JPH02259195A - 製紙の際に妨害物質を定着させる方法 - Google Patents

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〕 本発明は製紙の際の妨害物質の定層法に関する。

〔従来の技術〕

過去数１０年間で製紙工業は、製紙の際に水循環全制限
しかつ閉鎖することによって、特有な清水の消費および
特有な廃水賞を著しく低減させることに成功した。循環
の制限の理由は、１つは廃水による物質の損失を回避す
ることであシ、もう１つは廃水の放出に関する法律に従
って導出された廃水の組成および量についての行政命令
にある。

この水量の制限から、一連の新しい問題が生じた。循環
水部が犬きくなることによって、パルプ系の温度が部分
的に著しく上昇する。その結果、スライム生成が強めら
れる。プロセス水中の高い電解質濃度は、早期の腐蝕を
惹き起こす。水循環中の嫌気性ゾーンによって汚臭の問
題も生じる。

しかし循環の制限に関する最も重大な問題は、循環水中
の有機物質、いわゆる妨害物質の富化でるる。アラホル
ン（Ａｕｈｏｒｎ）　’　Ｍラフエンプラット・フェア
・パビーアフアプリカチオン（Ｗｏｃｈｅｎｂｌａｔ、
ｔ　　ｂｕｒ　　Ｐａｐｉｅｒｆａｂｒｉｋａｂｉｏｎ
　　）ｉ　ｉ　２゜５７−４８Ｃ１９８４）’によると
、妨害物質は溶解またはコロイド溶解アニオンオリゴマ
ーまたはポリマーならびに非イオン注ヒドロコロイドで
ある。それらはセルロース、木材パルプおよび廃紙の製
造および加工の際にリグナンとして、またはヘミセルロ
ースに由来する多糖類もしくは小糖類として生じる。他
の妨害物質は、その起源を製紙の際使用されたアニオン
性助剤に有する。

この水溶性物質の濃度は、水循環を制限すればするほど
激しく上昇する。特に木材含有の紙全製造する場合、抄
紙機の循環水はそれらの妨害物質で著しく負荷される。

妨害物質は紙の製造を多くの点で妨げる。それらは低い
繊維膨潤度および遅延された叩解効果によってパルプの
叩解に影響を及ぼし、抄紙機の循環系および流送軸中で
の沈澱を増大させる。

さらに保持、脱水、シート成形、ならびに紙の強度の劣
化も考慮される。はとんど全ての化学助剤の作用が妨害
物質によって影響を受ける。

保持−および脱水助剤、湿潤−および乾燥紙力増強剤、
糊付剤、消泡剤、漂白剤および色素が挙げられる。妨害
物質の濃度は循環制限の限界因子とな９うる。

早期に通常のことでめった硫酸アルミニウムの添加によ
って、これらの問題を大幅に阻止することができた。中
間Ａｅ−錯体の高い吸層能は無機および有機繊維質の循
環水の除去をもたらす。従って、今日通常のニュートラ
ル操業では、硫酸アルミニウムが沈澱剤および定着剤と
して使用不可能であるという問題が起こる。このことは
、経済的および質的に考慮することにょシ、被覆顔料お
よび充填顔料として炭酸カルシウムをますます使用して
いることよｐ明らかである。

炭酸カルシウムの使用が増大されることによって、炭酸
カルシウム含有の連破の屑および廃紙を酸性ＰＨ−範囲
で加工する際の生産上の問題も著しく増加した。従って
、製紙工場で常用の硫酸アルミニウムを最小限にしなが
ら循環水から妨害物質を除去しようとする問題が起った
。

この問題を解決する最初の手掛かｐ′はすでに周知であ
る。すなわちアルハイルガー（Ａｒｈｅｉｌ−ｇｅｒ）
オｊびフオンｅメドフエイ（ｖｏｎ　Ｍｅａｖｅｙ）１
ボツフエンゾラツト・７ユアｅパビーアフアプリカチオ
ン１１４．９５８−９６１　（１９８６）”によって、
強度に木材、含有の塗被紙が、炭酸カルシウム全使用し
ながら、しかしみょうばんを添加せずに製造されている
。これは循環水にポリジアリルジメチル塩化アンモニウ
ム（ＰｏｌｙＤａｄｍａｃ　）を添加することによって
成功した。

しかしながら、ポリダドマツク（Ｐｏ　ｌｙ　Ｄａｄｍ
ａｃ　）がみょうばんのポジティブな性質を全て有して
いるように思われない。とシわけスライムの除去で非常
に大きな問題が起こシ、その問題は他の薬剤を使用する
ことでようやく解かれた。

さらにみょうばんに対し、ポリダドマツクによって発色
物質も、工業的規模での定漸剤の添加が約１．５の白色
度の低下をまねく程度に定着された。このことは漂白剤
の軽質全増加させる緬果となった。

さらにまた、妨害物質勿除去するための、ネガティブな
ｍ１作用を表わさない硫酸アルミニウムの代用品を見い
出そうとする問題も残る。

西ドイツ国特許出願公開第３６　２０　０６５号明細１
・には他の方法が記載されている：そこでは特別な脱水
剤、保持剤および凝集剤、すなわち付随物質としてフェ
ノール基を有する木材物質由来のオリゴマーおよび／ま
たはポリマーを含有する妨害物質の存在下でのみその作
用を展開するＮ−ビニルアミドの高分子蓋の水溶性ポリ
マーが使用されている。従って、これらの特別なＮ−ビ
ニルアミド−ポリマーは、製紙の際、制限されたまたは
閉鎖された水循環中に常に存在する妨害物質に対し非感
受性である。

この方法では、妨害物質の定着が行なわれず、殊に周矧
の製紙業では常用の刀チオンポリマをペースとする凝集
剤、脱水剤および保持剤全使用できないということが欠
点である。

〔発明が）１１￥決しようとする課題〕従って、本発明
の課題は、本発明では硫酸アルミニウムに顧ることなく
、かつこのｗカーｙ−オンポリマーｔベースとする自体
公知のかつ価値が認められた助剤を脱水助剤、保持剤お
よび凝集剤として、その作用全損うことなく使用できる
、簡単かつ有効な方法で妨害物質を定着させることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は本発明に従って、パルプ流および／または循
環水に添加される第４ジメチルアミノノロビル（メクー
）アクリルアミド全ベースとするポリマーの使用によっ
て解決され、ここでこのポリマーの１０重量％塩化ナト
リウム溶液中で測定された極限粘度数は１５ＤｒｒＬｌ
／ｇ未満である。

本発明で使用するポリマーは、有利に第４ジメチルアミ
ノプロピル（メタ）アクリルアミド５０〜１００重ｉ％
およびアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、ア
クリルアミドメチルプロパンスルホン酸あるいはいわゆ
るカチオン２よびアニオンモノマーの混合物０〜５０重
ｔ％から成る。

ジメチルアミノプロピル（メタ−）アクリルアミドを、
常用の公知の第４級化試薬、例えば硫酸ジメチル、炭酸
ジメチル、塩化ベンジル、塩化メチルまたは臭化エチル
で第４級化する。

ホＩＪマーは、パルプ流および／または循環水への添加
によって、製造された紙の乾燥重量に対し０，０５〜１
重蓋チの蓋で、実際には常用の助剤に対し付加的に使用
される。有利に本発明で定着剤として使用するポリマー
は、製造された紙の乾燥重量に対し０，２〜０．８重量
部の量で使用される。

有利に妨害物質の定着のために添加されたポリマーの全
量は、異なる供給位置で分配されてよい。

意想外にも本発明で使用するポリマーによって、以下の
ことが達成される； ａ）工業用水中に含有される妨害物質が紙繊維に定着さ
れる。

ｂ）こうして製造された紙の白色度は、しかしながら妨
害物質の吸着によって損なわれない。

本発明で使用された定着剤としての役割全するポリマー
は、有利に硫酸アルミニウムが添加されないニュートラ
ル操業で使用される。しかしながらこの物質全硫酸アル
ミニウムと組み合わせて準ニュートラル操業で使用する
ことも可能である。

本発明で使用するポリマーは、水循環が９０チ以上閉鎖
されている製紙法で特に有利な結果をもたらす。

〔実施例〕

本発明を以下の例につき詳説する； 別記しない限り、部は常に重量部である。

ポリマー１　ニ アクリルアミドゾロピルトリメチル塩化アンモニウム２
５０部を水７５０部に溶かす。…５．０に調節する。窒
素ガスを導入しながら７５℃Ｋ　加熱する。ベルオクソ
ニ硫酸カリウム０．６部の添加後、重合が始まる。

５分以内に終点温２度９０℃に達する。生成物は冷却後
、粘度１０５０　ｍＰａ、ｓを示し、極限粘度数は１２
０ｒＩＬｌ／ｇである。

ポリマー２ニ アクリルアミドゾロピルトリメチル塩化アンモニウム１
８０部およびアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸
１８０部を水５６８部に順次に溶かす。４５％水酸化ナ
トリウム溶液７２部でＰＨ全５．ＯＫ調節する。

窒素ガスを導入しながら７５℃に加熱する。

ベルオクソニ硫酸カリウム０．６部の添加後、重合が始
まる。１０分以内に終点温度９２°ＯＫ達する。生成物
は冷却後、８６０　ｍＰａ、、日の粘度を有し、極限粘
度数は７５ｍ１／ｇである。

ポ　リ・　−ン　−６ニ アクリルアミドプロピルトリメチル塩化アンモニウム２
００部を水７０９部・に廖かす。アクリル酸５０部の添
加後、４５％水酸化ナトリウム水溶液４１部でｐＨ金５
．０に調節する。窒素ガスを導入しながら７５℃に加熱
する。ベルオクソニ硫ＩＲカリウム０．４部の重加後、
重合は始まる。７分以内に終点温度９４℃に達する。生
成切は冷却＠７５０　ｍＰａ、ｅの粘度を有し、極限粘
度数は９８１７／ｇである。

ポリマー４＝ メタクリルアミドプロピルトリメチル塩化アンモニウム
２１０部を水６６８部中に溶かす。

メタクリル酸９０部の添加後、４５％水酸化ナトリウム
水溶液６２部でｐＨ’ｔ−５，０に調節する。

窒素ガスを導入しながら７５℃に加熱した。ベルオクン
ニ硫酸カリウム０．８部の添加後、重合が始まる。１５
分以内に終点温度９１℃に達する。生成物は冷却後、８
９０　ｍＰａ、ｓの粘度を有し、極限粘度数は１０５プ
／ｇである。

ポリマー５： メタ久すルアミドプロビルトリメチル塩化アンモニウム
２１．０部およびアクリルアミドメチルプロパンスルホ
ン酸６０都を水６４６部に相次いで溶かす。アクリル酸
６０部の添加後、４５％水酸化ナトリウム溶液５４部で
ｐＨｅ　５．０に調節する。ペルオクノ、二硫酸カリウ
ム０．８部の添加後、重合が始箇る。１２分以内に終点
温度９４°ＯＶＣ達する。生成物は冷却後７４　Ｑ　ｍ
Ｐａ、ｓの粘度を有し、・極限粘度数は８８ｍ１／ｇで
める。

応用工学試験で、比較ポリマーとして毬眠粘度数９５ｍ
／ｇ−金有する。ポリジメチルジアリル塩化アンモニウ
ムを使用した。

妨害物質の定着を証明するためには、以下の方法が慣用
である： １、　カチオン性貌水剤２よび保持剤の作用は、アニオ
ン性の妨害物質によって低下される。定着剤の添加後、
脱水作用もしくは保持作用は改良されかつ揄的に測定さ
れる。

２　紙で得られた白色度をＤＩＮ　５５１４５に従って
測定する。紙繊維への妨害物質および発色物質の定着が
、紙の白さの低下を惹き起こす。

白色度は当、熱定着剤なしで最も高く、かつ比較物質に
よるよシ本発明の定着剤による方が白色度の減少は相当
小さい。

１、　パルプ脱水、ジョッパーーリーグラーー法使用装
置は１ツエルシユトツフ・パビーア（Ｚｅｌｌｓｔｏｆ
ｆ　Ｐａｐｊｅｒ、）　、５版、ｖＥＢファッハデーフ
フエアラーク・ライプツイヒ（Ｆａｃｈｂｕｃｈｖｅｒ
−１ａｌ　Ｌｅｌｐｚ、ｉｇ、）　、５８７〜６８８頁
ｖＣ記載されており、か、つそれを２つの排出口が共に
共通の受は器に空けられるように改造した。それによっ
て、もは、や叩解度は測定されず、パルプの脱水の測定
のみが達成される。

廃紙パルプを固体濃度４％で使用した。絶対乾燥したパ
ルプ６ｇを水道水（ＣａＣＯ３６’　５０　ｍ９／−ｅ
）で希釈して３００Ｍの容量にする。定着剤を容量５０
０　＋ｍに希釈し、かつパルプの一懸濁液に加える６＠
濁液を６回振出する。引き続いて脱水助剤ｋ　４００　
ｍｌに希釈し、かつ懸濁液に加える。次にこの系ｔ−１
回振出し、かつショツパー−ＩＪ−ブラー−機器で脱水
する。

ろ液が７００−に達する時間を測定する。

空値の場合には、定有剤および脱水助剤の使用なしでゼ
ロ値の場合には定着剤の使用なしで、しかし脱水助剤は
使用して、脱水を実施する。

脱水助剤としてカチオン性ポリアクリルアミド２５％全
使用する。

脱水試験　ジョッパーーリーグラー （ろ液が７００プに達する時間） ２、　保持性の測定（Ｂｒ１　シｂ−Ｊａｒ−試験）保
持性の測定に使用した機器は″ニュー・メンツズ・フォ
ー・モニタリング・レチンジョン（Ｎｅｗ　　ｍｓしｈ
ｏｄｓ　　ｆｏｒ　　ｍｏｎｉｂｏｒｉｎｇ　　ｒｅｂ
ｅｎし１ｏｎ　　）’タビ（Ｔａｐｐｉ）　１９７６年
２月、第５９巻、４２、ブリット（ｋｗ、　Ｂｒ１ｌＪ
）およびアンブヘンド（Ｊ。

Ｅ、　Ｕｎｂｅｈｅｎｄ　）に記載されている。絶対乾
燥したパルｆ　２．５　Ｆ　（砕木パルプおよび４８°
Ｓ、Ｒ。

９０％および７１％スラリーとしてのチョーク１０％、
チョークはその６０％が２μｍよシ小さい粒径を有する
）ｆ：水道水２０°ｄＨで希釈して４００　ｍｌの容量
にする。定着剤の添加後、懸濁液金１０回振出する。引
き続いて保持助剤全０．０１％溶液として加え、かつ懸
濁液を６回振出する。水で５００１ｎｌに希釈した後、
懸濁液全ブリット−シャー（Ｂｒ１　ｂ　ｂ−Ｊ　ａｒ
）−試験器に入れ、かつ回転数８００　ｒｐｍで１５秒
間攪拌する。その後、さらに攪拌しながら排出弁を６０
秒間開きかつる液を集める。ろ液上シュバルツバンドフ
ィルター（Ｓｃｈｗａｒｚｂａｎｄ　ｆｉｌＪｅｒ）付
きのデフ（１６〕 ナーろうと上でろ過した後、保持されなかった微細物賀
金乾燥によって６１１］定する。保持性全、全微細物買
に対する保持されなかった倣１１ｉｌＩｌ物質のパーセ
ント部でＨ己載する。

ブリット−シャー−試験 （保持性％） ３、　白色度の測定 ａ）シート形成 固体−度が４％の故紙パル７″を、絶対乾燥量２．５ｇ
で水道水で容［５０Ｑｍ／にまで希釈する。

定着剤を絶対乾燥したパルプに対し０．４％の量で０．
５％浴液として加え、かつ６０秒間マグネットスターラ
ーを用い５００　ｒｐｍで攪拌する。

その後脱水助剤、２５％カチオン性ポリアクリルアミド
全０．０６％の菫で０．０１％溶液として加え、かつさ
らに６０秒間攪拌する。シート形成機に水道水４リツト
ルを入れ、かつ空気を吹き込むことによって泡立たせる
。ここでパルプ懸濁液を加え、かつ混合した後、吸引ろ
過する。

表面厚紙を製造されたシート上に置き、かつシートを漉
網から取シ除く。引き続いて１０分間真空乾燥機中で、
次に５分間１１０’ｃの乾燥室中で乾燥させる。ゼロ値
を定着剤なしで得る。

ｂ）白色度の測定 ＤＩＮ　５５１４５に従って、製造されたシートの白色
度全測定する。測定はツアイス（Ｚ１１３１Ｅ１８）社
製のエルレフオ（Ｅｌｒｅｐｈｏ）−機器を用いて実施
した。ＭｇＯにロ径ｔ−調整したフィルター／１６Ｚ全
使用した。

ゼロ値 定着剤１ 定着剤２ 定着剤６ 定着剤４ 定着剤５ 比較 白色度（ｉｎ％） ６５．９ ６２．８ ６６．２ ６２．７ ６１．６ ６１．９ ５７．６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、製紙の際に定着剤の添加によつて妨害物質を定着さ
   せる方法において、定着剤として、ａ）第４ジメチルア
   ミノプロピルアクリルアミドまたはジメチルアミノプロ
   ピルメタクリルアミド５０〜１００重量％、および ｂ）アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アク
   リルアミドメチルプロパンスルホン酸またはこれらのモ
   ノマーの混合物０〜 ５０重量％から成るポリマーを使用し、この際このポリ
   マーの極限粘度数は１５０ｍｌ／ｇ未満であることを特
   徴とする、製紙の際に妨害物質を定着させる方法。 ２、ポリマーを製造された紙の乾燥重量に対し０．０５
   〜１重量％、有利に０．２〜０．８重量％で使用する請
   求項１記載の方法。 ３、第４ジメチルアミノプロピル（メタ−）アクリルア
   ミドは、硫酸ジメチル、塩化メチル、臭化エチル、炭酸
   ジメチルまたは塩化ベンジルで第４級化されている請求
   項１又は２記載の方法。 ４、添加されたポリマーの全量を種々の供給位置で分配
   する請求項１記載の方法。 ５、ポリマーを常用のカチオン性紙助剤と一緒に使用す
   る請求項１記載の方法。 ６、ポリマーを硫酸アルミニウムの添加なしに使用する
   請求項１記載の方法。 ７、ポリマーを硫酸アルミニウムとの組合せ物で使用す
   る請求項１記載の方法。 ８、水循環が９０％を上廻つて閉鎖されている製紙法で
   ポリマーを使用する請求項１記載の方法。