JPS6342997A

JPS6342997A - 高い乾燥強度を有する紙、板紙及び厚紙の製法

Info

Publication number: JPS6342997A
Application number: JP19387387A
Authority: JP
Inventors: ハンスーユルゲン・デーゲン; ジークベルク・プフオール; アンドレアス・シユタンゲ
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1988-02-24

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】本発明は、高い乾燥強度を有する紙、板紙又は厚紙の製
法に関する。

紙の製造においては、製紙機の循環水を妨害するアニオ
ン性物質から精製するため、ならびにスクリーン上に紙
料の脱水を促進しかつ繊維物質及び充填物の保水性を高
めるため、紙料への添加物として例えば高分子ポリエチ
レンイミンの水溶液を使用する。この効果のほかに、乾
燥繊維物質に対し０．１〜２重量％のポリエチレンイミ
ンの添加は、紙の湿潤強度の向上にも役立つ。

西独特許出願公開２８２１８３０号明細書によれば、ア
ニオン性合成サイズ剤と変性殿粉（殿粉な水溶性カチオ
ン性の重合体又は縮合物と共に水の存在下に殿粉の糊化
温度以上の温度に加熱することにより得られる）との混
合物であるサイズ剤製品を使用することによる、紙の表
面サイジング法が知られている。

米国特許３４６７６０８号明細書によれば、殿粉の水中
懸濁物を、分子量が５ｏｏｏｏ以上のポリアルキレンイ
ミン又はポリアルキレンポリアミンと共に、約７０〜１
１０℃の温度に約０．５〜５時間加熱することによる、
カチオン性殿粉の製造法が知られている。この混合物は
ポリアルキレンイミン又はポリアルキレンポリアミン０
．５〜４０重量％と殿粉９９５〜６０重量％を含有する
。その例１によれば、平均分子量が約２０００００のポ
リエチレンイミンを着水溶液中で、ばれいしょ殿粉と共
に９０’Ｃに２時間加熱する。この変性ばれいしょ殿粉
は、メタノールとジエチレンエーテルの混合物中で沈殿
させることができる。この特許明細書に記載の殿粉とポ
リエチレンイミン又はポリアルキレンポリアミンからの
反応生成物は、凝集剤とじて用いられる。

そのほか紙の乾燥強度を高めるため、水中で加熱するこ
とにより水溶性の形にされた天然殿粉を、紙の製造にお
いて内面添加物として使用することが知られている。水
に溶解した殿粉の紙料中の紙繊維に対する保持力はきわ
めて小さく）。

本発明の課題は、殿粉を添加する場合の紙の乾燥強度を
、既知方法と比較して改善することであった。紙料中の
繊維に吸着される場合に、特に殿粉の直接性が高められ
るべきである。

本発明はこの課題を解決するもので、紙料に乾燥強化剤
を添加したのち、紙葉を形成しながら紙料を脱水し、そ
の際乾燥強化剤として、天然のばれいしょ殿粉を水性媒
質中でポリエチレンイミンと共に、殿粉の糊化温度以上
の温度に加熱することにより得られた混合物を使用する
ことを特徴とする、高い乾燥強度を有する紙、板紙又は
厚紙の製法である。

本発明に乾燥強化剤として用いられる混合物は、紙繊維
に対し良好な保持力を有する。乾燥存在する妨害物質に
より悪影響を受けることはほとんどない。この混合物の
活性は特に３〜１０のｐＨ範囲で発揮される。

乾燥強化剤として用いられる混合物は既知である（米国
特許３４６７６０８号及び西独特許出願公開２８２１８
３０号各明細書参照）。既知の技術によれば任意の殿粉
をポリエチレンイミンと反応させ、その反応生成物は凝
集剤として又は紙の表面サイジングの改善に用いられる
が本発明による紙の乾燥強化剤の製造には、天然のばれ
いしょ殿粉だけが用いられる。既知方法の場合と同様に
、天然のばれいしょ殿粉を水溶性に変えるため、これを
水性懸濁液中でポリエチレンイミンと共に７０〜１１０
’Ｃに加熱する。ばれいしょ殿粉の水性懸濁液の加熱は
ポリエチレンイミンの存在下で行われるが、天然ばれい
しょ殿粉の水性懸濁液をまず７ｏ〜１１０’ＣＫ加熱し
て溶液となし、次いでこの温度でポリエチレンイミンの
水溶液を添加してもよい。

水性媒質中で可溶化されたばれいしょ殿粉を、ポリエチ
レンイミンと１５〜７０’Ｃに加熱して反応させること
もできる。殿粉の可溶化には、前記温度において約６分
ないし５時間、好ましくは５〜３０分を要する。まだ破
壊されていないばれいしょ殿粉を、水の存在下にポリエ
チレンイミンと共に、天然のばれいしょ殿粉の糊化温度
以上の温度に加熱することが重要である。

糊化温度とは、殿粉粒の二重屈折が失われる温度を意味
する（ウルマンス・エンチクロベディ・デル拳テヒニッ
シェン・ヘミ−１９６５年１６巻３２２頁参照）。既に
破壊された天然ばれいしょ殿粉の変性のためには、これ
を高分子ポリエチレンイミンと１５〜７０℃の温度で反
応させれば足りる。より低温ではより長い接触時間が必
要である。より短い接触時間で、１１０℃までの温度で
反応を行うこともできる。しかしいずれの場合にも反応
は、酸化剤及び／又は重合開始剤ならびにアルカリ（殿
粉の破壊のため普通に用いられる）の不在で行われる。

天然ばれいしょ殿粉の変性に用いられるポリエチレンイ
ミンは既知である。ｉ　ｏｏｏｏ〜３３０００特に２０
　Ｑ　ＯＯ〜’５１００　Ｇ　ｍＰａｓの粘度（ブルッ
クフィールド粘度計により２０ｒｐｍで２０℃で測定）
を有する５０重量％水溶液としての高分子ポリエチレン
イミンを使用することが好ましい。

本発明により乾燥強化剤として用いられる混合物を製造
するためには、好ましくは天然のばれいしょ殿粉１００
重量部に対し、１〜２０重量部特に８〜１２重量部の高
分子ポリエチレンイミンが用いられる。

本発明により乾燥強化剤として用いられる混合物を製造
するためには、水１００重量部に対しｏ、　ｉ〜１０重
量部の天然ばれいしょ殿粉な含有する天然ばれいしょ殿
粉の水性懸濁液から出発する。他の種類の殿粉では本発
明による有利な効果を達成しない。本発明により乾燥強
化剤として用いられる混合物は、乾燥砥料に対し０．５
〜３゜５重量％好ましくは１．２〜２．５重量％の量で
、紙料に添加される。混合物のｐＨ価は９〜１１、好ま
しくは９５〜１０．５である。乾燥強化剤の水溶液は２
．２重量％の固形物濃度において、２０〜５００好まし
くは５０〜２００　ｍＰａｓの粘度（ブルックフィール
ド粘度計により’ｌ　Ｏｒｐｍ及び２０℃において測定
）を有する。

本発明により用いられる乾燥強化剤は、すべての種類の
紙、厚紙又は板紙、例えば筆記用紙、印刷用紙又は包装
用紙の製造に使用することができる。種々の繊維材料、
例えば漂白又は未漂白状態の亜硫酸バルブ又はクラフト
バルブ、砕木バルブ、故紙、熱機械バルブ（ＴＭＰ　）
又は化学熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）からの紙を製造する
ことができる。バルブ懸濁液のｐＨ価は４．０〜１０好
ましくは４．３〜８である。この乾燥強化剤は、粗砥、
小さい坪量の紙（ＬＷＣ紙）ならびに厚紙の製造におい
て使用できる。紙の坪量は３０〜２００好ましくは６５
〜１５０．９／７Ｆ１２であるが、厚紙の場合は６００
９７ｍ２以下である。本発明により製造される紙製品は
、未処理のものと比較して、例えば裂断長、破裂度、Ｃ
ＭＴ値及び引裂き抵抗によって定量的に理解しつる著し
く改善された強度を有する。

下記例中の部は重量部であり、％は重量に関する。

紙葉は、急速グーテン実験室用紙葉形成器により製造さ
れた。乾燥裂断長はＤＩＮ５５１１２の第１葉により、
乾燥破裂度はＤＩＮ　５３１４１により、ＣＭＴ値はＤ
ＩＮ５３１４３により、そして引裂き抵抗はＤＩＮ５３
１１５により測定された。

それぞれの試験は、紙葉を２３℃及び５０％の相対湿度
において２４時間温湿度調整したのちに行われた。

重合体のに値は、フェルローゼ−ヘミ−１３巻５８〜６
４頁及び７１〜７４頁（１９３２年）に記載のクイケン
チャー法により、５％食塩水溶液中で２０℃及び０．５
重量％の重合体濃度において測定された。この場合に＝
に・１０３を意味する。

試験には下記の物質が用いられた。

重合体１：５０％水溶液の粘度が２８０００　ｍＰａｓである高分
子ポリエチレンイミン。

重合体２ニアクリルアミド７０％及びジメチルアミンエチルアクリ
レート−メトクロライド６０％からのに値２０５の共重
合体。

強化剤１：天然ばれいしょ殿粉（糊化温度９０℃）の６％水中懸濁
液に、重合体１０５０％水溶液を添加したもので、この
混合物は使用した天然ばれいしょ殿粉に対し１０％の重
合体を含有する。この混合物を次いで攪拌しながら９０
〜９５°Ｃの温度に１５分間加熱する。１０〜４０℃の
温度に冷却したのち、これは本発明の紙用乾燥強化剤と
して使用でき、紙料に紙葉形成前に添加される。

強化剤２：天然ばれいしょ殿粉の６％水水中懸濁液液、攪拌しなが
ら９０〜９５°Ｃに１５分間加熱する。

天然ばれいしょ殿粉の糊化温度は９０°Ｃである。

得られた透明溶液を７０℃に冷却し、得られる混合物が
使用した天然ばれいしょ殿粉に対し１０％の重合体を含
有することになる量の重合体１を添加する。混合物を７
０℃に１５分間保持したのち冷却する。４０℃以下の温
度に冷却したのち、製紙用の本発明の乾燥強化剤が得ら
れる。これは紙葉形成前にパルプ懸濁液に添加される。

強化剤３（比較）：天然ばれいしょ殿粉の６％水中懸濁液に、得られる混合
物が使用した天然ばれいしょ殿粉に対し１０％の重合体
を含有することになる量の冷却したのち、これをパルプ
懸濁液の添加物として使用する。

強化剤４（比較）：天然ばれいしょ殿粉の３％水中懸濁液を、９０〜９５℃
に１５分間加熱する。次（・で混合物を７０℃に冷却し
、得られる混合物が使用した天然ばれいしょ殿粉に対し
１０％の重合体２を含有することになる量の重合体２を
添加する。

混合物をさらに７０℃で１５分間加熱し、４０００以下
の温度に冷却したのち、混合物を紙の製造に使用できる
。

実施例１急速ケーテン紙葉形成器により、坪量１２０９／Ｉｆの
紙葉を製造した。紙料は混合故紙８０％及び漂白ぶな亜
硫酸パルプ２０％から成り、ショツパー・リーグラーに
よる叩解度は４９゜ＳＲであった。これに乾燥紙料に対
し強化剤１の固形物質量が２．２％となる量の強化剤１
を添加した。パルプ懸濁液のｐＨ価はＺ７であった。

こうして製造された紙の性質への強化剤の影響を調べる
ため、第１表に示す性質が測定された。

実施例２混合故紙８０％及び漂白ぶな亜硫酸パルプ２０％から成
り、４９°ＳＲに叩解され、そして乾燥紙料に対し２．
２％の強化剤２を含有する紙料を溌、速ケーテン紙葉形
成器により脱水した。パルプ懸濁液のｐＨ価は７．７で
あった。紙葉の坪量は１２０ｇ／ｍ２であった。試験に
おいて測定された紙の強度値を第１表に示す。

比較例１実施例１に記載のｐＨ価が１７の紙料を、他の添加物な
しで紙葉形成器により脱水した。得られた坪量１２０ｇ
／７！２の紙葉の強度値を第１表に示す。

比較例２実施例１と同様に操作し、ただし強化剤１０代わりに、
乾燥紙料に対し２％の天然ばれいしょ殿粉水溶液（天然
ばれいしょ殿粉の６％水性懸濁液を９０〜９５℃に１５
分間加熱することにより得られたもの）を添加した。殿
粉の糊化温度以上に加熱された天然ばれいしょ殿粉の水
溶液は、使用時に２３℃の温度を有していた。

比較例３実施例１と同様に操作し、ただし強化剤１の代わりに、
強化剤３を乾燥紙料に対し同様に２゜２％の量で添加し
た。得られた紙の強度値を第１表に示す。

比較例４実施例１と同様に操作し、ただし強化剤１０代わりに、
同量の強化剤４を使用した。得られた坪量１２０ｇ／ｍ
２の紙葉についての強度値を第１表に示す。

第　　１　　表２　１６７　１６６　３．２２７　１７８８比較例実施例３実験用製紙機により、製紙機速度５０ｍ／分において、
幅６８ｃｍで坪量１２０，９／ｍ２の紙を製造した。紙
料として混合故紙８０％及び漂白ぶな亜硫酸パルプ２０
％（叩解度５０°ＳＲ）を使用し、これに強化剤１を、
パルプ懸濁液が乾燥紙料に対し１．６５％の強化剤１を
含有することになる量で添加した。バンクウォーターの
ｐＨ価ばＺＯであった。得られた紙の強度値を第２表に
示す。

比較例５実施例６と同様に操作し、ただし強化剤１の添加を省略
した。得られた紙の強度値を第２表に示す。

比較例６実施例３と同様に操作し、ただし強化剤１の第２表に示
す。

比較例７実施例６と同様に操作し、ただし強化剤１０代わりに、
天然ばれいしょ殿粉（天然ばれ℃・しよ殿粉の３％水性
懸濁液を９０〜９５°Ｃに１５分間加熱し、溶液を冷却
して得られたもの）を１．５％添加した。得られた紙の
強度値を第２表に示す。

第　　２　　表比較例実施例４実験室用製紙機により、製紙機の生産速度６０ｍ／分に
おいて、ＬＷＣ紙用の原紙として適する坪量５０ｇ／ｒ
ｒＬ２の紙を、次の原料から製造した。漂白砕木パルプ
４０％、漂白針葉樹亜硫酸パルプ６０％及び漂白しらか
ばクラフトパルプ３０％（叩解度６５°ＳＲ）。次いで
乾燥紙料に対し２０％の白陶土及び０．３％の市販の弱
カチオン性ポリアクリルアミド（Ｋ値１２０）の７％水
溶液を添加した。さらに紙料に明ばん０゜５％及び乾燥
紙料に対し２．２％の強化剤１を添加した。バンクウォ
ーターのｐＨ価は６．０であった。得られた紙の強度値
を第６表に示す。

比較例８実施例４と同様に操作し、ただし強化剤の添加を省略し
た。得られた紙の強度値を第３表に示す。

比較例９実施例４と同様に操作し、ただし乾燥紙料に対し２％の
天然ばれいしょ殿粉の水溶液を紙料に添加した。天然ば
れいしょ殿粉の水溶液は、天然ばれいしょ殿粉の３％水
性懸濁液を、９０〜９５℃に１５分間加熱し、次いで冷
却することにより製造された。得られた紙の強度値を第
６表に示す。

第３表比較例

Claims

【特許請求の範囲】１、紙料に乾燥強化剤を添加したのち、紙葉を形成しな
がら紙料を脱水し、その際乾燥強化剤として、天然のば
れいしよ殿粉を水性媒質中でポリエチレンイミンと共に
、殿粉の糊化温度以上の温度に加熱することにより得ら
れた混合物を使用することを特徴とする、高い乾燥強度
を有する紙、板紙又は厚紙の製法。２、乾燥強化剤として、天然のばれいしよ殿粉１００重
量部にポリエチレンイミン１〜２０重量部を作用させる
ことにより得られた混合物を使用することを特徴とする
、特許請求の範囲第１項に記載の方法。３、５０重量％水溶液中で１００００ないし３３０００
ｍＰａｓの粘度（ブルツクフイールド粘度計により２０
℃で２０ｒｐｍで測定）を有するポリエチレンイミンを
使用することを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記
載の方法。