JP2000502150A - ケミサーモメカニカルパルプを含有する、柔らかく、嵩高い吸収紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 全繊維重量で計算すると少なくとも２０重量％の高温ケミサーモメカニカルパルプ（ＨＴ−ＣＴＭＰ）を含有する、柔らかく、嵩高い吸収紙。吸収紙は化学パルプ及び／又は再生繊維パルプの如き良好な強度特性を示すパルプを少なくとも１０重量％含有し、少なくとも５．５ｃｍ³ ／ｇの嵩を有する。紙の嵩、吸収性及び液体分散性は紙パルプとＨＴ−ＣＴＭＰを混合することによって増強される。

Description

【発明の詳細な説明】 ケミサーモメカニカルパルプを含有する、柔らかく、嵩高い吸収紙発明の背景 本発明は柔らかく、嵩高い吸収紙に関する。柔軟紙又はティッシュペーパーは 家庭用紙製品、トイレットペーパー、食卓用ナプキン、紙ハンカチ、フェーステ ィッシュなどに使用され、多数の異なるタイプのパルプ繊維から製造することが できる。 現在トイレットペーパーや家庭用紙の製造にかなりの範囲で使用されている再 生繊維を無視して一次繊維の使用だけを考えると、化学パルプが柔軟紙の製造に 使用されるパルプのうち最も普通のタイプである。化学パルプは木材チップを薬 品に含浸し、その後リグニン、樹脂及びヘミセルロースが使用される薬液中を通 過するようにチップを蒸解することによって製造される。蒸解プロセスが終わる と、パルプは漂白される前に選別及び洗浄される。かかるパルプは実際にはリグ ニンを全く含有せず、実質的に純粋なセルロースからなる繊維は相対的に細長く 、可撓性がある。化学パルプは使用される木材の性質によって長繊維又は短繊維 のいずれから構成されてもよく、蒸解液の組成によって硫酸塩パルプ又は亜硫酸 塩パルプのいずれであってもよい。化学長繊維パルプ、特に硫酸塩パルプは乾燥 強度及び湿潤強度の両方に関する柔軟紙の強度特性に好ましい影響を与える。 化学パルプは使用される木材出発材料について計算すると約５０％の収率しか 与えないので低収率パルプである。それゆえ化学パルプは相対的に高価なパルプ である。結果として、安価ないわゆる高収率パルプ、例えばメカニカル又はサー モメカニカルパルプが柔軟紙に使用されている（この点に関して英国特許明細書 第１５３３０４５号参照）。メカニカルパルプは木材出発材料を摩砕又はリファ イニングすることによって製造される。メカニカルパルプの製造に適用される原 理は木材を機械的に破壊することである。全ての木材材料が使用され、かくして リグニンが繊維中に残り、それは相対的に短く堅い。サーモメカニカルパルプ（ ＴＭＰ）は高蒸気圧のディスクリファイナーで木材をリファイニングすることに よって製造される。リグニンはサーモメカニカル製造パルプの繊維にも残る。 ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）はリファイニングプロセス前に加え られる少量の薬品（通常亜硫酸塩）を加えることによって変性されたサーモメカ ニカルパルプに与えられる名称である。柔軟紙への所定量のケミサーモメカニカ ルパルプの混合は嵩及び吸収性の如き特性について積極的な効果を有する。 前記パルプタイプの全てが柔軟紙の製造に現在使用されている。発明の目的及びその最も重要な特徴 本発明の目的は嵩及び吸収性に関する特性が更に増強された柔軟紙を提供する ことである。この目的は下記特性を示す高温ケミサーモメカニカルパルプ（ＨＴ −ＣＴＭＰ）を紙中に全繊維重量について計算すると少なくとも２０重量％含有 することによって達成される： Bauer McNett に従って分別すると６０〜７５％になる長繊維含有量（３０メ ッシュのメッシュ幅を有するワイヤ上に残る繊維）、Bauer McNett に従って分 別すると最大１４％の微細材料含有量（２００メッシュのメッシュ幅を有するワ イヤを通過する繊維）、最小６００ｍｌ ＣＳＦの濾水度、０．５％未満、好ま しくは０．２５％未満の結束繊維（shive ）含有量及び少なくとも１０ｋＮｍ／ ｋｇの引張指数（tensile index）（但し、前記紙は化学パルプ及び／又は再生 繊維パルプの如き良好な強度特性を示すパルプを少なくとも１０重量％含有する ）。 驚くべきことに、少なくとも２０重量％ＨＴ−ＣＴＭＰの混合が対応する量の 従来のＣＴＭＰの混合よりずっと大きな嵩を紙に与えることがわかった。紙の吸 収及び液体分散速度もＨＴ−ＣＴＭＰを紙パルプと混合するときに改良される。 紙の嵩、吸収性及び液体分散性は紙パルプと混合したＨＴ−ＣＴＭＰの量を増加 することによって改良される。 少なくとも１０％の化学パルプ、好ましくは長繊維硫酸塩パルプの混合は紙に 必要な強度特性を付与する。良好な強度特性を有する他のパルプは再生繊維から 製造されたパルプのように必要な紙強度を得るために使用されてもよい。他のタ イプの繊維としては、例えばメカニカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、ＣＴ ＭＰ、化学短繊維パルプなどがある。 紙中の化学パルプの混合は好ましくは２０−４０°ＳＲ、より好ましくは２２ −３０°ＳＲの濾水抵抗（drainage resistance）に叩解され、一方ＨＴ−ＣＴ ＭＰパルプは最小６００ｍｌ ＣＳＦの濾水度に叩解されるか又は叩解されない 。 また、本発明はいわゆる多層紙に関し、層の少なくとも一つが少なくとも２０ 重量％のＨＴ−ＣＴＭＰを含有し、少なくとも一つの他の層の繊維組成が最初に 述べた層の繊維組成とは異なるものである。図面の簡単な説明 本発明を添付図面を参照してより詳細に記載する： 図１はＣＴＭＰ及び二つの異なる品質のＨＴ−ＣＴＭＰがそれぞれ紙パルプと 混合される混合率の関数として嵩を示したものである。 図２はＣＴＭＰ及び二つの異なる品質のＨＴ−ＣＴＭＰのそれぞれの混合率の 関数として吸収性を示したものである。 図３ａ−ｃはＣＴＭＰ及び二つの異なる品質のＨＴ−ＣＴＭＰのそれぞれの混 合率の関数として紙の縦、横及び厚さ方向の分散速度を示したものである。発明の記述 本発明による紙はＨＴ−ＣＴＭＰとして以下言及される、所定の特別なタイプ の高温ケミサーモメカニカルパルプを全繊維重量について計算すると少なくとも ２０重量％含有する。このパルプ及びその製造方法はスウェーデン特許出願 No. ９４０２１０１−１に記載される。その開示内容は本明細書の一部を構成するこ とにする。このパルプの特徴はそれが低結束繊維含有量及び低微細材料含有量を 有する長繊維、高濾水性の、嵩高い高収率パルプであることである。 それは４００ｋｇ／ｍ³未満、好ましくは３２５ｋｇ／ｍ³未満、より好ましく は２７５ｋｇ／ｍ³ 未満の密度を有する。収率は８８％以上であり、抽出物含有 量は０．１５％以下である。パルプは良好な強度特性を有する− １０ｋＮｍ／ ｋｇ以上、好ましくは１５ｋＮｍ／ｋｇ以上、より好ましくは２０ｋＮｍ/ｋｇ 以上の引張指数。結束繊維含有量は極めて低い− ０．５％未満、好ましくは０ ．２５％未満、より好ましくは０．１０％未満。パルプは低微細材料含有量を有 する− ２００メッシュ（Tyler 標準規格）未満のＢＭＮによれば最大１４％、 好ましくは最大１０％を有する。長繊維含有量は高い− ３０メッシュより大き なＢＭＮによれば６０〜７５％、好ましくは６２〜７２％、より好ましくは６３ 〜７０％。パルプは高濾水度値を有する− 最小６００ｍｌ ＣＳＦ、好ましく は最小６５０ｍｌ ＣＳＦ、より好ましくは最小７２０ｍｌ ＣＳＦ。 パルプの製造に使用される繊維原材料は例えば木材又は草の如きいずれのリグ ノセルロース含有材料であってもよい。トウヒ類の如き針葉樹はこの点に関して 適切な材料である。 前記パルプ（ＨＴ−ＣＴＭＰ）の製造に適用される方法はＣＴＭＰを製造する ために使用される標準法とは異なる。高温、好ましくは最低１４０℃の温度が含 浸、予熱及びリファイニングプロセスに使用されるからである。ＨＴ−ＣＴＭＰ パルプの製造方法のより詳細な記述については前記スウェーデン特許出願 No.９ ４０２１０１−１を参照されたい。 ＨＴ−ＣＴＭＰが標準タイプのＣＴＭＰと比較して紙の特性に影響を与える範 囲を確立することを意図して、異なる量のＨＴ−ＣＴＭＰ及びＣＴＭＰが紙パル プと混合される多数の試験を実施した。全ての試験に使用された紙パルプの残り は硫酸塩型化学長繊維パルプだった。ＨＴ−ＣＴＭＰパルプ及びＣＴＭＰパルプ は全繊維重量について計算すると２０，４０，５４及び６０重量％に相当する量 ｇの嵩密度、５００ｍ１ ＣＳＦの濾水度、０．１％の結束繊維含有量（Sommer ville）、約２８ｋＮｍ／ｋｇの引張指数、約６２％のBauer McNett （＞３０ メッシュ）による長繊維含有量、約１５％のBauer McNett （＜２００メッシ ュ）による短繊維含有量、及び約９．５ｍ² ／ｋｇの引裂指数（tear index）を 有していた。 二つの異なる品質のＨＴ−ＣＴＭＰ（１及び２）が使用された。１は大きい方 の嵩を有していた。ＨＴ−ＣＴＭＰ １は４．２５ｍ³ ／ｇの嵩、７３５ｍｌＣ ＳＦの濾水度、０．３６％の結束繊維含有量 （Sommerville）、１４ｋＮｍ／ｋ ｇの引張指数、７１％のBauer McNett （＞３０メッシュ）による長繊維含有 量、９％のBauer McNett （＜２００メッシュ）による短繊維含有量及び６ｍ² ／ｋｇの引裂指数を有していた。 ＨＴ−ＣＴＭＰ ２は３．０ｃｍ³ ／ｇの嵩、６５０ｍｌ ＣＳＦの濾水度、 ０．１％の結束繊維含有量（Sommerville ）、２２ｋＮｍ／ｋｇの引張指数、６ ５．５％のBauer McNett （＞３０メッシュ）による長繊維含有量、９％のBau er McNett （＜２００メッシュ）による短繊維含有量及び９ｍ²／ｋｇの引裂 指数を有していた。 ＴＣＦ−８０の純粋な硫酸塩型化学長繊維パルプから製造された紙だった。叩解 プロセスは製造された紙のメートルトンあたりで計算された一定のエネルギーで 達成された。それは化学パルプが化学パルプの混合率が低いほどキログラムあた りより大きな程度で叩解又はリファインされたことを意味する。全てのパラメー ターはＣＴＭＰ及びＨＴ−ＣＴＭＰが紙パルプと混合された量を除いて試験中一 定に維持された。紙をクレープすることと連係して運搬された噴霧薬品の量はヤ ンキーシリンダーへの正確な付着を得るように調整された。 試験は乾燥繊維重量に基づいて０．１−０．３％の範囲でヘッドボックス濃度 を有する繊維紙料を製造することによって実施された。湿潤強力剤も繊維紙料に 添加された。紙料はティッシュペーパーマシンのヘッドボックスに運搬され、紙 ウエブはワイヤ上に形成された。形成された紙ウエブは水切りされ、予備乾燥さ れ、ヤンキーシリンダーに移され、そこでウエブはドクターブレードの助けでシ リンダー上でクレープされる前にさらに乾燥された。 当業者はティッシュペーパーが様々なタイプの抄紙機で製造しうること及び所 望の柔軟性を付与するための紙のクレーピングが空気循環乾燥（through-air d rying）の如き技術で置換しうることを知っているだろう。ティッシュペーパー が本発明に従って製造されうる全てのプロセスは本出願文書に含まれることは理 解されるだろう。 クレーピングの前では、乾燥形成された紙ウエブは１２−３０ｇ／ｍ² の単位 面積あたりの重量、クレーピング後では１６−４５ｇ／ｍ² の単位面積あたりの 重量を有することが好都合である。 単位面積あたりの重量、厚さ、嵩、乾燥及び湿潤強度、吸収量及び液体分散速 度に関して製造された紙の品質が測定され、得られた値は以下の表１−３に記載 された。品質は下記表に記載された標準ＳＣＡＮ又はＳＩＳによって測定された 。表に与えられた測定値は三つの異なるサンプルを測定して得られた値の平均値 である。 表１は紙パルプと混合した異なる量のＣＴＭＰ及び二つの異なるＨＴ−ＣＴＭ Ｐ品質で製造された紙の単位面積あたりの重量、厚さ及び嵩を示したものである 。純粋な化学パルプから製造した紙は参照として使用される。 図１はＣＴＭＰ及びＨＴ−ＣＴＭＰ １及び２のそれぞれの混合率の関数とし ての嵩を示したものである。図からわかるように、ＨＴ−ＣＴＭＰを含有する紙 の嵩は約２０％以上の混合率で標準ＣＴＭＰを含有する紙と比較して顕著に増加 している。最も大きな嵩増加はＨＴ−ＣＴＭＰ １で得られた。 表２は異なる混合率のＣＴＭＰ及び二つの異なるＨＴ−ＣＴＭＰ品質で製造さ れた紙の乾燥強度及び湿潤強度を示したものである。純粋な化学パルプから製造 された紙は参照として使用される。 表３は異なる混合率のＣＴＭＰ及び二つの異なるＨＴ−ＣＴＭＰ品質で製造さ れた紙の縦（ｘ），横（ｙ）及び厚さ（ｚ）方向の吸収性及び液体分散性（ＷＡ Ｔ）を示したものである。純粋な化学パルプから製造された紙は参照として使用 される。 図２はＣＴＭＰ及びＨＴ−ＣＴＭＰ １及び２のそれぞれの混合率の関数とし て紙の吸収性を示したものである。ＨＴ−ＣＴＭＰを含有した紙の吸収性は標準 ＣＴＭＰを含有した紙と比較して混合率の増大とともにより多く増加していた。 ＨＴ−ＣＴＭＰ １を含有した紙は最大吸収性を示した。 図３ａ−ｃはＣＴＭＰ及びＨＴ−ＣＴＭＰ １及び２のそれぞれの混合率の関 数として紙の縦、横及び厚さ方向の分散速度を示したものである。図から、紙の 縦方向（ｘ方向）の分散速度はＨＴ−ＣＴＭＰ、特にＨＴ−ＣＴＭＰ １の混合 率の増大とともに増大しているが、その分散速度はＣＴＭＰの混合率の増大とと もに減少していることがわかるだろう。分散速度はＣＴＭＰとＨＴ−ＣＴＭＰの 両方の混合率の増加とともに横方向（ｙ方向）で増加した。但し、ＣＴＭＰより ＨＴ−ＣＴＭＰでより多く増加し、ＨＴ−ＣＴＭＰ １で最も多く増加した。厚 さ方向（ｚ方向）の分散速度はＣＴＭＰの混合率の増加とともに低下した。それ は一般にＨＴ−ＣＴＭＰ ２について一定であり、ＨＴ−ＣＴＭＰ １について 顕著に増大した。高い分散速度は紙の全吸収容量の良好で迅速な使用を意味し、 重要な機能である。 要約すると、ティッシュペーパーにおける少なくとも２０、好ましくは少なく とも２５重量％のＨＴ−ＣＴＭＰの混合は嵩、吸収性及び液体分散性の如き重要 な特性に関して驚くべきほど高い品質向上を生じると結論できる。しかしながら 、ＣＴＭＰと同様に、紙の湿潤及び乾燥強度はＨＴ−ＣＴＭＰの混合率の増大と ともに低下される。許容可能な強度レベルを達成するためには、紙が化学パルプ 又は再生繊維パルプの如き良好な強度特性を有するパルプを少なくとも１０重量 ％、好ましくは少なくとも２０重量％含有することが推奨される。化学パルプは 硫酸塩型針葉樹パルプであることが好ましい。他のタイプの繊維としては、メカ ニカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、ＣＴＭＰ、化学短繊維パルプなどを含 めてもよい。また、９０％以上、さらに１００％までのＨＴ−ＣＴＭＰを含有す る柔軟紙は低強度紙を許容しうるとき製造可能であろう。 紙に含まれる化学パルプは２０−４５゜ＳＲ、好ましくは２２−３０°ＳＲの 濾水抵抗に叩解されることが好ましく、一方ＨＴ−ＣＴＭＰパルプは最小６００ ｍｌ ＣＳＦの濾水度に叩解されるか又は叩解されない。もし二つのパルブ、即 ち化学パルプ及びＨＴ−ＣＴＭＰが一緒に実質的に同じ濾水抵抗に叩解されるな ら、ＨＴ−ＣＴＭＰの嵩改良及び吸収性改良特性の大部分は主に失われるだろう 。 ティッシュペーパーの製造では多層ボックスを使用し、異なる層に異なるタイ プのパルプを置くことが知られている。ＨＴ−ＣＴＭＰの良好な吸収性及び液体 分散性に照らして、ＨＴ−ＣＴＭＰは紙の主に望まれる特性によって、前記異な る層の最外層に又は中央層に置かれてもよい。 高い全吸収容量が望まれるとき、ＨＴ−ＣＴＭＰは所望により化学パルプの如 き別のパルプと混合され、中央層を形成することが望ましいが、外部層は好まし くは少なくとも８１重量％、より好ましくは８５重量％に相当する量で化学パル プ及び／又は再生繊維パルプの如き、良好な強度特性を有するパルプを含むこと が望ましい。ＨＴ−ＣＴＭＰは好ましくは少なくとも２０重量％に相当する量で 中央層に含有される。 迅速な吸収特性を示す紙を主として望むとき、ＨＴ−ＣＴＭＰは所望により例 えば化学パルプ及び／又は再生繊維パルプと混合され、最外層に置かれることが 好都合であるが、好ましくは少なくとも８１重量％、より好ましくは少なくとも ８５重量％の化学パルプ及び／又は再生繊維パルプの中央層が必要な強度を与え るだろう。ＨＴ−ＣＴＭＰは少なくとも２０重量％に相当する量で外部層に存在 することが好ましい。 多層紙はメカニカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、ＣＴＭＰ、化学短繊維 パルプなどの他のタイプのパルプの混合物で形成することもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 一定量のケミサーモメカニカル型パルプ（ＣＴＭＰ）を含有する、柔らか く、嵩高い吸収紙において、前記紙が全繊維重量について計算すると少なくとも ２０重量％の高温ケミサーモメカニカルパルプ（ＨＴ−ＣＴＭＰ）を含有し、そ れが下記特性、即ちBauer McNett に従って分別すると６０〜７５％になる長繊 維含有量（３０メッシュのメッシュ幅を有するワイヤ上に残る繊維）、Bauer M cNett に従って分別すると最大１４％の微細材料含有量（２００メッシュのメッ シュ幅を有するワイヤを通過する繊維）、最小６００ｍｌ ＣＳＦの濾水度、０ ．５％未満、好ましくは０．２５％未満の結束繊維含有量及び少なくとも１０ｋ Ｎｍ／ｋｇの引張指数を示すこと、及び前記紙がまた化学パルプ及び／又は再生 繊維パルプの如き良好な強度特性を示すパルプを少なくとも１０重量％含有する ことを特徴とする吸収紙。 2. 前記紙が少なくとも５．５ｃｍ³ ／ｇの嵩を有することを特徴とする請求 の範囲１記載の吸収紙。 3. 前記紙が５５重量％以下の再生繊維を含有することを特徴とする請求の範 囲１又は２記載の吸収紙。 4. 前記紙が硫酸塩型の針葉樹パルプの形で化学パルプを含有することを特徴 とする請求の範囲１〜３のいずれか記載の吸収紙。 5. 前記紙が少なくとも２０、好ましくは少なくとも２２゜ＳＲの濾水抵抗に 叩解された化学パルプを含み、一方前記紙に含まれるＨＴ−ＣＴＭＰが最小６０ ０ｍｌ ＣＳＦの濾水度に叩解されている又は叩解されていないことを特徴とす る請求の範囲１〜４のいずれか記載の吸収紙。 6. 前記紙が多層紙であり、層の少なくとも一つが少なくとも２０重量％のＨ Ｔ−ＣＴＭＰを含有し、少なくとも一つの他の層が最初に述べた層の繊維組成と は異なる繊維組成を有することを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれか記載の 吸収紙。 7. 最後に述べられた層が良好な強度特性を有するパルプ、好ましくは化学パ ルプを少なくとも８１％、好ましくは少なくとも８５％を含むことを特徴とする 請求の範囲６記載の吸収紙。