JP2002500288A - 改良された湿潤引張強さを有するセルロースウェブの製造方法 - Google Patents

改良された湿潤引張強さを有するセルロースウェブの製造方法

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JP2002500288A
JP2002500288A JP2000526703A JP2000526703A JP2002500288A JP 2002500288 A JP2002500288 A JP 2002500288A JP 2000526703 A JP2000526703 A JP 2000526703A JP 2000526703 A JP2000526703 A JP 2000526703A JP 2002500288 A JP2002500288 A JP 2002500288A
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ラルフ エル アンダーソン
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キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 セルロース物質及び水を含む製紙用の完成紙料を準備する工程、界面活性剤を該製紙用の完成紙料に添加する工程、及び、該界面活性剤を添加した後に、湿潤紙力増強用樹脂を該製紙用の完成紙料に添加する工程を含む、セルロースウェブの湿潤引張強さを改良する方法を提供する。ある態様においては、該界面活性剤は、アルキルスルフェートあるいはアルキルスルホネートを含む。該方法により、改良された湿潤/乾燥引張比率を有する改良されたセルロースウェブが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般に、吸収性ウェブ及び該吸収性ウェブの製造方法に関する。特 に、本発明は、改良された湿潤引張特性を有するセルロースウェブ及びその製造
方法に関する。
【0002】 (背景技術) ハンドタオル、布巾などのセルロースウェブベースの製品は、製紙工業におい
て広く製造されている。各製品は、適切な特質を必要とするユニークな性能を有
している。この適切な特質により、製品がその意図された目的に好適となること が確実になる。多くの製品に関して、この特質は高い引張強さ及び高い吸水性を 含む。 セルロースウェブの引張強さは、「乾燥引張強さ」を決定するために乾燥条件
下で、また、「湿潤引張強さ」を決定するために湿潤条件下で、測定されること
が多い。湿潤引張強さと乾燥引張強さは、密接に関係することが多い。高い乾燥引
張強さを有する製品は、高い湿潤引張強さを有する傾向にある。乾燥引張強さと 湿潤引張強さとの関係は、部分的には、特定の製造工程が両方の特性を強化する
ことに起因して生ずる。例えば、セルロースウェブを高圧下でプレスすると、増 加した乾燥引張強さ及び湿潤引張強さが得られることが多い。 セルロースウェブは、妥当な乾燥引張強さ及び湿潤引張強さを有している必要
がある。しかしながら、セルロースウェブは、湿潤すると劣化して強さを失うこ とが多いため、湿潤引張強さは乾燥引張強さよりも低いのが通常である。かくし
て、多くのセルロースウェブは、妥当な乾燥引張強さを有していたとしても、そ
の湿潤引張強さは不十分なものである。
【0003】 ハンドタオルはある程度の乾燥引張強さを有している必要があるが、高い乾燥
引張強さは、堅さおよび堅いウェブと密接な相関があるため、短所となり得る。 堅いウェブから製造されたハンドタオルは、該タオルが伝統的な綿のハンドタオ
ルの柔らかな感触を有しないものであることから、消費者に好まれない。反対に
、消費者は、高い湿潤引張強さを望む。なぜなら、ハンドタオルをさらに積極的 に使用して、こぼれたものをふき取り、濡れた汚れのついた表面を拭い取ること
が可能となるからである。伝統的に、ハンドタオルの湿潤引張強さは、高い圧力
及び湿潤紙力増強用樹脂を使用することにより、改良される。これらの方法は、 ハンドタオルの湿潤引張強さを増加させるものの、乾燥強さをも増加させるのが
通常である。 湿潤引張強さと乾燥引張強さとの間の関係は、湿潤引張強さを乾燥引張強さで
割って湿潤/乾燥引張比率(湿潤引張値が分子であり、乾燥引張値が分母である
。)を得ることにより、引張強さの比率として表現されることが多い。湿潤/乾 燥引張比率は、通常0.3未満である。なぜなら、湿潤引張強さは乾燥引張強さ
よりも著しく小さいのが通常だからである。この比率は、可能な限り1に近いの
が好ましい。なぜなら、それは乾燥引張強さに対して湿潤引張強さが高いことを 示すからである。高い湿潤/乾燥引張比率を有するセルロースウェブは、柔軟で
あるが、なお強力である。 したがって、高い湿潤引張強さ及び高い湿潤/乾燥引張比率を有する、改良さ
れたセルロースウェブに対する要求が存在する。
【0004】 (発明の開示) 本発明は、セルロースウェブの改良された製造方法、並びに、該改良された方
法を用いて製造されたウェブを提供する。該方法は、界面活性剤及び湿潤紙力増 強用樹脂を、製紙用の完成紙料に添加することを含む。得られた製紙用の完成紙
料からセルロースウェブを形成し、これを従来の製紙方法にしたがって乾燥する
。最終的に得られるウェブは、改良された強さ特性を有する。特定の態様におい ては、最終的に得られるウェブは、改良された湿潤引張強さ及び改良された湿潤
/乾燥引張比率を併有する。 本発明の方法の特定の態様は、セルロース物質及び水を含む製紙用の完成紙料
を準備する工程を含む。界面活性剤を、該製紙用の完成紙料に添加する。界面活 性剤を添加した後に、湿潤紙力増強用樹脂をこの製紙用の完成紙料に添加する。
特定の態様において、該界面活性剤は、ウィトコ・ケミカル社により販売されて
いる界面活性剤ウィトコ5175−26Aのように、スルホネートを含む。界面 活性剤を添加した後、セルロース物質を前記製紙用の完成紙料から除去して、セ
ルロースウェブを形成する。完成紙料に添加された湿潤紙力増強樹脂の高割合が 、セルロースウェブに保持される。最後に、該セルロースウェブを乾燥して、ハ
ンドタオルなどの最終製品とする。得られるウェブは改良された湿潤引張強さ並
びに改良された湿潤/乾燥引張比率を有する。 本発明についての以上の記載は、本発明の各形態について記述することを意図
するものではない。本発明について様々な改良や変更を加えることが可能である
が、本発明の詳細な説明を以下に記載する。ただし、本発明は、記載されている
特定の形態に限定されるものではない。反対に、本発明は、特許請求の範囲に記 載されている発明の精神及び範囲に含まれる改良物、等価物及び代替物を包含す
ることを意図するものである。
【0005】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明は、セルロースウェブの改良された製造方法、並びに、該改良された方
法を用いて製造されたウェブに係るものである。該方法は、界面活性剤及び湿潤 紙力増強用樹脂を、製紙用の完成紙料に添加することを含む。得られた製紙用の
完成紙料から、セルロースウェブを形成する。次いで、このウェブを従来の製紙
方法にしたがって乾燥する。最終的に得られるウェブは、改良された強さ特性、
例えば、改良された湿潤引張強さ及び改良された湿潤引張強さ対乾燥引張強さの
比率(湿潤/乾燥引張比率)を有する。 該方法は、セルロース物質及び水を含む製紙用の完成紙料を準備する工程を含
む。該セルロース物質は、例えば、北方針葉樹材クラフト(NSWK)、ケミ・ サーモ・メカニカルパルプ(CTMP)、天然セコイア(RW)、モービルパイ
ン(MP)、あるいは漂白した再生オフィス廃紙繊維などの再生木材繊維である
【0006】 界面活性剤を製紙用の完成紙料に添加し、界面活性剤の添加後に湿潤紙力増強
用樹脂を添加する。適切な界面活性剤を製紙用の完成紙料に添加すると、完成紙 料に添加する湿潤紙力増強用樹脂の量を、湿潤引張強さを犠牲にすることなく、
著しく低減することが可能となる。極めて低レベルの界面活性剤を添加した場合 であっても、得られるウェブの湿潤引張強さが著しく改善されることが認められ
る。そのような態様において、湿潤引張強さが著しく上昇する一方で、乾燥引張
強さが低下することがある。このようにして得られたウェブは、改良された柔軟
性及び湿潤強さ特性を示す。 本発明は、特定の界面活性剤に限定されるものではないが、適切な界面活性剤
の一つは、ウィトコ・ケミカル社製のウィトコ5175−26Aである。ウィト
コ5175−26Aは、多量のスルホネート成分を含む。好ましい界面活性剤は
、アニオン性アルキルスルフェートあるいはアニオン性アルキルスルホネート成
分を含む。使用可能な界面活性剤には、ウィトコ・ケミカル社製のウィトコEP −5327−97及びウィトコEP−5293−150が含まれる。 アニオン性アルキルスルフェートあるいはアニオン性アルキルスルホネート成分
に加えて、該界面活性剤は、繊維上での水相溶性及び吸収性を改良するための湿
潤剤を含んでいてもよい。 製紙用の完成紙料に添加する界面活性剤の量は、セルロース物質1トンあたり
約0.045kg(0.1ポンド)〜約4.54kg(10.0ポンド)である
。特定の態様において、この量は約0.23kg(0.5ポンド)〜約2.3k
g(5.0ポンド)である。さらに他の態様において、この量は、セルロース物
質1トンあたり約0.23kg(0.5ポンド)〜約1.1kg(2.5ポンド
)である。この量は、セルロース物質が主としてNSWK繊維である特定の態様
においては、1トンあたり約0.45kg(約1.0ポンド)である。
【0007】 界面活性剤の添加に次いで、湿潤紙力増強用樹脂を製紙用の完成紙料に添加す
る。湿潤紙力増強用樹脂は、湿潤した場合にセルロースウェブを固定する結合力
を提供する。該湿潤紙力増強用樹脂は、好ましくは水溶性である。好適な樹脂に
は、デラウェア州ウィルミントンのハーキュレス社によりキメネ(Kymene)55
7H及びキメネ2064の商品名で販売されているもののような、ポリアミド−
エピクロロヒドリン樹脂が含まれる。これらの樹脂は、エポキシ基及びアミノ基
を含む反応性官能基を有する、低分子量ポリマーを含む。 該湿潤紙力増強用樹脂は、セルロース物質1トンあたり約2.3kg(5.0
ポンド)〜約13.6kg(30.0ポンド)の割合で添加する。本発明の完全
なメカニズムは完全には明らかでないが、本発明を限定することなく、界面活性
剤を製紙用の配合に添加することにより、湿潤紙力増強用樹脂の吸収性あるいは
機能性が向上するものと考えられる。湿潤紙力増強用樹脂の吸収性あるいは機能 性が改良されることにより、湿潤紙力増強用樹脂の使用量を低減することが可能
となる。
【0008】 界面活性剤及び湿潤紙力増強用樹脂の添加の後に、セルロース物質を完成紙料
から除去して、セルロースウェブを形成する。セルロースウェブが形成される際
、完成紙料に添加された湿潤紙力増強樹脂の高割合が、セルロース物質に保持さ
れる。特定の態様においては、湿潤紙力増強用樹脂の80%以上がセルロースウ
ェブに固定される。次いで、セルロースウェブを乾燥して、ハンドタオルなどの 最終製品とする。 得られるセルロースウェブは、改良された湿潤引張強さ並びに改良された湿潤
引張強さ対乾燥引張強さの比率を有する。以下の表を参照して、本発明にしたが
って構成したセルロースウェブの例示配合を示す。 各表は、5種類の異なるセルロースウェブの配合を示している。示されている
要約データは、各配合の8個のサンプルについての平均値を反映するものである
。各配合の調製において、セルロース繊維供給原料を添加して水と混合し、製紙
用の完成紙料を形成した。界面活性剤及び湿潤紙力増強用樹脂を(既述の通りこ の順で)、連続して添加した。製紙用の完成紙料から形成されたセルロースウェ
ブを乾燥し、得られた乾燥ウェブについて、インストロン及びツイング−アルバ
ート引張試験装置により、紙試験法にしたがって湿潤引張強さ及び乾燥引張強さ
の試験を行った。
【0009】
【表1】 表1A: NSWK供給原料に界面活性剤を添加し、次いで湿潤
紙力増強用樹脂を添加した場合 NSWK=北方針葉樹材クラフト WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0010】 表1Aは、NSWK供給原料に適用した場合に、湿潤紙力増強用樹脂の添加に
先立って界面活性剤を添加することにより、湿潤引張強さが増加し、また、湿潤
/乾燥引張比率が増加することを示している。配合1は、界面活性剤を添加しな
い対照試料であるが、界面活性剤ウィトコ5175−26Aを第1に添加した配
合2、3、4、及び5に比べて、著しく低い湿潤/乾燥引張比率及び低い湿潤引
張強さを有していた。
【0011】
【表2】 表1B: NSWK供給原料に湿潤紙力増強用樹脂を添加し、次
いで界面活性剤を添加した場合 NSWK=北方針葉樹材クラフト WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0012】 表1Bは、表1Aと比較すると、湿潤紙力増強用樹脂の添加に先立って界面活
性剤をNSWK供給原料に添加することの重要性を示している。表1Bにおいて
、配合は、第1の添加剤である湿潤紙力増強用樹脂及び第2の添加剤であるウィ
トコ5175−26A界面活性剤を有している。投与量が同じで添加の順序が異
なる表1Aの配合と比較すると、表1Bの配合は、著しく低い湿潤引張強さ及び
湿潤/乾燥引張比率を有していた。
【0013】
【表3】 表2A NSWK=北方針葉樹材クラフト WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0014】 表2Aは、配合1に比べて、配合2、3、4、及び5における湿潤/乾燥引張
比率が著しく増加したことを示している。配合における相違は、界面活性剤を、
配合1では使用しなかったのに対し、配合2、3、4、及び5では使用した点に
ある。
【0015】
【表4】 表2B NSWK=北方針葉樹材クラフト WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0016】 表2Bの配合は、表2Aの配合と比較すると、スルホネートを含む界面活性剤
を添加する順序が湿潤/乾燥引張比率に影響を及ぼし、湿潤紙力増強用樹脂を界
面活性剤の添加の後に添加することにより、該比率が改善されることを示してい
る。
【0017】
【表5】 表3A: 漂白した再生オフィス廃紙繊維供給原料に界面活性剤
を添加し、次いで湿潤紙力増強用樹脂を添加した場合 RO=漂白した再生オフィス廃紙繊維 WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0018】 表3A及び表3Bは、極めて低いレベルの界面活性剤であっても、漂白した再
生オフィス廃紙繊維供給原料の湿潤引張強さを劇的に増加させ得ることを示して
いる。
【0019】
【表6】 表3B: 漂白した再生オフィス廃紙繊維供給原料に湿潤紙力増
強用樹脂を添加し、次いで界面活性剤を添加した場合 RO=漂白した再生オフィス廃紙繊維 WSR=湿潤紙力増強用樹脂 Witco=ウィトコ・ケミカル社により商品名ウィトコ5175−26Aとし
て販売されているスルホネートを含む界面活性剤 第1の添加剤の投与量及び第2の添加剤の投与量は、供給原料(ポンド)あたり
の添加剤の量(ポンド)として測定した。
【0020】 本発明について、いくつかの特定の態様を参照して記載したが、当業者によれ
ば、本発明の精神及び範囲を逸脱することなくこれに変更を加え得ると理解され
るはずである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,UZ,VN,YU,ZW

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セルロースウェブの湿潤引張強さを改良する方法であって、 セルロース物質及び水を含む製紙用の完成紙料を準備する工程、 界面活性剤を該製紙用の完成紙料に添加する工程、及び、 該界面活性剤を添加した後に、湿潤紙力増強用樹脂を該製紙用の完成紙料に添
    加する工程、 を含む、前記方法。
  2. 【請求項2】前記界面活性剤が、アルキルスルホネートまたはアルキルスルフ
    ェートを含む、請求項1に記載のセルロースウェブの湿潤引張強さを改良する方
    法。
  3. 【請求項3】前記界面活性剤が、ウィトコ5175−26A、ウィトコEP−
    5327−97、ウィトコEP−5293−150、及びこれらの組合せからな
    る群から選ばれる、請求項1に記載のセルロースウェブの湿潤引張強さを改良す
    る方法。
  4. 【請求項4】前記湿潤紙力増強用樹脂を、セルロース物質1トンあたり約2.
    3kg(5.0ポンド)〜約11.3kg(25.0ポンド)の割合で添加する
    、請求項1に記載のセルロースウェブの湿潤引張強さを改良する方法。
  5. 【請求項5】前記界面活性剤を、セルロース物質1トンあたり約4.5kg(
    約10ポンド)未満の割合で添加する、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】前記界面活性剤を、セルロース物質1トンあたり約2.3kg(
    約5ポンド)未満の割合で添加する、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】請求項1に記載の方法であって、 前記界面活性剤を、セルロース物質1トンあたり約0.23kg(0.5ポン
    ド)〜約2.3kg(5ポンド)の割合で前記製紙用の完成紙料に添加し、 前記湿潤紙力増強用樹脂を、セルロース物質1トンあたり約0.23kg(0
    .5ポンド)〜約6.8kg(15ポンド)の割合で添加する、 前記方法。
  8. 【請求項8】さらに、 大部分の前記セルロース物質を前記製紙用の完成紙料から除去することにより
    、セルロースウェブを形成する工程、 を含み、 前記湿潤紙力増強用樹脂の80%以上が該セルロースウェブに固定される、請
    求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】セルロースウェブの湿潤引張強さを改良する方法であって、 セルロース物質及び水を含む製紙用の完成紙料を準備する工程、 セルロース物質1トンあたり約0.23kg(0.5ポンド)〜約2.3kg
    (5.0ポンド)の界面活性剤を、該製紙用の完成紙料に添加する工程、及び、 該界面活性剤を添加した後に、セルロース物質1トンあたり約2.3kg(5
    .0ポンド)〜約11.3kg(25.0ポンド)の湿潤紙力増強用樹脂を、該
    製紙用の完成紙料に添加する工程、 を含む、前記方法。
  10. 【請求項10】さらに、 大部分の前記セルロース物質を前記製紙用の完成紙料から除去することにより
    、セルロースウェブを形成する工程、 を含み、 前記湿潤紙力増強用樹脂の80%以上が該セルロースウェブに固定される、請
    求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記界面活性剤がスルホネートを含む、請求項9に記載の方法
  12. 【請求項12】請求項9に記載の方法であって、前記製紙用の完成紙料が、北
    方針葉樹材クラフト、漂白した再生繊維、未漂白の再生繊維、ケミカル・サーモ
    ・メカニカルパルプ、及び南方針葉樹材クラフトからなる群から選ばれる繊維を
    含む、前記方法。
  13. 【請求項13】セルロースウェブの湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率を改良
    する方法であって、 セルロース物質及び水からなる製紙用の完成紙料を準備する工程、 界面活性剤を該製紙用の完成紙料に添加する工程、及び、 該界面活性剤を添加した後に、湿潤紙力増強用樹脂を該製紙用の完成紙料に添
    加する工程、 を含み、 前記湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率が0.20よりも大きい、前記方法。
  14. 【請求項14】前記湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率が0.50よりも大き
    い、請求項13に記載のセルロースウェブの湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率
    を改良する方法。
  15. 【請求項15】前記界面活性剤がスルホネートを含む、請求項13に記載のセ
    ルロースウェブの湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率を改良する方法。
  16. 【請求項16】前記界面活性剤がウィトコ5175−26Aである、請求項1
    3に記載のセルロースウェブの湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率を改良する方
    法。
  17. 【請求項17】セルロースウェブの湿潤引張強さ対乾燥引張強さの比率を改良
    する方法であって、 セルロース物質を準備する工程、 該セルロース物質を水と結合させて製紙用の完成紙料を形成する工程、 セルロース物質1トンあたり約0.23kg(0.5ポンド)〜約2.3kg
    (5.0ポンド)のスルホネート含有界面活性剤を、該製紙用の完成紙料に添加
    する工程、及び、 該界面活性剤を添加した後に、セルロース物質1トンあたり約2.3kg(5
    .0ポンド)〜約11.3kg(25ポンド)の湿潤紙力増強用樹脂を、該製紙
    用の完成紙料に添加する工程、 を含む、前記方法。
  18. 【請求項18】さらに、 90%以上の前記セルロース物質を前記製紙用の完成紙料から除去することに
    より、セルロースウェブを形成する工程、 を含み、 該完成紙料に添加された前記湿潤紙力増強用樹脂の80%以上が該セルロース
    ウェブに固定される、請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】クレーピングを伴わないスルードライプロセスにより前記ウェ
    ブを形成する、請求項17に記載の方法。
  20. 【請求項20】ウエットプレス及びクレープトランスファ手法により前記ウェ
    ブを形成する、請求項17に記載の方法。
  21. 【請求項21】請求項1に記載されている方法により形成された、改良された
    湿潤引張強さを有するセルロースウェブ。
JP2000526703A 1997-12-31 1998-12-08 改良された湿潤引張強さを有するセルロースウェブの製造方法 Pending JP2002500288A (ja)

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