紙または板紙の製造方法および該方法によって製造された紙または板紙
本発明は、紙または板紙製品の製造方法であって、該方法が繊維を含む完成紙料を供給する工程；完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここで該ポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる工程と；前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程と；完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程とを含む方法に関連する。一部の完成紙料のみを処理することにより、得られた紙または板紙製品の強度は大幅に向上する一方、嵩高は実質上影響を受けないままである。本発明は、この方法により製造された紙および板紙製品にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用される完成紙料の一部が段階を踏んでポリマーで処理されたものである紙または板紙製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙方法において、嵩高（低密度）で丈夫な紙および板紙の製品を得ることが要望されている。嵩高な紙および板紙の製品は、より少ない量の繊維を必要とし、これは特に経済的な理由から望ましいとされる。繊維含有量の少ないかさばった板紙製品はより優れた曲げ剛性を有する。紙および板紙の製品は一般的に完成紙料をすき網の上で脱水することで製造される。完成紙料は、しばしば化学パルプおよび機械パルプの双方を含む異なるパルプの混合物である。高い構造的剛性を備えた、より嵩高なシートを製造するために、高い自由度を備えた機械パルプの使用への興味は増大してきた。最良の結果を得るためには、機械パルプには長くて無傷の繊維が含まれ、かつ、微細なものはできるだけ少なくしなければならない。しかしながら、頑丈で長い繊維に富むパルプでは、残念なことに充分に繊維が結合した紙または板紙を製造するのは困難である。したがって、得られる紙または板紙の体積および強度特性は、パルプの嵩高を増大させる能力と紙または板紙となったときの繊維結合特性を増大させる能力の間の妥協点となる。
【０００３】
機械パルプの繊維結合特性は、化学的添加剤による処理によっても改善することができる。紙または板紙の強度、特に乾燥強度の改善において優れた処理は、今までのところ、シート形成工程に先立って、パルプ繊維スラリーにカチオン性の澱粉を添加することであった。しかしながら、特に微細なもの量が少ない場合、繊維に大量の澱粉を吸着させるのは困難である。パルプスラリーに添加されたカチオン性の澱粉分子は、静電気引力によって自然にアニオン性のパルプ繊維に付着し、したがって湿潤繊維マットに保持されて最終製品である紙または板紙中に残存する。
【０００４】
しかしながら、製紙用パルプスラリーへの添加剤としてのカチオン性に変性された澱粉には２つの主要な課題がある。第一の問題としては、カチオン性の澱粉分子がセルロース繊維上のアニオン性の帯電を圧倒するおそれがあるため、スラリーに添加可能なカチオン性の澱粉には限りがあるということが挙げられる。過剰量のカチオン性の澱粉が添加された場合、添加した中の一部の澱粉のみがシート中に保持され、残りは紙または板紙の製紙白水系中に循環することになる。第二の問題としては、必要以上のカチオン性の澱粉添加によってカチオン性となった繊維は、サイズ剤のような一般にパルプスラリーに添加される他のカチオン性の添加剤を吸着できなくなることが挙げられる。
【０００５】
紙の強度特性を高めるもう１つの方法は、繊維をポリマーで処理することである。このような方法は、国際特許公開ＷＯ ００３２７０２ Ａ１に記載されており、そこでは繊維のような粒子に相互作用性ポリマーの多層コーティングが施される。前記粒子は相互作用性ポリマーの溶液を用いた連続的な手順により処理される。各段階で添加されるポリマーの量を、実質的にすべてのポリマーが粒子の表面に吸収され過剰分が全く残存しないように注意深く制御しない限り、後続の各処理段階の前に前段階の過剰量のポリマーを除去しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
国際特許公開ＷＯ ００３２７０２に記載されている方法によってパルプを処理すれば、より多くのポリマーが添加され紙に保持される。このように処理されたパルプから製造された紙は、強度が向上している。しかしながら、この方法によるポリマー処理は、紙の嵩高へ悪影響を及ぼすことも知られている。すなわち、紙の密度が望ましくないほど高くなるのである。ポリマー処理はポリマー消費量も予想外に多い。したがって、紙または板紙の嵩高に悪影響を与えずに強度を向上させる製造方法が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、嵩高に悪影響を与えずに強度を向上させる紙または板紙の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は請求項１に記載の方法によって達成される。ここで、一部のみがポリマー処理された完成紙料については、得られた紙または板紙製品の強度が大幅に向上している一方で、嵩高は実質上影響を受けないままであることがまさに見出された。前記目的は添付の独立請求項により定義される本発明によって達成される。好ましい実施形態は従属請求項および下記説明において記載されている。
【０００９】
本発明は、紙または板紙製品の製造方法において、該方法が繊維を含む完成紙料を供給する工程；完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる、処理工程；前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程；および完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程；を含む方法に関連する。一部の完成紙料のみを処理することにより、得られた紙または板紙製品の強度は大幅に向上する一方、嵩高は実質上影響を受けないままである。
【００１０】
前記第一の完成紙料部分は、好ましくは完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％を含む。ある実施形態では、前記第一の完成紙料部分は、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む。ポリマー処理は、好ましくは針葉樹繊維から得られたクラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分において行われる。完成紙料は填料および任意に他の製紙用添加剤を含んでよいが、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に続いて加えられてよい。あるいは、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられてもよい。
【００１１】
連続的なポリマー処理の各段階で使用されるポリマーは、好ましくは後続の段階で使用されるポリマーと相互作用する。ポリマー処理は少なくとも１回のカチオン性のポリマーを加える段階と、少なくとも１回のアニオン性のポリマーを加える段階を含む。カチオン性およびアニオン性のポリマー添加を交互に行うことで、ある理論によれば相互作用性ポリマー層が得られる。カチオン性のポリマーは、好ましくはカチオン性の澱粉であり、アニオン性のポリマーは、好ましくはＣＭＣである。ポリマー処理は２つないし７つの段階を含む。ポリマー処理は、好ましくは３つないし７つの連続的な手順を含む。
【００１２】
本発明は、本発明の方法によって製造された紙または板紙の製品にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、一部が少なくとも２段階でポリマー処理された完成紙料から紙または板紙を製造する方法に関する。本発明は、本発明の方法によって製造された紙または板紙の製品にも関する。
【００１４】
国際特許公開ＷＯ ００３２７０２に記載の先行技術による完成紙料の処理では、完成紙料全部がカチオン性およびアニオン性のポリマーで連続的な手順で処理されており、紙または板紙の製品中のポリマー量は増大している。したがって、例えば大量のカチオン性の澱粉を含む紙または板紙を製造することが可能であり、その結果として非常に丈夫な紙または板紙の製品を得ることができる。
【００１５】
今まさに、一部のパルプのみを２段以上のポリマー処理段階でポリマー処理することにより、完成紙料に加えられたポリマーの量は全パルプ完成紙料を処理した場合に比較して減少しており、しかも、紙または板紙の強度特性は、ポリマー添加が減少しているにもかかわらず意外にもなおも非常に良好であることが見出された。その上さらに意外なことには、紙または板紙の製品の体積は、ポリマーが加えられていない紙または板紙の製品と比較してほんのわずかしか増加しない。密度の増加を最小限に抑えることは、ある強度値における高い曲げ剛性を有する板紙を得るためには重要である。
【００１６】
本願の紙または板紙製品の製造方法は、繊維を含む完成紙料を供給する工程；完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる、処理工程；前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程；および完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程；を含む。一部の完成紙料のみを処理することにより、意外にも、得られた紙または板紙製品の強度は大幅に向上する一方、嵩高は実質上影響を受けないままである。前記第一の完成紙料部分は、完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％を含み、好ましくは完成紙料全体の重量に対して２０〜５０重量％を含む。第一の部分の割合は、製品が所望の強度および密度が得られる限りにおいて、加えられるポリマーの量を可能な限り少なくできるように調整される。もし、前記第一の部分を少なくし過ぎると、製品の強度の増強は充分でない。それは、ポリマーで処理された一部の完成紙料が、より多くの部分からなる処理されていない完成紙料と混合されるからである。一方で、もし、前記第一の部分を多くし過ぎると、必要なポリマーの添加量は製品の強度が増す範囲を超えて増大し、製品の密度も増大する（すなわち、体積は減少する）。第一の部分の適正な量は、第二の部分だけでなく第一の部分の完成紙料の特性にも依存する。完成紙料は、一般的に、異なった種類のパルプ、例えば化学パルプ（広葉樹パルプ、針葉樹パルプ、クラフトパルプまたは亜硫酸パルプ）または機械パルプ（ＣＴＭＰまたはＴＭＰ）の混合物を含む。ある実施形態では、前記第一の完成紙料部分は、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む。これらの繊維は、最終製品の強度に、より短い繊維よりも多く寄与する。それゆえ、ポリマー処理は最も長い繊維を含んでいる完成紙料部分に対して行うと特に効果的である。ポリマー処理は好ましくは、クラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分に対して行われる。それは、これらのパルプが他のパルプと比べて長い繊維を含むからである。クラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分の処理は、それゆえに最終的な混合された完成紙料の中から長い繊維の部分を選ぶ都合のよい方法である。しかしながら、ポリマー処理を受ける前記第一の完成紙料部分には、完成紙料のいかなる部分が含まれていてもかまわない。完成紙料には填料および任意に他の製紙用添加剤をも含んでよいが、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に続いて加えられてよい。あるいは、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられてもよい。品質の優れた紙および板紙は、紙の表面特性を改善する填料または他の添加剤を含有する。しかしながら、填料粒子は紙の強度に対して否定的な影響も与えている。ある理論によれば、填料および添加剤を含んでいる完成紙料は、本発明のポリマーで処理された場合、填料粒子および添加剤が他の粒子または繊維とより強く結合するため、その結果として填料含有量を多くしても、紙の強度に影響を与えず同じ範囲に留まる。
【００１７】
連続的なポリマー処理の各段階で使用されるポリマーは、好ましくは後続の段階で使用されるポリマーと相互作用し、それによってより多くの量のポリマーが繊維に付着することを可能にし、したがって最終的な紙または板紙の製品における強度の増加をもたらす。ポリマー処理は好ましくは１回のカチオン性のポリマーを加える段階と、少なくとも１回のアニオン性のポリマーを加える段階を含む。アニオン性およびカチオン性のポリマー添加を交互に行うことで、相互作用性ポリマー層が得られる。
【００１８】
アニオン性のポリマーは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルサルフェート、アニオン性のガラクトグルコマンナン、アニオン性の澱粉、ポリリン酸、アルギネートおよびポリメタクリル酸からなる群から選ばれた１種以上であってよい。アニオン性のポリマーは好ましくはＣＭＣである。その理由は、低コストで経済的であるだけでなく、カチオン性のポリマーとよく相互反応することにある。カチオン性のポリマーは下記に示す群から選ばれた１種以上のものであってよい：カチオン性の澱粉、ポリビニルアミン、キトサン、１級または２級アミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドンおよび修飾されたポリアクリルアミド。カチオン性のポリマーは好ましくはカチオン性の澱粉である。有利である理由は、強度特性が高められた板紙または紙が得られ、かつ廉価で入手しやすいため経済的にも有利であることにある。
【００１９】
ポリマー処理は、好ましくは２つないし７つの連続的な手順を含む。最適な段階の数は、所望の紙または板紙の特性および処理される完成紙料の特性に依存する。処理により多くの段階をかけるほど、添加されて紙または板紙中に保持されるポリマーの量は増大する。しばしばコストと紙または板紙の所望の特性、例えば強度の間の兼ね合いが問題になる。通常、より多くのポリマーを加えて所望の特性の改善、例えば製造される紙または板紙の強度の増強を得ることには、費用対効果の面から限界がある。ポリマー処理の第一の段階においてカチオン性のポリマーを加え、続いてアニオン性のポリマーを加えて、さらにカチオン性およびアニオン性のポリマーの添加を交互に、所望の量のポリマーが所望の段階の数だけ添加されるまで続けることが好ましい。
【００２０】
完成紙料はポリマー処理段階の間は洗浄する必要はない。先行する段階で加えられたいかなる未吸収の過剰量のポリマーも、完成紙料中に残存しうるため、洗い流す必要はない。ポリマー処理段階の間に洗浄を行った場合も、得られた製品の特性の向上は見られなかった。したがって、第一の完成紙料部分は、中間での洗浄を一切行わずにそれぞれのポリマー処理段階に置くのが有利である。それによって不必要な段階を省略でき、水消費量のより少ない、より迅速な方法が達成できる。
【００２１】
ポリマー処理の各段階の後には、ポリマーが第一の完成紙料部分の繊維に吸収されるのに十分な時間と、十分に混合されていることが必要である。各々のポリマー処理段階の間には少なくとも５秒の周期を設けるのが好適である。最適な時間は機器の混合処理能力に依存して決まる。
【００２２】
ポリマー処理の各段階においてポリマーは、完成紙料に対してパルプ収納箱のようなパルプ容器中で、または完成紙料輸送管内のインラインで、またはこれらの組み合わせにおいて添加することができる。ポリマーの添加をどこで行うかは、利用可能である機器に依存し、添加が実用的に可能である位置で行われる。２段以上のポリマー処理段階をポリマーのインライン添加で行う場合、ポリマーとパルプ双方の完全な混合と、ポリマーが吸収されるために添加段階の間に十分な時間をとることを確実にするためにパイプを十分に長くとること、あるいは、パイプ内での良好な混合を確実にするためにインラインミキサーを使用することが求められる。
【００２３】
加えられるポリマーの量はパルプの特性に依存して変化する。カチオン性の澱粉およびＣＭＣがポリマー処理に使用される場合、各段階で加えられるカチオン性の澱粉の量は、一般的に５〜２５ｋｇ／ｔｏｎの間であり、各段階で加えられるＣＭＣの量は、一般的に０．２５〜３ｋｇ／ｔｏｎの間である。完成紙料に加えられるポリマーの量は、ｚ−ポテンシャルの測定またはパルプのカチオン需要測定によって調整される。加えられたポリマーの過剰量がたとえ最終的な結果に悪影響がなかったとしても、ポリマーを加える量をパルプが吸収可能な量に近づけることは、経済的および環境配慮の双方の理由からもちろん有利である。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態による方法の図式的な説明である。この実施形態では、紙または板紙の生産に用いる完成紙料はそれぞれパルプ収納箱（１）、（２）に輸送される。輸送されて第一のパルプ収納箱（１）に収容された完成紙料は第一の完成紙料部分とされ、輸送されて第二のパルプ収納箱（２）に収容された完成紙料は第二の完成紙料部分とされる。
【００２５】
第一の完成紙料部分は３段階でポリマー処理を受ける。第二の完成紙料部分はいかなるポリマー処理も受けない。最初のポリマー処理段階（４）においては、カチオン性のポリマー、例えばカチオン性の澱粉などを、第一のパルプ収納箱（１）の上流に置かれた完成紙料導入管のインラインで第一の完成紙料部分に加える。第二段階（５）においては、第一のパルプ収納箱（１）中の完成紙料に対してアニオン性のポリマーを加える。第二ポリマー処理段階（５）は、最初のポリマー添加から少なくとも５秒経過した後に開始される。パルプ収納箱には、完成紙料と加えられたポリマーとの十分な混合を確かなものにするために攪拌器が装備されている。完成紙料はパルプ収納箱（１）からヘッドボックス（３）へ導かれる。第三ポリマー処理段階は、インラインでカチオン性のポリマー（例えばカチオン性の澱粉）（６）を添加し、完成紙料導入管中のインラインミキサー（７）を通過させることで行われる。ここでインラインミキサーは導管より下流だがヘッドボックスよりは上流に置かれる。第三ポリマー処理段階に続いて、ポリマー処理された第一の完成紙料部分は、バルブとヘッドボックスの間の地点に置かれたパルプ収納箱（２）から供給される第二の完成紙料部分と混合される。完成紙料は続いてヘッドボックスからすき網の上へと導かれて脱水され、さらに、紙または板紙を製造する当業者にとって公知の方法で処理される。
【００２６】
図１に記載されている実施形態も、紙または板紙の下層および上層が処理されていない完成紙料からなるのに対し、真ん中の層の完成紙料の一部のみがポリマーで処理されている多層の紙または板紙の構造としてやはり利用される。
【実施例】
【００２７】
プロセスの評価のために１２個の異なった完成紙料サンプル１〜１２を使用した。６個のサンプルは、部分的にまたは完全に３段階ポリマー処理を受けたものである。比較のために、６個の同等のサンプルを処理しないままとした。完成紙料サンプルは、ＣＴＭＰを異なった量の漂白していないクラフト針葉樹パルプと混合したものを含んでいた。
【００２８】
ポリマー処理の三連続段階は次の通り：
Ｉ．カチオン性の澱粉の完成紙料サンプルへの添加；
ＩＩ．ＣＭＣの完成紙料サンプルへの添加；および
ＩＩＩ．カチオン性の澱粉の完成紙料サンプルへの添加。
【００２９】
ポリマー処理の各段階の後で洗浄を行った。したがってポリマー処理によってカチオン性の澱粉添加２回と中間でのＣＭＣ添加を受けた完成紙料が得られた。
【００３０】
サンプル２、４および６は、全体としてのポリマー処理を全部について施した。サンプル８、１０および１２は、クラフトパルプのみを含む第一の部分とＣＴＭＰのみを含む第二の部分とに分けられた。各々のサンプルの第一の部分（クラフトパルプ）はポリマー処理を受けたのに対し、各々のサンプルの第二の部分（ＣＴＭＰ）は処理されていないままであった。続いて、第一および第二の部分をお互いに混合させた。サンプル１、３、５、７、９および１１にはいかなるポリマー処理も行わなかった。
【００３１】
続いて完成紙料を脱水してシートを作成し、すべてのシートについて密度（ＳＴＦＩ密度）およびスコット−ボンド値を測定した。スコット−ボンド値はシートのｚ−方位における強度の尺度である。結果を表１、および図２中の線図で示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１は、処理されていないサンプルと３段階ポリマー処理されたサンプルとを比較して、スコット−ボンドおよび密度の増加を百分率で示したものである。サンプル４で行ったように、２０％クラフトおよび８０％ＣＴＭＰからなる完成紙料全部をポリマーで処理すると、密度は１４％、スコット−ボンド値は５８％増加した。サンプル８で行ったように、完成紙料のクラフト部分のみ（２０％）をポリマー処理した場合、密度の増加は３．５％に留まり、強度は４５％増加した。その結果として、完成紙料のわずか２０％をポリマー処理しただけで、スコット−ボンド値は完成紙料全部を処理した場合が５８％の増加であるのに対し、こちらも４５％も増加しており、また、体積の増加は全部処理の１４％に対してわずかに３．５％に留まった。
【００３４】
図２に完成紙料サンプルから製造されたシートのスコット−ボンド値を示す。各々の処理されていないサンプルにおける値と、その対応する同等物でポリマー処理されたサンプルにおける値との間に線が描かれている。線図中の実線は、完成紙料全部がポリマー処理を受けたサンプルを表す。破線は完成紙料のクラフト部分のみがポリマー処理を受けたサンプルを表す。線の勾配がより急であるほど、より低い密度増加でより高い強度増加があることを示す。
【００３５】
図２に示すように、破線は実線よりも勾配が急である。完成紙料のクラフト部分のみにポリマー処理を受けさせることで、密度がほとんど一定のままであるにもかかわらず、このように十分な強度増加がもたらされる。実線で示したように、完成紙料の全部がポリマー処理を受けた場合、部分処理後に観察されるよりも大きな強度の増加が見られるが、完全に処理された完成紙料から形成されたシートの密度も、部分処理後に観察されるよりも大きく増加する。
【００３６】
本発明によるポリマー処理を受けたサンプル８、１０および１２から形成されたシートで観察された結果は、このように意外にも高い強度が低密度のままで少ないポリマー量で達成されるということである。
【００３７】
（実施例）
３つの層からなる板紙を製造した。板紙の上下の層を形成する完成紙料は５０％広葉樹パルプおよび５０％針葉樹パルプからなり、ＳＲ数は約２７である。板紙の中央の層を形成する完成紙料は、５５％ＣＴＭＰと４５％の下記混合物部分であり、この混合物部分は約５５％の漂白した針葉樹パルプ、１５％の漂白した広葉樹パルプおよび３０％ＣＴＭＰからなる。中央の層がＣＴＭＰと前記混合物部分からなる板紙は、典型的な液体包装用板紙を示すものである。
【００３８】
５つの板紙の異なったサンプルを製造した。サンプルのうち２つでは、中央の層に用いられる完成紙料の全部を３つの連続的な手順（カチオン性の澱粉添加の２段階と、その間のＣＭＣ添加段階）でポリマー処理した。さらに２つのサンプルは、本発明による処理を行った。ここで完成紙料の混合物部分（完成紙料全体の４５％）のみを３つの連続的な手順でポリマー処理し、次いで処理されていないＣＴＭＰ部分と混合した。１つのサンプルは参照用として、いかなるポリマー処理も加えずに使用した。
【００３９】
各段階で加えられたポリマーの量はｚ−ポテンシャルを測定することで決定した。最初に、カチオン性の澱粉の少量添加分を加え、ｚ−ポテンシャルを連続的に測定し、ｚ−ポテンシャルが安定した時点において添加量が好適であることが示される。その後、アニオン性のＣＭＣを同様の方法で加え、ｚ−ポテンシャルがゼロに近づいた時点において添加量が好適であることが示される。後続の段階で加えられたポリマーの量も同様に測定した。ポリマー添加の間、完成紙料の洗浄は一切行わなかった。３つの連続的な手順で完成紙料全部を処理する場合、完成紙料に加えられたポリマーの量は次の通り；第一段階で１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で１．５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣ、および第三段階でそれぞれ１０または１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉。
【００４０】
３つの連続的な手順で完成紙料の混合物部分のみを処理する場合、第一段階で１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で１．５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣが加えられ、最後の段階でそれぞれ１５または２０ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉が加えられた。これらの量は完成紙料全体の４５％に当たる混合物部分に対して算出されるものである。したがって、完成紙料全部についての加えられたポリマー量は次の通り；第一段階で６．７５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で０．６７５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣおよび最後の段階でそれぞれ６．７５または９ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉。
【００４１】
３つの連続的な手順でパルプを処理するとき、ポリマー添加の最初の２つはパルプ収納箱中で行い、最後のカチオン性の澱粉の添加はパイプへのインラインで行った。
【００４２】
板紙サンプルのスコット−ボンド値を測定し、その結果を線図１に示した。
【００４３】
【表２】
【００４４】
線図１において、板紙の強度は、完成紙料の混合物部分のみを３つの段階でポリマー処理した場合に、完成紙料の全部を３つの段階でポリマー処理した板紙と比べても、加えられた澱粉の量が少ないにもかかわらずなおもより高い値を示している。
【００４５】
板紙の密度も測定した。線図２は密度に対するスコット−ボンド値の測定された結果を示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
線図２に示されるように、ポリマー処理された板紙の密度は、参照サンプルと比較して板紙の強度が増加したにもかかわらず、一定に保持された。その結果として、線図１および２において示されたこれらのテストは完成紙料の一部のみを処理するのが有利であることを示している。なぜならば高い強度をもち、嵩高が保たれ、同時にポリマー添加は減少しているからである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の方法の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明によって製造された紙と、先行技術の方法によって製造された紙との、密度および強度の比較を示す線図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用される完成紙料の一部が段階を踏んでポリマーで処理されたものである紙または板紙製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製紙方法において、嵩高（低密度）で丈夫な紙および板紙の製品を得ることが要望されている。嵩高な紙および板紙の製品は、より少ない量の繊維を必要とし、これは特に経済的な理由から望ましいとされる。繊維含有量の少ないかさばった板紙製品はより優れた曲げ剛性を有する。紙および板紙の製品は一般的に完成紙料をすき網の上で脱水することで製造される。完成紙料は、しばしば化学パルプおよび機械パルプの双方を含む異なるパルプの混合物である。高い構造的剛性を備えた、より嵩高なシートを製造するために、高い自由度を備えた機械パルプの使用への興味は増大してきた。最良の結果を得るためには、機械パルプには長くて無傷の繊維が含まれ、かつ、微細なものはできるだけ少なくしなければならない。しかしながら、頑丈で長い繊維に富むパルプでは、残念なことに充分に繊維が結合した紙または板紙を製造するのは困難である。したがって、得られる紙または板紙の体積および強度特性は、パルプの嵩高を増大させる能力と紙または板紙となったときの繊維結合特性を増大させる能力の間の妥協点となる。
【０００３】
機械パルプの繊維結合特性は、化学的添加剤による処理によっても改善することができる。紙または板紙の強度、特に乾燥強度の改善において優れた処理は、今までのところ、シート形成工程に先立って、パルプ繊維スラリーにカチオン性の澱粉を添加することであった。しかしながら、特に微細なもの量が少ない場合、繊維に大量の澱粉を吸着させるのは困難である。パルプスラリーに添加されたカチオン性の澱粉分子は、静電気引力によって自然にアニオン性のパルプ繊維に付着し、したがって湿潤繊維マットに保持されて最終製品である紙または板紙中に残存する。
【０００４】
しかしながら、製紙用パルプスラリーへの添加剤としてのカチオン性に変性された澱粉には２つの主要な課題がある。第一の問題としては、カチオン性の澱粉分子がセルロース繊維上のアニオン性の帯電を圧倒するおそれがあるため、スラリーに添加可能なカチオン性の澱粉には限りがあるということが挙げられる。過剰量のカチオン性の澱粉が添加された場合、添加した中の一部の澱粉のみがシート中に保持され、残りは紙または板紙の製紙白水系中に循環することになる。第二の問題としては、必要以上のカチオン性の澱粉添加によってカチオン性となった繊維は、サイズ剤のような一般にパルプスラリーに添加される他のカチオン性の添加剤を吸着できなくなることが挙げられる。
【０００５】
紙の強度特性を高めるもう１つの方法は、繊維をポリマーで処理することである。このような方法は、国際特許公開ＷＯ ００３２７０２ Ａ１に記載されており、そこでは繊維のような粒子に相互作用性ポリマーの多層コーティングが施される。前記粒子は相互作用性ポリマーの溶液を用いた連続的な手順により処理される。各段階で添加されるポリマーの量を、実質的にすべてのポリマーが粒子の表面に吸収され過剰分が全く残存しないように注意深く制御しない限り、後続の各処理段階の前に前段階の過剰量のポリマーを除去しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
国際特許公開ＷＯ ００３２７０２に記載されている方法によってパルプを処理すれば、より多くのポリマーが添加され紙に保持される。このように処理されたパルプから製造された紙は、強度が向上している。しかしながら、この方法によるポリマー処理は、紙の嵩高へ悪影響を及ぼすことも知られている。すなわち、紙の密度が望ましくないほど高くなるのである。ポリマー処理はポリマー消費量も予想外に多い。したがって、紙または板紙の嵩高に悪影響を与えずに強度を向上させる製造方法が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、嵩高に悪影響を与えずに強度を向上させる紙または板紙の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は請求項１に記載の方法によって達成される。ここで、一部のみがポリマー処理された完成紙料については、得られた紙または板紙製品の強度が大幅に向上している一方で、嵩高は実質上影響を受けないままであることがまさに見出された。前記目的は添付の独立請求項により定義される本発明によって達成される。好ましい実施形態は従属請求項および下記説明において記載されている。
【０００９】
本発明は、紙または板紙製品の製造方法において、該方法が繊維を含む完成紙料を供給する工程；完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる、処理工程；前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程；および完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程；を含む方法に関連する。一部の完成紙料のみを処理することにより、得られた紙または板紙製品の強度は大幅に向上する一方、嵩高は実質上影響を受けないままである。
【００１０】
前記第一の完成紙料部分は、好ましくは完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％を含む。ある実施形態では、前記第一の完成紙料部分は、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む。ポリマー処理は、好ましくは針葉樹繊維から得られたクラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分において行われる。完成紙料は填料および任意に他の製紙用添加剤を含んでよいが、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に続いて加えられてよい。あるいは、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられてもよい。
【００１１】
連続的なポリマー処理の各段階で使用されるポリマーは、好ましくは後続の段階で使用されるポリマーと相互作用する。ポリマー処理は少なくとも１回のカチオン性のポリマーを加える段階と、少なくとも１回のアニオン性のポリマーを加える段階を含む。カチオン性およびアニオン性のポリマー添加を交互に行うことで、ある理論によれば相互作用性ポリマー層が得られる。カチオン性のポリマーは、好ましくはカチオン性の澱粉であり、アニオン性のポリマーは、好ましくはＣＭＣである。ポリマー処理は２つないし７つの段階を含む。ポリマー処理は、好ましくは３つないし７つの連続的な手順を含む。
【００１２】
本発明は、本発明の方法によって製造された紙または板紙の製品にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、一部が少なくとも２段階でポリマー処理された完成紙料から紙または板紙を製造する方法に関する。本発明は、本発明の方法によって製造された紙または板紙の製品にも関する。
【００１４】
国際特許公開ＷＯ ００３２７０２に記載の先行技術による完成紙料の処理では、完成紙料全部がカチオン性およびアニオン性のポリマーで連続的な手順で処理されており、紙または板紙の製品中のポリマー量は増大している。したがって、例えば大量のカチオン性の澱粉を含む紙または板紙を製造することが可能であり、その結果として非常に丈夫な紙または板紙の製品を得ることができる。
【００１５】
今まさに、一部のパルプのみを２段以上のポリマー処理段階でポリマー処理することにより、完成紙料に加えられたポリマーの量は全パルプ完成紙料を処理した場合に比較して減少しており、しかも、紙または板紙の強度特性は、ポリマー添加が減少しているにもかかわらず意外にもなおも非常に良好であることが見出された。その上さらに意外なことには、紙または板紙の製品の体積は、ポリマーが加えられていない紙または板紙の製品と比較してほんのわずかしか増加しない。密度の増加を最小限に抑えることは、ある強度値における高い曲げ剛性を有する板紙を得るためには重要である。
【００１６】
本願の紙または板紙製品の製造方法は、繊維を含む完成紙料を供給する工程；完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる、処理工程；前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程；および完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程；を含む。一部の完成紙料のみを処理することにより、意外にも、得られた紙または板紙製品の強度は大幅に向上する一方、嵩高は実質上影響を受けないままである。前記第一の完成紙料部分は、完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％を含み、好ましくは完成紙料全体の重量に対して２０〜５０重量％を含む。第一の部分の割合は、製品が所望の強度および密度が得られる限りにおいて、加えられるポリマーの量を可能な限り少なくできるように調整される。もし、前記第一の部分を少なくし過ぎると、製品の強度の増強は充分でない。それは、ポリマーで処理された一部の完成紙料が、より多くの部分からなる処理されていない完成紙料と混合されるからである。一方で、もし、前記第一の部分を多くし過ぎると、必要なポリマーの添加量は製品の強度が増す範囲を超えて増大し、製品の密度も増大する（すなわち、体積は減少する）。第一の部分の適正な量は、第二の部分だけでなく第一の部分の完成紙料の特性にも依存する。完成紙料は、一般的に、異なった種類のパルプ、例えば化学パルプ（広葉樹パルプ、針葉樹パルプ、クラフトパルプまたは亜硫酸パルプ）または機械パルプ（ＣＴＭＰまたはＴＭＰ）の混合物を含む。ある実施形態では、前記第一の完成紙料部分は、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む。これらの繊維は、最終製品の強度に、より短い繊維よりも多く寄与する。それゆえ、ポリマー処理は最も長い繊維を含んでいる完成紙料部分に対して行うと特に効果的である。ポリマー処理は好ましくは、クラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分に対して行われる。それは、これらのパルプが他のパルプと比べて長い繊維を含むからである。クラフトまたは亜硫酸パルプを含む第一の完成紙料部分の処理は、それゆえに最終的な混合された完成紙料の中から長い繊維の部分を選ぶ都合のよい方法である。しかしながら、ポリマー処理を受ける前記第一の完成紙料部分には、完成紙料のいかなる部分が含まれていてもかまわない。完成紙料には填料および任意に他の製紙用添加剤をも含んでよいが、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に続いて加えられてよい。あるいは、填料および添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられてもよい。品質の優れた紙および板紙は、紙の表面特性を改善する填料または他の添加剤を含有する。しかしながら、填料粒子は紙の強度に対して否定的な影響も与えている。ある理論によれば、填料および添加剤を含んでいる完成紙料は、本発明のポリマーで処理された場合、填料粒子および添加剤が他の粒子または繊維とより強く結合するため、その結果として填料含有量を多くしても、紙の強度に影響を与えず同じ範囲に留まる。
【００１７】
連続的なポリマー処理の各段階で使用されるポリマーは、好ましくは後続の段階で使用されるポリマーと相互作用し、それによってより多くの量のポリマーが繊維に付着することを可能にし、したがって最終的な紙または板紙の製品における強度の増加をもたらす。ポリマー処理は好ましくは１回のカチオン性のポリマーを加える段階と、少なくとも１回のアニオン性のポリマーを加える段階を含む。アニオン性およびカチオン性のポリマー添加を交互に行うことで、相互作用性ポリマー層が得られる。
【００１８】
アニオン性のポリマーは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルサルフェート、アニオン性のガラクトグルコマンナン、アニオン性の澱粉、ポリリン酸、アルギネートおよびポリメタクリル酸からなる群から選ばれた１種以上であってよい。アニオン性のポリマーは好ましくはＣＭＣである。その理由は、低コストで経済的であるだけでなく、カチオン性のポリマーとよく相互反応することにある。カチオン性のポリマーは下記に示す群から選ばれた１種以上のものであってよい：カチオン性の澱粉、ポリビニルアミン、キトサン、１級または２級アミン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドンおよび修飾されたポリアクリルアミド。カチオン性のポリマーは好ましくはカチオン性の澱粉である。有利である理由は、強度特性が高められた板紙または紙が得られ、かつ廉価で入手しやすいため経済的にも有利であることにある。
【００１９】
ポリマー処理は、好ましくは２つないし７つの連続的な手順を含む。最適な段階の数は、所望の紙または板紙の特性および処理される完成紙料の特性に依存する。処理により多くの段階をかけるほど、添加されて紙または板紙中に保持されるポリマーの量は増大する。しばしばコストと紙または板紙の所望の特性、例えば強度の間の兼ね合いが問題になる。通常、より多くのポリマーを加えて所望の特性の改善、例えば製造される紙または板紙の強度の増強を得ることには、費用対効果の面から限界がある。ポリマー処理の第一の段階においてカチオン性のポリマーを加え、続いてアニオン性のポリマーを加えて、さらにカチオン性およびアニオン性のポリマーの添加を交互に、所望の量のポリマーが所望の段階の数だけ添加されるまで続けることが好ましい。
【００２０】
完成紙料はポリマー処理段階の間は洗浄する必要はない。先行する段階で加えられたいかなる未吸収の過剰量のポリマーも、完成紙料中に残存しうるため、洗い流す必要はない。ポリマー処理段階の間に洗浄を行った場合も、得られた製品の特性の向上は見られなかった。したがって、第一の完成紙料部分は、中間での洗浄を一切行わずにそれぞれのポリマー処理段階に置くのが有利である。それによって不必要な段階を省略でき、水消費量のより少ない、より迅速な方法が達成できる。
【００２１】
ポリマー処理の各段階の後には、ポリマーが第一の完成紙料部分の繊維に吸収されるのに十分な時間と、十分に混合されていることが必要である。各々のポリマー処理段階の間には少なくとも５秒の周期を設けるのが好適である。最適な時間は機器の混合処理能力に依存して決まる。
【００２２】
ポリマー処理の各段階においてポリマーは、完成紙料に対してパルプ収納箱のようなパルプ容器中で、または完成紙料輸送管内のインラインで、またはこれらの組み合わせにおいて添加することができる。ポリマーの添加をどこで行うかは、利用可能である機器に依存し、添加が実用的に可能である位置で行われる。２段以上のポリマー処理段階をポリマーのインライン添加で行う場合、ポリマーとパルプ双方の完全な混合と、ポリマーが吸収されるために添加段階の間に十分な時間をとることを確実にするためにパイプを十分に長くとること、あるいは、パイプ内での良好な混合を確実にするためにインラインミキサーを使用することが求められる。
【００２３】
加えられるポリマーの量はパルプの特性に依存して変化する。カチオン性の澱粉およびＣＭＣがポリマー処理に使用される場合、各段階で加えられるカチオン性の澱粉の量は、一般的に５〜２５ｋｇ／ｔｏｎの間であり、各段階で加えられるＣＭＣの量は、一般的に０．２５〜３ｋｇ／ｔｏｎの間である。完成紙料に加えられるポリマーの量は、ｚ−ポテンシャルの測定またはパルプのカチオン需要測定によって調整される。加えられたポリマーの過剰量がたとえ最終的な結果に悪影響がなかったとしても、ポリマーを加える量をパルプが吸収可能な量に近づけることは、経済的および環境配慮の双方の理由からもちろん有利である。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態による方法の図式的な説明である。この実施形態では、紙または板紙の生産に用いる完成紙料はそれぞれパルプ収納箱（１）、（２）に輸送される。輸送されて第一のパルプ収納箱（１）に収容された完成紙料は第一の完成紙料部分とされ、輸送されて第二のパルプ収納箱（２）に収容された完成紙料は第二の完成紙料部分とされる。
【００２５】
第一の完成紙料部分は３段階でポリマー処理を受ける。第二の完成紙料部分はいかなるポリマー処理も受けない。最初のポリマー処理段階（４）においては、カチオン性のポリマー、例えばカチオン性の澱粉などを、第一のパルプ収納箱（１）の上流に置かれた完成紙料導入管のインラインで第一の完成紙料部分に加える。第二段階（５）においては、第一のパルプ収納箱（１）中の完成紙料に対してアニオン性のポリマーを加える。第二ポリマー処理段階（５）は、最初のポリマー添加から少なくとも５秒経過した後に開始される。パルプ収納箱には、完成紙料と加えられたポリマーとの十分な混合を確かなものにするために攪拌器が装備されている。完成紙料はパルプ収納箱（１）からヘッドボックス（３）へ導かれる。第三ポリマー処理段階は、インラインでカチオン性のポリマー（例えばカチオン性の澱粉）（６）を添加し、完成紙料導入管中のインラインミキサー（７）を通過させることで行われる。ここでインラインミキサーは導管より下流だがヘッドボックスよりは上流に置かれる。第三ポリマー処理段階に続いて、ポリマー処理された第一の完成紙料部分は、バルブとヘッドボックスの間の地点に置かれたパルプ収納箱（２）から供給される第二の完成紙料部分と混合される。完成紙料は続いてヘッドボックスからすき網の上へと導かれて脱水され、さらに、紙または板紙を製造する当業者にとって公知の方法で処理される。
【００２６】
図１に記載されている実施形態も、紙または板紙の下層および上層が処理されていない完成紙料からなるのに対し、真ん中の層の完成紙料の一部のみがポリマーで処理されている多層の紙または板紙の構造としてやはり利用される。
【実施例】
【００２７】
プロセスの評価のために１２個の異なった完成紙料サンプル１〜１２を使用した。６個のサンプルは、部分的にまたは完全に３段階ポリマー処理を受けたものである。比較のために、６個の同等のサンプルを処理しないままとした。完成紙料サンプルは、ＣＴＭＰを異なった量の漂白していないクラフト針葉樹パルプと混合したものを含んでいた。
【００２８】
ポリマー処理の三連続段階は次の通り：
Ｉ．カチオン性の澱粉の完成紙料サンプルへの添加；
ＩＩ．ＣＭＣの完成紙料サンプルへの添加；および
ＩＩＩ．カチオン性の澱粉の完成紙料サンプルへの添加。
【００２９】
ポリマー処理の各段階の後で洗浄を行った。したがってポリマー処理によってカチオン性の澱粉添加２回と中間でのＣＭＣ添加を受けた完成紙料が得られた。
【００３０】
サンプル２、４および６は、全体としてのポリマー処理を全部について施した。サンプル８、１０および１２は、クラフトパルプのみを含む第一の部分とＣＴＭＰのみを含む第二の部分とに分けられた。各々のサンプルの第一の部分（クラフトパルプ）はポリマー処理を受けたのに対し、各々のサンプルの第二の部分（ＣＴＭＰ）は処理されていないままであった。続いて、第一および第二の部分をお互いに混合させた。サンプル１、３、５、７、９および１１にはいかなるポリマー処理も行わなかった。
【００３１】
続いて完成紙料を脱水してシートを作成し、すべてのシートについて密度（ＳＴＦＩ密度）およびスコット−ボンド値を測定した。スコット−ボンド値はシートのｚ−方位における強度の尺度である。結果を表１、および図２中の線図で示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１は、処理されていないサンプルと３段階ポリマー処理されたサンプルとを比較して、スコット−ボンドおよび密度の増加を百分率で示したものである。サンプル４で行ったように、２０％クラフトおよび８０％ＣＴＭＰからなる完成紙料全部をポリマーで処理すると、密度は１４％、スコット−ボンド値は５８％増加した。サンプル８で行ったように、完成紙料のクラフト部分のみ（２０％）をポリマー処理した場合、密度の増加は３．５％に留まり、強度は４５％増加した。その結果として、完成紙料のわずか２０％をポリマー処理しただけで、スコット−ボンド値は完成紙料全部を処理した場合が５８％の増加であるのに対し、こちらも４５％も増加しており、また、体積の増加は全部処理の１４％に対してわずかに３．５％に留まった。
【００３４】
図２に完成紙料サンプルから製造されたシートのスコット−ボンド値を示す。各々の処理されていないサンプルにおける値と、その対応する同等物でポリマー処理されたサンプルにおける値との間に線が描かれている。線図中の実線は、完成紙料全部がポリマー処理を受けたサンプルを表す。破線は完成紙料のクラフト部分のみがポリマー処理を受けたサンプルを表す。線の勾配がより急であるほど、より低い密度増加でより高い強度増加があることを示す。
【００３５】
図２に示すように、破線は実線よりも勾配が急である。完成紙料のクラフト部分のみにポリマー処理を受けさせることで、密度がほとんど一定のままであるにもかかわらず、このように十分な強度増加がもたらされる。実線で示したように、完成紙料の全部がポリマー処理を受けた場合、部分処理後に観察されるよりも大きな強度の増加が見られるが、完全に処理された完成紙料から形成されたシートの密度も、部分処理後に観察されるよりも大きく増加する。
【００３６】
本発明によるポリマー処理を受けたサンプル８、１０および１２から形成されたシートで観察された結果は、このように意外にも高い強度が低密度のままで少ないポリマー量で達成されるということである。
【００３７】
（実施例）
３つの層からなる板紙を製造した。板紙の上下の層を形成する完成紙料は５０％広葉樹パルプおよび５０％針葉樹パルプからなり、ＳＲ数は約２７である。板紙の中央の層を形成する完成紙料は、５５％ＣＴＭＰと４５％の下記混合物部分であり、この混合物部分は約５５％の漂白した針葉樹パルプ、１５％の漂白した広葉樹パルプおよび３０％ＣＴＭＰからなる。中央の層がＣＴＭＰと前記混合物部分からなる板紙は、典型的な液体包装用板紙を示すものである。
【００３８】
５つの板紙の異なったサンプルを製造した。サンプルのうち２つでは、中央の層に用いられる完成紙料の全部を３つの連続的な手順（カチオン性の澱粉添加の２段階と、その間のＣＭＣ添加段階）でポリマー処理した。さらに２つのサンプルは、本発明による処理を行った。ここで完成紙料の混合物部分（完成紙料全体の４５％）のみを３つの連続的な手順でポリマー処理し、次いで処理されていないＣＴＭＰ部分と混合した。１つのサンプルは参照用として、いかなるポリマー処理も加えずに使用した。
【００３９】
各段階で加えられたポリマーの量はｚ−ポテンシャルを測定することで決定した。最初に、カチオン性の澱粉の少量添加分を加え、ｚ−ポテンシャルを連続的に測定し、ｚ−ポテンシャルが安定した時点において添加量が好適であることが示される。その後、アニオン性のＣＭＣを同様の方法で加え、ｚ−ポテンシャルがゼロに近づいた時点において添加量が好適であることが示される。後続の段階で加えられたポリマーの量も同様に測定した。ポリマー添加の間、完成紙料の洗浄は一切行わなかった。３つの連続的な手順で完成紙料全部を処理する場合、完成紙料に加えられたポリマーの量は次の通り；第一段階で１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で１．５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣ、および第三段階でそれぞれ１０または１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉。
【００４０】
３つの連続的な手順で完成紙料の混合物部分のみを処理する場合、第一段階で１５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で１．５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣが加えられ、最後の段階でそれぞれ１５または２０ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉が加えられた。これらの量は完成紙料全体の４５％に当たる混合物部分に対して算出されるものである。したがって、完成紙料全部についての加えられたポリマー量は次の通り；第一段階で６．７５ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉、第二段階で０．６７５ｋｇ／ｔｏｎのＣＭＣおよび最後の段階でそれぞれ６．７５または９ｋｇ／ｔｏｎのカチオン性の澱粉。
【００４１】
３つの連続的な手順でパルプを処理するとき、ポリマー添加の最初の２つはパルプ収納箱中で行い、最後のカチオン性の澱粉の添加はパイプへのインラインで行った。
【００４２】
板紙サンプルのスコット−ボンド値を測定し、その結果を線図１に示した。
【００４３】
【表２】
【００４４】
線図１において、板紙の強度は、完成紙料の混合物部分のみを３つの段階でポリマー処理した場合に、完成紙料の全部を３つの段階でポリマー処理した板紙と比べても、加えられた澱粉の量が少ないにもかかわらずなおもより高い値を示している。
【００４５】
板紙の密度も測定した。線図２は密度に対するスコット−ボンド値の測定された結果を示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
線図２に示されるように、ポリマー処理された板紙の密度は、参照サンプルと比較して板紙の強度が増加したにもかかわらず、一定に保持された。その結果として、線図１および２において示されたこれらのテストは完成紙料の一部のみを処理するのが有利であることを示している。なぜならば高い強度をもち、嵩高が保たれ、同時にポリマー添加は減少しているからである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の方法の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明によって製造された紙と、先行技術の方法によって製造された紙との、密度および強度の比較を示す線図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙または板紙製品の製造方法であって、該方法が繊維を含む完成紙料を供給する工程と、完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる工程と、前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程と、完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記第一の完成紙料部分が完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の完成紙料部分が、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の完成紙料部分が針葉樹繊維から得られたクラフトまたは亜硫酸パルプを含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記完成紙料が填料および所望により他の製紙用添加剤を含み、該填料および該添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に引き続いて加えられる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記完成紙料が填料および所望により他の製紙用添加剤を含み、該填料および該添加剤が前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記連続的なポリマー処理段階で使用されるポリマーが、後続の段階で使用されるポリマーと相互作用する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１回のポリマー処理の段階がアニオン性のポリマーの添加を含み、少なくとも１回のポリマー処理の段階がカチオン性のポリマーの添加を含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記アニオン性のポリマーがＣＭＣである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記カチオン性のポリマーがカチオン性の澱粉である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマー処理が２〜７の段階を含む、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリマー処理が３〜７の段階を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法によって製造された板紙の製品。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法によって製造された紙。
【請求項１】
紙または板紙製品の製造方法であって、該方法が繊維を含む完成紙料を供給する工程と、完成紙料の第一の部分（１）をポリマー処理し、ここでポリマーは少なくとも２段階にわたって完成紙料に加えられる工程と、前記ポリマー処理された第一の部分を完成紙料の処理されていない第二の部分（２）と混ぜ合わせる工程と、完成紙料をすき網上で脱水して繊維ウェブを形成する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記第一の完成紙料部分が完成紙料全体の重量に対して２０〜８０重量％である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の完成紙料部分が、完成紙料中に存在する最も長い繊維を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の完成紙料部分が針葉樹繊維から得られたクラフトまたは亜硫酸パルプを含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記完成紙料が填料および所望により他の製紙用添加剤を含み、該填料および該添加剤は前記第一の完成紙料部分のポリマー処理に引き続いて加えられる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記完成紙料が填料および所望により他の製紙用添加剤を含み、該填料および該添加剤が前記第一の完成紙料部分のポリマー処理の前に加えられる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記連続的なポリマー処理段階で使用されるポリマーが、後続の段階で使用されるポリマーと相互作用する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１回のポリマー処理の段階がアニオン性のポリマーの添加を含み、少なくとも１回のポリマー処理の段階がカチオン性のポリマーの添加を含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記アニオン性のポリマーがＣＭＣである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記カチオン性のポリマーがカチオン性の澱粉である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマー処理が２〜７の段階を含む、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリマー処理が３〜７の段階を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法によって製造された板紙の製品。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法によって製造された紙。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００８−５１７１７４（Ｐ２００８−５１７１７４Ａ）
【公表日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３６６５３（Ｐ２００７−５３６６５３）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００５／００１５２０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４１４０１
【国際公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（３０４０１４６９３）ストゥラ エンソ アクチボラグ (11)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００５／００１５２０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４１４０１
【国際公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（３０４０１４６９３）ストゥラ エンソ アクチボラグ (11)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]