JPH0790796A - 中性抄紙方法 - Google Patents

中性抄紙方法

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JPH0790796A
JPH0790796A JP23475993A JP23475993A JPH0790796A JP H0790796 A JPH0790796 A JP H0790796A JP 23475993 A JP23475993 A JP 23475993A JP 23475993 A JP23475993 A JP 23475993A JP H0790796 A JPH0790796 A JP H0790796A
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water
papermaking
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polyacrylamide
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JP23475993A
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Shigehiro Fukuda
繁宏 福田
Terunobu Fukui
照信 福井
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New Oji Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】抄紙工程で使用する用水を節約した抄紙白水の
高度のクローズド化および紙料中に塗工損紙を多量に使
用した場合に、紙力増強を効率よく得て、同時に品質が
良好な紙を得ることができる中性抄紙法を提供する。 【構成】抄紙白水からの回収清澄水を含む用水を、塗工
損紙の離解および塗工損紙を配合した紙料に使用する中
性抄紙方法において、アニオン性高分子を添加した後に
両性高分子あるいはカチオン性高分子の中から選ばれる
少なくとも1種を添加する中性抄紙方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抄紙白水の高度のクロー
ズド化および紙料中に塗工損紙を多量に使用した場合
に、紙力増強を効率よく得ることができる中性抄紙方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、抄紙工程において、節水という観
点から系外に排出する水を減少させるために、水の工程
内循環使用量を多くして、新たに補充する新水の使用量
を低く抑える、いわゆる抄紙工程のクローズド化が進め
られている。
【0003】抄紙工程に使用される抄紙白水は、一般に
第1循環水と第2循環水に大きく区分できる。第1循環
水は、主としてワイヤーパートから出るバックウォータ
ーであり、そのまま紙料の希釈に用いられてヘッドボッ
クスに送られるが、循環水内の溶解塩類の蓄積により抄
紙系内の汚れや紙力増強剤や歩留向上剤の効果の低下の
ため、循環水の再利用には限度がある。そして、第2循
環水は、第1循環水のオーバー水やプレスパートからの
排水等であり、セーバー、アドカ、ポリデイスクフィル
ター等の原料回収機によって紙料と清澄水を区分し、紙
料は抄紙系で再利用され、回収清澄水は抄紙機のシャワ
ー水、パルプや損紙を離解する用水として使用され、さ
らには一部が抄紙系外に放出される。
【0004】抄紙工程のクローズド化は、第1循環水の
再使用頻度を高め、第2循環水の抄紙系外への放出を少
なくし、新たに抄紙機に供給される紙料中に含まれる新
水の量を減らすことである。特に第2循環水の抄紙系外
への放出を少なくしなければならない。
【0005】また省資源の観点から、紙料中に塗工損紙
を増加することが望ましい。ここでいう塗工損紙とは、
製紙工場内で発生する印刷用塗工紙、ノーカーボン紙、
感熱紙等の損紙のことである。
【0006】中性抄紙は酸性抄紙より系内にアルミニウ
ムイオンを中心とする溶解塩類を低く抑えることができ
るので抄紙白水のクローズド化が進めやすい。また炭酸
カルシウムを含む塗工損紙を再使用しても中性抄紙の方
が問題が少ない。
【0007】中性抄紙は抄紙pHが中性付近で硫酸アル
ミニュウムを使用しないために、特定の両性またはカチ
オン性紙力増強剤を使用する方法が特開昭57−128
293号公報、特開昭58−104299号公報等に、
中性抄紙において紙料中に塗工損紙を利用しカチオン性
紙力増強剤を使用する方法が特公昭62−24560号
公報に示されている。また、情報記録紙の損紙を古紙工
程を経ないで使用する方法が特開平4−333683号
公報に示されている。
【0008】そして、中性抄紙において抄紙白水の再使
用頻度を高めて抄紙工程の系外放出を少なくする抄紙白
水のクローズド化のために、ワイヤー上で原料歩留りの
向上方法として両性ポリアクリルアミドとカチオン性基
を有しかつ先記のポリアクリルアミド系共重合体とは異
なるポリマーを使用する方法が特開平5−78997号
公報に、また、中性抄紙において抄紙白水を清澄化し紙
力増強剤や歩留向上剤の効果を引き出すために、抄紙白
水にカチオン化剤を添加して抄紙白水の比導電率を特定
する方法が特開平2−80690号公報に示されてい
る。さらに、特公昭63−17958号公報には、アニ
オン成分を封鎖するためにカチオン性紙力増強剤の添加
前に低分子のカチオン性剤を添加する方法が示されてい
る。
【0009】しかし、回収清澄水を含む用水を塗工損紙
等の紙料の離解に使用し、カチオン性紙力増強剤を添加
した中性抄紙方法で抄紙した場合には、十分な紙力増強
効果を得ることはできていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中性抄
紙法における上記のような従来公知の方法では、使用す
る用水を節約し、カチオン化剤としてカチオン性基を有
する高分子を添加して抄紙した場合、抄紙系内の水が汚
れている時は紙力増強効果を得るために多量の添加を必
要とするので、系内の電気的バランスを崩し地合が悪化
して品質低下を起こし、紙力増強効果をこれ以上に向上
させることができない。この傾向は塗工損紙を多量に使
用した場合は特に顕著である。
【0011】本発明の目的は、抄紙工程で使用する用水
を節約して塗工損紙を多量に使用することを可能とし、
同時に品質が良好な紙を得ることができる中性抄紙法を
提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、抄紙白水から
の回収清澄水を含む用水を、塗工損紙の離解および塗工
損紙を配合した紙料に使用する中性抄紙方法において、
アニオン性高分子を添加した後に両性高分子あるいはカ
チオン性高分子の中から選ばれる少なくとも1種を添加
することを特徴とする中性抄紙方法である。
【0013】
【作用】本発明は、抄紙白水の高度のクローズド化、お
よび紙料中に塗工損紙を多量に使用した場合に、紙力増
強と同時に紙の品質を向上させることができる中性抄紙
方法である。
【0014】塗工損紙を紙料に使用する場合は、塗工損
紙に含有されている炭酸カルシウムの分解を防ぐために
中性抄紙が広く実施されている。中性抄紙方法におい
て、紙力増強剤、歩留向上剤等の添加は、抄紙系内のp
Hや電気的バランスを考慮してカチオン性高分子および
両性高分子の単独使用やカチオン性高分子および両性高
分子を添加した後にアニオン性物質を添加するデュアル
ポリマーシステムが広く実施されている。
【0015】しかし、これらの従来の中性抄紙方法で
は、抄紙白水を原料回収機により紙料と回収清澄水に区
分し、その回収清澄水を含む用水を塗工損紙等の紙料の
離解に使用して中性抄紙方法で抄紙した場合に十分な紙
力増強効果を得ることができない。
【0016】塗工損紙が抄紙工程の紙料中に増加すると
塗工損紙からのアニオン成分が増大し、パルプ中のセル
ロースと反応して効果を示す目的のカチオン性紙力増強
剤とアニオン成分が反応してその効果を低下させる。そ
のため、紙力増強剤を多量に添加することになり操業
性、品質、経済性が悪くなる。
【0017】上記のアニオン成分を封鎖するためにカチ
オン性紙力増強剤を添加する前に低分子のカチオン性剤
を添加する方法があるが、回収清澄水を含む用水を塗工
損紙等の紙料の離解に使用しカチオン性紙力増強剤を添
加した中性抄紙方法で抄紙した場合、十分な紙力増強効
果を得ることはできない。つまり、回収清澄水に残って
いる溶解塩類および塗工損紙等のまだ封鎖されていない
アニオン成分の影響を受けて十分に効果を発揮すること
ができない。また、低分子のカチオン性剤の添加量を多
くすると、抄紙系を酸性側にシフトしやすくしたり、紙
料中の溶解塩類を増加させてアルミナデポジット等のM
/C汚れを引き起こしたり、抄紙系内の電気的バランス
を崩すため操業性が悪化し紙力増強効果もあまり向上し
ない。
【0018】さらに、カチオン性基を有する紙力増強剤
の添加量を多くした場合、紙力増強作用より凝集作用が
強くなり、ワイヤー離れが悪くなる等のため、操業を困
難とする。
【0019】本発明の中性抄紙方法は、回収清澄水を含
む用水を使用して塗工損紙を離解した場合に、その離解
塗工損紙を配合した紙料に、最初にアニオン性高分子を
添加し、次に両性の高分子あるいはカチオン性の高分子
を添加する。この方法は抄紙系を中性に保持したまま、
紙料中の溶解塩類や系内の電気的バランスを良好に保持
でき、操業性を安定化して、紙力増強効果を向上させる
ことができる。
【0020】つまり、最初にアニオン性高分子物質を添
加することにより、紙料中のアニオン成分が増大する
が、パルプと接合性に富み紙力増強効果をなす高分子を
添加するので、その後に両性の高分子あるいはカチオン
性の高分子を添加すると、パルプとアニオン性高分子と
両性高分子あるいはカチオン性高分子とが十分に結合し
て効率良く紙力の増強ができる。
【0021】なお、微小なアニオン成分を封鎖するため
にアニオン性高分子とその後に両性高分子あるいはカチ
オン性高分子を添加する間に硫酸アルミニウム、ポリ塩
化アルミニウム、ポリアルミニウムシリケートスルフェ
ート等の、低分子のカチオン性剤を0.05%〜0.5
%(対パルプ当り)添加することも可能である。
【0022】本発明において、塗工損紙が全紙料の20
%未満、あるいは、離解に使用する用水のうち回収清澄
水が50%未満では、本発明の作用効果を十分に得るこ
とはできない場合もあるため、本発明の方法は上記のよ
うな条件の範囲にある場合に特に優れた方法である。
【0023】本発明に使用するアニオン性高分子は、具
体的に高分子側鎖にモノカルボン酸、ジカルボン酸、ス
ルフォン酸等また、これらの塩類が付加した澱粉、セル
ロース、ポリアクリルアミド等である。特に高分子鎖中
にパルプ中のセルロースと水素結合しやすい、水酸基や
アミド基を有するアニオン性ポリアクリルアミドが望ま
しい。
【0024】そして、アニオン性ポリアクリルアミドの
分子量が400万を越えて大きいと紙力増強効果より凝
集効果が強くなりワイヤーパートでの操業困難や地合の
悪化により紙品質の低下を招く。また、分子量が30万
未満では紙料中の溶解塩類や紙力にマイナスとなる微細
物のために紙力増強効果を得ることはできない。特にア
ニオン性の低分子や無機塩類の場合は所望の効果を得に
くいため、後に添加する両性あるいはカチオン性の高分
子との相容性を考慮して、分子量は30万〜400万、
より好ましくは30万〜100万であることが望まし
い。さらに添加量は、0.05%〜0.3%(対パルプ
当り)が望ましい。
【0025】本発明で使用する両性あるいはカチオン性
の高分子としては、例えばカチオン化澱粉、ポリアミン
ポリアミドエピクロルヒドリン、カチオン性ポリアクリ
ルアミド、両性ポリアクリルアミド等が示され、特にカ
チオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド
が望ましい。両性高分子あるいはカチオン性高分子の分
子量は、パルプのセルロースや先に添加したアニオン性
高分子物質との結合性により、100万〜400万のも
のが望ましく、効果や取扱いの点から紙パルプ技術協会
誌、46(8),28(1992)、特開平5−195
485号公報、特開平5−86597号公報に例示され
る低粘度で分岐型や架橋型構造をとるものが良好であ
る。両性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリル
アミドの分子量が100万未満では紙力増強効果を発揮
し難く、分子量が400万を越えると凝集が強くなり地
合が悪くなるため良好な紙品質を得難くなる。
【0026】本発明で使用する両性ポリアクリルアミ
ド、カチオン性ポリアクリルアミドは、アクリルアミド
とカチオン性ビニルモノマーとの共重合体、ポリアクリ
ルアミドをマンニッヒ反応やホフマン分解によりカチオ
ン性を付与したもので、中性抄紙領域で安定したアクリ
ルアミドとカチオン性ビニルモノマーとの共重合体が望
ましい。さらに添加量は、0.3%〜1.0%(対パル
プ当り)が望ましい。
【0027】本発明では、紙力増強剤以外にパルプ、填
料、サイズ剤および各種助剤等を紙料に添加して使用さ
れる。
【0028】使用されるパルプとしては、木材繊維およ
び麻等の植物繊維を原料とする化学パルプ、機械パル
プ、あるいは、これらから得られる古紙パルプ、合成パ
ルプ、無機繊維等の中から少なくとも1種を適宜選択し
て使用できる。
【0029】填料としては、一般に使用されている填料
が使用され、特に限定されるものではないが、例えば重
質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、亜硫酸カルシ
ウム、石膏、タルク、カオリン、クレー、焼成カオリ
ン、非晶質シリカ、デラミカオリン、ケイソウ土、炭酸
マグネシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、水
酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛等の
無機顔料やポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルマリン樹
脂微粒子、微小中空粒子等の有機顔料等が例示され、更
に古紙や損紙等に含まれる填料や顔料も再生使用でき
る。また、必要に応じて2種以上の填料を適宜組み合わ
せて使用する事も可能である。
【0030】なお、紙中にはパルプ繊維や填料の他に、
本発明の目的の効果を損なわない範囲で、従来から使用
されている内添サイズ剤等が必要に応じて適宜選択して
使用される。例えば各種サイズ剤(アルキルケテンダイ
マー系、アルケニル無水コハク酸系、スチレン−アクリ
ル系、高級脂肪酸系、石油樹脂系サイズ剤やロジン系の
サイズ剤等)の各種化合物が例示できる。また本発明の
所望の効果を損なわない範囲で、従来から使用されてい
る歩留向上剤、濾水性向上剤等の内添剤を本発明の両性
高分子あるいはカチオン性高分子を添加した後に紙料に
添加することも可能である。
【0031】さらに、染料、蛍光増白剤、PH調整剤、
消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール
剤等の抄紙用内添助剤を用途に応じて適宜添加すること
もできる。
【0032】なお、抄紙機は長網抄紙機、ツインワイヤ
ー抄紙機、円網抄紙機、ヤンキー抄紙機等を適宜使用で
きる。
【0033】本発明で抄紙された紙にサイズプレス処理
を行ってもよい。サイズプレス液は、澱粉、各種化工澱
粉、各種水溶性セルロース、各種ポリビニールアルコー
ル、各種ポリアクリルアミド、ラテックス、アルキルケ
テンダイマー、スチレン−アクリル系、オレフィン−無
水マレイン酸系、高級脂肪酸系の各種表面サイズ剤、エ
ポキシ化合物等の耐水化剤、蛍光増白剤、消泡剤、湿潤
剤、帯電防止剤、各種無機顔料、各種有機顔料、染料、
澱粉粒子、および各種添加剤も目的に応じて添加するこ
とも可能である。
【0034】サイズプレス液の塗布方法については特に
限定されず、例えばツーロール或いはメタリングブレー
ド式のサイズプレス、ビルブレードサイズプレス、ゲー
トロールサイズプレス、キャレンダー等の一般に使用さ
れているサイズプレス装置及びエアーナイフコーター、
ロールコーター、ピュアーブレードコーター、ロッドブ
レードコーター、ショートドウェルコーター、グラビア
コーター、メタリングバーコーター、カーテンコータ
ー、ダイコーター、スプレーコーター等の一般に使用さ
れている塗布装置が適宜使用され、紙の両面または片面
に塗布される。
【0035】また、抄紙白水を原料回収機により紙料と
回収清澄水に区分し、回収清澄水を含む用水をパルプ及
び塗工損紙等の紙料の離解に使用する時に使用される各
種の凝集剤も本発明において適宜使用可能である。
【0036】本発明の中性抄紙方法で製造された紙は、
あらゆる等級および種類の紙製品に対して応用できる。
例えばパンフレット、カレンダー、週刊誌、包装用紙等
として利用されているグラビア用紙、アート紙、コート
紙、キャストコート紙、微塗工紙等の印刷用塗工紙の原
紙は勿論、感圧記録紙、感熱記録紙、インクジェット用
紙、感光紙、昇華転写受像紙等の情報用紙や粘着紙、ラ
ミネートあるいは蒸着等に使用される加工紙等の原紙お
よび各種印刷用紙、新聞用紙、書籍用紙、フォーム用
紙、PPC用紙、OCR用紙、板紙、紙管原紙、段ボー
ル原紙等にわたって幅広く適応できるものである。
【0037】
【実施例】以下に、本発明の効果を明確なものとするた
めに、実施例を挙げて説明するがこれらに限定されるも
のではない。なお例中の部および%はそれぞれ重量部お
よび重量%を示す。
【0038】実施例1 回収清澄水を使用して離解し、C.S.F 450mlに叩解
したLBKP70部、回収清澄水を使用して離解した塗
工印刷用紙の損紙30部からなるパルプスラリー100
部を回収清澄水を使用して濃度3%に希釈し、重質炭酸
カルシウム10部を添加した後に、順次、分子量35万
のアニオン性ポリアクリルアミド(ポリストロン11
7,荒川化学工業社製)0.1部、硫酸アルミニウム
0.1部、分子量300万の共重合体型の両性ポリアク
リルアミド(ハーマイドEX−360,ハリマ化成社
製)0.5部を添加した後、抄紙白水の第1循環水で希
釈し、紙料を調成した。得られた紙料を長網抄紙機で抄
紙し64g/m2 の紙を得た。
【0039】実施例2 実施例1においてLBKP70部を30部にし、新水を
使用して離解し、C.S.F 450mlに叩解したLBK4
0部を新たに添加し、塗工印刷用紙の損紙をノーカボン
下用紙の損紙に変えた以外は実施例1と同様にして紙を
得た。
【0040】実施例3 実施例1においてLBKPの離解に回収清澄水を使用す
る代わりに、新水を使用した以外は実施例1と同様にし
て紙を得た。
【0041】実施例4 実施例1において硫酸アルミニウムの添加を止めた以外
は実施例1と同様にして紙を得た。
【0042】実施例5 実施例1において、回収清澄水を使用して離解し、C.S.
F 450mlに叩解したLBKP70部を30部に、回
収清澄水を使用して離解した塗工印刷用紙の損紙30部
を70部に変えた以外は実施例1と同様にして紙を得
た。
【0043】実施例6 実施例1において、回収清澄水を使用して離解し、C.S.
F 450mlに叩解したLBKP70部を85部に、回
収清澄水を使用して離解した塗工印刷用紙の損紙30部
を15部に変えた以外は実施例1と同様にして紙を得
た。
【0044】実施例7 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドを、分子量400万のアニオン性ポリアクリル
アミドを(アラフィクス504,荒川化学工業社製)に
変えた以外は実施例1と同様にして紙を得た。
【0045】実施例8 実施例1において分子量300万の共重合体型の両性ポ
リアクリルアミド(ハーマイドEX−360,ハリマ化
成社製)を分子量80万の共重合体型の両性ポリアクリ
ルアミド(ポリストロン678,荒川化学工業社製)に
変えた以外は実施例1と同様にして紙を得た。
【0046】実施例9 実施例1において分子量300万の共重合体型の両性ポ
リアクリルアミド(ハーマイドEX−360,ハリマ化
成社製)を分子量600万のカチオン性ポリアクリルア
ミド(ハイドロコール803,協和産業社製)に変えた
以外は実施例1と同様にして紙を得た。
【0047】実施例10 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドを分子量200万のアニオン性ポリアクリルア
ミドに、分子量300万の共重合体型の両性ポリアクリ
ルアミドを分子量200万の共重合体型の両性ポリアク
リルアミドに変えた以外は実施例1と同様にして紙を得
た。
【0048】実施例11 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドの添加量を0.1部から0.04部に、分子量
300万の共重合体型の両性ポリアクリルアミドのを添
加量を0.5部から0.25部に変えた以外は実施例1
と同様にして紙を得た。
【0049】実施例12 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドの添加量を0.1部から0.4部に、分子量3
00万の共重合体型の両性ポリアクリルアミドのを添加
量を0.5部から1.1部に変えた以外は実施例1と同
様にして紙を得た。
【0050】実施例13 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドをカルボキシルメチルセルロースに変え、分子
量300万の共重合体型の両性ポリアクリルアミドをポ
リアミンポリアミドエピクロルヒドリン(WS−57
0,日本PMC社製)に変えた以外は実施例1と同様に
して紙を得た。
【0051】比較例1 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドの添加を止めた以外は、実施例1と同様にして
紙を得た。
【0052】比較例2 実施例1において分子量300万の共重合体型の両性ポ
リアクリルアミドの添加を止めた以外は、実施例1と同
様にして紙を得た。
【0053】比較例3 実施例1においてLBKPや塗工印刷用紙の損紙の離解
に関し、回収清澄水の代わりに、新水を使用した以外は
実施例1と同様にして紙を得た。
【0054】比較例4 実施例1において分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミド、硫酸アルミニウム0.1部、分子量300万
の共重合体型の両性ポリアクリルアミドの添加順を分子
量300万の共重合体型の両性ポリアクリルアミド、硫
酸アルミニウム、分子量35万のアニオン性ポリアクリ
ルアミドの順で行うように変更した以外は実施例1と同
様にして紙を得た。
【0055】比較例5 実施例1においてアニオン性ポリアクリルアミドの代わ
りにノニオン性ポリアクリルアミドを使用した以外は実
施例1と同様にして紙を得た。
【0056】比較例6 実施例1において分子量300万の共重合体型の両性ポ
リアクリルアミドの添加量を0.5部から1.5部に
し、分子量35万のアニオン性ポリアクリルアミドの添
加を止めた以外は、実施例1と同様にして紙を得た。
【0057】上記のようにして得られた19種類の中性
抄紙での紙料及び抄紙した紙をを下記に示す方法で汚
れ、内部強度、地合を測定し評価した。その評価結果を
表1に示した。
【0058】(汚れの評価試験)各種の薬品添加後、抄
紙白水の第1循環水で希釈した紙料を100メッシュワ
イヤーで濾過後、その濾液100kgを循環しながら1
00ml/分の流量でステンレス板上に10日間注い
だ。水洗後、汚れの程度を下記の評価基準で目視判定を
行った。 ◎:優れている ○:良好 △:やや汚れる ×:汚れが多い
【0059】(内部強度の測定)TAPPI UM 4
03に準拠して測定した。
【0060】(地合の測定)地合測定機FMT−100
0A(野村商事社製)により測定した。地合指数の大き
いものは地合が劣る。
【0061】
【表1】
【0062】
【発明の効果】実施例の結果から明らかなように、本発
明の中性抄紙方法では、抄紙白水の高度のクローズド化
が可能になり、紙料中に塗工損紙を多量に使用した場合
に、優れた操業性と紙力増強効果および地合の良好な紙
が得られた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抄紙白水からの回収清澄水を含む用水を、
    塗工損紙の離解および塗工損紙を配合した紙料に使用す
    る中性抄紙方法において、アニオン性高分子を添加した
    後に両性高分子あるいはカチオン性高分子の中から選ば
    れる少なくとも1種を添加することを特徴とする中性抄
    紙方法。
  2. 【請求項2】塗工損紙のパルプ分が全紙料パルプに対し
    て20%以上である請求項1記載の中性抄紙方法。
  3. 【請求項3】用水が回収清澄水を50%以上含む請求項
    1または2記載の中性抄紙方法。
  4. 【請求項4】アニオン性高分子の分子量が30万〜40
    0万のアニオン性ポリアクリルアミドであり、両性高分
    子あるいはカチオン性高分子の分子量が100万〜40
    0万の両性ポリアクリルアミドあるいはカチオン性ポリ
    アクリルアミドである請求項1〜3記載の中性抄紙方
    法。
JP23475993A 1993-09-21 1993-09-21 中性抄紙方法 Pending JPH0790796A (ja)

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