JP3260288B2 - 抄紙方法 - Google Patents

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澱粉を添加混合した後にア
クリル酸（共）重合物を添加混合して抄紙し、歩留およ
び／または濾水性を向上させる紙の抄紙方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】抄紙工程において紙料にカチオン性また
は両性の水溶性高分子を添加混合した後にコロイドシリ
カまたはベントナイトを添加混合して抄紙し、歩留およ
び／または濾水性を向上させる抄紙方法は公知である。
また２５〜６０モル％のアニオン性基を具備する分子
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、カチオン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）が知られている。また製紙
セルローススラリーに、始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）が知られてい
る。 更に単量体を溶解し生成重合体を溶解しない塩水
溶液中でアクリル酸・アクリルアミドの重合を行い重合
体微細粒子の分散液を得る方法（特開昭６０−１８５９
００号公報）が知られている。 しかし該方法によるア
クリル酸・アクリルアミド（共）重合体分散液を紙料に
添加する抄紙方法は開示されていない。 従来のアニオ
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）重合体の形をとっており粘性を帯びた水溶液と
して使用されている。アクリル酸塩・アクリルアミド
（共）重合体の粘性を帯びた水溶液を紙料に添加すると
ワイヤーおよびフェルトに汚れが発生する欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は製紙工
程における抄紙方法の改良に関するものであり、抄紙工
程において紙料にカチオン澱粉を添加混合した後に、ア
クリル酸（共）重合物を添加する事により作業性良く効
果的に歩留りおよび／または濾水性を向上させる紙また
は板紙の抄紙方法を提供するものである。 本発明の目
的の一つは填料等の歩留り向上法を用いる事により紙層
の厚さ方向の組成分布の平均化を図る事により高品質の
紙を生産する事、原料の流失を防止し原価の節減を図る
事、また紙料濃度を低下させる事が可能となる事により
成紙のバラツキをコントロールする事により一定品質の
紙を量産するのが容易となる利点あるいはプラスチック
ワイヤーの寿命延長が可能と成る安価な抄紙方法を提供
する事に有る。 本発明の目的の他の一つは濾水性向上
であり、濾水性向上の目的は一般的に抄紙速度の向上で
あるが、紙力増強を目的として用いられる事も多い。
即ちパルプの叩解度を向上させると紙力増強を望む事が
できるが抄紙速度が低下する欠点が有る。 濾水性向上
法を用いる事により濾過速度ならびに湿紙匹の乾燥速度
を高叩解度のパルプに対しても通常の叩解度のパルプと
同様の水準に維持する事が可能と成り、実質的に紙の生
産速度を落とす事無く高叩解度のパルプを用いた紙料を
抄造する事により高性能の紙を抄紙する事が可能と成る
抄紙方法として重要視されている。 かかる目的を達成
する安価な抄紙方法を提供する事が、本願において発明
が解決しようとする課題である。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明者は紙料にカチオン
澱粉を添加混合した後にアクリル酸（共）重合体を添加
混合する事により歩留りおよび／または濾水性を向上さ
せる事を見いだし本発明に到達した。

【０００５】 本発明の請求項１の発明は、セルロース
パルプおよび填料を水に分散し、ＰＨを６．５〜１０の
範囲に維持したパルプスラリーからシートを形成し、乾
燥する製紙方法において、該パルプスラリー中にカチオ
ン澱粉を添加した後、剪断を加え、しかる後に単量体を
溶解し生成重合体を溶解しない塩水溶液中で重合を行
い、得られた重合体微細粒子の分散液からなるアクリル
酸（共）重合物の水希釈液を添加し、抄紙する事を特徴
とする抄紙方法である。

【０００６】 本発明の請求項２の発明は、アクリル酸
（共）重合物の組成が、全単量体中アクリル酸１５〜１
００モル％、アクリルアミド０〜８５モル％を含有する
単量体の重合物である事を特徴とする請求項１に記載の
抄紙方法である。

【０００７】 本発明の請求項３の発明は、アクリル酸
（共）重合物の分子量が１００万以上である事を特徴と
する請求項１に記載の抄紙方法である。

【０００８】 本発明の請求項４の発明は、カチオン澱
粉の添加量が紙料ＳＳあたり０．１〜２重量％であり、
アクリル酸（共）重合物の添加量が紙料ＳＳあたり０．
００５〜０．０５重量％である事を特徴とする請求項１
に記載の抄紙方法である。

【０００９】 本発明の請求項５の発明は、カチオン澱
粉のカチオン化率が１〜７モル％である事を特徴とする
請求項１に記載の抄紙方法である。

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の限定の第一は、セルロー
スパルプおよび填料を水に分散し、ＰＨを６．５〜１０
の範囲に維持したパルプスラリーからシートを形成し、
乾燥する製紙方法において、該パルプスラリー中にカチ
オン澱粉を添加した後、剪断を加え、しかる後に単量体
を溶解し生成重合体を溶解しない塩水溶液中で重合を行
い、得られた重合体微細粒子の分散液からなるアクリル
酸（共）重合物の水希釈液を添加し、抄紙する事を特徴
とする。アクリル酸（共）重合物は難溶性であり、高分
子量物であっても低粘性であり紙料中に分散混合するの
に強攪拌を必要としない。（アクリル酸塩（共）重合物
は易水溶性であり、高粘性と成り、紙料中に均一に分散
させにくい欠点がある。）かかる目的に最適のアクリル
酸（共）重合物として、単量体を溶解し生成重合体を溶
解しない塩水溶液中で重合を行い、得られた重合体微細
粒子の分散液が挙げられ、水希釈液を紙料に添加する事
が簡易にできる。本発明の限定の第二は、アクリル酸
（共）重合物の組成が、全単量体中アクリル酸１５〜１
００モル％、アクリルアミド０〜８５モル％を含有する
単量体の重合物である事を特徴とする。かかる高分子組
成が歩留りおよび濾水性向上効果に好ましい影響をもた
らす。本発明の限定の第三は、アクリル酸（共）重合物
の分子量が１００万以上である事を特徴とする。低分子
量では凝集力が不足し所望の効果を得る事ができない。
アクリル酸（共）重合物の分子量の実質的な上限値は約
２０００万であり、この上限値を超えるとフェルトの汚
れを惹起する恐れがある。本発明の限定の第四は、カチ
オン澱粉の添加量が紙料ＳＳあたり０．１〜２重量％で
あり、アクリル酸（共）重合物の添加量が紙料ＳＳあた
り０．００５〜０．０５重量％である事を特徴とする。
添加量が過少であると歩留りおよび濾水性向上効果がな
く、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。本発明の限定の第五は、カチオン澱粉のカチ
オン化率が１〜７モル％である事を特徴とする。カチオ
ン化率が１モル％以下であると歩留りおよび濾水性向上
効果が悪く、カチオン化率を７モル％以上にするのは経
済的に無意味である。

【００１２】本発明に用いるカチオン澱粉の原料となる
澱粉の種類は特に限定されない。例えば、コーンスター
チ、ポテトスターチ、これらを原料とした酸化澱粉等を
任意に選び、エーテル結合やエステル結合によりカチオ
ン化剤を反応させてカチオン澱粉を得る事は公知であ
り、かかる公知のカチオン澱粉はいずれも本発明に好ま
しく用いる事ができる。 酸化あるいはアニオン変性に
よりカチオン基より少量のアニオン基を導入した両性澱
粉もカチオンリッチである限り、本願発明においてはカ
チオン澱粉と総称する。 すなわち本願発明に用いる場
合その効果に差異が認められない。 カチオン澱粉の添
加場所は通常の場合、種箱に添加されるが、ファンポン
プ以前であれば任意の場所を選ぶ事ができる。 アクリ
ル酸（共）重合物の添加場所はファンポンプ以後セント
リスクリーンの直後までの範囲で任意の場所を選ぶ事が
できる。 またアクリル酸（共）重合物を所定量添加す
ると共にあるいは別個にベントナイトやコロイダルシリ
カを添加してもよく、カチオン澱粉と共にあるいは別個
にカチオン性ポリアクリルアミドや両性ポリアクリルア
ミドを添加する事も本願発明の技術範囲に含まれる。

【００１３】

【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超えない限り、以下の実施
例に制約されるものではない。

【００１４】（カチオン澱粉組成）表−１記載の原料澱
粉を用い、モーリン化学株式会社製の澱粉カチオン化剤
である商品名ＣＯＰＡ−６０Ｓ（３クロロ２ヒドロキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロリド）を水酸化ナ
トリウムによるアルカリ性下で反応させ実施例に用いる
カチオン澱粉を得た。 各カチオン澱粉の組成を表ー１
に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】〔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
ー２記載の組成のモノマーをモノマー濃度１０重量％に
食塩水（ＮａＣｌ濃度１０重量％水溶液）に溶解し、
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、攪拌下、５０°Ｃで１０時間
重合し、塩水溶液に分散した微粒子の重合体が得られ
た。 各試料のモノマー組成と分子量を表ー２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】（実施例ー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及び総歩留りを測定した
結果を表ー３に記載する。 試験に供した紙料は炭カル
９００ｐｐｍ、カオリン３００ｐｐｍ、パルプ４０００
ｐｐｍ、ＰＨ８．１、ＣＳＦ３００ｍｌの中質紙であ
る。 手順は、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
始し表ー１記載のカチオン澱粉０．１重量％水溶液を添
加３０秒後に表ー２記載のポリマー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出
させる。 初期１０秒間の白水を捨て、その後３０秒間
の白水を採取し測定に供し、総歩留りおよび６００°Ｃ
にて灰化し填料歩留りを求めた。 薬品添加量は対紙量
固形分あたりの添加量である。

【００１９】

【表３】

【００２０】（実施例ー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ュウム８０％タルク２０％であ
る。 種箱に表−１記載の如くカチオン澱粉を添加し、
セントリスクリーン入口直前に表ー２記載のポリマー
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ＳＳ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。 薬品添加量
は対紙量固形分あたりの添加量である。 なお本発明の
処方の全てにおいて、アクリル酸（共）重合物無添加時
の１０％以上の抄速向上が認められた。

【００２１】

【表４】

【００２２】

【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るこ
とができ、抄紙速度の向上作用も認められる。 凝集に
有効な高分子量のアクリル酸（共）重合物を低粘性の良
作業性条件で使用する事により上記目的が達成されるこ
とは、その経済的価値が大きい。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロースパルプおよび填料を水に分散
   し、ＰＨを６．５〜１０の範囲に維持したパルプスラリ
   ーからシートを形成し、乾燥する製紙方法において、該
   パルプスラリー中にカチオン澱粉を添加した後、剪断を
   加え、しかる後に単量体を溶解し生成重合体を溶解しな
   い塩水溶液中で重合を行い、得られた重合体微細粒子の
   分散液からなるアクリル酸（共）重合物の水希釈液を添
   加し、抄紙する事を特徴とする抄紙方法。
2. 【請求項２】 アクリル酸（共）重合物の組成が、全単
   量体中アクリル酸１５〜１００モル％、アクリルアミド
   ０〜８５モル％を含有する単量体の重合物である事を特
   徴とする請求項１に記載の抄紙方法。
3. 【請求項３】 アクリル酸（共）重合物の分子量が１０
   ０万以上である事を特徴とする請求項１に記載の抄紙方
   法。
4. 【請求項４】 カチオン澱粉の添加量が紙料ＳＳあたり
   ０．１〜２重量％であり、アクリル酸（共）重合物の添
   加量が紙料ＳＳあたり０．００５〜０．０５重量％であ
   る事を特徴とする請求項１に記載の抄紙方法。
5. 【請求項５】 カチオン澱粉のカチオン化率が１〜７モ
   ル％である事を特徴とする請求項１に記載の抄紙方法。