JP2002294586A - 古紙再生用添加剤および再生紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生紙の嵩高性および吸油性を向上させるこ
とができる古紙再生用添加剤および簡便に嵩高く、吸油
性に優れる再生紙を製造することができる再生紙の製造
方法を提供するものである。 【解決手段】 特定のアミン化合物に対して０．１〜
１．５倍モルの尿素を反応させて得られる縮合物を含有
することを特徴とする古紙再生用添加剤および古紙パル
プに対して前記の古紙再生用添加剤を、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。

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および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、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、離解して古紙パルプスラ
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、次亜塩素酸塩等の漂白剤を添加し、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、古紙を原料とする再生
紙には嵩高性が低下するという問題点があった。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４−１８５７９１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、
この方法は、架橋後の解繊時に繊維が短繊維化するため
に、さらなる再利用に問題が生じる。

【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、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、これらの添加剤を使用する方法では、十分な嵩
高性が得られない。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
紙の嵩高性および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その古紙再生用添加剤を用いた再生
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） 下記に示すアミン化合物（ｉ）または（ii）に
対して０．１〜１．５倍モルの尿素を反応させて得られ
る縮合物を含有することを特徴とする古紙再生用添加
剤、および （ｉ）式（１）で表されるアミン化合物

【０００６】

【化３】

【０００７】（Ｒ¹は炭素数１０〜２４のアルキル基ま
たはアルケニル基である。Ｒ²は水素原子または炭素数
１０〜２４のアルキル基またはアルケニル基である。） （ii）炭素数１０〜２４の飽和または不飽和カルボン酸
と式（２）で表される化合物を反応させて得られるアミ
ン化合物

【０００８】

【化４】

【０００９】（Ｒ³は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ⁴
およびＲ⁵は水素原子、炭素数１〜４のヒドロキシアル
キル基または炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ⁶は水素原
子、炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基または炭素数
１〜２４のアルキル基またはアルケニル基であり、ｎは
０または１である。ただしｎ＝０のとき、Ｒ⁴は水素原
子である。） （Ｂ）古紙パルプに対して（Ａ）記載の古紙再生用添加
剤を、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。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で用いるアミン化合物
（ｉ）は式（１）で表される化合物である。式（１）の
Ｒ¹は炭素数１０〜２４のアルキル基またはアルケニル
基であり、Ｒ²は水素原子、炭素数１０〜２４のアルキ
ル基またはアルケニル基である。炭素数１０〜２４のア
ルキル基またはアルケニル基は、具体的には、デシル
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソト
リデシル基、テトラデシル基、テトラデセニル基、ペン
タデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘ
キサデセニル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オ
クタデセニル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコ
シル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基な
どが挙げられ、１種または２種以上の混合物を用いるこ
とができる。好ましくは炭素数１２〜２２のアルキル基
またはアルケニル基である。炭素数が１０より小さい場
合は、嵩高性向上および吸油性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。

【００１１】本発明で用いるアミン化合物（ii）は炭素
数１０〜２４の飽和または不飽和カルボン酸と式（２）
で表される化合物を反応させて得られるアミン化合物で
ある。炭素数１０〜２４の飽和または不飽和カルボン酸
は、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、テトラコサン酸等の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、
トール油脂肪酸等の混合脂肪酸が挙げられる。好ましく
は、炭素数１２〜２２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、嵩高性向
上および吸油性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。

【００１２】本発明に用いる式（２）で表される化合物
は、Ｒ³が炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ⁴、Ｒ⁵は水
素原子、炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基または炭
素数１〜３のアルキル基、Ｒ⁶は水素原子、炭素数１〜
４のヒドロキシアルキル基または炭素数１〜２４のアル
キル基またはアルケニル基であり、ｎは０または１であ
る。ただしｎ＝０のとき、Ｒ⁴は水素原子である。炭素
数１〜４のアルキレン基としては、メチレン基、エチレ
ン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、テト
ラメチレン基等が挙げられる。炭素数１〜４のヒドロキ
シアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキ
シエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル
基等が挙げられる。炭素数１〜３のアルキル基またはア
ルキレン基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基等が挙げられる。炭素数１〜２４の
アルキル基またはアルキレン基としては、メチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソ
ブチル基、第二ブチル基、第三ブチル基、ペンチル基、
イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘ
キシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、
２−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシ
ル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソ
トリデシル基、テトラデシル基、テトラデセニル基、ペ
ンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、
ヘキサデセニル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、
オクタデセニル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイ
コシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基
などの１種または２種以上の混合物やヤシ油アルキル
基、パーム油アルキル基、牛脂アルキル基、豚脂アルキ
ル基、大豆油アルキル基、なたね油アルキル基、トール
油アルキル基等の混合アルキル基が挙げられる。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。

【００１３】アミン化合物（ii）は以下のようにして得
ることができる。窒素ガス雰囲気下、反応器中に炭素数
１０〜２４の飽和または不飽和カルボン酸と式（２）で
表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で、アミン化合
物（ii）が得られる。炭素数１０〜２４の飽和または不
飽和カルボン酸の量は、式（２）で表される化合物に対
して、好ましくは０．８〜２．５倍モルであり、より好
ましくは０．９〜２．２倍モルである。

【００１４】アミン化合物（ｉ）または（ii）に対して
０．１〜１．５倍モルの尿素を反応させて縮合物を得
る。好ましくは０．３〜１．０倍モルである。尿素の量
が０．１倍モル未満および１．５倍モルを超えると十分
な嵩高性および吸油性の向上が得られない本発明の古紙
再生用添加剤である、アミン化合物（ｉ）または（ii）
と尿素を反応させて得られる縮合物は、以下のようにし
て得ることができる。窒素ガス雰囲気下、反応器中にア
ミン化合物（ｉ）または（ii）と０．１〜１．５倍モル
の尿素を仕込み、攪拌しながら昇温し、生成するアンモ
ニアを除去しながら反応させることで、目的とする縮合
物が得られる。

【００１５】アミン化合物（ｉ）または（ii）と尿素を
反応させて得られる縮合物は、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、水に分散して分散液
とすることでパルプへの添加が容易となる。さらに縮合
物は、分散剤を用いて分散液とすることが好ましい。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
塩等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等のカ
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、低粘度として使用する方
が好ましい。分散剤の使用量は、本発明の縮合物により
異なるが、０．０５〜２０重量％が好ましく、０．１〜
１０重量％がより好ましい。

【００１６】また、未反応のアミンを無機酸あるいは有
機酸と反応させて塩にすることで、水に分散しやすくな
り、パルプへの添加が容易となる。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。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、蟻酸、酢酸、
プロピオン酸が特に好ましい。

【００１７】本発明の古紙再生用添加剤は、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。本発明の古紙再生用添加剤の
使用量は、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
料に添加できる場所が望ましい。ここで添加量は、０．
０３重量％未満では嵩高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の向
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。

【００１８】

【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、本発明の再生紙の製造方法により、簡
便に嵩高く、吸油性に優れる再生紙を製造することがで
きる。

【００１９】

【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１リ
ットル容量の４つ口フラスコに、アミン価２０８、粘度
（７０℃）５ｍＰａ・ｓのオクタデセニルアミン５３９
ｇ（２．０モル）および尿素７２ｇ（１．２モル）を仕
込み、窒素雰囲気下、１６０〜１７０℃で攪拌した。ア
ンモニアを系外へ除去しながら、２時間反応を行いアミ
ン価２８．１、尿素縮合率８４．７％、粘度（７０℃）
５８ｍＰａ・ｓの添加剤ａを得た。 尿素縮合率（％）＝｛（反応前全アミン価−反応終了後
全アミン価）／反応前全アミン価｝×１００ 反応前全アミン価：反応前のアミン化合物、尿素混合物
の全アミン価 表１に示す化合物を用いて、合成例１と同様に添加剤ｂ
〜ｃを合成した。

【００２０】

【表１】

【００２１】合成例２ 攪拌機、冷却管、温度計および窒素導入管を備えた１リ
ットル容量の４つ口フラスコに、オレイン酸５６９．０
ｇ（２モル）および表１のｄ欄に示す式（２）で表され
る化合物１０３ｇ（１モル）を仕込み、窒素雰囲気下、
１８０〜１９０℃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９１．３、粘度（７０
℃）１２８ｍＰａ・ｓの縮合物を得た。これを１００℃
まで放冷した後に尿素３６ｇ（０．６モル）を仕込み、
窒素雰囲気下、１６０〜１７０℃で攪拌した。アンモニ
アを系外へ除去しながら、３時間反応して全アミン価１
９．８、尿素縮合率７６．９％、粘度（７０℃）２１２
０ｍＰａ・ｓの添加剤ｄを得た。表１に示す化合物を用
いて、合成例２と同様に添加剤ｅ〜ｊを合成した。

【００２２】分散剤１水溶液の調製例 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（ＲＯＱＵＥＴＴＥ社製 ＨＩ−ＣＡＴ２６０）１４
４ｇ、イオン交換水１３３５ｇおよび過流酸アンモニウ
ム４．８ｇ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１水溶液を調製した。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２水溶液の調製例 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２水溶液を調製した。 分散剤３水溶液の調製例 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３水溶液を調製した。

【００２３】添加剤分散液調製例１ １リットル容量のビーカー中で、添加剤ａ：２７ｇ、分
散剤１水溶液：１２０ｇ、水：１５２．２ｇおよび酢
酸：０．８５ｇを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×２パス処理し、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Ａを調製し
た。表２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Ａと同様に添加剤濃度９％の分散液Ｂ〜
Ｊを調製した。酸を加える場合には添加剤の全アミン価
に対して１．０５倍モル当量を添加した。

【００２４】実施例１ ＜嵩高性＞水道水１リットルと脱墨古紙パルプ５０．０
ｇ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Ａ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、２５０ｒｐｍ
で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ＴＡＰＰＩ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、０．３５ＭＰａ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ＪＩＳ Ｐ ８１２４に従っ
て求め、厚さは得られた再生紙を４枚重ね合わせ、ＪＩ
Ｓ式紙圧測定機（シチズン時計（株）製 ＭＥＩ−１
０）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、下記に示すブランク
（比較例６）に対する密度の低下率で評価した。密度は
小さくなるほど効果大である。 ブランクを１００％とした時の密度 ９５．０％未満：効果良好〇 ９５．０％以上：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。 ＜吸油性＞古紙再生用添加剤分散液Ａを０．０７ｇ（添
加剤対パルプ０．５重量％）添加して抄紙した再生紙を
５．５×１００ｍｍの紙片に加工し、温度２３℃，湿度
５０％で、混合油（軽油：鉱物油＝８０：２０）３０ｍ
ｌ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（比較例６）に対する吸油量増加率で評価し
た。吸油量は大きくなるほど吸油性は良好である。 吸油量増加率（％）＝（サンプルの吸油量−ブランク吸
油量）／ブランク吸油量×１００ 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。

【００２５】

【表２】

【００２６】注．ＰＯ：オキシプロピレン基、ＥＯ：オ
キシエチレン基 実施例２〜８および比較例１〜５ 表２に示す所定の添加剤を使用して実施例１と同様に評
価を行った。 比較例６ 添加剤を加えず実施例と同様に評価を行った。比較例１
および２は添加剤が本発明の範囲外であるため、十分な
嵩高性および吸油性が得られない。比較例３は尿素によ
る縮合を行っていないので、十分な嵩高性および吸油性
が得られない。比較例４および５は公知の嵩高性を向上
させる添加剤であるが、十分な嵩高性および吸油性が得
られない。表１および２に示したように、本発明の添加
剤を用いることで、古紙を原料とする再生紙の嵩高性お
よび吸油性を向上できることが分かる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記に示すアミン化合物（ｉ）または
   （ii）に対して０．１〜１．５倍モルの尿素を反応させ
   て得られる縮合物を含有することを特徴とする古紙再生
   用添加剤。 （ｉ）式（１）で表されるアミン化合物 【化１】 （Ｒ¹は炭素数１０〜２４のアルキル基またはアルケニ
   ル基である。Ｒ²は水素原子、炭素数１０〜２４のアル
   キル基またはアルケニル基である。） （ii）炭素数１０〜２４の飽和または不飽和カルボン酸
   と式（２）で表される化合物を反応させて得られるアミ
   ン化合物 【化２】 （Ｒ³は炭素数１〜４のアルキレン基、Ｒ⁴およびＲ⁵は
   水素原子、炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基または
   炭素数１〜３のアルキル基、Ｒ⁶は水素原子、炭素数１
   〜４のヒドロキシアルキル基または炭素数１〜２４のア
   ルキル基またはアルケニル基であり、ｎは０または１で
   ある。ただしｎ＝０のとき、Ｒ⁴は水素原子である。）
2. 【請求項２】古紙パルプに対して請求項１記載の古紙再
   生用添加剤を、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。