WO2015076357A1 - クレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤 - Google Patents

クレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤 Download PDF

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crepe
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polyacrylamide
crepe paper
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茂樹 信国
成嶋 真弓
英夫 茨木
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星光Pmc株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing crepe paper, crepe paper, and crepe paper paper strength agent. Specifically, in the manufacture of paper using a Yankee dryer, a polyacrylamide paper strength agent having specific physical properties is used as a crepe paper strength agent, so that the paper is affixed to the Yankee dryer while having the desired strength.
  • the present invention relates to a method for producing a crepe paper which is difficult to stick and has excellent operability, a crepe paper containing the polyacrylamide paper strength agent, and a crepe paper strength agent.
  • Crepe paper is manufactured, for example, by pressing wet paper onto the surface of a heated cylindrical Yankee-dryer, passing through a certain amount of drying, and then peeling the paper body from the Yankee dryer through a doctor blade.
  • Crepe paper includes tissue paper for sanitary use and household use, napkin base paper, towel paper, etc. In general, since these paper products need strength when wet, a base paper is mixed with a wet paper strength enhancer. On the other hand, even with the same crepe paper, since the toilet paper is used in a flush toilet, water disintegration is required, and usually a wet paper strength enhancer is not blended.
  • Patent Document 1 exemplifies a case where a paper towel is made with a polyacrylamide type paper strength agent together with a wet strength paper strength agent.
  • Patent Document 2 discloses an aggregate of two types of hydrophilic cellulose fibers having different fiber roughness, which is compatible with strength and liquid permeability, as a thin paper used for a core wrap sheet of a disposable diaper or a sanitary napkin.
  • a thin paper with a paper strength enhancer added has been proposed.
  • Patent Document 3 proposes that a softener and an amphoteric ionic paper strength enhancer be used in combination in order to obtain a sanitary paper having excellent flexibility and strength.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing crepe paper that has a desired paper strength and is difficult to stick to a Yankee dryer, and has excellent operability, and a crepe paper. It is another object of the present invention to provide a crepe paper strength agent used in the crepe paper manufacturing method.
  • crepe paper using a polyacrylamide-based paper strength agent having specific physical properties is stuck on a Yankee dryer while having a desired paper strength. It has been found that it has a feature that it is difficult to stick. Moreover, when the crepe paper containing the said polyacrylamide type
  • the present invention which is a means for solving the above problems, (1)
  • the viscosity when adjusted to a solid content of 10% is 5 to 500 mPa ⁇ s
  • (C) The degree of cationization at pH 3 is +0.1 to +3.0 meq / g
  • a method for producing crepe paper characterized by using a polyacrylamide-based paper strength agent
  • the polyacrylamide paper strength agent has (A) acrylamide 98 to 65 mol%, (B) cationic monomer 2 to 25 mol%, (C) anionic monomer 0 to 10 mol% as structural units, and ( The ratio of the number of moles of cationic monomer structural units ⁇ the number of cationic groups of cationic monomer structural units / (the number of moles of anionic monomer structural units ⁇ the number of anionic groups of anionic monomer structural units) is 100/0.
  • a crepe paper manufacturing method a crepe paper, and a crepe paper strength agent that have a desired paper strength and are less likely to stick to a Yankee dryer and have excellent operability.
  • the polyacrylamide type paper strength agent used in the method for producing the crepe paper of the present invention may be a known polyacrylamide type paper strength agent.
  • A B-type viscosity when adjusted to a polymer solid content of 10% The viscosity measured by a meter is 5 to 500 mPa ⁇ s (25 ° C.),
  • the weight average molecular weight of the polymer is 300,000 to 2,000,000, and
  • the degree of cationization at pH 3 is +0.1 to +3. 0 meq / g is indicated.
  • the polyacrylamide-based paper strength agent used satisfies the above-described conditions, sticking to a Yankee dryer is suppressed, and crepe paper having a desired paper strength can be obtained.
  • the viscosity of the condition (a) is diluted or concentrated so that the solid content concentration of the polyacrylamide type paper strength agent is 10.0% by mass, and the pH of the 10.0% by mass polyacrylamide type paper strength agent is 3.
  • 0.0 is a B-type viscosity at 25 ° C. when adjusted with sulfuric acid or sodium hydroxide so as to be No. 0 as a rotor of a B-type viscometer. 1-No. No. 3 was used, and the rotation speed of the rotor was appropriately adjusted from 12 to 60 rpm according to the viscosity.
  • the unit is mPa ⁇ s.
  • the weight average molecular weight measurement was obtained by GPC-MALS method in which a multi-angle light scattering detector was connected to GPC.
  • the cationic group possessed by the paper strength agent affects both the fixing to the pulp and the adsorption to the surface of the dryer base material, thus affecting both the paper strength and the sticking to the Yankee dryer. Therefore, considering the balance, the degree of cationization at pH 3 under the condition (c) needs to be +0.1 to +3.0 meq / g, preferably +0.1 to +2.0 meq / g.
  • the degree of cationization is a value measured using MutekeParticle Charge Detector 03 as the end point at which the charge becomes zero with potassium polyvinyl sulfonate (PVSK).
  • the polyacrylamide type paper strength agent is (A) acrylamides 98 to 65 mol%. (B) 2 to 25 mol% of a cationic monomer, (C) 0 to 10 mol% of an anionic monomer as a constituent unit, and (the number of moles of the cationic monomer constituent unit ⁇ the cationic group of the cationic monomer constituent unit)
  • the ratio of (number of moles of anionic monomer structural unit ⁇ number of anionic groups of anionic monomer structural unit) is preferably 100/0 to 60/40.
  • a structure taken when one monomer is polymerized is expressed as a structural unit.
  • the ratio of the structural units (A), (B), and (C) is more preferably (A) 98 to 80 mol%, (B) 2 to 15 mol%, (C) 0 to 5 mol%, and more preferably ( A) 96 to 90 mol%, (B) 4 to 10 mol%, and (C) 0 mol%.
  • the ratio of (number of moles of cationic monomer constituent unit ⁇ number of cationic groups of cationic monomer constituent unit) / (number of moles of anionic monomer constituent unit ⁇ number of anionic groups of anionic monomer constituent unit) Is more preferably 100/0 to 80/20, still more preferably 100/0, from the viewpoint of the paper strength enhancing effect.
  • a cationic polymer such as a wet paper strength agent
  • a relatively high anion ratio may be preferable from the viewpoint of a paper strength enhancing effect, and is preferably 100/0 to 50/50.
  • the (A) acrylamide is acrylamide or methacrylamide, preferably acrylamide.
  • the (B) cationic monomer is a vinyl monomer having a cationic group.
  • a cationic group is introduced by modifying an acrylamide polymer (for example, Hoffman decomposition of polyacrylamide) are those in which a structural unit is formed as a cationic monomer and the cationic group is further modified. Any monomer having a cationic group may be used. One or more of these cationic monomer structural units may be present.
  • the cationic group possessed by the polyacrylamide paper strength agent includes a primary amino group derived from Hoffman decomposition of polyacrylamide; a dialkylaminoalkyl such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, which is a monomer unit constituting polyacrylamide ( Tertiary amino group of meth) acrylates; diallyldimethylammonium chloride (DADMAC), monomer units having the tertiary amino group, alkyl halides such as methyl chloride and methyl bromide, aralkyl halides such as benzyl chloride and benzyl bromide , Dimethyl sulfate, diethyl sulfate, epichlorohydrin, 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, and glycidyltrialkylammonium chloride Which 4 monomer building blocks obtained by the reaction of quaternizing agent is a quaternary ammonium group having the like.
  • polyacrylamide-based paper strength agents having a tertiary amino group (salt) or a quaternary ammonium group are preferable.
  • the tertiary amino group (salt) contributes to improving the paper strength, but easily sticks to the dryer.
  • the quaternary ammonium group contributes to improving the paper strength, although not as much as the tertiary amino group, and can suppress sticking more than the tertiary amino group. Therefore, the cationic monomer constituent unit of the polyacrylamide-based paper strength agent preferably has a quaternary ammonium group, and more preferably has only a quaternary ammonium group.
  • the quaternary ammonium group is particularly preferably one using benzyl chloride as a quaternizing agent from the viewpoint of suppressing sticking.
  • the (C) anionic monomer is a vinyl monomer having an anionic group.
  • an anionic group is introduced by modifying an acrylamide polymer (for example, hydrolysis of polyacrylamide) are those in which a structural unit is formed as an anionic monomer and the anionic group is further modified. May be any monomer having an anionic group.
  • These anionic monomer structural units may be present alone or in combination of two or more.
  • anionic monomer examples include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, 2- (meth) acrylamide-N-glycolic acid, 3-acrylamidopropanoic acid, 4-acrylamidobutanoic acid; maleic acid, fumaric acid And unsaturated dicarboxylic acids such as acid, itaconic acid and citraconic acid; and unsaturated sulfonic acids such as vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid.
  • the anionic group of these vinyl monomers may be an alkali metal salt such as sodium salt or potassium salt or an organic amine salt such as ammonium salt.
  • anionic monomers acrylic acid, 2-acrylamide-N-glycolic acid, itaconic acid and salts thereof are particularly preferable from the viewpoint of improving paper strength and economical efficiency.
  • the polyacrylamide type paper strength agent of the present invention is preferably used in combination with (D) a chain transfer agent at the time of production (polymer polymerization) in order to obtain a polymer having a desired weight average molecular weight.
  • the amount used is preferably 0.01 to 2.0 mol% with respect to 100 mol% in total of all vinyl monomers to be subjected to polymerization.
  • Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans, thioglycolic acid and esters thereof, isopropyl alcohol, and monomers having a (meth) allyl group such as allyl alcohol, allylamine and (meth) allylsulfonic acid. Can be mentioned. Among these, alkali metal salts or ammonium salts such as sodium salt and potassium salt of (meth) allylsulfonic acid and (meth) allylsulfonic acid are preferable.
  • the polyacrylamide type paper strength agent of the present invention is preferably used in combination with (E) a crosslinking agent at the time of production (polymer polymerization) in that it is a polymer having a relatively low viscosity. It is preferable to use 0.001 to 2.0 mol% with respect to 100 mol% in total.
  • examples of the crosslinking agent include water-soluble aziridinyl compounds, water-soluble polyfunctional epoxy compounds, and silicone compounds. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • Nonionicity other than the above-mentioned vinyl monomer, chain transfer agent, and cross-linking as long as the polyacrylamide type paper strength agent used in the method for producing the crepe paper of the present invention does not interfere with the effects of the present invention.
  • What contains a monomer as a structural unit can also be used. The content thereof is 10 mol% or less, preferably 5 mol% or less, with respect to 100 mol% in total of all vinyl monomers used for polymerization of the polyacrylamide type paper strength agent.
  • (F) nonionic monomers examples include (meth) acrylic acid esters, N-substituted (meth) acrylamides, (meth) acrylonitrile, styrene, styrene derivatives, vinyl acetate, vinyl propionate, and methyl vinyl ether. it can. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a monomer and water as a solvent an organic solvent can be used in combination as necessary
  • a chain transfer agent and a crosslinking agent are charged, and if necessary, the pH is adjusted with a pH adjusting agent such as an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid or an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia.
  • a polymerization initiator is added and reacted at a reaction temperature of 20 to 90 ° C. for 1 to 5 hours to obtain the desired polyacrylamide.
  • it can also superpose
  • the polymerization initiator used for the production of the polyacrylamide-based paper strength agent is not particularly limited, and known ones can be used. Examples thereof include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate, peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, and di-tert-butyl peroxide. It can also be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent.
  • persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate
  • peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, and di-tert-butyl peroxide. It can also be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent.
  • Reducing agents include sulfites, hydrogen sulfites or organic amines such as N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, azo compounds such as 2,2′-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, aldoses, etc. Examples of such reducing sugars.
  • azo compounds such as azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid and salts thereof can be used. Two or more kinds of these initiators may be used in combination.
  • Polyacrylamide type paper strength agent is usually supplied in the state of aqueous solution.
  • concentration is not particularly limited, but is preferably 5 to 40% by mass from the viewpoint of transportation cost and handling.
  • the method of using the polyacrylamide type paper strength agent of the present invention is not limited to the method of internally adding the polyacrylamide type paper strength agent to the pulp slurry, and may be used by spraying or coating.
  • Pulp slurry is obtained by diluting pulp with water to form a slurry, and as pulp, bleaching such as kraft pulp and sulfite pulp, or bleaching such as unbleached chemical pulp, groundwood pulp, mechanical pulp, thermomechanical pulp, etc. Or unbleached high-yield pulp, and waste paper pulp such as waste newspaper, magazine waste paper, corrugated waste paper and deinked waste paper, among which waste paper pulp is preferably used.
  • the polyacrylamide type paper strength agent used in the method for producing a crepe paper of the present invention is usually 0.01 to 3.0% by mass, preferably 0.02 to 1.5 solids, based on the dry mass of the pulp in the pulp slurry. It can be used by adding mass%, more preferably 0.05 to 0.5 solid mass%.
  • an aluminum compound such as a sulfuric acid band or polyaluminum chloride (PAC)
  • a method of adding the polyacrylamide paper strength agent to the pulp slurry for example, a method of adding a polyacrylamide paper strength agent without using any aluminum compound, a polyacrylamide type paper strength agent after adding the aluminum compound , A method of adding an aluminum compound after adding a polyacrylamide-based paper strength agent, a method of simultaneously adding an aluminum compound and a polyacrylamide-based strength material, and the like, and any method may be used.
  • any neutral pulp slurry in which aluminum sulfate is not used or a small amount is used, or acidic pulp slurry in which aluminum sulfate is used may be used.
  • an acidic rosin sizing agent, a neutral rosin sizing agent, an alkyl ketene dimer sizing agent, an alkenyl or alkyl succinic anhydride sizing agent, and the like may be added to the pulp slurry.
  • Examples of the method of adding these sizing agents include, for example, a method of adding a polyacrylamide paper strength agent after adding a sizing agent to a pulp slurry, a method of adding a size agent after adding a polyacrylamide paper strength agent, Examples include a method of adding a polyacrylamide paper strength agent after diluting and premixing the sizing agent.
  • size fixing agents for pulp slurry, paper strength agents other than the present invention, antifoaming agents, clays, kaolin, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide and other fillers, pH adjusters, dyes, fluorescent whitening You may make it contain an agent etc. suitably.
  • an aluminum compound such as a sulfate band or polyaluminum chloride (PAC).
  • PAC polyaluminum chloride
  • Additives such as improvers may also be used as necessary to develop the physical properties required for each paper type. These may be used alone or in combination of two or more. Further, these can be mixed with the dry paper strength improver of the present invention and added to the stock, and the mixing method is not particularly limited.
  • fillers examples include clay, talc, and calcium carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a common one can be used, and examples thereof include high molecular weight organic compounds such as anionic, cationic or amphoteric starch, and inorganic compounds such as silica sol and bentonite. These may be used alone or in combination of two or more.
  • General drainage improvers can be used, and examples thereof include polyvinylamine and polyethyleneimine. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Sizing agents include fatty acid soap sizing agents such as sodium stearate, rosin, fortified rosin, and rosin ester sizing agents, alkenyl succinic anhydride aqueous emulsions, alkyl ketene dimer sizing agents, paraffin wax aqueous emulsions, Examples thereof include a cationic sizing agent obtained by the reaction of a carboxylic acid and a polyvalent amine, an aqueous emulsion of a reaction product of an aliphatic oxyacid and an aliphatic amine or an aliphatic alcohol, and a cationic styrene sizing agent. These may be used alone or in combination of two or more.
  • dry paper strength agent cationized starch, amphoteric starch, water-soluble cellulose derivative and the like can be used in combination.
  • softener examples include di-long chain alkyl quaternary ammonium salts, fatty acid amide resins, fatty acid amide amine resins, fatty acid amide epihalohydrin resins, polyalkylene alkyl ethers, polyalkylene alkyl esters, and the like.
  • surface paper strength improver such as starch, polyvinyl alcohol and acrylamide polymer, dye, coating color, surface sizing agent, anti-slip agent, polyhydric alcohol type A moisturizing agent or the like may be applied as necessary. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyacrylamide paper strength agent used in the method for producing the crepe paper of the present invention is added to the pulp slurry, and if necessary, the papermaking pH of the pulp slurry is 5.0. Is preferably from 8.5 to 8.5 from the viewpoint of the paper strength enhancing effect, and more preferably from 6.5 to 8.5.
  • the paper pH is the pH of the pulp slurry immediately before dewatering with the paper machine, and the pH of the pulp slurry immediately before dewatering with the paper machine generally corresponds to the pH at the inlet in an actual machine.
  • the paper making temperature is generally 5 to 50 ° C.
  • the polyacrylamide type paper strength agent used in the present invention is used for the production of crepe paper including sanitary paper such as toilet paper, tissue paper, towel paper and napkin base paper as crepe paper strength agent. Among these, it is particularly preferable to use for the production of toilet paper.
  • Toilet paper needs to be water degradable (the property that fibers that are entangled with each other are quickly separated and dispersed in water), and paper strength enhancers, wet paper strength agents, etc. are not added during normal production.
  • the crepe paper paper strength agent of the present invention can maintain excellent water disintegrability while imparting an appropriate paper strength to paper.
  • paper manufactured using a crepe paper strength agent having a quaternary cationic group is particularly preferable as toilet paper.
  • the crepe paper strength agent of the present invention is not limited to the above-mentioned crepe paper, but information paper such as paper, photosensitive paper base paper, and thermal paper base paper, art base paper, cast coated paper, coated base paper such as high-quality coated paper, fruit tree bag Base paper, cleaning tag base paper, decorative board base paper / wall paper base, photographic paper base, laminated base paper, processed base paper such as food container base paper, packaging paper such as double kraft paper for double bags, single-glazed kraft paper, electrical insulating paper , Liner, core, paper tube base paper, gypsum board base paper, newsprint paper, paperboard board and the like can also be used as a paper strength agent.
  • information paper such as paper, photosensitive paper base paper, and thermal paper base paper, art base paper, cast coated paper, coated base paper such as high-quality coated paper, fruit tree bag Base paper, cleaning tag base paper, decorative board base paper / wall paper base, photographic paper base, laminated base paper, processed base paper such as food container base paper, packaging paper such as double
  • the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. Hereinafter, when there is no description in%, it shows that it is mass%.
  • the polyacrylamide type paper strength agent is simply referred to as a paper strength agent.
  • GPC body Agilent Technologies LC1100 series column: Showa Denko KK SHODEX SB806MHQ Eluent: N / 10 phosphate buffer solution (pH 3) containing N / 10 sodium nitrate Flow rate: 1.0 ml / min Detector 1: Multi-angle light scattering detector DAWN manufactured by Wyatt Technology Detector 2: Suggested refractive index detector RI-101 manufactured by Showa Denko K.K.
  • the ratio (B) / (C) in the table is (number of moles of cationic monomer constituent unit ⁇ number of cationic groups of cationic monomer constituent unit) / (number of moles of anionic monomer constituent unit ⁇ anionic monomer constitution) The ratio of the number of anionic groups in the unit).
  • Example 1 Manufacture of paper
  • the pulp concentration was diluted to 0.8% with water of pH 7.0, and then paper was made with a sheet machine made by The Noble & Wood, and after pressing, a drum dryer was used.
  • the paper was dried at 100 ° C. for 80 seconds to obtain a paper having a basis weight of 70 g / m 2 .
  • Table 5 shows the evaluation results of the obtained paper adhesion, dry tear length, and specific burst strength.
  • Dry tear length Performed according to JIS P8113.
  • Wet tear length performed in accordance with JIS P 8135.
  • Specific burst strength Performed according to JIS P8112.
  • Examples 2 to 47, Comparative Examples 1 to 24 Example 1 except that the paper strength agent obtained in Synthesis Example 1 of Example 1 was changed to the paper strength agent obtained in the synthesis example or the synthesis comparison example of the numbers corresponding to each of the Examples and Comparative Examples. The same operation was performed.
  • Tables 5 and 6 show the evaluation results of sticking of the obtained paper, dry fracture length, and specific burst strength. The unit of “breaking length” in the table is km, and “specific burst” represents specific burst strength.
  • Example 19 From Example 19 and Example 23, in the case of the crepe paper (Example 19) using a paper strength agent having a cationic monomer amount in the range of 2 to 25 mol%, it is found that the crepe paper has a better paper strength effect. Recognize.
  • Example 13 and Example 19 show that in the case of crepe paper (Example 13) using a paper strength agent in which the cationic monomer constituent unit has a quaternary cation, the crepe paper is difficult to stick to the dryer.
  • the paper was dried at 100 ° C. for 80 seconds to obtain a paper having a basis weight of 70 g / m 2 .
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained paper adhesion, dry tear length, wet tear length, and specific burst strength.
  • Example 49-53 Comparative Examples 25-29
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained paper adhesion, dry tear length, wet tear length, and specific burst strength.

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Abstract

所望の紙力を有しつつ、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくい、操業性に優れたクレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤を提供することを課題とする。 ヤンキードライヤーを使用する紙の製造において、 (a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、 (b)重量平均分子量が30万~200万、 (c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g を示すポリアクリルアミド系紙力剤を用いることを特徴とするクレープ紙の製造方法である。

Description

クレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤
 本発明は、クレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤に関するものである。詳しくは、ヤンキードライヤーを使用する紙の製造において、特定の物性を有するポリアクリルアミド系紙力剤をクレープ紙用紙力剤として用いることにより、所望の紙力を有しつつ、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくい、操業性に優れたクレープ紙の製造方法、及び前記ポリアクリルアミド系紙力剤を含有するクレープ紙、並びにクレープ紙用紙力剤に関する。
 クレープ紙は、例えば、加熱された円筒状ヤンキ-ドライヤーの表面に湿紙を押し付けて付着させ、一定の乾燥を経たのち、ドクターブレードを介して、紙体をヤンキードライヤーから引き剥がすことにより製造される。
 クレープ紙には、衛生用途、家庭用途のティシュペーパー、ナプキン原紙、タオルペーパー等がある。一般に、これらの紙製品は湿潤時の強度が必要であるため、原紙には湿潤紙力増強剤が配合されている。一方、同じクレープ紙であっても、トイレットペーパーは水洗トイレで使用されるために水解性が必要とされ、通常、湿潤紙力増強剤は配合されない。
 この種のクレープ紙において、抄紙機の高速化に伴う生産性の向上、紙質の品質向上、あるいは古紙原料の使用による品質低下を抑制するため、製紙工程では種々の紙力増強剤を使用、または併用することがある。
 例えば、特許文献1に、ペーパータオルの抄造に湿潤紙力剤とともにポリアクリルアミド系紙力剤を併用しているケースが例示されている。
 また、特許文献2には、使い捨ておむつや生理用ナプキンのコアラップシートに用いる薄葉紙として、強度と液透過性との両立が可能な、繊維粗度の異なる2種の親水性セルロース繊維の集合体を主体とし、紙力増強剤が添加された薄葉紙が提案されている。
 さらに、特許文献3には、柔軟性とともに強度にも優れた衛生用紙を得るため、柔軟剤と両性イオン系紙力増強剤とを併用することが提案されている。
 しかしながら、これらはいずれも得られる紙の紙力を紙力増強剤により所望のレベルまで向上させることを目的に添加されたものであり、ポリアクリルアミド系紙力剤が使用された場合のヤンキードライヤーへの接着性については特に言及されていない。これら前記した発明では、ポリアクリルアミド系紙力剤を使用した場合、紙がヤンキードライヤーに貼りつきやすくなる(接着性が強い)など、操業性を低下させるケースがみられ、また、接着性を改善した場合には紙力増強効果が不十分となることからトレードオフの関係を示し、「ヤンキードライヤーへの接着性」と「紙力増強効果」をともに満足させるクレープ紙を抄造することは困難とされている。
 また、ポリアクリルアミド系紙力剤のみで、ヤンキードライヤーへの接着性改善と紙力向上との両立を図った検討はこれまでにされていない。
 加えて、トイレットペーパーに適度な紙力を付与しつつも、水解性を維持できる紙力剤の開発はこれまで検討されていない。
特開2008-255496号公報 WO2012/086374号公報 特開2009-39308号公報
 本発明は、所望の紙力を有しつつ、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくい、操業性に優れたクレープ紙の製造方法、及びクレープ紙を提供することを課題とする。また、前記クレープ紙の製造方法に用いるクレープ紙用紙力剤を提供することを課題とする。
 本発明者は上記課題を解決するために、鋭意検討を行った結果、特定の物性を有するポリアクリルアミド系紙力剤を用いたクレープ紙において、所望の紙力を有しつつ、ヤンキードライヤーに貼りつきにくいといった特徴を有することを見出した。また、前記ポリアクリルアミド系紙力剤を含むクレープ紙をトイレットペーパーとして用いた場合に、その紙の水解性が良好であることを見出した。
  すなわち、前記課題を解決するための手段である本発明は、
(1)ヤンキードライヤーを使用する紙の製造において、
(a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
(b)重量平均分子量が30万~200万、
(c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
を示すポリアクリルアミド系紙力剤を用いることを特徴とするクレープ紙の製造方法、
(2)ポリアクリルアミド系紙力剤が、(A)アクリルアミド98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40であることを特徴とする前記(1)に記載のクレープ紙の製造方法、
(3)(B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有していることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のクレープ紙の製造方法、
(4)(B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有していることを特徴とする前記(3)に記載のクレープ紙の製造方法、
(5)クレープ紙がトイレットペーパーであることを特徴とする前記(1)~(4)のいずれか一項に記載のクレープ紙の製造方法、
(6)(a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
(b)重量平均分子量が30万~200万、
(c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
を示すポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙、
(7)(A)アクリルアミド98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40を示す前記(6)に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙、
(8)(B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有する前記(6)又は(7)に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙、
(9)(B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有する前記(8)に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙、
(10)(a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
(b)重量平均分子量が30万~200万、
(c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
を示すポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤、
(11)ポリアクリルアミド系紙力剤が、(A)アクリルアミド98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40であることを特徴とする前記(10)に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤、
(12)(B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有していることを特徴とする前記(10)又は(11)に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤、
(13)(B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有することを特徴とする前記(12)に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤、
(14)クレープ紙がトイレットペーパーであることを特徴とする前記(10)~(13)のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤、
である。
 本発明によれば、所望の紙力を有しつつ、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくい、操業性に優れたクレープ紙の製造方法、クレープ紙、及びクレープ紙用紙力剤を提供することができる。
 本発明のクレープ紙の製造方法に供されるポリアクリルアミド系紙力剤は、公知のポリアクリルアミド系紙力剤であっても良く、(a)ポリマー固形分10%に調整した際のB型粘度計により測定した粘度が5~500mPa・s(25℃)であり、(b)ポリマーの重量平均分子量が30万~200万であり、(c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/gを示すものである。使用するポリアクリルアミド系紙力剤が前記した条件を満たすことにより、ヤンキードライヤーへの貼りつきが抑制され、所望の紙力を有するクレープ紙を得ることができる。
 前記条件(a)の粘度は、ポリアクリルアミド系紙力剤の固形分濃度が10.0質量%になるよう希釈又は濃縮し、その10.0質量%のポリアクリルアミド系紙力剤のpHが3.0になるように硫酸又は水酸化ナトリウムで調整した際の25℃におけるB型粘度であり、B型粘度計のローターとしてNo.1~No.3を使用し、粘度に応じてローターの回転数を適宜12から60rpmに調整して測定したものである。単位はmPa・sである。前記ポリアクリルアミド系紙力剤(a)の粘度は、高いほど紙力増強効果に優れ、低いほどヤンキードライヤーへの貼りつきを抑制できる。5~500mPa・sである必要があり、好ましくは5~400mPa・sであり、より好ましくは10~250mPa・sである。
 前記条件(b)のポリマーの重量平均分子量は、高いほど紙力増強効果に優れ、低いほどヤンキードライヤーへの貼りつきを抑制できる。製造される紙の紙質に合わせ、ポリアクリルアミド系紙力剤の有する他の物性とのバランスを考慮する必要があるため、30万~200万である必要があり、好ましくは、40万~150万である。重量平均分子量が30万より小さいと紙力増強効果が十分に得られず、200万を超えると、ヤンキードライヤーに貼りつきやすくなり問題になりやすい。重量平均分子量測定は、GPCに多角度光散乱検出器を接続したGPC-MALS法により行って得られたものである。
 紙力剤が有するカチオン性基は、パルプへの定着とドライヤー基材表面への吸着の両方に作用するため、紙力、ヤンキードライヤーへの貼りつきの両方に影響を与える。従って、バランスを考慮すれば、前記条件(c)のpH3におけるカチオン化度は、+0.1~+3.0meq/gである必要があり、好ましくは+0.1~+2.0meq/gである。カチオン化度は、Mutek Particle Charge Detector 03を使用して、ポリビニルスルホン酸カリウム(PVSK)にて電荷がゼロになる点を終点として測定した値である。
 本発明のクレープ紙の製造方法で得られる紙の、紙力とヤンキードライヤーへの貼りつき抑制とのバランスを考慮すれば、前記ポリアクリルアミド系紙力剤は、(A)アクリルアミド類98~65mol%、(B)カチオン性モノマー2~25mol%、(C)アニオン性モノマー0~10mol%を構成単位として有し、かつ、(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が、100/0~60/40であることが好ましい。
 本発明においては、ひとつのモノマーが重合したときに取る構造を構成単位と表現する。
 前記(A)、(B)、(C)の構成単位の比率は、より好ましくは(A)98~80mol%、(B)2~15mol%、(C)0~5mol%、さらに好ましくは(A)96~90mol%、(B)4~10mol%、(C)0mol%である。これらの構成単位を形成する際には、前記(A)、(B)、(C)のモノマーを共重合することが好ましい。
 また、前記(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比は、紙力増強効果の観点から、より好ましくは100/0~80/20、さらに好ましくは100/0である。ただし、湿潤紙力剤などのカチオンポリマーを併用する場合は、紙力増強効果の観点からアニオン比率は比較的高い方が好ましい場合もあり、100/0~50/50であることが好ましい。
 前記(A)アクリルアミド類は、アクリルアミド又はメタクリルアミドであり、好ましくはアクリルアミドである。
 前記(B)カチオン性モノマーは、カチオン性基を有するビニルモノマーである。なお、アクリルアミド系ポリマーを変性(例えば、ポリアクリルアミドのホフマン分解)することにより、カチオン性基を導入したものも、カチオン性モノマーとして構成単位を形成し、さらにカチオン性基に変性を加えたものであってもカチオン性基を有するモノマーであれば良い。これらカチオン性モノマー構成単位は1種または2種以上存在しても良い。
 ポリアクリルアミド系紙力剤が有するカチオン性基としては、ポリアクリルアミドのホフマン分解に由来する1級アミノ基;ポリアクリルアミドを構成するモノマー単位である、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類が有する3級アミノ基;ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(DADMAC)や、前記3級アミノ基を有するモノマー単位と、メチルクロライド及びメチルブロマイドなどのアルキルハライド、ベンジルクロライド及びベンジルブロマイドなどのアラルキルハライド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、エピクロロヒドリン、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、並びにグリシジルトリアルキルアンモニウムクロライドなどの4級化剤との反応によって得られるモノマー構成単位が有する4級アンモニウム基が挙げられる。ポリアクリルアミド系紙力剤が有する1級アミノ基、3級アミノ基は、塩酸、硫酸などによる無機酸塩や、ギ酸、酢酸などによる有機酸塩であっても良い。
 前記のカチオン性基の中でも、3級アミノ基(塩)又は4級アンモニウム基を有するポリアクリルアミド系紙力剤が好ましい。3級アミノ基(塩)は、紙力向上に寄与する一方、ドライヤーへ貼りつき易くなる。他方、4級アンモニウム基は3級アミノ基ほどではないものの紙力向上に寄与し、3級アミノ基よりも貼りつきを抑制することができる。よって、ポリアクリルアミド系紙力剤のカチオン性モノマー構成単位は、4級アンモニウム基を有していることが好ましく、4級アンモニウム基のみを有していることがより好ましい。4級アンモニウム基は、貼りつき抑制の観点から、4級化剤としてベンジルクロライドを用いたものが特に好ましい。
 前記(C)アニオン性モノマーは、アニオン性基を有するビニルモノマーである。なおアクリルアミド系ポリマーを変性(例えばポリアクリルアミドの加水分解)することにより、アニオン性基を導入したものも、アニオン性モノマーとして構成単位を形成し、さらにアニオン性基に変性を加えたものであってもアニオン性基を有するモノマーであれば良い。これらアニオン性モノマー構成単位は1種または2種以上存在しても良い。
 前記アニオン性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2-(メタ)アクリルアミド-N-グリコール酸、3-アクリルアミドプロパン酸、4-アクリルアミドブタン酸などの不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸などの不飽和スルホン酸が挙げられる。これらビニルモノマーが有するアニオン性基は、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩類またはアンモニウム塩などの有機アミン塩であっても良い。
 前記アニオン性モノマーの中でも、紙力増強向上効果及び経済性の点でアクリル酸、2-アクリルアミド-N-グリコール酸、イタコン酸およびその塩類が特に好ましい。
 本発明のポリアクリルアミド系紙力剤は、その製造時(ポリマー重合時)に(D)連鎖移動剤を併用したものが所望の重量平均分子量を有するポリマーを得る上で好ましい。使用量については、重合に供する全ビニルモノマーの合計100mol%に対して0.01~2.0mol%用いられていることが好ましい。(D)連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン類、チオグリコール酸及びそのエステル類、イソプロピルアルコール、並びにアリルアルコール、アリルアミン及び(メタ)アリルスルホン酸などの(メタ)アリル基を有するモノマーなどを挙げることができる。これらの中でも(メタ)アリルスルホン酸及び(メタ)アリルスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩が好ましい。
 本発明のポリアクリルアミド系紙力剤は、その製造時(ポリマー重合時)に(E)架橋剤を併用したものが、比較的低粘度のポリマーである点で好ましく、重合に供する全ビニルモノマーの合計100mol%に対して0.001~2.0mol%用いられていることが好ましい。(E)架橋剤としては、ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルホルマールのほか、例えば、水溶性アジリジニル化合物、水溶性多官能エポキシ化合物、シリコーン系化合物などを挙げることができる。これらは、1種単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。
 本発明のクレープ紙の製造方法に供するポリアクリルアミド系紙力剤として、本発明の効果を得る上で差支えない範囲で、前記したビニルモノマー、連鎖移動剤、架橋以外の他の(F)ノニオン性モノマーを構成単位として含むものを使用することもできる。その含有量は、前記ポリアクリルアミド系紙力剤の重合に供する全ビニルモノマーの合計100mol%に対して10mol%以下であり、好ましくは5mol%以下である。(F)ノニオン性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、N置換(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、スチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、及びメチルビニルエーテルなどを挙げることができる。これらは1種単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
 本発明のクレープ紙の製造方法に供されるポリアクリルアミド系紙力剤は、前記した条件を満たすものであれば、市販されている各種紙力剤を用いても構わないが、自製する場合は、前記した(A)アクリルアミド類、(B)カチオン性モノマー、および必要に応じて(C)アニオン性モノマーや(D)連鎖移動剤、(E)架橋剤、(F)ノニオンモノマーを重合成分として用いて、従来公知のポリアクリルアミドの製造方法により得ることができる。例えば、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下、撹拌機及び温度計を備えた反応容器に、モノマーと溶媒である水(必要に応じて有機溶媒を併用することも可能である)、必要に応じて連鎖移動剤や架橋剤を仕込む、さらに必要に応じて硫酸、塩酸などの酸もしくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどのアルカリといったpH調整剤によりpHを調整する。その後重合開始剤を加え、反応温度20~90℃で1~5時間反応させ、目的とするポリアクリルアミドを得ることが出来る。また、必要に応じて、モノマー、水、連鎖移動剤、pH調整剤、重合開始剤の一部または全量を反応容器に滴下しながら重合することもできる。
 ポリアクリルアミド系紙力剤の製造に供される重合開始剤は、特に限定されるものではなく、公知のものが使用できる。例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、tert-ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイドなどの過酸化物などが例示でき、還元剤と組み合わせてレドックス系重合開始剤としても使用できる。
 還元剤としては、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩あるいはN,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミンなどの有機アミン、2,2’-アゾビス-2-アミジノプロパン塩酸塩などのアゾ化合物、アルドースなどの還元糖などが例示できる。また、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、4,4’-アゾビス-4-シアノ吉草酸及びその塩などのアゾ化合物も使用可能である。これらの開始剤は2種類以上併用してもよい。
 ポリアクリルアミド系紙力剤は、通常水溶液の状態で供給される。濃度に関しては特に制限はないが、輸送コスト、取扱いの観点から、5~40質量%が好ましい。
 本発明のポリアクリルアミド系紙力剤の使用方法としては、ポリアクリルアミド系紙力剤をパルプスラリーに内添する方法に限定されず、スプレーや塗工で使用してもよい。
 パルプスラリーはパルプを水で希釈してスラリー状にしたものであり、パルプとしては、クラフトパルプ及びサルファイトパルプなどの晒、又は未晒化学パルプ、砕木パルプ、機械パルプ、サーモメカニカルパルプなどの晒、又は未晒高収率パルプ、並びに新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙及び脱墨古紙などの古紙パルプのいずれにも使用することができ、この中でも古紙パルプを用いることが好ましい。また、上記パルプ原料とポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びポリビニルアルコールなどの合成繊維との混合物を含有してもよい。
 本発明のクレープ紙の製造方法に供するポリアクリルアミド系紙力剤は、パルプスラリーにパルプの乾燥質量当たり通常0.01~3.0固形分質量%、好ましくは0.02~1.5固形分質量%、さらに好ましくは0.05~0.5固形分質量%を添加して使用することができる。
 硫酸バンドやポリ塩化アルミニウム(PAC)などのアルミニウム化合物を添加する場合には、0.5~3.0固形分質量%を添加することが好ましい。また、ポリアクリルアミド系紙力剤をパルプスラリーに添加する方法としては、例えば、アルミニウム化合物を全く用いずにポリアクリルアミド系紙力剤を添加する方法、アルミニウム化合物を添加した後にポリアクリルアミド系紙力剤を添加する方法、ポリアクリルアミド系紙力剤を添加した後にアルミニウム化合物を添加する方法、アルミニウム化合物とポリアクリルアミド系紙力剤を同時に添加する方法などが挙げられ、いずれの方法を用いてもよい。
 本発明の紙の製造にあたっては、硫酸アルミニウムを全く用いないかあるいは少量用いる中性系、または、硫酸アルミニウムを用いる酸性系のいずれのパルプスラリーを用いても良い。また、パルプスラリーに対して、酸性ロジン系サイズ剤、中性ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニルもしくはアルキルコハク酸無水物系サイズ剤などを添加しても良い。これらサイズ剤の添加方法としては、例えば、パルプスラリーにサイズ剤を添加した後に、ポリアクリルアミド系紙力剤を添加する方法、ポリアクリルアミド系紙力剤を添加した後に、サイズ剤を添加する方法、サイズ剤にポリアクリルアミド系紙力剤を希釈して予め混合した後に、添加する方法などが挙げられる。また、他に、パルプスラリーにサイズ定着剤、本発明以外の紙力剤、消泡剤、クレー、カオリン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタンなどの充填剤、pH調整剤、染料、蛍光増白剤などを適宜含有せしめてもよい。 本発明においては、硫酸バンドやポリ塩化アルミニウム(PAC)などのアルミニウム化合物を添加しないことが好ましく、アルミニウム化合物を使用する場合には、ポリアクリルアミド系紙力剤0.5~3.0固形分質量%を添加することが好ましい。
 本発明の紙を製造するにあたって填料、染料、サイズ剤、本発明以外の乾燥紙力剤、湿潤紙力剤、柔軟剤、歩留り向上剤、嵩高剤、紙厚向上剤、不透明化剤及び濾水性向上剤などの添加物も、各々の紙種に要求される物性を発現するために、必要に応じて使用しても良い。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、これらを本発明の乾燥紙力向上剤と予め混合して紙料に添加して使用することもでき、混合の方法は特に制限はない。
 填料としては、クレー、タルク、及び炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
 歩留り向上剤としては、一般的なものが使用でき、例えばアニオン性、カチオン性、又は両性の澱粉等の高分子量有機化合物やシリカゾル、ベントナイトといった無機化合物が挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
 濾水性向上剤としては、一般的なものが使用でき、例えばポリビニルアミンやポリエチレンイミン等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
 サイズ剤としては、ステアリン酸ナトリウムのような脂肪酸石鹸のサイズ剤、ロジン、強化ロジン、及びロジンエステル系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸の水性エマルション、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、パラフィンワックスの水性エマルション、カルボン酸と多価アミンとの反応により得られるカチオン性サイズ剤及び脂肪族オキシ酸と脂肪族アミン又は脂肪族アルコールとの反応物の水性エマルション、カチオン性スチレン系サイズ剤などが挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
 乾燥紙力剤としてカチオン化澱粉、及び両性澱粉、水溶性セルロース誘導体などを併用することもできる。
 柔軟剤としては、ジ長鎖アルキル型4級アンモニウム塩、脂肪酸アミド樹脂、脂肪酸アミドアミン樹脂、脂肪酸アミドエピハロヒドリン樹脂、ポリアルキレンアルキルエーテル、ポリアルキレンアルキルエステルなどが挙げられる。
 また、サイズプレス、ゲートロールコーター、ビルブレードコーター、カレンダーなどで、澱粉、ポリビニルアルコール及びアクリルアミド系ポリマーなどの表面紙力向上剤、染料、コーティングカラー、表面サイズ剤、並びに防滑剤、多価アルコール系の保湿剤などを必要に応じて塗布しても良い。これらは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
 上記のように本発明のクレープ紙の製造方法に供されるポリアクリルアミド系紙力剤をパルプスラリーに添加し、必要に応じて他の添加剤などを加えたパルプスラリーの抄紙pHは5.0~8.5であることが紙力増強効果の点から好ましく、6.5~8.5であることが更に好ましい。なお、抄紙pHとは、抄紙機にて脱水する直前のパルプスラリーのpHであり、抄紙機にて脱水する直前のパルプスラリーのpHは、一般的に実機ではインレットにおけるpHに相当する。
また、抄紙温度は5~50℃が一般的である。
 本発明で用いられるポリアクリルアミド系紙力剤は、クレープ紙用紙力剤としてトイレットペーパー、ティシュペーパー、タオルペーパー、ナプキン原紙のような衛生用紙を含むクレープ紙の製造に用いる。この中でも特に、トイレットペーパーの製造に用いることが好ましい。
 トイレットペーパーには、水解性(水に触れると絡み合った繊維が速やかに分離し、水中に分散する性質)が必要であり、通常製造時には紙力増強剤、湿潤紙力剤等は添加されない。本発明のクレープ紙用紙力剤は、紙に適度な紙力を付与しつつも、優れた水解性を維持することができる。中でも、4級のカチオン性基を有するクレープ紙用紙力剤を用いて製造された紙が、トイレットペーパーとしては特に好ましい。
 本発明のクレープ紙用紙力剤は、前記したクレープ紙に限らず、用紙・感光紙原紙・感熱紙原紙のような情報用紙、アート紙、キャストコート紙、上質コート紙などのコート原紙、果樹袋原紙、クリーニングタグ原紙、化粧板原紙・壁紙原紙、印画紙用紙、積層板原紙、食品容器原紙のような加工原紙、重袋用両更クラフト紙・片艶クラフト紙などの包装用紙、電気絶縁紙、ライナー、中芯、紙管原紙、石膏ボード原紙、新聞用紙、紙器用板紙などにも紙力剤として用いることができる。
 以下、実施例および比較例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。以下、%に特に記載のない場合には質量%であることを示す。またポリアクリルアミド系紙力剤は以下、単に紙力剤と表記する。
(紙力剤の合成例)
<合成例1>
 水381.4g、(A)成分として50%アクリルアミド水溶液419.0g、(B)成分として76%ジメチルアミノエチルアクリレート塩化ベンジル4級化物63.9g、(D)成分としてメタリルスルホン酸ナトリウム4.65g((D)成分以外のモノマー成分の合計100mol%に対して、0.98mol%)を共重合させることで固形分30.2%の紙力剤を得た。得られた紙力剤を固形分10.0%、pH3.0に調整し、粘度(25℃)、重量平均分子量およびカチオン化度を測定した結果を表3に示す。
<合成例2~47、比較合成例1~24>
 クレープ紙用紙力剤の重合に供するモノマー及び連鎖移動剤の種類及び量を表1、表2に示したように変更した以外は、合成例1と同様の操作を行い、紙力剤を合成した。得られた紙力剤を固形分10.0%、pH3.0に調整し、粘度(25℃)、重量平均分子量およびカチオン化度を測定した結果を表3、表4に示す。
(紙力剤の重量平均分子量の測定)
 以下、合成例1~47、比較合成例1~24で得られた紙力剤の重量平均分子量測定は、GPCに多角度光散乱検出器を接続したGPC-MALS法により行った。測定条件は以下の通りである。
GPC本体  :  アジレント・テクノロジー社製  LC1100シリーズ
カラム   :  昭和電工(株)製  SHODEX  SB806MHQ
溶離液   :  N/10硝酸ナトリウムを含むN/15リン酸緩衝液  (pH3)
流速    :  1.0ml/分
検出器1  :  ワイアットテクノロジー社製多角度光散乱検出器DAWN
検出器2  :  昭和電工(株)製示唆屈折率検出器RI-101
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
表1、表2中の略号は以下の通りである。
AAm    :  アクリルアミド
DM     :  ジメチルアミノエチルメタクリレート
DA    : ジメチルアミノエチルアクリレート
DMC   : ジメチルアミノエチルメタクリレート塩酸4級化物
DAC   : ジメチルアミノエチルアクリレート塩酸4級化物
DAA   : ジアリルアミン
DPA   : ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DADMAC: ジアリルジメチルアンモニウムクロライド
DMBz   :  ジメチルアミノエチルメタクリレート塩化ベンジル4級化物
DABz   :  ジメチルアミノエチルアクリレート塩化ベンジル4級化物
DPAC  : ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩酸4級化物
DPABz : ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化ベンジル4級化物
MM    : マレイン酸
IA     :  イタコン酸
AA     :  アクリル酸
AN    : アクリロニトリル
HEA   : ヒドロキシエチルアクリレート
PEO   : メトキシ-ポリエチレングリコールアクリレート
SMAS  : メタリルスルホン酸ナトリウム
SAS   : アリルスルホン酸ナトリウム
HEMAC : ジメチルヒドロキシエチルメタクリレート
MET   : メルカプトエタノール
表中の(B)/(C)比は、(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比 を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
実施例1(紙の製造)
 叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)が550、電導度30mS/mの漂白クラフトパルプ(LBKP/NBKP=8/2)の濃度2.4%スラリーに、合成例1で得られた紙力剤をパルプ固形分に対し、0.2固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH7.0の水でパルプ濃度を0.8%に希釈した後、ノーブル・アンド・ウッド(The  Noble  &  Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、80秒間乾燥させて、坪量70g/mの紙を得た。得られた紙の貼りつき、乾燥裂断長、及び比破裂強さの評価結果を表5に示す。
(紙力効果)
乾燥裂断長  : JIS  P  8113に準拠して行った。
湿潤裂断長  : JIS  P  8135に準拠して行った。
比破裂強さ  :  JIS  P  8112に準拠して行った。
(ドライヤーへの貼りつきに関する評価)
プレス後の湿紙(水分率55%)をドラムドライヤーで乾燥し、乾燥後、ドライヤーへの紙粉の残り方を目視で評価した。
評価基準 
○:紙粉なし
△:紙粉少
×:紙粉多、または紙が貼りつく
実施例2~47、比較例1~24
実施例1の合成例1で得られた紙力剤を実施例及び比較例の各々に対応する番号の合成例又は合成比較例で得られた紙力剤に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。得られた紙の貼りつき、乾燥裂断長、及び比破裂強さの評価結果を表5、表6に示す。なお表中の「裂断長」の単位はkmであり、「比破裂」は比破裂強さを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例と比較例の紙質測定結果から、本発明のクレープ紙の製造方法で得られるクレープ紙は、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくく、かつ紙力が優れることが分かる。
 実施例21と実施例22から、(カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40の範囲である紙力剤を使用したクレープ紙(実施例21)の場合、より紙力効果が優れたクレープ紙であることがわかる。
 実施例19と実施例23から、カチオンモノマー量が2~25mol%の範囲である紙力剤を使用したクレープ紙(実施例19)の場合、より紙力効果が優れたクレープ紙であることがわかる。
 実施例13と実施例19から、カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有する紙力剤を使用したクレープ紙(実施例13)の場合、クレープ紙がドライヤーに貼りつきにくくなることがわかる。
 実施例1、3と実施例13から、カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有する紙力剤を使用したクレープ紙(実施例1、3)の場合、より紙力効果が優れたクレープ紙であることがわかる。
(水解性の評価)
 前記実施例1、9、13、29、及び、比較例1、3、24で得た試料を1cm角に裁断し、試料濃度2%、容量2LでTappi標準離解機(JIS  P  8209)により20分離解処理し、離解の程度を目視観察した。水解性の評価結果を表7に示す。
評価基準  ○:離解性良好、×:未離解物が残る
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 離解性が良好な紙は水にほぐれやすく、水解性についても優れることが知られている。実施例と比較例から、4級のカチオン性基を有する紙力剤を使用した紙は、水解性が良好であることがわかる。
(湿潤紙力剤との併用)
実施例48(紙の製造)
 叩解度(カナディアンスタンダード・フリーネス)が520、電導度20mS/mの漂白クラフトパルプ(LBKP/NBKP=8/2)の濃度2.4%スラリーに湿潤紙力剤WS4020をパルプ固形分に対し0.3固形質量%添加した後、合成例1で得られたポリアクリルアミド系紙力剤をパルプ固形分に対し、0.15固形質量%添加した。このパルプスラリーを撹拌後、pH7.0の水でパルプ濃度を0.8%に希釈した後、ノーブル・アンド・ウッド(The  Noble  &  Wood)製シートマシンにて抄紙し、プレス後、ドラムドライヤーで100℃、80秒間乾燥させて、坪量70g/mの紙を得た。得られた紙の貼りつき、乾燥裂断長、湿潤裂断長、及び比破裂強さの評価結果を表8に示す。
実施例49~53、比較例25~29
 実施例の紙力剤を変更した以外は、実施例48と同様の操作を行った。得られた紙の貼りつき、乾燥裂断長、湿潤裂断長、及び比破裂強さの評価結果を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 実施例48~53と比較例25~29の紙質測定結果から、湿潤紙力剤を併用したクレープ紙においても、本発明のクレープ紙の製造方法で得られるクレープ紙は、紙がヤンキードライヤーに貼りつきにくく、かつ紙力が優れることが分かる。

Claims (14)

  1. ヤンキードライヤーを使用する紙の製造において、
    (a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
    (b)重量平均分子量が30万~200万、
    (c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
    を示すポリアクリルアミド系紙力剤を用いることを特徴とするクレープ紙の製造方法。
  2. ポリアクリルアミド系紙力剤が、(A)アクリルアミド 98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
    (カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40であることを特徴とする請求項1に記載のクレープ紙の製造方法。
  3. (B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有していることを特徴とする請求項1又は2に記載のクレープ紙の製造方法。
  4. (B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有していることを特徴とする請求項3に記載のクレープ紙の製造方法。
  5. クレープ紙がトイレットペーパーであることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のクレープ紙の製造方法。
  6. (a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
    (b)重量平均分子量が30万~200万、
    (c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
    を示すポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙。
  7. (A)アクリルアミド 98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
    (カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40を示す請求項6に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙。
  8. (B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有する請求項6又は7に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙。
  9. (B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有する請求項8に記載のポリアクリルアミド系紙力剤を含有することを特徴とするクレープ紙。
  10. (a)固形分10%に調整した際の粘度が5~500mPa・s、
    (b)重量平均分子量が30万~200万、
    (c)pH3におけるカチオン化度が+0.1~+3.0meq/g
    を示すポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤。
  11. ポリアクリルアミド系紙力剤が、(A)アクリルアミド 98~65mol%、(B)カチオン性モノマー 2~25mol%、(C)アニオン性モノマー 0~10mol% を構成単位として有し、かつ
    (カチオン性モノマー構成単位のモル数×カチオン性モノマー構成単位のカチオン性基の数)/(アニオン性モノマー構成単位のモル数×アニオン性モノマー構成単位のアニオン性基の数)の比が100/0~60/40であることを特徴とする請求項10に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤。
  12. (B)カチオン性モノマー構成単位が4級カチオンを有していることを特徴とする請求項10又は11に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤。
  13. (B)カチオン性モノマー構成単位に4級塩化ベンジル基を有することを特徴とする請求項12に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤。
  14. クレープ紙がトイレットペーパーであることを特徴とする請求項10~13のいずれか一項に記載のポリアクリルアミド系クレープ紙用紙力剤。
     
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