JPS63295794A - 中性抄紙における填料歩留向上法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中性ないし弱アルカリ性（ＰＨ６〜９．５）で
の抄紙工程（以下中性抄紙と略記する）において填料の
歩留を向上させる新規で有利な方法に関するものであり
、特に填料を含むパルプスラリーにカチオン性水溶性高
分子とＮ　ａ　ｍ　Ｏに対するＳ　ｉ　Ｏｔの重量比が
２．７以上であるケイ酸ナトリウム水溶液（以下水ガラ
スと記す）とを併用添加することを特徴とする中性抄紙
における填料歩留向上法に関するものである 〔従来の技術〕 一般の抄紙においては、主な抄紙原料としてのパルプの
ほかに填料を併用することが通例となっている。製紙用
の填料としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、二酸化チタン等の無機填料のほか
、尿素ホルムアルデヒド樹脂の様な有機填料が使用され
る。特に中性抄紙においては炭酸カルシウムを主体とし
た填料が用いられる。

填料が用いられる主な理由としては、第１にパルプの一
部を填料に置き換えることによりパルプコストが低減で
きること、第２に紙の白色度、不透明度、平滑度、さら
には印刷性能が向上する等があげられる。

しかしながら一方で抄紙原料として填料を用いるにはい
くつかの問題点がある。それには抄紙機のワイヤーの摩
耗が増大し寿命を短かくすることのほかに、第１点はワ
イヤー上での脱水工程において填料のかなりの部分がワ
イヤーを通過してしまい、填料の歩留が低下すること、
第２点は填料の歩留が低いために、循環白水の負荷や排
水の負荷が高くなること等により、操業上、及び経済上
の不利益をもたらすといった問題点があげられる。

そのため中性抄紙においても炭酸カルシウム等の填料の
歩留を向上させるために、いくつかの歩留向上剤の使用
が操業されている。たとえば第４級アンモニウム基を含
む（メタ）アクリル酸エステルとアクリルアミドの共重
合物（特開昭５７−７７３９９号）が知られているが、
この場合添加率を高くしても十分な歩留はえられない。

またアクリルアミド系ポリマーのホフマン分解物とカチ
オン変性でんぷんとを組合せて歩留を向上せしめる試み
（特開昭６Ｏ−６５１９５）もあるが単なるホフマン分
解物では歩留効果が不十分であり、そのため第４級アン
モニウム基を有する変性剤を加え、変性する必要があり
、実用的とはいいがたい。

また、カチオン性高分子物質とアニオン性アクリルアミ
ド系ポリマーとを併用する系（特開昭６Ｏ−１８５９０
０）も知られている。この場合、高い歩留は得られるが
、カチオン、アニオンともかなり高分子量の重合体を用
いるため、凝集作用が強すぎて紙の地合の悪化はさけら
れない。また、この系では硫酸アルミニウムがごく少量
存在しても、その効果がほとんど失なわれるため、実際
の抄紙機では利用できない。それは同じ抄紙機で酸性抄
造と中性抄造の両方がおこなわれる場合が多く、中性抄
造においても、ある程度の硫酸アルミニウムが系内に存
在することは避けられないためである。

以上のように、十分に高い填料歩留を与えるとともに？
水性、用具の汚れ、及び地合等品質への悪影響がなく、
しかも経済的にも安価な歩留向上法は、未だ完成されて
いないといえる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前に述べた様に中性抄紙においてはカチオン性高分子物
質として、安価でかつ製紙適性の極めて優れた製紙薬品
であるカチオン変性でんぷんがよく用いられる。

填料歩留の面からはアニオン性ポリマーと組合仕て用い
られることがあるが、この場合両者とも高分子電解質で
あるため、填料や微細繊維の間にイオン的な会合のほか
に水素結合による架橋構造が形成され大きなフロック（
凝集体）となり、紙の地合を悪化させることがある。

これらの点をなくすためには、ポリマー系の歩留向上剤
の添加量を減らすしかなく、この場合には十分な歩留が
得られないという問題点があった。

本発明は中性抄紙において品質や操業性を維持しつつ、
出来る限り安価な薬品を用いることにより填料の歩留を
大巾に向上させようとするものである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者等は、中性抄紙において高い填料歩留を達成で
きる様な方法について鋭意検討の結果、カチオン性水溶
性高分子と特定の水ガラスとを併用することにより、低
コストで高い填料歩留が得られる事を見出して本発明を
完成するに至った。

以下に本発明について述べる。

本発明においてはカチオン性水溶性高分子としてカチオ
ン変性でんぷん、カチオン性ポリアクリルアミド、変性
ポリエチレンイミン、カチオン変性グアガム、カチオン
変性ポリビニルアルコール。

ポリアミンポリアミドのエピクロルヒドリン付加反応物
等が使用される。

この中でも特にカチオン変性でんぷんは安価であり、し
かも特に優れた効果を示す。カチオン変性でんぷんとし
ては第３級アミノ基又は第４級アンモニウム基を含むも
のを用いることが出来るが、その中でも特に第４級アン
モニウム基を有し、かつ置換度（Ｄ、Ｓ、／グルコース
単位）が０．０２以上のものが好ましい。

カチオン性ポリアクリルアミドとしては、アクリルアミ
ド系ポリマーのホフマン分解物、あるいはマンニッヒ反
応物、又は（メタ）アクリルアミドと３級アミノ基ある
いは４級アンモニウム基を含む各種の（メタ）アクリレ
ート系モノマー及び／または（メタ）アクリルアミド系
モノマーとの共重合物等があげられる。その分子量は１
万から５００万程度のものが好ましいが、分子量によっ
て添加量を変える必要がある。

その他のカチオン性水溶性高分子についても市販のもの
を用いることができる。例えば変性ポリエチレンイミン
としては、ポリミン５Ｋ（ＢＡＳＦジャパン株式会社製
）、カチオン変性グアガムとしてはメイブロボンドＰＡ
−１０９（二晶株式会社製）、カチオン変性ポリビニル
アルコールとしてはゴーセフアイマーに−２１０（日本
合成化学工業株式会社製）、ポリアミンポリアミドエピ
クロルヒドリン付加反応物としてはレチン３０５（ディ
ックバーキュレス株式会社製）がある。

本発明のもう１つの要件である水ガラスについては、Ｓ
　！ＯｘｌＮ　ａｇｏの重量比率が２．７以上のもので
あれば良い。例えばＪＩＳ規格に−１４０８における３
号水ガラス（ＳｉＯ１＝２８〜３０％。

Ｎ　ａｔ　Ｏ＝　９〜ｌ　０％、　Ｓ　ｔｏ　ｘｌＮ　
ａｔｏ　＝　２　、８〜３．３）がこれに該当する。

ＳｉＯ貴／Ｎａ！Ｏ比が１．８〜２．２の１号及び２．
３〜２．６の２号水ガラスでは実施例にみられるように
大きな歩留向上は認められない。

本発明におけるカチオン性水溶性高分子及び水ガラスの
添加量と両者の比率は、それぞれの抄紙条件に合わせて
、最適な量と比率を決めてから使用する必要がある。カ
チオン性水溶性高分子の種類や、水ガラスのＳ　ｉｏ　
！／Ｎ　ａｇｏ重量比のほか、紙料スラリーの組成、各
成分の性質、水の再回収状況を考慮する必要がある。

一般的な目安としては、紙料スラリー中の固形分に対し
て、カチオン性水溶性高分子は０．０１〜２．０％、水
ガラスは、０．１〜１．０％が考えられる。

又、使用比率としては、カチオン性水溶性高分子１重量
部に対して水ガラス０．１〜２０重量部が一般的に使用
される。

本発明においては、填料を含むバルブスラリーに対しカ
チオン性水溶性高分子と、水ガラスが併用されるが、そ
の添加方法は、特に規定されるものではなく、紙料調成
のどの段階においてもよく、順次あるいは同時に添加し
てもよい。特にカチオン性水溶性高分子を添加した後、
水ガラスを加える方法がより好適である。

また、カチオン性水溶性高分子をパルプスラリーに加え
、他方水ガラスを填料スラリーに加えた後、両スラリー
を混合しても同様の好結果かえられる。

た望し、カチオン性水溶性高分子と水ガラスとをあらか
じめ混合した後、紙料スラリーに添加する方法は、両者
が凝集をおこし、効果が激減するので好ましくない。

本発明においては、他の薬品、例えば染料、スライムコ
ントロール剤、サイズ剤１紙力剤等、一般に使用されて
いるものであれば、特別の配慮なく併用することが出来
る。

〔作　用〕

カチオン性水溶性高分子、特にカチオン変性でんぷんは
紙料スラリー中でパルプや填料に吸着し、その歩留効果
を発現するが、本来水溶性であるため、その吸着性は完
全ではなく、その一部は未吸着のまま脱水工程において
白水に移行してしまう。

水ガラスの作用は完全には解明されていないが、そのバ
インダー作用により、カチオン性水溶性高分子とコンプ
レックスを形成すると考えられる。

その結果カチオン性水溶性高分子のパルプや填料への吸
着をより完全なものにし、流出をおさえることにより、
その効果を最大限に発揮せしめていると考えられる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明する。

ただし本発明は実施例に示した内容により何ら制限を受
けるものではない。

なお薬品の添加量はすべて絶乾パルプに対する重量％で
示した。

実施例１ パルプとしてＣ，Ｓ、Ｆ、３００ａ／のＬ−ＢＫＰを、
また填料として市販の製紙用重質炭酸カルシウム（商品
名：エスカロン＃２０〇三共精粉株式会社製）を使用し
た。

パルプと填料の比率が２：１、両者の混合スラリー濃度
が３％となるように紙料を調製した。

この紙料を０．６％に希釈後、カチオン性水溶性高分子
として、第４級アンモニウム基を含むカチオン変性でん
ぷんＡ（商品名：パーフェクトアミルＰＷ、松谷化学株
式会社製）の１％水溶液を、次いで３号水ガラス（ケイ
酸ナトリウム水溶液。

Ｓ　ｉ　Ｏｅ　＝　２８〜３０％、　Ｎ　ａｔｏ　＝　
９〜１０％。

Ｓ　ｔｏ　ｔ／Ｎａｎｏ　＝　２．８〜３．３　、試薬
）の１％水溶液を各々所定量添加した。

填料歩留はブリットジャーテスターで測定した。

撹拌速度ｔ　、ｏ　ｏ　ｏ　ｒｐｎ＋、ワイヤー２００
メツシユ。

初期３０秒間のｆ水を採取し天分を測定した。その結果
を表−１に示す。

実施例２ 実施例１で使用したのとは別の第３級アミノ基を含むカ
チオン変性でんぷんＢ　（商品名：ケイト１５、王子ナ
ショナルスターチ株式会社製）を使用する以外実施例１
と同様におこなった。

その結果を表−２に示す。更に本例では２．５％農度の
パルプスラリーにあらかじめ所定量のカチオン変性でん
ぷんＢを添加したものと、５％濃度の炭酸カルシウムス
ラリーにあらかじめ所定量の３号水ガラスを添加したも
のを使用した場合の填料歩留もあわせて示した。（表−
２中〔〕内の数字）。

実施例３ 実施例１のカチオン性水溶性高分子としてカチオン性ポ
リアクリルアミド（商品名：ハイホルダー３０１、栗田
工業株式会社製）を使用する以外は実施例１と同様にお
こなった。

その填料歩留を表−３に示す。

実施例１のカチオン性水溶性高分子として変性ポリエチ
レンイミン（商品名：ボリミンＳＫ、ＢＡＳＦジャパン
株式会社製）を使用する以外は実施例１と同様におこな
った。

その填料歩留を表−４に示す。

見夏乱ｉ 実施例１のカチオン性水溶性高分子としてカチオン変性
グアガム（商品名：メイプロボンドＰＡ−１０９、三晶
株式会社製）を使用する以外は実施例１と同様におこな
った。その填料歩留を表−５に示す。

〔比較例〕

各々実施例においてカチオン性水溶性高分子と本発明で
の水ガラスとを併用しない場合を比較例ａ、　ｂ、　ｃ
に示した。

カチオン性水溶性高分子と本発明以外の水ガラスを併用
した例を比較例ｄ、　ｅに、またカチオン性水溶性高分
子とアニオン性ポリアクリルアミド（商品名：ハイレテ
ン５０１．ディック−バーキュレス株式会社製）とを併
用した例を比較例ｆに示した。

（以下余白） 表−１ ａ）　　３号水ガラス ＳｉＯ，−２１１−３０％　ＮａｔＯ＝９〜１０％　Ｓ
ｌＯ＊／ＮａｔＯ＝２．８〜３．３ｂ）　　１号水ガラ
ス ５ｉｆｔ　＝　３５〜３８％　ＮａｔＯ＝１７〜１９％
　５ｉＯｔ／ＮａｔＯ＝　１．８〜２．２ｃ）　　２号
水ガラス ５ｚＯｔ　＝　３４〜３６％　Ｎａ　ｔＯ＝　１４〜１
５％　Ｓｔｏｗ／ＮａｔＯ＝２．３〜２．６ｄ）Ａ−Ｐ
ＡＭ アニオン性ポリアクリルアミド 表−２ ※〔〕内の数字はあらかじめカチオン変性でんぷんＢを
パルプスラリーに、又３号水ガラスを填料スラリーに添
加した後、両スラリーを混合した場合の填料歩留。

表−３ 表−４ 表−５ 〔発明の効果〕 実施例１〜５（表１〜表５）に示すように本願発明によ
り従来方法に比較して填料歩留を著しく向上させること
が認められ、その工業的価値は極めて高いものである。

特許出願人　　山陽国策パルプ株式会社取締役社長　那
須忠己 手　　続　　補　　正　　＠　　　　　　　　　　　　
　ａ。

昭和６２年８月４日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第１２９６６８号 ２、発明の名称 中性抄紙における填料歩留向上法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出原人 住　所　　東京都千代田区丸の内１−４−５４、　自発
補正　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１５、補正の対象 補正の内容 明細書中の下記の諸点を補正致します。

ｊｌ）　　第３頁第１５行目 「それには」とあるを「それは」と補正します。

’２）ＩＥ３頁第１７行目 「第１点は」とあるを削除します。

３）第３頁第１９行目 「第２点は」とあるな「または」と補正します。

′４）第１Ｏ頁第１〜４行目 「また、・・・・・・・・・・・・えられる。」を削除
します。

５）　第１２頁第１６行目〜第１３頁第２行目［更Ｋ・
・・・・・・・・・・・の数字）。」を削除します。

６）第１６頁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、填料を含む中性ないし弱アルカリ性のパルプスラリ
   ーから紙を製造するに際し、パルプスラリーにカチオン
   性水溶性高分子とＳｉＯ＿２／Ｎａ＿２Ｏ重量比が２．
   ７以上であるケイ酸ナトリウム水溶液とを併用添加する
   ことを特徴とする中性抄紙における填料歩留向上法。 ２、填料が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第１項
   記載の中性抄紙における填料歩留向上法 ３、カチオン性水溶性高分子が第３級アミノ基あるいは
   第４級アンモニウム基を含むカチオン変性でんぷんであ
   る特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性抄紙におけ
   る填料歩留向上法 ４、カチオン性水溶性高分子がカチオン性ポリアクリル
   アミドである特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性
   抄紙における填料歩留向上法 ５、カチオン性水溶性高分子が変性ポリエチレンイミン
   である特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性抄紙に
   おける填料歩留向上法 ６、カチオン性水溶性高分子がカチオン変性グアガムで
   ある特許請求の範囲第１項、第２項記載の中性抄紙にお
   ける填料歩留向上法