JPS6065195A - 製紙工程に於ける填料歩留向上方法 - Google Patents

製紙工程に於ける填料歩留向上方法

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JPS6065195A
JPS6065195A JP17133483A JP17133483A JPS6065195A JP S6065195 A JPS6065195 A JP S6065195A JP 17133483 A JP17133483 A JP 17133483A JP 17133483 A JP17133483 A JP 17133483A JP S6065195 A JPS6065195 A JP S6065195A
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JP
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filler
decomposition reaction
reaction product
acrylamide polymer
improving
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JP17133483A
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吉岡 成彦
橋本 建
公彦 後藤
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Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
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Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙工程に於ける新規な填料歩留向上方法に関
し、更に詳しくは、製紙工程に於ける填料歩留向上剤と
してカチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポリマーのホ
フマン分解反応物とを併用する、新規で且つ優れた相乗
的効果を有する填料歩留向上方法を提供せんとしたもの
である。
一般の製紙工程に於いては、成紙の白色度、不透明度を
向上させ、更に平滑性や柔軟性を付与せしめる等の目的
で、各種の填料が使用されている。
パルプスラリーに添加された填料は単にそれだけの添加
で抄紙しても填料の大部分が白水中に流出し、その歩留
りは極めて低くなり、所期の効果が発揮されず、又経済
的にも大きな不利益をもたらす。それ故、填料が添加さ
れる一般の製紙工程に 3− 於いては何らかの填料歩留向上剤が使用されるのが普通
である。
従来、かかる填料歩留向上剤としては、主としてカチオ
ン性の水溶性高分子、例えばポリエチレンイミン、カチ
オン性ポリアクリルアミド、ポリアミドポリアミンエピ
クロルヒドリン樹脂等が使用されて来た。
一方、製紙工業に於いては従来の硫酸バンドを使用して
抄造する、いわゆる酸性抄紙方法によって抄造されてい
た一般の印刷用紙等の分野で、填料として炭酸カルシウ
ムを使用し、硫酸バンドを添加せずに抄造する「中性抄
紙方法」への変換が盛んに行われつつある。その理由は
炭酸カルシウム填料が安価で、その性質も優れているに
加え原料となる石灰石が国内で豊富に産出されること、
又中性抄紙により得られるいわゆる中性紙が耐候性に優
れ、印刷物等の保存性が顕著に改善されることなどによ
る。
かかる中性抄紙に於ける炭酸カルシウム填料の歩留向上
剤として第4級アンモニウム基を有する 4 − (メタ)アクリル酸エステルとアクリルアミドとの高分
子量共重合体が提案されている(特開昭57−7739
9号参照)a しかしながら、上記提案の填料歩留向上剤にあっては、
パルプ重量に対して01%以上の高添加域に於いて比較
的良好な歩留効果を発揮するものの、かかる高添加域に
あってはそれが高分子量であるため抄紙工程でワイヤー
や毛布類の汚損の原因となり、又紙の地合いを悪くする
という欠点を有するものである。
即ち中性抄紙に於ける炭酸カルシウム填料の歩留向上剤
として、著効を奏し且つそれを使用した場合の操業性も
良好であるような填料歩留向上剤は未だ得られていない
のが現状である。
上記に鑑み本発明者等は、各種の填料歩留向上剤とその
使用方法につき鋭意研究の結果、カチオン変性澱粉とア
クリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物とを併用
して抄紙すると、填料の歩留りが相乗的に向上し、顕著
な填料歩留向上効果が得られることを発見し、これをM
lとして水元 5− 明を完成した。
即ち本発明は、填料を含有する水性パルプスラリーを抄
紙、乾燥する製紙工程に於いて、該パルプスラリーに填
料歩留向上剤として、カチオン変性澱粉とアクリルアミ
ド系ポリマーのホフマン分解反応物とを併用添加するこ
とを特徴とする製紙工程に於ける填料歩留向上方法を要
旨とするものである。
本発明に於いて使用される填料としては、従来の製紙工
程で使用されている公知の各種填料が何れも使用可能で
あり、例えば、クレー、タルク、二酸化チタン、炭酸カ
ルシウムの外、合成樹脂を成分とするプラスチック顔料
やその他の有機又は無機顔料等を使用し得る。とりわけ
、硫酸バンドを使用できない炭酸カルシウムを填料とす
る中性抄紙系の製紙工程に適用する場合、従来の填料歩
留向上剤を使用したときと比較して、大幅に改善された
填料歩留り効果が得られ、且つ製紙工程の操業性が極め
て良好であるという本発明の効果を最大限に発揮せしめ
ることができるものである。
−6− 本発明に於いて使用されるカチオン変性澱粉は通常第1
級ないし第3級アミン基及び/又は第4級アンモニウム
基が導入された形態の塩基性窒素原子を有する各種の変
性澱粉を包含し、一般に市販されている製紙用カチオン
変性澱粉については、何れもこれを使用することができ
る。具体的には、商標名ケート(CATO1王子ナショ
ナル(株)製〕、ネオポジバリン〔松谷化学工業(株)
製〕等を挙げることができる。
本発明に於いてカチオン変性澱粉と併用使用されるアク
リルアミド系のホフマン分解反応物は、アルカリ水溶液
中でアクリルアミド系ポリマーと次亜ハロゲン酸塩とを
反応せしめて得られるカチオン性アクリルアミド系ポリ
マーであって、上記反応の際、各種の変性剤、例えば塩
化コリン、ヒドロキシアルキル・ジメチルベンジルアン
モニウムクロライド、N−ヒドロキシアルキルピリジニ
ウム塩、アミン及び/又はポリアミンとエビへロヒドリ
ンとの反応物等の如き、第4級塩基性窒素原子と水HM
とを併有する変性剤により変性さ 7 − れ、アクリルアミド系ポリマー構造に第4級塩基性窒素
原子を有する基が導入された形態のホフマン分解反応物
であっても良い。
上記のアクリルアミド系ポリマーとは、アクリルアミド
及び/又はメタクリルアミドを主要な構成モノマーとし
て含有する水溶性高分子であり、これが水溶性である範
囲で、任意にその他のコモノマーを含有させることがで
きる。このアクリルアミド系ポリマーの分子量は5万以
上、好ましくは10万以上であることが望ましく、これ
以下の場合には、填料歩留効果が極度に低下する。
又、填料歩留効果の点では、アクリルアミド系ポリマー
の分子量が高い程良好となるが、これが100万を越え
る場合は、抄紙時のワイヤーやロール、毛布等の汚損、
紙の地合い崩れといったトラブルを誘因し易くなり望ま
しくない。アクリルアミド系ポリマーの最も望ましい分
子量範囲は20万〜60万である。
アクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応は前記公
知の方法によって行われ、カチオン性基 8− の導入が該アクリルアミド系ポリマーのモノマー単位に
対して、10モル%以上となる様に設定するのが良い。
カチオン性基の導入が10モル%未満の場合は、ホフマ
ン分解反応時に副生ずるカルボキシル基(約5モル%)
によりカチオン性基の作用が極端に弱められる結果、w
A料歩留効果が著しく減殺される。
本発明に於けるカチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポ
リマーのホフマン分解反応物との併用比率は、特別な馴
限を受けることがなく、任意に変更して差支えないが、
一般的には両者の重量比が110.1〜0.2/1で良
好な結果が得られる。
本発明の実施に際しては、填料を含有する水性パルプス
ラリーにカチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポリマー
のホフマン分解反応物とを任意の順序で逐次添加するか
、或いは両者を同時に添加して充分に混合したのち、常
法に従って抄紙すれば良い。また場合により填料の添加
を前記両者のいずれか一方又は双方をバルブスラリーに
添加したのちに行うこともできる。
 9− 以上の通りの構成から成る本発明の1atF1歩留向上
方法は、従来高い填料歩留効果を得るために不可欠と思
われていた高分子量のアクリルアミド系ポリマーを使用
することなく、このものとは全く異質なカチオン変性澱
粉とアクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物と
を併用することで、著しい相乗効果を発揮させ、それに
より、極めて優れた填料歩留効果を発現せしめるもので
ある。
しかも本発明によれば、抄紙工程に於ける各種のトラブ
ル発生の懸念がない比較的低分子団のアクリルアミド系
ポリマーを使用することで、その目的を達成し得る点で
も画期的な填料歩留向上方法であるといえる。
かかる相乗効果は、従来公知の各種水溶性高分子にあっ
ても、カチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポリマーの
ホフマン分解反応物との組合せを除いては全く観察され
ることはなかった。なお前記相乗効果発現の機構は現時
点に於いて本発明者等もこれを明らかになし得ないが、
その効果の顕著性は、以下の具体例からも明白であるよ
うに、 10− 全く驚くべきものである。従って本発明を特に炭酸カル
シウムを填料とする中性抄紙工程に適用する場合には、
従来技術の欠点を一挙に解消し、その有用性を遺憾なく
発揮し得るもので、その工業的、経済的効果は極めて多
大であるといえる。
以下本発明につき、実施例、比較例に基づいて一閣員体
的に説明する。
[Il整例] (イ)アクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物
(1)の調製 平均分子量30万のポリアクリルアミド水溶液に、次亜
塩素酸ソーダと苛性カリとを含むアルカリ性次亜塩素酸
ソーダ水溶液を滴下し、温度25℃に於いて60分間に
亘ってホフマン分解反応を行った。次いで10%希塩酸
を加えてPH4,5に調整し、カチオン性基23.5モ
ル%を含有するポリアクリルアミドのホフマン分解反応
物(1)を得た。
0アクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物(2
の調製  11− 平均分子量25万のポリアクリルアミド水溶液に変性剤
として、次式のヒドロキシエチルジメチルベンジルアン
モニウムクロライド H3 HO−C,、H4−N” −CH,、−0−cc−CH
3 を該ポリアクリルアミドのアクリルアミド単位に対して
6モル%添加混合し、次いで次亜塩素酸ソーダと苛性カ
リを含むアルカリ性次亜塩素酸ソーダ水溶液を滴下して
、温度25℃で60分間ホフマン分解反応を行った。そ
の後10%希塩酸を加えてPH4,5に調整し、全カチ
オン性基23.0モル%(うち第4級アンモニウム基5
.5モル%)を含有するポリアクリルアミドのホフマン
分解反応物(2)を得た。
[実施例1]  12− 2%の水性パルプスラリー(L−BKP : C3F3
50cc)に市販の重質炭酸カルシウム填料(商品名ニ
スカロン’80G 、三共精粉 製)を対パルプ35重
量%を添加し、続いて市販の中性サイズ剤(商品名バー
コンW、ディック・バーキュレス社製)の同0.15%
を添加して充分に混合した。次に市販のカチオン変性澱
粉(商品名CATO−102、玉子ナショナル社製)の
水溶液及び調製例イで得られたポリアクリルアミドのホ
フマン分解反応物(1)の所定量を添加し充分に撹拌、
混合せしめたのち、TAPPIスタンダードシートマシ
ンにより常法通り手抄きし、得られた湿紙を3.5にg
/alで5分間プレスして脱水したのち、蒸気圧1.5
K(+/ dのスチーム乾燥器により1分間乾燥して米
坪量約70a/rAの手抄紙を得た。得られた手抄紙中
の灰分を常法に従って測定し、その結果に基づいて填料
歩留率を計算によりめた。結果を第1表及び第1図に示
す。
尚、カチオン変性澱粉及びポリアクリルアミドのホフマ
ン分解反応物(1)の各々を単独で使用した場 13− 合についても同様の試験を行ない、その結果を参考例と
して併記する。
[実施例21 実施例1に於けるポリアクリルアミドのホフマン分解反
応物(1)の使用に代えて、調製例の0で得られたポリ
アクリルアミドのホフマン分解反応物(2を使用する外
は、全て実施例1と同様に操作して米坪量約700/y
+jの手抄紙を得た。この手抄紙について、実施例1と
同様の方法で填料歩留率を測定した。その結果を第1表
及び第2図に示す。
[実施例3] 2%の水性パルプスラリー(L/N−8/2BKP、 
C,S、 F、 420 cc> ニ市1ii(71重
質炭111カルシウム填料(ニスカロン#800:前記
に同じ)を対パルプ50重量%添加し、続いて市販の中
性サイズ剤(バーコンW:前記に同じ)の同0.15%
を添加して充分に混合した。次いでカチオン変性澱粉(
CATO−102:前記に同じ)の水溶液及び調製網口
で得られたポリアクリルアミドのホフマン分解反応物(
21の所定量を添加し、充分に撹拌混 14− 合せしめたのち、TAPPIスタンダードシートマシン
により常法通り手抄きし、以下実施例1と同一条件で脱
水及び乾燥を行って米坪量約65g/dの手抄紙を得た
得られた手抄紙中の灰分を常法に従って測定し、その結
果に基づいて填料歩留率を計算によりめた。結果を第3
表及び第3図に示す。
尚、カチオン変性澱粉及びポリアクリルアミドのホフマ
ン分解反応物(21の各々を単独で使用した場合につい
ても同様の試験を行ない、その結果を参考例として併記
する。
[比較例1〜5] 実施例3に於けるポリアクリルアミドのホフマン分解反
応物(21の使用に代えて、第2表に記載の各種のカチ
オン性又は両性の水溶性高分子を使用する外は、全て実
施例3と同様に操作して米坪量約651]/1dの手抄
紙を得た。この手抄紙について、実施例3と同様の方法
で填料歩留率を測定した。
その結果を第3表及び第3図に示す。(以下余白) 1
5− 第 1 表 16− 第 2 表 ^Hニアクリルアミド DHC:メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロライド DHAPAHニジメチルアミノプロピルアクリルアミド
 17− 第 3 表 * 乾燥パルプ重量に対する添加率
【図面の簡単な説明】
第1図はカチオン変性澱粉とポリアクリルアミドのホフ
マン分解反応物(1)の併用比率と填料歩留率との関係
を示すグラフ、第2図はカチオン変性澱粉とポリアクリ
ルアミドのホフマン分解反応物(2)の併用比率と填料
歩留率との関係を示すグラフ、第3図はカチオン変性澱
粉と各種水溶性高分子の併用比率と填料歩留率との関係
を示すグラフである。 出 願 人 星光化学工業株式会社 代 理 人 芦 1) 直 衛 19− (’/、)キ襲7!株か (°ん)91ら、会セds

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)填料を含有する水性パルプスラリーを抄紙・、乾
    燥する製紙工程に於いて、該パルプスラリーに填料歩留
    向上剤としてカチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポリ
    マーのホフマン分解反応物とを併用添加することを特徴
    とする製紙工程に於ける填料歩留向上方法。 (2填料を含有する水性パルプスラリーが、PH6〜9
    を有する中性又は弱アルカリ性の水性パルプスラリーで
    ある特許請求の範囲第1項記載の填料歩留向上方法。 131 填料が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の填料歩留向上方法。 (4)アクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物
    が、平均分子量5万〜100万のアクリルアミド系ポリ
    マーをホフマン分解反応せしめて得られるアクリルアミ
    ド系ポリマーのホフマン分解反応物である特許請求の範
    囲第1項記載の填料歩留向上方法。 (5)アクリルアミド系ポリマーのホフマン分解反応物
    が第4級アンモニウム基を有する変性剤により変性され
    たアクリルアミド系ポリマーの第4級アンモニウム基を
    有するホフマン分解反応物である特許請求の範囲第1項
    又は第4項記載の填料歩留向上方法。 16+ 第4級アンモニウム基を有する変性剤が、次式
    (但しAはアルキレン基、Rは水素又は低級アルキル基
    、R及びR2は低級アルキル基、Xはアニオンを表わす
    。) で表わされるものである特許請求の範囲第5項記載の填
    料歩留向上方法。 (力 カチオン変性澱粉とアクリルアミド系ポリマーの
    ホフマン分解反応物とをに 0.1〜0.2:1の重量
    比で併用添加する特許請求の範囲第1項記載の填料歩留
    向上方法。
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