WO2018061318A1 - 薄葉紙の製造方法 - Google Patents

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貴久 興梠
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing thin paper.
  • Patent Document 1 describes a thin paper manufacturing method in which the texture (softness) is improved by adding a softening agent to the raw material in two portions.
  • Patent Document 1 the form of the softening agent to be added, the temperature at the time of preparation of the softening agent, and the like have not been studied.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a thin paper manufacturing method capable of providing higher flexibility even when the same amount of a softening agent is added.
  • a first aspect of the present invention is a stock adjustment step for adjusting a stock that is a suspension of fibers from a raw material, and a fiber web obtained by making fibers from the stock. And a papermaking process for drying while transporting, wherein the paper stock adjusting step includes a step of adding a softener diluent to the paper stock, and the softener diluent is contained in the softener diluent.
  • the softening agent is dispersed in the form of fine particles having an average particle size of 2.7 ⁇ m or less.
  • the softening agent is diluted and added, and as the diluting liquid, a softener dispersed in the dilution medium in the form of fine particles having an average particle size of 2.7 ⁇ m or less is used. .
  • a softener dispersed in the dilution medium in the form of fine particles having an average particle size of 2.7 ⁇ m or less.
  • the softening agent is microscopically more uniformly dispersed in the diluent medium, the softening agent can be fixed microscopically and uniformly to the pulp fiber even if the amount of the softening agent fixed to the pulp is the same. . As a result, the flexibility of the thin paper can be improved satisfactorily.
  • a paper stock adjusting step for adjusting a paper stock which is a suspension of fibers from raw materials
  • a paper making step for drying while transporting a fiber web made from the paper stock A step of obtaining a diluted solution in which fine particles of the softening agent are dispersed by mixing the softening agent and a diluent medium at 14 ° C. or lower, Adding the diluent to the stock.
  • the softening agent is diluted and added, and the diluted solution is obtained by mixing the softening agent and a dilution medium of 14 ° C. or lower.
  • a dilution medium of 14 ° C. or lower.
  • the softening agent is microscopically more uniformly dispersed in the diluent medium, the softening agent can be fixed microscopically and uniformly to the pulp fiber even if the amount of the softening agent fixed to the pulp is the same. . As a result, the flexibility of the thin paper can be improved satisfactorily.
  • the form of the fine particles is a micelle or vesicle, or a combination thereof.
  • the softener fine particles in the dilution medium are in at least one form of micelles and vesicles, a stable dispersion state of the softener in the diluent can be obtained.
  • the softening agent contains a nonionic surfactant.
  • the softening agent when the softening agent contains a nonionic surfactant, the softening agent becomes less susceptible to the hardness of water and the electrolyte, and easily forms micelles or vesicles in the dilution medium. . Thereby, the stable dispersion state of the softening agent in a dilution liquid can be obtained.
  • the softening agent further includes a cationic surfactant.
  • the softening agent contains the cationic surfactant
  • the softening agent is easily adsorbed or bound to the pulp fiber exhibiting anionic property in the suspension.
  • flexibility can be improved more.
  • a thin paper manufacturing method capable of providing higher flexibility even when the same amount of softening agent is added.
  • the manufacturing method of the thin paper according to one aspect of the present invention is a wet method, that is, a stock adjusting step for adjusting a stock that is a suspension of fibers from a raw material, and a fiber web obtained by making fibers from the stock And a paper making process of drying while transporting.
  • FIG. 1 An example of the paper stock adjustment process is shown in FIG.
  • pulp as a raw material is dispersed in water in the pulper 1.
  • the dispersed pulp is sent to a double disc refiner (DDR) 4 through a post-pulper tank 2 and a receiving tank 3 for adjusting the concentration.
  • DDR4 a beating process is performed, whereby the fibers are entangled and the paper strength is adjusted.
  • the pulp slurry (suspension) subjected to the beating process in the DDR 4 is mixed with an additive mainly containing a softening agent in the mixing tank 5, then sent to the machine tank 6 and temporarily stored.
  • an additive other than the softening agent in some cases, an additive containing a softening agent
  • an additive other than the softening agent in some cases, an additive containing a softening agent
  • the softening agent when the softening agent is added during the paper stock adjustment process, the softening agent is diluted with a diluent medium before use.
  • the softener diluent can be prepared in a dilution unit 10 connected to the mixing tank 5.
  • the softening agent is sent from the softening agent tank 11 to the dilution tank 12 and mixed with the dilution medium loaded in the dilution tank 12.
  • the temperature of the dilution medium in the dilution tank 12 is kept constant.
  • a stirring operation may be performed by a stirring bar, a plate, or the like.
  • the stock preparation step includes a step of adding the above-described softener diluent, and the softener has an average particle size of 2.7 ⁇ m or less in the softener diluent. Are dispersed in the form of fine particles (in a discontinuous phase).
  • the surface area per unit area of the fine particles increases as the average particle diameter of the softener fine particles dispersed in the diluting solution becomes smaller, so the area where the pulp fibers and the softener come into contact with each other in the pulp slurry increases. Therefore, even if the addition amount of the softening agent is the same, the amount (fixing rate) of the softening agent fixed to the pulp can be increased, and the softness of the thin paper can be improved. If it says from another viewpoint, if the thin paper which has a softness
  • the fact that the average particle size of the softening agent dispersed in the diluent is small means that the softening agent is more uniformly dispersed in the diluent as viewed microscopically. Therefore, even if the softening agent is fixed with the same fixing amount, the softening agent can be fixed more uniformly on the pulp fiber as viewed microscopically.
  • the stock preparation step includes a step of adding a softener diluent, and the softener is dispersed in the form of fine particles having an average particle diameter of 2.7 ⁇ m or less in the softener diluent.
  • the fine particles refer to aggregates of molecules constituting the softening agent, and may be in the form of micelles, vesicles, etc., or may be colloidal particles containing these.
  • the average particle size of the softener fine particles in the dilution medium is preferably 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, further preferably 0.8 ⁇ m or less, particularly preferably 0.7 ⁇ m or less, and even more preferably 0.6 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the average particle size of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 5 nm (0.005 ⁇ m) or more for reasons of designing the equipment for the paper stock adjustment process.
  • the average particle diameter in the present specification is a median diameter calculated from volume-based particle size distribution measured by laser diffraction scattering measuring method (D 50).
  • At least one temperature of the softening agent, the diluent medium, and the diluent may be controlled to a predetermined temperature lower than normal temperature, for example, 14 ° C. or lower. .
  • a stirring speed such as stirring a dilution liquid at higher speed using a stirrer, etc. are mentioned.
  • the paper material adjusting step includes a step of mixing a softener and a diluent medium at 14 ° C. or less to obtain a diluent in which fine particles of the softener are dispersed, and dilution of the softener. Adding a liquid.
  • FIG. 3 schematically shows the relationship between the temperature and the average particle diameter of the softener fine particles.
  • the relationship between the temperature and the average particle diameter of the softener fine particles tends to change greatly around 14 ° C.
  • fine-particles of the softening agent in a dilution liquid can be made below into a predetermined average particle diameter by making the temperature of a dilution medium into 14 degrees C or less.
  • the average particle size of the softener fine particles dispersed in the diluent is small, the surface area per unit area of the fine particles increases. Therefore, the contact area in the pulp slurry is increased by lowering the temperature of the dilution medium. Become. Therefore, even if the addition amount of the softening agent is the same, the amount (fixing rate) of the softening agent fixed to the pulp can be increased, and the softness of the thin paper can be improved. In other words, the amount of the softening agent can be reduced if thin paper having the same degree of flexibility is manufactured.
  • the fact that the average particle size of the softening agent dispersed in the diluent is small means that the softening agent is more uniformly dispersed in the diluent as viewed microscopically. Therefore, even if the softening agent is fixed with the same fixing amount, the softening agent can be fixed more uniformly on the pulp fiber as viewed microscopically.
  • the paper stock adjusting step includes a step of obtaining a softener diluent by mixing a softener and a diluent medium of 14 ° C. or less, and a step of adding a softener diluent, whereby pulp is obtained. Since the fixability of the softening agent to the fibers is improved, it becomes possible to produce a thin paper with higher flexibility as a result.
  • the temperature of the dilution medium is preferably 13 ° C. or lower, more preferably 12 ° C. or lower, further preferably 10 ° C. or lower, and particularly preferably 8 ° C. or lower. Below the above temperature, the average particle size of the softener fine particles decreases rapidly, so that the flexibility (texture) is also greatly improved.
  • the temperature of the dilution medium is preferably 1 ° C. or higher, and more preferably 2 ° C. or higher.
  • the softening agent can be at room temperature or can be cooled to the same temperature as the dilution medium or close to it.
  • the normal temperature is a temperature at which cooling or heating is not performed in the thin paper stock adjusting step, and is preferably a temperature of 15 to 25 ° C.
  • the temperature of the dilution medium is set to 14 ° C. or lower, but the temperature of the diluent may be set to 14 ° C. or lower.
  • the temperature of the dilution tank 12 can be maintained at 14 ° C. or lower, so that a softener dilution liquid at 14 ° C. or lower is obtained. be able to.
  • the dilution medium is not particularly limited, it is preferable to use water. That is, the softener diluent is preferably a softener water diluent. Further, an aqueous solution obtained by adding an additive such as salt in advance to water can also be used as a dilution medium. In that case, since freezing can be suppressed, dilution operation can be performed using a lower temperature dilution medium.
  • the softener is preferably dispersed in the form of aggregates such as spherical or rod-like micelles and vesicles, or in a mixed state of different aggregate forms such as micelles and vesicles.
  • the softener is preferably present in the diluent at a concentration that forms micelles or vesicles or combinations thereof.
  • the specific concentration of the softening agent with respect to the total amount of the diluent depends on the type of softening agent used, but is preferably 1 to 15% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, and 3 to 8% by weight. Is more preferable. By setting it as the said range, since a softening agent can form a micelle or a vesicle, especially a micelle, the stable dispersion state can be maintained in a dilution liquid.
  • the mass of the softening agent relative to the mass of the pulp is preferably 0.01 to 1% by mass, and more preferably 0.05 to 0.5% by mass.
  • the dilution unit 10 includes a softener tank 11 and a dilution tank 12, and the softener and the dilution medium are mixed in the dilution tank 12.
  • the diluting unit 10 may have another form, and may include a softener tank 11 and a cooling pipe 13 as shown in FIG. In that case, the softener sent from the softener tank 11 and the dilution medium having a predetermined temperature sent through the cooling pipe 13 can be mixed in a transfer pipe communicating with the mixing tank 5.
  • the diluting unit 10 is connected to the mixing tank 5, but the diluting unit 10 is a tank after the pulper 1, that is, the post-pulper tank 2, the receiving tank 3, the DDR 4, and the machine tank 6. , And one or more of the seed box 7. That is, in the paper material adjusting step, the softener diluent can be added to the pulp slurry (paper material) that has passed through the pulper 1 at any stage.
  • the diluting solution of the softening agent can be added to the pulp slurry that has passed through the pulper 1 a plurality of times.
  • the softener diluent is added to at least one of the mixing tank 5, the machine tank 6, and the seed box 7. This is because the softening agent tends to be more uniformly fixed since the pulp fibers are well unwound after beating is performed in DDR4. Further, as the stock adjustment process proceeds, the concentration of the pulp fibers in the pulp slurry decreases, and the number of times the softener and the pulp fibers are contacted increases. Therefore, it is preferable to add a softener diluent to the seed box 7. .
  • the softener used is not particularly limited, but a surfactant selected from one or more of an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and a zwitterionic surfactant is used. It is preferable to do. Among these, a cationic surfactant or a nonionic surfactant is preferable, and a nonionic surfactant is more preferable. Moreover, it is more preferable that it is a mixture of a cationic surfactant and a nonionic surfactant.
  • anionic surfactant a carboxylate salt, a sulfonate salt, a sulfate ester salt, a phosphate ester salt, or the like can be used.
  • alkyl phosphate ester salts are preferred.
  • the cationic surfactant a quaternary ammonium salt, an amine salt, an amine, or the like can be used. Since the pulp fibers are anionic in suspension, the cationic surfactant is likely to be adsorbed or bound to the pulp fibers. Therefore, in the manufacture of thin paper, the cationic surfactant may be used alone or in the cationic interface. It is preferable to use in combination with a surfactant other than the active agent.
  • dilauryldimethylammonium chloride distearyldimethylammonium chloride, dimyristyldimethylammonium chloride, dipalmityldimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride and the like.
  • ester type As the nonionic surfactant, ester type, ether type, ester ether type, alkanolamide type, alkylglycoside and the like can be used.
  • ester types include sorbitan fatty acid esters, diethylene glycol monostearate, diethylene glycol monooleate, glyceryl monostearate, glyceryl monooleate, propylene glycol monostearate, N- (3-oleyloxy-2-hydroxypropyl) diethanolamine, Examples include polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbit dense wax, polyoxyethylene sorbitan sesquistearate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene monolaurate, and the like.
  • the ether type include polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkyl phenyl ether, and specific examples include polyoxyethylene cetyl ether and polyoxyethylene lauryl ether.
  • Nonionic surfactants do not form ions in an aqueous medium, and thus are less susceptible to water hardness and electrolytes.
  • the micelles can be formed in the medium even when the critical micelle concentration is lower than that of other ionic surfactants. Therefore, the softening agent of this embodiment preferably contains a nonionic surfactant, and particularly preferably contains an ether type nonionic surfactant.
  • the surfactant contains an ether type nonionic surfactant and the diluent medium contains water
  • the ether of the nonionic surfactant can be reduced by lowering the temperature of the diluent medium and / or the temperature of the diluent.
  • a part and a water molecule form a hydrogen bond, and it becomes easy to hydrate. Thereby, it is considered that the particles of the surfactant (softening agent) dispersed in the dilution medium are less likely to aggregate and form particles having a small particle size.
  • an aliphatic derivative of a secondary or tertiary amine containing carboxy, sulfonate or sulfate, or an aliphatic derivative of a heterocyclic secondary or tertiary amine is used. be able to.
  • any of the above surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the raw material used in this embodiment is pulp, and examples of the pulp include wood pulp, non-wood pulp, synthetic pulp, and waste paper pulp.
  • the pulp include wood pulp, non-wood pulp, synthetic pulp, and waste paper pulp.
  • KP chemical pulp
  • CP chemical pulp
  • AP soda pulp
  • SP sulfite pulp
  • DP dissolving pulp
  • NVA polyvinyl alcohol
  • Synthetic pulp deinked pulp
  • Waste paper pulp such as top pulp (WP), ground pulp (TP), cotton, flax, hemp, jute, manila hemp, ramie, etc.
  • One or more kinds of auxiliary pulp such as straw pulp and bast pulp can be used.
  • the basis weight of the thin paper produced according to this embodiment is preferably in the range of 10 to 30 g / m 2 , although it depends on the specific application. By setting it to 10 g / m 2 or more, sufficient strength that can withstand use can be properly secured, and by setting it to 30 g / m 2 or less, the feeling of paper stickiness is prevented and high flexibility is maintained. be able to. Examples of the method for measuring the basis weight include a method according to JIS P 8124 (1998).
  • additives other than the above-mentioned softening agent can be added directly to the pulp slurry, or to the softening agent or the diluting liquid of the softening agent.
  • additives other than the softener include a yield improver, a dry paper strength enhancer, a fixing agent, a humectant, and a wet paper strength agent.
  • the production method of the present embodiment is suitably used for the production of sanitary thin paper for home use such as tissue paper and toilet paper.
  • Example 1 Thin paper was produced by the stock adjustment process as shown in FIG.
  • the raw material pulp used was a mixture of hardwood bleached kraft pulp (LBKP) and softwood bleached kraft pulp (NBKP), and the blending ratio (NL ratio) of NBKP and LBKP was 30:70.
  • concentration of the pulp slurry before a softening agent addition was 3.7 mass%, and the temperature was 40 degreeC.
  • a softener diluent was prepared so that the softener concentration relative to the diluent was 5% by mass.
  • the softener from the softener tank 11 is supplied to the dilution tank 12 to which water is supplied (manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd., Raffines KL-7 (including nonionic surfactant and cationic surfactant)).
  • the dilution tank 12 was maintained at the temperature of 5 degreeC.
  • the particle size of the softener fine particles in the diluent was measured as described below.
  • the obtained diluted solution was added to the mixing tank 5. At this time, the mass of the softening agent relative to the mass of the pulp was 0.1% by mass.
  • Example 2 A softener diluent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the diluent medium was changed to 10 ° C., and the diluent was added to the pulp slurry to adjust the stock. Thereafter, in the same manner as in Example 1, thin paper was produced, and the obtained thin paper was measured and evaluated. The main production conditions and results are shown in Table 1.
  • Example 3 The paper stock was adjusted in the same manner as in Example 1 except that the softening agent was added without dilution. In the same manner as in Example 1, thin paper was produced, and the obtained thin paper was measured and evaluated. The main production conditions and results are shown in Table 1.
  • Example 4 The paper stock was adjusted in the same manner as in Example 1 except that the softening agent was not added. Thin paper was manufactured in the same manner as in the main example 1, and the obtained thin paper was measured and evaluated. Production conditions and results are shown in Table 1.
  • the diluted solution obtained in the dilution unit 10 and added to the mixing tank 5 is taken out, and the average particle size of the softener fine particles dispersed therein is measured by a laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.). ).
  • the obtained thin paper was fully conditioned under the conditions of JIS P 8111 (1998), and then measured using a dial gauge (Ozaki Seisakusho, Peacock G type). Specifically, confirm that there is no dust, dust, etc. between the plunger and the measuring table, lower the plunger on the measuring table, move the dial thickness gauge memory to adjust the zero point, and then Raise the plunger, place the sample on the test bench, slowly lower the plunger and read the gauge at that time. At this time, the plunger is simply placed on the sample.
  • the terminal of the plunger is made of metal so that a circular plane having a diameter of 10 mm is perpendicular to the plane of the paper, and the load at the time of measuring the paper thickness is about 70 gf.
  • the paper thickness was an average value obtained by performing measurement 10 times.
  • the thickness of the thin paper obtained in Examples 1 and 2 in which the temperature of the dilution medium is lower and the average particle size of the softener fine particles in the dilution medium is smaller is thicker than those in Comparative Examples 1 to 4. It was. Moreover, the tensile strength of the thin paper obtained in Examples 1 and 2 was small in both the vertical direction and the horizontal direction. This is due to the increased flexibility of the tissue paper. However, since the tensile strength in the vertical direction of Examples 1 and 2 is 230 cN / 25 mm or more and the tensile strength in the horizontal direction is 90 cN / 25 mm or more, the product has sufficient paper strength. I can say that.

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Abstract

原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、前記紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程とを含む薄葉紙の製造方法であって、前記紙料調整工程は、柔軟剤の希釈液を前記紙料に添加する工程を含み、前記柔軟剤の希釈液中には、前記柔軟剤が、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で分散している。

Description

薄葉紙の製造方法
 本発明は、薄葉紙の製造方法に関する。
 ティシュペーパー、トイレットペーパー等の薄葉紙に求められる重要な品質として、柔軟性がある。特に家庭用の薄葉紙については、近年、ますます柔らかい薄葉紙が好まれる傾向にあり、柔軟性の更なる向上が求められている。
 これに対し、特許文献1には、原料に対して二回に分けて柔軟剤を添加することによって、風合い(柔らかさ)を向上させた薄葉紙の製造方法が記載されている。
特許第5769986号公報
 しかしながら、特許文献1では、添加する柔軟剤の形態や、柔軟剤の調製時の温度等については検討されていなかった。
 上記点に鑑みて、本発明の一形態は、同量の柔軟剤を添加した場合であっても、より高い柔軟性をもたらすことができる薄葉紙の製造方法を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明の第一の形態は、原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、前記紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程とを含む薄葉紙の製造方法であって、前記紙料調整工程は、柔軟剤の希釈液を前記紙料に添加する工程を含み、前記柔軟剤の希釈液中には、前記柔軟剤が、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で分散している。
 上記第一の形態によれば、柔軟剤を希釈して添加し、その希釈液として、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で柔軟剤が希釈媒体中に分散しているものを用いる。これにより、パルプ質量に対して添加した柔軟剤の質量が同じでも、柔軟剤微粒子の単位体積当たりの表面積を大きくすることができる。そのため、懸濁液である紙料(パルプスラリー)中で柔軟剤とパルプとが接触する面積を大きくすることができ、より多くの柔軟剤をパルプに定着させることができる(柔軟剤の定着率を高めることができる)。また、柔軟剤は希釈媒体中で微視的により均一に分散しているため、パルプに定着した柔軟剤の量が同じでも、微視的により均一に柔軟剤をパルプ繊維に定着させることができる。その結果、薄葉紙の柔軟性を良好に向上させることができる。
 本発明の第二の形態では、原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、前記紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程とを含む薄葉紙の製造方法であって、前記紙料調整工程は、柔軟剤と14℃以下の希釈媒体とを混合して、前記柔軟剤の微粒子が分散している希釈液を得る工程と、前記希釈液を前記紙料に添加する工程とを含む。
 上記第二の形態によれば、柔軟剤を希釈して添加し、その希釈液は、柔軟剤と14℃以下の希釈媒体とを混合することにより得られる。希釈媒体の温度を低くすることにより、希釈液中の柔軟剤の微粒子の平均粒径を小さくすることができるので、パルプ質量に対して添加した柔軟剤の質量が同じでも、柔軟剤微粒子の単位体積当たりの表面積を大きくすることができる。そのため、懸濁液である紙料中で柔軟剤とパルプとが接触する面積を大きくすることができ、より多くの柔軟剤をパルプに定着させることができる(柔軟剤の定着率を高めることができる)。また、柔軟剤は希釈媒体中で微視的により均一に分散しているため、パルプに定着した柔軟剤の量が同じでも、微視的により均一に柔軟剤をパルプ繊維に定着させることができる。その結果、薄葉紙の柔軟性を良好に向上させることができる。
 本発明の第三の形態では、前記微粒子の形態が、ミセル若しくはベシクル、又はその組合せである。
 上記第三の形態によれば、希釈媒体中の柔軟剤微粒子が、ミセル及びベシクルの少なくとも1つの形態となっているので、希釈液中での柔軟剤の安定した分散状態を得ることができる。
 本発明の第四の形態では、前記柔軟剤が、非イオン性界面活性剤を含む。
 上記第四の形態によれば、柔軟剤が非イオン性界面活性剤を含むことによって、柔軟剤が水の硬度や電解質の影響を受けにくくなり、希釈媒体中でミセル又はベシクルを形成しやすくなる。これにより、希釈液中での柔軟剤の安定した分散状態を得ることができる。
 本発明の第五の形態では、前記柔軟剤が、カチオン性界面活性剤をさらに含む。
 上記第五の形態によれば、柔軟剤がカチオン性界面活性剤を含むことによって、懸濁液中でアニオン性を示すパルプ繊維に対して柔軟剤が吸着又は結合しやすくなる。これにより、柔軟性をより向上させることができる。
 本発明の一形態によれば、同量の柔軟剤を添加した場合であっても、より高い柔軟性をもたらすことができる薄葉紙の製造方法が提供される。
本発明の一形態に係る紙料調整工程を説明するための概略図である。 本発明の一形態における希釈部の別の形態を示す概略図である。 温度による柔軟剤微粒子の平均粒径の変化を説明するためのグラフである。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 本発明の一形態による薄葉紙の製造方法は、湿式法による、つまり、原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程とを含む。
 紙料調整工程の一例を図1に示す。紙料調整工程では、まず、パルパー1において原料であるパルプを水に分散させる。そして、分散させたパルプは、その濃度調整を行うパルパー後タンク2及び受入れタンク3を介して、ダブルディスクリファイナー(DDR)4に送られる。DDR4では叩解処理が行われ、これにより、繊維同士を絡めあわせ、紙力強度を調整する。DDR4にて叩解処理されたパルプスラリー(懸濁液)は、ミキシングタンク5において、主に柔軟剤を含む添加剤と混合された後、マシンタンク6に送られ、一時貯留される。最後に、種箱7において、柔軟剤以外の添加剤(場合によっては柔軟剤を含む添加剤)が添加され、紙料の調整が行われる。
 本発明の一形態では、紙料調整工程中で柔軟剤を添加する際に、柔軟剤を希釈媒体で希釈してから使用する。柔軟剤の希釈液は、図1に示すように、ミキシングタンク5に接続されている希釈部10において調製することができる。希釈部10では、柔軟剤が柔軟剤タンク11から希釈タンク12へと送られ、希釈タンク12に装填されている希釈媒体と混合される。希釈タンク12における希釈媒体の温度は、一定に維持されている。希釈タンク12においては、撹拌子や板等によって撹拌操作を行ってもよい。
 本発明の一形態では、紙料調整工程が、上記の柔軟剤の希釈液を添加する工程を含んでおり、柔軟剤の希釈液中には、柔軟剤が、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で(不連続相となって)分散している。
 希釈液中に分散している柔軟剤微粒子の平均粒径が小さくなる程、微粒子の単位面積当たりの表面積は大きくなるので、パルプスラリー中でパルプ繊維と柔軟剤とが接触する面積は大きくなる。そのため、柔軟剤の添加量が同じであったとしても、パルプに定着する柔軟剤の量(定着率)を増やすことができ、薄葉紙の柔軟性を向上させることができる。別の観点で言うと、同程度の柔軟性を有する薄葉紙を製造するのであれば、柔軟剤の量を減らすことができる。
 さらに、希釈液中に分散している柔軟剤の平均粒径が小さいということは、希釈液中で微視的に見てより均一に柔軟剤が分散していることを意味する。そのため、同じ定着量で柔軟剤が定着していたとしても、柔軟剤はパルプ繊維に、微視的に見てより均一に定着することができる。
 このように、紙料調整工程が柔軟剤の希釈液を添加する工程を含み、柔軟剤の希釈液中には、柔軟剤が、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で分散していることにより、パルプ繊維への柔軟剤の定着性が向上し、結果として、より柔軟性の高い薄葉紙を製造することが可能になる。
 なお、本明細書において、微粒子とは、柔軟剤を構成する分子の集合体を指し、ミセル、ベシクル等の形態であってよく、これらを含むコロイド粒子であってもよい。
 希釈媒体中での柔軟剤の微粒子の平均粒径は、2μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.8μm以下がさらに好ましく、0.7μm以下が特に好ましく、0.6μm以下が一層好ましい。上記範囲とすることで、パルプ繊維への柔軟剤の定着性が更に向上し、得られる薄葉紙の柔軟性がより一層高まる。上記微粒子の平均粒径の下限値は特に限定されないが、紙料調整工程の設備の設計上の理由から、5nm(0.005μm)以上とすることが好ましい。なお、本明細書における平均粒径は、レーザー回折散乱式測定法で計測した体積基準の粒度分布から算出した中位径(D50)である。
 希釈液中の柔軟剤の平均粒径を小さくする手段としては、柔軟剤、希釈媒体、及び希釈液の少なくとも1つの温度を、常温より低い所定温度、例えば14℃以下に管理することが挙げられる。また、希釈液を、攪拌機を用いてより高速で撹拌する等、撹拌速度を制御すること等が挙げられる。
 本発明の別の態様では、紙料調整工程が、柔軟剤と14℃以下の希釈媒体とを混合して、柔軟剤の微粒子が分散している希釈液を得る工程と、この柔軟剤の希釈液を添加する工程とを含む。
 上述のように、柔軟剤を希釈する際に希釈媒体の温度を低くすると、得られる希釈液中の柔軟剤の微粒子の粒径は小さくなる。図3に、温度と柔軟剤の微粒子の平均粒径との関係を概略的に示す。図3のグラフから分かるように、温度と柔軟剤微粒子の平均粒径との関係は、14℃前後で大きく変化する傾向にある。そして、希釈媒体の温度を14℃以下とすることで、希釈液中の柔軟剤の微粒子の大きさを所定の平均粒径以下とすることができる。
 希釈液中に分散している柔軟剤微粒子の平均粒径が小さければ、微粒子の単位面積当たりの表面積は大きくなるので、希釈媒体の温度を低くすることで、パルプスラリー中での接触面積は大きくなる。そのため、柔軟剤の添加量が同じであったとしても、パルプに定着する柔軟剤の量(定着率)を増やすことができ、薄葉紙の柔軟性を向上させることができる。見方を変えると、同程度の柔軟性を有する薄葉紙を製造するのであれば、柔軟剤の量を減らすことができる。
 さらに、希釈液中に分散している柔軟剤の平均粒径が小さいということは、希釈液中で微視的に見てより均一に柔軟剤が分散していることを意味する。そのため、同じ定着量で柔軟剤が定着していたとしても、柔軟剤はパルプ繊維に、微視的に見てより均一に定着することができる。
 このように、紙料調整工程が、柔軟剤と14℃以下の希釈媒体とを混合して柔軟剤の希釈液を得る工程と、柔軟剤の希釈液を添加する工程とを含むことにより、パルプ繊維への柔軟剤の定着性が向上するので、結果として、より柔軟性の高い薄葉紙を製造することが可能になる。
 希釈媒体の温度は13℃以下であると好ましく、12℃以下であるとより好ましく、10℃以下がさらに好ましく、8℃以下が特に好ましい。上記温度以下では、柔軟剤の微粒子の平均粒径が急激に小さくなるので、柔軟性(風合い)も大きく向上する。また、希釈媒体が水の場合には氷結する可能性があることから、希釈媒体の温度は、1℃以上であることが好ましく、2℃以上であることがより好ましい。
 柔軟剤は常温とすることもできるし、希釈媒体と同じ温度又は近い温度に冷却することもできる。なお、本明細書において、常温(室温)とは、薄葉紙の紙料調整工程において冷却又は加熱の操作をしない状態の温度であり、好ましくは15~25℃の温度である。
 また、本形態では、希釈媒体の温度を14℃以下としているが、希釈液の温度を14℃以下とすることもできる。例えば、紙料調整工程の希釈部10において、希釈タンク12を用いた場合には、希釈タンク12の温度を14℃以下に維持することができるので、14℃以下の柔軟剤の希釈液を得ることができる。
 希釈媒体は特に限定されないが、水を用いることが好ましい。つまり、柔軟剤の希釈液は、柔軟剤の水希釈液であることが好ましい。また、水に予め塩等の添加剤を加え、水溶液としたものを希釈媒体として使用することもできる。その場合には、氷結を抑制することができるため、より低い温度の希釈媒体を用いて希釈操作を行うことができる。
 柔軟剤は、球状又は棒状のミセル、ベシクル等の集合体の形態で、或いはミセル、ベシクル等の異なる集合形態が混合した状態で分散していることが好ましい。別言すれば、柔軟剤は、ミセル若しくはベシクル又はその組合せを形成するような濃度で希釈液中に存在していると好ましい。これにより、柔軟剤の分散状態をより安定させることができ、柔軟剤の希釈液をパルプスラリーに添加した場合も、柔軟剤が小さい粒子の形態を維持しながらパルプスラリーに到達することができると考えられる。
 希釈液全量に対する柔軟剤の具体的な濃度は、用いられる柔軟剤の種類にもよるが、1~15質量%であると好ましく、2~10質量%であるとより好ましく、3~8質量%であるとさらに好ましい。上記範囲とすることで、柔軟剤がミセル又はベシクル、特にミセルを形成することができるので、希釈液中で安定した分散状態を維持することができる。
 また、パルプの質量に対する柔軟剤の質量は、0.01~1質量%であると好ましく、0.05~0.5質量%であるとより好ましい。
 図1の例では、希釈部10は、柔軟剤タンク11と希釈タンク12とを有し、柔軟剤と希釈媒体との混合が希釈タンク12内で行われている。しかし、希釈部10は、別の形態であってもよく、例えば図2に示すように、柔軟剤タンク11と冷却管13とを有していてもよい。その場合、柔軟剤タンク11から送られてきた柔軟剤と冷却管13を通じて送られてきた所定温度の希釈媒体とを、ミキシングタンク5に連通する移送管中で混合することもできる。
 また、図1の例では、希釈部10はミキシングタンク5に接続されているが、希釈部10は、パルパー1よりも後のタンク、つまりパルパー後タンク2、受入れタンク3、DDR4、マシンタンク6、及び種箱7の1つ以上に接続されていてよい。すなわち、紙料調整工程で、柔軟剤の希釈液は、パルパー1を経たパルプスラリー(紙料)に任意の段階で添加することができる。柔軟剤の希釈液は、パルパー1を経たパルプスラリーに複数回添加することもできる。
 さらに、柔軟剤希釈液は、ミキシングタンク5、マシンタンク6、及び種箱7の少なくとも1つにおいて添加されることが好ましい。DDR4にて叩解が行われた後であると、パルプ繊維が良好に解されているため、柔軟剤がより均一に定着しやすいからである。また、紙料調整工程が進むにつれ、パルプスラリーのパルプ繊維の濃度は小さくなり、柔軟剤とパルプ繊維との接触回数が増えることから、柔軟剤の希釈液を種箱7に添加することが好ましい。
 使用される柔軟剤は、特に限定されないが、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び両性イオン性界面活性剤から1種以上選択される界面活性剤を使用することが好ましい。中でも、カチオン性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤が好ましく、非イオン性界面活性剤がより好ましい。また、カチオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤の混合物であるとさらに好ましい。
 アニオン系界面活性剤としては、カルボン酸塩系、スルホン酸塩系、硫酸エステル塩系、燐酸エステル塩系等を使用することができる。特に、アルキル燐酸エステル塩が好ましい。
 カチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩、アミン塩、又はアミン等を使用することができる。パルプ繊維は懸濁液中でアニオン性を示すため、カチオン性界面活性剤がパルプ繊維に吸着又は結合しやすいことから、薄葉紙の製造においては、カチオン性界面活性剤を、単独で又はカチオン性界面活性剤以外の界面活性剤と併用して用いることが好ましい。
 上記のカチオン性界面活性剤の中でも、第4級アンモニウム塩を用いることが好ましく、第4級アンモニウム塩が、アルキル基、特に炭素数が12~20の直鎖アルキル基を有しているものが好ましい。中でも、ビス[アルキル(C=12~20)、直鎖型](ジメチル)アンモニウム塩と表記できるものが好ましい。カチオン性界面活性剤が炭素数12~20のアルキル基を有していると、界面活性剤が嵩高くなり、パルプ繊維に定着した場合にパルプ繊維同士の間隔をより広げることができるため、好ましい。具体例としては、ジラウリルジメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジミリスチルジメチルアンモニウムクロリド、ジパルミチルジメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
 非イオン性界面活性剤としては、エステル型、エーテル型、エステルエーテル型、アルカノールアミド型、アルキルグリコシド等を使用することができる。エステル型の例としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノステアレート、ジエチレングリコールモノオレエート、グリセリルモノステアレート、グリセリルモノオレート、プロピレングリコールモノステアレート、N-(3-オレイロシキ-2-ヒドロキシプロピル)ジエタノールアミン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビット密ロウ、ポリオキシエチレンソルビタンセスキステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノラウレート等が挙げられる。また、エーテル型としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等があり、具体的には、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等が挙げられる。
 非イオン性界面活性剤は、水系媒体中でイオンを形成しないため、水の硬度や電解質の影響を受けにくい。また、他のイオン性の界面活性剤と比較して臨界ミセル濃度が低い、つまり、低い濃度でも媒体中でミセルを形成することができる。よって、本形態の柔軟剤は、非イオン性界面活性剤を含んでいることが好ましく、特に、エーテル型の非イオン性界面活性剤を含んでいることが好ましい。界面活性剤がエーテル型の非イオン性界面活性剤を含み、希釈媒体が水を含む場合には、希釈媒体の温度及び/又は希釈液の温度を低下させると、非イオン性界面活性剤のエーテル部分と水分子とが水素結合を形成し、水和しやすくなる。これにより、希釈媒体中に分散された界面活性剤(柔軟剤)の粒子同士が凝集しにくくなり、小さな粒径の粒子を形成すると考えられる。
 両性イオン性界面活性剤としては、カルボキシ、スルホネート、サルフェートを含有する第2級若しくは第3級アミンの脂肪族誘導体、又は複素環式第2級若しくは第3級アミンの脂肪族誘導体等を使用することができる。
 なお、上記の界面活性剤はいずれも単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本形態で用いられる原料はパルプであり、パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、合成パルプ、古紙パルプ等が挙げられる。具体的には、砕木パルプ(GP)、ストーングランドパルプ(SGP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、加圧式砕木パルプ(PGW)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ブリーチケミサーモメカニカルパルプ(BCTMP)等の機械パルプ(MP)、化学的機械パルプ(CGP)、半化学的パルプ(SCP)、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)等のクラフトパルプ(KP)、またそれらの未漂白パルプ、ソーダパルプ(AP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)等の化学的パルプ(CP)、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、ポリビニルアルコール(PVA)等を原料とする合成パルプ、脱墨パルプ(DIP)、ウエストパルプ(WP)等の古紙パルプ、かすパルプ(TP)、木綿、アマ、麻、黄麻、マニラ麻、ラミー等を原料とするぼろパルプ、わらパルプ、エスパルトパルプ、バガスパルプ、竹パルプ、ケナフパルプ等の茎稈パルプ、靭皮パルプ等の補助パルプ等から一種以上を使用することができる。
 上記の中でも、NBKPとLBKPとを配合したものが好ましい。パルプには、適宜古紙パルプが配合されていてもよいが、NBKPとLBKPのみから構成されているのがよく、その場合の配合割合としては、NBKP:LBKP=20:80~50:50であることが好ましい。
 本形態により製造される薄葉紙の坪量は、具体的な用途にもよるが、10~30g/mの範囲内とすることが好ましい。10g/m以上とすることで、使用に耐え得る十分な強度を適正に確保することができ、30g/m以下とすることで、紙のゴワ付き感を防ぎ、高い柔軟性を維持することができる。坪量の測定方法としては、例えば、JIS P 8124(1998)に準じた方法等が挙げられる。
 紙料調整工程では、上述の柔軟剤以外の添加剤を、パルプスラリーに直接的に、又は柔軟剤若しくは柔軟剤の希釈液に添加することができる。柔軟剤以外の添加剤としては、歩留向上剤、乾燥紙力増強剤、定着剤、保湿剤、湿潤紙力剤等が挙げられる。
 本形態の製造方法によって製造される薄葉紙の用途は限定されないが、本形態の製造方法は、ティシュペーパー、トイレットペーパー等の家庭用の衛生薄葉紙の製造に好適に用いられる。
 以下、実施例及び比較例により本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
 (実施例1)
 図1に示すような紙料調整工程によって薄葉紙を製造した。用いた原料パルプは、広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)と針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)とを配合したものであり、NBKPとLBKPとの配合比(NL比)は30:70であった。また、柔軟剤添加前のパルプスラリーのパルプ濃度は3.7質量%であり、温度は40℃であった。
 希釈部10においては、希釈液に対する柔軟剤の濃度が5質量%となるように柔軟剤の希釈液を調製した。この際、水が供給されている希釈タンク12に、柔軟剤タンク11から柔軟剤(日華化学株式会社製、ラフィネス KL-7(非イオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤を含む))を添加した。そして、希釈タンク12を5℃の温度に維持した。希釈液中の柔軟剤の微粒子の粒径は、後述のように測定した。
 得られた希釈液をミキシングタンク5へ添加した。この際、パルプの質量に対する柔軟剤の質量が0.1質量%となるようにした。
 その後、マシンタンク6、種箱7を介して得られた紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥し、抄紙を行い、薄葉紙(トイレットペーパー)を得た。得られた薄葉紙の坪量、厚み、引張強度を測定し、柔軟性の官能評価を行った。主たる製造条件及び結果を表1に示す。
 (実施例2)
 希釈媒体の温度を10℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、柔軟剤の希釈液を調製し、その希釈液をパルプスラリーに添加し、紙料調整を行った。その後、実施例1と同様にして、薄葉紙を製造して、得られた薄葉紙の測定、評価を行った。主たる製造条件及び結果を表1に示す。
 (比較例1、2)
 希釈媒体の温度を表1の温度に変更したこと以外は実施例1と同様にして、柔軟剤の希釈液を調製し、その希釈液をパルプスラリーに添加し、紙料調整を行った。その後、実施例1と同様にして、薄葉紙を製造して、得られた薄葉紙の測定、評価を行った。主たる製造条件及び結果を表1に示す。
 (比較例3)
 柔軟剤を希釈せずに添加したこと以外は、実施例1と同様にして、紙料調整を行った。実施例1と同様にして、薄葉紙を製造して、得られた薄葉紙の測定、評価を行った。主たる製造条件及び結果を表1に示す。
 (比較例4)
 柔軟剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、紙料調整を行った。主たる実施例1と同様にして、薄葉紙を製造して、得られた薄葉紙の測定、評価を行った。製造条件及び結果を表1に示す。
 <測定・評価>
 測定及び評価は、以下のようにして行った。
 (柔軟剤微粒子の平均粒径)
 希釈部10において得られ、ミキシングタンク5に添加する前の希釈液を取り出し、その中に分散した柔軟剤微粒子の平均粒径を、レーザー回折散乱式粒度分布測定器(堀場製作所製、LA-920)によって測定した。
 (坪量)
 JIS P 8124(1998)に準拠する方法で測定をした。
 (厚み)
 得られた薄葉紙を、JIS P 8111(1998)の条件下で、十分に調湿した後、ダイヤルゲージ(尾崎製作所製、ピーコックG型)を用いて測定した。具体的には、プランジャーと測定台の間にゴミ、チリ等がないことを確認してプランジャーを測定台の上におろし、上記ダイヤルシックネスゲージのメモリを移動させてゼロ点を合わせ、次いで、プランジャーを上げて試料を試験台の上におき、プランジャーをゆっくりと下ろしそのときのゲージを読み取る。このとき、プランジャーを試料にのせるだけとする。プランジャーの端子は金属製で直径10mmの円形の平面が紙平面に対し垂直に当たるようにし、この紙厚測定時の荷重は、約70gfである。なお、紙厚は測定を10回行って得られる平均値とした。
 (引張強度)
 JIS P 8113(1998)に準拠した乾燥引張強度を測定した。測定は、1プライ当たり、縦方向及び横方向のそれぞれについて行った。
 (柔軟性の官能評価)
 試験者15人によって柔軟性を評価した。評価基準は、以下の通りである。
5点:非常に柔らかい
4点:柔らかい
3点:どちらでもない
2点:硬い
1点:非常に硬い
 点数の平均値を求め、評価値とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 希釈媒体の温度がより低く、希釈媒体中の柔軟剤の微粒子の平均粒径がより小さい実施例1、2で得られた薄葉紙の厚みは、比較例1~4のものに比べて厚くなっていた。また、実施例1、2で得られた薄葉紙の引張強度は、縦方向及び横方向共に小さくなっていた。これは、薄葉紙の柔軟性が増していることによる。但し、実施例1、2の縦方向の引張強度は230cN/25mm以上であり、また横方向の引張強度は90cN/25mm以上であることから、製品として、十分な紙力を有していると言える。
 さらに、実施例1、2の官能評価は比較例1~4に対して大きく上昇しており、実施例1、2においては、実際に使用した際に感じられる柔軟性が顕著に向上していることが分かった。
 本出願は、2016年9月29日に日本国特許庁に出願された特願2016-191378号に基づく優先権を主張するものであり、特願2016-191378号の全内容を本国際出願に援用する。
1 パルパー
2 パルパー後タンク
3 受入れタンク
4 DDR
5 ミキシングタンク
6 マシンタンク
7 種箱
10 希釈部
11 柔軟剤タンク
12 冷却タンク
13 冷却管
P ポンプ

Claims (8)

  1.  原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、
     前記紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程と
    を含む薄葉紙の製造方法であって、
     前記紙料調整工程は、柔軟剤の希釈液を前記紙料に添加する工程を含み、前記柔軟剤の希釈液中には、前記柔軟剤が、平均粒径が2.7μm以下の微粒子の形態で分散している、薄葉紙の製造方法。
  2.  前記微粒子の形態が、ミセル若しくはベシクル、又はその組合せである、請求項1に記載の薄葉紙の製造方法。
  3.  前記柔軟剤が、非イオン性界面活性剤を含む、請求項1に記載の薄葉紙の製造方法。
  4.  前記柔軟剤が、カチオン性界面活性剤をさらに含む、請求項3に記載の薄葉紙の製造方法。
  5.  原料から繊維の懸濁液である紙料を調整する紙料調整工程と、
     前記紙料から繊維を抄いて繊維ウェブとしたものを搬送しながら乾燥する抄紙工程と
    を含む薄葉紙の製造方法であって、
     前記紙料調整工程は、
     柔軟剤と14℃以下の希釈媒体とを混合して、前記柔軟剤の微粒子が分散している希釈液を得る工程と、
     前記希釈液を前記紙料に添加する工程とを含む、薄葉紙の製造方法。
  6.  前記微粒子の形態が、ミセル若しくはベシクル、又はその組合せである、請求項5に記載の薄葉紙の製造方法。
  7.  前記柔軟剤が、非イオン性界面活性剤を含む、請求項5に記載の薄葉紙の製造方法。
  8.  前記柔軟剤が、カチオン性界面活性剤をさらに含む、請求項7に記載の薄葉紙の製造方法。
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