JPH11302994A

JPH11302994A - 製紙方法

Info

Publication number: JPH11302994A
Application number: JP11669598A
Authority: JP
Inventors: Nagarajan R; アール．ナガラジャン; B Won Shin Jane; ビー．ウォンシンジェーン
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】抄紙の際、特定の添加剤を添加することによ
り、短時間で抄紙し、しかも完成紙料の捕捉を多くす
る。【解決手段】水性セルロース製紙スラリーを形成し；
このスラリーを１又はそれ以上の剪断工程に供し；上記
剪断工程の少なくとも１つに先立って上記スラリーに無
機充填材を添加し；この無機充填材の添加の後で前記剪
断工程の少なくとも１つの前に、前記スラリーに、アク
リルアミドと、ジメチルアミノエチルアクリレート塩化
メチル第４級塩（ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱ）等とのコポリマ
ーからなる有効量の分散ポリマーを加え；前記スラリー
を剪断し；ポリアクリル酸等の有機物又はベントナイト
等の無機物の微細粒子を添加し；このスラリーを排水し
てシートを形成し；そしてこのシートを乾燥して紙シー
トを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製紙の技術分野に属
する。より詳しくは、本発明は製紙用完成紙料へのウェ
ットエンドの（ｗｅｔ−ｅｎｄ）添加剤の技術分野に属
する。

【０００２】

【従来の技術】紙の製造において、水性セルロース懸濁
液又はスラリーを紙シートに形成する。このセルロース
スラリーは、抄紙機の前で、一般にコンシステンシー
（スラリー中の固形分のｗｔ％）が１％未満、しばしば
０．５％未満に希釈され、一方仕上げられたシートは水
含量が６ｗｔ％未満でなければならない。それ故、製紙
の脱水の側面は、製造の効率及びコストにとって非常に
重要である。

【０００３】このプロセスの最低のコストの脱水方法
（工程）は排水であり、その後により高価な方法、例え
ば真空かけ、圧縮、蒸発等が用いられ、実際、そのよう
な方法の組み合わせが用いられて脱水され、又はこのシ
ートを望みの水含量に乾燥させる。排水は用いられる最
初の脱水方法であり且つ最も安価であるから、排水の効
率の改善は、他の方法で除くに必要な水の量を減らし、
それ故、脱水の全体の効率を改善しそのコストを下げる
であろう。

【０００４】製造の効率及びコストに非常に重要な製紙
の他の側面は、製紙の間に形成される繊維マットの上及
び内部での完成紙料成分の捕捉性である。製紙用完成紙
料は、一般に、セルロース繊維の２〜３mmのサイズから
数μm の充填材まで、そしてコロイドまでの範囲に亘る
粒子を含有する。この範囲に、セルロース細粒、鉱物充
填材（不透明性、輝度及び他の紙特性を増すために用い
る）及び、１又はそれ以上の捕捉助剤を含有させなけれ
ば、製紙の間に形成される繊維マット中のセルロース繊
維の間の空隙（孔）を通過してしまう他の小さな粒子が
存在する。

【０００５】セルロース細粒、鉱物充填材及び他の完成
紙料成分の繊維マット上への捕捉性を改善する１つの方
法は、抄紙機の手前で添加される凝固剤／凝集剤系の使
用である。そのような系において、最初に凝固剤、例え
ば低分子量カチオン性合成ポリマー又はカチオン性澱粉
を完成紙料に加える。この凝固剤は一般に完成紙料中の
粒子、特にセルロース細粒及び鉱物充填材の上に存在す
る負の表面電荷を減らし、それによってそのような粒子
のある程度の凝集を行わせ、その後凝集剤を添加する。
そのような凝集剤は、一般に高分子量アニオン合成ポリ
マーであり、これは粒子及び／又は凝集体を互いの表面
で橋掛けし、複数の粒子を結合して大きな凝集体にす
る。完成紙料中にそのように大きな凝集体が存在するこ
とは、紙シートの繊維マットが形成されるに連れて、捕
捉性を大きくする。この凝集体は、未凝集の粒子が通過
してしまうような繊維ウェブ上に水からろ過して取り出
される。

【０００６】凝集された凝集体は、前記完成紙料がゲル
化し又はある量のゼラチン状物質を含有すると起こる程
度に繊維マットの排水を阻害することは一般にないが、
そのようなフロック（凝集塊）が繊維ウェブでろ過され
るとき、その孔はある程度減り、それの排水効率を減ら
す。従って、捕捉性が増すとある程度有害な効果を排水
性に与える。

【０００７】捕捉性及び排水性の改善された組み合わせ
を与えるために用いられる他の系は、米国特許Ｎo.４７
５３７１０及び米国特許Ｎo.４９１３７７５（いずれも
発明者はＬａｎｇｌｅｙｅｔａｌであり、それぞれ
１９８８年６月２８日及び１９９０年４月３日発行）
（これらをここに援用してその内容を記載に含める）に
記載されている。簡単に言えば、そのような方法におい
ては、水性セルロース製紙懸濁液に、先ずこの懸濁液を
剪断する前に高分子量線状カチオンポリマーを加え、そ
の後剪断の後にベントナイトを添加する。この剪断は一
般に、製紙プロセスの洗浄、混合及びポンプ輸送工程の
１又はそれ以上によって与えられ、この剪断は、高分子
量ポリマーによって形成された大きなフロックを微細フ
ロックに細分し、次いでベントナイト粘土粒子の添加に
よって更なる凝集が起こる。

【０００８】他のシステムは、カチオン澱粉とそれに続
くコロイド状シリカを用いて電荷の中和及び比較的小さ
い凝集体の吸着の方法により、ウェブ上に捕捉される物
質の量を増す。このシステムは米国特許Ｎo.４３８８１
５０（発明者Ｓｕｎｄｅｎ等、１９８３年６月１４日発
行）に記載されている。

【０００９】脱水は一般に、特に排水による脱水は、紙
ウェブの孔の詰まりが少ないときは改善されると考えら
れ、ろ過による捕捉に較べて吸着による捕捉はそのよう
な詰まりを減らすと考えられる。

【００１０】与えられたグレードの紙に対して、細粒及
び充填材の捕捉の比較的大きな捕捉があるとそのような
紙のセルロース繊維含量の減少をもたらす。製紙コスト
を減らすために比較的質の劣るパルプが用いられるの
で、製紙の捕捉の側面はより一層重要になる。何故なら
ば、そのような比較的品質の低いパルプの細粒含量は、
一般に比較的高い品質のパルプの細粒含量よりも大きい
からである。

【００１１】細粒、充填材及び他のスラリー成分の比較
的大きな捕捉は、白水へ失われるそのような物質の量を
減らし、それ故廃棄物の量、廃棄物処分のコスト、及び
それによる環境に対する悪影響を減らす。

【００１２】与えられた製紙プロセスの他の重要な特性
は、製造される紙シートの地合である。地合は紙シート
内での光透過性における変動によって決定され、高い変
動は地合が悪い徴である。捕捉性が高いレベル、例えば
８０〜９０％の捕捉レベルに増すと、この地合パラメー
ターは一般に良好な地合から悪い地合へ急に低下する。
与えられた製紙プロセスがろ過から吸着にシフトするに
連れて、地合に対する有害な効果は、高い捕捉レベルが
達成されるに連れて減少し、米国特許Ｎo.４９１３７７
５において、高い捕捉と良好な地合の良好な組み合わせ
は、ベントナイトの使用に帰せられるものであると、少
なくとも理論的に考えられる。

【００１３】追求している結果を低下させないで、与え
られた目的のための製紙プロセスにおいて用いられる物
質の量を減らすことが一般に望ましい。そのような含浸
量の減少は、材料のコストの節減と取扱い及び加工上の
利益との両方を実現するであろう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】過度の問題を引き起こ
さずに抄紙機に供給できる添加剤を使用するのも望まし
い。水性媒体中に溶解し、スラリー化し又は分散するの
が困難な添加剤は、抄紙機にそれを供給するために高価
な装置が必要であろう。抄紙機への供給において困難に
遭遇するとき、その添加剤は、しばしば高エネルギー入
力装置の力で水性スラリーの形態にして維持される。こ
れとは対照的に、水に容易に溶解し又は分散する添加剤
は必要なエネルギー及び費用が少なく、それらの供給の
均一性はより信頼性が高い。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、水性セルロー
ス製紙スラリーを形成すること；このスラリーを１又は
それ以上の剪断工程に供すること；前記剪断工程の少な
くとも１つに先立って前記スラリーに鉱物充填材を添加
すること；この鉱物充填材の添加の後で前記剪断工程の
少なくとも１つに先立って、前記スラリーに、アクリル
アミドと、ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチ
ル第４級塩（ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱ）、ジメチルアミノエ
チルメタクリレート塩化メチル第４級塩（ＤＭＡＥＭ．
ＭＣＱ）、ジメチルアミノエチルアクリレート塩化ベン
ジル第４級塩（ＤＭＡＥＡ．ＢＣＱ）、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート塩化ベンジル第４級塩（ＤＭＡＥ
Ｍ．ＢＣＱ）、又はジアリルジメチルアンモニウムクロ
ライド（ＤＡＤＭＡＣ）とのコポリマーからなる群から
選ばれる有効量の分散ポリマーを加えること；前記スラ
リーを剪断すること；ポリアクリル酸のような有機物、
並びにベントナイト及びシリカゾルのような無機物から
なる群から選ばれる微細粒子を添加すること；このスラ
リーを排水してシートを形成すること；並びにこのシー
トを乾燥して紙シートを形成することを包含する製紙プ
ロセスを包含する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明によれば、紙製品の形成の
前に水溶性ポリマーをセルローススラリーに加える。こ
の水溶性ポリマーは、いずれにせよ紙製品の形成の前に
スラリー内に実質的に分散されているべきである。本発
明の微細粒子はスラリーの剪断の後に添加される。水性
媒体中のポリマー、例えば水溶液又は水分散液の添加
は、このスラリーのポリマーの分散を促進する。好まし
い具体例において、このポリマーは排水及び紙シートの
形成の加工工程の前に添加される。

【００１７】本発明プロセスは全ての紙製品のグレード
及びタイプに適用可能であり、更に、何らの制限もされ
ず、硬木（ｈａｒｄｗｏｏｄ）、針葉樹から得られる
クラフトパルプ及び亜硫酸パルプ、並びに酸パルプ（ａ
ｃｉｄｐｕｌｐ）を包含する化学パルプ、サーモメカ
ニカルパルプ、機械パルプ、リサイクルパルプ並びに砕
木パルプを包含する全てのタイプのパルプについての使
用に適用可能であると考えられる。もっとも、本発明の
プロセスの利点は、用いられるパルプが化学パルプタイ
プのものであるとき、特にアルカリ性化学パルプである
とき、最もよく達成される。

【００１８】好ましい具体例において、セルローススラ
リー中で使用される充填材はアニオン性、又は少なくと
も部分的にアニオン性である。しかしながら、他の鉱物
質の、又は無機の充填材を使用でき、例えば炭酸カルシ
ウム、粘土、二酸化チタン、又はタルク又はこれらの組
み合わせも使用できる。

【００１９】アルカリ性無機充填材、例えば一般に製紙
原料に使用される炭酸アルカリの一種の量は、スラリー
中の乾燥パルプ１００重量部あたり、ＣａＣＯ₃とし
て、約１０〜約３０重量部の充填材であるが、そのよう
な充填材は、場合によっては、同じ基準で、約５重量
部、或いは約２重量部のように低くてもよく、約４０或
いは５０重量部のように高くてもよい。

【００２０】ここに報告したポリマー及びコポリマーの
換算比粘度は、公開されたデータからの０．１２５Ｍ硝
酸ナトリウム溶液中で測定した。同様に、ここに報告し
たポリマーの全ての分子量は、ポリマーの凡その重量平
均分子量である。

【００２１】本発明のポリマーの製造に使用される分散
重合法は、以前に使用可能であった多数の利点を提供す
る。本発明のポリマーは完全に水中で合成されるので、
油溶媒は必要でない。これは次の理由で重要である：１）本発明のポリマーは火災の原因を持たない；２）処理されるべき水に油は加えられない（より環境に
優しい）；３）本発明のポリマーの溶解は水を加えるだけで足り、
特別な活性化剤は必要でない；４）本発明のポリマーの溶解／転化の能力は、油分散ラ
テックスのそれよりも優れている；そして５）本発明のポリマーは適当な濃度の塩水を用いること
によって、殆ど全ての濃度に希釈できる。

【００２２】他の主要な利点は、このポリマーの体積粘
性率は、ある種の油分散ラテックスポリマーと相違し
て、低いことである。この物性は全ての標準の化学ポン
プにこの材料をインジャンクション（ｉｎｊｕｎｃｔｉ
ｏｎ）部位に配送することを可能にする。

【００２３】新しい種類の水溶性分散ポリマーが、現在
入手可能な化学処理剤よりも排水及び捕捉性を増すのに
より有効であることが発見された。以下に、より詳細に
述べるように、本発明のポリマー分散液は多価アニオン
塩の水溶液の形で調製される。本発明のポリマー分散液
は、この用途に使用される他のポリマーを用いたのでは
入手できない微細な粒度及び水溶性を達成する。更に、
ラテックスポリマーには付きものの欠点であるポリマー
分散液の過剰供給に関しては何ら問題はないようであ
る。

【００２４】本発明の方法に従えば、本発明の分散ポリ
マーはセルロース製紙スラリーに加えられる。このポリ
マーは有効量０．５〜約１００ppm で添加される。より
好ましくは、添加されるポリマーの量は２〜約４０ppm
であり、最も好ましくは約４〜約２５ppm である。ポリ
マーが系に悪影響を与える最大投与量があるとは考えら
れない。ある種の高い投与量では、有利な効果は高原状
態になり、コストの観点から、そのような高い投与量、
恐らく約１００ppm より上は、コスト効果が良くない。
本発明のポリマーは好ましくは、系に混ぜ物なしの形態
で加えられる。しかしながら、用途によっては、このポ
リマーは水溶液として加えることができる。

【００２５】本発明の好ましいポリマーは、Ｈｙｍｏ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本）により製造される。本
発明で使用されるポリマー分散液の製造方法は、米国特
許Ｎo.５００６５９０及び米国特許Ｎo.４９２９６５５
（共立有機社、東京、日本）に譲渡されている）に詳細
に記載されている。これらの２つの特許の開示内容をこ
こに援用してここの記載に含める。

【００２６】本発明の好ましい具体例において、有機の
又は無機の微細粒子を、剪断への導入の後にスラリーへ
加える。好ましくは、前記有機微細粒子は中くらいの分
子量のアニオンポリマー、例えばアクリル酸のコポリマ
ーで、米国特許Ｎo.５０９８５２０（これをここに援用
してその内容を記載に含める）に記載のもの、又は中く
らいの分子量のアニオン性スルホン化ポリマー、例えば
米国特許Ｎo.５１８５０６２（これをここに援用してそ
の内容を記載に含める）に記載されているものである。
無機の微細粒子は、好ましくはベントナイト及びシリカ
ゾルから選ばれる。

【００２７】本発明によれば、セルロース製紙スラリー
を処理するために使用される分散ポリマーは、更に次式
（Ｉ）で示されるカチオンモノマーの少なくとも５モル
％を含有する水溶性モノマー混合物から調製できる：

【００２８】

【化２】

【００２９】（ここに、Ｒ₁はＨ又はＣＨ₃であり；Ｒ
₂及びＲ₃はそれぞれ炭素原子数１〜２のアルキル基で
あり；Ａ₁は酸素原子又はＮＨであり；Ｂ₁は炭素原子
数２〜４のアルキル基又はヒドロキシプロピル基であ
り；そしてＸ₁は対アニオンである。）

【００３０】上記水溶性モノマー混合物は多価アニオン
塩の水溶液に溶解性である。しかしながら、前記モノマ
ー混合物から生じたポリマーは多価アニオン塩水溶液に
不溶性である。前記モノマー混合物のポリマーは種ポリ
マーとしても使用できる。前記種ポリマーを以下に詳細
に説明する。

【００３１】前記一般式（Ｉ）で示される上記カチオン
モノマーは、好ましくは塩化メチル又は塩化ベンジルと
ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート、ジメチルアミノヒドロキシプロピル
アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、
ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノ
エチルメタクリレート又はジメチルアミノプロピルメタ
クリルアミドとの反応により得られる第４級アンモニウ
ム塩である。

【００３２】前記重合反応混合物中における上述のモノ
マーの濃度は、塩化メチル第４級アンモニウム塩につい
ては１．０〜３０ｗｔ％の範囲が適当である。好ましく
は、この濃度は約１０〜約２０ｗｔ％である。塩化ベン
ジル第４級塩については、前記重合反応混合物中の濃度
は、約１．０〜約３５ｗｔ％の範囲が適当である。好ま
しくは、この濃度は約１０〜約２０ｗｔ％である。

【００３３】好ましくは一般式（Ｉ）で示されるカチオ
ンモノマーと共重合されるモノマーはアクリルアミド、
メタクリルアミド及び一般式（II）で示されるカチオン
モノマーを包含する：

【００３４】

【化３】

【００３５】（ここに、Ｒ₄はＨ又はＣＨ₃であり；Ｒ
₅及びＲ₆はそれぞれ炭素原子数１〜２のアルキル基で
あり；Ｒ₇はＨ又は炭素原子数１〜２のアルキル基であ
り；Ａ ₂は酸素原子又はＮＨであり；Ｂ₂は炭素原子数
２〜４のアルキル基又はヒドロキシプロピル基でありＸ
₂は対アニオンである。）

【００３６】式（II）で示される好ましいモノマーは、
ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルア
ミド、ジエチルアミノプロピルアクリルアミド及びジメ
チルヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリ
レート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジ
エチルアミノプロピルメタクリルアミド及びジメチルヒ
ドロキシプロピルメタクリレート、並びにメチル化され
た又はエチル化された第４級塩を包含する。一般式（I
I）で示される比較的好ましいカチオンモノマーは、ジ
アルキルアミノエチルアクリレート及びジアルキルアミ
ノエチルメタクリレートの塩及びメチル化第４級塩であ
る。

【００３７】本発明の水溶液中に添加すべき多価アニオ
ン塩は、硫酸塩、燐酸塩又はこれらの混合物である。好
ましい塩は硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マ
グネシウム、硫酸アルミニウム、燐酸水素アンモニウ
ム、燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリウムを包含す
る。本発明において、これらの塩はそれぞれ濃度１５％
又はそれ以上のそれらの水溶液として使用できる。

【００３８】その中で上記モノマーの重合が生じるアニ
オン塩水溶液中に、分散剤が存在する。この分散剤は水
溶性高分子量カチオンポリマーである。この分散剤は上
述の塩水溶液に溶解性である。この分散剤は好ましくは
モノマーの全重量を基準として１〜１０ｗｔ％の量で使
用される。この分散剤は２０モル％又はそれ以上の、式
（II）で示されるカチオンモノマー単位で構成される。
好ましくは、残りのモル％はアクリルアミド又はメタク
リルアミドである。この分散剤の性能は分子量によって
さほど影響されない。しかしながら、この分散剤の分子
量は、好ましくは１０，０００〜１０，０００，０００
ドルトン（ｄａｌｔｏｎ）の範囲にある。本発明の１つ
の具体例によれば、本発明の１つの具体例によれば、グ
リセリン又はポリエチレングリコールのような多官能性
アルコールが重合系中に共存する。微細な粒子の析出は
これらのアルコールの存在下に円滑に行われる。

【００３９】重合のために、通常の水溶性ラジカル形成
剤を用いることができるが、好ましくは水溶性アゾ化合
物、例えば２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパ
ン）塩酸塩及び２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチ
レンイソブチルアミン）塩酸塩が用いられる。

【００４０】本発明の１つの具体例によれば、微細な分
散液を得るために上記モノマーの重合を始める前に種ポ
リマーを添加する。この種ポリマーは、多価アニオン塩
の水溶液に不溶な水溶性カチオンポリマーである。この
種ポリマーは、好ましくは、ここに記載したプロセスに
よって上記モノマー混合物から調製されるポリマーであ
る。それにも拘わらず、前記種ポリマーのモノマー混合
物は、必ずしも重合の間に形成される水溶性カチオンポ
リマーと同じである必要はない。しかしながら、重合の
間に形成される水溶性ポリマーのように、前記種ポリマ
ーは一般式（Ｉ）で示されるカチオンモノマー単位を少
なくとも５モル％含有すべきである。本発明の１つの具
体例によれば、１つの重合反応で用いられる種ポリマー
は、同じモノマー混合物を使用した先の反応で調製され
た水溶性ポリマーである。

【００４１】

【実施例】以下に本発明の好ましい具体例及び有用性を
記述するために以下の例を示すが、特許請求の範囲に特
に記載していない限り、本発明を限定することを意図し
たものではない。以下の例において、通しで使用されて
いる共通用語は以下の意味を持つ。

【００４２】微細粒子Ａ（コロイド状シリカ）粒度４nmの水中に分散されたシリカ

【００４３】微細粒子Ｂアクリル酸のコポリマー

【００４４】微細粒子Ｃ水中の粉末化したベントナイトの水和懸濁液

【００４５】分散ポリマーポリマーＡ１０モル％ＤＭＡＥＡ．ＢＣＱＲＳＶ１９．６ｄｌ／ｇポリマーＢ１０モル％ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱＲＳＶ２１．４ｄｌ／ｇポリマーＣ２０モル％ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱＲＳＶ２７．６ｄｌ／ｇ

【００４６】ラテックスポリマーポリマーＤ１０モル％ＤＭＡＥＡ．ＭＣＱＲＳＶ１９．７ｄｌ／ｇ

【００４７】前記換算比粘度（ＲＳＶ）は０．１２５Ｍ
ＮａＮＯ₃溶液の溶液中、０．０４５％のポリマーの
濃度で測定した。

【００４８】ブリットジャー試験（ＢｒｉｔｔＪａｒ
Ｔｅｓｔ）例１〜３において採用されたブリットジャー試験は、ニ
ューヨーク州立大学のＫ．Ｗ．Ｂｒｉｔｔによって開発
されたＢｒｉｔｔＣＦＤｙｎａｍｉｃＤｒａｉｎ
ａｇｅＪａｒを用いた。これは一般に容量約１リット
ルの上部室及び下部排水室からなり、これら室は支持ス
クリーン及び排水スクリーンにより分離されている。排
水室の下に、閉じるためのクランプを備えた下方に延び
る可撓性チューブがある。上部室には、上部室内の調節
された剪断条件を作りだすための２インチ３枚刃プロペ
ラを備えた可変速度の高トルクモーターを備えている。
この試験は、上部室内にセルロース原料を入れ、次いで
この原料を以下の手順に供することにより行った：

【００４９】時間操作０秒剪断攪拌を７５０ｒｐｍで開始（要すれば、澱粉を添加）１０秒カチオンポリマー添加、速度を１０００ｒｐｍに上昇４０秒剪断攪拌を７５０ｒｐｍに減少５０秒微細粒子を添加６０秒排水開始のためにチューブクランプを解放、排水を３０秒続行

【００５０】ブリットジャーからこのように排水したも
の（「ろ液」）を集め、その最初の濃度の４分の１に水
で希釈する。次いで、そのように希釈したろ液のＦｏｒ
ｍａｚｉｎＴｕｒｂｉｄｉｔｙＵｎｉｔｓ又はＦＴ
Ｕ’ｓ中で測定した濁りを測定した。そのようなろ液の
濁りは製紙捕捉性能に反比例し、濁り値が低いほど、充
填材及び／又は細粒の捕捉は高い。濁り値はＨａｃｈ
ＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒモデルＤＲ２００
０を用いて測定した。

【００５１】測定した濁り値（ＦＴＵで）は、次式を用
いて（％改善）値に変換した：

【００５２】％改善＝１００×（濁り値_u−濁り値_t）／濁り値_u

【００５３】（ここに、濁り値_uはポリマーも微細粒子
もないブランクについての濁りの読みであり、濁り値_t
はポリマー、又はポリマー及び微細粒子を用いた試験の
結果の濁りの読みである。

【００５４】ろ過試験例１〜８で使用したろ過試験は、種々の化学処理に供し
た試験原料の排水（水除去）速度を測定した。スタンド
の直上に乗せたろ過セルを使用した。このセルの容量は
約２２０mLである。２００メッシュ排水スクリーン（７
６μm のスクリーンで開口８％）をろ過媒体として使用
した。前記原料を重力でろ過した。このろ液を前記セル
の下の秤量秤上に乗せたカップ中に集めた。この秤をコ
ンピューターと結び付け、表示された重量を長時間連続
的に記録した。このコンピューターは長時間に亘って重
量の変化を自動的に記録した。

【００５５】前記セルロース原料を、上述のブリットジ
ャー中で処理した。この処理された原料を前記セルに移
し、完了するまでろ過した。ろ液収集の速度は排水性能
の徴であり、ろ液収集速度が高いほど、排水の改善が高
い。

【００５６】試験原料（アルカリ試験原料）例１〜３及び８で使用したセルロ
ース原料又はスラリーは７０ｗｔ％の繊維と３０ｗｔ％
の充填材からなり、配合水で全体のコンシステンシーが
０．５％となるように希釈した。この繊維は、漂白した
硬木クラフト及び漂白した針葉樹クラフトをＣａｎａｄ
ｉａｎＦｒｅｅｎｅｓｓ値が３２０〜３６０Ｃ．Ｆ．
Ｓ．になるまで別々に叩解し、重量比６０／４０のブレ
ンドとしたものであった。前記充填材は乾燥された形で
供給される商業的な炭酸カルシウムであった。前記配合
水は６０ppm のカルシウム硬度（ＣａＣｌ₂として添
加）、１８ppm のマグネシウム硬度（ＭｇＳＯ₄として
添加）及び１３４ppm の重炭酸塩アルカリ度（ＮａＨＣ
Ｏ₃として添加）を含有していた。最終希薄原料のpHは
７．２であった。

【００５７】（酸試験原料）例４及び５で使用したセル
ロース原料又はスラリーは、９３ｗｔ％の繊維及び７ｗ
ｔ％の充填材を、全体のコンシステンシーが０．５４％
となるように配合水で希釈したものであった。この繊維
は、漂白した硬木クラフト及び漂白した針葉樹クラフト
をＣａｎａｄｉａｎＦｒｅｅｎｅｓｓ値が３２０〜３
６０Ｃ．Ｆ．Ｓ．になるまで別々に叩解し、重量比５０
／５０のブレンドとしたものであった。前記充填材は、
乾燥した形で商業的に提供されるカオリンと二酸化チタ
ンを予備分散した粘土であった。希硫酸を用いて、pHを
４．００に調節し、その後ミョウバン（最終スラリーの
０．００５ｗｔ％）及びサイジング剤ロジン（最終スラ
リーの０．００２５ｗｔ％）を加えた。前記配合水は６
０ppm のカルシウム硬度（ＣａＣｌ₂として添加）、１
８ppm のマグネシウム硬度（ＭｇＳＯ₄として添加）及
び１３４ppm の重炭酸塩アルカリ度（ＮａＨＣＯ₃とし
て添加）を含有していた。

【００５８】（波形被覆試験原料(Corrugated Coated T
est Stock))例６及び７で使用した原料は、ペーパーミ
ル（ｐａｐｅｒｍｉｌｌ）から濃い原料（コンシステ
ンシー４．１１％）として得た。それは、ＯＣＣ、新聞
印刷用紙、及びボール箱用厚紙の混合物であった。これ
を、６０ppm のカルシウム硬度（ＣａＣｌ₂として添
加）、１８ppm のマグネシウム硬度（ＭｇＳＯ₄として
添加）及び１３４ppm の重炭酸塩アルカリ度（ＮａＨＣ
Ｏ₃として添加）を含有する配合水で全体のコンシステ
ンシーが０．８％となるように希釈した。この希薄な原
料の最終pHは６．５であった。この希薄原料の灰分％は
７．３ｗｔ％であった。

【００５９】（例１）上述のアルカリ試験原料を用い
て、やはり上述のブリットジャー試験を採用して、微細
粒子として微細粒子Ａを用い、逆のエマルジョンポリマ
ーＤに較べて分散ポリマーＡの捕捉性能を測定した。各
試験において、カチオン性ポテト澱粉を、スラリー固形
分の乾燥重量１０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填し
た。試験した種々のプログラムを以下の表１に示す。試
験結果は、試験したプログラムの各々について、先に定
義したように、希薄ろ液濁り値（ＦＴＵ）及び（％改
善）として以下の表１中に報告する。

【００６０】これらのプログラムの排水性能を、上述の
ろ過試験を用いて同じアルカリ完成紙料について測定し
た。各試験澱粉において、スラリー固形分の乾燥重量１
０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填した。これらの結果
を試験した各プログラムについて、収集したろ液の重量
対時間のグラフとして図１に示す。

【００６１】（例２）上述のアルカリ試験原料を用い
て、やはり上述のブリットジャー試験を採用して、微細
粒子として微細粒子Ａを用い、逆のエマルジョンポリマ
ーＤに較べて分散ポリマーＢの捕捉性能を測定した。各
試験において、カチオン性ポテト澱粉を、スラリー固形
分の乾燥重量１０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填し
た。試験した種々のプログラムを以下の表２に示す。試
験結果は、試験したプログラムの各々について、先に定
義したように、希薄ろ液濁り値（ＦＴＵ）及び（％改
善）として以下の表２中に報告する。

【００６２】これらのプログラムの排水性能を、上述の
ろ過試験を用いて同じアルカリ完成紙料について測定し
た。各試験澱粉において、スラリー固形分の乾燥重量１
０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填した。これらの結果
を試験した各プログラムについて、収集したろ液の重量
対時間のグラフとして図２に示す。

【００６３】〔表１〕ブリットジャー捕捉試験（アルカリ完成紙料）ポリマー微細粒子Ａ投与量投与量濁りＮo. ポリマー Lb／トン Lb／トン（ＦＴＵ）％改善ブランク００３５９．５ − １Ａ１．６０２８９２０２Ａ１．６２８４７７３Ｄ１．６０２９１１９４Ｄ１．６２１６２５５

【００６４】〔表２〕ブリットジャー捕捉試験（アルカリ完成紙料）ポリマー微細粒子Ａ投与量投与量濁りＮo. ポリマー Lb／トン Lb／トン（ＦＴＵ）％改善ブランク００３５９．５１Ｂ１．６０２５２３０２Ｂ１．６２７４７９３Ｄ１．６０２９１１９４Ｄ１．６２１６２５５

【００６５】（例３）上述のアルカリ試験原料を用い
て、やはり上述のブリットジャー試験を採用して、微細
粒子として微細粒子Ａを用い、逆のエマルジョンポリマ
ーＤに較べて分散ポリマーＣの捕捉性能を測定した。各
試験において、カチオン性ポテト澱粉を、スラリー固形
分の乾燥重量１０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填し
た。試験した種々のプログラムを以下の表３に示す。試
験結果は、試験したプログラムの各々について、先に定
義したように、希薄ろ液濁り値（ＦＴＵ）及び（％改
善）として以下の表３中に報告する。

【００６６】〔表３〕ブリットジャー捕捉試験（アルカリ完成紙料）ポリマー微細粒子Ａ投与量投与量濁りＮo. ポリマー Lb／トン Lb／トン（ＦＴＵ）％改善ブランク００３５９．５ − １Ｃ１．６０２６６２６２Ｃ１．６２１２０６７３Ｄ１．６０２９１１９４Ｄ１．６２１６２５５

【００６７】（例４）上述の酸試験原料を用いて、やは
り上述のろ過試験を採用して、微細粒子として微細粒子
Ａを用い、逆のエマルジョンポリマーＤに較べて分散ポ
リマーＡの排水性能を測定した。試験した各プログラム
について結果を、収集したろ液重量対時間のグラフとし
て図３に示す。

【００６８】（例５）上述の酸試験原料を用いて、やは
り上述のろ過試験を採用して、微細粒子として微細粒子
Ｂを用い、逆のエマルジョンポリマーＤに較べて分散ポ
リマーＡの排水性能を測定した。試験した各プログラム
について結果を、収集したろ液重量対時間のグラフとし
て図４に示す。

【００６９】（例６）上述の波形の被覆された試験原料
を用いて、やはり上述のろ過試験を採用して、微細粒子
として微細粒子Ａを用い、分散ポリマーＡの排水性能を
測定した。試験した各プログラムについて結果を、収集
したろ液重量対時間のグラフとして図５に示す。

【００７０】（例７）上述の波形の被覆された試験原料
を用いて、やはり上述のろ過試験を採用して、微細粒子
として微細粒子Ｂを用い、分散ポリマーＡの排水性能を
測定した。試験した各プログラムについて結果を、収集
したろ液重量対時間のグラフとして図６に示す。

【００７１】（例８）上述のアルカリ試験原料を用い
て、やはり上述のろ過試験を採用して、微細粒子として
微細粒子Ｃを用い、逆のエマルジョンポリマーＤに較べ
て分散ポリマーＡの排水性能を測定した。各試験におい
て、カチオン性ポテト澱粉を、スラリー固形分の乾燥重
量１０Ｌｂ／トンの量の試験原料に装填した。試験した
各プログラムについて結果を、収集したろ液重量対時間
のグラフとして図７に示す。

【００７２】特許請求の範囲に定義した本発明の概念及
び範囲から離れることなく、ここに記載した本発明方法
の組成、操作及び配列に、変化を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルカリ試験原料を用いた、本発明の分散ポリ
マーＡとエマルジョンポリマーＤとの排水性能を比較し
たグラフ（実施例１）。

【図２】アルカリ試験原料を用いた、本発明の分散ポリ
マーＢとエマルジョンポリマーＤとの排水性能を比較し
たグラフ（実施例２）。

【図３】酸試験原料を用いた、本発明の分散ポリマーＡ
とエマルジョンポリマーＤとの排水性能を比較したグラ
フ（実施例４）。

【図４】酸試験原料を用いた、本発明の分散ポリマーＢ
とエマルジョンポリマーＤとの排水性能を比較したグラ
フ（実施例５）。

【図５】波形被覆試験原料を用い、本発明の分散ポリマ
ーＡを用い、微細粒子Ｂを用いたときの排水性能を示す
グラフ（実施例６）。

【図６】波形被覆試験原料を用い、本発明の分散ポリマ
ーＡを用い、微細粒子Ｂを用いたときの排水性能を示す
グラフ（実施例７）。

【図７】アルカリ試験原料を用い、微細粒子Ｃを用いた
ときの、本発明の分散ポリマーＡとエマルジョンポリマ
ーＤとの排水性能を比較したグラフ（実施例８）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性セルロース製紙スラリーを形成する
こと；このスラリーを１又はそれ以上の剪断工程に供す
ること；このスラリーに前記剪断工程の少なくとも１つ
に先立って無機充填材を添加すること；前記スラリーに
前記無機充填材の添加後少なくとも１つの剪断工程に先
立って、アクリルアミド、メタクリルアミド又は次式（II）で示
される化合物【化１】と、ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル第４
級塩、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化メチル
第４級塩、ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化ベ
ンジル第４級塩、ジメチルアミノエチルメタクリレート
塩化ベンジル第４級塩、又はジアリルジメチルアンモニ
ウムクロライドとのコポリマーからなる群から選ばれる
有効量のカチオン性分散ポリマーを加えること；このス
ラリーを剪断すること；アクリル酸のコポリマー、ベン
トナイト及びシリカゾルからなる群から選ばれる微細粒
子を添加すること；このスラリーを排水してシートを形
成すること；並びにこのシートを乾燥して紙シートを形
成すること、を包含する製紙方法。
【請求項２】前記分散ポリマーが分子量約１０，００
０〜１０，０００，０００ドルトンを有する請求項１の
方法。
【請求項３】前記スラリーを、製紙スクリーン上で排
水し、排水に先立って前記製紙スクリーンの部位にポン
プ輸送する、請求項１又は２の方法。
【請求項４】前記スラリーが酸パルプスラリー、アル
カリ化学パルプスラリー、サーモメカニカルパルプスラ
リー、機械パルプスラリー、リサイクルパルプスラリー
及び砕木パルプスラリーからなる群から選ばれる請求項
１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】前記無機充填材が、二酸化チタン、粘
土、タルク及び炭酸カルシウムからなる群から選ばれる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】前記無機充填材が前記スラリーに、前記
スラリー中に含有される乾燥パルプ１００重量部あたり
約２０〜５０重量部、添加される請求項１〜５のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項７】前記塩化メチル第４級塩の濃度が約１．
０〜約３０モル％である請求項１〜６のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項８】前記塩化メチル第４級塩の濃度が約１０
〜約２０モル％である請求項７の方法。
【請求項９】前記塩化ベンジル第４級塩の濃度が約
１．０〜約３５モル％である請求項１〜６のいずれか１
項に記載の方法。
【請求項１０】前記塩化メチル第４級塩の濃度が約１
０〜約２０モル％である請求項９の方法。