JP5235553B2 - 紙糸用原紙 - Google Patents

Description

本発明は、紙糸用原紙に関し、さらに詳しくは、原料結束が少なく、乾燥強度、湿潤強度に優れた均一な太さの紙糸が得られる紙糸用原紙に関する。

紙布は、和紙を細長い短冊状に切り、撚って紙糸にして、得られた紙糸を製織したものであり、古くは鎌倉時代より紙衣として使用されている。しかし、紙糸の製造に想像以上に手間がかかるため、一般に普及することはなかった。

しかしながら、紙糸は、絹糸のように、その長さで織物や編物を作ることが可能な長繊維（フィラメント）を得る方法として特徴的である。
また、環境意識の高まりと共に、天然繊維を利用した紙糸の特性として軽さ、毛羽のなさや、廃棄した場合、土中の微生物によって炭酸ガスと水に分解する生分解性等により、近年非常に注目が高まっている。

特開平８−６０４７３号公報には耐水性を改善した紙糸およびそれを用いた編織物が開示されているが、針葉樹から得られるパルプを使用しているため、強度、特にアルカリ下での強度が弱いので染料に制限があり、その編織物も強度、伸縮性で編織物全般に加工可能なまでには至っていなかった。

特許３８２６８２６号には、アスペクト比が１５０以上のマニラ麻を原料としたパルプを、ＪＩＳ Ｐ８１１３に準じて測定された引張り強度の縦横比が７以上となるように傾斜ワイヤー型抄紙機を用いて抄紙し、耐水化剤の含有量が０．０１５〜１．０ｇ／ｍ^２であって、湿潤裂断長が７ｋｍ以上である紙糸用原紙が開示されているが、得られる紙糸は、染色などの加工工程や耐洗濯性で実用上十分な強度を有し、使用に耐えうるものの、原紙に含まれる原料結束により、スリット時の断紙トラブルや撚紙により得られた紙糸の太さが不均一となりやすいという問題があった。

特開２００６−２６５７４２号は、低坪量でも強度があってスリット加工時の断紙トラブルを防止し、地合が良好な天然繊維を主とする紙糸用原紙を提供するものであるが、天然繊維のルンケル比や繊維長分布等に着眼した発明であった。
特開平８−６０４７３号 特許３８２６８２６号 特開２００６−２６５７４２号

本発明の解決しようとする課題は、原料結束によるスリット加工時の断紙や撚糸時の径の不均一性によるトラブルが発生し難い、原料結束の少ない紙糸用原紙を提供することである。

本発明は以下の発明を包含する。
（１）麻パルプを含む紙料を抄造してなる紙糸用原紙において、麻パルプの６％水酸化ナトリウム可溶分が５％以上、１５％以下である麻パルプが該紙料の３０質量％以上配合されていることを特徴とする、紙糸用原紙。
（２）麻パルプとして、マニラ麻のパルプを使用することを特徴とする、（１）項記載の紙糸用原紙。
（３）湿潤裂断長が６ｋｍ以上であることを特徴とする（１）項または（２）項に記載の紙糸用原紙。

表１から明らかなように、本発明にて得られる紙糸用原紙は優れた強度を有し、さらに原料結束が少ない。

製紙用原料として、広く用いられている材料は、広葉樹、針葉樹に大別される木材原料であるが、紙糸のような特別強度を要求される用途においては、繊維が比較的長く、強度の強い麻パルプが使用されることがある。
一般的に、麻パルプ等の非木材パルプは、水酸化ナトリウムを主とする化学薬品で蒸解するソーダ蒸解法または亜硫酸ソーダを主とする化学薬品で蒸解するサルファイルト蒸解法により得られる。

ソーダ蒸解法は、サルファイト蒸解法と比較し、収率が低く、得られるパルプの白色度が低く、また紙力も低いという欠点を有するが、ソーダ蒸解法により得られたパルプにより製造された紙は、嵩だかである特徴を有することから、コーヒーや掃除機のフィルターのようなろ過性や通気性を要求される用途には非常に適したパルプの製造方法である。

一方、サルファイト蒸解法は、比較的収率が高く、得られるパルプの白色度や強度が高いという利点を有するが、ソーダ蒸解法と比較しヘミセロース分が多く紙が緻密になりやすいため、ろ過性や通気性を要求されるような用途には不向きであり、製造する紙製品の要求品質に応じて、蒸解方法を選択している。

紙糸用原紙の場合、要求特性として、まず、乾燥強度や湿潤強度が高いことが挙げられ、また、ろ過性などは特に必要がないことから、要求特性に対しては、サルファイト蒸解法が適していると言える。

但し、原料送りポンプや除塵装置、叩解機による叩解処理等、原料の調成工程にて、さまざまなせん弾力が加わる場合においては、単繊維の強度が強いサルファイト蒸解パルプは、単繊維が剛直で短繊維化が生じ難いために、長繊維同士が交絡した原料結束を生成しやすく、得られる原紙において、一定の頻度で大小様々な原料結束が含まれることがあった。

本発明者らは、ソーダ蒸解法により得られる麻パルプを使用した場合、原料結束が生じにくいことに着目し、麻パルプの蒸解方法につき、鋭意研究を重ねた結果、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ ＮＯ．５９ パルプ材−１％水酸化ナトリウム可溶分試験方法に準じて測定した６％水酸化ナトリウム可溶分が５％以上、１５％以下の麻パルプを用いることにより、原料結束が生成し難いこと及び得られる紙の強度が高いことが、並立できることを発見するに至った。

試験方法の水酸化ナトリウム可溶分を１％から６％水酸化ナトリウムとしたのは、ヘミセルロース分の溶出量を多くすることで、パルプの化学成分構成の変化を感度良く捕らえるため変更した。

６％水酸化ナトリウム可溶分を５〜１５％とする具体的な方法は、蒸解薬液添加率を調整することで可能となるが、使用する原麻の品質や蒸解温度、蒸解時間、液比等の蒸解条件により適宜適正な条件を見出す必要がある。
ソーダ蒸解方法において、水酸化ナトリリウムの添加率を制御する方法が最も簡単であるが、亜硫酸ソーダ蒸解方法において、補助アルカリとして添加する水酸化ナトリウムの添加率を制御しても製造可能である。ソーダ蒸解方法、亜硫酸ソーダ蒸解方法ともに水酸化ナトリウムの添加率を増加させると６％水酸化ナトリウム可溶分は低下し、逆に水酸化ナトリウムの添加率を低下させると６％水酸化ナトリウム可溶分は増加するので、５〜１５％となる水酸化ナトリウム添加条件の見極めが必要となる。

６％水酸化ナトリウム可溶分が１５％を超える場合、得られる紙の強度は十分ではあるが、調成工程において原料結束が生成し易く、一方、６％水酸化ナトリウム可溶分が５％を下回ると、原料結束は良好であるが、得られた紙の強度が不十分となり好ましくない。

６％水酸化ナトリウム可溶分が５％以上、１５％以下の麻パルプのみで紙糸用原紙を製造することは、特に紙力面から望ましいが、紙糸の強度等の要求特性に応じて、より一般的に広く使用される針葉樹パルプや広葉樹パルプやその他のパルプを配合してもかまわない。

使用する麻パルプは、繊維長が長く、高強度な紙が得られるマニラ麻を原料とすることが望ましいが、タイマ（大麻）、チョマ（苧麻、カラムシ）、ボウマ（騒麻、イチビ）、コウマ（黄麻、ジュード、ツナソ）、アマ（亜麻）、ケナフ（洋麻）、サイザル麻など、他の原麻から得られる麻パルプであってもかまわない。

紙糸用原料パルプはカナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）が３００ｍＬから６８０ｍＬに叩解することが好ましい。ＣＳＦが３００ｍＬを下回るまで叩解を進めると、微細な繊維が増えるため、引張強さの低下や通気性、水の吸放出性に影響を及ぼす。また、ワイヤー上での脱水性や乾燥性が悪化するため、操業上も好ましくない。逆にＣＳＦが６８０ｍＬを越えると、十分な引張強さが発現せず好ましくない。

本発明にて得られる紙糸用原紙のＪＩＳ Ｐ ８１３５に準じて測定される乾燥引張り強度の縦横比は７以上が望ましい。縦横比が７を下回ると、テープに加工する際、加工性が低下したり、断紙が生じやすくなったり、スリットの刃の磨耗が早くなったりし、望ましくない。また、紙糸に加工した場合、十分な強度が得られないため、その用途に制限を受けることになり、望ましくない。

一般的な、長網抄紙機やギャップフォーマーを用いて、紙の縦横比が７以上の紙を抄紙するためにはインレット原料濃度を上げる必要があり、通常、良好な地合が得られない。本発明にて得られる乾燥強度の縦横比が７以上の紙糸用原紙は、傾斜型抄紙機や丸網抄紙機にて製造することが、良好な地合が得られるため望ましい。

耐水性が要求される場合は、耐水化剤の添加が必要である。耐水化剤としては、特に限定はなく、例えば、尿素ホルマリン樹脂、エポキシ化ポリアミド樹脂、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂アクリル酸エステル、メラミン樹脂、ポリアミド−アミンエピクロロヒドリン、ジアルデヒドスターチ、ポリエチレンイミン等が使用可能で、グリオキサ−ル、ガム、マンノガラクタンポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、デンプン、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を併用しても構わない。

これらの耐水化剤、紙力増強剤の添加方法に、特に限定はなく、例えば、水中に分散させた状態のパルプに耐水化剤や紙力増強剤を添加し抄紙する方法、既にパルプを抄紙して得られた紙に耐水化剤や紙力増強剤を含浸させたり、塗工機で塗布する方法が挙げられる。なお、含浸させたり、塗工機で塗布する方法については、既に細くスリットしテープになっている紙に適用してもよい。

耐水化剤の使用量については、特に限定はないが、パルプから得られる紙１平方メートル当たり、０．０１５〜１．０ｇ付着させるのが好ましい。耐水化剤の使用量が０．０１５ｇ／ｍ^２未満であると、十分に紙糸に耐水性・耐洗濯性を付与することはできず、毛羽立ちが生じ、紙糸を機械織りまたは機械編みするのが困難となる。耐水化剤の使用量が１．０ｇ／ｍ^２ を超えると、得られる紙が硬くなり、耐水化剤の使用量に応じた耐水性向上の効果は得られなくなる。

本発明の紙糸用原紙の湿潤裂断長６ｋｍ以上である。湿潤裂断長で６ｋｍ以上であるものは撚糸された後の染色などの加工工程での強度に優れる。また糸や織物にした時に耐洗濯性に優れるため好ましい。

本発明では紙の坪量は、特に限定するものではないが、得られる紙糸の強度を保持し、撚紙作業を容易にするためには、８〜４０ｇ／ｍ^２の範囲にある薄い紙が好ましい。８ｇ／ｍ^２未満であると紙糸が弱く糸切れし易くなり、４０ｇ／ｍ^２を超えると紙糸が硬くなり取扱いにくくなる。

本発明で得られる紙糸用原紙は、紙糸に加工するために、まず、細くスリットしテープ状に加工される。テープ状に加工する方法については、特に限定はないが、一例を挙げると、本発明から得られた紙を、所望のテープ幅にセットした複数の回転刃からなるスリッターを使用して、紙の流れ方向にスリットし、テープ状に加工し、取扱の容易なロール状に巻き取ることができる。続いて、紙紐製造機等を使用し紙テープを撚ることで紙糸にすることができる。

本発明により得られた紙糸用原紙は、原料結束が少なく、特に縦方向に優れた乾燥強度、湿潤強度、アルカリ強度が得られ、結果として、撚糸した場合、得られる紙糸は、均一で、湿潤時、乾燥時のいずれの状態にあっても優れた強度を有し、強靱で、耐水性・耐洗濯性に優れ、毛羽立ちが生じにくく、機械織りおよび機械編み可能な紙糸が得られる。

また、本発明の紙糸用原紙を使用して得られる紙糸は、通常の糸の染色と同様の方法で、紙糸の状態で任意の色に染色することができる。さらに強度が強いためこの紙糸を用いた編織物は、油絵のキャンバス、床ずれ防止シーツ、浴衣の帯、自動車のシートカバー以外に、い草よりも数倍強度が高いため、ゴザおよび畳の表材としても最適である。この紙糸で編んだものは、セーター、カーディガン、カーテン等だけでなく下着、靴下、さらには強度が必要なジーンズなどにも使用できる。

以下に、本発明の具体的な実施例を示すが、本発明は下記実施例に限定されない。
実施例１
エクアドル産マニラ麻を、亜硫酸ソーダ２０％（麻乾燥重量対比）、苛性ソーダ５％（麻乾燥重量対比）にて、１６０℃で１００分間蒸解し、苛性ソーダ少量添加サルファイト蒸解パルプを得た。このパルプの６％水酸化ナトリウム可溶分を測定したところ８％であった。このパルプをパルプ濃度２％にてダブルディスクリファイナーで叩解し、フリーネス６００ｍＬの原料を得た。続いて、ブレンダーにて攪拌しながら、絶乾パルプ重量に対し、湿潤強度剤（ＷＳ−４０２４ 星光ＰＭＣ社製、ポリアミド・エピクロロヒドリン樹脂）１．５％添加し、白水で希釈後、ファンポンプにて粘剤（ＰＦ 住友精化製）を０．５％添加し、傾斜ワイヤー型抄紙機にて抄紙し坪量１５ｇ／ｍ^２のシートを得た。

実施例２
エクアドル産マニラ麻を、苛性ソーダ２５％（麻乾燥重量対比）にて、１６０℃で１００分間蒸解し、ソーダ蒸解パルプを得た。このパルプの６％水酸化ナトリウム可溶分を測定したところ６％であった。このパルプを使用して、実施例１と同様に抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ^２のシートを得た。

実施例３
実施例１のパルプと、針葉樹晒クラフトパルプを３０対７０の比率で配合し、叩解後のフリーネスを４５０ｍｌとする以外は、実施例１同様に抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ^２のシートを得た。

比較例１
エクアドル産マニラ麻を、苛性ソーダ３２％（麻乾燥重量対比）にて、１６０℃で１１０分間蒸解し、ソーダ蒸解パルプを得た。このパルプの６％水酸化ナトリウム可溶分を測定したところ４％であった。このパルプを使用して、叩解機としてビーターを使用する以外は実施例１と同様に抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ^２のシートを得た。

比較例２
エクアドル産マニラ麻を、亜硫酸ソーダ２０％（麻乾燥重量対比）にて、１６０℃で１００分間蒸解し、サルファイト蒸解パルプを得た。このパルプの６％水酸化ナトリウム可溶分を測定したところ１６％であった。このパルプを使用して、実施例同様に抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ^２のシートを得た。

実施例１〜３、比較例１〜２で得られた原紙および紙糸について以下の試験を行った。その結果を表１に示す。
原紙の引張強さ
ＪＩＳ Ｐ ８１１３に準じて測定し、ｋＮ／ｍで表した。
原紙の原料結束頻度
１ｍ^２の面積を目視にて２×２ｍｍ以上の原料結束の数をカウントし、１ｍ^２当たりの数で表し、１５個／ｍ^２以下を合格としている。
原紙の湿潤裂断長
浸漬時間を１分間とする以外は、ＪＩＳ Ｐ ８１３５に準じて湿潤引張強さを測定し、その強度（ｋｇｆ）を測定試験片巾（１５ｍｍ）で除し、さらに調湿坪量（ｇ／ｍ^２）で除し、さらには１０００倍にした数値を湿潤裂断長としてｋｍで表した。

Claims (3)

1. 麻パルプを含む紙料を抄造してなる紙糸用原紙において、６％水酸化ナトリウム可溶分が５％以上、１５％以下である麻パルプが該紙料の３０質量％以上配合されていることを特徴とする、紙糸用原紙。
2. 麻パルプとして、マニラ麻のパルプを使用することを特徴とする、請求項１記載の紙糸用原紙。
3. 湿潤裂断長が６ｋｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙糸用原紙。