １０−’Ｃｍの範囲内であ
る。
本発明に利用される低分子景水溶性高体積電荷密度ポリ
マー類はその有効性に寄与する以下の特性の１部または
全てを所持する： （ａ）該ポリマー類は実質上線状であり、すなわち水溶
性を抑制する架橋鎖を含まないか、はとんど含まない （ｂ）該ポリマー類は荷電した単位のホモポリマーであ
るか、または荷電した単位を５０％以上、好ましくは７
５％以上、特に好ましくは８５％以上含むコポリマーで
ある （ｃ）該ポリマー類は水溶性をもつために充分に低い分
子量のものである。好適なポリマー類は極限粘度測定法
またはゲル透過クロマトグラフ技法により測定して１０
０，０００以下の分子量、特に好ましくは５０，０００
以下、例えば特に適当には１０００〜１０．０００の分
子量をもつ。該ポリマー類は環境温度で少なくとも２０
重置火濃度の水溶液を形成することができる： （ｄ）該ポリマー類は少なくとも４ミリ当量／！？、好
適には少なくとも７〜２４ミリ当量／ｇの高体積電荷密
度をもつ。特に好適には、体積電荷密度は少なくとも８
ミリ当量／ｇであり、例えば１８ミリ当量／ｇである。
マー類はその有効性に寄与する以下の特性の１部または
全てを所持する： （ａ）該ポリマー類は実質上線状であり、すなわち水溶
性を抑制する架橋鎖を含まないか、はとんど含まない （ｂ）該ポリマー類は荷電した単位のホモポリマーであ
るか、または荷電した単位を５０％以上、好ましくは７
５％以上、特に好ましくは８５％以上含むコポリマーで
ある （ｃ）該ポリマー類は水溶性をもつために充分に低い分
子量のものである。好適なポリマー類は極限粘度測定法
またはゲル透過クロマトグラフ技法により測定して１０
０，０００以下の分子量、特に好ましくは５０，０００
以下、例えば特に適当には１０００〜１０．０００の分
子量をもつ。該ポリマー類は環境温度で少なくとも２０
重置火濃度の水溶液を形成することができる： （ｄ）該ポリマー類は少なくとも４ミリ当量／！？、好
適には少なくとも７〜２４ミリ当量／ｇの高体積電荷密
度をもつ。特に好適には、体積電荷密度は少なくとも８
ミリ当量／ｇであり、例えば１８ミリ当量／ｇである。
アニオン性ポリマー類の体積電荷密度はデイ−・ホーン
（Ｄ、 １（ｏｒｎ）のプログレス・イン・コロイド
エンド・ポリマー・サイエンス（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉ
ｎ Ｃｏ１１ｏｉｄ ａｎｄ ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅ
ｎｃｅ）第６５巻第２５１〜２６４頁（１９７８年）に
記載されている方法の改良方法すなわちポリマーをＤＡ
ＤＭＡＣすなわち後述するカチオン性ポリマーで過剰量
まで滴定し、次に、ポリビニルスルホン酸により逆滴定
することからなる方法により測定することができる。未
変成の同様の方法を使用してカチオン性ポリマー類の体
積電荷密度を測定することができる。
（Ｄ、 １（ｏｒｎ）のプログレス・イン・コロイド
エンド・ポリマー・サイエンス（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉ
ｎ Ｃｏ１１ｏｉｄ ａｎｄ ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅ
ｎｃｅ）第６５巻第２５１〜２６４頁（１９７８年）に
記載されている方法の改良方法すなわちポリマーをＤＡ
ＤＭＡＣすなわち後述するカチオン性ポリマーで過剰量
まで滴定し、次に、ポリビニルスルホン酸により逆滴定
することからなる方法により測定することができる。未
変成の同様の方法を使用してカチオン性ポリマー類の体
積電荷密度を測定することができる。
上述のポリマー類は凝集剤ではなく、製紙操作に使用す
ることが通常考えられているものではない。
ることが通常考えられているものではない。
本発明に使用することが適当であるアニオン性高体積電
荷密度水溶性ポリマーの例はポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸類、
ポリヒドロキシカルボン酸類、ポリアルデヒドカルボン
酸類、アルキルアクリレート／アクリル酸コポリマー類
、アクリルアミド／アクリル酸コポリマー類及びその塩
類、例えば上述の物質のアルカリ金属塩またはアンモニ
ウム塩である。
荷密度水溶性ポリマーの例はポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸類、
ポリヒドロキシカルボン酸類、ポリアルデヒドカルボン
酸類、アルキルアクリレート／アクリル酸コポリマー類
、アクリルアミド／アクリル酸コポリマー類及びその塩
類、例えば上述の物質のアルカリ金属塩またはアンモニ
ウム塩である。
適当なカチオン性高体積電荷密度水溶性ポリマ一類の例
はポリエチレンイミン類、ポリアミドアミン類、ポリビ
ニルアミン類、ポリジアルリルアンモニウム化合物類で
ある。
はポリエチレンイミン類、ポリアミドアミン類、ポリビ
ニルアミン類、ポリジアルリルアンモニウム化合物類で
ある。
本発明で必要であるコロイドシリカ粒子と高体積電荷密
度ポリマーの間の緊密な会合は種々の方法により達成す
ることができる。該方法の１つは容易に輸送でき且つ現
場で水に分散することができる、トライブレンドにより
製品を提供することである。別法として、コロイドシリ
カ粒子を高体積電荷密度ポリマー含有水へ添加すること
により分散体を製造することができる。本発明による変
成されたコロイドシリカ粒子の濃厚分散体は製紙原料へ
添加するために上述の方法により容易に希釈することが
でき、また製紙原料へ直接添加することさえ可能である
。上述の濃厚分散体は界面活性剤及び防腐剤を含有する
ことが適当ではあるが、必須ではなく、乾燥シリカ質材
料を基準として少なくとも５０ｇ／ｌ〜ポンプ輸送可能
な最大濃度、好適には１ｏｏｇ／Ｎ〜２５０ｇ／ｆをも
ち、このような分散体が本発明の特に好都合な実施態様
である。
度ポリマーの間の緊密な会合は種々の方法により達成す
ることができる。該方法の１つは容易に輸送でき且つ現
場で水に分散することができる、トライブレンドにより
製品を提供することである。別法として、コロイドシリ
カ粒子を高体積電荷密度ポリマー含有水へ添加すること
により分散体を製造することができる。本発明による変
成されたコロイドシリカ粒子の濃厚分散体は製紙原料へ
添加するために上述の方法により容易に希釈することが
でき、また製紙原料へ直接添加することさえ可能である
。上述の濃厚分散体は界面活性剤及び防腐剤を含有する
ことが適当ではあるが、必須ではなく、乾燥シリカ質材
料を基準として少なくとも５０ｇ／ｌ〜ポンプ輸送可能
な最大濃度、好適には１ｏｏｇ／Ｎ〜２５０ｇ／ｆをも
ち、このような分散体が本発明の特に好都合な実施態様
である。
本発明を行うための別の方法はコロイドシリカ材料と水
溶性高体積電荷密度ポリマーを任意の順番で順次製紙原
料または操作から一時的に取り出された製紙原料の一部
へ添加することである。順次添加は、好適には高剪断力
とせず、例えば約２０％以上に顕著に原料を希釈し、ま
たシリカ質粒子と高体積電荷密度ポリマーの添加の間に
凝集剤を添加しなければならないことを意味するもので
ある。これは、大体積の水の存在がシリカ質粒子とポリ
マーの結合をある程度遅延するか、阻止するために本発
明の余り有効ではない実施態様である。
溶性高体積電荷密度ポリマーを任意の順番で順次製紙原
料または操作から一時的に取り出された製紙原料の一部
へ添加することである。順次添加は、好適には高剪断力
とせず、例えば約２０％以上に顕著に原料を希釈し、ま
たシリカ質粒子と高体積電荷密度ポリマーの添加の間に
凝集剤を添加しなければならないことを意味するもので
ある。これは、大体積の水の存在がシリカ質粒子とポリ
マーの結合をある程度遅延するか、阻止するために本発
明の余り有効ではない実施態様である。
高体積電荷密度ポリマーがアニオン性であり、コロイド
シリカ粒子が八面体中の置換によるアニオン性骨格構造
系膨張性粘土粒子である好適な場合でさえも、コロイド
シリカ粒子と水溶性高体積電荷密度ポリマーは相互に作
用して複合コロイド化学種を形成する。相互作用の性質
は知られていないが、粘土骨格構造上のヒドロキシルイ
オンを含む水素結合によるものてあろう。例えば後記す
るような電気泳動技法による本発明による複合コロイド
粒子の実験は、シリカ質粒子とポリマー分子が水性分散
体中で１個の存在物として存在し且つ電気泳動セルを通
過する１個の化学種としてのみ移動することを示し、更
に、シリカ質粒子のイオン性はシリカ質材料の未変成粒
子の速度から複合粒子の速度が変わっていることにより
示されるようにポリマーのイオン性により変成されてい
ることを示す。
シリカ粒子が八面体中の置換によるアニオン性骨格構造
系膨張性粘土粒子である好適な場合でさえも、コロイド
シリカ粒子と水溶性高体積電荷密度ポリマーは相互に作
用して複合コロイド化学種を形成する。相互作用の性質
は知られていないが、粘土骨格構造上のヒドロキシルイ
オンを含む水素結合によるものてあろう。例えば後記す
るような電気泳動技法による本発明による複合コロイド
粒子の実験は、シリカ質粒子とポリマー分子が水性分散
体中で１個の存在物として存在し且つ電気泳動セルを通
過する１個の化学種としてのみ移動することを示し、更
に、シリカ質粒子のイオン性はシリカ質材料の未変成粒
子の速度から複合粒子の速度が変わっていることにより
示されるようにポリマーのイオン性により変成されてい
ることを示す。
電気泳動移動度についての以下の試験において、粒子は
５目盛区画（グラティキュール）の間隔を移動する時間
を計った。５目盛区画にわたる計時間隔は０．２５ｍｍ
であった。電極データは印加電位（Ｖ）−９０■、電極
間距離（Ｉ）−７５ｍｍ、印加電界（Ｅ）−１２５０Ｖ
Ｍ−１であった。
５目盛区画（グラティキュール）の間隔を移動する時間
を計った。５目盛区画にわたる計時間隔は０．２５ｍｍ
であった。電極データは印加電位（Ｖ）−９０■、電極
間距離（Ｉ）−７５ｍｍ、印加電界（Ｅ）−１２５０Ｖ
Ｍ−１であった。
供試試料は下記のように調製した。ナトリウム型膨張性
モンモリロナイト（ＦＵＬＣＥＬｌｏｏ）を洗浄及び乾
燥し、試料を脱イオン水中及び００１モル濃度塩化ナト
リウム水溶液中にそれぞれ９８及び９．６の自然ｐＨで
１ｇ／ｌの濃度で別個にスラリー化した。塩化ナトリウ
ムの添加は製紙原料のイオン含量を模擬するためのもの
であった。更に、０．０１モル濃度塩化ナトリウム中の
同様のスラリーではあるが、塩化アンモニウムでｐＨを
７．０へ調節したスラリーを自然製紙原料中の条件を模
擬するために調製した。粘土１０重量％の添加量で１３
．７ミリ当量／ｇの体積電荷密度及び２５００の分子量
をもつ中和したポリアクリル酸からなるアニオン性水溶
性ポリマーを用いて本発明の反応により変成した同じ粘
土を使用して操作を反復しな。
モンモリロナイト（ＦＵＬＣＥＬｌｏｏ）を洗浄及び乾
燥し、試料を脱イオン水中及び００１モル濃度塩化ナト
リウム水溶液中にそれぞれ９８及び９．６の自然ｐＨで
１ｇ／ｌの濃度で別個にスラリー化した。塩化ナトリウ
ムの添加は製紙原料のイオン含量を模擬するためのもの
であった。更に、０．０１モル濃度塩化ナトリウム中の
同様のスラリーではあるが、塩化アンモニウムでｐＨを
７．０へ調節したスラリーを自然製紙原料中の条件を模
擬するために調製した。粘土１０重量％の添加量で１３
．７ミリ当量／ｇの体積電荷密度及び２５００の分子量
をもつ中和したポリアクリル酸からなるアニオン性水溶
性ポリマーを用いて本発明の反応により変成した同じ粘
土を使用して操作を反復しな。
全ての時点で陽極へ向かうこれら６種の試料の電気泳動
移動度は以下の通りであった（単位×１０−’＝Ｍ２Ｓ
−’Ｖ−１）。
移動度は以下の通りであった（単位×１０−’＝Ｍ２Ｓ
−’Ｖ−１）。
！Ｉ！Ｌｔ乳しＬ柑甥出」ｌ餐Ｗ狙
ｐＨ９，８脱イオン水 ３．６７ ５．１０
３９９．６ＮａＣｆ ２．５２ ３
．５９ ５６ｐＨ７ＮａＣｌ２，３０ ３．
８４ ６７アニオン性膨張性粘土及び有機ポリマ
ーの場合において、例えば自然骨格構造電荷は例えば約
７０％まで増加させることができ、増加Ｉはポリマーの
体積電荷密度及びポリマーの量により測定可能であるが
、少なくとも１０％、特に好適には少なくとも２０％で
ある。同様に、電荷はシリカのように正味ゼロの電荷を
もつシリカ質物質にも与えることができるものと予想さ
れる。
３９９．６ＮａＣｆ ２．５２ ３
．５９ ５６ｐＨ７ＮａＣｌ２，３０ ３．
８４ ６７アニオン性膨張性粘土及び有機ポリマ
ーの場合において、例えば自然骨格構造電荷は例えば約
７０％まで増加させることができ、増加Ｉはポリマーの
体積電荷密度及びポリマーの量により測定可能であるが
、少なくとも１０％、特に好適には少なくとも２０％で
ある。同様に、電荷はシリカのように正味ゼロの電荷を
もつシリカ質物質にも与えることができるものと予想さ
れる。
同じ条件下で行われる他の一連の試験において、６ミリ
当量／ｇの体積電荷密度をもつ低分子量カチオン性ポリ
マーであるポリジアルリルジメチルアンモニウムクロリ
ドを用いて本発明により反応させた同じ膨張性粘土の電
気泳動移動度を測定した。全ての時点において、複合粘
土／ポリマー粒子は下記に記載する電気泳動移動度によ
り負極に向かって移動する。
当量／ｇの体積電荷密度をもつ低分子量カチオン性ポリ
マーであるポリジアルリルジメチルアンモニウムクロリ
ドを用いて本発明により反応させた同じ膨張性粘土の電
気泳動移動度を測定した。全ての時点において、複合粘
土／ポリマー粒子は下記に記載する電気泳動移動度によ
り負極に向かって移動する。
ｐＨ媒体
１０ 脱イオン水
７ 脱イオン水
４ 脱イオン水
１０ ０．０１モルＮａＣＮ
移動度
２．８９
２．００
３．６９
７ ０．０１モルＮａＣＮ ３．２４４
ｏ、ｏｉモルＮａＣ１２，７５好適には、ポリマーは
シリカ質材料の乾燥重量の０．５〜２５％、特に好まし
くは２〜１０％を使用する。
ｏ、ｏｉモルＮａＣ１２，７５好適には、ポリマーは
シリカ質材料の乾燥重量の０．５〜２５％、特に好まし
くは２〜１０％を使用する。
製紙操作へ本発明を適用する際に、本発明の変成された
コロイド材料はヘッドボックスまたはマシンバットへ原
料が入る前、例えば１〜２０秒前に薄い原料と混合する
ことが好ましい。添加量は膨張性粘土類について業界で
慣用の量てあり、例えば供給固体類の重量を基準として
シリカ質材料は０．０５〜２．５重量％であることがで
きるが、処理済原料の標準保持及び排水試験を行うこと
により最適とすることができる。過剰の添加は予め凝集
した原料の解膠及び部分的な分散を使用ことがあり、そ
れによって保持性及び排水性は低下する。
コロイド材料はヘッドボックスまたはマシンバットへ原
料が入る前、例えば１〜２０秒前に薄い原料と混合する
ことが好ましい。添加量は膨張性粘土類について業界で
慣用の量てあり、例えば供給固体類の重量を基準として
シリカ質材料は０．０５〜２．５重量％であることがで
きるが、処理済原料の標準保持及び排水試験を行うこと
により最適とすることができる。過剰の添加は予め凝集
した原料の解膠及び部分的な分散を使用ことがあり、そ
れによって保持性及び排水性は低下する。
本発明は高分子量カチオン性凝集剤の正規の適用に追随
する酸性製紙システムまたは中性製紙システムに使用す
ることができ、これらのシステムにおいては本発明によ
るアニオン的に変成された物質を好適に利用することが
できる。本発明によるカチオン的に変成された物質はア
ルカリ性製紙システム例えは炭酸カルシウムフィルター
を使用し、約８のｐ Ｉ−１で操作されるシステムで利
用することが適当である。しかし、本発明は広範囲にわ
たる製紙操作、及び筆記用紙、印刷用紙、ボンド紙、紙
幣用紙、新聞用紙、段ボール用ライナ、証券用紙、コン
ピュータ用紙、フォトコピー紙、袋用紙、段ボール用充
填剤、裏白カーホン用紙、包装紙、石膏ボード用紙、厚
紙、段ボール、紙タオル及びティッシュペーパーを製造
するための原料を含む原料に適用することができる。
する酸性製紙システムまたは中性製紙システムに使用す
ることができ、これらのシステムにおいては本発明によ
るアニオン的に変成された物質を好適に利用することが
できる。本発明によるカチオン的に変成された物質はア
ルカリ性製紙システム例えは炭酸カルシウムフィルター
を使用し、約８のｐ Ｉ−１で操作されるシステムで利
用することが適当である。しかし、本発明は広範囲にわ
たる製紙操作、及び筆記用紙、印刷用紙、ボンド紙、紙
幣用紙、新聞用紙、段ボール用ライナ、証券用紙、コン
ピュータ用紙、フォトコピー紙、袋用紙、段ボール用充
填剤、裏白カーホン用紙、包装紙、石膏ボード用紙、厚
紙、段ボール、紙タオル及びティッシュペーパーを製造
するための原料を含む原料に適用することができる。
紙または板紙の製造に通常使用される他の添加剤は本発
明と適合する。該添加剤は充填剤、粘土（非膨張性）、
二酸化チタンのような顔料、沈降性／重質炭酸カルシウ
ム、石膏、ロジン／みょうばんのようなサイズ剤、アル
キルケトンダイマーまたはアルキル無水コハク酸のよう
な合成サイズ剤湿潤紙強度増強用樹脂、軸燥紙強度増強
用樹脂、染料、蛍光増白剤及びスライムサイド（ｓｌｉ
ｍｉｃｉｄｅ）である。
明と適合する。該添加剤は充填剤、粘土（非膨張性）、
二酸化チタンのような顔料、沈降性／重質炭酸カルシウ
ム、石膏、ロジン／みょうばんのようなサイズ剤、アル
キルケトンダイマーまたはアルキル無水コハク酸のよう
な合成サイズ剤湿潤紙強度増強用樹脂、軸燥紙強度増強
用樹脂、染料、蛍光増白剤及びスライムサイド（ｓｌｉ
ｍｉｃｉｄｅ）である。
本発明の性能を慣用のポリマー質凝集剤及び凝集済サス
ペンションに剪断力を施し、剪断力を施したサスペンシ
ョンをベントナイトで処理する欧州特許第０２３５８９
３号明細書に記載されている方法と比較して以下に記載
する試験により本発明を説明する。以下の試験に記載す
る保持性及び排水性の改善は別として、本発明の他の利
点は、欧州特許第０２３５８９３号明細書によれは必須
であると考えられる強力剪断力を凝集済サスペンション
に施さない場合でさえ優れた結果を得ることができるこ
とにある。
ペンションに剪断力を施し、剪断力を施したサスペンシ
ョンをベントナイトで処理する欧州特許第０２３５８９
３号明細書に記載されている方法と比較して以下に記載
する試験により本発明を説明する。以下の試験に記載す
る保持性及び排水性の改善は別として、本発明の他の利
点は、欧州特許第０２３５８９３号明細書によれは必須
であると考えられる強力剪断力を凝集済サスペンション
に施さない場合でさえ優れた結果を得ることができるこ
とにある。
微粉保持性（ＴＡＰＰＴ法、Ｔ２６１．１９８０）を測
定するためのブリット ジャー（Ｂｒｉｔｔ 、Ｌａｒ
）試験操作及びショツパー・リグラー装置を使用する排
水性試験を使用した。標準容量の製紙原料を標準ブリッ
ト・ジャー装置へ導入し、カヂオン性高分子電ポリマー
質凝集剤を所定量添加し、次に３０秒にわたり穏やかに
（５００ｒｐｍ）混合するか、または剪断混合（１５０
０ｒｐｍ） した。穏やかな混合の後、凝集塊寸法の低
減はなく、ずなわち凝集塊の剪断は本明細書に記載した
どの試験においても観察されなかった。同様の試験にお
いてはこの混合工程の後、所定量の市販の膨張性粘土を
水中の濃厚分散体の形態で添加した。更に他の試験にお
いては、本発明のポリマー変成粘土を予め形成した分散
体として添加した。変成済粘土は例えばＨ１型またはＮ
ａ’型の膨張性粘土と、約１−〜２０％であることがで
きるポリマー／粘土重量比で高体積電荷密度ポリマー化
学種の濃厚溶液を混合することにより製造した。好都合
には、該分散体は濃厚形態で製造され、原料へ添加する
ために１０ｇ／ｆ！の分散体へ希釈される。また、本発
明の適当な生成物は該粘土と、高体積電荷密度ポリカチ
オン性化学種を高強度乾式混合装置中で接触させること
により製造することがてきる。粘土または変成済粘土は
穏やかな５００ ｒｐｍの混合で１５秒間たけ混合し、
保持性及び／または排水性試験を行って、繊維保持性は
始めに存在する微粉の重量に対する保持された微粉の割
合（％）として表示し、排水性試験は処理済原料の試料
１１から白水５００ｍ１２を排水するための時間（秒）
として表示する。
定するためのブリット ジャー（Ｂｒｉｔｔ 、Ｌａｒ
）試験操作及びショツパー・リグラー装置を使用する排
水性試験を使用した。標準容量の製紙原料を標準ブリッ
ト・ジャー装置へ導入し、カヂオン性高分子電ポリマー
質凝集剤を所定量添加し、次に３０秒にわたり穏やかに
（５００ｒｐｍ）混合するか、または剪断混合（１５０
０ｒｐｍ） した。穏やかな混合の後、凝集塊寸法の低
減はなく、ずなわち凝集塊の剪断は本明細書に記載した
どの試験においても観察されなかった。同様の試験にお
いてはこの混合工程の後、所定量の市販の膨張性粘土を
水中の濃厚分散体の形態で添加した。更に他の試験にお
いては、本発明のポリマー変成粘土を予め形成した分散
体として添加した。変成済粘土は例えばＨ１型またはＮ
ａ’型の膨張性粘土と、約１−〜２０％であることがで
きるポリマー／粘土重量比で高体積電荷密度ポリマー化
学種の濃厚溶液を混合することにより製造した。好都合
には、該分散体は濃厚形態で製造され、原料へ添加する
ために１０ｇ／ｆ！の分散体へ希釈される。また、本発
明の適当な生成物は該粘土と、高体積電荷密度ポリカチ
オン性化学種を高強度乾式混合装置中で接触させること
により製造することがてきる。粘土または変成済粘土は
穏やかな５００ ｒｐｍの混合で１５秒間たけ混合し、
保持性及び／または排水性試験を行って、繊維保持性は
始めに存在する微粉の重量に対する保持された微粉の割
合（％）として表示し、排水性試験は処理済原料の試料
１１から白水５００ｍ１２を排水するための時間（秒）
として表示する。
試験１〜４０
以下の一連の試験において、カヂオン性ポリマー凝集剤
は８６／１４のアクリルアミド／アミノエチルアクリレ
ートモル比をもつアクリルアミドと塩化メチルにより４
級化されたジメチルアミノエヂルアクリレートのコポリ
マーである。該凝集剤は２ミリ当量／Ｓ以下の体積電荷
密度及び７テシリツトル／分の極限粘度をもつ。膨張性
粘土はラボート・インダストリーズ・リミテッドから商
標名フルゲル（Ｆｕｉｇｅｌ）１００として入手できる
実質止金てナトリウムに交換されたカルシウムモンモリ
ロナイトである。変成済粘土を使用する場合には、高体
積電荷密度アニオン性ポリマーの濃縮溶液中に該粘土を
分散し、上述のようにＬｏｇ、＃の濃度へ希釈すること
により変成済粘土を製造した。高体積電荷密度ポリマー
は分子量的５０００及びアニオン性体積電荷密度１３ミ
リ当量／Ｓをもつポリアクリル酸であった。試験１〜１
８に使用する製紙原料は２５／７５の置火比の軟材クラ
フトと硬水クラフト及び約１５％の粘土充填剤を含有す
る漂白済微細製紙原料であり、カチオン性樹脂エマルジ
ョン（繊維を基準として２％）でサンシングし、次に、
みょうばんでザンジングした。
は８６／１４のアクリルアミド／アミノエチルアクリレ
ートモル比をもつアクリルアミドと塩化メチルにより４
級化されたジメチルアミノエヂルアクリレートのコポリ
マーである。該凝集剤は２ミリ当量／Ｓ以下の体積電荷
密度及び７テシリツトル／分の極限粘度をもつ。膨張性
粘土はラボート・インダストリーズ・リミテッドから商
標名フルゲル（Ｆｕｉｇｅｌ）１００として入手できる
実質止金てナトリウムに交換されたカルシウムモンモリ
ロナイトである。変成済粘土を使用する場合には、高体
積電荷密度アニオン性ポリマーの濃縮溶液中に該粘土を
分散し、上述のようにＬｏｇ、＃の濃度へ希釈すること
により変成済粘土を製造した。高体積電荷密度ポリマー
は分子量的５０００及びアニオン性体積電荷密度１３ミ
リ当量／Ｓをもつポリアクリル酸であった。試験１〜１
８に使用する製紙原料は２５／７５の置火比の軟材クラ
フトと硬水クラフト及び約１５％の粘土充填剤を含有す
る漂白済微細製紙原料であり、カチオン性樹脂エマルジ
ョン（繊維を基準として２％）でサンシングし、次に、
みょうばんでザンジングした。
濃い原料（稠度５３３、ｐＨ５，０）２．５２にと白水
（ｐＨ４，２）１７．５ｆｆｉを混合して稠度０，７７
％、ｐＨ４，４及び微粉区分３８．６％の原料を再度調
製した。試験１９〜４０においては稠度０．７７％及び
微粉区分３６．６％をもつ理想的ではない原料を使用し
た。以下の表において、カチオン性凝集剤及び膨張性粘
土の割合（％）はそれぞれ供給固体の重量を基準とする
ものであり、変成済粘土中のアニオン性ポリマーの割合
（％）は粘土の乾燥重量を基準とするものである。剪断
力の欄において、記号０は穏やかな混合を示し、記号子
は剪断混合を示す。試験７〜１２．２９〜３１．３つ及
び４０は本発明によるものである。
（ｐＨ４，２）１７．５ｆｆｉを混合して稠度０，７７
％、ｐＨ４，４及び微粉区分３８．６％の原料を再度調
製した。試験１９〜４０においては稠度０．７７％及び
微粉区分３６．６％をもつ理想的ではない原料を使用し
た。以下の表において、カチオン性凝集剤及び膨張性粘
土の割合（％）はそれぞれ供給固体の重量を基準とする
ものであり、変成済粘土中のアニオン性ポリマーの割合
（％）は粘土の乾燥重量を基準とするものである。剪断
力の欄において、記号０は穏やかな混合を示し、記号子
は剪断混合を示す。試験７〜１２．２９〜３１．３つ及
び４０は本発明によるものである。
試験３２〜３５は微細力オリ′ン粘土（ＫＣ）または微
粉バーミキュライト（Ｖ）をベントナイＩ−の代０．０
５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０７５ ０．１ ０．０５ ０．０７５ ０．１ ０．７５ ０．０１″ ０．０３″ ０．０５″ ０．０１″ ０．０３″ ０．０５ ７０．９ ７５．６ ７５．４ ６９．９ ７１．５ ７６．２ ７６．０ ７８．２ ７９．２ ８１．４ ７５．２ ６７．７ ６５．５ ６０．８ ５８．５ ６７．３ ５７．３ ８０．６ ８０．７ ７３．３ ７７．３ ６８．３ ７６．２ ８２．８ ７９．８ ２８ ０．１ ２９ ０．５ ３０ ０．７０ ３１ ０．１ ３２ ０．０５ ３３ ０．０５ ３４ ０．０５ ０．３ ０．１５ ０．１５ ０．１５ ０．３（ＫＣ） ０．３（Ｖ） ０．３（ＫＣ） ０．３（Ｖ） ３７ ０．０５ ０ ３８ ０．０５ ０ ０．２＊３
９ ０．０５ ０ ０．２＊４０
０．０５ ０ ０．２＊−供給
固体の重量％ ＊＝１５０Ｏｒｐｍで３０秒間の剪断処理８７．０ ８５．９ ８５．７ ６３．９ ６９．３ ７１．０ Ｍ男５（訂 １９．６ １７．５ １５．０ １１．７ １１．５ 試験４１〜４８ 試験１〜４０と同様の操作を使用する以下の試験におい
て、厚紙容器中間層のために１００％リサイクル廃原料
を使用した。１％レベルのステアリルケトンダイマーを
用いてサイジングした。再度調製した形態において、微
粉区分２６％、稠度０．５％及びｐＨ７，０をもってい
た。同じカチオン性凝集剤及び膨張性粘土を上述の試験
と同様に使用した。試験４５〜４８は本発明によるもの
である。試験４７及び４８において、ポリアクリル酸は
上述に使用したものと同様であり、試験４５及び４６に
おいては同様の体積電荷密度をもつポリアクリル酸ナト
リウムを使用した。
粉バーミキュライト（Ｖ）をベントナイＩ−の代０．０
５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０７５ ０．１ ０．０５ ０．０７５ ０．１ ０．７５ ０．０１″ ０．０３″ ０．０５″ ０．０１″ ０．０３″ ０．０５ ７０．９ ７５．６ ７５．４ ６９．９ ７１．５ ７６．２ ７６．０ ７８．２ ７９．２ ８１．４ ７５．２ ６７．７ ６５．５ ６０．８ ５８．５ ６７．３ ５７．３ ８０．６ ８０．７ ７３．３ ７７．３ ６８．３ ７６．２ ８２．８ ７９．８ ２８ ０．１ ２９ ０．５ ３０ ０．７０ ３１ ０．１ ３２ ０．０５ ３３ ０．０５ ３４ ０．０５ ０．３ ０．１５ ０．１５ ０．１５ ０．３（ＫＣ） ０．３（Ｖ） ０．３（ＫＣ） ０．３（Ｖ） ３７ ０．０５ ０ ３８ ０．０５ ０ ０．２＊３
９ ０．０５ ０ ０．２＊４０
０．０５ ０ ０．２＊−供給
固体の重量％ ＊＝１５０Ｏｒｐｍで３０秒間の剪断処理８７．０ ８５．９ ８５．７ ６３．９ ６９．３ ７１．０ Ｍ男５（訂 １９．６ １７．５ １５．０ １１．７ １１．５ 試験４１〜４８ 試験１〜４０と同様の操作を使用する以下の試験におい
て、厚紙容器中間層のために１００％リサイクル廃原料
を使用した。１％レベルのステアリルケトンダイマーを
用いてサイジングした。再度調製した形態において、微
粉区分２６％、稠度０．５％及びｐＨ７，０をもってい
た。同じカチオン性凝集剤及び膨張性粘土を上述の試験
と同様に使用した。試験４５〜４８は本発明によるもの
である。試験４７及び４８において、ポリアクリル酸は
上述に使用したものと同様であり、試験４５及び４６に
おいては同様の体積電荷密度をもつポリアクリル酸ナト
リウムを使用した。
試験 カチオン性 ｌ断力 粘土１ト
」夛 凝象釘（重１１Σ −（重髪差Σ ｌ饗Σ
、（重１１つ− 、ｑり一４１ −
０ −− − ６９．５
３２．５４２ ０．０５ ＋
−−８６，４２２，５４３０，０５＋
０．１ − ８８．０４４
０．０５ ＋ ０．２ −
９０．１ １９．７４５ ０．０
５ ＋ ０．１ １０
９３．７４６ ０．０５ ＋
０．２ １０ ９５．１４７
０．０５ ＋ ０．１
１０ ９２．４４８ ０．０５
＋’ ０．２ １０ ９４．１
１７．２ポリマー 保持性 ショツパー
・リグラー試験４９〜６４ 同様の操作を使用する以下の試験において、微細区分３
０．６％をもつ試験４１〜４８に使用された原料と同じ
原料を使用しな。
」夛 凝象釘（重１１Σ −（重髪差Σ ｌ饗Σ
、（重１１つ− 、ｑり一４１ −
０ −− − ６９．５
３２．５４２ ０．０５ ＋
−−８６，４２２，５４３０，０５＋
０．１ − ８８．０４４
０．０５ ＋ ０．２ −
９０．１ １９．７４５ ０．０
５ ＋ ０．１ １０
９３．７４６ ０．０５ ＋
０．２ １０ ９５．１４７
０．０５ ＋ ０．１
１０ ９２．４４８ ０．０５
＋’ ０．２ １０ ９４．１
１７．２ポリマー 保持性 ショツパー
・リグラー試験４９〜６４ 同様の操作を使用する以下の試験において、微細区分３
０．６％をもつ試験４１〜４８に使用された原料と同じ
原料を使用しな。
個々の試験において、同様のカチオン性凝集剤の０．０
３％を原料へ添加し、次に、１５００ｒｐｍで３０秒間
にわたり剪断処理を施した。次に、表示する量のフルゲ
ル１００膨張性粘土（そのまま、または表示する高体積
電荷密度ポリマーを粘土の乾燥重量を基準として１０％
と粘土を緊密に結合することにより変成したもの）を添
加し、次に、穏やかに混合した。観察された微粉保持性
を以下の表に記載する。試験５１〜５８及び６１〜６４
は本発明によるものである。
３％を原料へ添加し、次に、１５００ｒｐｍで３０秒間
にわたり剪断処理を施した。次に、表示する量のフルゲ
ル１００膨張性粘土（そのまま、または表示する高体積
電荷密度ポリマーを粘土の乾燥重量を基準として１０％
と粘土を緊密に結合することにより変成したもの）を添
加し、次に、穏やかに混合した。観察された微粉保持性
を以下の表に記載する。試験５１〜５８及び６１〜６４
は本発明によるものである。
０．１
０．２
０．１
０．２
０．１
０．２
０．１
０．２
０．１
０．２
０．１
０．２
０．１）
０．２）
Ｎａポリアクリレート
Ｎａポリアクリレート
ポリアクリル酸
ポリアクリル酸
ポリアクリル酸
ポリアクリル酸
ポリビニルスルホン酸
ポリビニルスルホン酸
ポリアクリル酸ナトリウム
不リアクリル酸ナトリウム
（高分子量）
ポリＤへ〇Ｍ＾Ｃ
（カチオン性）
ポリミンＳＫ（カチオン性）
８１．４
８６．２
８９．０
８３．９
８６．２
８４．３
８５．８
８３．２
７７．０
８１．７
７６．２
６４ ０．２ ボリミンＳＫ（カチ
オン性） ７６．５ポリアクリル酸ナトリウ
ム及びポリアクリル酸は約１５００万の分子量及び１０
ミリ当量／１？の体積電荷密度をもつものを試験５９．
６０に使用した以外は上述の試験に使用したものであっ
た。ポリマレイン酸の分子量及び体積電荷密度は１００
０及び１６ミリ当量／９であり、ポリビニルスルホン酸
の分子量及び体積電荷密度は２０００及び１３ミリ当ｆ
Ｌ／ｇであった。ＤＡＤＭＡＣはポリアミドアミンであ
るボリミン（Ｐｏｌｙｍｉｎ） Ｓ Ｋ （商標名）の
ようなカチオン性であるポリジアルリルメチルアンモニ
ウムクロリドである。これらの物質の体積電荷密度はそ
れぞれ６ミリ当量／ｇ及び７ミリ当量／ｇであった。
オン性） ７６．５ポリアクリル酸ナトリウ
ム及びポリアクリル酸は約１５００万の分子量及び１０
ミリ当量／１？の体積電荷密度をもつものを試験５９．
６０に使用した以外は上述の試験に使用したものであっ
た。ポリマレイン酸の分子量及び体積電荷密度は１００
０及び１６ミリ当量／９であり、ポリビニルスルホン酸
の分子量及び体積電荷密度は２０００及び１３ミリ当ｆ
Ｌ／ｇであった。ＤＡＤＭＡＣはポリアミドアミンであ
るボリミン（Ｐｏｌｙｍｉｎ） Ｓ Ｋ （商標名）の
ようなカチオン性であるポリジアルリルメチルアンモニ
ウムクロリドである。これらの物質の体積電荷密度はそ
れぞれ６ミリ当量／ｇ及び７ミリ当量／ｇであった。
試験６５〜６８
以下の試験は系成分の添加順番の異なる処理型を使用す
ることにより行われた。他に記載がなければカチオン性
凝集剤を使用した。原料は３５％のバージンＣＴＭＰパ
ルプ及び６５％の脱インク廃棄物よりなる新聞用紙原料
であった。再度調製した原料は稠度０．３３％、ＰＨ５
，７及び微粉区分７０．３％をもつものであった。試験
６５は本発明によるものである。
ることにより行われた。他に記載がなければカチオン性
凝集剤を使用した。原料は３５％のバージンＣＴＭＰパ
ルプ及び６５％の脱インク廃棄物よりなる新聞用紙原料
であった。再度調製した原料は稠度０．３３％、ＰＨ５
，７及び微粉区分７０．３％をもつものであった。試験
６５は本発明によるものである。
試験６５
カチオン性凝集剤を３０秒間にわたり１５００ｒｐｍて
剪断混合し、次に、構成固体の０．２重量％のフルガル
１００を添加して１５秒間にわたり５００ ｒｐｍ″′
Ｃ穏やかに混合し、次に、構成固体の０．０２重１％の
ポリアクリル酸を添加して再度穏やかに混合した。観察
された微粉保持性（％）は８８．６％であった。
剪断混合し、次に、構成固体の０．２重量％のフルガル
１００を添加して１５秒間にわたり５００ ｒｐｍ″′
Ｃ穏やかに混合し、次に、構成固体の０．０２重１％の
ポリアクリル酸を添加して再度穏やかに混合した。観察
された微粉保持性（％）は８８．６％であった。
試験６６
試験６６はフルガル１００粘土とカチオン性凝集剤とを
一緒に添加することにより変化させた。
一緒に添加することにより変化させた。
保持性（％）は８３，５％であった。
試験６７
フルガル１００粘土を添加しないことにより試験６５を
変化さぜた。保持性（％）は８０．０％であった。
変化さぜた。保持性（％）は８０．０％であった。
試験６８
フルガル１００粘土及びポリアクリル酸をまず最初に添
加し、次に、１５秒間にわたり５００ｒｐｍで混合し、
次に、カチオン性凝集剤を添加し、３０秒間にわたり１
５００ｒｐｍで剪断混合することにより試験６５を変化
さぜた。微粉保持性（％）は５つ。４％であった。
加し、次に、１５秒間にわたり５００ｒｐｍで混合し、
次に、カチオン性凝集剤を添加し、３０秒間にわたり１
５００ｒｐｍで剪断混合することにより試験６５を変化
さぜた。微粉保持性（％）は５つ。４％であった。
試験６９〜７６
更に他の試験において、稠度０．７９％をもつ試験１〜
４０に使用したものと同じ原料を使用した。
４０に使用したものと同じ原料を使用した。
試験６９を除く個々の試験において、供給固体の０．０
５重量％の同様のカチオン性凝集剤を原料へ添加し、３
０秒間にわたり穏やかに混合しくブリット・ジャー ５
００ｒｐｎ＋）、次に、試験７１〜７６においては、膨
張性粘土の分散体を構成固体の０．２％を添加して１５
秒間にわたり穏やかに混合しな。使用する粘土及び得ら
れるウェブの保持性及び排水性を以下の表に要約する。
５重量％の同様のカチオン性凝集剤を原料へ添加し、３
０秒間にわたり穏やかに混合しくブリット・ジャー ５
００ｒｐｎ＋）、次に、試験７１〜７６においては、膨
張性粘土の分散体を構成固体の０．２％を添加して１５
秒間にわたり穏やかに混合しな。使用する粘土及び得ら
れるウェブの保持性及び排水性を以下の表に要約する。
試験７４〜７６は本発明によるものであり、これらの試
験においてはＨ＋型醋酸付活粘土１０重量％の粘土と試
験１〜４０に使用したポリアクリル酸とを含有する水性
分散体として添加した。同様の粘土をポリアクリル酸含
有分散体がら分離し、分析した他の実験において、ポリ
アクリル酸は実質下金て粘土上に吸着されていることを
示した。
験においてはＨ＋型醋酸付活粘土１０重量％の粘土と試
験１〜４０に使用したポリアクリル酸とを含有する水性
分散体として添加した。同様の粘土をポリアクリル酸含
有分散体がら分離し、分析した他の実験において、ポリ
アクリル酸は実質下金て粘土上に吸着されていることを
示した。
試験６つは未処理原料くカチオン性凝集剤を含まず、混
合されておらず、粘土を添加されていない）における対
照試験である。
合されておらず、粘土を添加されていない）における対
照試験である。
６９ 対照 ５０．１７０
膨張性粘土添加せず ７１．９７１
酸付活ワイオミングベントナイト ７９．０７２
酸付活ロストランコスベントナイト７７．５７３ 酸
付活スパニッシュベントナイト ７８．７７４ 変成
粘土を使用する他は試験７１と同じ８５．４ ７５ 変成粘土を使用する他は試験７２と同じ８３．
０ ７６ 変成粘土を使用する他は試験７３と同じ８３．
４ ２９ ワイオミングベン１−ナイトは天然産の実質上ナトリウ
ムベントナイトである。ロストランコス及びスパニッシ
ュベントナイトは酸付活により実質上水素型へ転換され
たアルカリ土類ベントナイトであった。
膨張性粘土添加せず ７１．９７１
酸付活ワイオミングベントナイト ７９．０７２
酸付活ロストランコスベントナイト７７．５７３ 酸
付活スパニッシュベントナイト ７８．７７４ 変成
粘土を使用する他は試験７１と同じ８５．４ ７５ 変成粘土を使用する他は試験７２と同じ８３．
０ ７６ 変成粘土を使用する他は試験７３と同じ８３．
４ ２９ ワイオミングベン１−ナイトは天然産の実質上ナトリウ
ムベントナイトである。ロストランコス及びスパニッシ
ュベントナイトは酸付活により実質上水素型へ転換され
たアルカリ土類ベントナイトであった。
試験７７〜７９
米国のサンプイー・ヒル・コーポレーション（Ｓａｎｄ
ｙ Ｈｉｌｌ Ｃｏｒｐ）により製造されている９２Ｃ
ＩＩ１幅（８４ｃ＋ｎデクル）の慣用の長網抄紙機を使
用する完全なパイロットスケールで製紙工場からのヘッ
ドボックス原料を使用して試験を行った。試験のための
機械速度は１５．２４ｍ／分であり、基本重量は８０〜
８５ｙｍ２であった。使用する原料は漂白済クラフト（
２２％松、２３％硬水）の繊維状固体、損紙３０％及び
トランジションストック（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ５ｔ
ｏｃｋ）２５％をもち、且つ強化ロジンエマルジョンサ
イズ剤（５ｋｇ／）ン）、みょうばん（９ｋｙ／トン）
、苛性ソーダ（０，５ｋｙ／トン）及びカオリン粘土（
非膨張性）／二酸化チタン充填剤（１００に９／トンの
装填量）を含有するものであった。受は取ったままで、
稠度は０４１％、ｐＨは４．３、スタッフボックスろ水
度は３６５であった。
ｙ Ｈｉｌｌ Ｃｏｒｐ）により製造されている９２Ｃ
ＩＩ１幅（８４ｃ＋ｎデクル）の慣用の長網抄紙機を使
用する完全なパイロットスケールで製紙工場からのヘッ
ドボックス原料を使用して試験を行った。試験のための
機械速度は１５．２４ｍ／分であり、基本重量は８０〜
８５ｙｍ２であった。使用する原料は漂白済クラフト（
２２％松、２３％硬水）の繊維状固体、損紙３０％及び
トランジションストック（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ５ｔ
ｏｃｋ）２５％をもち、且つ強化ロジンエマルジョンサ
イズ剤（５ｋｇ／）ン）、みょうばん（９ｋｙ／トン）
、苛性ソーダ（０，５ｋｙ／トン）及びカオリン粘土（
非膨張性）／二酸化チタン充填剤（１００に９／トンの
装填量）を含有するものであった。受は取ったままで、
稠度は０４１％、ｐＨは４．３、スタッフボックスろ水
度は３６５であった。
試＠７７及び７９は原料へ更に添加剤を添加していない
最初と最後のブランク実験であった。試験７８は本発明
によるものであり、プロフロック（ＰＲＯＦＬＯＣ）
１５１０としてビニングス インダストリーズ・インコ
ーホレーテッド（ＶｉｎｉｎｇｓＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
Ｉｎｃ、）から入手でき、２ミリ当量／Ｓ以下の体積
電荷密度をもつ高分子量力ヂオンポリマーをファンポン
プ直後（ヘッドボックス前の剪断処理の最後の時点）で
導入し、且つヘットホック又の直前で、分子量２５００
及び１３ミリ当量／ｇの体積電荷密度をもつ中和済ポリ
アクリル酸よりなるアニオン性ポリマーを用いて乾燥粘
土を基準として１０％レベルて本発明により処理した膨
張性ナトリウムベントナイトを１０ｇ／ｌの濃度て含有
する分散体を固体を基準として１．５ｋｇ／トンの速度
で導入する。カチオン性ポリマーとボリマー担持ベン１
〜ナイトの添加の間には剪断処理は行わなかった。
最初と最後のブランク実験であった。試験７８は本発明
によるものであり、プロフロック（ＰＲＯＦＬＯＣ）
１５１０としてビニングス インダストリーズ・インコ
ーホレーテッド（ＶｉｎｉｎｇｓＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
Ｉｎｃ、）から入手でき、２ミリ当量／Ｓ以下の体積
電荷密度をもつ高分子量力ヂオンポリマーをファンポン
プ直後（ヘッドボックス前の剪断処理の最後の時点）で
導入し、且つヘットホック又の直前で、分子量２５００
及び１３ミリ当量／ｇの体積電荷密度をもつ中和済ポリ
アクリル酸よりなるアニオン性ポリマーを用いて乾燥粘
土を基準として１０％レベルて本発明により処理した膨
張性ナトリウムベントナイトを１０ｇ／ｌの濃度て含有
する分散体を固体を基準として１．５ｋｇ／トンの速度
で導入する。カチオン性ポリマーとボリマー担持ベン１
〜ナイトの添加の間には剪断処理は行わなかった。
これらの試験により得られた保持性の結果を以下に記載
する： １回通過保持性（％） 試験 トレー水 白水７７（ブラン
ク） ８４ ８４７８（本発明）
、 ９５ ９５７９（ブランク）
８５８５保持性（％） 試験 ｌ・レー水 白水７７（フラ
ンク） ６１ ６６７８（本発明）
８７ ８７７９（ブランク）
６３ ６４試験８０〜８２ また、操作工場からの新聞紙原料を使用して上述のパイ
ロットスケール長網抄紙機上て更に試験を行った。機械
速度は４５．７ｍ／分であり、製造される紙の基準重量
は４８〜４９ｇ５ｍに設定した。受は取ったままの状態
で、甫部産松の原料は以下の通りであった クラフト２
７．２％、熱機械的パルプ５２．０％、砕木パルプ２０
８％、損紙３．４％。稠度１，０８％、ｐＨ４，２及び
スタッフボックスＣ３Ｆ−９２゜ 試験８０は未処理ブランクである。試験８１は、プロフ
ロック１５４５としてビニングス インダストリーズ・
インコーホレーテッドから入手できる２ミリ当量／ｇ以
下の体積電荷密度をもつ高分子量カチオン性ポリマーを
ファンポンプ直後に０．２ｋｇ／）ン導入することを包
含する。試験８２は、マシンヘッドボックスの直前の導
入地点で本発明によるアニオン性ポリマーて処理された
ペン１〜ナイトを１．５ｋｇ／トン逐次添加することを
除けば試験８１と同様に行われた。
する： １回通過保持性（％） 試験 トレー水 白水７７（ブラン
ク） ８４ ８４７８（本発明）
、 ９５ ９５７９（ブランク）
８５８５保持性（％） 試験 ｌ・レー水 白水７７（フラ
ンク） ６１ ６６７８（本発明）
８７ ８７７９（ブランク）
６３ ６４試験８０〜８２ また、操作工場からの新聞紙原料を使用して上述のパイ
ロットスケール長網抄紙機上て更に試験を行った。機械
速度は４５．７ｍ／分であり、製造される紙の基準重量
は４８〜４９ｇ５ｍに設定した。受は取ったままの状態
で、甫部産松の原料は以下の通りであった クラフト２
７．２％、熱機械的パルプ５２．０％、砕木パルプ２０
８％、損紙３．４％。稠度１，０８％、ｐＨ４，２及び
スタッフボックスＣ３Ｆ−９２゜ 試験８０は未処理ブランクである。試験８１は、プロフ
ロック１５４５としてビニングス インダストリーズ・
インコーホレーテッドから入手できる２ミリ当量／ｇ以
下の体積電荷密度をもつ高分子量カチオン性ポリマーを
ファンポンプ直後に０．２ｋｇ／）ン導入することを包
含する。試験８２は、マシンヘッドボックスの直前の導
入地点で本発明によるアニオン性ポリマーて処理された
ペン１〜ナイトを１．５ｋｇ／トン逐次添加することを
除けば試験８１と同様に行われた。
試験の代表的な結果は以下の通りである：試＠
１回通過保持性（％）８０（ブランク）７４ ８１（ポリマー保持助剤のみ）８２ ８３（本発明）８６ 白水固体類中の保持性（％） ８０（ブランク）０（基準） ８１（ポリマー保持助剤のみ） ２７．６８２（本
発明） ４３．４上述の動的機械例
は、本発明が長網抄紙機のヘッドボックスを通過する薄
い原料の制限された自然の乱れ以外の剪断または混合が
ないにも拘わらずパイロットスケールで良好な結果を得
ることがてきることを説明するものである。
１回通過保持性（％）８０（ブランク）７４ ８１（ポリマー保持助剤のみ）８２ ８３（本発明）８６ 白水固体類中の保持性（％） ８０（ブランク）０（基準） ８１（ポリマー保持助剤のみ） ２７．６８２（本
発明） ４３．４上述の動的機械例
は、本発明が長網抄紙機のヘッドボックスを通過する薄
い原料の制限された自然の乱れ以外の剪断または混合が
ないにも拘わらずパイロットスケールで良好な結果を得
ることがてきることを説明するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水に分散可能なコロイド材料であって、該コロイド
材料が水溶性高体積電荷密度有機ポリマーの分子と緊密
に会合した粒子よりなるコロイドシリカ材料からなるこ
とを特徴とする製紙操作で保持剤として使用するために
適した組成物。 ２、コロイドシリカ材料が水膨張性粘土である請求項１
記載の組成物。 ３、水膨張性粘土がスメクタイトである請求項２記載の
組成物。 ４、スメクタイトが実質上ナトリウム型、リチウム型ま
たは水素型である請求項３記載の組成物。 ５、高体積電荷密度有機ポリマーが５０，０００以下の
分子量をもつ請求項１ないし４のいずれか１項記載の組
成物。 ６、有機ポリマーが４〜２４ミリ当量／ｇの体積電荷密
度をもつ請求項１ないし５のいずれか１項記載の組成物
。 ７、有機ポリマーが少なくとも７ミリ当量／ｇの体積電
荷密度をもつ請求項６記載の組成物。 ８、有機ポリマーがアニオン性である請求項１ないし７
のいずれか１項記載の組成物。 ９、有機ポリマーがポリアクリル酸またはメタクリル酸
またはそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、それ
らの酸類または塩類を含有するコポリマー、ポリマレイ
ン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリヒドロキシルカルボ
ン酸、ポリアルデヒドカルボン酸またはそられのアルカ
リ金属塩またはアンモニウム塩である請求項８記載の組
成物。 １０、コロイドシリカ材料の乾燥重量を基準として０．
５〜２０％のポリマーを含有してなる請求項１ないし９
のいずれか１項記載の組成物。 １１、乾燥均一混合物または水中の分散体の形態である
請求項１ないし１０のいずれか１項記載の組成物。 １２、水中の分散体が５０〜２５０ｇ／ｌのコロイドシ
リカ材料濃度をもつ請求項１１記載の組成物。 １３、高体積電荷密度有機ポリマーの分子と緊密に会合
したコロイドシリカ粒子がコロイドシリカ材料の粒子と
比較して変成された電気泳動移動度を示す請求項１ない
し１２のいずれか１項記載の組成物。 １４、電気泳動移動度の変成が少なくとも２０％である
請求項１３記載の組成物。 １５、請求項１ないし１４のいずれか１項記載の組成物
を含有してなる紙パルプまたは板紙パルプまたは原料。 １６、水性分散体中のコロイドシリカ材料と水溶性高体
積電荷密度有機ポリマーを混合することからなるコロイ
ドシリカ材料の変成方法。 １７、コロイドシリカ材料と水溶性高電荷密度ポリマー
の均一乾式混合物よりなる請求項１ないし１５のいずれ
か１項記載の組成物を形成するために水中の分散させる
ための組成物。 １８、薄い製紙原料がファンポンプを出た後、請求項１
ないし１４のいずれか１項記載のコロイド組成物を薄い
製紙原料へ導入し、次に該原料をヘッドボックスまたは
マシンバットへ導入することよりなる紙または板紙の製
造方法。 １９、導入されるコロイド組成物の量が供給固体類の乾
燥重量を基準とするコロイドシリカ材料の含量として０
．０５〜２．５重量％である請求項１８記載の方法。 ２０、製紙原料が中性原料または酸原料であり、該原料
に導入されるコロイド材料がアニオン性高体積電荷密度
有機ポリマーを含有してなる請求項１８または１９記載
の方法。 ２１、製紙原料がアルカリ性原料であり、該原料に導入
されるコロイド材料がカチオン性高体積電荷密度有機ポ
リマーを含有してなる請求項１８または１９記載の方法
。 ２２、コロイド組成物が薄い製紙原料へコロイドシリカ
材料及び高体積電荷密度水溶性有機ポリマーを剪断処理
を施したり、希釈したり、凝集剤を添加したりせずに順
次添加することにより該原料へ導入される請求項１８な
いし２１のいずれか１項記載の方法。 ２３、薄い製紙原料へコロイド材料を添加する前に、２
ミリ当量／ｇ以下の体積電荷密度をもつ高分子量有機ポ
リ電解質を該原料へ導入する請求項１６ないし２２のい
ずれか１項記載の方法。 ２４、請求項１８ないし２３のいずれか１項記載の方法
により製造された紙または板紙。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888828899A GB8828899D0 (en) | 1988-12-10 | 1988-12-10 | Paper & paperboard |
| GB8828899.8 | 1988-12-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160999A true JPH02160999A (ja) | 1990-06-20 |
Family
ID=10648309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252463A Pending JPH02160999A (ja) | 1988-12-10 | 1989-09-29 | コロイド組成物、及び紙及び板紙の製造における該コロイド組成物の使用方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5015334A (ja) |
| EP (1) | EP0373306B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02160999A (ja) |
| AT (1) | ATE114755T1 (ja) |
| AU (1) | AU620158B2 (ja) |
| BR (1) | BR8904956A (ja) |
| DE (1) | DE68919654T2 (ja) |
| DK (1) | DK490389A (ja) |
| ES (1) | ES2066818T3 (ja) |
| FI (1) | FI98942C (ja) |
| GB (1) | GB8828899D0 (ja) |
| NO (1) | NO177575C (ja) |
| NZ (1) | NZ230799A (ja) |
| ZA (1) | ZA897422B (ja) |
Cited By (3)
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| JP2005534824A (ja) * | 2002-08-07 | 2005-11-17 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 紙、厚紙、およびボール紙の製造方法 |
| JP2008231630A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Daio Paper Corp | 化粧板原紙 |
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