JPH09241997A - サイズ処理法 - Google Patents

サイズ処理法

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JPH09241997A
JPH09241997A JP6897596A JP6897596A JPH09241997A JP H09241997 A JPH09241997 A JP H09241997A JP 6897596 A JP6897596 A JP 6897596A JP 6897596 A JP6897596 A JP 6897596A JP H09241997 A JPH09241997 A JP H09241997A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】製紙工場における填料が炭酸カルシウムを含有
し、サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを用いる紙
の抄紙工程に添加し、アルキルケテンダイマーのサイズ
発現時期を速めるに最適な処方を提供する。 【構成】ジメチルジアリルアンモニウム塩の(共)重合
物を抄紙時にアルキルケテンダイマーと併用して紙料に
添加混合する事により目的を達成する事ができる。ジメ
チルジアリルアンモニウム塩(共)重合物の添加時期は
アルキルケテンダイマーに先立つ事が必要であり、該重
合物の固有粘度は0.6dl/g以上であることが望ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサイズ処理法に関するも
のであり、詳しくはケテン二量体系サイズ剤を含有する
製紙原料スラリーを抄紙するにあたり、ジメチルジ(メ
タ)アリルアンモニウム塩の(共)重合体を併用するこ
とによりドライヤーパートでの乾燥後、サイズの立ち上
がりが早まるサイズ処理法に関する。
【0002】
【従来の技術】中性抄紙用サイズ剤として現在最も広く
使用されているものはケテン二量体系サイズ剤(以下A
KDと略記)である。AKDは乳化分散液として調製し
ても一定期間保存可能なのでアルケニル無水コハク酸系
サイズ剤と較べると取扱も良くサイズ効果も安定してい
る。しかしAKDの一番の問題点はドライヤーパートで
乾燥した後直ちにサイズ効果が十分発現せず、塗工原紙
としてその後加工する場合の障害となっている。この点
を改良する目的で二級ジアリルアミン系重合体を含有す
ることによりサイズ効果の立ち上がりを早めたとするA
KD分散液の製造法が出願されている(特開平6−29
9494)。しかしながらAKDは中性抄紙用サイズ剤
であり、炭酸カルシウムを填料として使用した抄紙系の
pHは7.5〜8.2と高く、二級アミンの解離は抑制
されてしまいその効果ははなはだ不十分である。またA
KDサイズ効果向上を目的としてポリジアリルアンモニ
ウム塩重合体およびジシアンジアミド−ホルマリン縮合
物を併用する処方はすでに存在する(特公平3−164
37)。しかしこれはジシアンジアミド−ホルマリン縮
合物かポリジアリルアンモニウム塩重合体のうち一方が
添加されないとサイズ効果の向上は認められないこと、
サイズ効果の立ち上がりについては言及されていない。
ジシアンジアミド−ホルマリン縮合物と併用しないと十
分効果が発現しない理由として考えられる最も重要な点
はジメチルジ(メタ)アリルアンモニウム塩重合体の固
有粘度が低く効果が不十分だったことが考えられる。
【0003】
【発明の課題】ケテン二量体系サイズ剤は、中性、アル
カリ性抄紙において安定したサイズ効果を発現し十分実
用に耐えるものであるが、ドライヤーパートでの乾燥直
後、サイズの立ち上がりが遅く、その後の加工に大きな
障害になっている。従ってこの点が改善されるならば製
紙工業において大きな生産性向上につながることは言う
までもない。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明者等は上記課題を解
決するため鋭意研究をおこなった結果、AKDを含有す
る製紙原料スラリー中にジメチルジ(メタ)アリルアン
モニウム塩の(共)重合体を添加することにより、サイ
ズ効果の立ち上がりが早い紙が製造可能なことを発見し
本発明に到達した。
【0005】この理由はいまだ明らかではないが、本発
明で使用するジメチルジ(メタ)アリルアンモニウム塩
(共)重合体の添加によってAKDのサイジング反応が
促進されることが推測される。AKDはアルキルケテン
二量体であるが、この組成のままではパルプに吸着して
もサイズ効果は発現しない。これが別の物質に分解する
ことによって初めてサイジングが完了するとする説が有
力である。すなわちこの分解反応を促進するよう(共)
重合体が働くと考えることができる。またもう一つ考え
られるのはAKDの定着率が向上することである。即ち
抄紙系に存在する種々のアニオン性物質を電気的に中和
し、AKD粒子表面の電荷を適切な値に調節する。
【0006】本発明で使用するジメチルジ(メタ)アリ
ルアンモニウム塩の(共)重合体はラジカル重合により
容易に製造できる。すなわち重量パーセントで10〜5
0%に調製した後、ラジカル重合開始剤により水溶液重
合、分散重合、逆相乳化重合パール重合等が可能であ
り、また増感剤を添加した光重合等も可能であり重合法
は特に制限されない。またジメチルジ(メタ)アリルア
ンモニウム塩と共重合するノニオン性単量体としてアク
リルアミド、アクリロニトリル、N−ビニルピロリド
ン、酢酸ビニル、アクリル酸アルキル、N−ビニルカル
ボン酸アミド等があげられる。これらノニオン性単量体
の全単量体中にしめる共重合比率は0〜50モル%の範
囲が好ましく、0〜20モル%の範囲がさらに好まし
い。ジメチルジ(メタ)アリルアンモニウム塩の共重合
比率が50モル%以下になるとカチオン電荷密度が低く
なる等機能が低下しサイズ効果の立ち上がり促進が見ら
れなくなる。また本発明の重合体は、25℃の1N食塩
水中における固有粘度〔η〕が、0.6dl/g以上で
あることを必須とする。これ以下であると効果が低下す
る。
【0007】次に重合体の添加場所についてのべる。重
合体の添加場所はマシンチェストが第一候補である。マ
シンチェストでは一般の抄紙用添加薬品、たとえば紙力
増強剤、カチオン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カル
シウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカ
ーボン、微粉末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライム
コントロール剤等が添加される。またAKDもこのマシ
ンチェストで添加される場合が多いが、ジメチルジ(メ
タ)アリルアンモニウム塩の(共)重合体よりも先にA
KDが添加されると抄紙系のアニオン物質等がAKDと
反応してしまい(共)重合体の添加効果が発揮されな
い。したがって理想的にはジメチルジ(メタ)アリルア
ンモニウム塩の(共)重合体を先に添加し、その後AK
Dを添加するのが効果的である。この場合AKDはマシ
ンチェストとファンポンプの間で添加する。
【0008】次に本発明で使用する重合体の添加方法お
よび添加率について述べる。ジメチルジ(メタ)アリル
アンモニウム塩の(共)重合体はアクリル系の歩留剤、
濾水性向上剤などに較べ粘度が低いので、製品の数倍か
ら10倍程度に希釈して添加することができる。この際
希釈は容易に行うことができるのでラインミキサー等を
用い、直接抄紙ラインに添加できる省力化メリットがあ
る。重合体の添加率は一般に対製紙原料固形分あたり
0.002〜0.4重量%であり、好ましくは0.01
〜0.2%である。添加率が0.002%より少なけれ
ばサイズ立ち上がり促進効果は無く、0.4%より多け
れば抄紙系のパルプや填料の表面電荷が正に傾きすぎた
り、未吸着の重合体が抄紙系に遊離しワイヤー上でのワ
ンパスリテンションが低下する等、悪影響をおよぼす。
【0009】また本発明で使用する重合体の添加は一般
のウェットエンド添加薬品、たとえば紙力増強剤、カチ
オン変性デンプン、硫酸バンド、炭酸カルシウム、カオ
リン、タルク、二酸化チタン、ホワイトカーボン、微粉
末シリカ、染料、顔料、消泡剤、スライムコントロール
剤等と併用できることは言うまでもない。
【0010】
【実施例】以下実施例および比較例によって本発明の内
容をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越
えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0011】〔本発明で使用する重合体の製造例〕表1
に記載する組成の単量体を、表1に記載する濃度となる
用にイオン交換水に溶解し、溶液のpHを3.5とす
る。単量体水溶液を40℃に保持し30分間窒素ガスを
流し溶液中の酸素を除く。単量体当たり2、2’アゾビ
スアミジノプロパン2塩酸塩(V50)をそれぞれ表記
のモル分率で添加し窒素ガスを流しながら40℃で20
時間保持し重合する。その後各溶液をアセトン中に投入
し重合体を析出させ、その後減圧乾燥して対応する重合
体を得た。これらを4%食塩水中に0.1、0.05、
0.01、0.005%の各濃度の溶液を調製し25℃
においてオストワルド粘度計を用いて還元粘度を測定し
たのち、濃度0に外挿することにより固有粘度〔η〕を
推定した。各共重合体のモル分率、V50の添加率、固
有粘度の測定結果を表1に示す。
【表−1】
【0012】〔実施例1〜20〕広葉樹クラフトパルプ
(LBKP)をCSF−400mlに叩解し、濃度0.
875%に調製する。 この分散液500mlをブリッ
ト式ダイナミクジャーに投入した後、軽質炭酸カルシウ
ム、カチオン変性デンプン、本発明の(共)重合体(試
作NO1〜10)各々表2およびその下に示した添加量
で、800rpmの攪拌により各々10秒間隔で添加
し、(共)重合体添加後30秒攪拌した後ケテン二量体
系サイズ剤(AS−261,日本PMC製)添加20秒
攪拌市、歩留向上剤添加30秒攪拌した後、ダイナミッ
クジャーに投入し、60メッシュのワイヤーで濾過しワ
イヤー上に残った紙料を採取し、坪量60g/m2 の紙
をタッピスタンダード手抄き抄紙機により抄紙した。各
成紙は2枚の濾紙にはさみ、5Kg/cm2 の条件で1
回プレスした。その後回転式ドラムドライヤーにより1
00℃、2分で乾燥し、65RH,20℃の恒温恒湿室
で直ちにステキヒト法(JIS8122)によりサイズ
度を測定した。同様に一時間後および24時間後のサイ
ズ度も測定した。 以上の結果を表2に示す。
【0013】〔比較例1〜5〕実施例と同様にして下記
比較品を用いた場合および無添加時の抄紙試験を行っ
た。 (比較品1)ジメチルアミン−エピクロロヒドリン−ペ
ンタエチレンヘキサミン縮合物(カチオン当量値8.0
meq/g,固有粘度0.1dl/g) (比較品2)アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムクロライド30モル%、アクリルアミド70モ
ル%共重合体(カチオン当量値2.5meq/g,固有
粘度1.0dl/g) 以上の結果をまとめて表2に示す。
【表−2】
【0014】〔実施例21〜40〕実施例1〜20と同
様にして、填料をカオリンとタルクの混合比を1:1と
したものに変え試験した。結果をまとめて表3に示す。
【0015】〔比較例6〜10〕実施例21〜40と同
様の試験条件にて比較例1〜5と同様の添加物にて抄紙
試験を行った。 結果をまとめて表3に示す。
【表−3】
【0016】
【発明の効果】本発明のサイズ処理法を適用すれば、ド
ライヤーパートにおける乾燥後のサイズの立ち上がりが
早まり、塗工などその後の加工がオンマシン的に操業可
能であり、生産性が向上するため製紙工業における貢献
は多大なものがある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケテン二量体系サイズ剤を含有する製紙原
    料スラリーを抄紙するにあたり、ジメチルジ(メタ)ア
    リルアンモニウム塩の(共)重合体を併用することを特
    徴とするサイズ処理法。
  2. 【請求項2】ジメチルジ(メタ)アリルアンモニウム塩
    の(共)重合体のジメチルジ(メタ)アリルアンモニウ
    ム塩構造単位が50〜100モル%であることを特徴と
    する請求項1に記載のサイズ処理法。
  3. 【請求項3】ジメチルジ(メタ)アリルアンモニウム塩
    の(共)重合体の25℃の1N食塩水中における固有粘
    度〔η〕が0.6dl/g以上であることを特徴とする
    請求項1ないし請求項2に記載のサイズ処理法。
  4. 【請求項4】製紙原料スラリー中にジメチルジ(メタ)
    アリルアンモニウム塩の(共)重合体を添加する際に、
    ケテン二量体系サイズ剤の添加に先立って、ジメチルジ
    (メタ)アリルアンモニウム塩の(共)重合体を添加す
    ることを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載のサ
    イズ処理法。
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