JPH10140495A

JPH10140495A - 抄紙方法

Info

Publication number: JPH10140495A
Application number: JP4093897A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Tanaka; 勝利田中
Original assignee: Hymo Corp
Current assignee: Hymo Corp
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-05-26
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JP3219007B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製紙工程においてセルロース繊維および填料
などの歩留りを向上させ、かつ／あるいは濾水性を向上
させることにより、抄紙工程、乾燥工程での生産性を向
上させること。【解決手段】製紙の抄紙工程において、紙料に特定の
カチオン性または両性のアクリル系水溶性高分子を添加
混合した後に分散重合法による（メタ）アクリル酸
（共）重合物を添加混合して抄紙し、歩留および／ある
いは濾水性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製紙工程における抄
紙方法に関するものであり、さらに詳しくは製紙の抄紙
工程において紙料にカチオン性または両性のアクリル系
水溶性高分子を添加混合した後に（メタ）アクリル酸
（共）重合物を添加混合して抄紙し、歩留および／ある
いは濾水性を向上させる抄紙方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、製紙の抄紙工程においては、添加
された各種填料の流出により紙層の厚さ方向の組成分布
が不均一化してしまうという問題点があった。また、原
料・添加薬品の流出による原価の向上、紙料濃度が一定
値以上必要になってしまうこと等の解決すべき問題点も
あった。また、填料等の流出は循環する白水の汚染にも
つながる。これらの問題点を解決するためにある種の歩
留向上剤の添加がなされている。

【０００３】また、抄紙時の抄紙速度の向上は生産性の
向上につながり、一方でパルプの叩解度の向上も紙力増
強の観点から望まれているが抄紙速度と相反し、同時に
これらを解決することは困難であった。これに対して
は、濾水性向上剤の添加によって解決を図っている。

【０００４】歩留向上剤あるいは濾水性向上剤として
は、一般に水溶性高分子物質、すなわちポリアクリルア
ミドおよび、その誘導体、ポリエチレンイミン、ポリア
ミドポリアミンエピクロヒドリン樹脂等の合成高分子物
質、あるいは澱粉および、その誘導体等の天然水溶性高
分子物質が使用されている。

【０００５】また歩留および／あるいは濾水性をさらに
向上させることを目的に種々の方法が提案されている。
例えば、紙料にカチオン性または両性水溶性高分子を添
加混合した後にコロイドシリカを添加混合して抄紙する
方法（特開平３−２７６７６号公報）、２５〜６０モル
％のアニオン性基を含有する分子量１０万〜１００万の
アニオン性アクリルアミド系ポリマーを紙料に添加した
後にカチオン性澱粉あるいはポリアクリルアミドのホフ
マン反応物を添加する方法（特開昭６０−１８５９００
号公報）、カチオン性ポリマーとベントナイトを使用し
て歩留りを向上させる方法（特開昭６２−１９１５９８
号公報）等多様な提案がなされている。また、製紙セル
ローススラリーに、初めに高分子量カチオンポリマーを
加え、次いで中分子量アニオンポリマーを加える抄紙方
法（特開平４−２４５９９８号公報）、カチオン性高分
子凝集剤を紙料添加混合後にアニオン性高分子化合物と
ベントナイトの混合物を添加する填料歩留り向上方法
（特開昭６４−６１５８８号公報）等が知られている。

【０００６】しかし、上記の方法に於いて使用されてい
たアニオン性ポリアクリルアミドは、アクリル酸塩・ア
クリルアミド（共）重合体であり、粘性を帯びた水溶液
として使用され、その為に抄紙時にワイヤーおよびフェ
ルトに汚れが発生するという欠点があった。また、溶解
性の点でも問題を生じていた。さらに、これらの方法は
水溶性高分子を単独で用いる方法以上に歩留りの向上あ
るいは濾水性の向上が図られてはいるが、最近の製紙技
術の高度化や故紙使用率の増加による原料パルプ事情の
悪化、抄紙用水の水質の低下等により充分に満足しえる
ものでなく、さらなる歩留りあるいは濾水性の向上方法
が強く望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製紙
工程においてセルロース繊維および填料などの歩留りを
向上させ、かつ／あるいは濾水性を向上させることによ
り、抄紙工程、乾燥工程での生産性を向上させることに
ある。詳しくは、紙層の厚さ方向の組成分布の平均化を
図り高品質の紙を生産すること、原料・填料の流出を防
止しコストダウンを図ること、また高叩解度パルプの抄
紙を行う場合にも抄紙速度を低下させないこと等を目的
とする。また、本発明の他の目的は歩留りを向上させ、
かつ／あるいは濾水性を向上させることにより循環する
白水を清浄に保つことにより、安定した抄紙方法を確立
することにある。さらには、歩留りを向上させ、かつ／
あるいは濾水性を向上させることにより白水回収工程で
の負荷の低減、廃水処理工程での負荷の低減をはかる抄
紙方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
目的を達成するために、鋭意検討を重ねた結果、製紙の
抄紙工程において、紙料にカチオン性または両性のアク
リル系水溶性高分子を添加混合した後に（メタ）アクリ
ル酸（共）重合物を添加混合して抄紙し、歩留および／
あるいは濾水性を向上させる抄紙方法によって、上記目
的が達成できることを見出し本発明に至った。

【０００９】第１の発明は、製紙の抄紙工程において、
紙料に下記式（１）で表される構造の水溶性高分子を添
加した後に剪断を加え、その後分散重合法（単量体を溶
解し生成重合体を溶解しない塩水溶液中で攪拌下重合を
行う重合法）による（メタ）アクリル酸（共）重合物の
微細粒子の分散液の水希釈液を添加混合する事を特徴と
する抄紙方法である。

【化２】（式中Ｒ¹ は水素原子またはメチル基、Ｒ² はエチレン
基またはプロピレン基、Ｒ³ 、Ｒ⁴ はメチル基またはエ
チル基、Ｒ⁵ は水素原子、メチル基、エチル基またはベ
ンジル基、ＡはＯまたはＮＨ、Ｘ^- は対アニオンを表
す。またａ＋ｂ＋ｃ＝１００モル％、ａ＝１０〜９０モ
ル％、ｂ＝１０〜９０モル％、ｃ＝０〜３０モル％の関
係を有する。）

【００１０】第２の発明は、前記式（１）で表される水
溶性高分子および（メタ）アクリル酸（共）重合物の添
加量が紙料ＳＳあたり５０〜５００ｐｐｍであることを
特徴とする。

【００１１】第３の発明は、紙料のｐＨ値が６．５〜
９．５である事を特徴とする。

【００１２】第４の発明は、（メタ）アクリル酸（共）
重合物として（メタ）アクリル酸：アクリルアミドのモ
ル比が１００：０〜１５：８５である（共）重合物から
成る事を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる水溶性
高分子の構造は、カチオン性ビニル単量体を含有するカ
チオン性あるいは両性の水溶性高分子であり、ジアルキ
ルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩または四級
化物の共重合物あるいはジアルキルアミノアルキル（メ
タ）アクリルアミドの塩または四級化物の共重合物であ
る。

【００１４】本発明の水溶性高分子に用いられるジアル
キルアミノアルキル（メタ）アクリレートの塩または四
級化物としては、ジメチルアミノエチルアクリレート塩
酸塩、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩酸塩、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リ
ド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロリド、アクリロイルオキシエチルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロリド、メタクリロイルオキシエチル
ジメチルベンジルアンモニウムクロリド等を挙げること
ができる。

【００１５】また、ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリルアミドの塩または四級化物としてはジメチルア
ミノプロピルアクリルアミドの塩酸塩、メチル化物、ベ
ンジル化物を挙げることができる。

【００１６】本発明の水溶性高分子に用いられるカチオ
ン性単量体は、１種あるいは２種以上の混合物であって
もよい。

【００１７】本発明の水溶性高分子の分子量は３００万
以上が望ましく、低分子量の物では凝集力が弱く本発明
の効果が顕著に現れない。

【００１８】本発明に用いられる（メタ）アクリル酸
（共）重合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸の単独重合物あるいは他のノニオン性単量体と
の共重合物が挙げられる。ここで用いることのできるノ
ニオン性単量体としては、アクリルアミド、メタクリル
アミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレート、ビニルメチルエーテル、アクリロ
ニトリル、メチルアクリレート等が挙げられる。上記単
量体の内、本発明に用いられる重合物としては、アクリ
ル酸、アクリルアミドの（共）重合物で、そのモル比が
１００：０〜１５：８５である物が最も好ましい。（メ
タ）アクリル酸（共）重合物の分子量は、好ましくは１
５０万以上である。

【００１９】本発明に用いられる（メタ）アクリル酸
（共）重合物は、使用する単量体は溶解するが生成する
重合体を溶解しない塩水溶液中で重合を行い、重合体微
粒子の分散液として得られるものが好ましい。製造方法
については特公昭４６−１４９８７号公報に開示されて
いる方法が挙げられる。該方法で重合するにあたり、高
分子電解質等の分散剤が共存すると得られた分散液の安
定性が向上し、工業的に更に有利になる。この様にして
得られた重合物の水希釈液を紙料に添加する。

【００２０】本発明に用いられる（メタ）アクリル酸
（共）重合物は、分散性が非常に良いために、比較的高
分子量であっても上記したワイヤーやフェルト汚染の問
題は生じない。また、使用される重合物は（メタ）アク
リル酸塩を含まないので、溶解性の問題も発生せず、粘
度も低粘度で容易に流動し、非常に取り扱い易い特徴が
あるため、紙料中に分散混合するのに強攪拌を必要とせ
ず良好となる。本発明に用いられる（メタ）アクリル酸
（共）重合物は、コロイダルシリカ、ベントナイトと併
用することもできる。

【００２１】抄紙工程において、前記式（１）で表され
る水溶性高分子および（メタ）アクリル酸（共）重合物
の添加量は、紙料ＳＳあたり５０〜５００ｐｐｍである
ことが好ましく、さらに好ましくは１００〜３００ｐｐ
ｍである。薬品添加量が少なすぎると効果が減少し、ま
た過大であるとフロック地合いになり成紙の品質を悪化
させる等の弊害もあり、さらに抄紙工程に使用されるフ
ェルトやワイヤーの汚染が発生しやすくなる。

【００２２】本発明による抄紙方法において、各添加剤
の添加時期は特に限定されるものではないが、水溶性高
分子をまず添加し、その後に（メタ）アクリル酸（共）
重合物を添加する必要がある。好ましくは、抄紙工程に
おいては、水溶性高分子を製紙工程のセントリスクリー
ン前に添加し、（メタ）アクリル酸（共）重合物をセン
トリスクリーン後に添加することが好ましい。

【００２３】本発明に用いられる紙料のｐＨ値は６．５
〜９．５である事が好ましい。該ｐＨ値範囲内に於いて
（メタ）アクリル酸（共）重合物は紙料中に均一に分散
し、（メタ）アクリル酸塩（共）重合物となり増粘し、
前段に加えた水溶性高分子との相乗効果により凝集力を
発揮し、そのために歩留りおよび濾水性を向上させると
考えられる。

【００２４】

【実施例】次に実施例によって、本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に制約されるものではない。

【００２５】［カチオン性または両性水溶性高分子の合
成例］表−１記載の組成の単量体を、単量体濃度１５重
量％となるよう脱イオン水に溶解し、窒素置換後に亜硫
酸水素ナトリウムおよび２，２’−アゾビス（２−アミ
ジノプロパン）塩酸塩を重合開始剤として添加し、水溶
液重合により試料１〜４を合成した。表−１にそれらの
分子量を併せて示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】［（メタ）アクリル酸（共）重合物の合成
例］攪拌機、窒素曝気管および温度制御装置を備えた反
応槽に、表−２記載の組成の単量体を、単量体濃度１５
重量％となるよう硫酸ナトリウム１５重量％水溶液に溶
解し、窒素置換後に重合開始剤として２，２’−アゾビ
ス（２−アミジノプロパン）塩酸塩を添加し、攪拌下、
５０℃、１０時間重合し、塩水溶液に分散した微粒子重
合体の試料５〜８を合成した。表−２にそれらの分子量
を併せて示す。

【００２８】［（メタ）アクリル酸塩共重合物の合成
例］表−２、第５項記載の組成の単量体を、単量体濃度
１０重量％となるよう脱イオン水に溶解し、窒素置換後
に亜硫酸水素ナトリウムおよび２，２’−アゾビス（２
−アミジノプロパン）塩酸塩を重合開始剤として添加
し、水溶液重合により、試料９を合成した。表−２にそ
の分子量を併せて示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】実施例−１ブリット式ダイナミックジャーテスターにより、填料歩
留りおよび総歩留りを測定した。その結果を表−３に記
載する。試験に用いた紙料は炭酸カルシウム９００ｐｐ
ｍ、カオリン３００ｐｐｍ、パルプ４０００ｐｐｍ、ｐ
Ｈ８．１、ＣＳＦ３００ｍｌの中質紙である。試験は以
下の手順で行った。紙料５００ｍｌをブリット式ダイナ
ミックジャーテスターに投入し、１５００ｒｐｍで攪拌
を開始し、合成例で得られた水溶性高分子０．１重量％
水溶液を添加する。この時から計時を開始する。３０秒
後、（メタ）アクリル酸（共）重合体０．１重量％水希
釈液を添加する。更に３０秒後、白水採取用のコックを
開き、１５０ｍｅｓｈのワイヤーを通過した白水を流水
させる。初期１０秒間の白水を捨て、その後３０秒間の
白水を採取する。こうして総歩留りおよび６００℃にて
灰化し填料歩留りを求めた。なお、薬品添加量は、対紙
料固形分あたりの添加量である。表−３において、前段
ポリマーとは表−１記載の本発明の水溶性高分子であ
り、後段ポリマーとは表−２記載の本発明の（メタ）ア
クリル酸（共）重合物である。

【００３１】

【表３】

【００３２】実施例−２長網オントップ式抄紙機により、紙料ｐＨ８．１〜８．
３の条件で、紙中灰分２０％、坪量８４．０ｇ／ｍ² の
上質紙を抄紙した。填料組成は、軽質炭酸カルシウム８
０％、タルク２０％である。種箱にカチオン澱粉（コー
ンスターチ原料カチオン化率３モル％）を対パルプ５０
００ｐｐｍ添加し、セントリスクリーン入口直前に表−
１記載の水溶性高分子を０．１５重量％水溶液として添
加し、セントリスクリーン出口直後に表−２記載の（メ
タ）アクリル酸（共）重合物０．０３重量％水希釈液を
添加して抄紙を行い、フローボックスと白水ピットのＳ
Ｓと灰分から、総歩留りと填料歩留りを求めた。結果を
表−４に示す。なお、薬品添加量は、対紙料固形分あた
りの添加量である。表−４において、前段ポリマーとは
表−１記載の本発明の水溶性高分子であり、後段ポリマ
ーとは表−２記載の本発明の（メタ）アクリル酸（共）
重合物である。なお、本発明の処方全てに於いて、前段
ポリマーを単独で添加した場合に比べ１０％以上の抄速
向上が認められた。

【００３３】

【表４】

【００３４】

【発明の効果】本発明の抄紙方法により、製紙工程にお
いてセルロース繊維および填料の歩留りを向上させ、か
つ／あるいは濾水性を向上させることができ、それによ
り、抄紙工程、乾燥工程での生産性を向上させることが
できる。また、本発明の抄紙方法により、循環する白水
を清浄に保つことができ、さらに、白水回収工程での負
荷の低減、廃水処理工程での負荷の低減をはかることが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製紙の抄紙工程において、紙料に下記式
（１）で表される構造の水溶性高分子を添加した後に剪
断を加え、その後分散重合法（単量体を溶解し生成重合
体を溶解しない塩水溶液中で攪拌下重合を行う重合法）
による（メタ）アクリル酸（共）重合物の微細粒子の分
散液の水希釈液を添加混合する事を特徴とする抄紙方
法。【化１】（式中Ｒ¹ は水素原子またはメチル基、Ｒ² はエチレン
基またはプロピレン基、Ｒ³ 、Ｒ⁴ はメチル基またはエ
チル基、Ｒ⁵ は水素原子、メチル基、エチル基またはベ
ンジル基、ＡはＯまたはＮＨ、Ｘ^- は対アニオンを表
す。またａ＋ｂ＋ｃ＝１００モル％、ａ＝１０〜９０モ
ル％、ｂ＝１０〜９０モル％、ｃ＝０〜３０モル％の関
係を有する。）
【請求項２】前記式（１）で表される水溶性高分子お
よび（メタ）アクリル酸（共）重合物の添加量が紙料Ｓ
Ｓあたり５０〜５００ｐｐｍであることを特徴とする請
求項１に記載の抄紙方法。
【請求項３】紙料のｐＨ値が６．５〜９．５である事
を特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の抄紙方
法。
【請求項４】（メタ）アクリル酸（共）重合物として
（メタ）アクリル酸：アクリルアミドのモル比が１０
０：０〜１５：８５である（共）重合物から成る事を特
徴とする請求項１ないし請求項３に記載の抄紙方法。