JPH05106193A - 紙、板紙及び厚紙の製法 - Google Patents
紙、板紙及び厚紙の製法Info
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Abstract
オン性保留剤の存在下で脱水しかつ固着剤として少なく
とも60%の加水分解度を有する加水分解されたN−ビ
ニルホルムアミドのホモ−及び/又はコポリマーを使用
して紙、板紙及び厚紙を製造する。 【効果】 固着剤及びカチオン性保留剤から成る従来の
組み合わせ剤を使用するより、良好な保留−、疑集−及
び脱水作用が得られる。
Description
法に関する。
細書から、N−ビニルホルムアミド95〜10モル%及
び酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、C1〜C4−アルキ
ルビニルエーテル、N−ビニルピロリドン、エステル、
ニトリル及びアクリル酸及びメタクリル酸のアミドの群
からのエチレン性不飽和モノマー5〜90モル%から成
るコポリマーを、少なくとも部分的に加水分解され、ホ
ルミル基の30〜100モル%がコポリマーから脱離さ
れた形で、乾燥繊維に対して0.1〜5重量%の量で、
紙に対する湿潤−及び乾燥紙力増強剤として、地合構成
前の紙料に添加することは、公知である。
号明細書から、製紙の際に、部分的に加水分解されたN
−ビニルホルムアミドのホモポリマーを保留−、脱水−
及び凝集剤として使用することは、公知である。製紙工
場内で水循環は、徐々に濃縮されるので、環流水中にア
ニオン性化合物が増加し、これは、紙料脱水の際のカチ
オン性ポリマー加工化学薬品の作用及び充填材又は繊維
材料の保留を著しく低下させる。従って、カチオン性ポ
リマーと共に不所望物質を有する紙料を脱水するため
に、実際には、この紙料の脱水を付加的に、固着剤の存
在下で実施する処置をとる。固着剤としては、例えばジ
シアンジアミド及びホルムアルデヒドからの縮合物又は
ジメチルアミン及びエピクロルヒドリンからの縮合物を
使用する(Tappi Journal、 August 1988、 131〜1
34頁参照)。
れた固着剤に比べてより有効で、カチオン保留剤との組
み合わせで、従来使用された組み合わせ剤よりも良好な
保留−、凝集−及び脱水作用を有する製品を提供するこ
とである。
り、紙、板紙及び厚紙を、固着剤及びカチオン性保留剤
の存在下で不所望物質含有紙料を脱水することによって
製造する方法によって解決され、この際固着剤として、
少なくとも60%の加水分解度を有する加水分解された
N−ビニルホルムアミドのホモ−及び/又はコポリマー
を使用する。
が、この紙料製造のためには、全繊維質を単独でか又は
相互に混合して使用する。実際には、紙料製造のために
水を使用し、これを少なくとも1部分又は完全に抄紙機
から還流させる。ここでこれは、澄明化された又は澄明
化されていないバックウォーター並びにこのような水質
の混合物である。還流された水は、前記の不所望物質を
多かれ少なかれ多量に含有し、これは、カチオン性保留
剤及び脱水剤の作用を著しく低下させる。このような紙
料の不所望物質の含有率は、例えば化学的酸素要求量
(CSB−値)の合計−パラメーターを用いて特徴づけ
られる。このような紙料のCSB−値は、酸素300〜
30000mg、特に1000〜20000mg/紙料
の水相kgである。
剤の不存在下で使用する限り、カチオン性脱水−及び保
留剤の通常の作用を著しく低下させる。
のために慣用のすべての品質のもの、例えば木材パル
プ、漂白及び未漂白パルプ並びに全ての1年生植物から
の紙料が使用される。木材パルプとしては、例えば砕木
パルプ、サーモメカニックパルプ(thermomechanischer
stoff;TMP)、ケモ(chemo)−サーモメカニックパル
プ(CTMP)、圧力砕木パルプ(Druckschliff)、半パル
プ(Halbzellstoff)、高収率−パルプ及び精製メカニ
ックパルプ(RMP)が属する。パルプとしては、例えば
硫酸塩−、亜硫酸−及びゾーダパルプがこれに該当す
る。未漂白クラフトパルプとしても優れている未漂白パ
ルプを特に使用する。紙料製造のために好適な1年生植
物は、例えば稲、小麦、サトウキビ及びケナフである。
パルプ製造のためには、古紙を単独でか又は他の繊維材
料との混合物で使用することもできる。
量の不所望物質形を含有し、これは前記のように、CS
B−値は又はいわゆるカチオン要求量を用いて測定する
ことができる。カチオン要求量とは、一定量のバックウ
ォーターを等電点にするのに必要なそのカチオン性ポリ
マーの量を表わす。カチオン要求量は、測定に使用する
それぞれのカチオン性保留剤の組成に、非常に著しく帰
因するので、標準化するために、西独特許(DE−P
S)第2434816号明細書の例3により得られるア
ジピン酸及びジエチレントリアミンからの、かつエチレ
ンイミンでグラフトしかつポリエチレングリコールジク
ロルヒドリンエーテルを用いて架橋したポリアミドアミ
ン(下記ポリマーI参照)を使用した。不所望物質を有
するパルプは、前記のCSB−値を有しかつポリマーI
50mg/バックウォーター l以上のカチオン要求量
を有する。
剤として、少なくとも60%の加水分解度を有するN−
ビニルホルムアミドの加水分解されたホモ−及び/又は
コポリマーを使用する。このようなポリマーは、例えば
欧州特許(EP)第0216387号明細書から公知で
ある。これらを製造するために、例えばN−ビニルホル
ムアミドを重合させかつ酸又は塩基の存在下での加水分
解によってポリマーからホルミル基を脱離させる。N−
ビニルホルムアミド単位を重合導入含有するポリマーか
らのホルミル基の離脱により、ポリマー中にビニルアミ
ン−単位が形成される。重合導入されたN−ビニルホル
ムアミドの加水分解度は、少なくとも60モル%、特に
70〜100モル%である。
−ビニルホルムアミド95〜10モル%及び酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、C1〜C4−アルキルビニルエ
ーテル、N−ビニルピロリドン、エステル、ニトリル及
びアクリル酸及びメタクリル酸のアミドの群からのエチ
レン性不飽和モノマー5〜90モル%を重合導入含有す
るコポリマーから誘導され、その際コポリマー中のホル
ミル基が少なくとも60%、特に70〜100%加水分
解されかつ従ってこれは、アミノ基として存在する。ア
クリル酸及び/又はメタクリル酸のエステルは、炭素原
子1〜6個を有するアルコールから誘導される。
ル%及び b)酢酸ビニル及び/又はプロピオン酸ビニル0〜90
モル% の重合によって得られ、これから、重合後に、コポリマ
ーの重合導入された単位a)からのホルミル基60〜1
00%及び重合導入された単位b)からのアセチル−及
び/又はプロピオニル基60〜100%が脱離されてい
る、加水分解されたポリマーを使用するのが有利であ
る。コポリマーからのホルミル基の脱離は、特に塩酸又
は苛性ソーダ溶液を用いて行なわれかつ例えば20〜1
00℃の温度範囲で実施することができる。
塩化水素又は臭化水素を用いて実施することもできる。
この際コポリマーのN−ホルミル基から、一酸化炭素の
脱離下にアミノ基が生じる。N−ビニルホルムアミド及
びアクリルニトリル、メタクリルニトリル、N−ビニル
ピロリドン及びC1〜C4−アルキルビニルエーテルから
なるコポリマーへの酸又は塩基の作用時に、N−ビニル
ホルムアミドのコモノマーは、化学的にほとんど変わら
ないが、重合導入されたN−ビニルホルムアミドは、少
なくとも部分的に加水分解される。N−ビニルホルムア
ミドと酢酸ビニル及び/又はプロピオン酸ビニルとの共
重合の際に、例えば塩酸の作用で、温度50℃で加水分
解された生成物が得られ、この際、重合された酢酸ビニ
ルもしくはプロピオン酸ビニルは、加水分解されていな
いが、重合導入されたN−ビニルホルムアミドは、少な
くとも60%まで加水分解されている。N−ビニルホル
ムアミド及び酢酸ビニルもしくはプロピオン酸ビニルか
らのコポリマーを、50℃の温度で苛性ソーダ溶液を用
いて処理する場合には、重合導入されたN−ビニルホル
ムアミドからホルミル基が、又、重合導入された酢酸ビ
ニルもしくはプロピオン酸ビニルからアセチル−もしく
はプロピオニル基がほぼ同等にコポリマーから脱離され
る。ポリマーの加水分解度は、主に酸又は塩基の使用量
及び加水分解の際の温度に左右される。
ビニルホルムアミドのホモ−及びコポリマーは、フィケ
ンチャー(5%食塩水中、ポリマー濃度0.5重量%及
び温度25℃で測定)によるK−値30〜150、特に
60〜90を有する。固着剤を本発明方法では、通常量
で、すなわち乾燥紙料に対して0.02〜2、特に0.
05〜0.5重量%で使用する。
販で入手される生成物の全てを使用することができる。
この際これは、例えば次のものである;ポリエチレンイ
ミン、分子量50000以上のポリアミン、場合によっ
てエチレンイミンのグラフトにより変性されているポリ
アミドアミン、ポリエーテルアミン、ポリビニルイミダ
ゾール、ポリビニルピロリジン、ポリビニルイミダゾリ
ン、ポリビニルテトラヒドロピリジン、ポリジアルキル
アミノアルキルビニルエーテル、プロトン化又は4級化
された形のポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アク
リレート。更に好適な化合物は、例えばポリジアリルジ
アルキルアンモニウムハロゲニド、殊にポリジアリルジ
メチルアンモニウムクロリドである。殊に有利な保留剤
は、次のものである;アジピン酸及びポリアルキレンポ
リアミン例えばジエチレントリアミンからの、エチレン
イミンでグラフトされかつ西独特許(DE−PS)第2
434816号明細書記載によるポリエチレングリコー
ルジクロルヒドリンエーテルを用いてか又はエピクロル
ヒドリンを用いて架橋されたポリアミドアミン、並びに
市販のポリエチレンイミン及びアクリルアミド又はメタ
クリルアミド及びジアルキルアミノエチルアクリレート
又は−メタクリレートからのコポリマー、例えばアクリ
ルアミド及びN,N−ジメチルアミノエチルアクリレー
トからのコポリマー又はアクリルアミド及びN,N−ジ
エチルアミノエチルアクリレートからのコポリマー。塩
基性アクリレートは、特に酸を用いて中和されたか又は
4級化された形で存在する。4級化は、例えば塩化メチ
ル又は硫酸ジメチルを用いて行うことができる。カチオ
ン性保留剤は、フィケンチャー(5%食塩水中でポリマ
ー濃度0.5重量%及び温度25℃で測定)によるK−
値少なくとも180を有する。カチオン性保留剤は、p
H−値4.5で少なくとも4mVal/高分子電解質g
の電荷密度を有する。電荷密度は、ホーン(D.Hor
n)、Polyethylenimin/Phys. Chem. Prop. and Appl.
(IUPAC) Polymeric amins and amonium salts(Perga
mon Press Oxford and New York、 1980、333〜355頁)
により測定される。
は、固着剤としての加水分解されたN−ビニルホルムア
ミド−ポリマー及び通例使用されるカチオン性保留剤の
存在下で行う。紙料に先ず固着剤及びその後に保留剤を
加えるのが有利である。しかしこれらを同時に紙料に供
給することもできる。紙料の脱水を固着剤及び保留剤の
存在下で行うことのみが重要である。保留剤は、乾燥紙
料に対して0.01〜0.2重量%の量で使用する。固
着剤対保留剤の比は、一般に1:2〜5:1である。固
着剤及びカチオン性保留剤から成る市販の組み合わせ剤
に比べて、本発明方法によれば、紙料の改良された保留
及び迅速な脱水が得られる。
「%」は、物質の「重量%」である。
液1リットルをそれぞれショッパー−リーグラー−試験
機(Schopper-Riegler-Testgeraet)中で脱水する。シ
ョッパー−リーグラー−試験機から水700mlが流出
する時間を、脱水時間として示した。
業規格(DIN)38409により測定した。
ペクトラル光度計(Zeiss-Spektralfotometer)PM7
を用いて測定した。これは、微細−及び充填物質の保留
の尺度である。これを「%」で示す。透明度の値が高く
なればなる程、保留はより良好になる。
トルを等電点にするのに必要なポリマーIの量。最終点
の測定を、ホーン、Progr. Colloid & Polym. Sci. B
d. 65、251〜264(1978)による高分子電解質滴定を用
いて行った。
セルロース−ヒエミー(Cellulose-Chemie)、Band 13
、48〜64及び71〜74(1932)により、5%食塩水中で温
度25℃かつポリマー濃度0.5重量%で測定した。そ
の際、K=k・103を表す。
号明細書の例3の記載によりアジピン酸及びジエチレン
トリアミンから成り、エチレンイミンでグラフトされか
つポリエチレングリコールジクロルヒドリンエーテルを
用いて架橋されたポリアミドアミン。
トリアミンから成りエチレンイミンでグラフトされかつ
エピクロルヒドリンで架橋されたポリアミドアミン。
7.5に調節された市販の高分子ポリエチレンイミン。
N−ジメチルアミノエチルアクリレート30%から成
る、K−値220のメトクロリド形のコポリマー。
加水分解されたN−ビニルホルムアミドのホモポリマ
ー。
%及び酢酸ビニル30%から成り、重合導入されたN−
ビニルホルムアミドのホルミル基の96%及び重合され
た酢酸ビニル基の68%が加水分解されたコポリマー。
加水分解されたコポリマーのK−値は75であった。
ジシアンジアミド及びホルムアルデヒドから成る市販縮
合物。
のジアリルジメチルアンモニウムクロリドの市販ホモポ
リマー。
聞用紙料1リットルに、pH−値7及び粉砕度68°S
R(ショッパー−リーグラー)で、不所望物質として腐
植酸のナトリウム塩0.2%をそれぞれ加えた、多くの
資料の不所望物質を有する紙料を製造した。次いで第1
表に記載の量のポリマーAもしくはポリマーCを不所望
物質含有紙料にそれぞれ配量し、その後に、それぞれ第
1表は記載の保留剤0.06%を加えかつ脱水時間を測
定した。その際得られる結果を、同様に第1表に記載す
る。
る紙料濃度2g/lの新聞用紙料をpH−値7及び粉砕
度68°SRで使用した。この紙料は、更に、不所望物
質として硫酸リグニンナトリウム3%を含有した。この
紙料の試料にそれぞれ第2表に記載の量の固着剤及びそ
の後にカチオン保留剤としてポリマー0.06%を加え
た。次いでショッパー−リーグラー−試験機で脱水時間
を測定しかつその際得られる濾液の透明度を測定した。
更にラピッド−ケーテン−装置(Rapid-Koethen-Gerae
t)上で平面重量70g/m2を有する紙を形成しかつそ
の灰分含量を測定した。それぞれの使用量並びにそれを
用いて得られる結果を第2表に示す。
パルプ25%、チャイナ−クレイ35%から成る、粉砕
度25°SRの、pH−値7を有する紙料を、試験紙機
械上で機械速度80m/分で加工して平面重量60g/
m2を有する紙にする。紙料は、不所望物質として腐植
酸のナトリウム塩0.2%及び保留剤としてポリマー1
0.2%を含有した。この条件下で、脱水時間は12
4秒及び灰分−保留は57.4%であった。更なる試験
で、前記紙料に第3表中に記載のポリマーを加えた。そ
れぞれ得られた結果を第3表に記載する。
る紙料濃度2g/lの新聞用紙料をpH−値7及び粉砕
度68°SRで使用した。これに硫酸リグニンナトリウ
ム3%を不所望物質として加えた。こうして得られた紙
料をショッパー−リーグラー−装置中で脱水した。保留
−及び脱水剤の添加なしに得られた結果と、同時に、そ
れぞれ固着剤として表中に記載のポリマー0.2%の添
加及び引き続き保留剤としてポリマー0.06%の添加
によって得られた結果を第4表中に示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 不所望物質を含有する紙料を固着剤及び
カチオン性保留剤の存在下で脱水しかつ固着剤として少
なくとも60%の加水分解度を有する加水分解されたN
−ビニルホルムアミドのホモ−及び/又はコポリマーを
使用することを特徴とする紙、板紙及び厚紙の製法。 - 【請求項2】 固着剤として加水分解度70〜100%
を有する加水分解されたホモポリマーを使用する、請求
項1記載の方法。 - 【請求項3】 固着剤として、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル、C1〜C4−アルキルビニルエーテル、N−ビ
ニルピロリドン、エステル、ニトリル及びアクリル酸又
はメタクリル酸のアミドの群からのエチレン性不飽和モ
ノマーを90%モルまで重合導入含有し、重合導入され
たN−ビニルホルムアミド−単位の加水分解度が70〜
100%である加水分解されたN−ビニルホルムアミド
のコポリマーを使用する、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】a)N−ビニルホルムアミド 100〜1
0モル%及び b)酢酸ビニル及び/又はプロピオン酸ビニル0〜90
モル%の重合及び引続くコポリマーの重合導入された単
位(a)からのホルミル基60〜100%及び重合導入
された単位(b)からのアセチル−及び/又はプロピオ
ニル基60〜100%の脱離によって得られる、加水分
解されたポリマーを使用する、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 ポリマーがK−値30〜150(5%食
塩水中25℃及びポリマー濃度0.5重量%でH.フィ
ケンチャーにより測定)を有する、請求項1記載の方
法。 - 【請求項6】 ポリマーがK−値60〜90を有する、
請求項5記載の方法。
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