JP2002275786A

JP2002275786A - 古紙再生用添加剤および再生紙の製造方法

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Publication number: JP2002275786A
Application number: JP2001289606A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Asakura; 一巌浅倉; Tetsuya Tamai; 哲也玉井; Fumiaki Tada; 文昭多田; Masao Iwamoto; 正男岩本
Original assignee: NOF Corp
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP3726730B2

Abstract

(57)【要約】【課題】再生紙の嵩高性と吸油性を向上させることがで
きる古紙再生用添加剤および再生紙の製造方法を提供す
る。【解決手段】式（１）で示される化合物を式（２）で
示される化合物に対して１．５〜３．３倍モル反応させ
て得られるアミド化物またはその塩よりなる古紙再生用
添加剤およびその古紙再生用添加剤を用いる再生紙の製
造方法。Ｒ¹ＣＯＯＨ（１）（Ｒ¹ＣＯは、炭素数１
０〜２４のアシル基を示す。）【化１】（Ｒ²は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ³およびＲ⁴は
水素原子または炭素数１〜３のアルキル基であり、ｎは
１〜３である）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、古紙再生用添加剤
および再生紙の製造方法に関し、詳しくは古紙を原料と
する再生紙の嵩高性と吸油性を向上することができる古
紙再生用添加剤および再生紙の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、資源の有効利用や環境保護などの
観点から古紙の再利用の重要性が増加している。古紙の
再生は、通常、回収された後、離解し、古紙パルプスラ
リーとし、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム等のようなアルカリ剤、脱墨剤および過酸化
水素、次亜塩素酸塩などの漂白剤を添加し、古紙パルプ
からインキを脱離させ、ついで脱離インキをフローテー
ションにより古紙パルプスラリーから分離する方法が採
用されている。古紙を原料とする再生紙にはいくつかの
問題点があるが、中でも嵩高性の低下は最大の問題点で
あった。これは、古紙のパルプ繊維はバージンパルプの
繊維に比べて短繊維化しているため、再生紙の嵩高性が
低くなるためである。再生紙の嵩高性を向上する方法と
して、パルプに架橋剤を反応させる方法が特開平４−１
８５７９１号公報および特開平４−１８５７９２号公報
に開示されている。しかし、これら方法は、架橋後の解
繊時に繊維が短繊維化し、嵩高性の向上が十分ではな
い。

【０００３】また架橋剤を使用しないで、嵩高性を向上
させる方法も提案されている。ジ長鎖アルキル型４級ア
ンモニウム塩を含有する添加剤を使用する方法が特開昭
６３−１６５５９７号公報に、ジアルキル型４級アンモ
ニウム塩およびグリセリンと水または炭素数４以下の脂
肪族アルコールを含有する添加剤を使用する方法が特開
平４−１００９９５号公報に、ラノリンおよびラノリン
誘導体を含有する添加剤を使用する方法が特開昭５３−
１４７８０３号公報に、カチオン性オリゴマーを含有す
る添加剤を使用する方法が特開昭６３−２５１４０９号
公報に、ポリアミド誘導体を含有する添加剤を使用する
方法が特開昭５１−３８６００号公報に開示されてい
る。さらに脂肪酸および脂肪酸エステルのポリオキシア
ルキレン付加物からなる添加剤を使用する方法が特開平
１１−２００２８４号公報に、油脂または糖アルコール
系非イオン性界面活性剤を用いた添加剤を使用する方法
が特開平１１−２００２８３号公報に、４級アンモニウ
ム塩、アルキルアミンおよびベタイン型両性界面活性剤
と非イオン性界面活性剤とを併用した添加剤を使用する
方法が特開平１１−２６９７９９号公報に開示されてい
る。しかし、これら添加剤を使用する方法では、嵩高性
の向上は満足できるレベルではなかった。さらに架橋剤
や添加剤を使用しない方法として、物理的に繊維を毛羽
立たせ、パルプの嵩高性を向上させるという方法があ
る。しかし、この方法も嵩高性の向上が不十分であるう
えに、煩雑な操作の繰り返しが必要である。また、古紙
を原料とする再生紙の有効な利用方法として、人体から
の油やマシンオイル、軽油などの吸油性を求められるク
レープ紙、ティッシュペーパー、人体または機械等の油
取り紙がある。再生紙の吸油性を向上する方法として、
離解機によりパルプ原料を解繊し、繊維の撚れを起こ
し、さらに、これに水溶性高分子フィルムを積層する方
法が特開平８−１３３８１号公報に開示されている。し
かし、この方法は作業が煩雑であるとともに高分子系薬
剤を多量に使用しており、高価になるという欠点があ
る。さらに、拭き布の製法としてパルプの長繊維同士を
機械的に積層させる方法が特開平５−２１４６５４号公
報に、油取り紙の製造方法として紙の平面部にエンボス
加工を行って、吸油性を向上させる方法が特開平１１−
３２２５３６号公報に開示されているが、これらのいず
れも、充分な吸液性を有するものとはなっていないのが
現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、再生
紙の嵩高性と吸油性を向上させることができる古紙再生
用添加剤および再生紙の製造方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、（Ａ）式（１）で示される化合物を式（２）で示され
る化合物に対して１．５〜３．３倍モル反応させて得ら
れるアミド化物またはその塩よりなる古紙再生用添加
剤。Ｒ¹ＣＯＯＨ（１）（Ｒ¹ＣＯは、炭素数１０〜２４のアシル基を示す。）

【０００６】

【化２】

【０００７】（Ｒ²は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ³
およびＲ⁴は水素原子または炭素数１〜３のアルキル基
であり、ｎは１〜３である）。（Ｂ）式（１）のＲ¹ＣＯが炭素数１６〜２４の不飽
和アシル基を２０〜１００重量％含むことを特徴とする
（Ａ）記載の古紙再生用添加剤。（Ｃ）（Ａ）または（Ｂ）記載の古紙再生用添加剤
を、古紙パルプに対して０．０３〜８重量％添加するこ
とを特徴とする再生紙の製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いる式（１）で示され
る化合物は炭素数１０〜２４のカルボン酸であり、具体
的には、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パル
ミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン
酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、ベヘン酸、
エルカ酸、リグノセリン酸等の１種または２種以上の混
合物や、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸、
豚脂脂肪酸、大豆油脂肪酸、なたね油脂肪酸、トール油
脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、カカオ油脂肪酸、ゴマ油脂
肪酸、トウモロコシ油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、綿実
油脂肪酸等の天然油脂由来の混合脂肪酸およびこれらの
水素添加物が挙げられる。好ましくは、炭素数１２〜２
２の飽和または不飽和の脂肪酸、より好ましくは炭素数
１４〜１８の飽和または不飽和の脂肪酸である。炭素数
が１０より小さい場合は、嵩高性と吸油性の向上効果が
弱くなり、炭素数が２４より大きい場合、添加剤の取り
扱いが困難になるので好ましくない。

【０００９】また、式（１）で示される化合物は、炭素
数１６〜２４の不飽和カルボン酸を２０〜１００重量％
含むことで、添加剤の取り扱い性が良好になるととも
に、嵩高性と吸油性の改善効果も向上する。不飽和カル
ボン酸としてはパルミトレイン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リノレン酸、エルカ酸およびこれらの不飽和カル
ボン酸を２０〜１００重量％含む天然の混合脂肪酸であ
る大豆油脂肪酸、パーム油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、
カカオ油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、トウモロコシ油脂肪
酸、ヒマワリ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、牛脂脂肪酸、豚
脂脂肪酸等が挙げられる。より好ましくは、大豆油脂肪
酸、オレイン酸、エルカ酸である。

【００１０】本発明で用いる式（２）で示される化合物
において、Ｒ²は炭素数１〜４のアルキレン基であり、
具体的には、メチレン基、エチレン基、トリメチレン
基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基が挙
げられ、１種または２種以上を用いることができる。Ｒ
³およびＲ⁴は水素原子または炭素数１〜３のアルキル基
である。炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。ｎは１〜３
である。すなわち本発明における式（２）で示される化
合物は分子中に少なくとも３つ以上のアミノ基を有する
化合物である。このような化合物以外では、嵩高性と吸
油性の向上効果が低くなってしまう。

【００１１】本発明の古紙再生用添加剤である、式
（１）で示される化合物と式（２）で示される化合物と
のアミド化物は、例えば以下のようにして得ることがで
きる。窒素ガス雰囲気下、反応器中に式（１）で示され
る化合物と式（２）で示される化合物とを仕込み、攪拌
しながら昇温し、生成水を除去しながら数時間反応させ
ることにより、目的とするアミド化物を得る。その際、
使用する式（１）で示される化合物の量は、式（２）で
示される化合物に対して１．５〜３．３倍モルであり、
好ましくは、１．８〜３．１倍モルである。

【００１２】式（１）で示される化合物と式（２）で示
される化合物とを反応させて得られるアミド化物は、そ
のまま古紙再生用添加剤として使用することができる
が、無機酸あるいは有機酸と反応させて塩として使用す
ると、取り扱いが容易になり、添加剤として使用し易く
なる。使用する無機酸としては、塩酸、硫酸、炭酸、硝
酸、リン酸等が挙げられる。また、有機酸としては、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、オクチル酸、酪酸、シユウ
酸、マロン酸、イタコン酸、アジピン酸、コハク酸、セ
バシン酸、クエン酸、ヒドロキシ安息香酸、リンゴ酸、
ヒドロキシマロン酸、乳酸、サリチル酸、ヒドロキシ吉
草酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、タウリン、スル
ファミン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。これら
の中では、有機酸が好ましく、その中でも蟻酸、酢酸お
よびプロピオン酸が特に好ましい。塩として使用する場
合、アミド化物の全アミン価を測り、全アミン価と当量
の有機酸または無機酸を添加して、アミド化物の塩とす
る。

【００１３】本発明の古紙再生用添加剤の使用量は、古
紙パルプに対して０．０３〜８重量％が好ましく、水と
パルプが共存するいずれの工程でも使用することができ
る。特に、抄紙工程中であり、均一にパルプ原料に添加
できる工程が望ましい。ここで添加量は、０．０３重量
％未満では嵩高性および吸油性向上効果が小さく、８重
量％を超えても、使用量に見合った嵩高性および吸油性
向上は得られず、再生紙のコストアップになり好ましく
ない。本発明の古紙再生用添加剤は、水に分散して分散
液とすることで古紙パルプへの添加が容易となる。アミ
ド化物は、分散剤を用いて分散液とすると、容易に分散
することができる。また、アミド化物の塩は、分散剤を
用いずに分散液とすることができるが、分散剤を用いる
ことにより、分散液はより一層安定になる。

【００１４】分散剤としては、ポリオキシアルキレンア
ルキルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪
酸エステル、脂肪酸エチレンオキシド付加物またはプロ
ピレンオキシド付加物などの非イオン性分散剤、脂肪酸
塩、アルキルスルホン酸塩などのアニオン性分散剤およ
びカチオン化デンプン、アルキルアミン塩、カチオン化
ポリアクリルアミドなどのカチオン性分散剤があるが、
中でも好ましいのは、非イオン性分散剤であるポリオキ
シアルキレンアルキルエーテルやポリオキシアルキレン
ソルビタン脂肪酸エステル、カチオン性分散剤であるカ
チオン化デンプンである。より好ましいのは、製紙工業
で高頻度で汎用されるカチオン化デンプンである。カチ
オン化デンプンは、タピオカ、馬鈴薯、トウモロコシ等
由来のものがあるが、これらのカチオン化デンプンは、
使用の際に、過硫酸アンモニウム、次亜塩素酸、過酸化
水素等の酸化剤で処理し、分子量を約３万〜５万にし
て、低粘度化して使用する方が好ましい。分散剤の使用
量は、本発明のアミド化物あるいはその塩により異なる
が、古紙パルプに対して０．０５〜２０重量％が好まし
く、０．１〜１０重量％がより好ましい。

【００１５】また本発明の添加剤は、製紙工程において
一般的に使用される添加薬剤、例えばポリアクリルアミ
ド、植物グァム等の紙力増強剤、アルキルケテンダイマ
ー、ロジン等のサイズ剤、ポリエチレンイミン、カチオ
ン化ポリマー等の濾水性・歩留まり向上剤等と併用する
ことも可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明の古紙再生用添加剤は、古紙を原
料とする再生紙の嵩高性および吸油性を向上させること
ができる。また、本発明の古紙再生用添加剤の製造方法
によれば、嵩高性および吸油性に優れた再生紙を得るこ
とができる。

【００１７】

【実施例】本発明を実施例および比較例により具体的に
説明する。合成例１攪拌機、冷却管、温度計および窒素導入管を備えた５０
０ミリリットル容量の４つ口フラスコに、ステアリン酸
２８４．５ｇ（１モル）およびジエチレントリアミン５
１．５ｇ（０．５モル）を仕込み、窒素雰囲気下、１８
０〜１９０℃で攪拌した。水を系外へ除去しながら、３
時間反応を行い、全アミン価７６．８のアミド化物を得
た。次に１リットル容量のビーカーに、アミド化物６０
ｇの全アミン価当量の蟻酸３．８ｇを水３６１．５ｇに
溶解した蟻酸水溶液中にアミド化物６０ｇを分散して、
１５重量％濃度の古紙再生用添加剤Ａ液４２５．３ｇを
調製した。

【００１８】

【表１】

【００１９】＊１カチオン化デンプン：ロケット社製
ＨＩ−ＣＡＴ２６０合成例２〜１４表１に示す化合物を用いて、合成例１と同様に合成を行
い、古紙再生用添加剤Ｂ〜Ｎ液を調製した。なお、合成
に用いた大豆油脂肪酸、オレイン酸、エルカ酸の脂肪酸
組成（重量％）は、下記のとおりである。大豆油脂肪酸：パルミチン酸（１１．６％）、ステアリ
ン酸（４．２％）、オレイン酸（３３．３％）、リノー
ル酸（４２．２％）、リノレイン酸（７．２％）、その
他（１．５％）オレイン酸：パルミチン酸（２．０％）、ステアリン酸
（１．５％）、パルミトレイン酸（２．０％）、オレイ
ン酸（９１．０％）、リノール酸（２．０％）、その他
（１．５％）エルカ酸：ステアリン酸（０．４％）、リノール酸
（０．４％）、リノレイン酸（２．７％）、アラキン酸
（０．４％）、ベヘン酸（１．０％）、エルカ酸（９
０．４％）、リグノセリン酸（２．０％）、その他
（２．７％）

【００２０】分散剤水溶液１の調製高粘度用攪拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた
２リットル容量の４つ口フラスコに、カチオン化デンプ
ン（ロケット社製ＨＩ−ＣＡＴ２６０）１４４ｇ、イ
オン交換水１３３５ｇおよび過流酸アンモニウム４．８
ｇを仕込み、９０℃で２時間攪拌し、カチオン化デンプ
ンの低分子量化を行い、１０重量％濃度の分散剤水溶液
１を調製した。なお、ここで得られたカチオン化デンプ
ンの分子量は４３，０００であった。なお、分子量は粘
度法により求めた。分散剤水溶液２の調製２００ミリリットル容量のビーカー中にイオン交換水１
００ｇおよびポリオキシエチレン（２１モル付加）ソル
ビタンモノラウレート１０ｇを仕込み、攪拌混合し、１
０重量％濃度の分散剤水溶液２を調製した。分散剤水溶液３の調製２００ミリリットル容量のビーカー中にイオン交換水１
００ｇおよびステアリン酸エチレンオキシド４．５モル
付加物１０ｇを仕込み、攪拌混合し、１０重量％濃度の
分散剤水溶液３を調製した。

【００２１】添加剤分散液調製例１１リットル容量のビーカー中で、添加剤Ａ液３００ｇお
よび分散剤水溶液１を２００ｇ、７５℃で混合し、ホモ
ミキサー（特殊機化工業（株）製）で、５０００ｒｐｍ
で５分間処理した後、加圧乳化機（ＡＰＶ社製マントン
ゴーリン）により、４０ＭＰａで２回処理し、添加剤９
重量％、分散剤４重量％である古紙再生用添加剤分散液
ＮＯ．１を調製した。表１に示す添加剤および分散剤を
用いて、古紙再生用添加剤分散液ＮＯ．１と同様にＮ
Ｏ．２〜１４を調製した。

【００２２】実施例１＜嵩高性評価＞水道水１リットルと脱墨古紙パルプ５
０．０ｇを２リットル容量の離解機（熊谷理研（株）製
パルパー）中に仕込み、１５分間離解を行い、パルプス
ラリーを得た。さらに、３００ミリリットル容量のビー
カー中、水道水で、１．５重量％パルプスラリーを調製
した。得られたパルプスラリー８０ｇに対して、古紙再
生用添加剤分散液ＮＯ．１を０．０７ｇ（添加剤対パル
プ０．５重量％）添加し、３００ミリリットル容量のビ
ーカー中、径４．５ｃｍのタービン羽根により、２５０
ｒｐｍ×２分間攪拌した。その後、坪量約６０ｇ／ｍ²
となるようにシートマシン（安田精機（株）製ＴＡＰＰ
Ｉスタンダードシートマシン）により抄紙し、プレス機
（安田精機（株）製油圧プレス機）により、０．３５Ｍ
Ｐａで５分間プレス後、ドラム式ドライヤー（安田精機
（株）製ドライヤー）により１０５℃、８０秒の乾燥を
行い、再生紙を得た。再生紙の評価は、坪量と厚さより
求めた密度により行った。坪量はＪＩＳＰ８１２４
に従って求め、厚さは得られた再生紙を４枚重ね合わ
せ、ＪＩＳ式紙圧測定機（シチズン時計（株）製ＭＥ
Ｉ−１０）により異なる１０箇所の厚さを測定し、その
平均値より求めた。なお嵩高性の向上は、ブランクに対
する密度の低下率で評価した。密度は小さくなるほど嵩
高性は良好であり、ブランク（比較例９）を１００％と
した時の密度を用いて、下記の基準で評価を行った。密度９５．０％未満：○ 効果良好密度９５．０％以上：× 効果低い＜吸油性＞再生紙の吸油性の評価は、ブランク（比較例
９）に対する吸油量増加値により行った。詳細は、上記
の嵩高性評価で調製した再生紙を５５×１００ｍｍの紙
片に加工し、温度２３℃，湿度５０％で、混合油（軽
油：鉱物油＝８０：２０）３０ｍｌの入った１００ミリ
リットル容量ビーカーに下端から５ｍｍ浸漬させ、１分
後に紙片が吸い上げた量（液面から、浸透した液の上端
までの距離（ｍｍ））を測定し、ブランクに対する吸油
量の増加率で評価した。吸油量は大きくなるほど吸油性
は良好であり、下記式および基準で評価を行った。吸油量増加率（％）＝（サンプルの吸油量（ｍｍ）／ブランク吸油量（ｍｍ） ×１００）−１００吸油量増加率２０％以上：◎ 効果非常に良好吸油量増加率１０％以上、２０％未満：○ 効果良好吸油量増加率１０％未満：× 効果低い実施例および比較例のパルプスラリー中への添加量およ
び評価結果は、表２に示した。

【００２３】

【表２】

【００２４】＊２：ブランクを１００％としたときの％
を示す。＊３：重量比を示す。実施例２〜１１および比較例１〜８表２に示す添加剤の添加量および分散剤の添加量をパル
プに対して０．５重量％とする以外は、実施例１と同様
に行った。ここで、比較例１は、式（２）で示される化
合物の構造が異なるため、嵩高性および吸油性が向上し
ない。比較例２および３は、式（２）で示される化合物
がアミノ基を２つしか有していないので、嵩高性および
吸油性が向上しない。比較例４は、式（１）および式
（２）で示される化合物の反応モル比が、１．５倍モル
より少ないので、得られたアミド化合物を使用しても、
嵩高性および吸油性が向上しない。比較例５は式（１）
で示されるアルキル鎖長が本発明の範囲より短いので、
嵩高性および吸油性が向上しない。比較例６、７および
８は本発明に使用した分散剤のみであるので、嵩高性お
よび吸油性が向上しない。表１および表２に示したよう
に使用するアミド化物が３つ以上のアミノ基をもつこと
が重要であり、本発明の古紙再生用添加剤は、古紙を原
料とする再生紙の嵩高性および吸油性を向上させること
がわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】式（１）で示される化合物を式（２）で
示される化合物に対して１．５〜３．３倍モル反応させ
て得られるアミド化物またはその塩よりなる古紙再生用
添加剤。Ｒ¹ＣＯＯＨ（１）（Ｒ¹ＣＯは、炭素数１０〜２４のアシル基を示す。）【化１】（Ｒ²は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ³およびＲ⁴は
水素原子または炭素数１〜３のアルキル基であり、ｎは
１〜３である）。
【請求項２】式（１）のＲ¹ＣＯが炭素数１６〜２４
の不飽和アシル基を２０〜１００重量％含むことを特徴
とする請求項１記載の古紙再生用添加剤。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の古紙再生
用添加剤を、古紙パルプに対して０．０３〜８重量％添
加することを特徴とする再生紙の製造方法。