JP4446438B2 - 紙類用嵩高剤及び低密度紙類の製造方法 - Google Patents

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本発明は、紙類の嵩高を向上させてボリューム感を付与することのできる紙類用嵩高剤及び、その嵩高剤を用いた低密度紙類の製造方法に関する。
近年、紙類に対してパルプの使用量を少なくすることによる森林資源の保護、コスト低減化、印刷適正向上、高級なボリューム感の付与等が求められており、これらの要望に応えるために嵩を高めた低坪量の紙類が広く利用されるようになっている。紙類の嵩を高める方法として、抄紙時に嵩高剤を添加する方法が提案されており、嵩高剤としては、脂肪酸多価アルコールエステルやそのアルキレンオキシド付加物(特許文献1)、油脂系非イオン界面活性剤、糖アルコール系非イオン界面活性剤、糖系非イオン界面活性剤の少なくとも1種を含むもの(特許文献2)等が知られている。
特開平11−350380号公報 特開平11−200283号公報
しかしながら、特許文献1に記載されているような脂肪酸多価アルコールエステルやそのアルキレンオキシド付加物は、紙類の嵩を高める効果が不十分であり、一方、特許文献2に記載されているような非イオン系界面活性剤を用いると、サイズ度を低下させるという問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、サイズ度を低下させることなく紙類の嵩を高める効果に優れた紙類用嵩高剤を提供することを目的とする。
即ち本発明は、
(1)エポキシアルカンと1級アルキルアミンとの反応物(a)及び/又はエポキシアルカンと1級アルキルアミンとの反応物(a)のアルキレンオキシド付加体、エポキシアルカンとモノアルカノールアミンとの反応物(b)及び/又はエポキシアルカンとモノアルカノールアミンとの反応物(b)のアルキレンオキシド付加体、エポキシアルカンとジアルカノールアミンとの反応物(c)及び/又はエポキシアルカンとジアルカノールアミンとの反応物(c)のアルキレンオキシド付加体より選ばれた、ヒドロキシル基を有するアミン類の少なくとも1種を主成分とすることを特徴とする紙類用嵩高剤
Figure 0004446438
Figure 0004446438
Figure 0004446438
(2)上記(1)に記載の紙類用嵩高剤を添加したパルプスラリーを用いて抄紙することを特徴とする低密度紙類の製造方法、
を要旨とするものである。
本発明の嵩高剤は、従来の嵩高剤に比して紙類の嵩を高める効果が更に高く、低密度で嵩高性に優れた紙類を得ることができ、しかも紙類のサイズ度を低下させることがない。
本発明において、ヒドロキシル基を有するアミン類としては、上記(a)式で示されるエポキシアルカンと1級アルキルアミンとの反応物や、そのアルキレンオキシド付加体、上記(b)式で示されるエポキシアルカンとモノアルカノールアミンとの反応物や、そのアルキレンオキシド付加体、上記(c)式で示されるエポキシアルカンとジアルカノールアミンとの反応物や、そのアルキレンオキシド付加体等が挙げられる。(a)〜(c)で示される化合物を得るためのエポキシアルカンとしては例えば、1,2−エポキシオクタン、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシドデカン、1,2−エポキシテトラデカン、1,2−エポキシヘキサデカン、1,2−エポキシエイコサン、1,2−エポキシドコサン等が挙げられる。エポキシアルカンと反応して(a)式の化合物を生成する1級アルキルアミンとしては例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、1,5−ジメチルヘキシルアミン、ジイソブチルアミン等が挙げられる。またエポキシアルカンと反応して(b)の化合物を生成するモノアルカノールアミンとしては例えば、モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、3−アミノ−1−プロパノール、1−アミノ−2−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−アミノ−2−ブタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、6−アミノ−1−ヘキサノール等が挙げられる。またエポキシアルカンと反応して(c)の化合物を生成するジアルカノールアミンとしては例えば、ジメタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等が挙げられる。上記(a)〜(c)の化合物に付加させるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられ、2種以上を併用することができる。異なる2種以上のアルキレンオキシドを併用する場合、ランダムに付加させてもブロック状に付加させても良い。アルキレンオキシドの付加モル数は1〜100モルが好ましい。上記(a)〜(c)の化合物や、これらのアルキレンオキシド付加体は、公知の方法によって得ることができる。
本発明の低密度紙類の製造方法は、上記嵩高剤を添加したパルプスラリーを用いて抄紙するものであり、本発明の嵩高剤を抄紙工程において添加することで紙類の嵩を向上させ低密度の紙類を得ることができる。本発明の嵩高剤をパルプスラリー中に添加する量は、パルプ原料重量の0.01%〜2%重量%が好ましい。パルプ原料としては、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、化学パルプ化法パルプ、セミケミカルパルプ、機械パルプ、再生パルプ等のいずれも使用することができる。抄紙工程において本発明の嵩高剤とともに、サイズ剤、紙力増強剤、スケール防止剤、消泡剤等一般的に使用される抄紙工程用薬剤を併用することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例1〜9
パルプ原料としてL材バージンパルプを用いて、坪量60g/mのシートが得られるように調整したパルプスラリーを、pH=4.5に硫酸アルミニウムを添加して調整した。このスラリーに嵩高剤として(a)式で示す化合物又はそのアルキレンオキシド付加体を重量の0.8重量%及びサイズ剤としてロジンエマルジョン系サイズ剤をパルプ重量の0.5重量%添加して攪拌し、80メッシュワイヤーを備えた角型タッピ抄紙機で抄紙した。使用した嵩高剤の種類を表1に示した。乾燥したシートを20℃、湿度65%の条件下で24時間調湿した後、紙密度(嵩高性)、紙力残存率を以下の方法で測定した。嵩高性、紙力残存率の測定値は10回の測定の平均値である。結果を表1にあわせて示す。
紙密度(嵩高性):
調湿したシートの坪量(g/m)と厚み(mm)を測定し、下記(1)式により密度(g/cm)を求めた。密度が小さい程、嵩高である。
紙密度=坪量÷厚み×0.001 (1)
紙力残存率:
シートから2cm×10cmの大きさの試料10枚を切り出し、25℃/40%R.H.の恒温恒湿室に12時間以上調湿した後、ユニトロン引張り試験機((株)上島製作所)により、タテ方向とヨコ方向の紙力強度(引っ張り強度)を測定した。タテ方向と横方向の紙力強度の平均値を、10枚の試料について平均した値を平均紙力強度として求め、ブランク(嵩高剤を添加しないで抄紙したもの)の紙力強度を100とし、下記式(2)より紙力残存率を算出した。
紙力残存率=試料の平均紙力強度÷ブランクの平均紙力強度×100 (2)
(表1)
Figure 0004446438
※1:表1におけるm、Rは、(a)式におけるm、Rを示す。EO、POの欄の数値は、アルキレンオキサイド付加体を構成するエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)の付加モル数を示し、実施例7はPO(40モル)、EO(40モル)のブロック付加体、実施例8はEO、POのランダム付加体、実施例9はEO(10モル)、PO(20モル)のブロック重合である。
実施例10〜18
嵩高剤として(b)式で示す化合物又はそのアルキレンオキシド付加体を用いた他は、実施例1〜9と同様に抄紙した。使用した嵩高剤の種類を表2に示した。また乾燥したシートを20℃、湿度65%の条件下で24時間調湿した後、実施例1〜9と同様にして紙密度(嵩高性)、紙力残存率を測定した結果を表2にあわせて示す。
(表2)
Figure 0004446438
※2:表2におけるm、Rは、(b)式におけるm、Rを示す。EO、POの欄の数値は、アルキレンオキサイド付加体を構成するエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)の付加モル数を示し、実施例16はPO(40モル)、EO(40モル)のブロック付加体、実施例17はEO、POのランダム付加体、実施例18はEO(10モル)、PO(20モル)のブロック付加体である。
実施例19〜24
嵩高剤として(c)式で示す化合物又はそのアルキレンオキシド付加体を用いた他は、実施例1〜9と同様に抄紙した。使用した嵩高剤の種類を表3に示した。また乾燥したシートを20℃、湿度65%の条件下で24時間調湿した後、実施例1〜9と同様にして紙密度(嵩高性)、紙力残存率を測定した結果を表3にあわせて示す。
(表3)
Figure 0004446438
※3:表3におけるm、R、Rは、(c)式におけるm、R、Rを示す。EO、POの欄の数値は、アルキレンオキサイド付加体を構成するエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)の付加モル数を示し、実施例23はPO(40モル)、EO(40モル)のブロック付加体、実施例24はEO、POのランダム付加体である。
比較例1〜7
表4に示す嵩高剤を用いた他(比較例1は嵩高剤を使用せず)は、実施例1〜9と同様に抄紙を行った。得られたシートの紙密度(嵩高性)、紙力残存率を測定した結果を表4にあわせて示す。
(表4)
Figure 0004446438

Claims (2)

  1. エポキシアルカンと1級アルキルアミンとの反応物(a)及び/又はエポキシアルカンと1級アルキルアミンとの反応物(a)のアルキレンオキシド付加体、エポキシアルカンとモノアルカノールアミンとの反応物(b)及び/又はエポキシアルカンとモノアルカノールアミンとの反応物(b)のアルキレンオキシド付加体、エポキシアルカンとジアルカノールアミンとの反応物(c)及び/又はエポキシアルカンとジアルカノールアミンとの反応物(c)のアルキレンオキシド付加体より選ばれた、ヒドロキシル基を有するアミン類の少なくとも1種を主成分とすることを特徴とする紙類用嵩高剤。
    Figure 0004446438
    Figure 0004446438
    Figure 0004446438
  2. 請求項1に記載の紙類用嵩高剤を添加したパルプスラリーを用いて抄紙することを特徴とする低密度紙類の製造方法。
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