纸的制造方法和产率提高剂的制作方法

文档序号:2457122阅读:274来源:国知局
专利名称:纸的制造方法和产率提高剂的制作方法
技术领域
本发明涉及纸的制造方法和产率提高剂,详细地说,是一种可以使细小纤维和填料的产率显著提高的纸的制造方法以及可以用于该制造方法的产率提高剂。
背景技术
在纸的制造工序中,为了提高其生产性,非常希望能够使造纸工序的纸浆中细小纤维和填料等的产率提高。其中所述的产率是指,在抄纸时不能通过形成在金属丝上的纸浆层的细小纤维和填料等固态成分的比例,前述固态成分的量越多则产率越高。
另一方面,在造纸时,为了减少排出至体系外的水,发展出了循环使用纸浆配制时的白水的密封化方法。在该密封化方法中,由于对抄纸后的白水进行处理后再使用,因此重要的是,要使造纸工序中没有产出的、残留在白水中的细小纤维和填料尽可能地减少。
为了使上述细小纤维和填料更多地产出到纸中,提出了各种将硅溶胶和阳离子性或阴离子性的高分子丙烯酰胺类化合物等添加剂作为产率提高剂添加到纸浆中的方法。
可以列举的有例如①填料内在加纸中阳离子性淀粉和胶体状硅酸的使用(特开昭57-51900号公报)②阳离子或两性碳水化合物和铝改性胶体状硅酸的使用(特开平2-19238号公报)③阳离子性(甲基)丙烯酰胺类化合物和胶体状硅酸的使用(特开昭62-15391号公报)④阳离子性聚丙烯酰胺类产率提高剂和硅酸铝或铝改性胶体状硅酸的使用(特表昭63-500190号公报)
⑤阳离子性丙烯酰胺类化合物或聚乙烯亚胺等产率提高剂和聚铝化合物以及胶体状硅酸、铝改性胶体状硅酸的使用(特表平1-502519号公报)⑥含有阳离子性聚丙烯酰胺类产率提高剂的阳离子性合成化合物、铝酸盐以及无机胶体的使用(特开平2-99692号公报)⑦铝化合物、阳离子聚合物产率提高剂、以及比表面积在1050m2/g以上的聚合物硅酸的使用(特公平6-11957号公报)⑧水溶性阳离子聚合物和水溶性聚硅酸酯微细凝胶的使用(特开平2-229297号公报)等。
通过运用将上述的硅溶胶和添加剂形成的组合物用作产率提高剂的方法,虽然其在抄纸时的产率提高效果在一定程度上是能够认可的,但是不够充分,还有改良的余地。
因此,本发明的目的是提供一种涉及向纸浆中添加作为产率提高剂的含有硅溶胶和阳离子性和/或两性化合物的组合物进行抄纸的纸的制造方法,对前述纸浆中的细小纤维和填料等可以实现极高的产率的方法。
此外,本发明的另一个目的在于提供一种可以适宜地用于前述方法中的产率提高剂。

发明内容
本发明者们为了解决上述问题进行了积极的研究,结果发现,通过使由硅酸钠和无机酸得到的硅溶胶在一定的浓度下具有特定范围内的粘度,该高浓度的硅溶胶可以就这样直接使用,或者稀释后使用,将这种硅溶胶与阳离子性化合物和/或两性化合物添加混合到纸浆中,能够达到上述的目的,由此完成了本发明。
即本发明的纸的制造方法的特征在于将硅溶胶和阳离子性化合物和/或两性化合物添加到纸浆中进行抄纸,该硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,当其SiO2浓度[C]为15~50g/L时在25℃下测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、15mPa·s以下。
另外,在本说明书中,硅溶胶的粘度是使用东京计器制造所制造的BL型粘度计,在1号转子、转数为60rpm以及25℃的测定条件下测得的值。
本发明的另一方面还涉及一种产率提高剂,其特征在于含有一种硅溶胶,该硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,当其SiO2浓度[C]为15~50g/L时在25℃下测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、15mPa·s以下。
附图的简要说明

图1是表示Y字管反应装置的说明图。
具体实施例方式
<硅溶胶>
本发明中的硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,极为重要的是,当把该溶胶液中SiO2浓度[C]调整为15~50g/L时,在25℃下测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上,优选在0.15×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下。
也就是说,即使硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的溶胶液,当调整至上述浓度范围内的该溶胶液的粘度低于0.12×[C]mPa·s时,即使将前述硅溶胶直接或稀释后与如后面详述的阳离子性化合物和/或两性化合物一起添加到纸浆中,产率效果也不会提高,不能达到本发明的目的。此外,即使硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的溶胶液,当调整至上述浓度范围内的该溶胶液的粘度高于15mPa·s时,不但硅溶胶的保存稳定性降低,产率效果也达到极限,在经济上不利。
上述的这种本发明的硅溶胶具有如下特征,即调整至前述浓度时的粘度和目前作为产率提高剂使用的硅溶胶比较相对地高。也就是说,目前所使用的硅溶胶的SiO2浓度为25g/L时,其粘度即使高也不足2.5mPa·s。
另外,在本发明中,前述硅溶胶中SiO2浓度的范围是作为指定硅溶胶的粘度的条件而规定的,而不是对添加到纸浆中时的硅溶胶的浓度范围而进行规定的。其意思是可以将测定粘度时的硅溶胶的浓度称为基准浓度。也就是说,本发明中的硅溶胶包含下述的方式即如后所述,在制造出具有特定的浓度和粘度的高浓度硅溶胶后,将其稀释、保存而使用。上述稀释时的稀释程度可以适当决定。
对于本发明中所使用的硅溶胶,在其基准浓度下粘度较高的原因推测是,和以往的硅溶胶相比其可以进一步促进二氧化硅的聚合,增大了由二氧化硅结合而形成的链状结构。由此,推测将含有具有上述这种高度发达的链状结构的二氧化硅的硅溶胶与阳离子性化合物和/或两性化合物一起添加到纸浆中时,可以实现较高的产率效果。
与此相对的,胶体状二氧化硅,或通过离子交换树脂得到的SiO2浓度较低的硅溶胶对应于前述浓度下的粘度小,可以和本发明中的硅溶胶明确地加以区别。
本发明中的硅溶胶的制造方法没有特别的限制,可以通过将硅酸钠水溶液和无机酸水溶液在高浓度下反应,调配至SiO2浓度[C]为100~200g/L,通过将其熟化,配制成在该浓度下在25℃测定的粘度在0.06×[C]mPa·s以上、且在30mPa·s以下的高浓度硅溶胶,然后稀释前述高浓度硅溶胶而方便地得到。其中,若前述反应后得到的硅溶胶的pH为1.3~3,特别是为1.3~2.5时,在100~200g/L这种高浓度下也可以不产生凝胶化而容易地生成硅溶胶,能够以稳定的硅溶胶进行熟化。
作为前述无机酸,可以列举例如硫酸、盐酸等,特别优选使用硫酸。
在使硅酸钠水溶液和无机酸水溶液反应时,该硅酸钠水溶液的浓度和无机酸水溶液的浓度可以适宜地决定,以使得到的高浓度硅溶胶的SiO2浓度[C]在100~200g/L的范围内。下面列举优选的一个示例,作为硅酸钠水溶液的浓度,在通常的情况下,通式SiO2/Na2O的摩尔比为2.5~4.0,SiO2浓度为100~300g/L,优选为200~290g/L,无机酸水溶液中的无机酸浓度通常为100g/L~250g/L,优选为150g/L~220g/L。
硅酸钠水溶液和无机酸水溶液的反应可以通过将这两者的水溶液在通常为20~40℃的温度范围内,在常压下混合后熟化而进行。优选的是通过剧烈碰撞的混合,这样可以不发生部分凝胶化而进行前述反应,得到均匀的混合物。
硅酸钠水溶液和无机酸水溶液的反应可以如下适宜地进行。
即,作为一种使上述无机酸和硅酸钠水溶液反应制造出具有前述范围的SiO2浓度和pH值、均匀而高浓度的硅溶胶的有效的方法,如图1所示的方法是最优选的,即采用具有两根原料供应管1,2的合流部3、在前述合流部上连接有一根排出管4而形成的Y型反应装置,将无机酸和硅酸钠水溶液分别从两根原料供应管中同时供应使其碰撞反应,而通过排出管取出的方法。
此外,为了加快流经原料供应管内的流体的流速,以使通过碰撞产生的反应充分地进行,优选在上述Y型反应装置中,在各个供应管中设置挤榨部1a、2a。
在前述方法中,分别供应到原料供应管内的无机酸和硅酸钠水溶液的流速优选在10m/秒以上。此外,通过碰撞反应的反应产物优选通过合流部以1m/秒以上的流速排出。
将这样得到的高浓度硅溶胶的SiO2浓度[C]调整在100~200g/L的范围内。
当SiO2浓度[C]小于100g/L时,在之后的熟化时二氧化硅的聚合不能充分进行,不能充分发挥得到的硅溶胶的产率效果。此外,当SiO2浓度[C]在200g/L以上时,容易引起凝胶化,难以控制粘度。
进行熟化,以使前述高浓度硅溶胶的粘度在0.06×[C]mPa·s以上、且在30mPa·s以下。为了达到这种粘度,熟化时间一般为30~200分钟,特别优选为60~200分钟。
这时,如前所述,进行调整以使SiO2浓度[C]在100~200g/L的范围内的硅溶胶的pH在3以下,优选在1.3~3的范围内,更优选在1.3~2.5的范围内,这样在之后的熟化中硅溶胶不会产生凝胶化,二氧化硅的聚合可以充分进行。
与此相对的,作为稀释后的pH超过3的硅溶胶,例如可以列举的是在前述⑧的文献中所使用的硅溶胶,该硅溶胶制造方法是引起在刚刚制造后含有部分凝胶的不稳定因素,因此难以制造上述高浓度硅溶胶。此外,假设即使能够制造,也得不到经过足够长的时间才可以熟化,还得不到稳定的硅溶胶,其结果是,得不到相对于浓度具有高粘度而且经时稳定的硅溶胶。
前述高浓度硅溶胶可以进行稀释而保存或添加到纸浆中。
当以保存前述高浓度硅溶胶为目的时,可以进行稀释以使其SiO2浓度[C]为15~50g/L。若将高浓度硅溶胶稀释至该浓度范围内,保存稳定性良好,而且硅溶胶的取用容易。需要说明的是,上述的这种稀释后的硅溶胶在25℃测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下。
此外,本发明中所使用的硅溶胶在前述浓度范围内时的pH在3以下,优选在1.5~3,更优选在1.5~2.5,这样可以提高保存性。换言之,若本发明中的硅溶胶在前述浓度范围时的pH在3以下,经过长时间后前述硅溶胶也不会引起凝胶化,因此可以延长从配制硅溶胶到添加到纸浆中之间的贮存时间。
因此,本发明中的硅溶胶由于具有前述特定的SiO2浓度,可以作为产率提高剂而进行商业的流通。
即,通过本发明,可以提供一种含有硅溶胶的产率提高剂,该硅溶胶的特征在于其是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,当SiO2浓度[C]为15~50g/L时,在该浓度下于25℃测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下。
在以上述15~50g/L的SiO2浓度进行保存的期间,硅溶胶有时可以根据条件进行熟化(若将配制前述高浓度硅溶胶时的熟化作为第1阶段的熟化,则该阶段的熟化为第2阶段的熟化),而进一步提高产率效果。在该第2阶段的熟化中,通过聚合形成的二氧化硅保持链状,此外,也可以根据情况进一步聚合以使二氧化硅的链延长。
当把具有上述浓度的硅溶胶在保存后添加到纸浆中时,可以将具有前述浓度的硅溶胶原样直接与后述的阳离子性化合物和/或两性化合物一起添加到纸浆中,此外为了更均匀地添加到纸浆中,将其稀释到0.001g/L以上、不足15g/L的浓度,优选稀释到0.001~10g/L的浓度而添加。
即,根据本发明,还可以提供一种纸的制造方法,其特征在于配制出当SiO2浓度[C]为100~200g/L时在25℃测定的粘度在0.06×[C]mPa·s以上、且在30mPa·s以下的高浓度硅溶胶,稀释前述高浓度溶胶,使其成为当SiO2浓度[C]为15~50g/L时在25℃测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下的硅溶胶而保存起来,进一步稀释前述硅溶胶,与阳离子性化合物和/或两性化合物一起添加到纸浆中。
上述方法所示的是将前述高浓度硅溶胶稀释到15~50g/L的浓度,将其进一步稀释而添加到纸浆中的方式,在本发明中,还包含下述的方式,即只要该硅溶胶的基准浓度的粘度为0.12×[C]mPa·s以上、15mPa·s以下的范围内,可以进一步一次稀释该高浓度硅溶胶使其浓度在0.001g/L以上、不足15g/L,优选在0.001~10g/L,再添加到纸浆中。
<阳离子性化合物和/或两性化合物>
下面对本发明中所用的阳离子性化合物和/或两性化合物进行说明。
作为本发明中所使用的阳离子性化合物,可以列举的是,例如①阳离子性淀粉,②阳离子性丙烯酰胺类化合物,③由一种或两种以上的阳离子性单体聚合得到的高阳离子性聚合物,④胺-环氧卤丙烷树脂和⑤聚酰胺多元胺-环氧卤丙烷树脂,此外,作为本发明中所用的两性化合物,可以列举的有,例如⑥两性淀粉和⑦两性丙烯酰胺类化合物。在本发明中,作为阳离子性化合物和/或两性化合物,可以使用属于选自前述①~⑦中的一种组群中的一种或多种的化合物,此外,也可以使用分别属于选自前述①~⑦中两种以上的组群中的一种或两种以上的化合物。
①阳离子性淀粉作为本发明中使用的阳离子性淀粉,可以是将例如玉米淀粉、糯米玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉等常见的淀粉用阳离子化剂进行阳离子化而制造的淀粉。作为这种阳离子化剂,可以使用二甲胺基乙基氯、氯化3-氯-2-羟基丙基三甲基铵、氯化缩水甘油基三甲基铵等,阳离子性基团的取代度为0.01~1.0,优选为0.02~0.5。
②阳离子性丙烯酰胺类化合物作为本发明中所使用的阳离子性丙烯酸酰胺类化合物,可以列举的是由阳离子性单体和丙烯酰胺类共聚得到的共聚物,通过丙烯酰胺类化合物的霍夫曼重排、曼尼希改性或由多元胺通过酰胺交换反应得到的反应产物。
作为得到本发明中所使用的阳离子性丙烯酰胺类化合物的方法,可以列举使阳离子性单体和丙烯酰胺共聚的方法。作为此处使用的阳离子性单体,可以列举如下述通式(1)、(2)、(3)所示的化合物、氯化二烯丙基二甲基铵和二烯丙基胺等,这些可以单独使用或者组合两种以上使用。
(式中A表示氧或NH,n为2~4的整数,R1表示氢原子或甲基,R2、R3、R4、R5和R6表示相同或不同的碳原子数为1~3的低级烷基,X-和Y-表示相同或不同的阴离子性基团。) (式中A表示氧或NH,n为2~4的整数,R7表示氢原子或甲基,R8和R9表示相同或不同的碳原子数为1~3的低级烷基。) (式中A表示氧或NH,n为2~4的整数,R10表示氢原子或甲基,R11和R12表示相同或不同的碳原子数为1~3的低级烷基,R13表示低级烷基或苄基。Z-表示阳离子性基团。)作为对应于前述通式(1)的阳离子性单体,可以列举的是二氯化2-羟基-N,N,N,N’,N’-五甲基-N’-(3-(甲基)丙烯酰基氨基丙基)-1,3-丙烷二铵、二溴化2-羟基-N-苄基-N,N-二乙基-N’,N’-二甲基-N’-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)-1,3-丙烷二铵等。
作为属于上述通式(2)的阳离子性单体,可以列举的是(甲基)丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲胺基丙酯等。
此外,作为属于上述通式(3)的阳离子性单体,可以列举的是将如上述通式(1)所示的阳离子性单体通过适当的季盐化试剂,例如烷基卤化物、碳酸二烷基酯、甲苯磺酸烷基酯、甲磺酸烷基酯、硫酸二烷酯、苄基卤化物等进行季盐化得到的,例如溴化N-乙基-N,N-二甲基-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)铵、氯化N-苄基-N,N-二甲基-(3-(甲基)丙烯酰基氨基丙基)铵等。
进一步的,不但可以如前所述将属于上述通式(2)的阳离子性单体通过前述季盐化试剂季盐化后与丙烯酰胺类进行聚合反应,也可以在丙烯酰胺类与属于上述通式(2)的阳离子性单体等发生聚合反应的过程中或在聚合反应后使用上述季盐化试剂季盐化。这时可以全部季盐化,或部分季盐化。
在本发明中,除了上述通式(1)、(2)、(3)所示的阳离子性单体以外,还可以使用其它的阳离子性单体。此外还可以使用N-乙烯基甲酰胺作为单体,聚合后水解引入阳离子基团。
作为用于本发明中所用的阳离子性丙烯酰胺类化合物中的丙烯酰胺类,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺。另外,作为除此以外的丙烯酰胺类,可以列举的是N-乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺等N取代低级烷基丙烯酰胺等,可以使用一种或组合两种以上使用。此外,还可以在不妨碍阳离子性单体的水溶性的范围内合用作为非离子性单体的丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等。
上述阳离子性单体可以以相对于所有单体,即阳离子性单体和丙烯酰胺类的总量为0.5~90摩尔%的比例使用,优选5~50摩尔%。
本发明中使用的曼尼希改性丙烯酰胺类化合物可以通过甲醛以及胺类按照一般方法对丙烯酰胺类化合物进行曼尼希改性而得到。
作为丙烯酰胺类化合物,可以使用前述阳离子性丙烯酰胺类化合物。作为用于上述曼尼希反应中代表性的胺类,可以列举的是二甲胺、二乙胺之类的脂肪族仲胺,也可以进一步和公知的伯胺合用。作为曼尼希改性率,在1摩尔%以上,优选在10摩尔%以上。曼尼希改性率不足1摩尔%时,会出现得不到充分的滤水性提高效果的情况。需说明的是,曼尼希改性率表示的是,相对于丙烯酰胺类化合物中的酰胺基所使用的甲醛和胺类的摩尔%。
③高阳离子性聚合物作为用于本发明中所用的高阳离子性聚合物的阳离子性单体,可以列举的是前述阳离子性丙烯酰胺类化合物中所用的阳离子性单体,其可以单独使用,或者将两种以上合用。另外,阳离子性单体可以使用90摩尔%以上,而在10摩尔%以下的范围内也可以使用丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸乙酯等非离子性单体,丙烯酸和甲基丙烯酸等α、β-不饱和一元羧酸,马来酸、富马酸、衣康酸和柠康酸等α、β-不饱和二元羧酸,以及苯乙烯磺酸和乙烯基磺酸等不饱和磺酸及其盐类,例如钠盐、钾盐和铵盐等阴离子性单体。
④胺-环氧卤丙烷树脂作为本发明中所用的胺-环氧卤丙烷树脂,可以通过使胺和环氧卤丙烷反应而得到。作为用于胺类的胺,只要是分子中至少具有1个可与环氧卤丙烷反应的胺基的胺,则没有特别的限定,可以使用选自于伯胺、仲胺、叔胺、聚亚烷基多元胺以及链烷醇胺组成的组中的一种以上的胺。前述胺类,优选至少含有一种仲胺,此外,优选含有选自前述仲胺和仲胺以外的胺类,例如伯胺、叔胺、聚亚烷基多元胺以及链烷醇胺组成的组中的一种以上的胺(以下称为“伯胺等”)。作为前述仲胺,可以列举的是例如,脂肪族仲胺、芳香族仲胺、脂环式仲胺和环式仲胺,其中作为特别优选的例子,可以列举脂肪族仲胺。这些仲胺可以仅使用一种,也可以合用两种以上。作为脂肪族仲胺,可以列举的有例如,具有碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为7~20的苯烷基的二烷基胺,具体可以列举二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲乙胺、甲基丙基胺、甲基丁基胺、甲基辛基胺、甲基十二烷基胺和二苄基胺等。在这些二烷基胺中,特别优选二甲胺和二乙胺。作为芳香族仲胺,可以列举的有,例如由碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为7~20的苯烷基和氮原子键合形成的N-烷基苯胺、N-烷基甲苯胺或N-烷基萘胺等,具体可以列举N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N-丁基苯胺、N-戊基苯胺、N-己基苯胺、N-辛基苯胺、N-癸基苯胺、N-十二烷基苯胺、N-苄基苯胺、N-甲基甲苯胺、N-乙基甲苯胺、N-丙基甲苯胺、N-丁基甲苯胺、N-戊基甲苯胺、N-己基甲苯胺、N-辛基甲苯胺、N-癸基甲苯胺、N-十二烷基甲苯胺、N-苄基甲苯胺、N-甲基萘胺、N-乙基萘胺、N-丙基萘胺、N-丁基萘胺、N-戊基萘胺、N-己基萘胺、N-辛基萘胺、N-癸基萘胺、N-十二烷基萘胺和N-苄基萘胺等。在这些N-烷基苯胺内,特别优选N-甲基苯胺、N-乙基苯胺。作为芳香族仲胺,另外可以列举在氮原子上连接有2个芳香环而形成的胺,具体可以列举二苯胺、N-苯基-邻甲苯胺、N-苯基-间甲苯胺、N-苯基-对甲苯胺、N-甲苯酰-邻甲苯胺、N-甲苯酰-间甲苯胺、N-甲苯酰-对甲苯胺、N-苯基胺基吡啶、N-甲苯酰基氨基吡啶、N-苯基萘胺和N-甲苯酰基萘基胺等。在这些胺中,特别优选二苯胺。作为脂环式仲胺,可以列举在氮原子上连接有1个或2个碳环而形成的胺,具体可以列举N-甲基环己基胺、N-乙基环己基胺、N-丙基环己基胺、N-丁基环己基胺、N-己基环己基胺、N-辛基环己基胺、N-癸基环己基胺和N-十二烷基环己基胺等N-烷基环己基胺,N-甲基环辛基胺、N-乙基环辛基胺、N-丙基环辛基胺、N-丁基环辛基胺、N-己基环辛基胺、N-辛基环辛基胺、N-癸基环辛基胺、N-十二烷基环辛基胺等N-烷基环辛基胺,以及二环己基胺和二环辛基胺等二环烷基胺。在这些脂环式仲胺内,特别优选二环己基胺。作为环式仲胺,可以列举哌嗪、哌啶、甲基哌啶等。
作为伯胺,可以列举的是例如,脂肪族伯胺、芳香族伯胺和脂环式伯胺,这些伯胺可以仅使用一种,也可以合用两种以上。作为脂肪族伯胺,可以列举的是例如,由碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为7~20的苯烷基和氮原子成键形成的伯胺,具体可以列举甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、烯丙基胺、N-丁基胺、仲丁基胺、叔丁基胺、戊胺、2-氨基戊烷、己胺、2-氨基己烷、3-氨基己烷、单辛基胺和苄胺。这些脂肪族伯胺中,特别优选甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、N-丁基胺、仲丁基胺和叔丁基胺。作为芳香族伯胺,可以列举由苯环、稠合苯环或芳香杂环和氮原子结合形成的伯胺,具体可以列举苯胺、甲苯胺、二苯胺、萘胺、氨基吡啶、氨基甲基吡啶等。作为脂环式伯胺,是由氮原子和碳环键合形成的伯胺,具体可以列举环己基胺、环辛基胺等。作为叔胺,可以列举的是脂肪族叔胺,芳香族叔胺、脂环式叔胺,这些叔胺可以仅使用一种,也可以合用两种以上。作为脂肪族叔胺,可以是例如在氮原子上连接3个碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为7~20的苯烷基而形成的胺,具体可以列举三甲胺、三乙胺、三丙胺、三异丙胺、三N-丁基胺、三仲丁基胺、三叔丁基胺、三戊胺、三己胺、三辛胺和三苄胺。在这些脂肪族叔胺中,特别优选三甲胺、三乙胺。作为芳香族叔胺,可以列举在氮原子上至少连接1个苯环、稠合苯环或芳香杂环而形成的叔胺,具体可以列举二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺、二乙基甲苯胺、N-甲基二苯基胺、N-乙基二苯基胺、N-甲基二甲苯基胺、N-乙基二甲苯基胺、三苯基胺等。作为脂环式叔胺,可以列举在氮原子上至少连接1个碳环形成的叔胺,具体可以列举二甲胺基环己烷、二环己基氨基甲烷、二甲胺基环辛烷、二环辛基氨基甲烷、三环己基胺、三环辛基胺等。作为聚亚烷基多元胺类,可以列举的是在分子中至少具有2个以上伯胺基和至少具有1个以上仲胺基的化合物,作为具有代表性例子,可以列举二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺、七乙八胺、九乙十胺、三亚乙基双(三亚甲基)六胺。这些聚亚烷基多元胺类可以仅使用一种,也可以合用两种以上。作为链烷醇胺类,可以列举的是具有羟基的胺类,具体可以列举单乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、N-(2-氨乙基)乙醇胺等。这些链烷醇胺可以仅使用一种,也可以合用两种以上。作为伯胺等,可以使用除了前述伯胺、叔胺、聚亚烷基多元胺和链烷醇胺以外的,具有1个以上碳环的二胺。作为这种二胺,可以列举的有,例如1,3-二氨基环己基、1,4-二氨基环己基、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己烷、4,4’-双(对氨基环己基)甲烷、异佛尔酮二胺、1,3(或2,4)-双-(氨甲基)环己烷、N-氨丙基环己基胺、八氢-4,7-亚甲基茚-1(2),5(6)-二甲胺、2,2’-双-(4-氨基环己基)甲烷、4,4’-氧-双(环己基胺)、4,4’-磺基(sulfon)双(环己基胺)、1,3,5-三氨基环己烷和2,4’-或4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四烷基二环己基烷烃。作为伯胺等,进一步可以使用亚烷基二胺。作为亚烷基二胺的例子,可以列举乙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺和二甲胺基丙基胺等。
作为环氧卤丙烷,可以使用环氧氯丙烷、环氧溴丙烷等,这些可以单独使用,或两种以上合用。
⑤聚酰胺多元胺-环氧卤丙烷树脂作为本发明中所用的聚酰胺多元胺-环氧卤丙烷树脂,可以通过使聚亚烷基多元胺和二元性羧酸或其衍生物缩合的缩合物与环氧卤丙烷反应而制得。
作为聚亚烷基多元胺,可以列举乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺和亚氨基双丙基胺等。作为二元性羧酸,可以列举丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、十二烷二酸等脂肪族二元性羧酸,以及对苯二甲酸、间苯二甲酸等芳香族二元羧酸等,在工业上优选碳原子数为5~10的脂肪族二元羧酸,特别优选碳原子数为5~8的脂肪族二元羧酸,更优选己二酸。此外,作为二元羧酸衍生物,可以列举上述各酸的酸酐、或上述各酸的碳原子数为1~5、特别是碳原子数为1~3的低级醇(甲基、乙基和丙基等低级烷基)酯,工业上优选戊二酸甲酯和己二酸甲酯。作为环氧卤丙烷,可以使用环氧氯丙烷、环氧溴丙烷等,这些可以单独使用,或两种以上合用。
⑥两性淀粉本发明中所使用的两性淀粉可以通过在前述阳离子性淀粉中使三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和多磷酸钠等磷酸盐或尿素与正磷酸盐反应而制备。
⑦两性丙烯酰胺类化合物作为本发明中所用的两性丙烯酰胺类化合物,可以通过使阳离子性单体、阴离子性单体和丙烯酰胺类共聚,或通过阴离子性丙烯酰胺类化合物的霍夫曼重排或曼尼希改性、或通过多元胺进行酰胺交换反应而得到。
在制得本发明中所用的两性丙烯酰胺类化合物的方法中,使用使阳离子性单体、阴离子性单体和丙烯酰胺类共聚的方法。作为这里所用的阳离子性单体,可以列举上述阳离子性丙烯酰胺类化合物中所用的阳离子性单体,它们可以单独使用,也可以两种以上合用。
作为制得本发明中使用的两性丙烯酰胺类化合物时所用的丙烯酰胺类,可以列举在前述阳离子性丙烯酰胺类化合物中所用的丙烯酰胺类,可以使用一种或合用两种以上。此外,在不影响水溶性的范围内,可以和作为非离子性单体的丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等合用。
作为制得本发明中使用的两性丙烯酰胺类化合物时所用的阴离子性单体,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸等α、β-不饱和一元羧酸,马来酸、富马酸、衣康酸和柠康酸等α、β-不饱和二羧酸,苯乙烯磺酸和乙烯基磺酸等不饱和磺酸及其盐类,例如钠盐、钾盐和铵盐等,它们可以单独使用,也可以同时使用两种以上。
本发明中所用的曼尼希改性丙烯酰胺类化合物可以通过使用甲醛和胺类对前述阴离子性丙烯酰胺类化合物进行曼尼希改性而得到。
前述阴离子性丙烯酰胺类化合物可以由在前述两性丙烯酰胺类化合物中列举的阴离子性单体和丙烯酰胺类得到。阴离子性单体合适的使用量为相对于所有单体、即阴离子性单体和丙烯酰胺类的合计量在20摩尔%以下,优选在12摩尔%以下。当超过20摩尔%时得不到充分的滤水性提高的效果。作为曼尼希反应中所用的胺类可以使用上述阳离子性丙烯酰胺类化合物中所用的胺类。作为曼尼希反应合适的曼尼希改性率在1摩尔%以上,优选在10摩尔%以上。若不足1摩尔%则得不到充分的滤水性提高的效果。另外,这里所谓的曼尼希改性率表示的是,相对于丙烯酰胺类化合物中的酰胺基所使用的甲醛和胺类的摩尔%。
对于阳离子性化合物和两性化合物,优选阳离子性淀粉、两性淀粉、阳离子性丙烯酰胺类化合物、两性丙烯酰胺类化合物。更优选合用阳离子性淀粉和/或两性淀粉以及阳离子性丙烯酰胺类化合物和/或两性丙烯酰胺类化合物。
<产率提高剂>
本发明中的产率提高剂含有通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的、SiO2浓度[C]为15~50g/L、在该浓度于25℃测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上且在15mPa·s以下的硅溶胶。关于该硅溶胶前面已经说明。
该产率提高剂除了前述硅溶胶以外,在不损害本发明的目的的范围内,可以没有任何限制地含有以下“(3)共用药品”栏中所记载的通常使用的其它造纸用药品。
<造纸方法>
下面对本发明的纸的制造方法进行说明。
本发明的造纸方法的特征在于将硅溶胶与阳离子性化合物和/或两性化合物添加到纸浆中进行抄纸。
(1)硅溶胶的添加率相对于在对纸浆液中的浆进行干燥时该干燥纸浆的单位重量,即相对于纸浆干燥重量,本发明中的硅溶胶的添加率为0.001~1%,优选为0.002~0.3%,更优选为0.003~0.2%。其中,当添加率不足0.001%时,得不到充分的效果。另一方面,从经济的角度出发,添加率优选不超过1%。
阳离子性化合物和/或两性化合物相对于纸浆干燥重量的添加率范围为0.001~5%,优选0.002~2%,更优选为0.003~1.5%的范围。
本发明的硅溶胶与阳离子性化合物和/或两性化合物的添加率(固态成分的重量比)的比根据纸浆的种类等而不同,通常为10/1~1/100,优选为5/1~1/50。
(2)添加方法作为向纸浆中添加本发明的硅溶胶和阳离子性化合物和/或两性化合物的方法,可以通过将两者预先混合得到成为一体的液体(该液体为本发明的产率提高剂的一例。)而添加,或者分别同时添加,或者前后顺次地添加,优选在添加阳离子性化合物和/或两性化合物后添加硅溶胶。
在上述添加方法中,可以在添加时将硅溶胶的SiO2浓度调整至前述的浓度。
作为添加硅溶胶和阳离子性化合物和/或两性化合物的场所,可以列举混合池、成浆池、原料箱、风扇式泵入口/出口、滤网入口/出口和白水槽(pit)等,在任何一个场所都可以添加,优选将阳离子性化合物和/或两性化合物添加到原料箱和/或风扇式泵入口/出口,将硅溶胶添加到风扇式泵入口/出口和/或滤网入口/出口。
(3)共用药品另外,可以没有任何限制地使用通常使用的其它造纸用药品。可以根据需要使用例如,硫酸铝、聚氯化铝、聚氢氧化铝和聚硅酸硫酸铝等水溶性铝盐,氧化钛、粘土、滑石、碳酸钙、白碳和尿素树脂等填料,阴离子性丙烯酰胺类化合物、三聚氰胺-甲醛类树脂、尿素-甲醛类树脂、聚乙烯醇和羧甲基纤维素等纸张耐用度强化剂,溶液松香施胶剂、酸性松香乳胶施胶剂、中性松香乳胶施胶剂、烷基烯酮二聚物类施胶剂、链烯基琥珀酸酐类施胶剂、α-羟基羧酸、双脂肪酸酰胺和合成施胶剂(链烯基琥珀酸皂化物)等施胶剂,纸张厚度提高剂、染料、荧光染料、粘液控制剂和消泡剂等在制造纸和纸板时所使用的添加剂。
此外,还可以合用目前公知的产率提高剂和滤水性促进剂,可以列举的有,例如阴离子性高分子量聚(甲基)丙烯酰胺、聚环氧乙烷、绿土、蒙脱石和锂蒙脱石等皂土类。
在本发明中,可以根据需要通过施胶压榨、门辊式涂布机、刮刀涂布机、压延机等,将淀粉、聚乙烯醇、染料、涂层颜料、防滑剤、表面施胶剂、聚丙烯酰胺类表面纸力剂等涂敷在纸或纸板上。
(4)纸浆原料、纸和纸板的种类在酸性、中性至碱性的pH范围内制造上述的各种纸或纸板时,作为纸浆原料,可以适用任何的牛皮纸浆和亚硫酸盐纸浆等漂白或未漂白化学纸浆,磨木浆和热机械纸浆等漂白或未漂白机械纸浆等高收率纸浆,以及旧报纸、旧杂质纸、旧波纹纸以及旧脱墨纸等旧纸纸浆。另外,还可以使用上述纸浆原料和石棉、聚酰胺、聚酯和聚烯烃等任何一种形成的混合物。
本发明的造纸方法可以在酸性和中性条件下进行的纸和纸板的制造中采用,抄纸优选在pH5~9的弱酸性~中性条件下进行。
作为前述纸和纸板等,可以列举的有,例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、压力记录纸、书籍用纸、照相用原纸、感光纸、包装用纸、纯白卷筒纸、压敏原纸、热敏原纸、中等纸、阻燃纸、报纸用纸、镀金属纸(金属合纸)、白纸板、石膏板原纸、衬垫、罐头衬垫、中芯和纸管原纸等。
实施例以下对实施例进行说明,但是本发明并不受到这些实施例的限制。另外以下的示例中的“份”如果没有特别的说明,均意味着固态成分的重量份。
另外,实施例、比较例中的实验方法是如下进行的。
a)硅溶胶的制造在如图1所示的Y型反应装置中,使用挤榨部的管径(内径)为1.2mm的硅酸钠水溶液供应管,相同的挤榨部的管径(内径)为1.4mm的硫酸供应管、排出口径(内径)为6mm的装置,制造出各实施例和比较例记载的特定的硅溶胶。
b)粘度测定使用东京计器制造所制造的BL型粘度计,在1号转子、转数为60rpm以及25℃的测量条件下测量。
c)pH测定使用东亚电波工业株式会社制造的HM-50V进行测定。
<硅溶胶的制造>
制造例1将浓度为199.4g/L的硫酸水溶液以0.97L/分钟的流量,以及SiO2浓度为289.6g/L的硅酸钠水溶液(SiO2/Na2O,摩尔比3.05)以1.01L/分钟的流量供应到Y字型反应装置中,得到10L硅溶胶。这时供应到反应部的硫酸和硅酸钠水溶液的流速分别为10.5m/秒,14.9m/秒,排出时的流速为1.2m/秒。得到的硅溶胶的SiO2浓度为147.7g/L,pH为1.4,粘度为4.8mPa·s,液温为32℃。
如上得到的硅溶胶在液温为30℃下分别进行120分钟和200分钟的熟化(第1阶段熟化),得到高浓度硅溶胶。收集85mL的该高浓度硅溶胶,通过用417mL水稀释,分别制得SiO2浓度为25g/L,pH为1.98的硅溶胶A和硅溶胶B。
将上述硅溶胶A和硅溶胶B在常温下放置,确认其保存稳定性,结果发现,硅溶胶A在35天没有凝胶化可以稳定地使用,硅溶胶B为20天没有凝胶化可以稳定地使用。
制造例2将制造例1中得到的硅溶胶A在25℃的温度下,分别保存7天和28天(第2阶段熟化),得到硅溶胶C和硅溶胶D。
制造例3(比较例用)将硅溶胶B在25℃的温度下保存28天(第2阶段熟化),得到硅溶胶E。
制造例4(比较例用)除了硫酸浓度为68.2g/L,SiO2浓度为101.5g/L的硅酸钠水溶液以外,其余按照和硅溶胶B同样的方法制造硅溶胶F。进行第1阶段熟化后得到的硅溶胶F的SiO2浓度为52.4g/L,在25℃下测定的粘度为2.3mPa·s。
制造例5将制造例1的第1阶段熟化前的硅溶胶在30℃的液温下,进行150分钟的熟化得到高浓度硅溶胶(粘度为10.2mPa·s)。然后收集85mL的该高浓度硅溶胶,用229mL水稀释。将该硅溶胶在25℃的温度下保存3天(第2阶段熟化)得到硅溶胶I。得到的硅溶胶I的SiO2浓度为40g/L,pH为1.92,粘度为6.1mPa·s。
硅溶胶A~F和I的制造条件和物性值如表1所示。在表中,比表面积是根据シア-ズ法的滴定法进行测定的。
此外,将硅溶胶A~F用于纸的制造。进一步的,以市售的胶体硅石(日产エカノ-ベル(株)制造、BMAO)作为硅溶胶G,以市售的胶体硅石(日产エカノ-ベル(株)制造、BMA780)作为硅溶胶H,用于纸的制造。该硅溶胶G和H的物性值如表1所示。
表1 硅溶胶的制造条件

<阳离子性或两性化合物的制造>
将表2所示的化合物A~H作为阳离子性或两性化合物用于纸的制造。
表2 阳离子性化合物或两性化合物的种类

实施例1将L-BKP(阔叶树漂白牛皮纸浆)和N-BKP(针叶树漂白牛皮纸浆)的比为90/10的混合纸浆打浆至加拿大标准游离度400(CanadianStandard freeness),向100份得到的纸浆浆液中顺次加入10份碳酸钙(奥多摩工业(株)制造,商品名“TP-121”)、0.5份硫酸铝、0.1份烷基乙烯酮二聚物类施胶剂(日本PMC(株)制造,商品名“AS263”)、1份化合物B,然后添加0.03份硅溶胶A~D和I,使其均匀分散成为造纸原料浆液。该造纸原料浆液的pH为8.0。对得到的造纸原料浆液用TAPPI·标准·造纸机进行抄纸以使单位面积的重量为65g/m2,接着对得到的湿纸进行压缩脱水,在100℃下干燥80秒。
将如此抄纸得到的中性纸在23℃、相对湿度50%的条件下进行24小时的调湿,测定填料含量。此外测定抄纸时白水的透过率。其结果如表3所示。
表3 实施例1

另外,这些测定按照下述的方法进行。
填料含量根据JIS P-8128测定。当填料为碳酸钙时,将测定值的1.78倍作为碳酸钙含量。
白水透过率(RDDT)使用和TAPPI PAPERMAKERS CONFERENCE P171(1985)中记载的Modified Hercules Dynamic Drainage Tester同样的装置(其具有下述的结构将纸浆浆液注入到直径约7.5cm的容器中,在搅拌下,从下部供应空气,以使其不形成缠结,在停止搅拌和送气的同时过滤),收集将300mL纸浆浆液注入到容器中所产出的70mL滤液,在620nm下测定透过率,作为初次通过保留率(first pass retention)的指标。即透过率越高,滤液显示越澄清,表明细小纤维或填料的产率越高。
白水透过率是使用分光光度计U1000(日立制作所制造)在620nm下测定光透过率而得到的。
另外,前述中性纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
比较例1
除了使用硅溶胶E~H代替实施例1中的硅溶胶A,或者不使用硅溶胶以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的中性纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表4所示。
表4 比较例1

实施例2除了使用0.02份化合物C代替实施例1中的化合物B1份以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的中性纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表5所示。
另外,前述中性纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
表5 实施例2

比较例2除了使用硅溶胶E~H代替实施例2中的硅溶胶A,或者不使用硅溶胶以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的中性纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表6所示。
表6 比较例2

实施例3将L-BKP(阔叶树漂白牛皮纸浆)、N-BKP(针叶树漂白牛皮纸浆)和脱墨纸浆的比为70/10/20的混合纸浆打浆至加拿大标准游离度350,向100份得到的纸浆浆液中顺次加入20份滑石(日本タルク(株)制造,商品名“タルクND”)、1份硫酸铝、0.3份松香类施胶剂(日本PMC(株)制造,商品名“AL120”)、0.5份化合物A,然后添加0.05份硅溶胶A~D和I,使其均匀分散成为造纸原料浆液。该造纸原料浆液的pH为5.5。对得到的造纸原料浆液用TAPPI·标准·造纸机进行抄纸以使单位面积的重量成为70g/m2,接着对得到的湿纸进行压缩脱水,在100℃下干燥100秒。将如此抄纸得到的弱酸性纸在23℃、相对湿度50%的条件下进行24小时的调湿,测定纸的填料含量的结果和测定抄纸时白水的透过率的结果如表7所示。
另外,前述弱酸性纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
表7 实施例3

比较例3除了使用硅溶胶E~H代替实施例3中的硅溶胶A,或者不使用硅溶胶以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的弱酸性纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表8所示。
表8 比较例3

实施例4将L-BKP(阔叶树漂白牛皮纸浆)和N-BKP(针叶树漂白牛皮纸浆)的比为90/10的混合纸浆打浆至加拿大标准游离度450(CanadianStandard freeness),向100份得到的纸浆浆液中顺次加入20份碳酸钙(奥多摩工业(株)制造,商品名“TP-121”)、1份硫酸铝、0.5份化合物A、化合物C~H(添加率如表9中所示)、0.05份烷基琥珀酸酐类施胶剂(日本PMC(株)制造,商品名“AS280”)和0.02份硅溶胶A,使其均匀分散成为造纸原料浆液。该造纸原料浆液的pH为7.8。对得到的造纸原料浆液用TAPPI·标准·造纸机进行抄纸以使单位面积的重量成为70g/m2,接着对得到的湿纸进行压缩脱水,在100℃下干燥100秒。将如此抄纸得到的中性纸在23℃、相对湿度50%的条件下进行24小时的调湿,用于试验。对纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时白水的透过率进行测定的结果如表9所示。
另外,前述中性纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
表9 实施例4

比较例4除了使用硅溶胶H代替实施例4中的硅溶胶A,或者不使用硅溶胶以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的中性纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表10所示。
表10 比较例4

实施例5将旧波纹纸打浆至浆液浓度2%,加拿大标准游离度(CSF)370,向100份得到的纸浆浆液中顺次加入0.5份硫酸铝、1.0份化合物C~D、0.3份松香类施胶剂(日本PMC(株)制造,商品名“CC167”)和0.1份硅溶胶A,使其均匀分散成为造纸原料浆液。该造纸原料浆液的pH为6.1。对得到的造纸原料浆液用TAPPI·标准·造纸机进行抄纸以使单位面积的重量成为80g/m2,接着对得到的湿纸进行压缩脱水,在110℃下干燥90秒。
将如此抄纸得到的手抄纸在23℃、相对湿度50%的条件下进行24小时的调湿,用于试验。对纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时白水的透过率进行测定的结果如表11所示。另外,虽然在该实施例中不使用填料,但原料的旧波纹纸中含有10.2%的灰分(填料)。
另外,上述手抄纸相当于例如石膏板原纸、衬垫、中芯和纸管原纸等的一个制造例。
表11 实施例5

比较例5除了使用硅溶胶H代替实施例5中的硅溶胶A,或者不使用硅溶胶以外,以同样的条件进行抄纸。对得到的手抄纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时的白水透过率进行测定的结果如表12所示。
表12 比较例5

实施例6在使用实施例3的硅溶胶A的情况下,除了将硫酸铝的添加率变为0.5份、1份或2份以外,其余按照同样的条件进行抄纸。当硫酸铝为0.5份时该造纸原料纸浆的pH为6.5,硫酸铝为1份时pH为5.5,硫酸铝为2份时pH为4.5。对得到的手抄纸的填料含量进行测定的结果和对抄纸时白水的透过率进行测定的结果如表13所示。另外,前述手抄纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
表13 实施例6

实施例7在使用实施例2的硅溶胶A的情况下,如表14所示,改变化合物C和硅溶胶A的添加顺序,或者在化合物C添加后在家庭用混合器中强力搅拌10秒钟后添加硅溶胶A以外,其余按照同样的条件进行抄纸。对得到的中性纸的填料含量进行测定的结果、对纹理匀度指数进行测定的结果和对抄纸时白水的透过率进行测定的结果如表14所示。
另外,使用野村商事(株)制造的形成试验机FMT2000测定纹理匀度指数。数值越小表示纸的纹理匀度越好。
另外,前述中性纸相当于例如印刷笔记用纸、涂层原纸、PPC用纸、喷墨用纸、信息用纸、书籍用纸等的一个制造例。
表14 实施例7

实施例8除了使用化合物A代替实施例1中的化合物B,使用硅溶胶A以外,其余按照同样的条件进行抄纸。得到的中性纸的填料含量为8.5%,在抄纸时的白水的透过率(RDDT)为90.5%。
<考察>
通过实施例2和实施例7的比较,发现先添加阳离子性化合物和/或两性化合物,后添加硅溶胶的这种方式的产率效果更好。进一步的,在添加阳离子性化合物和/或两性化合物后加入剪切力,然后添加硅溶胶的这种方式可以使纸的纹理匀度变好。
通过实施例3和实施例6的比较,发现减小硫酸铝的添加率,pH较高的这种方式的产率效果较好。
通过实施例1、实施例2和实施例8的比较,发现作为阳离子性化合物和/或两性化合物,两性淀粉或阳离子性淀粉要优于阳离子性丙烯酰胺类化合物或两性丙烯酰胺类化合物。
通过实施例4,发现通过不仅使用阳离子性淀粉和/或两性淀粉还合用其它阳离子性化合物和/或两性化合物可以提高产率效果。作为和阳离子性淀粉和/或两性淀粉合用的阳离子性化合物和/或两性化合物,阳离子性丙烯酰胺类化合物、两性丙烯酰胺类化合物的效果较好。
根据本发明,通过将具有特定的浓度和粘度的硅溶胶与阳离子性化合物和/或两性化合物合用,达到了优良的产率促进效果。
权利要求
1.一种纸的制造方法,其特征在于将硅溶胶和阳离子性化合物和/或两性化合物添加到纸浆浆液中进行抄纸,该硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,当其SiO2浓度[C]为15~50g/L时在25℃下测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下。
2.权利要求1记载的纸的制造方法,其中前述硅溶胶的pH在3以下。
3.权利要求1或2记载的纸的制造方法,其中前述硅溶胶是通过稀释高浓度硅溶胶而制得的,该高浓度硅溶胶的SiO2浓度[C]为100~200g/L,在该浓度下在25℃测定的粘度在0.06×[C]mPa·s以上、且在30mPa·s以下。
4.权利要求3记载的纸的制造方法,其中前述高浓度硅溶胶的pH为1.3~3。
5.权利要求1~4中任一项记载的纸的制造方法,其中前述硅溶胶进一步被稀释而添加到纸浆浆液中。
6.一种产率提高剂,其特征在于包含一种硅溶胶,该硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,其SiO2浓度[C]为15~50g/L,在该浓度在25℃下测定的粘度在0.12×[C]mPa·s以上、且在15mPa·s以下。
7.权利要求6记载的产率提高剂,其中前述硅溶胶的pH在3以下。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种纸的制造方法,其可以提高造纸工序中的产率,其特征在于将硅溶胶和阳离子性化合物和/或两性化合物添加到纸浆中进行抄纸,该硅溶胶是通过硅酸钠水溶液和无机酸反应制得的,其SiO
文档编号D21H17/68GK1643215SQ03807350
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月31日 优先权日2002年4月3日
发明者小菅雅德, 小川正富, 古贺义明 申请人:星光Pmc株式会社, 株式会社德山
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