JP7634831B2 - 歩留向上システムを用いた抄紙方法 - Google Patents

Description

本発明は、抄紙工程において歩留向上剤を使用する製紙原料の歩留向上及び濾水性向上を図る抄紙方法に関するものであり、詳しくは、抄紙工程において歩留向上剤を用いた歩留向上システムにより製紙原料のワイヤー上での歩留向上及び濾水性向上を図る抄紙方法に関するものである。

塗工原紙、ＰＰＣ用紙、上質紙、板紙及び新聞用紙等の抄紙工程において、原料パルプ、微細繊維、填料、製紙用薬剤等のワイヤー上での歩留率向上を図るために歩留向上剤、あるいは歩留と同時に濾水改善の機能を重視した濾水性向上剤（あるいは歩留濾水性向上剤）が使用されている。一般的にポリアクリルアミド系（ＰＡＭ系）ポリマーが歩留向上剤として汎用されるが、近年の抄造条件の多様化により、有効な歩留向上剤や歩留向上システムがそれぞれ異なる。
二液以上使用する歩留向上システムとして、抄紙条件や製紙原料の性状に合わせてＰＡＭ系ポリマーを中心にイオンバランスを考慮したシステムが種々考案されている。一般的には、先ず、カチオン性ポリマーを抄紙前の製紙原料に添加するシステムが使用される。例えば、カチオン性あるいは両性ＰＡＭを添加後、アニオン性ＰＡＭを添加する処方（引用文献１）や、カチオン性ポリマー添加後、アニオン性無機物質のベントナイトを添加する処方（引用文献２）、カチオン性あるいは両性ＰＡＭ歩留向上剤を添加後、該歩留向上剤より分子量の低い水溶性重合体を添加する処方（引用文献３）等が実用されている。
又、カチオン性ポリマーを先に添加する一般的な処方の他に、先に両性やアニオン性ポリマーを添加後、カチオン性ポリマーを添加する処方も提案されている。例えば、水溶性分岐鎖アニオン性ポリマー添加後、カチオン性又は両性ポリマーを添加する処方（特許文献４）や、アニオン性ポリマーを添加後、更にアニオン性ポリマーを添加する処方（特許文献５）が開示されている。しかし、これら処方では、製紙原料のワイヤー上での歩留率を向上させるために添加率を上げると、形成したフロック内に過多に水分が取り込まれる結果、濾水性や搾水性が低下したり、紙質の地合いが悪化したりするため生産性が低下する場合がある。そこで、特に生産効率を上げるために製紙原料のワイヤーパートでの歩留向上効果と共に濾水性向上効果が改善できる歩留向上システムが要望されている。

特開２００１－２５４２９０号公報 特開昭６２－１９１５９８号公報 特開２００９－２８０９２５号公報 特表２０１０－５１８２６８号公報 特開２０１０－７７５４６号公報

本発明は、抄紙工程における歩留向上剤を用いた製紙原料の抄紙方法に関するものであり、添加率を上げても濾水性や地合いを低下させることなくワイヤー上での製紙原料の歩留向上ができる抄紙方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため鋭意検討を行なった結果、抄紙前の製紙原料に、特定の組成、物性を有するアニオン性水溶性高分子を添加後、カチオン性凝結剤を添加することで製紙原料の歩留向上及び濾水性向上を達成することができることを見出したものである。

抄紙前の製紙原料に、本発明におけるアニオン性水溶性高分子を添加後、カチオン性凝結剤を添加することで添加率を上げても濾水性や搾水性の低下を招くことなく歩留効果を発揮し、生産性の向上や紙品質の向上を達成することができる。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子は、下記一般式（１）で表される単量体を５～８０モル％、非イオン性単量体２０～９５モル％を含有する単量体混合物水溶液を重合して製造したものである。

一般式（１）
Ｒ_１は水素、メチル基又はカルボキシメチル基、ＱはＳＯ_３ ^―、Ｃ_６Ｈ_４ＳＯ_３ ^―、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ_３）_２ＣＨ_２ＳＯ_３ ^― 、あるいはＣＯＯ^―、Ｒ_２は水素又はＣＯＯＹ_２、Ｙ_１あるいはＹ_２は水素又は陽イオンをそれぞれ表わす。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子を製造する際に使用するアニオン性単量体、即ち前記一般式（１）で表される単量体は５～８０モル％の範囲である。５モル％より少ないとアニオン性水溶性高分子のアニオン基による大きな凝集作用は得られず、８０モル％より多いと高分子量のものが得られ難くなる。好ましくは１０～６０モル％の範囲である。

一般式（１）で表されるアニオン性単量体としては、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、あるいはそれらの塩、等が挙げられる。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。

本発明で使用する非イオン性単量体としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられる。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。非イオン性単量体のモル数としては、２０～９５モル％であるが、好ましくは４０～９０モル％である。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子を製造する際に、効果を阻害しない範囲においてカチオン性単量体を使用することができる。その際に使用するカチオン性単量体は０～１０モル％未満の範囲であり、１０モル％以上であるとアニオン性水溶性高分子としての機能が低下する。好ましくは５モル％未満である。

本発明でカチオン性単量体を使用する際は、以下の様なものがある。即ち、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートやジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等の塩化メチルや塩化ベンジルによる四級化物である。その例として、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ－２－ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルオキシ－２－ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物である。これら二種以上組み合わせることも可能である。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子の製品形態は特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。本発明におけるアニオン性水溶性高分子は、アニオン性単量体及び非イオン性単量体含有する単量体混合物を共重合することによって製造することができる。重合はこれら単量体を混合した水溶液を調製した後、例えば、水溶液重合、油中水型エマルジョン重合、油中水型分散重合、塩水中分散重合等によって重合した後、水溶液、油中水型エマルジョン、塩水中分散液、あるいは粉末等、任意の製品形態を使用できる。これら重合法の中でも高分子量のものが製造しやすい油中水型エマルジョン重合あるいは塩水中分散重合が好ましい。

油中水型エマルジョンの製造方法としては、特開昭５５－１３７１４７号公報、特開昭５９－１３０３９７号公報、特開平１０－１４０４９６号公報、特開２０１１－９９０７６号公報等に準じて適宜に製造することができる。即ち、アニオン性単量体及び非イオン性単量体含有する単量体混合物を水、水と非混和性の炭化水素からなる油状物質、油中水型エマルジョンを形成するに有効な量とＨＬＢを有する少なくとも一種類の界面活性剤を混合し、強攪拌し油中水型エマルジョンを形成させた後、重合する。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子を塩水中分散重合法によって行なう場合は、特開６２－２０５１１号公報、特開平１０－２１２３２０号公報あるいは特開２００４－２３１８２２号公報等に準じて適宜に製造することができる。即ち、塩水溶液中において、該塩水溶液中に溶解可能な高分子分散剤を共存させアニオン性単量体及び非イオン性単量体混合物を分散重合して製造する。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子は、重合時あるいは重合後、構造変性剤として、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリアリルアミン等の架橋性単量体を使用しても良いが、架橋性単量体を使用する場合は、単量体総量に対し１０ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
本発明におけるアニオン性水溶性高分子は直鎖型高分子が好ましい。架橋性単量体不存在下製造し、実質的に分岐構造や架橋構造を有さないことが好ましい。これは、直鎖型高分子の方が、二液目に添加するカチオン性凝結剤との反応性がより高まる傾向にあり、本発明における歩留向上システムの性能が向上するためである。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子は、高い凝集力を得るには高分子量が必要である。分子量は、固有粘度で表わすと、水溶性高分子の２５℃で測定した０．５質量％における、４質量％食塩水溶液中の固有粘度が１０～３０ｄｌ／ｇであるが、好ましくは１５～３０ｄｌ／ｇ、更に好ましくは１８～３０ｄｌ／ｇの範囲である。固有粘度が１０ｄｌ／ｇより低いと歩留向上効果が著しく低下し、３０ｄｌ／ｇより高いと紙の品質、特に地合いが低下する傾向にあり好ましくはない。極限粘度法による重量平均分子量では、１０００万から３０００万の範囲内が好ましい。

本発明において、一液目のアニオン性水溶性高分子添加後、二液目としてカチオン性凝結剤を添加する。カチオン性凝結剤として、有機凝結剤あるいは無機凝結剤から選択される一種以上を使用する。有機凝結剤としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子、ビニルアミン系高分子、エチレンイミン系高分子、縮合系アミン系高分子、アミジン系高分子、ジアリルアミン系高分子、ジシアンジアミド系高分子等が挙げられる。これらの中でもビニルアミン系高分子あるいはエチレンイミン系高分子が好ましい。無機凝結剤として、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。これらの中でもポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）あるいは硫酸アルミニウム（硫酸バンド）が好ましい。又、有機凝結剤と無機凝結剤を併用しても差し支えない。

有機凝結剤のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子の構成単位とする三級アミノ基含有カチオン性単量体として、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド及びこれらの塩等が挙げられる。又、前記三級アミノ基含有カチオン性単量体のモノハロゲン化物による四級アンモニウム塩基含有カチオン性単量体が挙げられ、その例として（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、（メタ）アクリロイルオキシ２－ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。これらカチオン性単量体単独での重合体、カチオン性単量体二種以上の重合体、カチオン性単量体と非イオン性単量体との共重合体でも良い。非イオン性単量体として、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられ、これらの中で一種以上のものとカチオン性単量体との共重合体を使用できる。ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子の重量平均分子量は、１万～３００万の範囲が好ましい。

ビニルアミン系高分子としては、Ｎ－ビニルカルボン酸アミド、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド等を必須モノマーとする重合体の酸またはアルカリ変性物からなるポリビニルアミンやビニルアミン単位と前記ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子を製造する際に使用されるカチオン性単量体、非イオン性単量体から選択される一種以上との共重合体が挙げられる。重量平均分子量は、１万～３００万の範囲が好ましい。

エチレンイミン系高分子としては、ポリエチレンイミンあるいはポリエチレンイミン変生物等が挙げられる。重量平均分子量は、１万～３００万の範囲が好ましい。

縮合系アミン系高分子としては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどとエピクロロヒドリンとの縮合物、あるいは、上記脂肪族アミン／エピクロロヒドリン縮合物をさらにエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンあるいはヘキサメチレンジアミンと縮合させたものなどが挙げられる。重量平均分子量は、１０００～１０万の範囲が好ましい。

アミジン系高分子としては、Ｎ－ビニルカルボン酸アミドと（メタ）アクリロニトリルとの共重合物の酸による加水分解反応により合成することができる。単量体であるＮ－ビニルカルボン酸の例としては、Ｎ－ビニルホルムアミドや、Ｎ－ビニルアセトアミドなどをあげることができる。使用する酸としては、無機、有機の強酸が好ましく、例えば塩酸、硝酸あるいはｐ－トルエンスルホン酸などである。また共重合するビニル系ニトリル類としては、アクリロニトリルが最も一般的である。加水分解後の分子中のアミジン基のモル％は、５～１００モル％であり、好ましくは１０～１００モル％、最も好ましくは２０～１００モル％である。非イオン性構造単位は、未加水分解のカルボン酸アミド基と未反応のニトリル基であり、そのモル％は０～９５モル％であり、好ましくは０～９０モル％、最も好ましくは０～８０モル％である。重量平均分子量は、１万～４００万の範囲が好ましい。

ジアリルアミン系高分子として使用する単量体は、アリルアミン、ジアリルメチルアミン及びこれらの塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。これら単独で重合したもの、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子を製造する際に使用されるカチオン性単量体、非イオン性単量体から選択される一種以上と任意に共重合したものも適用できる。重量平均分子量は、１万～４００万の範囲が好ましい。

ジシアンジアミド系高分子としては、水溶性のジシアンジアミド・ホルムアルデヒド縮合物あるいはジシアンジアミド・ホルムアルデヒド・塩化アンモニウム縮合物が挙げられる。基本的には、酸あるいはそのアンモニウム塩の存在下で、ジシアンジアミドにホルムアルデヒドを加え、縮合させた生成物である。重量平均分子量は、１万～５０万の範囲が好ましい。

これら有機凝結剤のｐＨ７におけるカチオン当量値は３．０ｍｅｑ／ｇ以上が好ましい。３．０～２２．０ｍｅｑ／ｇが好ましい範囲である。有機凝結剤の高分子濃度が０．５質量％になるように完全溶解したときの２５℃において回転粘度計にて測定した４質量％食塩水溶液粘度（ＳＬＶ）が、１～１０ｍＰａ・ｓが好ましい範囲である。Ｂ型粘度計としては東京計器製Ｂ８Ｍ等を使用し、１号ローター、６０ｒｐｍで測定した値である。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤は、抄紙前の製紙原料に添加される。通常、製紙工程において上流からパルプ乾燥固形分濃度が２．０質量％以上で移送されてきた製紙原料が抄紙機の直前では白水や清水等によりパルプ乾燥固形分濃度が２．０質量％より低い製紙原料に希釈されている。一般的には０．５～１．５質量％に希釈されており、これらはインレット原料やヘッドボックス原料と呼ばれており、これら原料（以下、インレット原料とする。）に対して歩留向上剤が添加され抄紙される。本発明における歩留向上システムもインレット原料に適用する。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤の製紙工程における添加場所は、せん断工程であるファンポンプ前後やスクリーン前後が適用される。本発明におけるアニオン性水溶性高分子の添加後にカチオン性凝結剤を添加するという添加順序であれば、これらのどこの添加場所にも適用が可能である。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子は一定の高分子量であり、カチオン澱粉や紙力増強剤等の製紙用薬品のカチオン基との凝集作用により比較的大きいフロックを形成する。その後、形成フロックが移送中やせん断工程により徐々に破壊され小さなフロックになる。そのフロック中のアニオン性水溶性高分子内の未反応のアニオン基並びに製紙原料懸濁液中のアニオン性物質とカチオン性凝結剤との凝結作用により微細なフロックを形成し、ワイヤーパートで抄紙される結果、フロック内に水分をあまり持ち込まずに歩留率を向上させることができるという機構が推察される。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤を使用する紙の種類としては、新聞用紙、上質印刷用紙、中質印刷用紙、グラビア印刷用紙、ＰＰＣ用紙、塗工原紙、微塗工紙、包装用紙、ライナーや中芯原紙の板紙等が挙げられる。製紙原料のアニオン量、即ちカチオン要求量が比較的低い製紙原料に有効である。具体的にはカチオン要求量が０．０３ｍｅｑ／Ｌ以下であれば本発明におけるアニオン性水溶性高分子が有効に作用する。好ましくは０．０２ｍｅｑ／Ｌ以下である。又、製紙原料がカチオン性（＝アニオン要求量）を示しても効果を発揮する。カチオン性あるいは両性澱粉や合成紙力剤等の紙力剤や硫酸バンドの添加率が多い抄紙系に適用すると効果的である。カチオン要求量は、Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．４１濾紙濾過液を市販の粒子電荷計（ミューテック社ＰＣＤ－０５型等）で測定した値（ｍｅｑ／Ｌ）で表される。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤は、水で０．０１～１．０質量％に希釈溶解して使用する。溶解する水は、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水等が使用できる。これらが混合されていても差し支えない。希釈溶解液を更に二次希釈、三次希釈しても差し支えない。
アニオン性水溶性高分子の添加率は、紙料固形分濃度に対して１０～１０００ｐｐｍ（ポリマー純分）の範囲である。カチオン性凝結剤の添加率は、紙料固形分濃度に対して１０～５０００ｐｐｍ（固形分換算）である。

本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤は、紙力剤、サイズ剤やその他の製紙用薬品と併用することができる。又、その他の歩留向上剤と併用しても差し支えないが、本発明における歩留向上システムのみを適用することが、より優位性が発揮され好ましい。

以下に本発明におけるアニオン性水溶性高分子及びカチオン性凝結剤を用いた製紙原料の抄紙方法について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（アニオン性水溶性高分子試料）
本発明におけるアニオン性水溶性高分子試料Ａ、Ｂをそれぞれ油中水型エマルジョン重合法、塩水中分散重合法の常法により調製した。又、本発明の範囲外のアニオン性水溶性高分子試料Ｃを油中水型エマルジョン重合法の常法により調製した。これらの組成、物性を表１に示す。

（表１）

単量体組成；ＡＡＣ：アクリル酸、ＡＡＭ：アクリルアミド
製品形態；Ｅ：油中水型エマルジョン、Ｄ：塩水液中分散重合液
固有粘度；水溶性高分子の２５℃において測定した０．５質量％における、４質量％食塩水溶液中の固有粘度。
０．２質量％水溶液粘度；高分子濃度が０．２質量％になるように水で溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。

（カチオン性歩留向上剤試料）
比較試料として、市販品のカチオン性歩留向上剤Ｄ、Ｅを用意した。これらの組成、物性を表２に示す。

（表２）

製品形態；Ｅ：油中水型エマルジョン、Ｄ：塩水液中分散重合液
固有粘度；水溶性高分子の２５℃において測定した０．５質量％における、４質量％食塩水溶液中の固有粘度。

（カチオン性凝結剤試料）
本発明におけるカチオン性凝結剤として有機凝結剤試料を市販品により用意又は製造調製した。これらの組成、物性を表３に示す。又、無機凝結剤として市販品のＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム、アルミナ濃度１０質量％、原液を固形分１００質量％として使用）、硫酸バンド（硫酸アルミニウム、アルミナ濃度８質量％、原液を固形分１００質量％として使用）を用意した。

（表３）

製品形態；ＡＱ：水溶性重合体液
０．５質量％塩水溶液粘度；４質量％食塩水中に高分子濃度が０．５質量％になるように溶解したときの２５℃において測定した粘度（ｍＰａ・ｓ）。

（試験例１、濾水性能評価試験）(実施例１～１６)
濾水性能について動的濾水性試験機ＤＤＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ、マツボー社）による濾水性能評価を実施した。叩解度３５０ｍＬに調製したＬＢＫＰを清水希釈後、軽質炭酸カルシウムを添加、ｐＨ調整を行い調製インレット紙料として試験に用いた。調製インレット紙料の物性値は、固形分濃度１３２１５ｐｐｍ、軽質炭酸カルシウム等Ａｓｈ分固形分濃度２７７１ｐｐｍ（対紙料固形分）、ｐＨ８．５、電気伝導度３６．１ｍＳ／ｍであった。調製インレット紙料のＷｈａｔｍａｎＮｏ．４１濾紙濾過液の濁度２９９ＮＴＵ（ＨＡＣＨ社製２１００Ｐ型を使用）、カチオン要求量０．０１１ｍｅｑ／Ｌ（ミューテック社製ＰＣＤ－０５型を使用）であった。
調製インレット紙料の所定量を底部に６２メッシュワイヤーの付いたＤＤＡ攪拌槽に投入した。攪拌回転数１０００ｒｐｍで５秒攪拌後、硫酸バンド０．５質量％添加（対紙料固形分）、１０００ｒｐｍで２０秒攪拌、市販のカチオン化澱粉を０．３質量％添加（対紙料固形分）、１０００ｒｐｍ、２０秒攪拌後、一液目として表１の試料Ａの０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して３００ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで２０秒攪拌後（スクリーン入口添加想定）、二液目として表３の試料１の０．１質量％水溶液を１００ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで１０秒攪拌後（スクリーン出口添加想定）、３００ｍＢａｒの減圧下で、紙料を吸引し、ワイヤー上にシートを形成した時点の濾水時間及びシート含水率を測定した。これを実施例１とする。又、同じ調製インレット紙料、表１～３あるいは無機凝結剤試料を用いて、同様な条件で同様な試験を実施した（実施例２～１６）。これらの結果を表４に示す。

（試験例１、濾水性能評価試験）（比較例１～１４）
実施例１と同じ調製インレット紙料、表１～３あるいは無機凝結剤試料を用いて、実施例１と同様な条件で同様な試験を試料や添加順序を変更して実施した。これらの結果を表４に示す。

（表４）

本発明におけるアニオン性水溶性高分子添加後、カチオン性凝結剤を添加した実施例では、比較例に対して濾水時間が短縮、シート含水率が低い結果を示した。本発明とは異なる添加方法の比較例では、濾水時間の短縮とシート含水率低下を同時に示す結果は得られなかった。本発明における添加方法により濾水性能及び搾水性能が確認できた。

（試験例２、歩留率測定試験）(実施例１７～３０)
歩留率測定試験では、ブリット式ダイナミックジャーテスターを用いた（３０メッシュワイヤー使用）。
実施例１と同じ調製インレット紙料を所定量採取し、硫酸バンド０．５質量％添加（対紙料固形分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで２０秒攪拌、カチオン化澱粉０．３質量％添加（対紙料固形分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで２０秒攪拌、一液目として表１の試料Ａの０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して３００ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで２０秒攪拌後（スクリーン入口添加想定）、二液目として表３の試料１の０．１質量％水溶液１００ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで１０秒攪拌後（スクリーン出口添加想定）、濾液を一定時間採取しＡＤＶＡＮＴＥＣ Ｎｏ．２濾紙にて濾過後、ＳＳを測定、総歩留率を求めた。その濾紙を５２５℃にて２時間灰化し、灰分歩留率を測定した。これを実施例１７とする。又、同じ調製インレット紙料、表１、３あるいは無機凝結剤試料を用いて、同様な条件で同様な試験を実施した（実施例１８～３０）。これらの結果を表５に示す。

（試験例２．歩留率測定試験）(比較例１５～２２)
実施例１と同じ調製インレット紙料、表１、３あるいは無機凝結剤試料を用いて、実施例１と同様な条件で同様な試験を試料や添加順序を変更して実施した。これらの結果を表５に示す。

（表５）

本発明における添加方法では、比較例に比べて歩留率を維持あるいは向上する結果が得られた。これは、本発明における添加方法を適用することで、歩留効果は同等以上で濾水性、搾水性を改善することができ、更なる歩留向上システムの添加率を上げることが可能なことを意味する。一方、比較例１５と１６の比較において、試料Ａをスクリーン入口からスクリーン出口添加に変更することでスクリーンの攪拌シェアによる形成フロックの崩壊が抑制されるため歩留率は向上するが、（試験例１．濾水性能評価試験）の比較例２の結果からフロック内に過多に水分が取り込まれ、濾水性、搾水性は大きく低下する。又、高分子量のポリマーをスクリーン出口に添加することは地合いへの影響が大きくなる。そのため、スクリーン出口添加への変更やアニオン性水溶性高分子の添加率の増添では生産効率の向上は達成できない。同様なことが試料Ｂについても言える。尚、試料Ｃ添加時では比較的歩留効果が低く、増添しても試料Ａ、Ｂ程度の歩留効果は得られず、アニオン性水溶性高分子について一定以上の分子量が必要であることを確認した。

（試験例３．濾水性能評価試験）(実施例３１)
濾水性能について動的濾水性試験機ＤＤＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ、マツボー社）による濾水性能評価を実施した。某製紙会社から入手したコート原紙抄造原料の調製インレット紙料に硫酸バンド２質量％、紙力剤０．２質量％（何れも対紙料固形分）を添加して試験に用いた。調製インレット紙料の物性値は、固形分濃度１４８１１ｐｐｍ、軽質炭酸カルシウム等Ａｓｈ分固形分濃度２７２７ｐｐｍ（対紙料固形分）、ｐＨ７．７、電気伝導度７５．１ｍＳ／ｍであった。調製インレット紙料のＷｈａｔｍａｎＮｏ．４１濾紙濾過液の濁度１９ＮＴＵ（ＨＡＣＨ社製２１００Ｐ型を使用）、カチオン要求量０．０２５ｍｅｑ／Ｌ（ミューテック社製ＰＣＤ－０５型を使用）であった。
調製インレット紙料の所定量を底部に６２メッシュワイヤーの付いたＤＤＡ攪拌槽に投入した。攪拌回転数１０００ｒｐｍにて５秒攪拌後、市販のカチオン化澱粉を０．３質量％添加（対紙料固形分）、１０００ｒｐｍで３０秒攪拌、一液目として表１の試料Ａの０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して２５ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数１０００ｒｐｍで２０秒攪拌後（スクリーン入口添加想定）、二液目として表３の試料２の０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して３５０ｐｐｍ添加（ポリマー純分）あるいはＰＡＣ２５００ｐｐｍ添加、攪拌回転数１０００ｒｐｍで１０秒攪拌後（スクリーン出口添加想定）、３００ｍＢａｒの減圧下で、紙料を吸引し、ワイヤー上にシートを形成した時点の濾水時間及びシート含水率を測定した。これを実施例３１とする。これらの結果を表６に示す。

（試験例３、濾水性能評価試験）（比較例２３）
実施例３１と同じ調製インレット紙料を用いて、実施例３１と同様な条件で同様な試験を一液目（スクリーン入口添加想定）に市販アニオン性水溶性高分子試料Ｆ［アニオン性ポリアクリルアミド、アニオン当量値４．５ｍｅｑ／ｇ（ｐＨ７）、０．５質量％塩水溶液粘度１４３ｍＰａ・ｓ］を紙料固形分に対して５０ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、二液目（スクリーン出口添加想定）に市販コロイダルシリカ４００ｐｐｍ添加して実施した。この結果を表６に示す。

（試験例４、歩留率測定試験）(実施例３２)
歩留率測定試験では、ブリット式ダイナミックジャーテスターを用いた（３０メッシュワイヤー使用）。
実施例３１と同じ調製インレット紙料を所定量採取し、カチオン化澱粉を０．３質量％添加（対紙料固形分）、攪拌回転数５００ｒｐｍで３０秒攪拌、一液目として表１の試料Ａの０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して２５ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、攪拌回転数５００ｒｐｍで２０秒攪拌後（スクリーン入口添加想定）、二液目として試料２の０．１質量％水溶液を紙料固形分に対して３５０ｐｐｍ添加（ポリマー純分）あるいはＰＡＣ２５００ｐｐｍ添加、攪拌回転数５００ｒｐｍで１０秒攪拌後（スクリーン出口添加想定）、濾液を一定時間採取しＡＤＶＡＮＴＥＣ Ｎｏ．２濾紙にて濾過後、ＳＳを測定、総歩留率を求めた。その濾紙を５２５℃にて２時間灰化し、灰分歩留率を測定した。これを実施例３２とする。これらの結果を表６に示す。

（試験例４、歩留率測定試験）（比較例２４）
実施例３１と同じ調製インレット紙料を用いて、実施例３２と同様な条件で同様な試験を一液目（スクリーン入口添加想定）に市販アニオン性水溶性高分子試料Ｆ［アニオン性ポリアクリルアミド、製品形態；油中水型エマルジョン、アニオン当量値；４．５ｍｅｑ／ｇ（ｐＨ７）、０．５質量％塩水溶液粘度；１４３ｍＰａ・ｓ］を紙料固形分に対して５０ｐｐｍ添加（ポリマー純分）、二液目（スクリーン出口添加想定）に市販コロイダルシリカ４００ｐｐｍ添加して実施した。この結果を表６に示す。

（表６）

当該抄造原料については、比較例２３、２４のアニオン性ＰＡＭ＋コロイダルシリカの歩留向上システムが適用されているが、本発明における歩留向上システムの方が、比較例よりも低い薬品添加コストで歩留率を維持あるいは向上でき、濾水性、搾水性を改善できることが判明した。

Claims (5)

1. 製紙工程における抄紙前の製紙原料に、下記一般式（１）で表される単量体として、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、あるいはそれらの塩から選択される一種以上を５～８０モル％、非イオン性単量体２０～９５モル％を構成単位とするアニオン性水溶性高分子であり、該アニオン性水溶性高分子の２５℃で測定した０．５質量％における、４質量％食塩水溶液中の固有粘度が１０～３０ｄｌ／ｇであるアニオン性水溶性高分子を添加後、カチオン性凝結剤を添加することを特徴とする抄紙方法。
   

   

   一般式（１）
   Ｒ_１は水素、メチル基又はカルボキシメチル基、ＱはＳＯ_３ ^―、Ｃ_６Ｈ_４ＳＯ_３ ^―、ＣＯＮＨＣ（ＣＨ_３）_２ＣＨ_２ＳＯ_３ ^― 、あるいはＣＯＯ^―、Ｒ_２は水素又はＣＯＯＹ_２、Ｙ_１あるいはＹ_２は水素又は陽イオンをそれぞれ表わす。
2. 前記カチオン性凝結剤が、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート系高分子、ビニルアミン系高分子、エチレンイミン系高分子、縮合系アミン系高分子、アミジン系高分子、ジアリルアミン系高分子、ジシアンジアミド系高分子の有機凝結剤から選択される一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙方法。
3. 前記カチオン性凝結剤が、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄の無機凝結剤から選択される一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の抄紙方法。
4. 前記有機凝結剤のｐＨ７における、カチオン当量値が、３．０～２２．０ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする請求項２に記載の抄紙方法。
5. 前記有機凝結剤の４質量％食塩水中に高分子濃度が０．５質量％になる様に溶解したときの２５℃において測定した粘度が、１０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項２に記載の抄紙方法。