JPH11247089A

JPH11247089A - 抄紙方法

Info

Publication number: JPH11247089A
Application number: JP5350698A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ono; 裕司小野; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋; Takanori Miyanishi; 孝則宮西
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-09-14
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: JP3942723B2

Abstract

(57)【要約】【課題】中性及至アルカリ性領域に於ける機械パルプ
及び／または脱墨パルプを多量に含む紙料系に於ける歩
留り及びろ水性を同時に改善することを課題とした。【解決手段】機械パルプ及び／または脱墨パルプを全
パルプ成分を基準として３０〜１００重量％含むパルプ
と填料を主成分とし、固形分が０．１〜１．５重量％
で、ｐＨ６〜１０を有する紙料に対して、カチオン性凝
結剤、フェノール系化合物、ノニオン性凝集剤をこの順
序で添加し、かつカチオン性凝結剤とフェノール系化合
物の比率が２５：７５〜７５：２５の範囲であることを
特徴とする抄紙方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、填料を内添する機
械パルプ及び／または脱墨パルプを含む中質紙、下級
紙、新聞紙等の中性及至アルカリ性領域での抄紙方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材資源の保護からパルプ使用量の節
約、及び印刷適性等の紙質の向上のため紙に填料を出来
るだけ多量に内添させることが求められている。また、
近年抄紙機の高速化が進み、紙のより効率的な生産が求
められている。即ち、抄紙機のワイヤ−上での歩留ま
り、ろ水性の改善は重要な課題である。さらに、機械パ
ルプ及び／または脱墨パルプを多量に含む中質紙、下級
紙に於いても、印刷適性などの点から填料を出来るだけ
多量に内添させることが求められている。また、従来こ
れ等中質紙、下級紙は酸性領域で抄造されて来たが、近
年中性及至アルカリ性領域で、しかも、填料を多量に内
添させることが求められている。

【０００３】従来の一般的な抄紙工程における歩留まり
向上方法は、硫酸バンドの添加に続いて比較的高分子量
で低カチオン電荷密度のポリアクリルアミドを添加する
シングルポリマーシステムが使用されていた。近年の抄
紙機の高速化、用紙の軽量化、環境保全のための流失原
料の最少化に対応するために、比較的低分子量で高電荷
密度のポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドの添
加に続いて比較的高分子量で低カチオンあるいは低アニ
オン電荷密度のポリアクリルアミドを添加するデュアル
ポリマーシステム、特開昭６２−１９１５９８号公報や
特開平１−９２４９８号公報に示されている様な比較的
高分子量で低カチオン電荷密度のポリアクリルアミドあ
るいはカチオン性澱粉の添加に続いて、高アニオン電荷
密度の膨潤性粘度鉱物であるベントナイトあるいはコロ
イダルシリカを添加するマイクロパーティクルシステ
ム、米国特許第４,３１３,７９０号や特表平８−５０４
９００号公報に示されるフェノールホルムアルデヒド樹
脂の添加に続いて、ポリエチレンオキサイドあるいはポ
リエチレングリコールグラフトポリアクリルアミドを添
加するノニオン系リテンションシステムが用いられてき
た。

【０００４】しかしながら、機械パルプを含む紙料にお
いては、機械パルプ由来のヘミセルロース、溶存リグニ
ン、樹脂酸、脂肪酸などの溶存性高分子が抄紙系に多量
に存在するためにアニオン性の微粒子を使用するマイク
ロパーティクルシステムは効果がない。また、デュアル
ポリマーシステムの場合は、カチオン性の凝結剤を使用
するのでシングルポリマーシステムよりもろ水性は向上
するものの、歩留まりはそれほど向上しない。ノニオン
系リテンションシステムの場合は、凝集能が高いので歩
留まりはシングルポリマーシステムよりも向上するが、
繊維自身の比表面積を減少させられないのでろ水性はシ
ングルポリマーシステムと同程度であった。

【０００５】このように上述の方法では、中性及至アル
カリ性領域に於ける機械パルプ及び／または脱墨パルプ
を多量に含む紙料に対しては、歩留まり及びろ水性の改
善は充分ではなかいために、抄紙機のワイヤ−上での脱
水工程に於いて填料の可成りの部分がワイヤ−を通過し
て了い、ワイヤ−摩耗が増大しワイヤ−ライフが短くな
ること、循環白水の負荷や排水の負荷が高くなることな
どの問題が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】中性及至アルカリ性領
域に於ける機械パルプ及び／または脱墨パルプを多量に
含む紙料では、アニオン性溶解物が多量に存在するた
め、歩留まり、ろ水性を向上させることは容易ではな
い。本発明は、この様な系に於ける歩留り及びろ水性を
同時に改善することを課題とした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、機械パル
プ及び／または脱墨パルプを３０〜１００重量％含むパ
ルプと填料から成る紙料に対して、カチオン性凝結剤、
フェノール系化合物、ノニオン性凝集剤をこの順序で添
加し、かつカチオン性凝結剤とフェノール系化合物の比
率が２５：７５〜７５：２５の範囲であると、歩留まり
及びろ水性の何れもが大幅に改善されることを見出だし
た。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、機械パルプ及び／また
は脱墨パルプを全パルプ成分を基準として３０〜１００
重量％含むパルプと填料から成り、固形分が０．１〜
１．５重量％で、ｐＨ６〜１０を有する中性及びアルカ
リ性領域の紙料に対して、カチオン性凝結剤、フェノー
ル系化合物、ノニオン系凝集剤の順序で添加し、かつカ
チオン性凝結剤とフェノール系化合物の比率が２５：７
５〜７５：２５の範囲であることを特徴とする抄紙方法
である。

【０００９】この時、カチオン性凝結剤、フェノール系
化合物の添加順序を変えた場合、歩留まりは向上する
が、ろ水性はそれほど向上しないので薬品の添加順序は
重要である。

【００１０】本発明で使用するカチオン性凝結剤は、カ
チオン性を示す電解質であれば、特に限定されるもので
はないが、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド（ｐＤＡＤＭＡＣ）あるいはその誘導体、ジアリルジ
メチルアンモニウムクロライドと他のモノマーの共重合
体が最も好ましい。また、カチオン性ポリクリルアミ
ド、ポリエチレンイミン、ポリアミン等を単独またはｐ
ＤＡＤＭＡＣと併用しても良い。このカチオン性凝結剤
は通常紙料に対して０．００５〜０．５重量％で添加さ
れる。

【００１１】本発明で使用されるフェノール系化合物と
してはフェノールホルムアルデヒド樹脂（ＰＦＲ）が望
ましい。また、ノニオン性凝集剤としては、ポリエチレ
ンオキサイド（ＰＥＯ）あるいはポリエチレングリコー
ル（ＰＥＧ）がグラフト重合されているポリアクリルア
ミド（ＰＡＭ）が望ましく、その分子量としては、８０
０万〜１２００万の範囲が望ましい。

【００１２】これらの３種の薬品は、紙料の固形分が
０．１〜１．５重量％に希釈された段階で、カチオン性
凝集剤、フェノール系化合物、ノニオン系凝集剤の順で
添加する必要がある。紙料の固形分が１．５％を超える
と十分な混合が行われず、部分的に紙料が凝集し、地合
の悪化を招く。また、紙料の固形分が０．１重量％未満
の場合は、薬品が紙に効果的に定着しないので、歩留ま
り及びろ水性は顕著には向上しない。また、３種の薬品
の添加順序を変更したり、２種以上の薬品を混合しても
所望の効果は得られない。

【００１３】本発明で使用する脱墨パルプ（ＤＩＰ）と
しては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞用紙等を原料故
紙とする通常の脱墨パルプであれは特に問題はない。機
械パルプとしては、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナー
パルプ砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ
（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭ
Ｐ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、セミケミカルパ
ルプ（ＳＣＰ）等が挙げられる。機械パルプ及び脱墨パ
ルプは全パルプ成分の３０〜１００重量％であることが
必要であるが、残りはクラフトパルプ（ＫＰ）、サルフ
ァイトパルプ（ＳＰ）の様な化学パルプ、或いは合成繊
維などが適時配合される。

【００１４】本発明で使用される填料としては、紙の内
添用填料として通常使用される重質炭酸カルシウム、軽
質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、二酸化
チタン、合成シリカ、水酸化アルミニウム等の無機物、
ポリスチレン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等の合成
高分子微粒子が例示され、これ等を２種以上組合わせて
用いてもよい。填料の添加量は全紙料の１〜３０重量％
が望ましい。また、必要に応じて、紙力増強剤、サイズ
剤、染料、蛍光増白剤、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を紙料に添加することも
可能である。

【００１５】

【作用】ろ水性はパルプスラリーの比表面積が減少すれ
ばする程、向上することがＴａｐｐｉＥｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ１９９６で報告され
ている。一般的に、抄紙系のイオン強度を上昇させた
り、高分子電解質を添加すれば、パルプスラリー中に懸
濁・分散している個体表面の電気二重層の圧縮がおこ
り、個体粒子間のファンデルワールス力がクーロン力の
反発による力を上回るために、個体粒子の凝結や起こ
り、比表面積が減少する。更に、高分子量の凝結剤を添
加すれば、架橋凝集が起こり更にパルプスラリーの比表
面積は減少する。つまり、パルプスラリーの強い凝集を
引き起こせば起すほど、パルプスラリーの比表面積が減
少し、高いろ水性を得られる。本発明では、パルプスラ
リーにカチオン性高分子電解質を添加することにより、
カチオン性高分子電解質が固体粒子表面に吸着し固体粒
子の凝結が起こる。その後、フェノール系化合物の添加
により、フェノール系化合物は一般的な中性及びアルカ
リ抄紙のｐＨであるｐＨ７〜９では部分的にフェノール
性水酸基が解離しているのでアニオン性を帯びており、
先に添加したカチオン性高分子電解質が固体表面に吸着
した部位に強固に吸着する。その後、ノニオン系凝集剤
を添加すると、パルプサスペンションの固体表面に強固
に吸着したフェノール系化合物とノニオン系凝集剤がフ
ェノール性水酸基とエチレングリコールモノマーユニッ
トのエーテル部と水素結合により架橋凝集を起こし強い
凝集を引き起こし、結果としてろ水性が向上する。

【００１６】カチオン性高分子電解質の添加に引き続
き、フェノール系化合物を添加する時に、フェノール系
化合物が過剰に存在すると、固体表面に吸着したカチオ
ン性高分子電解質の多くに吸着することにより、電気二
重層の圧縮が期待したほど起こらないために、凝結の程
度が弱く、ろ水性は向上しない。逆に、フェノール系化
合物の添加量がカチオン性高分子電解質の添加量よりも
比較的低い場合には、フェノール系化合物のほとんどの
フェノール性水酸基がカチオン性高分子電解質のカチオ
ン部位に吸着してしまい、その後に添加されるノニオン
系凝集剤と水素結合を形成できないので、凝集の程度が
減少し、その結果としてろ水性が向上しないものと考え
られ、カチオン性高分子電解質とフェノール系化合物に
は適切な添加比率が存在するものと考えられる。

【００１７】

【実施例】［実施例１］填料及び微細繊維の歩留まりの
測定は、ダイナミックドレネージジャー（ＤＤＪ）を使
用しＴＡＰＰＩＴ２６１ｐｍ−７９に従って行っ
た。ＤＤＪテスト時の撹拌速度は１，０００ｒｐｍで、
２００メッシュのワイヤーを使用して行った。紙料はＤ
ＩＰが６０％、晒ＴＭＰが２０％、晒ＧＰが１０％、Ｎ
ＢＫＰが１０％、填料としてＰＣＣがパルプに対して１
０％配合されている０．５％のものを使用した。この紙
料をＤＤＪに加え、１５秒撹拌後に、硫酸バンドを絶乾
紙料に対して０．５％濃度で添加して１５秒撹拌し、ｐ
ＤＡＭＡＣ（商品名：Ａｌｃｏｆｉｘ、アライドコロイ
ド社製）とＰＦＲ（住友精化株式会社製）の合計添加量
が０．２５％〜０．２％で、しかも、ｐＤＡＤＭＡＣ
／ＰＦＲ比が１：１になるように、まず、ｐＤＡＤＭＡ
Ｃを添加して１５秒撹拌し、その後ＰＦＲを添加し、最
後にＰＥＯ（ＰＥＯ−２７、住友精化株式会社製）を
０．０１５％添加して１５秒撹拌し、１分間ろ水した。
このろ液の固形分濃度を測定し、填料及び微細繊維の歩
留まりを計算した。

【００１８】ろ水度の測定には、填料及び微細繊維の歩
留まりの測定で使用した紙料を６００ｍｌを取り出し
１，０００ｍｌに希釈し、パルプ濃度を０．３％にし
て、ファイン歩留まりの測定と同様に１，０００ｒｐｍ
で撹拌し１５秒撹拌後に、硫酸バンドを絶乾紙料に対し
て０．５％濃度で添加して１５秒撹拌し、ｐＤＡＭＡＣ
とＰＦＲの合計添加量が０．２５％〜０．２％で、し
かも、ｐＤＡＤＭＡＣとＰＦＲの比率が５０：５０にな
るように、まず、ｐＤＡＤＭＡＣを添加して１５秒攪拌
し、その後ＰＦＲを添加し、最後にＰＥＯを０．０１５
％添加して１５秒撹拌した後、Ｔ２２７ｏｍ−８５に
従ってパルプのろ水度を測定した。

【００１９】［実施例２］実施例１と同様の条件で、ｐ
ＤＡＤＭＡＣとＰＦＲの比率を７５：２５で行った。

【００２０】［実施例３］実施例１と同様の条件で、ｐ
ＤＡＤＭＡＣとＰＦＲの比率を２５：７５で行った。

【００２１】［比較例１］実施例１と同様の条件で、ｐ
ＤＡＤＭＡＣとＰＦＲの比率を１００：０で行った。

【００２２】［比較例２］実施例１と同様の条件で、ｐ
ＤＡＤＭＡＣとＰＦＲの比率を０：１００で行った。

【００２３】［比較例３］実施例１と同様の条件で、Ｐ
ＦＲとｐＤＡＤＭＡＣの添加順序を逆にして行った。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より、械パルプ及び脱墨パルプを主体
とする、中性及至アルカリ性の紙料に対して、カチオン
性凝結剤、フェノール系化合物、ノニオン性凝集剤をこ
の順序で添加し、かつカチオン性凝結剤とフェノール系
化合物の比率が２５：７５〜７５：２５の範囲であれ
ば、歩留まり及びろ水性は向上する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の抄紙方法により、歩留まり及び
ろ水性の何れもが大幅に改善される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械パルプ及び／または脱墨パルプを全
パルプ成分を基準として３０〜１００重量％含むパルプ
と填料を主成分とし、固形分が０．１〜１．５重量％
で、ｐＨ６〜１０を有する紙料に対して、カチオン性凝
結剤、フェノール系化合物、ノニオン性凝集剤をこの順
序で添加し、かつカチオン性凝結剤とフェノール系化合
物の比率が２５：７５〜７５：２５の範囲であることを
特徴とする抄紙方法。
【請求項２】カチオン性凝結剤がポリジアリルジメチ
ルアンモニウムクロリドであることを特徴とする請求項
１に記載の抄紙方法。
【請求項３】フェノール系化合物がフェノールホルム
アルデヒド樹脂（ＰＦＲ）であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の抄紙方法。
【請求項４】ノニオン性凝集剤がポリエチレンオキサ
イドであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載
の抄紙方法。