JPH0788637B2 - 充填紙およびその製造方法 - Google Patents

充填紙およびその製造方法

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JPH0788637B2 JP61306181A JP30618186A JPH0788637B2 JP H0788637 B2 JPH0788637 B2 JP H0788637B2 JP 61306181 A JP61306181 A JP 61306181A JP 30618186 A JP30618186 A JP 30618186A JP H0788637 B2 JPH0788637 B2 JP H0788637B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は充填紙およびその製造方法に関する。
従来の技術および発明が解決しようとする問題点 紙の不透明度、白色度、印刷適性を改善するとともに、
紙の原価を低減するために、紙に填料を配合することが
従来から行われている。一般に、填料はセルロース繊維
より安価な代替品である。しかし、填料を使用すると、
紙の強度や他の物性が損われるという欠点があり、従来
の技術では紙に配合できる填料の割合に限度があった。
填料は、通常は製紙用長網上で紙ウエブを形成する段階
でウエブ中に加えられる。填料を紙料中に懸濁させたあ
と、長網を通して紙料を濾水すると、填料の懸濁粒子が
繊維質の潤滑紙ウエブ中に残留する。この系の問題とし
て、紙料を長網で濾水する際、填料の大部分が飛沫同伴
してウエブ中に残存せず、したがって填料の損失を招く
ことが挙げられる。この問題は、比較的軽量の紙を形成
する場合に特に致命的である。紙料の継続調製時にその
濾水を再使用すれば、填料の損失を少なからず低減でき
るとはいえ、ウエブ中での不完全滞留による填料の損失
は紙製品原価の大幅増につながる。
製紙用パルプ、填料およびエネルギーの原価増に伴い、
特に強度や剛度などの紙特性を損うことなく充填量を高
めることができ、または製紙用長網による紙料の形成時
に填料を十分に滞留できるような技術が開発されるに至
った。
該して上記技術は、填料粒子を、場合によっては製紙用
繊維をも１種またはそれ以上の天然ポリマーや合成ポリ
マーで処理することに関している。これらのポリマー類
は填料粒子および／または繊維との相互作用のために電
荷される。填料粒子、繊維とも通常は紙料中に懸濁され
て負の電荷を帯びる物質である。当該主題の概評が「パ
ルプ・アンド・ペーパー：ケミストリー・アンド・ケミ
カル・テクノロジー」（Pulp and Paper:Chemistry
and Chemical Technology）、ジェームス・ピー・キ
ャシー（James P.Casey）編、第３版、第３巻の第17章
に「リテンション・ケミストリー）（Retention Chemi
stry）、ジー・イー・ウンベンド（J.E.Unbend）、ケー
・ダブリュー・ブリット（K.W.Britt）共著として著わ
されている。第17章の開示内容によれば、陽イオン性低
分子量ポリマーと陰イオン性高分子量ポリマーの逐次使
用がある特定の効果を奏すると記されている。
填料の処理、また繊維の処理についての多様の提案が特
許文献にも見い出せる。その例を以下に略述する。
１）英国特許第1,347,071号 填料を陽イオンスターチと隠イオンスターチとで処理
し、凝集または沈澱したスターチ混合物により填料粒子
を被覆せしめることが開示されている。被覆填料は良好
な歩留り特性を発揮する。製紙用繊維をポリマー類で予
備処理する開示は見当らない。
２）英国特許第1,497,280号 填料粒子を陰イオン性高分子凝集剤と陰イオン性の反作
用解膠剤とで処理することが開示されている。処理時に
製紙用繊維が存在してもよく、ポリアクリルアミド等の
陽イオン性高分子歩留り向上剤や陽イオンスターチを紙
料添加剤として繊維／填料混合物に加えることができ
る。その結果、一定充填量での紙強度が向上し、一定強
度の紙に比較的安価な填料を多量に配合することが可能
になり、経済的に有利であると記されている。填料と繊
維とを高分子物質類で個別に処理すること、または填料
を陽イオン高分子物質で予備処理することは開示されて
いない。
３）英国特許第1,505,641号 填料粒子を、必要ならば陽イオンスターチ等の陽イオン
ポリマーであらかじめ処理したあと、陰イオンラテック
スで処理することが開示されている。この処理は紙の機
械的性質の低下を伴なうことなく、紙に多量の填料を配
合できると記されている。繊維をポリマー類で予備処理
する開示は皆無である。
４）英国特許第1,552,243号 填料粒子を高分子量アクリルアミドポリマーまたはその
コポリマー等の荷電ポリマー類で処理し、それにより紙
の充填物質として使用される填料／ポリマー複合体を形
成することが開示されている。乾燥強度または湿潤強度
の高分子樹脂を填量処理時に加えることができる。処理
填料を製紙用繊維と混合したあと、高分子歩留り向上剤
を添加し、ついで常法により紙ウエブを形成する。この
処理填料を使用すると、紙の物理強度特性に悪影響を及
ぼすことなく、紙の填料含量を増加させることが可能で
あると記されている。
５）英国特許公開公報第2,016,498A号 填料粒子を陽イオンポリアクリルアミドと陰イオンスタ
ーチとで同時に処理すること、またその処理填料を紙に
充填することが開示されている。優れた歩留りが達成で
きると記されている。製紙用繊維をポリマー類で処理す
る開示は見当らない。
６）欧州特許公開公報第50316A号 填料粒子を繊維と混合する以前に、その粒子を従来の製
紙用有機質バインダーと陽イオン性の高分子凝集剤とで
処理することが開示されている。繊維は陰イオン性の高
分子歩留り向上剤で予備処理される。
７）欧州特許公開公報第60291A号（国際特許公開公報第
WO/01020号に対応） 陽イオンスターチと陰イオン性高分子電解質とを反応
し、それにより「両性粘液」を生成することが開示され
ている。その粘液を填料および／または製紙用繊維と混
合し、ついで表面電荷の高い無機質ポリマーを加えると
により、部分脱水粘稠ゲルで被覆された填料／繊維構造
体を形成する。この構造体は完成紙料に使用される。そ
の結果、填料の歩留りが向上し、強度と填料含量の高い
紙が形成できると記されている。荷電ポリマー類の組合
せを変えた、広義には類似の提案がスウェーデン特許公
開公報第82.01545A号、同第82.01596A号および同第82.0
5592A号に見られる。
８）国際特許公開公報WO/02635号 特定の置換度を有する陽イオンスターチ、特定の分子量
を有する陰イオンポリマーおよび陽イオン合成ポリマー
を填料含有紙料に添加し、それにより歩留りの向上を図
ることが開示されている。填料と繊維とを別個に処理す
ることは開示されていない。
９）英国特許第4,487,657号 （欧州特許公開公報第6390A号に対応） 填料と繊維の水性懸濁液に無機質凝集剤または有機質高
分子凝集剤を添加し、ついで有機バインダーを加え、さ
らに凝集剤を加えることが開示されている。填料と繊維
とを別個に処理することは何ら開示されていない。
10）欧州特許公開公報第3481A号 繊維の水性分散液に填料とイオン安定化電荷クラッチと
の水性混合物を添加し、ついで得られた混合物を例えば
荷電ポリマーの介在により不安定化することが開示され
ている。従来法により紙ウエブを形成する。通常の製紙
用添加剤も使用可能である。
11）英国特許公開公報第2,085,492A号 イオンラテックスと少なくとも１種の陽イオンポリマー
とを填料／繊維の水性懸濁液に添加することが開示され
ている。この懸濁液を常法により濾水すると、高品質の
上級印刷紙に適した高充填紙ウエブか形成される。填料
と繊維とを別個に処理する開示は見い出せない。
12）特開昭55−163298号 填料を陽イオンポリアクリルアミドで予備処理する一
方、繊維も陰イオンポリアクリルアミドで予備処理する
ことが開示されている。処理した填料と繊維とを混合し
たあと、従来法により紙ウエブを形成する。表面強度の
高い紙ウエブが得られると記されている。
13）西ドイツ特許公開公報第3,412,534号 製紙用パルプ懸濁液に陽イオンスターチ等の多糖と合成
歩留り向上剤とを添加することが開示されている。予備
処理した填料、例えば陰イオン状態に分散させた填料
と、陽イオンスターチで処理した填料とをパルプ懸濁液
に加えたあと、紙ウエブを従来法により形成する。
製紙用繊維の処理による紙強度の改善策が多数の特許に
開示されている。その例を以下に列挙する。
米国特許第3,660,338号、同第3,677,888号、同第3,790,
514号およひ同第4,002,588号によれば、陰、陽両高分子
電解質の希釈溶液を混合して得られる「多塩コアセルベ
ート」により製紙用繊維を処理することが開示されてい
る。乾燥強度の高い紙が形成できると記されている。
欧州特許公開公報第100,370A号は、陰イオンポリマー溶
液と陽イオンポリマー溶液とを混合したあと、その混合
液を製紙用繊維に添加せしめることを開示している。得
られた紙は強度に優れると記されている。
欧州特許公開公報第921A号の開示は、陽イオンラテック
スと陰イオンポリマーとの混合物により負電荷繊維を処
理し、その処理繊維を高強度複合紙の製造に使用するこ
とである。
欧州特許公開公報第96654A号は、任意に填料を含むパル
プ懸濁液に陰イオンサイズ剤と陽イオン歩留り向上剤と
を添加することを開示している。機械的性質の良好な紙
が得られると記されている。
英国特許第1,177,512号によれば、アルミニウムイオン
と陽イオンポリマーを含む陽イオン成分と、陰イオンポ
リマーを含む陰イオン成分とで製紙用繊維を逐次処理す
ることが開示されている。濾水特性の良好な湿潤ウエブ
が得られると記されている。
米国特許第3,146,157号の開示内容は、繊維をポリスル
ホニウムとポリカルボキシレート樹脂とで処理し、それ
により紙の強度を向上させることに関する。
これらの一連の特許は繊維処理による紙強度の改善を示
すものである。填料をポリマー類で処理するといった開
示は皆無である。
1983年12月５日付発行の「ペーパー」（Paper）にリン
ドストロエム（Lindstrom）とコルゼス（Kolseth）の両
者により著わされた「ザ・スーパーフイルド・ペーパー
・ウイズ・ラットル）「The Super filled Paper w
ith Rattle）と題する論文に、填料／繊維混合物を陽
イオンスターチと陰イオンポリアクリルアミドとによ
り、または別種の陽イオンポリマー／陰イオンポリマー
の組合せにより処理し、それにより高填料含量および高
強度を兼備した紙を形成することが発表されている。類
似の多少長文の論文が「エス・テー・エフ・アイ・コン
タクト」（STFI Kontakt）、No.3/82、p.3〜５に発表
されている。
歩留りや紙強度を改善し、および／または他の効果を達
成するために、填料および／または繊維を天然ポリマー
類または合成ポリマー類で処理する別の提案が特許文献
に示されている。その例を挙げると、英国特許第1,128,
551号、同第1,353,015号、同第1,371,600号、同第1,42
9,796号、同第1,451,108号、同第1,527,077号、同第1,5
81,548号など、英国特許公開公報第2,001,088A号、同第
2,009,277A号、同第2,016,498A号、同第2,125,838A号な
ど、英国特許第2,943,013号，同第3,184,373号など、欧
州特許公開公報第41056A号、同第80986A号、同第132132
A号など、さらに国際特許公開公報第WO/00100号があ
る。
前掲の膨大な提案にはいくつかの問題が附随する。一つ
は実験用規模や入念に調節された大規模の実験条件下で
は性能的に有望視できても、高剪断力を要する正規の製
紙装置による生産規模にまでその性能を持続できないこ
とである。別の問題としては、高価なポリマー類を必要
とするため、その使用量が有意の効果を奏するには恐ら
く不適当なほど少量に限られることである。当該提案中
の少なくともいくつかの技術がすでに工業化されている
と考えられるから、既出の目的も進歩を遂げているとは
いえ、なお向上の余地を残している。この点が本発明の
目的である。
問題点を解決するための手段 填料と製紙用繊維とを混合するのに先立ち、その両材料
を荷電ポリマー類で別個に処理し、しかも各処理に際し
て正か負の単一荷電ポリマーを使用するよりも、正負の
２種の荷電ポリマーを使用すると、ある特定の効果が達
成されると判明した。これに基づいて本発明が完成され
るに至った。上記の処理機構は未だ十分に解明されてい
ないが、填料と繊維を処理した荷電ポリマー類が相分離
を起こし、それによりポリマー濃厚相中のポリマーが填
料と繊維とを一体に結合するのに十分な濃度を呈すると
考えられる。この相分離は本発明の重要な特徴の一つで
ある。またポリマー濃厚相は最終紙ウエブ中での繊維間
結合を増強するのではないかと考えられる。相分離に伴
ってポリマーが濃縮されると、填料歩留りおよび／また
は紙強度の改善のためにやはりポリマー類を用いる前述
の従来法に比較し、効率や有効性が向上するのに加え、
廃棄物が減少すると思われる。
いま前節において述べた製法は、既出の多様な従来例の
いずれにも開示されていないことに注目すべきである。
したがって、本発明の態様によれば、製紙用繊維と填料
とから充填紙を製造する方法において、 （ａ）製紙用繊維を水性媒体中で電荷合成ポリマーによ
り処理する工程と、 （ｂ）填料を水性媒体中で、前記工程（ａ）で用いた荷
電ポリマーと同一の荷電極性を有する電荷合成ポリマー
により別途処理する工程と、ここでその電荷合成ポリマ
ーが製紙用歩留り向上剤または凝集剤として作用し、 （ｃ）その填料を、前記工程（ａ）と（ｂ）で用いた荷
電ポリマーとは正反対の荷電極性を有する電荷合成ポリ
マーにより追加処理する工程と、 （ｄ）工程（ａ）から（ｃ）で処理した填料と繊維との
水性懸濁液を混合し、それにより紙料を形成し、必要な
らばその各懸濁液を混合前、混合中または混合後に希釈
する工程と、 （ｅ）紙料を濾水して充填紙ウエブを形成する工程とか
ら成る製造方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、充填紙ウエブから成り、そ
の紙ウエブが電荷ポリマーにより処理された製紙用繊維
と、その繊維の処理に用いた荷電ポリマーと同一の荷電
極性を有する荷電ポリマーにより別途処理された填料と
を含み、その繊維または填料がその処理時の荷電ポリマ
ーとは正反対の荷電極性を有する荷電ポリマーにより追
加処理され、紙ウエブがその繊維と填料との水性懸濁液
の混合、濾水によって得られた充填紙が提供される。
工程（ａ）と工程（ｂ）の処理に同一のポリマー類を使
用することが至便であるも、原則的には同一荷電極性を
有する限りその必要はない。
繊維、填料の各処理のために工程（ａ）と工程（ｂ）で
用いる荷電ポリマーは陰陽どちらかの電荷を帯びたポリ
マーである。填料粒子、繊維はともに水性懸濁状態で通
常は弱陰電荷を帯びるので、本発明による製造方法の工
程（ａ）と工程（ｂ）を一見すると、陰荷電ポリマー
と、懸濁した填料粒子または繊維とが互いに反発し合
い、陰荷電ポリマーによる有効処理が阻害されるのでは
ないかと考えられる。しかし、このような現象は実際上
発生しないと判明した一方、工程（ａ）と工程（ｂ）で
陰荷電ポリマーを使用すると、ある特定の場合に操作が
有利になることもわかった。
工程（ａ）と工程（ｂ）において填料または繊維を処理
する効果とは、ポリマーの荷電極性や填料、繊維の荷電
極性に関係なく、主として少なくとも処理ポリマーが填
料粒子の表面または繊維の表面に吸着状態または会合状
態になると考えられる。その結果、処理ポリマーの正味
荷電極性に匹敵した荷電極性を有する填料または繊維が
形成され、または少なくともそれを形成するのに便利と
見なし得る。ポリマーと会合した填料粒子または繊維
は、それぞれの初期電荷より強い電荷を帯びる。
工程（ｃ）の処理時に陽荷電ポリマーと陰電荷ポリマー
の間に相互作用が発生すると考えられる。その結果、後
述のように濃度や他の条件が適切ならば、相分離を伴っ
て比較的濃厚なポリマー相と比較的希薄なポリマー相と
が形成されるのではないかと思われる。ポリマー濃厚相
は、多分自由エネルギーの視点から、懸濁した繊維また
は填料粒子を濃縮するか、またはその周囲に堆積すると
推察される。つまり、相分離した比較的疎水性の生成物
が填料粒子または繊維を被包し、水分子との界面接触を
最小にする。
処理填料と処理繊維を工程（ｄ）において混合とする、
ポリマー相互作用と相分離とが継続的に発生すると思わ
れる。この相分離により、工程（ｃ）で得られたポリマ
ー濃厚相の増補される。
上述の継続相分離を促進させるために、一般に工程
（ａ）から工程（ｃ）における処理ポリマー類の使用量
を選択し、工程（ｃ）のポリマー処理填料または繊維系
の極性が工程（ａ）または工程（ｂ）の処理系の極性と
反対になるようにしなければならない。填料処理の点で
述べたのと同様の理由で、得られたポリマー濃厚相が填
料と繊維とを濃縮し、またはその周囲に堆積する。何ら
かの理由によって工程（ｃ）で相分離が起きなければ、
次の工程（ｄ）の混合操作時に発生させることができ
る。
前出の説明は、種々の処理工程に関与する機構を理解す
るためである。この説明自体、現時点で理解できる本発
明の製造方法を表わしているが、本発明を限定するもの
と解すべきでない。当該機構には未知の要素が残存して
いる関係上、理解自体も十分とは言えない。
ポリマー溶液がポリマー濃厚相とポリマー希薄相とに相
分離するという現象は本来周知であり、例えばマイクロ
カプセル化方法の分野において工業的に実用性がある
と、判明している。本発明の製造方法において発生する
相分離は、固相を形成するような沈澱、凝集または凝結
と異なる液−液相分離と予測される。ただし、この特定
の相分離を限定の意味で取り上げるべきではない。液−
液相分離の一例としてコアセルベーションが挙げられ、
本発明の製造方法のうちの少なくとも好適実施例中にも
コアセルベーションが含まれると思える。しかしなが
ら、コアセルベーションとは、定義の正確性の点で従来
から議論の対象になっている用語であり、本発明ではそ
の用語の使用を避けた。本発明の製造方法を実施するに
当り、コアセルベーション分野において有意として知ら
れている要因、例えば使用ポリマー類の濃度などを考慮
すべきことは言うまでもない。コアセルベーションの技
術背景は、コアセルベーションによるマイクロカプセル
化方法に関連した多数の特許、例えば米国特許2,800,45
7号および同第2,800,458号に見い出せる。
少なくともコアセルベーションを伴って液−液相分離を
生起させる場合、濃度上限を定めることは周知である。
確信をもって言える濃度上限の正確値は未知であるが、
10wt％程度であろうと推定される。したがって、本発明
による製造方法の、相分離を伴うと考えられる各工程を
10w％以下、好ましくは約5wt％以下のポリマー濃度で実
施することが望ましい。
上記のポリマー濃度条件は実際問題として狭隘的なもの
とは考えにくい。一般にポリマー類は低繊維より高価で
あるから、経済性の理由で繊維に対するポリマーの比率
を非常に小さくしなければならない。製紙装置中での繊
維濃度を極力低下させると、ポリマー濃度が常に液−液
相分離に必要な範囲内に都合よく収まる。だからといっ
て、填料や繊維の処理時に必ずしも高濃度のポリマー類
を使用できないわけではないが、実用上の粘度の観点か
らすると、その処理工程において約5wt％を超過したポ
リマー濃度を採用することはあり得ない。
使用するポリマー類の荷電力もまた考慮すべき要因であ
る。ある１種のポリマーの希釈溶液（例えば3wt％）を
他種ポリマーの希釈溶液に加えると、相分離が発生す
る。両種ポリマーの電荷が非常に強い場合、本発明では
一般に不適当と思える沈澱物が生成される。また両種ポ
リマーが弱電荷である場合、相分離生成物の収率はかな
り低くなる。したがって、本発明の製造方法は最善を期
してこれらの極限条件を回避したものである。
１種のポリマー溶液を他種ポリマー溶液に断続的に添加
すると、相分離生成物の収率が上昇する。必要ならば両
相の分析により収率を監視できる。最大相分離が発生す
るのは荷電の平衡位置の周辺と考えらる。使用するポリ
マー類の荷電力が不均等であると、多量の弱荷電ポリマ
ーと少量の強荷電ポリマーが必要になると期待される。
この場合、強荷電ポリマー類が一般に高価であること、
また相分離生成物の主体が安価な弱荷電ポリマーで構成
されることを考え合わせると、工業的観点から好都合で
ある。したがって、本発明の方法では比較的多量の弱荷
電ポリマーと比較敵少量の強荷電ポリマーを使用するこ
とが好ましい。大部分の陰イオンスターチと陽イオンス
ターチが弱荷電ポリマー類の適例である。強荷電ポリマ
ー類の例として、製紙用歩留り向上剤および／または流
出処理等の凝集剤として市販されている多数のポリマー
類や樹脂類がある。
一定の電荷がpHによって増強、抑制されることに注目す
ることも重要である。例えば酸溶液中では、陽イオンポ
リマーの陽イオン性が増大し、陰イオンポリマーの陰イ
オン性が減少する。一方、アルカリ溶液中では逆の現象
が起こる。このような作用は、本発明による製造方法の
操作や調節に利用可能である。
本発明の製造方法では多種類の陽イオンポリマー類と多
種類の陰イオンポリマー類が使用できるとはいえ、陽イ
オンと陰イオンの両ポリマー類を任意に組合せたものが
すべて満足に作用するとは限らない。例えば使用したポ
リマー類が荷電力の点で適切に合致しなければ、良好な
効果は得られない。ポリマー類の適切な組合せが後記実
施例に示してある。組合せの適否を判断する際、ポリマ
ー類の使用濃度や使用量などの要因を考慮すべきことは
言うまでもない。
本発明の製造方法に使用される陽イオンポリマー類の適
例として、ポリアクリルアミド類、アミン／アミド／エ
ピクロロヒドリンコポリマー類（以下「AAEコポリマ
ー」と略記）、特に製紙用歩留り用向上剤または凝集剤
として市販されている種類のもの、スターチ類、特に紙
強度向上剤として市販されている種類のもの、ポリジア
ルキルジメチルアンモニウムクロリド（以下「DADMACポ
リマー」と略記）等の高分子系第四級アンモニウム化合
物類およびポリアミン類がある。ゼラチンはコアセルベ
ーション法において陽イオンポリマーとして汎用されて
いるが、周囲温度で低濃度でもゲル化しやすいため、本
発明の製造方法にゼラチンを使用することは一般に不適
当である。陰イオンポリマー類の適例はポリアクリルア
ミド類、特に製紙用歩留り向上剤または凝集剤として市
販されている種類のもの、スターチ類、特に紙強度向上
剤として市販されている種類のもの、ガム等の変性多糖
類、カルボキシメチルセルロースおよび無水マレイン酸
とエチレン、ビニルメチルケトンまたは他のモノマー類
とのコポリマー類である。アラビアゴムも適用できる。
ただし、この物質は確実に入手できるとは限らず、また
樹皮等によって汚染されていることもあるので、予備濾
過または他の処理を要する。
陽イオン性または陽イオン性の製紙用歩留り向上剤また
は凝集剤を工程（ａ）および工程（ｂ）の処理に使用す
る場合、工程（ａ）の繊維処理におけるポリマーの使用
量は繊維の乾燥基準で好ましくは少なくとも0.15wt％、
より好ましくは0.2から0.4wt％である。工程（ｂ）の填
料処理におけるポリマーの使用量は填料の乾量基準で好
ましくは0.1wt％、より好ましくは0.2または0.3から1.0
wt％である。工程（ｃ）の処理に用いる陰イオン性また
は陽イオン性のスターチの使用量は填料の乾量基準で好
ましくは少なくとも4wt％、より好ましくは５または８
から10wt％である。歩留り向上剤または凝集剤とスター
チの乾量重量比は、陽イオン歩留り向上剤または凝集剤
と陰イオンスターチの場合は好ましくは1:6から1:40、
より好ましくは1:6から1:14であり、また陰イオン歩留
り向上剤または凝集剤と陽イオンスターチの場合は好ま
しくは1:12から1:100、より好ましくは1:24から1:40で
ある。
填料と繊維の両処理における水性媒体中の好適ポリマー
濃度は、例えばAAEコポリマー類あるいは陽イオン性ま
たは陰イオン性スターチ類の比較的低分子量のポリマー
類を用いた場合は約5wt％まで、例えば4wt％であると従
来から判明している。しかし、陽イオン性または陰イオ
ン性のポリアクリルアミド類の高分子量ポリマーを用い
た場合はわずか約0.5wt％であることもわかっている。
填料処理時の填料懸濁液中の固形含量は典型的には約35
wt％まで、例えば15から25wt％である。処理を完了した
あと、処理填料懸濁液を処理繊維懸濁液に添加する。そ
の添加は、チェストまたはファンポンプでの混合後また
はリファイニング後、紙料調製装置または紙料流入装置
内での、例えばミキシングロールでの多数の時点のいず
れかで行う。紙料調製装置または紙料流入装置内での乱
流発生直後、例えばリファイニング後の添加が好ましい
と判明している。ある特定の処理系と製紙装置における
最適添加点は日常試験により判定できる。
填量および繊維は通常はポリマーの処理前にそれぞれ水
性懸濁液として調製されるが、乾燥した填料または繊維
を水性ポリマー溶液に原則的に直接添加することができ
る。
処理繊維の懸濁液を製紙に適した濃度に希釈したあと、
その繊維と処理填料を混合することが好ましいが、繊維
の希釈前に双方を混合してもよい。後者の場合のポリマ
ー濃度では相分離が発生せず、希釈後にはじめて誘起さ
れる。
相分離に最も影響を及ぼす要因として、上述のごとく希
釈を取り上げたとはいえ、例えばpH調節や塩添加の手段
を介しても相分離を誘発、促進せしめ得ることが当業界
で周知である。このような便法は本発明の製造方法にも
原則として適用可能である。
本発明の製造方法に用いる製紙工業界で常用の、例えば
カオリン、炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、ア
ルミニウム珪酸塩類等のいずれでもよい。処理ポリマー
全量に対する填料の重量比は使用するポリマー類の種類
にも左右されるが、典型例としては約12:1から15:1であ
る。
本発明の製造方法によるウエブ形成工程つまり工程
（ｅ）は従来の製紙装置、例えば長網抄紙機を用いて実
行できる。
酸性サイジング（つまりロジン／みょうばんサイジン
グ）または中性／アルカリ性サイジング（例えばアルキ
ルケテンダイマーサイジングまたは無水琥珀酸サイジン
グ）を本発明の製造方法に採用することができる。酸性
サイジング系に高電荷陽イオンサイズ剤（Al3+）が存在
すると、電荷ポリマー類に影響するのでははないかと思
われるが、実際上は装置の操作または紙の特性に何ら顕
著な影響を及ぼさないと判明している。
本発明の特に好ましい態様によれば、製紙用繊維と填料
とから充填紙を製造する方法において、 （ａ）製紙用繊維を水性媒体中で陰イオン性の合成ポリ
マーにより処理する工程と、 （ｂ）填料を水性媒体中で陰イオン性の合成ポリマーに
より別途処理する工程と、 （ｃ）その処理填料を陰イオンポリマーにより処理する
工程と、 （ｄ）工程（ａ）で処理した繊維と工程（ｂ）で処理し
た填料との各水性懸濁液を混合し、それにより紙料を形
成し、必要ならばその各懸濁液を製紙操作前、操作中ま
たは操作後に希釈する工程と、 （ｅ）その紙料を濾水して充填紙ウエブを形成する工程
とから成る製造方法が提供される。
この特定製造方法の工程（ａ）と工程（ｂ）で用いるポ
リマーは好ましくは陽イオン性歩留り向上剤または凝集
剤、例えば陽イオンポリアクリルアミドまたは陽イオン
アミン／アミド／エピクロロヒドリンコポリマーであ
り、また工程（ｃ）で用いるポリマーは好ましくは陰イ
オンスターチである。工程（ａ）と工程（ｂ）における
陽イオン歩留り向上剤または凝集剤の使用量は繊維また
は填料の乾量基準で好ましくは0.2から1.0wt％である。
工程（ｃ）の陰イオンスターチの使用量は填量の乾量基
準で好ましくは５から10wt％である。
本発明の別の好ましい態様によれば、製紙用繊維と填料
とから充填紙を製造する方法において、 （ａ）製紙用繊維を水性媒体中で陰イオン性合成ポリマ
ーにより処理する工程と、 （ｂ）填料を水性媒体中で、製紙用歩留り剤または凝集
剤としての陰イオン性の合成ポリマーにより別途処理す
る工程と、 （ｃ）その処理填料を陽イオンポリマーにより処理する
工程と、 （ｄ）工程（ａ）で処理した繊維と、工程（ｂ）で処理
した填料との各水性懸濁液を混合し、それにより紙料を
形成し、必要ならばその各懸濁液を製紙操作前、操作中
または操作後に希釈する工程と、 （ｅ）その紙料を濾水して充填紙ウエブを形成する工程
とから成る製造方法が提供される。
この特定製造方法の工程（ａ）と工程（ｂ）で用いるポ
リマーは好ましくは陰イオン性歩留り向上剤または凝集
剤、例えば陰イオンポリアクリルアミドであり、また工
程（ｂ）で用いるポリマーは好ましくは陽イオンスター
チである。工程（ａ）と工程（ｂ）における陰イオンポ
リマーの使用量は繊維または填料の乾量基準で好ましく
は0.2から0.4wt％である。工程（ｃ）の陽イオンスター
チの使用量は填料の乾量基準で好ましくは８から10wt％
である。
実施例 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。別段定めの
ない限り、部単位は重量基準であり、また歩留り値は填
料と繊維のみの全量に基づく概算値である。
実施例１ この実施例は、製紙用繊維と填料とを陽イオンポリマー
により別個に処理し、両処理物質の混合によって紙料を
形成するのに先立ち、その処理填料を陰イオンポリマー
により追加処理せしめる製法を示す。３種のポリマーを
処理量を用いる一方、既知技術に基づく２種の対照を試
験した。
（ａ）繊維処理 乾量で繊維20kgを含む４％水性繊維懸濁液を調製した。
使用した繊維は漂白ユーカリクラフトパルプ70％と漂白
クラフト混合針葉樹パルプ30％の混合品であり、あらか
じめショッパーリグラー粘状度約30〜35゜にリファイニ
ング（両ポルプを一体に）した繊維であった。その繊維
懸濁液に陽イオンAAEコポリマー［「パーコル 1597」
（Percol 1597）、アライド・コロイヅ・リミテッド
（Allied Colloids Ltd.）］の５％水溶液1.66kgを攪
拌しながら加えた。懸濁液中のAAEコポリマー含量は83
g、繊維重量に対して約0.4％であった。
（ｂ）填料処理 白亜15kgを含む25％白亜スラリーを調製した。AAEコポ
リマー（パーコル 1597）の５％水性懸濁液Xkgを加
え、得られた混合物を十分に攪拌した。陰イオンスター
チ［「ソルビトース・シー ５」（Solvitose C5）、
架橋カルボキシメチル化トウモロコシスターチ、タンネ
ル・アベベ（Tunnel Avebe）］の５％溶液Ykgを加え、
混合物を十分に攪拌した。ＸとＹの値およびポリマー含
量は次のとおりであった。
＊白亜重量基準 試験１〜３における填料／陰イオンスターチ/AAEコポリ
マーの概算重量比は次のとおりであった。（ ）内は填
料／陰イオンスターチの重量比を示す。
試験１ 105:12:1 （ 9:1） 試験２ 144:12:1 （12:1） 試験３ 180:12:1 （15:1） （ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 中間実験用長網抄紙機のミキシングボックスにおいて３
種の添加量で処理白亜スラリーを繊維懸濁液に加えた。
その添加量とは、得られた紙料が繊維と白亜の全重量に
対してそれぞれ約21％、43％および64％の白亜を含むよ
うに定めたものであった（添加量は、製紙系の各種ポン
プによる流量に影響されて不完全なため概算値であ
る）。アルキルケテンダイマーのサイズ剤［「アクアペ
ル ２」（Aquapel ２）、ハーキュレス・リミテッド
（Hercules Ltd.）」を加え、各紙料中の全アルキルケ
ンダイマー含量を6g、繊維重量に対して0.03％とした。
紙料を濾水し、常法により目標質量100g/m2と50g/m2の
紙ウエブを形成した。可溶化スターチ［「アミゾール
5592」（Amisol 5592）、シー・ピー・シー・ユナイテ
ッド・キングダム（CPC United Kingdom）］の５％溶
液を製紙機のサイズプレスにより被覆した。最終紙ウエ
ブ中の可溶化スターチ含量が繊維含量に対して約2.5％
となるように付着量を定めた。
（ｄ）対照１−予備凝集填料 ポリアクリルアミド凝集剤［「パーコル・イー24」（Pe
rcol E24）、アライド・コロイヅ・リミテッド（Allie
d Colloids Ltd.）］の0.35％溶液2kgを、白亜15kgを
含む25％白亜スラリーに加えた。得られた混合物中のポ
リアクリルアミド含量は7g、白亜重量に対して0.047％
であった。処理白亜スラリーを、20kgの乾繊維［上記
（ａ）項と同一配合品］を含む未処理の４％水性懸濁液
に加えた。白亜スラリーの添加は（ｃ）項に記載した製
紙機のチェストで３種の充填量で行い、（ｃ）項と同一
の白亜含量を得た。混合物をそれぞれ製紙用濃度に希釈
し、（ｃ）項と同様にアルキルケテンダイマーでサイジ
ングしたあと、目標質量100g/m2と50g/m2の紙ウエブを
形成した。サイジングは（ｃ）項と同様にサイズプレス
を介して行った。
（ｅ）対照２−陽イオンスターチ処理填料 陽イオンスターチ［「アミゾール 5906」（Amisol 59
06）、第四級アンモニウム置換トウモロコシスターチ、
シー・ピー・シー・ユナイテッド・キングダム（CPC U
nited Kingdom）］の５％溶液5kgを、白亜15kgを含む2
5％白亜スラリーに加えた。得られた混合物中のスター
チ含量は350g、白亜重量に対して2.3％であった。ポリ
アクリルアミド処理スラリーに代えてスターチ処理白亜
スラリーを用いた以外、（ｄ）項の手順に従った。
（ｆ）結果 得られた各紙について、灰分（紙ウエブ中に滞留の填料
の充填量）を含む全規模標準試験を行った。灰分から填
料のワンパス歩留り（ファーストパス歩留りとも呼称さ
れる）の概算値を算出した（ポンプ流速の変動が紙料中
の填料の量に影響するため、歩留り値は概算である）。
灰分測定値および灰分から求めた歩留り値を表１に示し
た。
表１の結果から明らかなように、本発明の製法は高値の
歩留りを示し、充填量を有意に向上させることが可能で
あった。填料／スターチ/AAEコポリマー比のうち144:1
2:1と180:12:1（填料／スターチ比 12:1と15:1）のも
のが最良の効果を発揮した。
強度試験（破裂強度、破断長、剛度等）の結果を評価す
ると、本発明の製法により形成した紙は、数列は対照と
同程度であったが、総じて満足な特性を示した。対照紙
より特性の劣る紙も、充填量および歩留りに顕著な効果
を奏した紙は合格と判定した。本発明の製法による紙は
不透明、嵩、粗性および白色度の点でも満足な結果を示
した。填料／スターチ比約12:1〜15:1の紙およびスター
チ/AAEコポリマー比約12:1の紙が最良の特性を発揮し
た。
実施例２ この実施例は、実施例１のアルキルケテンダイマーのサ
イジング系に代えて酸性サイジング系（ロジン／みょう
ばん）を用いた本発明の製法を示す。
次の物質を用いた以外、実施例（ａ）〜（ｃ）項と
（ｆ）項の手順に従った。
繊維 15kg （実施例１と同一配合品） AAEコポリマー 63g （パーコル 1597）、（５％水性権濁液として使用） 繊維処理用 白亜 17.3kg（25％水性スラリ
ー） AAEコポリマー 120g （パーコル 1597）、 （５％水性懸濁液） 白亜処理用 陰イオンスターチ 1.44kg （ソルビトース C5） （５％水性懸濁液） 填料／スターチ/AAEコポリマー比は144:12:1（填料／ス
ターチ比 12:1）であった。50％みょうばん溶液をチェ
スト内の繊維に、ついでミキシングボックスに加えた。
みょうばんの添加量はヘッドボックスのpHを５〜６に保
持できるように定めた。みょうばんの全添加量は360gで
あった。ロジンサイズ剤［「ブマール」（Bumal）、テ
ネコーマルロス・リミテッド（Tenneco−Malros Lt
d.）」の105gをミキシングボックス内に加えた。
得られた紙を実施例１の（ｆ）項と同様にして試験し、
結果を表２に示した。比較の意味で実施例１の結果も併
記した。
実施例２の結果は実施例１にほぼ匹敵すると判明した。
実施例３ この実施例は、紙料調製または紙料流入系の種々の時点
で処理填料を処理繊維に添加する場合を示す。製紙機は
実施例１の（ｃ）項と同様のものを用いた。
次の物質量を用いた以外、実施例１の（ａ）と（ｂ）項
の手順に従った。
繊維 28kg （実施例１と同一配合品）（４％水性懸濁液として使
用） AAEコポリマー 117g （パーコル 1597）、 （５％水溶液で2.34kg） 繊維処理用 白亜 32.3kg（25％水性スラリ
ー） AAEコポリマー 224g （パーコル 1597）、 （５％水溶液で4.48kg） 白亜処理用 陰イオンスターチ 2.7kg （ソルビトース C5） （５％水溶液） 上記使用量は、AAEコポリマーによる繊維処理量が乾繊
維重量に対して約0.4％、AAEコポリマーによる白亜処理
量が白亜重量に対して0.7％、またスターチによる白亜
処理量が白亜重量に対して8.3％となるように定めた。
填量／スターチ/AAEコポリマー比は144:12:1（填料／ス
ターチ比 12:1）であった。
処理白亜スラリーを多様の時点で処理繊維懸濁液に加
え、乾繊維と白亜の全重量に対してそれぞれ43％と64％
の白亜を含む２種の紙料を形成した。添加時点はリファ
イナーの前後のミキシングボックスおよびチェストであ
った（使用した中間実験用製紙機のリファイナーは主に
紙料を十分に混合する機能を有するので、通常は別のリ
ファイニング工程で紙料を所期粘状度に予備リファニン
グする）。紙料を製紙に適した濃度に濾水し、実施例１
と同様にアルキルケテンダイマーのサイズ剤を加えた。
常法により紙料を100g/m2の紙に形成し、実施例１の
（ｆ）項の手順に従って紙の試験を行った。
紙料調製または紙料流入装置内に乱流が発生した直後の
時点で白亜を添加すると、最良の結果が得られると判明
した。ただし、ある特定の時点で白亜を加えた場合、測
定の際の紙特性に依存して良、不良両方の成果が現われ
るため、上述の結論は必ずしも確証となるものではなか
った。総論として言えることは、添加時点に絶対的な限
界があるわけではなく、またある特定の処理系や製紙機
に最適の添加時点が日常実験により決定できることであ
る。
実施例４ この実施例は、実施例１の場合より広範囲の填料／ポリ
マー比を用い、さらに歩留りを向上剤を従来のごとくに
用いた本発明の製法を示す。
物質の使用量を変え、またチェストに代えてヘッドボッ
クスに処理白亜懸濁液を加えた以外、実施例（ａ）〜
（ｃ）項と（ｆ）項の手順に従った。各例における乾繊
維の量は14kg、繊維処理に用いたAAEコポリマー（パー
コル 1597）の量は59g（５％水溶液で1.18kg）、乾繊
維重量に対して約0.4％、また白亜の量は10kgであっ
た。白亜の処理に用いたポリマー類の量は次のとおりで
あった。
試験１〜４における填料／陰イオンスターチ/AAEコポリ
マーの概算重量比は次のとおりであった。（ ）内は填
料／陰イオンスターチの重量比を示す。
試験１ 60:10:1（ 6:1） 試験２ 120:12:1（10:1） 試験３ 180:12:1（15:1） 試験４ 240:12:1（20:1） 各試験は、歩留り向上剤を省いたものと、陰イオンポリ
アクリルアミド向上剤（パーコル E24）を乾繊維重量
に対して0.01％ミキシングボックスに加えたものとを用
い、二重反復式に行った。
白亜スラリーに加えるポリアクリルアミド凝集剤の量を
乾白亜重量に対して0.01％とした以外、実施例１の対照
１による手順に従って対照も試験した。
填料／スターチ/AAEコポリマー比が60:10:1の場合（試
験１）、非常に大きい凝集塊の生成を伴うため、紙形成
が不良であって、50g/m2の紙を得ることができなかっ
た。しかし、この物質比を用いると、21％と43％の目標
填料添加量の２種のみではあるが、100g/m2の紙が形成
できた。この事実から、60:10:1比の場合、白亜スラリ
ーの添加を紙料流入時に行うべきことが示唆された。
50g/m2と100g/m2の両紙の灰分および灰分から求めた歩
留り値をそれぞれ表４−１と表４−２に示した。
一般に填料／スターチ/AAE］ポリマー比が240:12:1の場
合に最高位の充填量と歩留りを示し、これに180:12:1の
比が続いた。対照を除き、歩留り向上剤の使用による充
填量または歩留りの影響はほとんど認められなかった。
強度や他の試験結果は実施例１と同程度であり、同様の
結論を下すことができる。240:12:1と180:12:1の両比が
最も優れた強度特性を発揮した。歩留り向上剤が強度特
性に有意に影響しないと思われた。
実施例５ この実施例は、繊維処理に各種の量のポリマーを用い、
しかも前掲の実施例における添加時点と異なって製紙機
のファンポンプで、処理填料を加えた場合を示す。製紙
装置として約38cmの、乾燥能を備えない実験用抄紙機を
用いた。したがって、抄紙機を一定間隔で停止しなが
ら、形成された湿潤ウエブを取り出して加熱ドラム上で
乾燥せしめることが必要であった。
（ａ）繊維処理 約２％の繊維懸濁液（実施例１と同一混合品）を目盛混
合タンク内で調製した。この懸濁液の一部を後記の
（ｃ）項で未処理品の対照として用いた。対照試験が完
了した時点でAAEコポリマー（パーコル 1597）の50％
溶液を加え、乾繊維0.2％に対する乾コポリマーに基づ
いて概算添加量を定めたあと、紙を形成した。ついで増
量のコポリマー溶液を加えてコポリマー添加量を0.4％
に高め、別の紙を形成した。この手順を２回繰り返すこ
とにより、0.7％と0.9％の添加量を有する紙も形成し
た。
（ｂ）填料処理 白亜50kgを水150kgにスラリー化したあと、水10kgに固
形分50％として溶解したAAEコポリマー溶液694gを加
え、白亜重量に対して0.69％のAAEコポリマー添加量を
得た（AAEコポリマー乾重量347g）。乾陰イオンスター
チ（ソルビトース C5）の4.2kgを加え、白亜重量に対
して8.4％のスターチ添加量を得た。このようにして得
た混合物の全容量を水で250とした。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 処理白亜スラリーを製紙機のファンポンプの時点で、上
記（ａ）項で得た繊維懸濁液に加え、繊維と白亜の全重
量に対して約64％の目標白亜含量を得た。紙料を製紙に
適した濃度に希釈し、製紙機の長網上で濾水した、得ら
れた紙ウエブを乾燥したあと、灰分、破裂強度および破
断長を調べた。ヘッドボックス中における紙料の実白亜
含量（目標含量と対比した）も測定した。白亜含量、灰
分および灰分から求めた歩留り値を表５に示した。
繊維処理した全例とも、填料処理のみの対照に比較して
灰分と歩留り値が優った。繊維に対してAAEコポリマー
を0.47％添加した場合、最高値が得られた。
繊維処理を行うと、0.9％AAEコポリマーの例を除いて、
破裂強度と破断長も向上した。最高値が得られたのはや
はり0.4％のAAEコポリマー添加量の場合であった。
実施例６ この実施例は、一連の填量添加量で、かつ繊維処理用の
AAEコポリマー量を一定（繊維に対して0.7％）に保持し
た状態で、填料の添加位置を変えた場合の影響を示す。
繊維、填料の両処理、使用製紙機および試験測定法は実
施例５におけるのと同様であった。
結果を表６に示した。
ファンポンプ添加の場合に高値の灰分と歩留りが得られ
ると判明した。灰分値が異なるため、強度値を直かに比
較することは問題であった。
実施例７ この実施例は、繊維を陰イオンポリマーで処理し、また
填料をまず陰イオンポリマーで、ついで陽イオンポリマ
ーで処理する製法を示す（前掲実施例とは逆の構成）。
（ａ）繊維処理 約２％の繊維懸濁液（実施例１と同一配合品）を調製
し、これに陰イオンポリアクリルアミド（パーコル E2
4）を攪拌しながらを加えた。そのポリマーの添加量
は、乾繊維重量に対して約0.4％の充填量となる量であ
った。
（ｂ）填料処理 白亜50kgを水150kgにスラリー化したあと、347gの陰イ
オンポリアクリルアミド（パーコル E24）を水69kgに
溶解した溶液を加え、白亜重量に対して約0.7％のポリ
アクリルアミド充填量を得た。4.2kgの乾陽イオンスタ
ーチ（アミゾール 5906）を加え、白亜重量に対して8.
4％のスターチ充填量を得た。このようにして得た混合
物の全容量を水で250とした。（ｃ）填料、繊維両懸
濁液の混合／製紙 処理白亜スラリーを一定範囲の填料添加量で、かつ実施
例５の実験用製紙機のファンポンプまたはチェストにお
いて、処理繊維懸濁液に加えた。ついで紙料を製紙に適
した濃度に希釈したあと、濾水して紙ウエブを形成し
た。測定は実施例５の手順に従った。
結果を表７に示した 実施例６におけると同様に、ファンポンプ添加の場合に
高値の灰分と歩留りが達成されると判明した。
実施例８ この実施例は、乾燥設備を有しない実験室用製紙機に代
えて中間実験用製紙機を用いた実施例７の製法を示す。
適切な乾燥設備付きの大型製紙機を使用した結果、製法
の作業性に信頼が置けると同時に、確証の高い特性を有
する紙が得られる。白亜に代えてカオリンを用いた反復
試験に加え、既知技術を用いた対照も試験した。填料／
陽イオンスターチ／陰イオンポリアクリルアミドの比は
144:12:1であった。
（ａ）繊維処理 乾量で21kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
の水性繊維懸濁液を調製した。この懸濁液に陰イオンポ
リアクリルアミド（パーコル E24）の0.5％水溶液17.7
kgを攪拌しながらを加えた。懸濁液中のポリアクリルア
ミド含量は88.5g、繊維重量に対して約0.4％であった。
（ｂ）填料処理 白亜13kgを水47kgにスラリー化したあと、陰イオンポリ
アクリルアミド（パーコル E24）の0.5％溶液18.2kgを
攪拌下で加えた。混合物中のポリアクリルアミド含量は
91g、白亜重量に対して0.7％であった。陽イオンスター
チ（アミゾール 5906）の５％溶液21.6kgを攪拌しなが
ら加えた。陽イオンスターチの乾量での添加量は1.08k
g、白亜重量に対して8.3％であった。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 処理白亜スラリーを、リファイナーに後続する紙料流入
装置のある一定位置で、かつ繊維と白亜の全重量に対し
てそれぞれ約15％、30％および45％の白亜充填量を得る
に足る量で、繊維懸濁液に加えた。ついで処理繊維懸濁
液を製紙に適した濃度に希釈した。全固形分に対して0.
02％のアルキルケテンダイマー（アクアペル ２）をサ
イズ剤としてミシシングボックスに加えた。各種紙料を
濾水し、常法により目標質量100g/m2と50g/m2の紙ウエ
ブを形成した。可溶化スターチ（アミゾール 5592）の
５％溶液を製紙機のサイズプレスを介して各紙ウエブに
被覆した。付着量は、最終紙ウエブ中の可溶化スターチ
含量が繊維含量の約５％となるように定めた。目標白亜
充填量45％または目標カオリン充填量15％の50g/m2の紙
は形成しなかった。
（ｄ）白亜に代るカオリンの使用 白亜の代替品として同重量のカオリンを用い、かつサイ
ズ剤としてアルキルケテンダイマーに代えてロジン／み
ょうばんを用いた以外、上記（ａ）〜（ｃ）項の手順を
繰り返した。みょうばん420gと固形分44％、335gのロジ
ン［ブーマル（Bumal）］をチェストに加えた。
（ｅ）対照 前出のリンドストレムとコルゼス共著の論文に開示され
ている製法に従った。この製法が製紙業界で脚光を浴び
ている製法の一つであり、また従来の製法のうちで最も
興味を惹く一つと考えられているとの理由で、同製法を
対照として選択した。21kgの乾繊維（実施例１と同一配
合品）を含む４％繊維懸濁液を調製し、これに次の物質
を加えた。
（１）白亜スラリー、白亜10kgを水67kgに分散して調
製、リファイニング直後の位置で添加、繊維と白亜の全
重量でそれぞれ15％、30％および45％の目標白亜含量を
得る量で添加 （２）陽イオンスターチ（アミゾール 5906）、スター
チ880gを含む５％溶液17.6kg（乾繊維重量の4.2％）、
リファイニング直後の位置で添加 （３）陰イオンポリアクリルアミド、ポリアクリルアミ
ド63gを含む0.5％溶液12.6kg（乾繊維重量の0.3％）、
ミキシングボックスで添加 （４）アルキルケテンダイマーのサイズ剤（アクアペル
２）、固形分全量の0.02％、ミキシングボックスで添
加 白亜の代替品として同重量のカオリンを用い、かつサイ
ズ剤としてアルキルケテンダイマーに代えてロジン／み
ょうばんを用いて同じ手順を繰り返した［みょうばん42
0gと固形分44％、335gのロジン（ブーマル）をチェスト
に添加］。白亜、カオリンクレーのいずれの場合も、目
標充填量45％の対照では50g/m2の紙は形成しなかった。
ｆ）結果 得られた紙について、灰分、破裂、剛度（テーバー）お
よび破断長を含む一連の標準試験を行った。
破裂値を次式により「破裂強度」に変換した。
剛度値を次式により「比曲げ弾性率」に変換した。
破裂値および剛度値を変換したのは、紙の質量と厚さの
変動を補うためであった。
結果を表８に示した。
充填量および歩留りの点で対照群の一部が本発明品を上
回り、また一部が劣ると判明した。このデータから明確
な結論を下すことはできない。
しかし、本発明品は、破裂強度値として測定した紙強度
に非常に優れた効果を発揮した。紙強度は種々の方法で
試験できるが、最も一般的なのは破裂強度、耐引裂性、
抗張力、耐折強度および剛度である。とりわけ破裂強度
は、単一の簡便操作により、紙の他種用途に関係の深い
強度と靭性を一体に測定することを意図としているか
ら、特に貴重な指標である（前出の「パルプ・アンド・
ペーパー：ケミストリー・アンド・ケミカル・テクノロ
ジー」、第21章、第1779頁と第1795頁参照）。
表８に引用した破裂強度値は、添付図面の第1A図から第
1D図のようにグラフにより図示すると理解しやすい。こ
れらの図面には前掲実施例の対照群の結果も示してあ
る。（第1A図から第1D図および他の図面に示した線はプ
ロット点を結んだに過ぎないため、必ずしもぴったり一
致していないことに留意すべきである）。白亜の全充填
量のうちのある量で相当に高い破裂強度値が得られ、ま
たその効果が一般に高充填量においてより顕著であると
理解できる。このことは工業的見地から特に重要であ
る。カオリンについてもある程度の効果が得られたが、
顕著とは言えなかった。
本発明品の比曲げ弾性率は対照と同程度または多少劣っ
た。曲げ弾性率が対照より劣ったとはいえ、他の特性で
認められた効果に影響を及ぼすほどの意味はなかった。
破断長の値は対照よりかなり上回った（この実施例の対
照と同程度の値を示した前掲実施例の対照群も含め
て）。
実施例９ この実施例は、カオリンと白亜を用いた以外、実施例１
と同様の製法を示す。物質の使用量として填料／陰イオ
ンスターチ/AAEコポリマー比が144:12:1となるように定
めた。
（ａ）繊維処理 乾量で21kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
の水性繊維懸濁液を調製し、AAEコポリマー（パーコル
1597）の0.5％溶液17.7kgを攪拌下で添加した。懸濁
液中のAAEコポリマー含量は88g、繊維重量に対して約0.
4％であった。
（ｂ）填料処理 白亜10kgを水37kgにスラリー化し、このスラリーにAAE
コポリマー（パーコル 1597）の0.5％溶液14kgを攪拌
しながら混合した。混合物中のAAEコポリマー含量は70
g、白亜重量に対して0.7％であった。攪拌を続けながら
陰イオンスターチ（ソルビトース C5）の５％溶液16.6
kgを加えた。混合物の陰イオンスターチ含量は0.83kg、
白亜重量に対して8.3％であった。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 実施例８の（ｃ）項の手順に従った。
（ｄ）白亜に代るカオリンの使用 白亜に代えて同重量のカオリンを用い、かつサイズ剤と
してアルキルケテンダイマーに代えて実施例８の（ｄ）
項のロジン／みょうばんを用いた以外、上記（ａ）〜
（ｃ）項の手順を繰り返した。
結果を表９に示した。
破裂強度、比曲げ弾性率および破断長は前掲実施例の対
照とほぼ同程度または多少劣った（妥当な比較を行い得
る場合）。充填量および歩留り値は実施例８と同一次数
であった。
実施例10 この実施例は、填料／陰イオンスターチ/AAEコポリマー
比を代えた以外（144:12:1に代えて77:6:1）、実施例９
と同様の製法を示す。
次の物質を用いた以外、実施例９の手順に従った。
（１）白亜またはカオリン10kg、水26kgにスラリー化 （２）0.5％AAEコポリマー溶液26kg、繊維処理用、AAE
コポリマー含量130g（白亜またはカオリンの重量に対し
て1.3％） （３）５％陰イオンスターチ溶液（ソルビトースC5）1
5.6kg、填料処理用、陰イオンスターチ含量0.7kg（白亜
またはカオリンの重量に対して7.8％） 目標質量50g/m2のカオリン充填紙について、リファイニ
ングの前後にそれぞれ処理カオリンスラリーを添加する
ことにより、二十反復試験を行った。
結果を表10に示した。
破裂強度、比曲げ弾性率および破断長は対照とほぼ同程
度または多少劣った。充填量および歩留り値は実施例９
と比べてわずかに向上した。
実施例11 この実施例は、繊維と填料の処理に陽イオンポリアクリ
ルアミドを用い、処理填料を陰イオンスターチで追加処
理した場合を示す。填料／陰イオンスターチ／陽イオン
ポリアクリルアミド比は144:12:1（厳密な計算値143:1
2:1）であった。
（ａ）繊維処理 乾量で14kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
水性繊維懸濁液を調製し、陽イオンポリアクリルアミド
［「パーコル 47」（Percol 47）、アライド・コロイ
ヅ・リミテッド（Allied Colloids Ltd.）］の５％溶
液11.75kgを攪拌下で加えた。陽イオンポリアクリルア
ミド含量は59kg（繊維重量に対して約0.4％）であっ
た。
（ｂ）填料処理 白亜10kgを水35kgにスラリー化し、陽イオンポリアクリ
ルアミド（パーコル 47）の0.5％溶液14kgを攪拌しな
がら加えた。陽イオンポリアクリルアミド含量は70g、
（白亜重量に対して0.7％）であった。攪拌を続けなが
ら陰イオンスターチ（ソルビトース C5）の５％溶液1
6.6kgを加えた。陰イオンスターチ含量は0.83kg（白亜
重量に対して8.3％）であった。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 100g/m2の紙のみを形成し、目標白亜添加量を変えた以
外、実施例８の（ｃ）項の手順に従った。目標白亜添加
量は25％。、33％および46％であり、目標カオリン添加
量は24％、35％、49％、60％、68％および72％であっ
た。カオリンはすべてリファイニング前に加える一方、
白亜は実施例12と同様にリファイニングの前後に添加し
た。
（ｄ）白亜に代るカオリンの使用 白亜に代えて同重量のカオリンを用い、処理カオリン懸
濁液を各種の添加量で繊維に加え、かつサイズ剤として
アルキルケテンダイマーの代りに実施例８の（ｄ）項の
ロジン／みょうばんを用いたことを除き、上記（ａ）〜
（ｃ）項の手順を繰り返した。カオリン添加量としてカ
オリン含量が24％、35％、49％、60％、68％及び72％と
なるように定めた 結果を表11に示した。
破裂強度を第2A図と第2B図に示した。得られた効果は対
照と匹敵した。破断長も向上したが、比曲げ弾性率に改
良は認められず、また多少低下した。強度特性に関する
限り、白亜スラリーをリファイニングの前後に添加して
も、明示できるほどの利点は見い出せなかった。白亜の
充填量および歩留りは高値を示したが、カオリンのそれ
はかなり低かった。実施例12の場合と同様に、填料懸濁
液のポンプ流速に変動が認められたため、歩留り値は信
頼できないと思われる。白亜をリファイニング後に加え
た場合、白亜の充填量および歩留りが良好であった。
実施例12 この実施例は、繊維の処理および填料の初期処理に陽イ
オンポリアミンを用い、かつ填料の追加処理に当って前
掲実施例のものと異なった陰イオンスターチを用いた場
合を示す。
（ａ）填料処理 分子量約200,000のポリアミン［「アクュラック 57」
（Accurac 57）、アメリカン・サイアナミッド（Ameri
can Cyanamid）］の２％溶液9gに、水81gにスラリー化
した白亜27gを攪拌しながら加えた。白亜スラリーに陰
イオンスターチ［「フロ−コート 64」（Flo−Kote 6
4）、陰イオン性トウモロコシスターチ、ライング−ナ
ショナル・リミテッド（Laing−National Ltd.）］の
３％溶液75gを攪拌で加えた。
（ｂ）繊維処理 ポリアミン（アクュラック 57）の２％溶液1.5gを、乾
量で18gの繊維を含む水性繊維懸濁液383gに攪拌しなが
加えた。ついでさらに水250gを加えた。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙／試験 填料と繊維の処理懸濁液を攪拌しながら混合したあと、
さらに水3kgを加えた。このようにして得た紙料から、
実験用紙形成機を用いて目標質量50g/m2の正方形の手抄
紙を形成した。手抄紙の灰分と破裂強度を測定した。
（ｄ）追加試験 填料と処理ポリマー類の使用量を変えた以外、同一手順
を繰り返した。填料処理または繊維処理の工程を部分的
に省いた対照についても試験した。
処理ポリマー類の使用量および得られた結果を表12に示
した。
対照１は高次の充填量と歩留りを示すも、破裂強度は低
かった。対照２は試験１〜３と同一次数の灰分を有する
が、破裂強度の点で劣った。
実施例13 この実施例は処理ポリマー類の使用量を変えた以外、実
施例13と同様の製法に異なった陰イオンスターチを用い
た場合を示す。陰イオンスターチとして加水分解ポテト
スターチの燐酸エステル［「ニールガム・エー160」（N
ylgum A160）、エッチ・ヘリアス・アンド・コンパニ
ー（H.Helias ＆ Co.）］を３％水溶液として用い
た。
処理ポリマー類の使用量および得られた結果を表13に示
した。
対照２〜４は高次の充填量と歩留りを示したが、同程度
に高い充填量の試験５〜６に比較すると、破裂強度が極
端に劣った。対照１の紙は試験３〜４に次いで良好な灰
分を有するも、破裂強度の点でかなり劣るものであっ
た。
弱陽イオン性電荷の類似ポリアミン（アクュラック 6
7）を用いて同様の試験を繰り返したところ、灰分と破
裂強度とも対照を上回るほどの効果は認められなかっ
た。その結果、本発明の製法では荷電力がポリマーの性
能を大幅に左右するため、使用する処理ポリマー類を適
切に選択すべきことが理解される。
実施例14 この実施例は、前掲実施例のものとは異なった陰イオン
スターチを用いた場合を示す。
（ａ）填料処理 AAEコポリマー［「マグナフロック 1597」（Magnafloc
1597）、「（パーコル 1597）」と化学的に同一種と
推定されるコポリマー、アライド・コロイヅ・リミテッ
ド（Allied Colloids Ltd.）］の３％溶液4gを、水81
gにスラリー化した白亜27gに攪拌しながら加えた。この
白亜スラリーに陰イオンスターチ［「レタボンド・エー
・ピー」（Retabond AP）、ポテトスターチの燐酸エス
テル、タンネル・アベベ（Tunnel Avebe）」の３％溶
液85gを攪拌下で加えた。
（ｂ）繊維処理 乾量で18gの繊維を水655gに懸濁した懸濁液を調製し、A
AEコポリマー（マグナフロック 1597）の３％溶液3gを
加えた。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙／試験 実施例12の手順に従った。
（ｄ）追加試験 実施例12と同様の試験を行った。
物質の使用量および得られた結果を表14に示した。
同程度の灰分の場合を比較すると、本発明の製法により
形成した紙は破裂強度の点で対照を大きく上回った。本
発明の製法によれば、より向上した灰分と歩留りも達成
可能であった。
実施例15 この実施例は実施例14と同様であるが、繊維処理に用い
るAAEコポリマーの量的変化による影響を示す。
白亜の量を実施例14の27gから18gに代えた以外、実施例
14の手順に従った。
他の物質の使用量および得られた結果を表15に示した。
対照２の紙が最も高い充填量を示したが、破裂強度の点
で、次位の灰分を有する試験４をはるかに下回った。繊
維処理量を増加させても、灰分や破裂強度に予期せぬ効
果は顕われなかった。これらの両特性はポリマー量の増
加に伴い、漸次上昇したに過ぎなかった。
実施例16 この実施例は、陽イオンポリマーとしてDADMACを、また
陰イオンポリマーとしてガム（多糖と考えられる）を用
いた場合を示す。
（ａ）填料処理 第四級アンモニウム［「アルコスタット 167」（Alcos
tat 167）、アライド・コロイヅ・リミテッド（Allied
Colloids Ltd.）］の２％溶液3gを水81gにスラリー
化した白亜27gに攪拌しながら加えた。この白亜スラリ
ーに陰イオン性の変性ローカスビーンガムの２％溶液60
gを攪拌下で加えた。
（ｂ）繊維処理 乾量で18gの繊維を水655gに懸濁した懸濁液を調製し、
第四級アンモニウムポリマー（アルコスタット 167）
を加えた。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙／試験 実施例12の手順に従った。
（ｄ）追加試験 実施例12と同様の試験を行った。
物質の使用量および得られた結果を表16に示した。
試験２〜３の紙は灰分と破裂強度の点で対照紙より優れ
ると判明した。試験１の紙は灰分の点で対照紙より多少
下回ったが、破裂強度の点ではるかに優れるものであっ
た。
実施例17 この実施例は、填料として二酸化チタンを用いた本発明
の製法を示す。
白亜18gの代りに二酸化チタン18gを用いた以外、実施例
15の手順と物質に従った。
ポリマー類等の使用量および得られた結果を表17に示し
た。
実施例18 この実施例は、填料として二酸化チタンを用いた。
実施例17の手順に従っが、試験２では二酸化チタンの使
用量を18gから10gに変えた。３種の対照を試験し、対照
３では填料処理のポリマー類を填料との接触前に混合し
た。
ポリマー類の使用量および得られた結果を表18に示し
た。
本発明の紙は破裂強度および／または灰分の点で対照よ
り優れると判明した。
実施例19 この実施例は、繊維を陰イオンポリマーで処理し、かつ
填料をまず陰イオンポリマーで処理し、ついで陽イオン
ポリマーで追加処理する別の製法を示す。この製法は、
より高電荷の陽イオンスターチを用い、かつ物質量を変
えたことを除き、実施例８のものと同じである。高電荷
スターチとして［「カトー 170」（Cato 170）、アミ
ン変性スターチ、ライニング−ナショナル・リミテッド
（Laing−Mational Ltd.）］を使用した。
（ａ）繊維処理 乾量で21kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
水性繊維懸濁液を調製した。陰イオンポリアクリルアミ
ド（パーコル E24）の0.5％水溶液16.3kgを攪拌しなが
ら加えた。懸濁液中のポリアクリルアミド含量は31.5
g、繊維重量に対して約0.15％であった。
（ｂ）填料処理 白亜15kgを水60kgにスラリー化したあと、陰イオンポリ
アクリルアミド（パーコル E24）の0.5％溶液12.0kgを
攪拌下で加えた。白亜スラリー中のポリアクリルアミド
含量は60kg、白亜重量に対して0.4％であった。攪拌を
続けながら陽イオンスターチ（カトー 170）を加え
た。このスターチの添加量は1.43kg、白亜重量に対して
9.5％であった。白亜／陽イオンスターチ／陰イオンポ
リアクリルアミド比は250:24:1であった。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 処理白亜スラリーを、繊維と白亜の全重量に対して白亜
の量がそれぞれ約30％、45％および60％となるように、
リファイニング前に紙量流入装置のある一定位置で繊維
懸濁液に加えた。ついで処理繊維懸濁液を製紙に適した
濃度に希釈した。サイズ剤としてアルキルケテンダイマ
ー（アクアペル ２）を固形物質全重量に対して0.02％
の量でミキシングボックスで添加した。得られた紙料を
濾水し、目標質量100g/m2の紙を常法で形成した。可溶
化スターチ（アミゾール 5592）の５％溶液を製紙機の
サイズプレスにより被覆した。付着量として、最終紙ウ
エブ中の可溶化スターチ含量が繊維含量に対して約５％
となるように定めた。
（ｄ）対照 従来の歩留り向上剤［「パーコル 140」（Percol 14
0）、中程度の分子量を有する低荷電密度の陽イオンポ
リアクリルアミド、アライド・コロイヅ・リミテッド
（Allied Colloids Ltd.）］を用いた。このポリマー
をヘッドボックスで添加した。繊維または填料を別個に
予備処理することは省いた。15％目標充填量の試験を追
加した以外、上記（ｃ）項の手順に従った。
（ｅ）結果 得られた紙について通常規模の試験を行った。歩留り値
は紙中の灰分（白亜含量）とヘッドボックスでの紙料中
の白亜含量とを比較して求めた。結果を表19に示した。
異例と思える一例を除けば、得られた歩留り値は対照よ
り劣ったが、強度値が向上した。これは必ずしも意外と
は言えない。「カトー 170」が乾燥強度向上剤として
作用し得ることに加え、比較物質が対照に含まれていな
いためである。注目すべきは破裂強度と破断長の点で前
掲実施例の対照より優れていることである。破裂強度値
を対照と比較して第３図に示した。比曲げ弾性率は既出
の大部分の対照より良好であるが、実施例８の対照と同
程度であった。
実施例20 この実施例は、別種の陰イオンスターチとして「レタボ
ンド AP」を用いる以外、実施例12に類似の製法を示
す。実施例14と実施例15にもこの種のスターチを使用し
たが、製紙規模は手抄紙機であった。この実施例では中
間実験規模の製紙機を使用した。処理ポリマーとして実
施例14と実施例15のAAEコポリマーに代えて陽イオンポ
リアクリルアミドを用いた。
（ａ）繊維処理 乾量で14kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
水性繊維懸濁液を調製したあと、陽イオンポリアクリル
アミド（パーコル 47）の0.5％水溶液11.2kgを攪拌下
で加えた。懸濁液中の陽イオンポリアクリルアミド含量
は56g、繊維重量に対して0.4％であった。
（ｂ）填料処理 白亜10kgを水56kgにスラリー化したあと、陽イオンポリ
アクリルアミド（パーコル 47）の0.5％溶液1kgを攪拌
下で加えた。白亜スラリー中の陽イオンポリアクリルア
ミド含量は5g、白亜重量に対して0.05％であった。攪拌
を続けながら陰イオンスターチ（レタボンド AP）の５
％溶液10kgを加えた。陰イオンスターチ含量は0.5kg、
白亜重量に対して５％であった。（ｃ）填料、繊維両懸
濁液の混合／製紙 15％目標充填量の試験を省いたことを除き、実施例21の
手順に従った。
（ｄ）結果 実施例19と同様にして紙の試験を行い、歩留り値を求め
た。
結果を表20に示した。
得られた歩留り値は実施例21の試験値を上回った。強度
特性は低充填量では既出の全対照より優れたが、高充填
量では実施例８の対照より劣った（破断長は実施例21の
対照を下回った）。
実施例21 この実施例は、繊維処理用の陽イオンポリアクリルアミ
ドを減量する一方、白亜スラリーの処理前に、陽イオン
ポリアクリルアミドと陰イオンスターチとを混合した以
外、実施例20に類似の製法を示す。繊維処理用の陽イオ
ンポリアクリルアミドの使用量は実施例20（5.6kg）の
半倍とした。多の物質量は実施例20と同一であった。
結果を表21に示した。
逐次処理が混合処理に比べ、高目標充填量で歩留りに顕
著な効果を奏した。強度値は両処理ともほぼ同程度であ
った。逐次処理結果と実施例22の結果を対比しても、陽
イオンポリアクリルアミドの好適処理量について明確な
結論は出せない。実施例22 この実施例は、「レタボンド AP」スターチを２種の処
理量で陽イオンAAEコポリマーと併用した場合を示す。
（ａ）繊維処理 乾量で14kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
水性繊維懸濁液を調製したあと、AAEコポリマー（パー
コル 1597）の５％水溶液0.93kgを攪拌下で加えた。懸
濁液中の乾ポリマー含量は46.3g、繊維重量に対して0.3
3％であった。
（ｂ）填料処理 白亜Akgを水Bkgにスラリー化したあと、陽イオンAAEコ
ポリマー（パーコル 1597）の５％溶液Ckgを攪拌下で
加えた。攪拌を続けながら陰イオンスターチ（レタボン
ド AP）の５％溶液Dkgを加えた。目標充填量に準じて
Ａ〜Ｄを次のように変化させた。
低スターチ処理量の場合、陰イオンスターチ／全陽イオ
ンポリマー（填料と繊維の両処理に用いるポリマー）を
比率は6:1であった。高スターチ処理量の比率は6.5:1と
した。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 実施例19の（ｃ）項の手順に従った。
（ｄ）結果 実施例19と同様にして紙の試験を行い、歩留り値を求め
た。
結果を表22に示した。
マーを使用した。さらに螢光増白剤と殺虫剤を従来周知
の量で加えた。紙料を濾水し、目標質量100g/m2の紙を
常法により形成した。可溶化スターチ溶液を製紙機のサ
イズプレスにより被覆した。（ｄ）対照 ３種の対照を試験した。一つは未処理白亜の目標充填量
を８％に定めたもの、他はその目標充填量を15％に増量
したものであった。15％目標充填量の対照の一方におい
て、上記（ａ）項と同様に処理した繊維を用いた。８％
目標充填量の対照では歩留り向上剤を乾繊維重量に対し
て0.05％の量で添加した。
（ｅ）結論 得られた紙を通常の規模の試験に付した。歩留り値は、
紙中の灰分と（白亜含量）とヘッドボックスの紙料中の
白亜含量との対比により求めた。結果を表23に示した。
本発明の製法を用いた紙では最良の歩留り値が得られた
が、15％目標充填量の対照の一方（両対照ではない）も
実質的に同程度の値を示した。第６図から明らかなよう
に、本発明による紙の破裂強度は対照のものより良好で
あった。灰分14％を有する本発明の紙は比曲げ弾性率の
点で対照紙よりやや劣るも、破断長が相当上回った。
実施例24 この実施例は実施例23に類似するが、軽量紙の製造を示
す。
（ａ）繊維処理 乾量で1,000kgの繊維（ユーカリパルプと針葉樹パルプ
を別個に精製した以外、実施例１と同一配合、同一精
製）を含む４％水性繊維懸濁液を調製した。針葉樹パル
プと混合する前のユーカリ繊維懸濁液に陰イオンポリア
クリルアミド（パーコル E24）の0.5％溶液400kgを添
加した。懸濁液中のポリアクリルアミド含量は2kg、ユ
ーカリ繊維と針葉樹繊維の全重量に対して0.2％であっ
た。
この手順を３回繰り返し、合計４種の処理繊維品を得
た。
（ｂ）填料処理 カオリン125kgを水675kgにスラリー化したあと、陰イオ
ンポリアクリルアミド（パーコル E24）の0.5％溶液50
kgを攪拌しながら添加した。カオリンスラリー中のポリ
アクリルアミド含量は0.25kg、カオリン重量に対して0.
2％であった。攪拌を続けながら陽イオンスターチ（ア
ミゾール 5906）の５％溶液200kgを加えた。陽イオン
スターチの乾量添加量は10kg、カオリン重量に対して8.
0％であった。カオリン／陽イオンスターチ／陰イオン
ポリアクリルアミド比は約500:40:1であった。
500:40:1の比率で配合量を次のように変え、その手順を
さらに３回繰り返した。
（ｃ）填料、繊維両懸濁液の混合／製紙 カオリン充填量が繊維とカオリンの全重量に対してそれ
ぞれ約８％、11％、15％および20％になるように、処理
白亜スラリーをチェストの繊維懸濁液に添加した。つい
でその処理繊維懸濁液を製紙に適した濃度に希釈した。
サイズ剤としてロジン／みょうばんを使用した。さらに
殺虫剤や他の標準添加剤も加えた。得られた各種紙料を
濾水し、目標質量49g/m2の紙ウエブを常法により形成し
た。可溶化スターチ４％溶液を製紙機のサイズプレスに
より被覆した。付着量として最終紙ウエブ中繊維含量に
対して約２％になる量を定めた。
（ｄ）対照 カオリンの目標充填量を８％に定めた２種の同一対照試
験を行った。既述したことではあるが、繊維と填料双方
の処理を省いた代りに、従来の強度向上剤として乾スタ
ーチ（レタボンド AP）の11kgをユーカリパルプに添加
した。
（ｅ）結果 得られた紙について通常規模の試験を行った。歩留り値
は、紙の灰分（カオリン含量）とヘッドボックス中の紙
料のカオリン含量との対比によって求めた。
結果を表24に示した。
対照が最も良好な歩留り値を呈した。破裂強度値を第６
図に示した。本発明の紙は、一定充填量における強度と
一定強度における充填量の両視点から優れていた。破断
長と比曲げ弾性率のデータからは結論を導き得ないと考
えられる。それというのも、得られた比曲げ弾性率直の
桁が他の実施例のものと異なっているためである。軽量
紙の強度測定には、他の実施例とは別種の剛度測定装置
が必要である。
略同一の結果を示すはづの２種の対照試験から、実は大
差の結果が得られた。したがって、対照試験値は周到に
扱わねばならない。
実施例25 この実施例は、繊維と填料を陽イオンポリマーで処理す
る製法において、陰イオンポリマーとしてビニルメチル
エーテル／無水マレイン酸コポリマー（PVM/MA）を使用
する場合を示す。
（ａ）繊維処理 繊維（乾量で18g）の４％水性繊維懸濁液450gを水９
と混合したあと、AAEコポリマー（パーコル 1597）の
５％溶液0.8gを加えた（このポリマー量は乾繊維重量に
対して乾量で0.3％の処理量を示した）。この処理操作
を各ポリマーごとに３回、３種の充填量のそれぞれにつ
いて１回行った。
（ｂ）填料処理 白亜4.5gを約100gの水にスラリー化したあと、AAEコポ
リマー溶液0.27gを攪拌しながら加えた。AAEコポリマー
処理量は乾白亜重量に対して乾量で0.3％であった。つ
いで５％PVM/MA溶液1.09gを攪拌下で加えた。PVM/MA処
理量は乾白亜重量に対して乾量で1.2％であった。
白亜をそれぞれ12gと27g、AAEコポリマー溶液をそれぞ
れ0.72gと1.62gおよびPVM/MA溶液をそれぞ2.91gと6.56g
を用いることにより、上記の処理操作を２回繰り返し
た。各ポリマー処理量は不動であった。（ｃ）填料、繊
維両懸濁液の混合／製紙／試験 各処理填料懸濁液を攪拌下で処理繊維懸濁液と混合し、
それぞれ20％、40％および60％の目標充填量を有する紙
料を形成した。得られた紙料から、英国規模の製紙機に
より、目標質量60g/m2の円形手抄紙を形成した。各紙の
灰分と破裂強度を測定した。
結果を表25に示した。
実施例26 この実施例は、繊維と填料を陰イオンポリアクリルアミ
ドて処理し、処理填料を陽イオンスターチで追加処理
し、かつ前掲実施例とは異なった填料／スターチ／ポリ
アクリルアミド比を用いる製法を示す10種の試験を行っ
た。
（ａ）繊維処理 乾量で36kgの繊維（実施例１と同一配合品）を含む４％
水性繊維懸濁液を調製したあと、陰イオンポリアクリル
アミド（パーコル E24）の0.5％水溶液14.4kgを攪拌し
ながら加えた。懸濁液中の乾ポリアクリルアミド含量は
72g、乾繊維重量に対して約0.2％であった。この処理繊
維懸濁液を10種の試験のマスターバッチとして用いた。
（ｂ）填料処理 白亜を水中にスラリー化したあと、陰イオンポリアクリ
ルアミド（パーコル E24）の0.5％溶液を攪拌下で加え
た。撹拌を続けながら陽イオンスターチ（アミゾール
5906）の５％溶液を加えた。物質の使用量は下記のとお
りであった。
試験１〜３の陰イオンポリアクリルアミドと陽イオンス
ターチの処理量はそれぞれ乾白亜重量に対して乾量で0.
69％と8.4％、また白亜／陽イオンスターチ／陰イオン
ポリアクリルアミド比は144:12:1であった。この条件は
既出実施例の数例と同一であるから、標準対照となる。
試験４〜６の各処理量は0.35％と4.2％、また処理比は2
88:12:1であった。一方、試験７〜10での各処理量は0.2
35％と2.8％とし、処理比は432:12:1であった。（ｃ）
填料、繊維両懸濁液の混合／製紙／試験 白亜の充填量が繊維と白亜の全重量に対してそれぞれ約
15％（試験１、４、７）、30％（試験２、５、８）、45
％（試験３、６、９）および60％（試験10）になるよう
に、十分に混合できる位置で処理白亜スラリーを繊維懸
濁液に加えた。得られた白亜／繊維懸濁液を製紙に適し
た濃度に希釈した。サイズ剤としてアルキルケテンダイ
マー（アクアペル 360）を繊維と填料の全重量に対し
て0.1％の添加量でミキシングボックスに加えた。各紙
料を濾水し、目標質量100g/m2の紙を常法により形成し
た。可溶化スターチの５％溶液を製紙機のサイズプレス
により被覆した。得られた紙について通常規模の試験を
行った。歩留り値は紙の灰分（白亜含量）とヘッドボッ
クス内の紙料中の白亜含量とを比較して求めた。
結果を表26に示した。
一般に144:12:1比（試験１〜３）が288:12:1比（試験４
〜６）より良好な歩留り値を示した（多分異例と思える
試験１は例外として）。破裂強度を第７図に示した。図
示の結果から明らかなように、144:12:1比が最良の破裂
強度を発揮し、この比に432:12:1比と288:12:1比が順に
続く。破断長も同様の序列と思われる。比曲げ弾性率値
は変則的であるから、明らかな結論を下し得ない。
【図面の簡単な説明】
第1A〜1D図は填料の添加量と紙の破裂強度の関係を示す
図、 第2A〜2B図は陰イオンスターチによるリファイニング前
後の処理と紙の破裂強度の関係を示す図、 第３図は高電荷スターチ処理と紙の破裂強度の関係を示
す図、 第４図はスターチ処理と紙の破裂強度の関係を示す図、 第５図は本発明の製法を全規模製紙装置に適用した紙の
破裂強度を示す図、 第６図は第５図と同様に得た軽量紙の破裂強度を示す
図、および 第７図は填料／スターチ／ポリアクリルアミド比と紙の
破裂強度の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンジェラ・ジェーン・ヘイズ イギリス、バッキンガムシャー、ストーク ンチャーチ、スレード・ロード 122 (56)参考文献 特開 昭59−163298（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2016498（ＧＢ，Ａ)

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製紙用繊維と填料とから充填紙を製造する
    方法において、 （ａ）製紙用繊維を水性媒体中で荷電合成ポリマーによ
    り処理する工程と、 （ｂ）填料を水性媒体中で、前記工程（ａ）で用いた荷
    電ポリマーと同一の荷電極性を有する荷電合成ポリマー
    により別途処理する工程と、 （ｃ）前記填料を、前記工程（ａ）と（ｂ）で用いた荷
    電ポリマーとは正反対の荷電極性を有する荷電ポリマー
    により追加処理する工程と、 （ｄ）前記工程（ａ）から（ｃ）で処理した填料と繊維
    との水性懸濁液を混合し、それにより紙料を形成し、前
    記各懸濁液を混合前、混合中または混合後に希釈する工
    程と、 （ｅ）前記紙料を濾水して充填紙ウエブを形成する工程
    と、 から成る製造方法。
  2. 【請求項２】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーが陽
    イオン性の製紙用歩留り向上剤または凝集剤である特許
    請求の範囲第１項記載の製造方法。
  3. 【請求項３】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーが陽
    イオン性のポリアクリルアミドまたは陽イオン性のアミ
    ン／アミド／エピクロロヒドリンコポリマーである特許
    請求の範囲第２項記載の製造方法。
  4. 【請求項４】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーの量
    が前記繊維の乾量で少なくとも0.15重量パーセントであ
    る特許請求の範囲第２項または第３項記載の製造方法。
  5. 【請求項５】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーの量
    が前記繊維の乾量で0.2から0.4重量パーセントである特
    許請求の範囲第４項記載の製造方法。
  6. 【請求項６】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーが陽
    イオン性の製紙用歩留り向上剤または凝集剤である特許
    請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項記載の製造
    方法。
  7. 【請求項７】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーが陽
    イオン性のポリアクリルアミドまたは陽イオン性のアミ
    ン／アミド／エピクロロヒドリンコポリマーである特許
    請求の範囲第６項記載の製造方法。
  8. 【請求項８】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーの量
    が前記填料の乾量で少なくとも0.1重量パーセントであ
    る特許請求の範囲第６項または第７項記載の製造方法。
  9. 【請求項９】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーの量
    が前記填料の乾量で0.2から1.0重量パーセントである特
    許請求の範囲第８項記載の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーの
    量が前記填料の乾量で0.3から1.0重量パーセントである
    特許請求の範囲第９項記載の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記工程（ｃ）で用いたポリマーが陰イ
    オン性のスターチである特許請求の範囲第２項から第10
    項のいずれか１項記載の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記陰イオンスターチの量が前記填料の
    乾量で少なくとも４重量パーセントである特許請求の範
    囲第11項記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記陰イオンスターチの量が前記填料の
    乾量で５から10重量パーセントである特許請求の範囲第
    12項記載の製造方法。
  14. 【請求項１４】前記工程（ｂ）と（ｃ）で用いた両ポリ
    マーの重量比が乾量で1:6から1:40である特許請求の範
    囲第11項から第13項のいずれか１項記載の製造方法。
  15. 【請求項１５】前記重量比が1:6から1:14である特許請
    求の範囲第14項記載の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーが
    陰イオン性の製紙用歩留り向上剤または凝集剤である特
    許請求の範囲第１項記載の製造方法。
  17. 【請求項１７】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーが
    陰イオン性のポリアクリルアミドである特許請求の範囲
    第16項記載の製造方法。
  18. 【請求項１８】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーの
    量が前記繊維の乾量で少なくとも0.15重量パーセントで
    ある特許請求の範囲第17項記載の製造方法。
  19. 【請求項１９】前記工程（ａ）で用いた合成ポリマーの
    量が前記繊維の乾量で0.2から0.4重量パーセントである
    特許請求の範囲第18項記載の製造方法。
  20. 【請求項２０】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーが
    陰イオン性の製紙用歩留り向上剤または凝集剤である特
    許請求の範囲第１項記載の製造方法。
  21. 【請求項２１】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーが
    陰イオン性のポリアクリルアミドである特許請求の範囲
    第20項記載の製造方法。
  22. 【請求項２２】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーの
    量が前記填料の乾量で少なくとも0.1重量パーセントで
    ある特許請求の範囲第20項または第21項記載の製造方
    法。
  23. 【請求項２３】前記工程（ｂ）で用いた合成ポリマーの
    量が前記填料の乾量で0.2から1.0重量パーセントである
    特許請求の範囲第22項記載の製造方法。
  24. 【請求項２４】前記工程（ｃ）で用いたポリマーが陽イ
    オン性のスターチである特許請求の範囲第16項から第23
    項のいずれか１項記載の製造方法。
  25. 【請求項２５】前記陽イオンスターチの量が前記填量の
    乾量で少なくとも４重量パーセントである特許請求の範
    囲第24項記載の製造方法。
  26. 【請求項２６】前記陽イオンスターチの量が前記填料の
    乾量で８から10重量パーセントである特許請求の範囲第
    25項記載の製造方法。
  27. 【請求項２７】前記工程（ｂ）と（ｃ）で用いた両ポリ
    マーの重量比が乾量で1:12から1:100である特許請求の
    範囲第24項から第26項のいずれか１項記載の製造方法。
  28. 【請求項２８】前記重量比が1:24から1:40である特許請
    求の範囲第27項記載の製造方法。
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