ポリアクリルアミド系乾燥紙力増強剤の漆加によるリサイクルパルプらの紙の強度の回復とその繊維壁内分布

摘要

乾燥紙力増強剤の添加によるリサイクルパルプからの紙の強度の回復と，紙力増強剤の繊維壁内分布の関係を検討するために，広葉樹および針葉樹の漂白クラフトパルプについて，乾燥，再湿潤，離解によるリサイクルを最大30回行い，そのリサイクルパルプから市販のカチオン性ポリアクリルアミド系紙力剤（PAM）を含有する紙と含有しない紙を作製した。PAM添加による引張強度の増加幅は，ほぼ同じPAM含有量にもかかわらず3回目のリサイクルまで急激に増加した。その後さらにリサイクル回数が増加すると，全PAM含有量は徐々に減少するにもかかわらず，強度増加幅はほぼ一定になった。繊維のごく表面のPAM含有量をESCAで測定した。さらに，繊維壁内のPAMの深さプロファイルをATR／FT－IRとスパッタエッチングを組み合わせて測定した。ESCAおよび，スパッタエッチングを組み合わせたATR／FT－IRから得られた結果は，リサイクル回数の増加に伴いPAMは繊維壁の内部よりもむしろ繊維表面付近に分布しやすくなる傾向にあることを示唆した。リサイクル回数の増加に伴う，凍結乾燥したウェットシートの散乱係数の減少は，湿潤状態の繊維に付いている外部フィブリルの減少を示唆しており，この結果はSEM観察とも一致した。したがって，リサイクルに伴う繊維壁内のPAM分布の変化は，リサイクルにより引き起こされた外部フィブリルの減少に起因しているといえる。そのため，この変化がPAMによる引張強度の増加幅に影響したのだろう。これらの結果は，繊維表面付近に存在するPAMが，その添加による強度の向上に関して，非常に重要であることを示唆した。