JPH05239796A - 抄紙用添加助剤及び抄紙方法 - Google Patents

抄紙用添加助剤及び抄紙方法

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JPH05239796A
JPH05239796A JP3746392A JP3746392A JPH05239796A JP H05239796 A JPH05239796 A JP H05239796A JP 3746392 A JP3746392 A JP 3746392A JP 3746392 A JP3746392 A JP 3746392A JP H05239796 A JPH05239796 A JP H05239796A
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JP
Japan
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paper
papermaking
pulp
starch
improver
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JP3746392A
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Eiji Nagoshi
英二 名越
Yoshinao Kono
良直 光野
Junji Kondo
純二 近藤
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Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、新規な抄紙用添加助剤を提供す
る。 【構成】 窒素原子数2以上の3級アミンから成り、そ
れぞれの窒素原子は2個以下のメチル基を有していても
よく、窒素原子間は2〜6個のメチレン鎖(場合によっ
てはメチレン鎖の間にエーテル結合を有しても良い)で
結合された構造を有する化合物を有効成分とすることを
特徴とする抄紙用添加助剤。 【効果】 本発明の抄紙助剤を用いれば、抄紙薬剤の効
力を増強させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な抄紙用添加助剤に
関する。更に詳しくは、古紙或は脱墨パルプを用いて紙
を抄造する時に内添する、紙力増強剤、歩留り向上剤、
濾水性向上剤等の天然或は合成の水溶性重合体或は水溶
性重合体を分散剤として乳化分散させた中性サイズ剤等
のエマルジョンと併用することにより、それらのパルプ
に対する吸着性を高め、それぞれの効果を向上させる抄
紙用添加助剤、及びこれら抄紙用薬剤を含んだ紙用添加
剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、森林資源不足が地球的な問題とな
り、古紙のリサイクルが増加する傾向が高まっている。
しかしながら、古紙パルプはバージンパルプに比較して
繊維の微細化が進み、無機性の夾雑物を多く含む。従っ
て、紙力性能、パルプ繊維の歩留り、濾水性の低下或は
サイズ性能の低下を招く。特に紙力性能の低下は著し
く、紙力増強剤としてポリアクリルアミド系のポリマー
が広く知られているが、古紙の配合比率の増加に伴い紙
力増強剤の効果の低下、添加量アップによる抄紙工程内
の汚れ発生等の問題がある。一方、エネルギーの節約、
工場排水の浄化のために白水を循環して使用するクロー
ズド化が進んでいる。その結果、白水中には各種イオ
ン、パルプ微細繊維、各種填料が含まれており、紙力増
強剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤或は中性サイズ剤等
のパルプ繊維への吸着に厳しい条件となっている。近
年、これらの厳しい条件でも水溶性重合体にベンジル基
や長鎖アルキル基等の疎水基を含んだモノマーを導入す
ることにより、パルプ疎水部への定着性向上を図ること
が提案されている(特開昭63−92800 号公報)。しかし
ながら、その性能には不十分な点が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
紙及び板紙の抄紙において古紙や脱墨パルプ配合比率の
高いものでも、紙力増強剤、歩留り向上剤、濾水性向上
剤或は中性サイズ剤と併用することにより、各種薬剤の
パルプに対する定着性を高めて、紙力性能を向上、微細
繊維や無機成分の歩留り向上、濾水性を向上或はサイズ
性能を向上させる等抄紙用薬剤の効力を増強させる抄紙
用添加助剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題の解
決手段として、特定の構造を持つ含窒素化合物が紙力増
強剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤のような水溶性共重
合体或は中性サイズ剤のように天然或は合成の水溶性重
合体により乳化分散されたエマルジョンと併用すること
により、微細繊維や無機成分が多いために定着性の悪い
古紙パルプ或は脱墨パルプに対して、抄紙工程において
定着性を高めて優れた効果が得られることを見出し、本
発明を完成するに至ったものである。
【0005】即ち本発明は、窒素数2以上の3級アミン
から成り、それぞれのアミンは0〜2個のメチル基を有
し、窒素原子間は2〜6個のメチレン鎖(場合によって
はエーテル結合になっていても良い)で結合された構造
を有する化合物を有効成分とすることを特徴とする抄紙
用添加助剤に係わるものである。
【0006】この第3級アミンはポリウレタン製造用触
媒として既に広く知られており、分子中の3級アミノ基
が適当な活性を有しているため、泡化やウレタン化反応
の促進をコントロールする働きを有している。この3級
アミノ基の活性と化合物の水への易溶性に着目して、こ
れと製紙用の内添薬剤、例えば紙力増強剤、歩留り向上
剤、濾水性向上剤等のカチオン性或は両性水溶性重合体
或は中性サイズ剤のように天然或は合成の水溶性重合体
により乳化分散されたエマルジョンと併用することによ
り、紙及び板紙の抄紙において古紙或は脱墨パルプの配
合比率の高いものでも、それら薬剤の定着性を高めて紙
力性能の向上、微細繊維及び無機成分の歩留り向上、濾
水性効果の向上、サイズ性能の向上を成し得ることを見
出したのである。
【0007】上記の如く、本発明の抄紙用添加助剤は窒
素原子数2以上の3級アミンから成り、それぞれの窒素
原子は2以下のメチル基を有していてもよく、窒素原子
間は炭素数2以上6以下のメチレン基で結合された構造
を有する。本化合物は、例えば構造としてピリジン環、
ピペラジン環、及びトリアジン環等の含窒素芳香環を有
していても良い。好ましくは窒素数2又は3が良く、窒
素数が1つのものは本発明の効果が得られない。一方窒
素数が6を超えるとコスト的に高くなるので、一般には
用いられない。
【0008】本発明に係わる抄紙用添加助剤の使用量は
抄造するパルプの絶乾重量に対して、0.01〜5.0 %の範
囲が好ましく、特に好ましくは0.05〜2.0 %であり、併
用する内添薬剤の添加量により、最適範囲が特定され
る。0.01%未満ではパルプへの抄紙薬剤の定着性を高め
る効果が認められにくい。又、逆に 5.0%を超えると抄
紙薬剤の吸着阻害をおこす可能性がある。
【0009】工程上で添加する位置は抄紙工程でパルプ
が水に均一に分散していれば、何れの位置でも良い。添
加方法は助剤と薬剤をあらかじめ混合してもよいし、別
々に加えても良い。別々の場合の順序は特にこだわらな
い。
【0010】本発明に係わる3級アミン化合物としては
N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',
N' −テトラメチルプロピレンジアミン、 N,N,N',N'−
テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリエチレンジ
アミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテ
ル、N,N,N',N',N"−ペンタメチルジエチレントリアミ
ン、N−メチル−N',N' −ジメチルアミノエチルピペラ
ジン、トリス(2,4,6−N,N −ジメチルアミノプロピル)
−S−トリアジン等を挙げることができる。
【0011】本発明に使用される3級アミン化合物は対
応するエチレングリコール、ジエチレングリコール或は
トリエチレングリコール等のジオール類と塩素を反応さ
せ、塩素化した後、ジメチルアミンと反応させるクロリ
ド法、又はジオール類に触媒と水素の共存下ジメチルア
ミンと反応させる直接法等、公知の反応を用いることに
より容易に製造することができる。
【0012】本発明の3級アミン化合物は、市販されて
いるものを用いることができる。市販品としては、カオ
ーライザーNo.1、同No.2、同No.3、同No.8、同No.11 、
同No.12 、同No.14 、同No.30 及び同No.31 が挙げられ
る。
【0013】また、本発明に係わる窒素化合物と併用し
て使用される抄紙用内添助剤としては特に限定するもの
ではなく、一般に使用されるカチオン性或は両性の紙力
増強剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤である。例えば、
ポリアクリルアミド、各種澱粉類、ポリアミンポリアミ
ドエピクロルヒドリン樹脂、ポリアミン、尿素・ホルマ
リン樹脂、メラミン・ホルマリン樹脂、植物ガム、ポリ
エチレンイミン等のカチオン性又は両性の変性物及び誘
導体が例示される。また、カチオン性又は両性水溶性重
合体によって乳化分散されたエマルジョンとしてはアル
キルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク
酸系サイズ剤及びロジン系エマルジョンサイズ剤等が例
示される。
【0014】尚、本発明の抄紙方法で使用され得る各種
澱粉類として好ましいものは、通常の澱粉製造原料から
得られる澱粉で、例えば小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオ
カ澱粉、サツマイモ澱粉、トウモロコシ澱粉、サゴ澱
粉、高アミロース含有澱粉や米澱粉等の未変性の天然澱
粉、及び酢酸澱粉、燐酸澱粉、ギ酸澱粉等のエステル化
澱粉やメチル澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、カルボキ
シメチル化澱粉等のエーテル化澱粉及び変性物、或はこ
れらの混合物に各種アミノ、4級アンモニウム塩やイミ
ン等のカチオン性基を導入して行う公知の技術で得られ
るカチオン化澱粉である。その製造方法は特に限定する
ものではなく、例えば、澱粉に2−ジエチルアミノエチ
ルクロリド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル−ト
リメチルアンモニウムクロリド又は2,3 −エポキシプロ
ピル化−トリメチルアンモニウムクロリド等のカチオン
化剤と反応させて分子内に3級アミノ又は4級アンモニ
ウム基を導入する方法が挙げられる。両性澱粉として
は、上記のカチオン性基と共に燐酸エステル基等のアニ
オン性基と反応させることにより得られる。また、澱
粉、ヒドロキシプロピル化澱粉及び4級カチオン化澱粉
にアクリルアミド、アクリル酸或は4級カチオン化アク
リル酸を 0.1から20重量%までの範囲で重合させたグラ
フト化澱粉を挙げることができる。本発明で使用され得
るカチオン性ポリアクリルアミド系重合体は、アクリル
アミド系モノマーを主として、2級アミノ、3級アミノ
又は4級アンモニウム基を含有して得られる。また、両
性のポリアクリルアミド系重合体は上記のカチオン性基
とスルホン酸基、カルボキシル基等のアニオン性基を併
有したものである。カチオン性基の導入はアクリルアミ
ド系重合体をマンニッヒ反応、ホフマン分解反応、トラ
ンシアミデーション反応等によって変性するか、或はア
クリルアミド系モノマーとカチオン性基を含有するビニ
ルモノマーとを共重合させる等の方法によって行われ
る。
【0015】尚、カチオン性基を含有するビニルモノマ
ーとして、ビニルピリジン、モノ或はジアルキルアミノ
アルキル(メタ)アクリレート、モノ或はジアルキルア
ミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ビニルイミダゾ
ール、モノ或はジアルキルアミン及びそれらの混合物、
或はそれらの4級アンモニウム塩やトリメチルビニルベ
ンジルアンモニウムクロリド或はジアリルメチルアンモ
ニウムクロリド等が挙げられ、これらのビニルモノマー
の1種、或は2種以上が併用されてカチオン性ポリアク
リルアミド系重合体が合成される。
【0016】
【作用】本発明の抄紙用添加助剤の作用機構について
は、まだ明らかでないが以下のように推定される。即
ち,活性な3級アミノ基の窒素原子にある非共有電子対
が、抄紙薬剤として使用される水溶性高分子のカチオン
性基との間に静電引力が働き、比較的微細な繊維や無機
成分に吸着し易い低分子の水溶性高分子を弱い力で結合
させる。また、窒素原子を3個以上含むものでは、リニ
アーな水溶性高分子であれば、ネットワーク構造を形成
し、それがフロック形成能につながるため定着性が向上
し、紙力性能、歩留り向上、濾水性向上或はサイズ剤の
歩留りが向上してサイズ性能に効果があると推定され
る。
【0017】
【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例をもって詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例等に制限され
るものではない。
【0018】(紙力増強効果の比較)表1に示したよう
な紙力増強剤と本発明の抄紙用添加助剤を組み合わせ
て、古紙パルプスラリーに添加して紙を抄造し、紙力の
評価試験を行った。手順はカナディアン・スタンダード
・フリーネス 350mlの段ボール古紙パルプを 1.0%濃度
スラリーに調製し、紙用添加剤を0.05〜 0.1%添加後、
200rpmで2分間攪拌した。その後紙力増強剤を対パルプ
で 0.5%添加し、さらに4分間攪拌した。このスラリー
をTAPPI角型シートマシーンで抄紙し、プレスの
後、大型回転ドライヤーで乾燥した。紙力試験はJIS
の規格に従い破裂強度、圧縮強度、及び耐折強度を測定
した。その結果を下記の表2に示す。
【0019】
【表1】
【0020】パルプ ;段ボール古紙(CSF 350ml) 坪量 ;100g/m2 用水 ;20℃、水道水 乾燥 ;105 ℃×40秒 プレス ;3.5kg ×2分 紙力測定;室温20℃、湿度65%の恒温室で測定を行っ
た。
【0021】破裂強度(ミューレン型破裂強さ試験機 J
IS P 8112) 耐折強度(MIT型耐折強さ試験機 JIS P 8115) 圧縮強度(リングクラッシュテスター JIS P 8116)
【0022】
【表2】
【0023】(歩留り効果の比較)微細繊維、無機成分
の歩留り性が向上しているかどうかを検討するために、
紙力増強効果を比較検討時に抄造した紙を一昼夜絶乾し
た後、 600℃の電気炉において5時間燃焼し十分に灰化
した後、灰分を測定した。その結果を表3に示す。灰分
上昇率は何も薬剤を添加しない時の灰分を 100%として
それに対する百分率で表わした。
【0024】
【表3】
【0025】(濾水性効果の比較)濃度 0.3%のパルプ
スラリーに表1に示した、紙力増強剤と本発明の紙用添
加剤を併用添加し、紙を抄造した時の要領で攪拌し、カ
ナディアン・スタンダード・フリーネス・テスターを用
いて濾水性を測定した(JIS P 8121に準拠)。その結果
を表4に示す。水温を測定して、20℃の値に補正を行っ
た。また、濾水性上昇率は薬剤無添加の系のフリーネス
を 100%として、それに比較した百分率で表わした。
【0026】
【表4】
【0027】
【効果】表1〜4に示した実施例及び比較例から明らか
なように、本発明の抄紙用添加助剤は抄紙薬剤の効力を
増強するものであることがわかる。即ち番号1〜8の実
施例(No.1,3,5,7)と比較例(No.2,4,6,8)を比較する
と、本発明の助剤だけでは薬効が認められないことが示
されており、番号9〜13の実施例(No.10,11,12,13)と
比較例(No.9)を比較すると、カチオン化澱粉の薬効が
本発明の抄紙用添加剤の併用により著しく薬効を増強す
ることが示されている。
【0028】また、番号14〜17の比較例はアミノ基1個
の第3級アミン化合物では増強効果が認められないこと
を示している。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素原子数2以上の3級アミンから成
    り、それぞれの窒素原子は2個以下のメチル基を有して
    いてもよく、窒素原子間は2〜6個のメチレン鎖(場合
    によってはメチレン鎖の間にエーテル結合を有しても良
    い)で結合された構造を有する化合物を有効成分とする
    ことを特徴とする抄紙用添加助剤。
  2. 【請求項2】 古紙パルプ或は脱墨パルプを含む紙を抄
    造する時に内添する紙力増強剤、歩留り向上剤、濾水性
    向上剤或は中性サイズ剤の何れか1種又は2種以上と請
    求項1記載の抄紙用添加助剤を添加することを特徴とす
    る抄紙方法。
  3. 【請求項3】 抄紙用添加助剤の添加量がパルプ絶乾重
    量に対して、0.01〜5.0 %であることを特徴とする請求
    項2記載の抄紙方法。
JP3746392A 1992-02-25 1992-02-25 抄紙用添加助剤及び抄紙方法 Pending JPH05239796A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140103293A (ko) * 2011-11-25 2014-08-26 날코 컴퍼니 제지에서 페이퍼 강도 보조 성능을 개선시키기 위한 지료 전처리
US9752283B2 (en) 2007-09-12 2017-09-05 Ecolab Usa Inc. Anionic preflocculation of fillers used in papermaking
US10145067B2 (en) 2007-09-12 2018-12-04 Ecolab Usa Inc. Method of improving dewatering efficiency, increasing sheet wet web strength, increasing sheet wet strength and enhancing filler retention in papermaking

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