JP2005325492A

JP2005325492A - 紙類用嵩高剤及び低密度紙類の製造方法

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Publication number: JP2005325492A
Application number: JP2004146807A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Arai; 厚新井; Tomomi Tanaka; 朝海田中; Kiyoshi Taira; 潔平; Shiyuuichi Niue; 修一仁上
Original assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-05-17
Also published as: JP4446438B2

Abstract

【課題】紙類のコスト低減化、印刷適正向上、高級なボリューム感付与等の目的で、紙類の密度を低下させて嵩を高めることが要望されている。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採用されており、従来より嵩高剤として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体や特種な非イオン系界面活性剤等が用いられている。しかしながら従来の嵩高剤は、紙類の嵩を高める効果が不十分であったりサイズ度を低下させる等の問題があった。本発明は、サイズ度を低下させることなく紙類の嵩を高めることができ、低密度で嵩高性に優れた紙類を得ることのできる嵩高剤を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の紙類嵩高剤は、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。
【選択図】なし。

Description

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）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、
（２）ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である上記（１）記載の紙類用嵩高剤、

（３）ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である上記（１）記載の紙類用嵩高剤、

（４）ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である上記（１）記載の紙類用嵩高剤、

（５）上記（１）〜（４）のいずれか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^２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、サイズ性の測定値は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^２）と厚み（ｍｍ）を測定し、下記（１）式により密度（ｇ／ｃｍ^３）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）

※１：表１におけるｍ、Ｒ_１は、（ａ）式におけるｍ、Ｒ_１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）

※２：表２におけるｍ、Ｒ_２は、（ｂ）式におけるｍ、Ｒ_２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）、サイズ性を測定した結果を表３にあわせて示す。

（表３）

※３：表３におけるｍ、Ｒ_３、Ｒ_４は、（ｃ）式におけるｍ、Ｒ_３、Ｒ_４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）、サイズ性を測定した結果を表４にあわせて示す。

（表４）

Claims

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。
ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である請求項１記載の紙類用嵩高剤。
ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である請求項１記載の紙類用嵩高剤。
ヒドロキシル基を有するアミン類が、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である請求項１記載の紙類用嵩高剤。
請求項１〜４のいずれか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。