JP2012162814A - Cellulose fiber sheet - Google Patents

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JP2012162814A JP2011022497A JP2011022497A JP2012162814A JP 2012162814 A JP2012162814 A JP 2012162814A JP 2011022497 A JP2011022497 A JP 2011022497A JP 2011022497 A JP2011022497 A JP 2011022497A JP 2012162814 A JP2012162814 A JP 2012162814A
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Katsuto Suzuki
勝人 鈴木
Yoshiyuki Asayama
良行 浅山
Eiichi Mikami
英一 三上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cellulose fiber sheet with high strength obtained by allowing cellulose fiber to contain a specific cationic polyacrylamide-based resin.SOLUTION: A cellulose fiber sheet is obtained by using cellulose fiber comprising: a cationic polyacrylamide-based resin having a viscometric average molecular weight measured by an intrinsic viscosity method of 5,000,000 or more and a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq/g; and a cationic polyacrylamide-based resin having a cationic charge density of 1.5 to 3.0 meq/g.

Description

本発明は自動車、住宅、家電、家具等の構造部材の補強繊維として適用可能なセルロース繊維シートに関し、特定のカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を含有するセルロース繊維シートに関するものである。   The present invention relates to a cellulose fiber sheet applicable as a reinforcing fiber for structural members such as automobiles, houses, home appliances, and furniture, and relates to a cellulose fiber sheet containing a specific cationic polyacrylamide resin.

昨今、地球規模の環境問題に対する意識の高まりから、再生可能な循環型資源であるバイオマス資源の利用が注目されている。バイオマス資源の一つである植物繊維は多くの可能性を秘めているものの、性能が満たされていない場合が多々あるため、利用を期待されている自動車・住宅・家電部材などの大きな市場への展開は進んでいない。一方、紙シートは古くからある循環利用型の材料であるが、長い歴史の中では軽量化、強度向上は進んでいるものの、その向上の度合いは決して大きくなく強度を生かした紙製品以外への展開は進んでいないのが実情である。   In recent years, the use of biomass resources, which are recyclable and recyclable resources, has attracted attention due to the growing awareness of global environmental issues. Plant fiber, one of the biomass resources, has many possibilities, but its performance is often not satisfied, so it is expected to be used in large markets such as automobiles, houses, and household appliances. Development is not progressing. Paper sheets, on the other hand, are a long-lasting material that has been recycled, but in the long history, weight reduction and strength improvement have progressed, but the degree of improvement has never been so great that it can be used only for paper products that take advantage of strength. The fact is that development is not progressing.

パルプ繊維を抄紙する際に、パルプを叩解してパルプ繊維間結合を強めることは、製紙技術の誕生以来行なわれている。叩解によってパルプ繊維に付与される性質はいくつかあるが、中でも繊維間結合に重要な影響を与える繊維のフィブリル化が挙げられる。フィブリル化は、一般的に、パルプ繊維に部分的に生ずる微細繊維(ミクロフィブリル)が繊維表面積の増大と繊維間の結合ネットワークの形成に寄与し、パルプ繊維間結合を強めると考えられている。しかしながら、叩解時のフィブリル化と同時に生じる他の現象として、パルプ繊維の切断という短繊維化現象が発生し、紙力の低下を引き起こす。このため、紙力増強を行う方法としては、微細繊維化パルプをつくり、抄紙前のパルプスラリーに添加して紙力を増強する方法があるが、微細繊維化パルプスラリーを得るには、多大なエネルギーが必要となるため、効率的な製造方法の提供が強く求められている。   When making pulp fiber, it has been performed since the birth of papermaking technology to beat the pulp and strengthen the bond between pulp fibers. There are several properties imparted to pulp fibers by beating, and among these, fibrillation of fibers, which has an important influence on interfiber bonding, can be mentioned. In general, fibrillation is considered that fine fibers (microfibrils) partially generated in pulp fibers contribute to an increase in fiber surface area and formation of a bond network between fibers, and strengthen the bond between pulp fibers. However, as another phenomenon that occurs simultaneously with fibrillation at the time of beating, a shortening phenomenon called pulp fiber cutting occurs, causing a reduction in paper strength. For this reason, as a method for enhancing the paper strength, there is a method of making a fine fiberized pulp and adding it to the pulp slurry before paper making to enhance the paper strength. Since energy is required, provision of an efficient manufacturing method is strongly demanded.

例えば、特許文献1にはパルプ水系懸濁液を媒体攪拌ミルまたは振動式ミルにより微細化処理を試みているが、この方法は微細化するまでに時間がかかり、多大のエネルギーが必要である。   For example, Patent Document 1 attempts to refine a pulp aqueous suspension by a medium agitating mill or a vibration mill, but this method takes time to refine and requires a great deal of energy.

特許文献2、3には予め叩解処理したパルプスラリーを高圧ホモジナイザーでさらに微細化処理する方法が提案されているが、最終工程の高圧式ホモジナイザー処理時は圧力によって高速に加速されたパルプスラリー液が衝突して微細化するため、微細化の過程でスラリー粘度が急激に上昇し、配管などが詰まるおそれがあり、効率的ではない。また、過剰の力で処理されているため、短繊維化されやすく、繊維シートの強度アップ効果が得られにくい。   Patent Documents 2 and 3 propose a method of further refinement of a pulp slurry that has been beaten in advance with a high-pressure homogenizer, but during the final high-pressure homogenizer treatment, a pulp slurry liquid accelerated at high speed by pressure is used. Since it collides and refines | miniaturizes, a slurry viscosity rises rapidly in the process of refinement | miniaturization, there exists a possibility that piping etc. may be clogged, and it is not efficient. Moreover, since it is processed by excessive force, it is easy to shorten the fiber, and it is difficult to obtain the effect of increasing the strength of the fiber sheet.

特許文献4には、セルロース繊維を酸化した後、第一段階において高速回転式分散機で機械的処理し、第二段階において高圧式ホモジナイザーなどの高圧分散機で機械的処理を行って、微細酸化セルロース繊維分散液を得る製造方法が開示されている。この方法によりセルロース微細酸化セルロースは得られるが、通常の抄紙機で用いられるプラスチックワイヤーで抄紙した場合、微細繊維がワイヤーを抜け落ちてしまい、セルロース繊維シートが効率よく作製できなかった。   In Patent Document 4, after the cellulose fiber is oxidized, it is mechanically processed with a high-speed rotary disperser in the first stage, and mechanically processed with a high-pressure disperser such as a high-pressure homogenizer in the second stage. A production method for obtaining a cellulose fiber dispersion is disclosed. Cellulose fine oxidized cellulose can be obtained by this method. However, when paper was made with a plastic wire used in a normal paper machine, the fine fiber fell off the wire, and the cellulose fiber sheet could not be produced efficiently.

特許文献5には、微細セルロース繊維からなる高引張り強度の不織布の製造方法が提案されているが、その引張強度は強度が必要とされる構造部材を補強するには不十分である。また、抄紙する際にイソブチルアルコールを用いているため、防爆機能を備えた特殊な設備が抄紙に必要であるなどの問題があった。   Patent Document 5 proposes a method for producing a high tensile strength nonwoven fabric made of fine cellulose fibers, but the tensile strength is insufficient to reinforce a structural member that requires strength. In addition, since isobutyl alcohol is used for papermaking, there is a problem that special equipment with an explosion-proof function is necessary for papermaking.

特開平8−188980号公報JP-A-8-188980 特許第2967804号公報Japanese Patent No. 2967804 特許第4302794号公報Japanese Patent No. 4302794 特開2009−161893号公報JP 2009-161893 特開2008−274525号公報JP 2008-274525 A

本発明はセルロース繊維含有スラリーに特定のカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を配合することで通常抄紙で使用されるプラスチックワイヤーで抄紙しても従来の紙よりも飛躍的に強度が向上したセルロース繊維シートを提供することを課題とする。   The present invention provides a cellulose fiber sheet having a significantly improved strength compared to conventional paper even when paper is made with a plastic wire normally used in papermaking by blending a specific cationic polyacrylamide resin into a cellulose fiber-containing slurry. The issue is to provide.

本発明は以下の各発明を包含する。
(1)セルロース繊維に極限粘度法による粘度平均分子量が500万以上、カチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂およびカチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を含有させてなるセルロース繊維シートである。
The present invention includes the following inventions.
(1) A cationic polyacrylamide resin having a viscosity average molecular weight of 5 million or more and a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq / g and a cationic charge density of 1.5 to 3. This is a cellulose fiber sheet containing a cationic polyacrylamide-based resin of 0 meq / g.

(2)前記カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂がアクリルアミドと下記式(I)の単量体の共重合体である(1)に記載のセルロース繊維シートである。 (2) The cellulose fiber sheet according to (1), wherein the cationic polyacrylamide resin is a copolymer of acrylamide and a monomer represented by the following formula (I).

Figure 2012162814
(式(I)中、R、R、Rはそれぞれ独立して、H、メチル基、エチル基又はベンジル基;RはH又はメチル基;XはCl、Brを表す。)
Figure 2012162814
(In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent H, a methyl group, an ethyl group or a benzyl group; R 4 represents H or a methyl group; X represents Cl or Br . )

(3)前記セルロース繊維100質量部に対して、前記カチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を0.1〜2質量部および前記カチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を0.1〜2質量部含有させてなる(1)または(2)に記載のセルロース繊維シートである。 (3) 0.1 to 2 parts by mass of the cationic polyacrylamide resin having a cation charge density of 0.5 to 1.5 meq / g and 100 parts by mass of the cation charge density with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber. It is a cellulose fiber sheet as described in (1) or (2) which contains 0.1-2 mass parts of cationic polyacrylamide type-resins which are 0.5-3.0 meq / g.

(4)前記セルロース繊維シートのJIS P8113:1998に準じて測定した引張強度の縦横比が3.0以上、かつ縦方向の強度と横方向の強度の相乗平均が120〜300MPaである(1)〜(3)のいずれか1項に記載のセルロース繊維シートである。 (4) The aspect ratio of the tensile strength measured according to JIS P8113: 1998 of the cellulose fiber sheet is 3.0 or more, and the geometric average of the longitudinal strength and the transverse strength is 120 to 300 MPa (1) It is a cellulose fiber sheet given in any 1 paragraph of-(3).

本発明によれば、通常の抄紙機で用いられるプラスチックワイヤーで簡便に、高強度のセルロース繊維シートを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a high strength cellulose fiber sheet can be provided simply with the plastic wire used with a normal paper machine.

以下、本発明について詳細に説明する。
(セルロース繊維用原料)
本発明のセルロース繊維用原料としては特に限定されないが、植物由来のセルロース、動物由来のセルロース、バクテリア由来のセルロースなどが挙げられる。より具体的には、針葉樹、広葉樹をクラフト法、サルファイト法、ソーダ法、ポリサルファイド法などで蒸解した化学パルプ繊維;レファイナー、グラインダーなどの機械力によってパルプ化した機械パルプ繊維;薬品による前処理の後、機械力によってパルプ化したセミケミカルパルプ繊維;或いは古紙パルプ繊維などを例示でき、それぞれ未晒(漂白前)もしくは晒(漂白後)の状態で使用することができる。また、草本類から製造される非木材繊維としては、例えば綿、マニラ麻、亜麻、ミツマタ、ワラ、竹、バガス、ケナフなどを木材パルプと同様の方法でパルプ化した繊維が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Raw material for cellulose fiber)
Although it does not specifically limit as a raw material for cellulose fibers of this invention, Plant origin cellulose, animal origin cellulose, bacteria origin cellulose, etc. are mentioned. More specifically, chemical pulp fibers obtained by digesting conifers and hardwoods using the craft method, sulfite method, soda method, polysulfide method, etc .; Thereafter, semichemical pulp fibers pulped by mechanical force; or waste paper pulp fibers can be exemplified, and they can be used in an unbleached (before bleaching) or bleached (after bleaching) state, respectively. Examples of non-wood fibers produced from herbs include fibers obtained by pulping cotton, manila hemp, flax, mitsumata, straw, bamboo, bagasse, kenaf, and the like in the same manner as wood pulp.

パルプとして使用される樹種は、ベイマツ、アカマツ、クロマツ、トドマツ、エゾマツ、ベニマツ、カラマツ、モミ、ツガ、スギ、ヒノキ、カラマツ、シラベ、トウヒ、ヒバ、ダグラスファー、ヘムロック、ホワイトファー、スプルース、バルサムファー、シーダ、パイン、メルクシマツ、ラジアータパイン等の針葉樹、ブナ、カバ、ハンノキ、ナラ、タブ、シイ、シラカバ、ハコヤナギ、ポプラ、タモ、ドロヤナギ、ユーカリ、マングローブ、ラワン等の広葉樹が挙げられる。   The tree species used as pulp are bay pine, red pine, black pine, todomatsu, spruce pine, beech pine, larch, fir, tsuga, cedar, cypress, larch, syringe, spruce, hiba, douglas fir, hemlock, white fur, spruce, balsam fur. And conifers such as cedar, pine, merck pine, and radiata pine, and broadleaf trees such as beech, birch, alder, nara, tub, shii, birch, boxwood, poplar, tamo, dragonfly, eucalyptus, mangrove, and lawan.

(パルプ懸濁液の準備)
前記パルプ繊維を用いて、前処理としての予備叩解を行なうに際しては、製紙用で従来から慣用されている一般的な叩解機が使用でき、例えば、ビーター、ジョルダン、コニカルリファイナー、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー等のいずれの叩解機も使用できる。予備叩解時のパルプスラリー濃度は4〜20質量%の範囲が好ましい。さらに好ましくは5〜10質量%である。4質量%未満ではパルプ繊維の分散濃度が低く、叩解効率が低下する。一方、20質量%を超えると、叩解途中でスラリーの粘度上昇があり、同様に叩解効率が低下する。使用する分散媒は水、有機溶媒、或いはその混合体のいずれも可能であるが、水の方が好ましい。
上記したパルプ叩解機の処理効率は非常に高いため、予備叩解処理においてはJIS P 8121−1995のカナダ標準濾水度(以下CSFと称す)をできるだけ小さくしておくことが好ましく、長繊維パルプ、短繊維パルプいずれの場合もCSFが20ml以下になるように叩解を行い、パルプ懸濁液を得る。前記パルプ懸濁液のCSFは15ml以下が好ましく、10ml以下がさらに好ましい。CSFが10ml以下になると測定誤差が大きくなり、その場合はパルプ懸濁液の濃度を薄めて(例えば0.1質量%に薄めて)、変則CSFを測定することが可能である。0.1質量%の変則CSFの場合は10〜400mlの範囲が好ましく、さらに好ましくは50〜350mlである。
(Preparation of pulp suspension)
When performing the preliminary beating as a pretreatment using the pulp fiber, a conventional beating machine conventionally used for papermaking can be used, for example, beater, Jordan, conical refiner, single disc refiner, double disc Any beating machine such as a refiner can be used. The pulp slurry concentration at the time of preliminary beating is preferably in the range of 4 to 20% by mass. More preferably, it is 5-10 mass%. If it is less than 4% by mass, the dispersion concentration of the pulp fiber is low, and the beating efficiency is lowered. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, the viscosity of the slurry will increase during the beating, and the beating efficiency will similarly decrease. The dispersion medium used may be water, an organic solvent, or a mixture thereof, but water is preferred.
Since the processing efficiency of the above-described pulp beater is very high, it is preferable to keep the Canadian standard freeness (hereinafter referred to as CSF) of JIS P 8121-1995 as small as possible in the preliminary beating process. In any case of short fiber pulp, beating is performed so that the CSF is 20 ml or less to obtain a pulp suspension. The pulp suspension has a CSF of preferably 15 ml or less, and more preferably 10 ml or less. When the CSF is 10 ml or less, the measurement error increases. In this case, the irregular CSF can be measured by diluting the concentration of the pulp suspension (for example, diluting to 0.1% by mass). In the case of 0.1% by mass irregular CSF, the range is preferably 10 to 400 ml, more preferably 50 to 350 ml.

(ミクロフィブリル化)
CSFが20ml以下に叩解されたパルプ懸濁液の濃度を4質量%以下、好ましくは0.2〜3.5質量%、さらに好ましくは0.7〜2.8質量%になるように調製した後、重さ加重平均繊維長が0.30mm〜0.80mm、かつ平均繊維幅が25μm以下になるように高速回転式分散機によって処理を行い、本発明において使用されるセルロース繊維の水系懸濁液を得る。前記セルロース繊維は、好ましくは重さ加重平均繊維長が0.40〜0.70mm、平均繊維幅が0.05〜10μm、さらに好ましくは重さ加重平均繊維長が0.45〜0.65mm、平均繊維幅が0.1〜3μmになるようにミクロフィルリル化を行う。重さ加重平均繊維長が0.30mmより小さい場合には、パルプ自体が短いため、得られたセルロース繊維シートの強度は小さいものとなる。0.80mmを超え、あるいは平均繊維幅が25μmを超えると、セルロース繊維のミクロフィブリル化が不十分なため、得られたセルロース繊維シートは通常の紙と同等の強度しか得られない。本発明の重さ加重平均繊維長および平均繊維幅はJAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法No.52:2000に準じて、カヤーニ(KAJAANI)社製の繊維長測定機(FS−200)を用いて測定した値である。
(Microfibrillation)
The concentration of the pulp suspension in which CSF was beaten to 20 ml or less was adjusted to 4% by mass or less, preferably 0.2 to 3.5% by mass, and more preferably 0.7 to 2.8% by mass. Thereafter, the weight-weighted average fiber length is 0.30 mm to 0.80 mm, and the average fiber width is treated with a high-speed rotary disperser so that the average fiber width is 25 μm or less, and the aqueous suspension of cellulose fibers used in the present invention. Obtain a liquid. The cellulose fibers preferably have a weight weighted average fiber length of 0.40 to 0.70 mm, an average fiber width of 0.05 to 10 μm, more preferably a weight weighted average fiber length of 0.45 to 0.65 mm, Microfilrillation is performed so that the average fiber width is 0.1 to 3 μm. When the weight-weighted average fiber length is smaller than 0.30 mm, the pulp itself is short, so that the strength of the obtained cellulose fiber sheet is small. If the average fiber width exceeds 0.80 mm or the average fiber width exceeds 25 μm, microfibrillation of the cellulose fibers is insufficient, so that the obtained cellulose fiber sheet can obtain only the same strength as ordinary paper. The weight-weighted average fiber length and the average fiber width of the present invention are those of JAPAN TAPPI Paper Pulp Test Method No. 52: 2000, a value measured using a fiber length measuring device (FS-200) manufactured by KAJANI.

本発明において、セルロース繊維は高速回転式分散機を用いてミクロフィブリル化するのが好ましい。前記高速回転式分散機によるミクロフィブリル化処理は、機械的処理として、攪拌手段となる1又は2以上の回転体を有する高速回転式分散機を用い、前記回転体の翼先端部の周速(以下「周速」と称す)が10m/s以上で処理する方法である。周速は12m/s以上が好ましく、15m/s以上がより好ましく、20m/s以上が特に好ましい。周速の上限は特に限定しないが、経済性や分散機の機械強度から100m/s以下が好ましい。   In the present invention, the cellulose fibers are preferably microfibrillated using a high-speed rotary disperser. The microfibrillation treatment by the high-speed rotating disperser uses a high-speed rotating disperser having one or two or more rotating bodies serving as stirring means as a mechanical process, and the peripheral speed ( (Hereinafter referred to as “peripheral speed”) is a method of processing at 10 m / s or more. The peripheral speed is preferably 12 m / s or more, more preferably 15 m / s or more, and particularly preferably 20 m / s or more. The upper limit of the peripheral speed is not particularly limited, but is preferably 100 m / s or less in view of economy and mechanical strength of the disperser.

高速回転式分散機は、高速回転するローターによりパルプ懸濁液に運動エネルギーが加えられ、スクリーンスリット部を懸濁液が高速で通過するが、それと同時に断続的にジェット流が生成され、速度界面のせん断力によりパルプ繊維のミクロフィブリル化が促進される。このときパルプ繊維には繊維を長さ方向に切断するような引張力は殆どかからないため繊維の切断は起こりにくく、高圧ホモジナイザーなどのような高圧式分散機と異なり、短繊維化されにくい特徴を有する。また、ミクロフィブリル化されたセルロース繊維の回収率も高い。回転体は、各種形状の攪拌羽根、槽自体が回転するもの等の公知公用のものが挙げられる。
高速回転式分散機は、回転体と固定部の間の空隙に処理対象となるパルプ懸濁液を通過させて分散させるタイプのもの、一定方向に回転する内側回転体と内側回転体の外側を逆に回転する外側回転体とを有し、内側回転体と外側回転体の間の空隙に処理対象を通過させて分散させるタイプのものがあるが、本発明においてはミクロフィブリル化の効率から後者のタイプのものが好ましい。高速回転式分散機としては例えば、エム・テクニック社製の「クレアミックス」、大平洋機工社製の「マイルダー」、「シャープフローミル」、ユーロテック社製の「キャビトロン」、プライミクス社製の「TKロボミックス」、「フィルミックス」等を挙げることができる。
In a high-speed rotating disperser, kinetic energy is applied to the pulp suspension by a rotor that rotates at high speed, and the suspension passes at high speed through the screen slit, but at the same time, a jet flow is generated intermittently, and the speed interface The microfibrillation of the pulp fiber is promoted by the shearing force. At this time, the pulp fiber hardly has a tensile force that cuts the fiber in the length direction, so that the fiber is hardly cut. Unlike a high-pressure disperser such as a high-pressure homogenizer, the pulp fiber has a characteristic that it is difficult to shorten the fiber. . Further, the recovery rate of microfibrillated cellulose fibers is high. Examples of the rotating body include well-known and publicly-used ones such as various shapes of stirring blades and those in which the tank itself rotates.
The high-speed rotating disperser is of a type in which the pulp suspension to be treated is passed through the gap between the rotating body and the fixed part to disperse the inner rotating body that rotates in a fixed direction and the outside of the inner rotating body. There is an outer rotating body that rotates in reverse, and there is a type in which the object to be treated is passed through and dispersed in the gap between the inner rotating body and the outer rotating body. In the present invention, the latter is used because of the efficiency of microfibrillation. These types are preferred. Examples of high-speed rotary dispersers include `` CLEAMIX '' manufactured by M Technique, `` Milder '' manufactured by Taiyo Koki Co., `` Sharp Flow Mill '', `` Cabitron '' manufactured by Eurotech, TK robot mix "," fill mix "and the like.

このように高速回転させながら狭い空隙を通すことにより、高いせん断速度(単位s−1)を発生させることができるため、単に高速回転(例えば、空隙が大きくせん断速度が低い一般市販のホモミキサーなど)させた場合と比べて、ミクロフィブリル化処理が効果的に行える。上記空隙の大きさは5mm以下が好ましく、より好ましくは3mm以下、更に好ましくは2mm以下である。 Since a high shear rate (unit s −1 ) can be generated by passing through a narrow gap while rotating at a high speed in this way, a high-speed rotation (for example, a general commercially available homomixer with a large gap and a low shear rate) ), The microfibrillation treatment can be effectively performed. The size of the gap is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and still more preferably 2 mm or less.

ミクロフィブリル化の処理時間は前記周速、1回のパルプ懸濁液の処理量や処理槽の容量等との関連において適宜設定することができる。例えば、回転体の周速が18m/s、処理槽の容量が1L、濃度2.5質量%のパルプ懸濁液が500gの場合は、処理時間が5〜100分程度である。   The processing time for microfibrillation can be appropriately set in relation to the peripheral speed, the processing amount of one pulp suspension, the capacity of the processing tank, and the like. For example, when the peripheral speed of the rotating body is 18 m / s, the capacity of the treatment tank is 1 L, and the pulp suspension having a concentration of 2.5 mass% is 500 g, the treatment time is about 5 to 100 minutes.

(セルロース繊維シートの製造)
本発明において、前記セルロース繊維を含有する繊維シートの製造方法は特に限定しないが、例えば下記の方法で製造することが可能である。
(A)セルロース繊維含有原料パルプスラリーを通常の抄紙方法で抄紙してシート化する方法
(B)セルロース繊維含有原料パルプスラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたセルロース繊維層を基材から剥離してシート化する方法
などが挙げられる。
(Manufacture of cellulose fiber sheet)
In this invention, although the manufacturing method of the fiber sheet containing the said cellulose fiber is not specifically limited, For example, it is possible to manufacture with the following method.
(A) Method of making a sheet by making a cellulose fiber-containing raw material pulp slurry by a normal paper making method (B) Cellulose fibers formed by coating a cellulose fiber-containing raw material pulp slurry on a substrate and drying it The method of peeling a layer from a base material and making it into a sheet | seat etc. is mentioned.

(A)の方法はセルロース繊維含有原料パルプスラリーを通常の抄紙で用いられる長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機のほか、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機、さらに手抄き等公知の抄紙方法で抄紙され、一般の紙と同様の方法でシート化することが可能である。つまり、セルロース繊維含有原料パルプスラリーをワイヤー上で脱水して湿紙状態のシートを得た後、プレス、乾燥することで繊維シートを得ることが可能である。勿論、必要に応じて、マシンカレンダーまたはスーパーカレンダーにより表面を平滑化させ、高密度化させて強度を向上させることも可能である。   The method (A) is not only a continuous paper machine such as a long-mesh type, a circular net type, an inclined type, etc., in which a cellulose fiber-containing raw pulp slurry is used in ordinary paper making, but also a multi-layered paper making machine combining these, Paper is made by a known paper making method such as paper making, and can be made into a sheet by the same method as general paper. That is, after a cellulose fiber containing raw material pulp slurry is dehydrated on a wire to obtain a wet paper sheet, the fiber sheet can be obtained by pressing and drying. Of course, if necessary, the surface can be smoothed by a machine calender or a super calender and densified to improve the strength.

本発明において、セルロース繊維含有原料パルプスラリーに極限粘度法による粘度平均分子量が500万以上、かつカチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂およびカチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を含有させて抄紙あるいは塗工する。ポリアクリルアミドのカチオン性が3.0meq/g以上であると微細セルロース繊維が過度に凝集して抄紙した際の地合いが悪化し、強度が低下してしまう。一方、ポリアクリルアミドのカチオン性が0.5meq/g以下であると微細セルロース繊維が抄紙の際にワイヤーから抜け落ちてしまう。前記分子量が500万以下であると微細セルロース繊維を水素結合により結合するには不十分である。
さらに、セルロース繊維含有原料パルプスラリーに極限粘度法による粘度平均分子量が500万以上、かつカチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂およびカチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂の2種類を含有させる事で、抄紙の際の微細繊維のワイヤー抜けを防ぎ、なおかつ高強度のセルロース繊維含有シートを得ることができる。これは2種のカチオン性ポリアクリルアミドのうち、高カチオン性のポリアクリルアミドで微細繊維を緩やかに凝集させて抄紙の際の微細繊維のワイヤー抜けを防止し、さらに低カチオン性のポリアクリルアミドでセルロース繊維間を水素結合により強固に結合させるためである。
また、カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂のセルロース繊維に対しての添加量は0.1〜2質量部が好ましい。添加量が0.1%以下であると微細繊維が十分に凝集せず、抄紙した際に抜け落ちてしまう。一方、添加量が2質量%を超えると、抄紙する際のセルロース繊維含有スラリーの粘度が上昇し、抄紙速度が遅くなるため好ましくない。
In the present invention, the cellulose fiber-containing raw material pulp slurry has a cationic polyacrylamide resin having a viscosity average molecular weight of 5 million or more by an intrinsic viscosity method and a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq / g, and a cationic charge density. Paper making or coating is carried out by containing a cationic polyacrylamide resin of 1.5 to 3.0 meq / g. If the polyacrylamide has a cationicity of 3.0 meq / g or more, the fine cellulose fibers are excessively aggregated to deteriorate the texture when paper is produced, and the strength is lowered. On the other hand, when the polyacrylamide has a cationic property of 0.5 meq / g or less, fine cellulose fibers fall out of the wire during papermaking. When the molecular weight is 5 million or less, it is insufficient for bonding fine cellulose fibers by hydrogen bonding.
Furthermore, a cationic polyacrylamide resin having a viscosity average molecular weight of 5 million or more by an intrinsic viscosity method and a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq / g and a cationic charge density of 1. By containing two kinds of cationic polyacrylamide resins of 5 to 3.0 meq / g, it is possible to prevent the fine fibers from coming out of the wire during paper making and to obtain a high strength cellulose fiber-containing sheet. Of the two types of cationic polyacrylamides, fine fibers are gently agglomerated with high cationic polyacrylamide to prevent fine fibers from coming off during paper making, and cellulose fibers with low cationic polyacrylamide. This is because the gap is firmly bonded by hydrogen bonding.
Moreover, the addition amount with respect to the cellulose fiber of cationic polyacrylamide type resin has preferable 0.1-2 mass parts. If the addition amount is 0.1% or less, the fine fibers are not sufficiently aggregated and fall off when paper is made. On the other hand, when the addition amount exceeds 2% by mass, the viscosity of the cellulose fiber-containing slurry at the time of paper making increases, and the paper making speed becomes slow.

前記カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてはアクリルアミドと下記式(I)の単量体の共重合体が好ましい。   The cationic polyacrylamide resin is preferably a copolymer of acrylamide and a monomer represented by the following formula (I).

Figure 2012162814
(式(I)中、R、R、Rはそれぞれ独立して、H、メチル基、エチル基又はベンジル基;RはH又はメチル基;XはCl、Brを表す。)
Figure 2012162814
(In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent H, a methyl group, an ethyl group or a benzyl group; R 4 represents H or a methyl group; X represents Cl or Br . )

構造式(I)の(メタ)アクリロイルオキシエチルアンモニウム塩において、R、R及びRが全てメチル基、或いはR、Rがメチル基、Rが水素原子であるのが好ましく、特に全てメチル基であるのが好ましい。また、XはCl、Brが好ましく、Rは水素原子とメチル基のいずれでもよい。
前記構造式(I)の単量体は、具体的には(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、若しくは(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアンモニウム塩が挙げられる。
In the (meth) acryloyloxyethylammonium salt of the structural formula (I), R 1 , R 2 and R 3 are preferably all methyl groups, or R 1 , R 2 are methyl groups, and R 3 is preferably a hydrogen atom, Particularly preferred are all methyl groups. X is preferably Cl or Br , and R 4 may be either a hydrogen atom or a methyl group.
Specific examples of the monomer of the structural formula (I) include (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium salt and (meth) acryloyloxyethyldimethylammonium salt.

構造式(I)の(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩は、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートを4級化剤、例えば塩化メチル等のハロゲン化アルキル等と反応させることにより得られる。また、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアンモニウム塩は、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートを酸、例えば塩酸、臭素酸、硫酸、硝酸、酢酸等と反応させることにより得られ、酸の代表例は塩酸、硫酸である。   The (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium salt of the structural formula (I) is obtained by reacting dimethylaminoethyl (meth) acrylate with a quaternizing agent, for example, an alkyl halide such as methyl chloride. (Meth) acryloyloxyethyldimethylammonium salt is obtained by reacting dimethylaminoethyl (meth) acrylate with an acid such as hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid and the like. It is sulfuric acid.

(B)の方法は、セルロース繊維含有原料パルプスラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたセルロース繊維含有層を基材から剥離することにより、セルロース繊維からなるシートを得る方法である。塗工装置と長尺の基板を用いることで、セルロース繊維から成るシートを連続的に生産することができる。基材の材質は、セルロース繊維含有原料パルプスラリーに対する濡れ性が高いものの方が乾燥時の繊維シートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成された繊維シートが容易に剥離できるものを選択しなければならない。中でも樹脂板または金属板の中で、適当なものを単独、または積層して使用するのが好適である。例えばアクリル板、ポリテトラフルオロエチレン板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛板、銅板、鉄板等の金属板および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を用いることができる。セルロース繊維含有原料パルプスラリーを基材上に塗工するには、前記基材に所定のスラリー量を塗布することが可能な各種コーターを使用すれば良い。例えば、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター等が使用できるが、中でもダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、エアドクターコーター等の塗工方式によるものが均一な塗布には有効である。また、乾燥には熱風乾燥や赤外線乾燥、真空乾燥等が有効である。基板に長尺の巻き取り板を使用してコーターでセルロース繊維含有シートを形成することにより、連続的なシート製造が可能となり、基板上で形成したセルロース繊維含有シートは基板と共に巻き取り、使用時に基板から剥離して使用しても良いし、基板の巻取り前にセルロース繊維含有シートを剥離し、基板と繊維シートそれぞれを巻き取りとしても良い。   In the method (B), a cellulose fiber-containing raw material pulp slurry is applied onto a substrate, and the cellulose fiber-containing layer formed by drying the slurry is peeled from the substrate to obtain a sheet made of cellulose fibers. Is the method. By using a coating apparatus and a long substrate, sheets made of cellulose fibers can be continuously produced. The material of the base material that has higher wettability to the cellulose fiber-containing raw material pulp slurry may be able to suppress shrinkage of the fiber sheet during drying, but the fiber sheet formed after drying can be easily peeled off You have to choose one. Among them, it is preferable to use a suitable one alone or laminated among resin plates or metal plates. For example, resin plates such as acrylic plates, polytetrafluoroethylene plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, and their surfaces Oxidized ones, stainless steel plates, brass plates and the like can be used. In order to apply the cellulose fiber-containing raw material pulp slurry onto the base material, various coaters capable of applying a predetermined amount of slurry to the base material may be used. For example, roll coater, gravure coater, die coater, curtain coater, spray coater, blade coater, rod coater, air doctor coater, etc. can be used, among them coating methods such as die coater, curtain coater, spray coater, air doctor coater, etc. Is effective for uniform application. For drying, hot air drying, infrared drying, vacuum drying and the like are effective. By forming a cellulose fiber-containing sheet with a coater using a long winding plate on the substrate, it becomes possible to produce a continuous sheet. The cellulose fiber-containing sheet formed on the substrate is wound together with the substrate and used at the time of use. The cellulose fiber-containing sheet may be peeled off before the substrate is wound, and the substrate and the fiber sheet may be wound up.

(A)、(B)の製造方法に関わらず、本発明のセルロース繊維シートの坪量は特に限定するものではないが、10〜500g/mが好適である。さらに好ましくは20〜300g/mである。10g/m以下ではセルロース繊維シートの製造過程において繊維シートが切れやすく、500g/m以上では(A)、(B)の製造方法に関係なく生産効率が低下する。 Regardless of the production method of (A) and (B), the basis weight of the cellulose fiber sheet of the present invention is not particularly limited, but 10 to 500 g / m 2 is preferable. More preferably, it is 20-300 g / m < 2 >. If it is 10 g / m 2 or less, the fiber sheet is easily cut during the production process of the cellulose fiber sheet, and if it is 500 g / m 2 or more, the production efficiency is lowered regardless of the production methods (A) and (B).

セルロース繊維シートの強度をさらに向上させるには、紙力剤を添加することが好ましい。例えば尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、植物性ガム、ラテックス、ポリエチレンイミン、グリオキサル、ガム、マンノガラクタン、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、澱粉、カルボキシメチルセルロース、グアーガム、尿素樹脂等の紙力増強剤が挙げられる。
紙力剤の添加方法は特に限定しないが、添加量は前記パルプ100質量部に対して、0.1〜10質量部を含有することが好ましい。さらに好ましくは0.5〜5質量部を含有する。0.1質量部未満では紙力アップ効果が小さく、10質量部を超えると繊維シートが硬くなりやすく、またコストアップにもなる。
In order to further improve the strength of the cellulose fiber sheet, it is preferable to add a paper strength agent. For example, urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, polyamide polyamine epichlorohydrin resin, vegetable gum, latex, polyethyleneimine, glyoxal, gum, mannogalactan, polyacrylamide resin, polyvinyl alcohol, starch, carboxymethylcellulose, guar gum, urea resin, etc. Examples include force enhancers.
Although the addition method of a paper strength agent is not specifically limited, It is preferable that the addition amount contains 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said pulps. More preferably, it contains 0.5 to 5 parts by mass. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the effect of increasing the paper strength is small.

その他、セルロース繊維含有懸濁液である原料パルプスラリーを抄紙或いは基材に塗工してシートを作製する際には、目的、必要に応じて、填料、pH調整剤、消泡剤、増粘剤等を添加することが可能である。   In addition, when a raw material pulp slurry, which is a cellulose fiber-containing suspension, is applied to paper or a base material to produce a sheet, a filler, a pH adjuster, an antifoaming agent, a thickening agent are used as required. It is possible to add an agent or the like.

(A)、(B)の製造方法で得られた湿紙状態のセルロース繊維シートを十分にプレスすることでより高密度な繊維シートを得ることが可能であり、結果的に高強度のセルロース繊維シートを得ることが可能となる。プレス後、一般的な乾燥設備により乾燥される。その後、マシンカレンダーまたはスーパーカレンダーにより密度を向上させ、さらに高強度にすることも可能である。セルロース繊維シート密度は0.90〜1.20g/cmの範囲が好ましい。 It is possible to obtain a higher-density fiber sheet by sufficiently pressing the cellulose fiber sheet in the wet paper state obtained by the production method of (A) and (B), and as a result, a high-strength cellulose fiber A sheet can be obtained. After pressing, it is dried by general drying equipment. Thereafter, the density can be improved by using a machine calendar or a super calendar to further increase the strength. The cellulose fiber sheet density is preferably in the range of 0.90 to 1.20 g / cm 3 .

本発明に用いるセルロース繊維シートの引張強度(JIS P 8113:1998に準じて測定)の縦横比が3.0以上、かつ縦方向の強度と横方向の強度の相乗平均が120MPa以上であることが好ましい。それにより本発明の紙シートの一用途として、樹脂などとの複合材を作製した場合、複合材は高強度を有する。
セルロース繊維シートの引張強度の縦横比が3.0未満、或いは縦方向の引張強度と横方向の引張強度の相乗平均が120MPaに満たない場合は、得られたセルロース繊維シートと樹脂の複合材の強度が不十分である。前記(A)、(B)のような製法を用いて効率よく生産するには、セルロース繊維シートの引張強度の縦横比は3.0〜6.0が好ましく、3.0〜4.0が特に好ましい。セルロース繊維シートの縦方向の強度と横方向の強度の相乗平均値を上げるには紙力剤の増添などもある程度まで可能であるが、パルプ繊維の更なる微細化を進めた方がシート強度のアップ効果が得られやすい。生産効率とコストの面から、縦方向の強と横方向の強度の相乗平均は120〜300MPaが好ましく、120〜200MPaの範囲が特に好ましい。
The aspect ratio of the tensile strength (measured according to JIS P 8113: 1998) of the cellulose fiber sheet used in the present invention is 3.0 or more, and the geometric mean of the longitudinal strength and the transverse strength is 120 MPa or more. preferable. Accordingly, when a composite material with a resin or the like is produced as an application of the paper sheet of the present invention, the composite material has high strength.
When the aspect ratio of the tensile strength of the cellulose fiber sheet is less than 3.0, or when the geometric average of the tensile strength in the longitudinal direction and the tensile strength in the transverse direction is less than 120 MPa, the obtained composite material of cellulose fiber sheet and resin Insufficient strength. In order to efficiently produce using the production methods such as (A) and (B), the aspect ratio of the tensile strength of the cellulose fiber sheet is preferably 3.0 to 6.0, and preferably 3.0 to 4.0. Particularly preferred. To increase the geometric mean value of the longitudinal strength and lateral strength of cellulose fiber sheet, it is possible to add paper strength agent to some extent, but sheet strength is further improved by further refinement of pulp fiber It is easy to get the effect. From the viewpoint of production efficiency and cost, the geometric mean of the strength in the vertical direction and the strength in the horizontal direction is preferably 120 to 300 MPa, and particularly preferably in the range of 120 to 200 MPa.

本発明のセルロース繊維シートは、従来の繊維シートに比べて非常に高強度を有するため、前記繊維シートに熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂を含浸させて複合材料として使用することは重要用途の一つである。具体的には、自動車、住宅、家電、家具等の構造部材等に利用可能であるがこれらに限定されるものではない。   Since the cellulose fiber sheet of the present invention has a very high strength compared to conventional fiber sheets, it is one of important applications to use the fiber sheet as a composite material by impregnating the fiber sheet with a thermoplastic or thermosetting resin. It is. Specifically, it can be used for structural members such as automobiles, houses, home appliances, and furniture, but is not limited thereto.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<パルプ原料の調製>
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)をダブルディスクリファイナーにて変則フリーネスが100mlになるまで叩解した。
<Preparation of pulp raw material>
Softwood bleached kraft pulp (NBKP) was beaten with a double disc refiner until the irregular freeness reached 100 ml.

<実施例1>
前記変則フリーネスが100mlのNBKPを濃度が0.5%になるように調製し、エムテクニック社製クレアミックス2.2Sにて30分機械力による解繊処理を行い、パルプスラリーを得た。このときの重さ加重平均繊維長は0.62mm、平均繊維幅は19.3μmであった。
前記パルプスラリー100質量部(固形分)に対してカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:1400万、カチオン電荷密度:2.36meq/g)を0.1質量部(固形分)とアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:1300万、カチオン電荷密度:1.08meq/g)を0.1質量部(固形分)配合して濃度0.2質量%の抄紙用パルプスラリーを調整した。
前記抄紙用パルプスラリーを用い、長網抄紙機にて抄紙して、本発明のセルロース繊維シートを製造した。抄紙する際のワイヤーはLL−70E(日本フィルコン製)を使用した。セルロース繊維シートの坪量は105g/mであった。
<Example 1>
NBKP having an irregular freeness of 100 ml was prepared so as to have a concentration of 0.5%, and fibrillation treatment with mechanical force was performed for 30 minutes with CLEARMIX 2.2S manufactured by M Technique Co., Ltd. to obtain a pulp slurry. At this time, the weight weighted average fiber length was 0.62 mm, and the average fiber width was 19.3 μm.
Acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer as a cationic polyacrylamide resin (100 parts by mass (solid content)) (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 14 million, cationic charge density: 2.36 meq / 0.1 parts by mass (solid content) of g) and 0.1 mass of acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 13 million, cationic charge density: 1.08 meq / g) Part (solid content) was blended to prepare a papermaking pulp slurry having a concentration of 0.2% by mass.
The cellulose pulp sheet of the present invention was manufactured by using the paper pulp slurry and making paper using a long paper machine. LL-70E (manufactured by Nippon Filcon) was used as the wire for paper making. The basis weight of the cellulose fiber sheet was 105 g / m 2 .

<実施例2>
機械力による解繊処理を60分とし、カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:1400万、カチオン電荷密度:2.36meq/g)を0.1質量部(固形分)とアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:1300万、カチオン電荷密度:1.08meq/g)を1.5質量部添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。機械力による解繊処理後のパルプスラリーの重さ加重平均繊維長は0.61mm、平均繊維幅は19.6μmであった。また、セルロース繊維シートの坪量は98g/mであった。
<Example 2>
The fibrillation treatment by mechanical force is 60 minutes, and acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer as a cationic polyacrylamide resin (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 14 million, cationic charge density: 2.36 meq / g) 0.1 part by mass (solid content) and 1.5 parts by mass of acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 13 million, cationic charge density: 1.08 meq / g) A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that. The weight-weighted average fiber length of the pulp slurry after the fibrillation treatment by mechanical force was 0.61 mm, and the average fiber width was 19.6 μm. Moreover, the basic weight of the cellulose fiber sheet was 98 g / m 2 .

<実施例3>
機械力による解繊処理を90分とし、カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:1300万、カチオン電荷密度:1.08meq/g)を1.5質量部とアクリルアミド−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:800万、カチオン電荷密度:2.85meq/g)を0.1質量部(固形分)添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。機械力による解繊処理後のパルプスラリーの重さ加重平均繊維長は0.60mm、平均繊維幅は19.4μmであった。また、得られた繊維シートの坪量は102g/mであった。
<Example 3>
The fibrillation treatment by mechanical force is 90 minutes, and acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer as a cationic polyacrylamide resin (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 13 million, cationic charge density: 1.08 meq / g) 1.5 parts by mass and 0.1 part by mass (solid content) of acrylamide-dimethylaminoethyl acrylate copolymer (viscosity average molecular weight by the intrinsic viscosity method: 8 million, cationic charge density: 2.85 meq / g) A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that. The weight-weighted average fiber length of the pulp slurry after the fibrillation treatment by mechanical force was 0.60 mm, and the average fiber width was 19.4 μm. Moreover, the basic weight of the obtained fiber sheet was 102 g / m 2 .

<実施例4>
機械力による解繊処理を120分とし、処理濃度を1%としたほかは実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。機械力による解繊処理後のパルプスラリーの重さ加重平均繊維長は0.53mm、平均繊維幅は19.2μmであった。また、得られた繊維シートの坪量は98g/mであった。
<Example 4>
A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the fibrillation treatment by mechanical force was 120 minutes and the treatment concentration was 1%. The weight-weighted average fiber length of the pulp slurry after the fibrillation treatment by mechanical force was 0.53 mm, and the average fiber width was 19.2 μm. The basis weight of the resultant fiber sheet was 98 g / m 2.

<実施例5>
機械力による解繊処理を120分とし、処理濃度を2%としたほかは実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。機械力による解繊処理後のパルプスラリーの重さ加重平均繊維長は0.55mm、平均繊維幅は18.7μmであった。また、得られた繊維シートの坪量は105g/mであった。
<Example 5>
A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the fibrillation treatment by mechanical force was 120 minutes and the treatment concentration was 2%. The weight-weighted average fiber length of the pulp slurry after the fibrillation treatment by mechanical force was 0.55 mm, and the average fiber width was 18.7 μm. The basis weight of the resultant fiber sheet was 105 g / m 2.

<比較例1>
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)をダブルディスクリファイナーにて変則フリーネスが300mlになるまで叩解し、実施例1と同様にして機械力による解繊処理を行った。このときのパルプスラリーの重さ加重平均繊維長は0.85mm、平均繊維幅は21.0μmであった。また、カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を添加せずに抄紙した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。得られた繊維シートの坪量は71g/mであった。
<Comparative Example 1>
Softwood bleached kraft pulp (NBKP) was beaten with a double disc refiner until the irregular freeness reached 300 ml, and a fibrillation treatment by mechanical force was performed in the same manner as in Example 1. The weight-weighted average fiber length of the pulp slurry at this time was 0.85 mm, and the average fiber width was 21.0 μm. Further, a cellulose fiber sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the paper was made without adding the cationic polyacrylamide resin. The basis weight of the obtained fiber sheet was 71 g / m 2 .

<比較例2>
カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてマンニッヒ変性ポリアクリルアミド(極限粘度法による粘度平均分子量:60万、カチオン電荷密度:2.4meq/g)を1.5質量部(固形分)添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。得られた繊維シートの坪量は90g/mであった。
<Comparative example 2>
Example 1 except that 1.5 parts by mass (solid content) of Mannich-modified polyacrylamide (viscosity average molecular weight by intrinsic viscosity method: 600,000, cationic charge density: 2.4 meq / g) was added as a cationic polyacrylamide resin. A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as described above. The basis weight of the obtained fiber sheet was 90 g / m 2 .

<比較例3>
抄紙の際にカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂の変わりに両性系ポリアクリルアミド樹脂としてジメチルアミノエチルメタアクリレートとアクリルアミド、アクリル酸の共重合体(極限粘度法による粘度平均分子量:800万、カチオン電荷密度:0.18meq/g)を0.8質量部(固形分)添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。
<Comparative Example 3>
A copolymer of dimethylaminoethyl methacrylate, acrylamide and acrylic acid as an amphoteric polyacrylamide resin instead of a cationic polyacrylamide resin during papermaking (viscosity average molecular weight by limiting viscosity method: 8 million, cationic charge density: 0 A cellulose fiber sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.8 parts by mass (solid content) of .18 meq / g) was added.

<比較例4>
カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてホフマン変性ポリアクリルアミド(極限粘度法による粘度平均分子量:80万、カチオン電荷密度:0.90meq/g)を1.2質量部(固形分)添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。
<Comparative example 4>
Example 1 except that 1.2 parts by mass (solid content) of Hoffman-modified polyacrylamide (viscosity average molecular weight by intrinsic viscosity method: 800,000, cationic charge density: 0.90 meq / g) was added as a cationic polyacrylamide resin. A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as described above.

<比較例5>
カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂としてホフマン変性ポリアクリルアミド(極限粘度法による粘度平均分子量:70万、カチオン電荷密度:0.34meq/g)を0.6質量部(固形分)添加した以外は実施例1と同様にしてセルロース繊維シートを作製した。
<Comparative Example 5>
Example 1 except that 0.6 parts by mass (solid content) of Hoffman-modified polyacrylamide (viscosity average molecular weight by intrinsic viscosity method: 700,000, cationic charge density: 0.34 meq / g) was added as a cationic polyacrylamide resin. A cellulose fiber sheet was produced in the same manner as described above.

[評価方法]
<シートの引張強度>
JIS P 8113:1998に準じて測定し、単位面積当たりの引張強度をMPa単位で表記した。
[Evaluation method]
<Tensile strength of sheet>
Measured according to JIS P 8113: 1998, the tensile strength per unit area was expressed in MPa.

<変則フリーネスの測定>
測定するパルプ懸濁液の固形分濃度を0.1質量%で測定した以外はJIS P 8121−1995に準じた。
<Measurement of irregular freeness>
Except for measuring the solid content concentration of the pulp suspension to be measured at 0.1% by mass, it conformed to JIS P 8121-1995.

<アクリルアミド系樹脂の電荷密度の測定>
チャージアナライザーII(Rank Brothers(株)製)を用いて測定した。
<Measurement of charge density of acrylamide resin>
Measurement was performed using Charge Analyzer II (manufactured by Rank Brothers).

<歩留り>
下記計算式により求めた。
歩留り(%)=ワイヤー抜け濃度/抄紙用パルプスラリー濃度(%)×100
<Yield>
It calculated | required with the following formula.
Yield (%) = Wire drop concentration / Paper slurry concentration for papermaking (%) × 100

Figure 2012162814
Figure 2012162814

表1から明らかなように実施例1〜5においては歩留りが高く、引張強度の大きいセルロース繊維シートが得られた。一方、比較例1においては歩留りが小さく、引張強度の小さいものしか得られなかった。また、比較例2〜5においては、歩留の高い繊維シートは得られるものの、引張強度の小さいものしか得られなかった。 As apparent from Table 1, in Examples 1 to 5, cellulose fiber sheets having high yield and high tensile strength were obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, only the yield was small and the tensile strength was small. Moreover, in Comparative Examples 2-5, although the fiber sheet with a high yield was obtained, only the thing with small tensile strength was obtained.

Claims (4)

セルロース繊維に極限粘度法による粘度平均分子量が500万以上、かつカチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂およびカチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を含有させてなることを特徴とするセルロース繊維シート。   A cationic polyacrylamide-based resin having a viscosity average molecular weight of 5 million or more by an intrinsic viscosity method and a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq / g and a cationic charge density of 1.5 to 3.0 meq / A cellulose fiber sheet comprising a cationic polyacrylamide-based resin which is g. 前記カチオン性ポリアクリルアミド系樹脂がアクリルアミドと下記式(I)の化合物の共重合体であることを特徴とする請求項1に記載のセルロース繊維シート。
Figure 2012162814
(式(I)中、R、R、Rはそれぞれ独立して、H、メチル基、エチル基又はベンジル基;RはH又はメチル基;XはCl、Brを表す。)
The cellulose fiber sheet according to claim 1, wherein the cationic polyacrylamide resin is a copolymer of acrylamide and a compound of the following formula (I).
Figure 2012162814
(In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent H, a methyl group, an ethyl group or a benzyl group; R 4 represents H or a methyl group; X represents Cl or Br . )
前記セルロース繊維100質量部に対して、前記カチオン電荷密度が0.5〜1.5meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を0.1〜2質量部および前記カチオン電荷密度が1.5〜3.0meq/gであるカチオン性ポリアクリルアミド系樹脂を0.1〜2質量部含有させてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセルロース繊維シート。   0.1 to 2 parts by mass of the cationic polyacrylamide resin having a cationic charge density of 0.5 to 1.5 meq / g and the cationic charge density of 1.5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber. The cellulose fiber sheet according to claim 1 or 2, comprising 0.1 to 2 parts by mass of a cationic polyacrylamide resin having a concentration of 3.0 meq / g. 前記セルロース繊維シートのJIS P 8113:1998に準じて測定した引張強度の縦横比が3.0以上、かつ縦方向の強度と横方向の強度の相乗平均が120〜300MPaであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセルロース繊維シート。   The aspect ratio of the tensile strength measured according to JIS P 8113: 1998 of the cellulose fiber sheet is 3.0 or more, and the geometric mean of the strength in the longitudinal direction and the strength in the transverse direction is 120 to 300 MPa. The cellulose fiber sheet according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192634A1 (en) * 2013-05-28 2014-12-04 ハリマ化成株式会社 Cellulose nanofiber material and cellulose film
JP2016089077A (en) * 2014-11-07 2016-05-23 星光Pmc株式会社 Manufacturing method of cellulose fiber for resin reinforcement, cellulose fiber for resin reinforcement, resin composition and resin molded body
JP2017530264A (en) * 2014-08-18 2017-10-12 ケミラ ユルキネン オサケイティエKemira Oyj Paper strength agent, method of using the same, and method of enhancing strength properties of paper
US11170357B2 (en) 2015-10-12 2021-11-09 First Data Corporation Systems and methods for transactional document processing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192634A1 (en) * 2013-05-28 2014-12-04 ハリマ化成株式会社 Cellulose nanofiber material and cellulose film
JPWO2014192634A1 (en) * 2013-05-28 2017-02-23 ハリマ化成株式会社 Cellulose nanofiber material and cellulose film
JP2017530264A (en) * 2014-08-18 2017-10-12 ケミラ ユルキネン オサケイティエKemira Oyj Paper strength agent, method of using the same, and method of enhancing strength properties of paper
JP2016089077A (en) * 2014-11-07 2016-05-23 星光Pmc株式会社 Manufacturing method of cellulose fiber for resin reinforcement, cellulose fiber for resin reinforcement, resin composition and resin molded body
US11170357B2 (en) 2015-10-12 2021-11-09 First Data Corporation Systems and methods for transactional document processing

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