JPS6163796A - 紙の製造方法 - 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） 本発明は灰分４０チ以上の填料全長く含有する紙の製造
方法に関する。

（従来の技術） 印刷用紙の製造において、填料は紙の不透明性を高める
ために不可欠である。また最近では各種の加工原紙とし
ても不透明性 の高い紙が要求されている。

従来より填料としてカオリン、メルク、炭酸カルシウム
などが用いられてきた。しかし填料の添加量を増して行
くに従い紙の強度が低下し、填料の紙への定着率も低下
するため、填料の添加量には限界があった。

一般に損料を紙に含有できる量は、紙の灰分として２０
％以下が普通である。

填料は水中ではその表面電荷は負で、パルプと同じであ
るから、共存する系では電気的に反発し合って定着は余
り良くないのが普通である。

これまでも内添薬品として、アニオン性高分子物質やカ
チオン性高分子物質の使用或いはゼータ電位の調整の考
え方が提案されてきたが、何れの場合も紙力増強や填料
歩留を目的としているものの、灰分４０チ以上の填料全
長く含有する紙について適用され、効果をあげたものは
なかった。

たとえば特開昭５５−１２８６８号は、パルプにカチオ
ン化剤を加え、ゼータ電位ヲ−１０〜＋５ｍＶにした上
で、更にカチオン内添剤を加える方法であるが、この方
法でカチオン化剤が少ない時、即ちゼータ電位が負の時
は（ゼー夕電位の反転なし）定着不良であシ、カチオン
化剤の多い時は、定着はこの時点で起るが、更にこの後
のカチオン内添剤の添加で系のゼータ電位が大きくプラ
スに移行するため、再び電気的反発で定着不良やパルプ
の凝集による地合不良を起す欠点がある。また特開昭５
６−１２３４９８号はパルプにカチオン性高分子物質を
加え、次に炭酸カルシウムを加えた後、カルボキシル基
をもつアニオン性高分子物質を添加して抄紙する方法に
係わるものであるが、対象紙が填料添加率でパルプに対
し２０条で、灰分として１０〜１２チどまシで、本発明
の灰０４０％以上とは比較にならない程低い填料の紙で
あることと、カチオン性高分子物質、アニオン性高分子
物質の添加量がそれぞれ０．０１〜０．２俤、０．０５
〜０．５１と少量で、本発明のような系のゼータ電位反
転が不可能な点で本発明とは目的、技術思想とも全く異
なっている。

更に特開昭５６−１５９３９７号はカチオン性高分子物
質とアニオン性高分子物質を併用し硫酸バンドを加えて
酸性系でパルプに吸着する方法であるが、紙の乾燥紙力
の向上が目的であり、填料の含有には何等関係ないもの
である。

最近の特開昭５９−１０６５９８号は、パルプにアニオ
ン性ポリマーを加え、ついで高分子量のカチオン性ポリ
マーを添加して抄造する方法に係わるものであるが、元
来アニオン性のパルプや填料にアニオン性ポリマーを加
えてもゼータ電位がマイナス側に大きく移動するだけで
定着には良い効果がでない。

更にカチオン性ポリマーを加えると、この量が少い時は
ゼータ電位はマイナス側にとどまるので、定着は十分行
なわれず、量が多い時、は、ゼータ電位はプラスに反転
し、定着は行なわれるが、地合不良や抄紙用具の汚れな
ど抄紙面のトラブルが起るという欠点がある。

それに本公報の発明の目的は、炉水性の向上、填料、微
細繊維の歩留の向上を目的としているものの、填料の歩
留向上についての具体的記載が全く認められない本発明
とは無関係なものである。

以上述べたようにカチオン性高分子物質とアニオン性高
分子物質のパルプへの添加方法について種々提案されて
いるが、何れも系の電荷を正に反転させることなく、−
２〜−１０１！Ｖになるように加えられるのが普通であ
シ、填料の定着を十分行うことができなかった。

例えばカチオン性高分子物質の添加量は対パルプ０．１
〜１％が普通であり、系のゼータ電位を一２〜’ｉ’ｌ
ＯｍＶに止めるのが普通であった。

これをプラスサイドに反転させると、抄紙時の炉水性を
低下させたシ、紙の地合が悪化したυする欠点があった
。

（問題点を解決するための手段） これに対し本発明は填料を多量に含むパルプ懸濁液にカ
チオン性高分子物質を通常の添加量より大量に加えて系
のゼータ電位を＋５〜＋１０ｍＶになるように正の電荷
に反転させ填料の定着を十分行なった後、アニオン性高
分子物質を添加して系のデータ電位を−５〜−１０ｍＶ
にすることにより填料の定着性の向上と炉水性や紙の地
合向上の両立をはかろうとするものでこれにより灰分４
０％以上になるように多量の填料を配合しても良好な抄
紙性と紙の特性を維持することができるのである。

最初に填料定着のために加えるカチオン性高分子物質の
添加量は実施例からも明らかなように対パルプ２〜６憾
にも達し、普通加えられる添加量０．１〜１鳴とは比較
にならないほど多量であり、このような思想は従来技術
にはないものである。

本発明に使用する填料は、通常の製紙に用いられるもの
でよく、例えばカオリン（クレー）、メルク、炭酸カル
シウムなど灰分として４０−％以上になるよう添加する
。

もちろん炭酸カルシウムを用いるときは、中性抄紙法に
よって抄紙を行なう。

またカチオン性高分子物質としては、カチオン変性澱粉
（３級又は４級アミド変性）、カチオン変性ポリアクリ
ルアミド（マンニッヒ変性物又はホフマン変性物）、ポ
リアミド、ポリアクリル・エピクロルヒドリン樹脂が用
いられ、系のゼータ電位が＋５〜＋１０　ｍＶになるま
で加える。

アニオン性高分子物質としては、アニオン変性ポリアク
リルアミドが一般的であるが、澱粉類、ポリビニルアル
コールそ９ほかカルボキシｚ基、スルホン基などを有す
る各種モノマー例ればアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸もしくはその無水物、フマル酸、イタコン酸、ビ
ニルスルホ／酸またはそれらの塩のホモポリマーまたは
これらモノマーと共重合可能他のモノマーとのコポリマ
ーがある。共重合する他の七ツマ−としては、エチレン
、ブチレン、ジイソブチレン、デセン、ドデセン、アク
リロニトリル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、スチレン、
酢酸ビニルなどが挙げられる。これらアニオン性高分子
物質を系の電荷が一５〜ｎｏｍＶになるまで添加する。

本発明の紙の製造方法においては、前記の填料、カチオ
ン性高分子物質、アニオン性高分子物質を添加するほか
、通常紙に使用するサイズ剤、着色剤、湿潤紙力剤、炉
水性向上剤などの内添剤を紙の用途に応じて適宜組合せ
て使用することができる。

なお本発明でいうゼータ電位は、パルプ懸濁液中の６０
メツシュ篩分は通過分についてミクロ電気泳動法にて測
定した値を示す。

（実施例） 実施例１、比較例Ｉ ＮＢＫＰ５０ｓ、ＬＢＫＰ５０％からなるパルプ懸濁液
を濃度１０チで戸水度（カナダ標準戸水度以下同じ）３
００−になるまでＰＦｒ　ミルで叩解を行なった。これ
を３慢濃度に希釈したパルプ懸濁液のゼータ電位は−１
９ｍＶであった。

次いでサイズ剤としてアルキルケテンダイマー（大日本
インキ化学社製バーコンＷ）を対パルプ１チ、填料とし
て重質炭酸カルシウムを対パルプ１４０％をそれぞれ添
加した後、ゼータ電位が＋ｓｍｖになるまでカチオン澱
粉（日澱化学製＆３タピオカ澱粉）を加えた。この時の
カチオン澱粉の添加量は対パルプ６慢であった。

次にパルプ懸濁液を十分攪拌して填料の定着を行なった
後、ゼータ電位が一５＋ａＶになるまでアニオン変性ポ
リアクリルアミド（荒用化学工業製ポリストロン１１７
）を添加した。コノ時の添加量は対パルプ０．８％であ
った。

この原料を用いてＴＡＰＰＩ手抄シートマシンで絶乾相
当量５０２汐の手抄紙を調製した。比較のため前記パル
プ配合にょシ同じ方法により叩屏を行ない、サイズ剤と
してアルキルケテンダイ−ｒ−を０．５俤、填料として
重質炭酸カルシウムを１６０％、カチオン澱粉をＯ，Ｓ
俤加えた。

この時のゼータ電位は−６ｍＶであった。この原料につ
いても実施例１と同様にして手抄紙を調製した。

得られた手抄紙について填料歩留、紙質試験の結果を才
１表に示す。

矛１表 実施例２、比較例２ ＮＢＫＰＩ　Ｏチ、ＬＢＫＰ９０％からなるパルプ懸濁
液を、　　　　　　　ディスクリファイナ−でＦ水産４
ＱＯｄＫ叩解し、濃度２係に希釈した。これに填料とし
てタルク対パルプ９４％、サイズ剤としてロジンサイズ
（荒用化学工業製サイズパインＥ５０）対パルプ０．７
　ｍ　、硫酸ハンド対パルプ３％を加え、これにカチオ
ン性高分子物質としてカチオン変性夕・ピオカ澱粉をゼ
−夕電位＋１０　ｍＶになるまで添加して正電荷に反転
させた。この時の添加量は対パルプ５係であった。次い
で薬品、填料をパルプに十分定着した後、アニオン性高
分子物質としてアニオン変性ポリアクリルアミドをゼー
タ電位−７ｍＶになるまで添加した。この時の添加量は
対パルプ０．５係であった。

この原料を用いてＴＡＰＰＩ手抄シートマシンで絶乾相
当量７０　ｆｅｄの手抄紙を調製した。

比較のため同じパルプを用いて叩解したパルプ懸濁液に
填料としてメルク４５％、サイズ剤としてロジンサイズ
０．５９１１．硫酸バンド４％にアニオン性高分子物質
としてアニオン変性ポリアクリルアミドを対パルプ０．
５係添加した。添加後のゼータ電位は−６ｍＶであった
。この原料を用いて実施例２と同様にして手抄紙を調製
した。

得られた手抄紙について填料歩留、紙質試験の結果ｔ−
１２表に示す。

第２表 実施例３、比較例３ ＮＢＫＰ３０％とＬＢＫＰ７０チからなるパルプを、Ｔ
ＡＰＰＩビータ−で炉水度１００−に叩解した。

このパルプ懸濁液に填料として重質炭酸カルシウムを対
パルプ１３０％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマ
一対パルプ１９６を加え、更にカチオン性高分子物質と
してマンニッヒ変性ポリアクリルアミド（昭和電工社製
ＨＲＣ−８８２）を加えて、系のゼータ電位を＋７ＷＬ
Ｖに調節した。この時の添加量は対パルプ２係であった
。

次いで薬品、損料をパルプに十分定着した後、アニオン
性高分子物質としてポリビニルアルコール（クラレ社製
ポバール１１７）をゼータ電位−５ｍＶになるまで添加
した。この時の添加量は対パルプ１チであった。

この原料を用いてＴＡＰＰＩ手抄シートマシンで絶乾相
当量４０２汐の手抄紙を調製した。

比較のため、同じパルプを用い填料として重質炭酸カル
シウム１６０慢、サイズ剤としてロジンサイズ０．５　
％　、カチオン性高分子物質としてマンニッヒ変性ポリ
アクリルアミド０．５　％をそれぞれ添加した。添加後
のゼータ電位は一５ｍＶであった。この原料を用いて実
施例３と同様にして手抄紙を調製した。

得られた手抄紙について填料歩留、紙質試験の結果を矛
３表に示す。

矛３表 実施例１〜３と比較例１〜３の結果１１−１表〜牙３表
に示すデータで比較す゛ると、本発明の方法で行なった
各実施例は、従来の方法で１行なった各比較例に比・べ
て、いずれも填料歩留が著しく高く、灰分４０％以上の
多量の填料金倉む爪が得られるのに対して、従来の方法
では、填料を同量添加しても灰分４０係以上の多量の填
料を含む紙は得られなかった。また紙質についても不透
明度が大幅に向上し、強度（裂断長）も同程度か僅かな
低下ですみ、従来の方法では得られない高不透明度で強
度低下の少ない填料を多く含む紙を得ることができた。

（発明の効果） 以上述べた通夛、本発明はパルプ懸濁液に填料、カチオ
ン性高分子物質を加えて、−量系のゼータ電位をプラス
側に移動させた後、アニオン性高分子物質を添加して、
系のゼータ電位を−５〜−１０ｍＶに変化させて抄紙す
ることによシ、多量に添加した填料の歩留を向上し、紙
質についても不透明度が高く、填料を多量に含んでも強
度低下の少ない灰分４０チ以上を含有する紙を得ること
ができた。

本発明の紙の製造方法によシ得られた紙は情報用紙など
各１の加工原紙として効果的に用いることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルプ懸濁液に填料、カチオン性高分子物質を加えて、
   一旦系のゼータ電位をプラス側に移動させた後、アニオ
   ン性高分子物質を添加して、系のゼータ電位を−５〜−
   １０ｍＶに変化させて抄紙することを特徴とする灰分４
   ０％以上の紙の製造方法。