JPH02175995A

JPH02175995A - 製紙方法

Info

Publication number: JPH02175995A
Application number: JP32632388A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Toki; 宏俊土岐; Kenzo Kiyota; 謙三清田; Takashi Yodoya; 淀谷　隆; Muneo Nagaoka; 長岡　宗男
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1990-07-09

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］本発明は紙および板紙の製紙方法に関する。さらに詳し
くは、紙および板紙の抄造行程における木材微細繊維あ
るいは填料の歩留まり向上、ろ水性の向上および紙力の
向上方法に関するものである。

〔従来の技術〕

紙および板紙の製造においては、近年抄紙原料である森
林資源の減少、あるいは省資源の目的から故紙の利用率
が増大し、さらに白水の循環率も高くなってきた結果、
抄紙原料中の微細物の割合が上昇し、ろ水性の悪化が問
題となってきている、特に、抄紙速度を上昇させ生産性
の向上、製造コストの低減を計っている製紙メーカーに
とってはこの微細物の歩留まりをいかに効率よ（行なう
かは重要な課題である。

また、この微細物の歩留まりと紙力の関係も重要であり
、紙および板紙の強度を向上させるには、木材微細繊維
などの微細物を紙中にいかに多く歩留まらせるかがポイ
ントとされてきた。

しかしながら、故紙のリサイクル率が増大し、故紙原料
事情がますます悪化するにつれ、微細物の質も悪化し、
単純に微細物を多く歩留まらせただけでは、所望する紙
力強度が達成出来ない場合が多くなってきている。

従来、これら抄紙原料中の微細物の歩留まりを高め、あ
るいは、ろ水性を向上させるため、数多くの製紙用添加
剤が開発され使用されてきている一般にこれらは、歩留
まり向上剤、ろ水性向上剤と呼ばれ、ポリエチレンイミ
ン、ポリアミドポリアミン、カチオン性ポリアクリルア
ミドが主として使用されている。

また、最近は紙力増強剤の中でも、従来の紙力増強効果
のみならず、歩留まり向上効果、ろ水性向上効果を兼ね
備えたものが開発されている１代表的な例として、アニ
オン性ポリアクリルアミドおよびカチオン性ポリアクリ
ルアミドを併用する所謂デュアルポリマー系のものが挙
げられる。

これら製紙用添加剤の使用に際しては、抄紙工程中の添
加場所が大変重要であり、歩留まり向上剤５ろ水性向上
剤の場合は、形成された繊維凝集体の形態をコントロー
ルできる場所、例えばマシーンスクリーン出入口、ファ
ンポンプ直前等に、また紙力増強剤に関しては、抄紙原
料を配合する混合チエストから、マシーンスクリーン出
入口まで、要求される諸物性に応じた適当な場所に添加
する製紙方法がとり行われている。

即ち、これら添加剤の使用は、微細物の歩留まり率の向
上等を目的としている場合には、微細物を主原料たる木
材繊維に歩留まらせる観点から、全Ｗｌ料が混合した後
、具体的には、白水と主原料スラリーが混合したあとに
添加する方法がとられている。

また、紙力増強剤の使用においても同様であり、通常の
紙力増強効果を主目的にした場合は、白水が混合される
前の、主原料のみに添加する方法が多用されている。

しかしながら、これら添加場所の゛ように、全抄紙原料
スラリーに、あるいは木材繊維を主体とする主原料スラ
リーに、従来の製紙用添加剤を添加する製紙方法では、
微細物の歩留まり率に限界があり５また、紙力強度も、
満足な結果を得ることが出来なくなっているのが現状で
ある。

［発明の目的］本発明は、上記欠点を解決した、微細物の効果的な歩留
まりをもたらす紙および板紙の製紙方法を提供すること
にある。

［発明が解決しようとする課題］すなわち、微細物の歩留まり率を高め、それによって、
ろ水性を向上せしめ、生産性の向上をもたらす、また、
微細物の歩留まり単向上は、白水の清浄化をもたらし、
排水処理におけるエネルギー低減に結び付く。

さらに、微細物を効果的に紙および板紙中に含有させる
ことで、紙力強度の大幅な上昇を得ることができる。

［課題を解決するための手段］上記のような理由から、白水の汚濁、ろ水性の悪化等の
主要因である、微細物の有効な歩留まり向上のための製
紙方法を検討した結果、微細物が抄紙用全原料に対し、
重量比で１〜３０％の範囲であって、主として、木材繊
維より形成される微細物からなる懸濁液に、アニオン性
ポリアクリルアミド系重合体およびカチオン性水溶性重
合体を添加した後、残りの主原料と混合、抄紙する製紙
方法を見出し、本発明を完成するに至った。

ここでいう抄紙用全原料とは、あらたに離解し、叩解し
た調整原料および白水中の微細物、さらには、必要に応
じて添加される製紙用填料をも全て含めたものを意味す
る。微細物からなる懸濁液とは、具体的には、抄紙工程
中の白水で代表され、微細物とは、いわゆるＳＳ　（Ｓ
ＵＳＰＥＮＤＥＤ　　ＳＯＬ［Ｄ）のことである、この
ＳＳは、製品中に一回で歩留まることができずに、−回
以上抄紙工程を循環している、いわゆるワンバス以上の
微細物を意味するが、さらには、必要に応じて添加され
る製紙用填料を含むことも可能である。

しかし、微細物は木材繊維主体であることが必要であり
、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの無８１填科が
、灰分として４０％以上含まれている場合は、紙力強度
の面で効果が乏しくなるためあまり好ましくない。

尚、繊維表面に製紙用添加剤があらかじめ吸着されてい
ても回毎問題はない。

微細物の全抄紙原料に対する割合は、重量比で１〜３０
％の範囲であることが必要である。微細物の割合が１％
未満であると、微細物に定着しない水溶性重合体の割合
が高すぎ、恐らくは、未定着のアニオン性ポリアクリル
アミド系重合体とカチオン性水溶性重合体どうしが、抄
紙原料繊維に定着する前にポリイオンコンプレックスを
形成してしまい、効果が小さくなるから好ましくない。

また、その割合が３０％を超えると、もはや製品として
の強度を保つことが困難となり、たとえ強度を保てても
、白水の循環率を下げたり、薬品の添加率を上げる必要
性が生じ、経済的に好ましくない。

ここでいうアニオン性ポリアクリルアミド系重合体とは
、不飽和（ジ）カルボン酸、スルフォン基を有するビニ
ル化合物などのアニオン性を有するモノマーをアクリル
アミドに共重合して、あるいはアクリルアミド系重合物
を加水分解して得ることが出来る。

また、アクリルアミドに共重合可能な他の七ツマ−も含
有させることもでき、なかでも、親水性の小さいモノマ
ーを含有するのは、−層効果的である。これら他のモノ
マーは一種類のみに限らず、二種類以上同時に含有して
もよい。

さらに、これら重合体は、使用時にアニオン性を示すも
のであればよく、カチオン性の官能基を含んでいても、
何等差し支えない。

アニオン性ポリアクリルアミド系重合体として具体的な
ものを例示すれば、先ずポリアクリルアミドの加水分解
物が代表的なものとして挙げられる。

また、アニオン性を有するモノマーを共重合したものと
しては、アクリル酸−アクリルアミド共重合物、メタア
クリル酸−アクリルアミド共重合物２イタコン酸−アク
リルアミド共重合物、アクリルアミドメチルプロパンス
ルホン酸−アクリルアミド共重合物等が、アクリルアミ
ドに共重合可能な他のモノマーを共重合したものとして
は、アクリル酸−アクリルアミド−アクリロニトリル共
重合物、アクリル酸−アクリルアミド−スチレン共重合
物、アクリル酸−アクリルアミド−メタアクリルアミド
共重合物、イタコン酸−アクリルアミド−アクリロニト
リル共重合物等があげられるこれらアニオン性ポリアク
リルアミド系重合体のアニオン基の量は自由に選択出来
るが、紙力増強効果の点から、１〜５０モル％であるの
が好ましい、さらに好ましくは２〜２０モル％であるの
が良い。

カチオン性水溶性重合体としては、カチオン性アクリル
アミド系重合体が代表的であるが、澱粉類、ポリエチレ
ンイミン、ポリアミドポリアミン、ポリビニルアルコー
ル等もあ４る。

これらカチオン性水溶性重合体は、使用時にカチオン性
を示せば良く、アニオン性の官能基を含んでいても何等
差し支えない、また、カチオン基の土も必要に応じて自
由に選択可能であるが、カチオン性アクリルアミド系重
合体の場合は、紙力増強効果も目的とすることから、好
ましくは２〜８０モル％、さらに好ましくは５〜６０％
の間であるのが良い。

ここでいうアニオン性アクリルアミド系重合体の分子量
は、１万〜ｔｏｏｏ万の範囲であるが、カチオン性水溶
性重合体の？４類によって使い分けるのが好ましい。

カチオン性アクリルアミド系重合体と組み合わせる場合
のアニオン性アクリルアミド系重合体は１万〜ｌ　００
０万、好ましくはｌ○万〜５００万の分子量のものを使
用するとよい、この場合のカチオン性アクリルアミド系
重合体の分子量は、１万〜５００万、好ましくは５万〜
２００万のものがよい、澱粉類と組み合わせる場合も同
様で良い。

ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミンなどのよう
に、ポリアクリルアミドより、比較的低分子量のカチオ
ン性水溶性重合体と併用する場合のアニオン性アクリル
アミド系重合体の分子量は５万以上好ましくは１０万以
上のものが良い。

アニオン性アクリルアミド系重合体とカチオン性水溶性
重合体の併用割合は、抄紙条件によって適宜選択するこ
とができる０通常、前者・後者＝１〜９９：９９〜ｌの
範囲で使用するが、アニオン性アクリルアミド系重合体
とカチオン性アクリルアミド系重合体を併用使用する場
合は、好ましくは前者・後者＝５〜９５　：　９５〜５
の範囲に、さらに好ましくはｌＯ〜９０　：　９０〜ｌ
Ｏの範囲とするのがよい。

アニオン性アクリルアミド系重合体、およびカチオン性
水溶性重合体の添加量は、全抄紙原料に対する微細物の
含有割合によって異るが、添加対象である微細物に対し
、総量で０，０１〜５０％の範囲であるのが適当である
。

アニオン性アクリルアミド系重合体、およびカチオン性
水溶性重合体を添加する順序は、特に規定しないが、両
者を同時に、はぼ同一場所に添加することが好ましい。

アニオン性アクリルアミド系重合体、およびカチオン性
水溶性重合体を添加する場所は、具体的には白水中であ
り、白水ラインのどの場所でも良い。

アニオン性アクリルアミド系重合体、およびカチオン性
水溶性重合体を白水中に添加するのに加えて、抄紙工程
中の別の場所に、アニオン性アクリルアミド系重合体、
およびカチオン性水溶性重合体を必要に応じて添加する
ことは、何等差し支えない、それら重合体の種類が、白
水中に添加するものと同じであってもよい、また、抄紙
工程中に、硫酸バンド、サイズ剤などの、他の製紙用添
加剤を添加しても一向に差し支えない。

本発明の製紙方法が、優れた歩留まり効果、ろ水性向上
効果、ならびに紙力向上効果を示す機構は、明らかでは
ないが、次のように考えられる。

製紙用添加剤を用いた通常の製紙方法と比較して、本発
明のように微細物に対して製紙用添加剤を添加する方法
の効果が優れている事実から、微細物の歩留まり方、あ
るいは凝集の仕方がその効果に大きな影響を与えている
ことが推察される。

すなわち、はとんど微細物から形成された凝集物は、微
細物と長繊維から形成される凝集物より製紙工程におけ
る剪断力に対する抵抗性が高く、微細物が製品中に取り
込まれる割合が、高くなるものと推定される。

紙力強度が向上することに関しては、微細物が凝集によ
り肥大化し、塊状になって歩留まることにより、紙力強
度に悪影響を及ぼすＲ機填料が、微細物中に多く含まれ
ていても、その影響程度が低減されるからであると考え
られる。さらに、微細物の凝集物によって、効果的な充
填効果が達成されるからであると考えられる。

［実施例］以下に、本発明の製紙方法の実施例を示すが、本発明は
、以下の実施例に決して限定されるものではない、以下
に％とあるのは、特に断りのないかぎり、重量％とする
。

以下の実施例１−１４、比較例１−１５にて使用した抄
紙用原料は、次のように調整した０段ボール故紙をラボ
ビータ−にてＣ３Ｆ５００まで叩解した後、濃度および
ｐＨａ整を行ない、濃度３５％、ｐＨ７，０の故紙原料
スラリーを得た。

これを原料スラリーＡとする。

針葉樹未晒クラフトバルブをラボビータ−でＣ３Ｆ５０
０まで叩解した後、濃度およびｐＨ調整を行ない、濃度
３５％、ｐＨ７，０の針葉樹未晒クラフトバルブスラリ
ーを得た。これを原料スラリーＢとする。

広葉樹未晒クラフトバルブをラボビータ−でＣ３Ｆ５０
０まで叩解した後、濃度およびｐＨＦｊ整を行ない、濃
度３．５％、ｐＨ７，０の広葉樹未晒クラフトバルブス
ラリーを得た。これを原料スラリー〇とする。

段ポール故紙をラボビータ−にて４時間叩解し６０メツ
シユバスで、灰分が７．０％である微細繊維を調整し、
濃度０．１５％、ｐＨ５，５の微細繊維懸濁液を調整し
た。これを微細物懸濁液Ａとする。

段ボール故紙をラボビータ−にて４時間叩解し６０メツ
シユバスで、灰分が７．０％である微細繊維を調整し、
さらにカオリンを加え濃度０１５％、ｐＨ５，５で微細
繊維とカオリンからなる灰分２０％の微細物の懸濁液を
調整した。これを微細物懸濁液Ｂとする。

また、実施例１〜１４、比較例１〜１５にて使用したア
ニオン性ポリアクリルアミド系重合体およびカチオン性
水溶性重合体の種類、もしくは組成を表１に示した。

実施例１）Ｒ料スラリーＡを撹拌機で撹拌しながら、スラリー中に
＠酸バンドを原料に対して１．０％添加しｐ）１５．５
とした後、さらに撹拌を２分間続けた。

一方、微細物Ｍ濁液Ａ？！−撹拌機で撹拌しながら、Ｉ
Ｑ濁液中にアニオン性ポリアクリルアミド系重合体ａ−
１，およびカチオン性水溶性重合体ｃ　−１を同時に添
加し３０秒間撹拌を続けたあと、先の原料スラリーＡを
全原料スラリーの固形分が１０％となるよう加え、さら
に３０秒間撹拌を続けた。ここで添加したａ−１，およ
びｃ−１の併用比率は５１５で、添加量は両者で０．４
％／全抄紙原料である。

撹拌終了後、この混合スラリーの一部を用い、ＪＩＳ−
Ｐ−８１２１に準じ、カナデイアンスタンダードフリー
ネス（Ｃ３Ｆ）を測定した。

さらに、一部はＴＡＰＰＩ角型シートマシンを用いて抄
紙した。抄紙したウェットシートは、ドラムドライヤー
にて１１０℃で３分間乾燥を行ない、坪量が１２５±２
ｇの手抄紙を得た。

坪ｆｆ１１２５±２ｇの手抄紙を用いて、ＪＩＳ−Ｐ−
８１１２に準じて比破裂強さを、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３
に準じて引っ張り強さを、ＪｔＳ−Ｐ−８１２６に準じ
て比圧縮強さを測定した。

さらに、残りの混合スラリーを用いて、ダイナミックド
レイネッジジャーテスターにて微細物の歩留まり性を測
定した。微細物の歩留まり性は、ろ液中の微細物の濃度
で表わした。ダイナミックドレイネッジジャーテスター
の条件は、スラリー５００ｍ１で３０秒撹拌、１００メ
ツシユで１１０００ｒｐの撹拌速度である。

実施例２〜７懸濁液中に添加するアニオン性ポリアクリルアミド系重
合体、およびカチオン性水溶性重合体の峠類、および／
または併用比率が異る他は、全て実施９１１Ｌと同様で
ある。

アニオン性ポリアクリルアミド系重合体、およびカチオ
ン性水溶性重合体の種類、および併用比率は表２に示し
た。

実施例８Ｗｌｌススラリ−Ｂである以外は、実施例１と同様であ
る。

実施例９およびｌＯ懸濁液中に添加するアニオン性ポリアクリルアミド系重
合体、およびカチオン性水溶性重合体の種類、および／
または併用比率が異る他は、実施例８と同様である。

実施例１１原料スラリーがＣである以外は、実施例１と同様である
。

実施例１２微細物！！Ｊ濁液がＢであり、評価項目に手抄紙の天分
の測定を加える以外は、実施例１と同様である。灰分の
測定は、手抄紙を８００℃で４時間燃焼させることより
求めた。

°実施例１３および１４？、Ａ　４液中に添加するアニオン性ポリアクリルアミ
ド系重合体、およびカチオン性水溶性重合体の種類、お
よび／または併用比率が異る以外は、実施例１２と同様
である。

比較例１原料スラリーＡと微細物懸濁液Ａを固形分濃度が１．０
％になるよう混合し、撹拌機で撹拌しながら、原料繊維
に対して硫酸バンドをｌ　０％添加し、２分１’ＳＦｌ
撹拌を行なった。

ついで、アニオン性ポリアクリルアミド系重合体ａ−１
、およびカチオン性水溶性重合体ｃ−１を同時に添加し
、３０秒間撹拌を行なった。

その他の条件、およびその後の操作は、実施例１と同様
である。

比較例２〜７混合スラリー中塾こ添加するアニオン性ポリアクリルア
ミド系重合体、およびカチオン性、＋溶性重合体の種類
、および／または併用比率が異る他は、全て比較例１と
同様である。

比較例８原料スラリーがＢである以外は、比較例１と同様である
。

比較例９およびｌＯ混合スラリー中に添加するアニオン性ポリアクリルアミ
ド系重合体、およびカチオン性水溶性重合体の種類、お
よび／または併用比率が異る他は、比較例８と同様であ
る。

比較例１１原料スラリーがＣである以外は、比較例１と同様である
。

比較例１２微細物懸濁液がＢであり、評価項目に手抄紙の灰分の測
定を加える以外は、比較例１と同様である。

比較例１３および１４混合スラリー中に添加するアニオン性ポリアクリルアミ
ド系重合体、およびカチオン性水溶性重合体の種類、お
よび、／または併用比率が異る以外は、比較例１２と同
様である。

比較例１５原料スラリーＡを撹拌機で撹拌しながら、スラリー中に
硫酸バンドを原料に対して、１．０％添加しｐＨ５，５
とした後、撹拌を２分間続けた。

その後、アニオン性ポリアクリルアミド系重合体ａ−１
、およびカチオン性水溶性重合体ｃ−１を同時に添加し
、３０秒間撹拌を行った。そのスラリーを、別に撹拌中
の微細物懸ｆＡｇＬＡに全固形分濃度が１．０％の混合
スラリーとなるよう添加し、３０秒間撹拌を行った。

実施例１〜１４および比較例１〜１５の測定結果を表３
に示した。

［発明の効果］表３に示した通り、本発明における製紙方法は、比較例
に示した従来の製紙方法と比較して、ろ水性向上５紙力
向上、微細物歩留まり向上に憬れた効果を示す。

特に、微細物の歩留まり向上、圧縮強さの向上に対する
効果が大きいことは、表−３から明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

１、微細物が抄紙用全原料に対し重量比で１〜３０％の
範囲であって、主として木材繊維より形成される微細物
の懸濁液にアニオン性ポリアクリルアミド系重合体なら
びにカチオン性水溶性重合体を添加した後、残りの主原
料と混合し、抄紙することを特徴とする製紙方法