JPS63256796A - 製紙方法 - Google Patents

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】 従来の技術 主としてセルロース繊維から成る原料の製紙用パルプは
、希薄水性懸濁液にされて抄紙機のフローボックスに運
ばれ、そこで濾布上に分布されてシート状の紙に形成さ
れる。次に、このシートを脱水の後、乾燥させる。この
ようにして得られた紙の品質と特性は、特に抄紙機の操
作条件、原料パルプ、シート形成前に懸濁液に添加する
種々の添加剤ならびに濾布後のシート状の紙に塗布する
物質等により決定される。

本発明は、さらに詳細には上記のシート形成前に添加さ
れる物質に関するものである。すなわち、炭酸カルシウ
ムや二酸化チタン等の無機充填剤が添加される。これら
の充填剤は、シート状の紙を不透明にして、筆記や印刷
を容易にする。また、シートを耐液体性にするためにサ
イズ剤も添加される。すなわち、サイジングされたシー
ト状の紙は、筆記および印刷に用いることができる。さ
らに、サイズ剤をセルロース繊維上に沈着させ且つ無機
充填剤をシート状の紙中に保持させる働きをする保持剤
を添加する必要がある。この保持剤は、数種の物質の混
合物であることが多い。紙の機械的性質を改善するため
の物質、着色剤、その他の物質も添加することができる
。

以上述べた全ての物質は、紙の特定の特性に対して明確
な作用を及ぼすものではないが、少なくとも共同で且つ
数種のパラメータに対して作用する。例えば、炭酸カル
シウム等の酸に対して敏感な充填剤を用いる場合には、
サイズ剤および保持剤が酸性の水性懸濁液を生成しない
ようにすることが重要である。というのは、この酸性の
水性懸濁液により、炭酸塩が分解され、発泡するからで
ある。

特に炭酸カルシウム等の物質は、シート状の紙の上に塗
布されることが多い。この塗布された紙の一部は、シー
ト形成前の製造過程の初期段階に再循環される。従って
抄紙機前の懸濁液中に、炭酸塩以外の充填剤がこの懸濁
液にすでに導入されている場合でも、炭酸塩を運び込む
ことになる。

このために、酸性の懸濁液を生成することのないサイズ
剤および保持剤を用いるのが望ましい。このような状態
を中性媒体でのサイジングと呼ぶ。

発明が解決しようとする課題 ジョン・ワイリー（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ）編による“
カー４−　ｔＸ？−（ＫＩＲＫ　［］ＴＨＭＥＲ）　”
　（７）第三版、第Ｉ６巻８０３〜８２５ページにある
“抄紙用添加剤″の項には、８１１〜８１２ページに、
上記中性媒体として用いられる二量体アルキルケテン族
のサイズ剤について記載されているが、保持剤について
は明記されていない。

１９８５年２月２１日出願の日本国特許願６０−３１５
１９号には、中性媒体でのサイジングについて記載がな
されている。充填剤は炭酸カルシウムであり、ポリ塩化
アルミニウムおよび高分子保持剤が添加される。

イギリス国特許第２．０１５．６１４号には、塩基性ア
ルミニウムポリクロロスルフェートをシート形成前の懸
濁液に添加する製紙方法が記載されている。

しかし、サイジングが省略される場合、あるいはロジン
が用いられる場合のいずれにおいても、ロジンは酸性の
媒体で用いなければならないことは公知である〔前述の
カーク・オスマー（ＫＩＲＫ　ＯＴＩＩＭＢＲ）８１０
ページ参照〕。

本発明者達は上記製紙方法を改良する方法を見出した。

課題を解決するための手段 本発明の改良された製紙方法は、シート形成に先立ち、
セルロース繊維を含む懸濁液に、（ａ）無機充填剤と、 い）サイズ剤と、 （ｃ）陽イオンスターチ（デンプン）と、（ｄ）ポリ塩
化アルミニウムと を添加することを特徴としている。

上記のセルロース繊維を含む懸濁液は、未処理または漂
白済のパルプ、これらの混合パルプ、あるいは添加剤を
すでに含んでいるパルプのいずれでもよい。

上記無機充填剤は、１種または複数の任意の物質でよい
が、特に、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、水和アル
ミナ、タルク、二酸化チタン等から選択されるのが望ま
しい。

これらの物質は、細かく分散された形態、すなわちペー
スト状または溶液状で懸濁液中に導入される。特に、炭
酸カルシウムを用いるのが望ましい。炭酸カルシウムの
添加量は特に規定しないが、セルロース繊維１００部に
対して４０部以下が一般的であり、さらに１０〜２５部
が望ましい。尚、ここに示した量は、製造過程の初期段
階へ再循環された懸濁液中の紙に含まれる充填剤は考慮
していない。

任意のサイズ剤を用いてもよいが、中性媒体に用いられ
るサイズ剤が望ましい。

好ましいサイズ剤として、二量体アルキルケテンおよび
その誘導体、弗素化燐酸塩、無水脂肪族カルボン酸、ポ
リウレタンおよびスチレン／無水マレイン酸コポリマー
の中から選択される１種または複数の物質が挙げられる
。

特に、二量体アルキルケテンおよび無水カルボン酸を用
いるのが好ましい。使用量は、紙に求められる特性に応
じて異なるが、セルロース繊維１００部に対し１０部以
下が望ましく、さらには０．１〜２部が好ましい。

陽イオンスターチとは、陽イオンスターチの総称で商品
化されている１種または複数の製品の混合物を指す。こ
れらの製品は、例えば、“カーク、ｉ　Ｘ　７−（ＫＩ
ＲＫ　ＯＴＨＭＥＲ）″の第三版、第２１巻の５０３ペ
ージに記載されている。添加量は、セルロース繊維１０
０部に対して５部以下が望ましく、さらには２部以下が
好ましい。

上記のポリ塩化アルミニウムとは、通常、“ポリ塩化ア
ルミニウム”、“ポリ塩化塩基性アルミニウム”、“塩
基性アルミニウムポリクロロサルフェート”を意味する
が、特に、下記の物質のうちの１種または複数が望まし
い。

（１）式： ％式％（１） （ただし、ｎは任意の値、３ｎ−ｍは正の値、またｍと
ｎは正の整数である） で表される塩。この塩はさらに硫酸、燐酸、ポリ燐酸、
珪酸、クロム酸、カルボン酸、スルホン酸の各陰イオン
の中から選択された多価陰イオンＹを含んでいてもよく
、Ｙ／ＡＩのモル比が、望ましくは０．０１５〜０．４
である。

（２〕　式： ％式％（） （ただし、ｋＳｍ、ｎは正の整数； ３ｎ＞ｍ＋２に；塩基度ｍ／３ｎは０．３〜０．７　　
；ｋ　／　ｎ　＝Ｏ，Ｏ１〜０．３テある）で表される
塩。この物質は、アメリカ合衆国特許第３．９２９．６
６６号に記載された方法に従って製造することができる
。

（３）式： ％式％（） 〔ただし、（３ｎ　−ｍ　−２ｐ）／　３　ｎ　＝０．
４〜０．７；ｐ＝０．０４〜０．２５ｎ　；　ｍ／　ｐ
＝　８〜３５　；　ｋ、　ｍ、　ｎおよびｐは整数；２
は１以上の値である〕で表される塩。この物質は、イギ
リス国特許第２、１２８．９７７号に記載されている。

（５）式： ％式％（） （ただし、塩基度すなわちモル比（ｍ／３ｎ）ｘｌｏｏ
は、約４０〜６５％の範囲内：Ａｌ当！／ＣＩ当量の比
は２．８〜５；公知の光散乱により測定された見掛分子
量ＡＭ、ならびに半弾性光散乱により測定された見掛の
流体力学的粒径φＺおよびφＷは、それぞれ ＡＭ　　　　　＝７．０００〜３５．０００φＺ（人）
＝３５０〜２．５００ φＷ（人）＝２００〜１．２００ である） で表される塩基性アルミニウムクロロサルフェート。こ
の物質はフランス国特許第２．５８４．６９９号に記載
されている。

Ａ１゜０．で表されるポリ塩化アルミニウムの使用量は
、セルロース繊維１００部に対して０．５部以下が望ま
しく、さらには０．０５〜０．２部が好ましい。

上記の物質（ａ）から（ｄ）は別々に、または混合して
、あるいは一部を混合して添加することができ、いかな
る順序で添加してもよい。ただし、ポリ塩化アルミニウ
ムは、他の物質の後に添加するのが望ましい。また、ポ
リ塩化アルミニウムは、フローボックスに出来る限り近
い地点で添加するのが望ましい。ここで、陽イオンスタ
ーチとポリ塩化アルミニウムは保持剤と呼ばない。とい
うのは、すでに述べたように、シート状の紙の形成に先
立って懸濁液に添加されるすべての物質が共同で作用す
るからである。本発明は、懸濁液に（ａ）〜（ｄ）の物
質を添加することから成り、本発明の出願人は、これら
の物質の併用により多数の利点がもたらされることを見
出した。本発明は、中性媒体でサイジングが行われる紙
の製造に特に有利である。本発明の方法により、炭酸カ
ルシウム等の酸に敏感な物質を紙に入れることが可能に
なる。

本発明の別の利点は、充填剤の良好な保持であり、これ
により、シート形成中に生じる水中に存在する浮遊物が
大幅に減少する。

さらに、本発明により、抄紙機の生産性が高まり、内部
凝集が向上する。このような利点の全ては実施例におい
て認めることができる。

シート形成に先立ち、セルロース繊維を含む懸濁液に、
上記物質（ａ）〜（６）の他に、着色剤やシートの機械
的強度を高めるための添加剤を添加することも可能であ
る。

本発明に従う別の態様によると、物質（ａ）〜（ｄ）の
他に、ポリアクリルアミド、ポリ　（エチレンイミン）
、カルボキシメチルセルロース、尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、アミノポリ
アミド−エピクロロヒドリン樹脂およびポリアミド−エ
ピクロロヒドリン樹脂の中から選択される１種または複
数の物質を添加することができる。これらの物質は、陽
イオンスターチに加えて用いられ、このスターチと同じ
量を添加するのが望ましい。

以下に示す実施例により、本発明をさらに詳しく説明す
る。

実施例１　（本発明によらない） 塗布を施される印刷用および筆記用の紙の製造。

−“フローボックス成分”と呼ばれるシート形成前の水
性懸濁液の成分 繊維：漂白済化学バルブ　　　６０部 再利用塗装紙　　　　　２０部 充填剤：　Ｃａ　ＣＯ３２０部 サイズ剤： 二量体アルキルケテン　　０．１５部 −抄紙機の操作条件： 金網、有効ウェブ幅：　３．５ｍ 紙の基本重量：　　１８０ｇ／ｍ’ 紙の種類：塗布用の支持体であり、後にデキシトリンま
たは酵素あるいは酸化 処理したスターチをプレスにより 表面に塗布した 陽イオンスターチ（繊維１００部に対し０．３Ｂ）と４
２０ｇ／）ンのポリ　（エチレンイミン）繊維を添加す
る。

その結果、生産速度２０７φＺ分、充填剤の保持率９２
％、全体保持率７７％が得られた。

“振り子”装置と呼ばれる装置で測定した内部凝集は８
７であった。ここで用いた振り子装置は、ジ−シーニー
／グリシジョン・サイエンティフィック　（ＧＣＡ／Ｐ
ＲＩ３（ｊｓＩＯＮ　Ｓ［ｌ’ＩＥＮＴＩｌｌＣ）　　
（３７３７Ｗ。

Ｃｏｒｔｌａｎｄ　５ｔｒｅｅｔ、　ＣＨＩＣＡＧＯ，
ＵＳＡ）により販売されているインターナル・ボンド・
インパクト・テスタ・モデルＢ（ＩＮＴＥＲＮＡＬ　Ｂ
ＯＮＤ　ＩＭＰＡＣＴ　ＴＥＳＴＢＲＭＯＤεしＢ）で
ある。

シート形成中の懸濁液のｐＨは７．４であった。

また、清澄後のバックウォータ中の浮遊物（以下ＳＭで
表す）は１７０＋ｙ＋ｇ／βであった。

実施例２　（本発明による） 実施例１と同様の操作を行うが、ポリ　（エチレンイミ
ン）の代わりに、前記式（Ｉ［）のポリ塩化アルミニウ
ム（Ａｌ２Ｏ２で表される）をセルロース繊、ｉ４１０
０部に対して０．１部の割合で添加する。

その結果、生産速度２２１ｍ、／分、充填剤の保持率８
６％、全保持率９５．５％を得た。

また、内部凝集は１１０であり、バックウォータ中のＳ
Ｍは１００ｍｇ／　ｌ　、　７０−ボックス中ノｐ）Ｉ
ハフ、３であった。

酸性であるにも拘わらず、ポリ塩化アルミニウムは、炭
酸カルシウムが使用可能なｐＨ領域内に媒体を維持する
。これにより、全保持率は３．５％、充填剤の保持率は
９％高くなった。機械速度は７％の増加である。濾布下
の水中に含まれる浮遊物は著しく減少した。さらに、内
部凝集の増加も顕著である。

実施例３（本発明によらない） −フローボックス成分 繊維：漂白済化学パルプ　　　６９部 漂白済機械パルプ　　　１５部 充填剤：　Ｃａ　ＣＯ３１６部 サイズ剤： 二量体アルキルケテン　　　０．１０ｉ−抄紙機の操作
条件： 二重布、有効ウェブ幅：２．７ｒｎ 基本重量：６０ｇ／ｍ’ 紙の種類：オフセット印刷用の紙であり、後にプレスに
よりスターチを表面に 塗布 繊維１００部に対して０．４部の陽イオンスターチと、
分子責が１０７以上のポリアクリルアミドを繊維１トン
につき４００ｇの割合で添加する。

その結果、 機械速度：５０２　ｍ／分 全保持率：　５５．１％ 充填剤の保持率：　３６．４％ ｐＨ（フローボックス中）ニア、６ を得た。

実施例４　（本発明による） 実施例３と同様の操作を行うが、ポリアクリルアミドの
代わりに、Ａｌ２Ｏ２で表される式（ＩＩ）のポリ塩化
アルミニウムを繊維１００部に対して０．１部添加する
。

その結果、 機械速度＋５２８ｍ／分 全保持率＝５７％ 充填剤の保持率：４０％ ｐｆｌ　（フローボックス中）ニア。６を得た。

実施例５　（本発明によらない） −フローボックス成分 繊維：漂白済化学パルプ　　　８５部 充填剤：　Ｃａ　Ｃ０３１５ａＢ サイズ剤： 脂肪鎖無水カルボン酸　　０．２部 −抄紙機の操作条件： 金網、有効ウェブ幅：２．６ｍ 基本重量：８０ｇ／ｍ’ 紙の種類：電子複写用の紙であり、プレスによりスター
チを表面に塗布 繊維１００部に対して０．３部の陽イオンスターチと、
繊維１トンにつき３００ｇのポリアクリルアミドを添加
する。

その結果、 機械速度：４９５ｍ／分 全保持率：　７３．５％ 充填剤の保持率：　４２．５％ ｐＨ（フローボックス中）ニア、８ を得た。

実施例６（本発明による） 実施例５と同様の操作を行うが、実施例５より少ない量
、すなわち３００ｇ／ｌの代わりに１００ｇ／ｌのポリ
アクリルアミドと、Ａｌ２Ｏ，で表される式（ｎ）のポ
リ塩化アルミニウムを繊維１００部に対して０．１部添
加する。

その結果、 機械速度：５０１　ｍ／分 全保持率＝８１％ 充填剤の保持率；４８％ ｐＨ（フローボックス中）ニア、８ を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シート形成に先立ち、セルロース繊維を含む懸濁
   液に、 （ａ）無機充填剤と、 （ｂ）サイズ剤と、 （ｃ）陽イオンスターチと、 （ｄ）ポリ塩化アルミニウムと を添加することを特徴とする製紙方法。 （２）上記（ｄ）が、塩基性アルミニウムポリクロロサ
   ルフェートであることを特徴とする請求項１記載の方法
   。 （３）上記（ａ）が炭酸カルシウムであることを特徴と
   する請求項１または２記載の方法。 （５）上記（ｂ）が、二量体アルキルケテンおよび無水
   カルボン酸のうちから選択されることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の方法。 （６）上記（ｂ）の使用量が、セルロース繊維１００部
   に対して１０部以下であることを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれか一項に記載の方法。 （７）上記（ｃ）の使用量が、セルロース繊維１００部
   に対して５部以下であることを特徴する請求項１〜６の
   いずれか一項に記載の方法。 （８）Ａｌ＿２Ｏ＿３で表される上記（ｄ）の使用量が
   、セルロース繊維１００部に対して０．５部以下である
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の
   方法。 （９）上記（ａ）〜（ｄ）の他に、ポリアクリルアミド
   、ポリ（エチレンイミン）、カルボキシメチルセルロー
   ス、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムア
   ルデヒド樹脂、アミノポリアミド−エピクロロヒドリン
   樹脂およびポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂の中か
   ら選択される少なくとも１種の物質を添加することを特
   徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。