JP5800656B2

JP5800656B2 - 衛生用紙の製造方法

Info

Publication number: JP5800656B2
Application number: JP2011215024A
Authority: JP
Inventors: 高橋　守; 守高橋; 峰雄八田
Original assignee: Nippon Paper Crecia Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Crecia Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013076174A

Description

本発明は、家庭用又は業務用のトイレットペーパーに柔軟剤や保湿剤を塗着させて表面性と柔軟性を改善した衛生用紙の製造方法に関する。

ティシュペーパーやトイレットペーパーの柔軟性を改善するため、繊維を薬品により柔軟処理する技術として、一定範囲の繊維長及び繊維粗度を有する針葉樹クラフトパルプと広葉樹クラフトパルプを特定の範囲で配合し、この紙料に柔軟剤を内添した後、さらにポリエチレンオキサイド等の分散剤を内添して湿紙を形成し、その後クレープ処理をすることにより、嵩高で柔軟なクレープ紙を得る技術が開示されている（特許文献１）。
又、ティシュペーパーやトイレットペーパーのウェブの表面にスプレー等で薬液を塗布（外添）して柔軟性を改善する技術として、ヤンキードライヤー又はプレスパート上のシートに、カチオン系化合物、非イオン界面活性剤、有機酸又は無機酸、及び有機溶剤からなる自己乳化型柔軟組成物を付与する技術が開示されている（特許文献２）。
さらに、ティッシュペーパーの折り加工設備で、スプレーや印刷により柔軟剤や保湿剤からなる薬剤成分を塗布する技術が開示されている（特許文献３，４）。

特開２００６−０９７１９１号公報特開２００８−２２３１６１号公報特開２００４‐２１８１５１号公報特開２００７‐６１１４３号公報

ところで、ペーパーマシンで柔軟成分や保湿成分を含む水溶性の風合い向上剤を直接ウェブに塗付すると、ウェブ形成後の二次工程で塗付する場合に比べて工程の簡略化が図られ、設備及び製造に係るコストの改善効果が大きい。しかし、水溶性の風合い改善剤をペーパーマシンでウェブに塗付すると断紙が生じやすい問題がある。
従って本発明は、ペーパーマシンでウェブへ水溶性の風合い改善剤を付与した場合に断紙が発生しにくい衛生用紙及の製造方法の提供を目的とする。

本発明の衛生用紙の製造方法は、トイレットペーパー用の原紙の片面に、水溶性柔軟剤及び／又は水溶性保湿剤を含む風合い改善剤を塗着し、前記水溶性柔軟剤は、前記原紙の乾燥繊維重量比で0.2〜5wt％の炭素数8〜24の脂肪族基を含む界面活性剤と；前記原紙への合計添加量が乾燥繊維重量比で0.02〜2wt％である水溶性オルガノポリシロキサン及び該水溶性オルガノポリシロキサンの水溶性誘導体と；の群から選ばれる少なくとも１つからなり、
前記水溶性保湿剤は前記原紙への添加量が乾燥繊維重量比で1〜15wt％であり、多価アルコール、糖類、及びアミノ酸系化合物の群から選ばれる少なくとも１つからなり、
前記原紙の抄紙工程で、前記原紙にポリアクリルアミド、ポリアミド・エピクロヒドリン、グリオキザール・ポリアクリルアミド共重合物、ジアルデヒドスターチ又はカチオン変性デンプンからなる一時性湿潤紙力増強剤を内添し、プレスパートのフェルトから前記原紙を転送したヤンキードライヤーの出口から前記原紙を巻き取るリールの間で、前記風合い改善剤を前記原紙の前記片面に、水分を含む液量として前記原紙の乾燥繊維重量の６ｗｔ％を超え１０ｗｔ％以下の割合で噴霧する。

前記風合い改善剤の噴霧を、スプレー又はローターダンプニングを用いて行うことが好ましい。

この発明によれば、ペーパーマシンでウェブへ水溶性の風合い改善剤を付与した場合に断紙が発生しにくく、ウェブ形成後の二次工程で水系風合い改善剤を塗付する工程が省略できる。

本発明の実施形態に係る衛生用紙を製造するペーパーマシンの一例を示す図である。

以下に本発明の好ましい実施形態に基づき図面と共に説明するが、これらは例示の目的で掲げたものでこれらにより本発明を限定するものではない。本発明の実施形態に係る衛生用紙は、ティシュペーパー用又はトイレットペーパー用の原紙の片面に、風合い改善剤が塗着されてなる。
なお、後述するように、本発明の実施形態に係る衛生用紙はクレーピングされていることが好ましい。

＜原紙＞
ティシュペーパー用又はトイレットペーパー用の原紙は、パルプを含む抄紙原料を抄紙して製造される。パルプは、例えば針葉樹パルプ又は広葉樹パルプなどのバージンパルプや、古紙から再生した古紙パルプを用いることができる。これらパルプは衛生用紙の品質に大きく影響するので、要求品質に合わせて所定の種類及び配合割合で適宜配合される。抄紙原料は、要求品質及び操業の安定のために様々な薬品を添加（内添）してもよく、これら薬品としては、柔軟剤、嵩高剤、染料、分散剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力剤、濾水向上剤、ピッチコントロール剤、歩留向上剤などが挙げられる。
原紙は例えば、坪量７〜４０ｇ/ｍ²とすることができる。

又、原紙としてトイレットペーパーを用いて後述の風合い改善剤を塗布する場合、風合い改善剤塗布時の水分の吸収によって紙力低下を招いて紙切れ等のトラブルを起こし操業性が悪化することがある。これは、通常のトイレットペーパーは湿潤紙力増強剤を含まないためであるり、風合い改善剤の塗布量（水分を含む液量）が５〜６ｗｔ％を超えると紙切れ等のトラブルが顕著となる。そこで、原紙としてトイレットペーパーを用いる場合であって、風合い改善剤の塗布量が水分を含む液量として原紙の乾燥繊維重量の６ｗｔ％を超える場合には、原紙に風合い改善剤を塗布して湿潤する一時（即ち風合い改善剤の塗布直後からウェブの巻取り工程に至るまでの数秒間）は原紙の湿潤強度を維持し、衛生用紙となった後の使用時（水洗トイレなどの大量の水分下）では一定時間経過後に湿潤強度を失うよう、一時性湿潤紙力増強剤をトイレットペーパーに内添することで、風合い改善剤を液量として１０ｗｔ％まで安定して添加することができる。

具体的には、トイレットペーパー用の原紙を、JIS P8113に従い、幅25ｍｍ、つかみ間隔100ｍｍとした短冊状の試験片での乾燥時の引張り強さと、該試験片の両掴み部の間の中央部分を含み短冊の長辺に沿って長さ１０ｍｍ以上で、かつ試験片の幅方向全体にわたる領域を湿潤させた時の引張り強さと、を測定したとき、湿潤直後の強度が湿潤前の強度の10％以上であり、湿潤後60秒経過したときの強度が湿潤直後の強度に対して20％以上低下するよう、一時性湿潤紙力増強剤を添加する。一時性湿潤紙力増強剤としては、ポリアクリルアミド、ポリアミド・エピクロヒドリン、グリオキザール・ポリアクリルアミド共重合物、ジアルデヒドスターチ又はカチオン変性デンプン等が挙げられる。一時性湿潤紙力増強剤の添加によるトイレットペーパー用の原紙強度は高いほど良いが、強度が高過ぎると強度の低下にも時間を要し、トイレットペーパーに必要な水溶解性が損なわれるので、湿潤後60秒後に湿潤強度がある程度（20％以上）失われて離解し易い状態になる必要がある。

＜風合い改善剤＞
風合い改善剤は、水溶性柔軟剤及び／又は水溶性保湿剤を含み、水溶性である。風合い改善剤の原紙への添加量が水分を含む液量として、原紙がティシュペーパーの場合は乾燥繊維重量比で２〜１５ｗｔ％であり、２〜１０ｗｔ％であることが好ましい。一方、原紙がトイレットペーパーの場合は、乾燥繊維重量比で２〜１０ｗｔ％である。原紙がティシュペーパーの場合、風合い改善剤の原紙への添加量が乾燥繊維重量比で２ｗｔ％未満であると、原紙の風合い改善効果が生じず、１５％を超えても効果が飽和し、風合い改善剤が無駄になる。又、風合い改善剤の原紙への添加量が液量として乾燥繊維重量比で１５ｗｔ％を超えると、風合い改善剤の水系成分と、原紙中のパルプの水和作用によりウェブの強度が低下し、巻シワが入りやすくなり、断紙の原因となる。又、原紙がトイレットペーパーの場合、一時性湿潤紙力増強剤をトイレットペーパーに内添した場合でも１０ｗｔ％を超えると断紙が発生する。

水溶性柔軟剤は、炭素数8〜24の脂肪族基を含む界面活性剤、水溶性オルガノポリシロキサン、及び該水溶性オルガノポリシロキサンの水溶性誘導体の群から選ばれる少なくとも１つからなる。炭素数8〜24の脂肪族基を含む界面活性剤としては、カチオン界面活性剤、ノニオン（非イオン）界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤があるが、カチオン界面活性剤又はノニオン界面活性剤が入手し易い。カチオン系界面活性剤としては、脂肪族第４級アンモニウム塩、脂肪族第１級アルキルアミン塩などの脂肪族のアンモニウム塩やアルキルアミン塩などがある。非イオン界面活性剤としては、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等がある。
なお、水溶性柔軟剤として、炭素数8〜24の脂肪族基を含むＨＬＢが低い（１０以下）ノニオン（非イオン）界面活性剤を用いた場合、カチオン界面活性剤と併用又はＨＬＢの高い（１２以上）非イオン界面活性剤と併用することで、ＨＬＢが低い（１０以下）ノニオン界面活性剤に自己乳化性を付与し、水溶性化することもできる。
水溶性オルガノポリシロキサンとしては、ポリエーテル変性シリコーンであるポリオキシエチレン・メチルポリシロキサン共重合体、エマルジョン化したアミノ変性シリコーンであるアミノエチルアミノプロピルメチルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体等が挙げられる。
水溶性柔軟剤は、「滑らかさ」や「ふんわり感」を与える。従って、風合い改善剤が水溶性柔軟剤を含み、水溶性保湿剤を含まない場合、「滑らかさ」や「ふんわり感」のみが得られる。

水溶性保湿剤は、多価アルコール、糖類、及びアミノ酸系化合物の群から選ばれる少なくとも１つからなる。多価アルコールとしては、グリセリン、ジグリセリン、プロピレングリコール等が挙げられる。糖類としては、ソルビトール、キシリトール、グルコース等が挙げられる。アミノ酸系化合物としては、例えばＰＣＡソーダ（味の素社製）が挙げられる。
水溶性保湿剤は、「しなやかさ」や「しっとり感」を与える。従って、風合い改善剤が水溶性保湿剤を含み、水溶性柔軟剤を含まない場合、「しなやかさ」や「しっとり感」のみが得られる。風合い改善剤が水溶性保湿剤と水溶性柔軟剤を共に配合する場合は、両者の特性が得られる。

上記した炭素数8〜24の脂肪族基を含む界面活性剤の原紙への添加量が、原紙の乾燥繊維重量比で0.2〜5wt％であり、水溶性オルガノポリシロキサンと該水溶性オルガノポリシロキサンの水溶性誘導体の前記原紙への合計添加量が乾燥繊維重量比で0.02〜2wt％であることが好ましい。
又、上記した水溶性保湿剤の原紙への添加量が乾燥繊維重量比で1〜15wt％であることが好ましい。

次に、図１を参照し、本発明の実施形態に係る衛生用紙の製造方法について説明する。まず、上記した抄紙原料を貯蔵する原料タンク１から抄紙原料を供給し、さらに白水により希釈して紙料を調製する。この紙料を脱気スクリーニング除塵後、ファンポンプ２でストックインレット３に送る。ストックインレット３は、抄紙機のワイヤー全幅に、均一でフロック（小さな塊）がなく、流れ縞を生じないように繊維をよく分散させた紙料を、適正な濃度、速度、角度でワイヤー上に供給する。ストックインレット３としては、高所に大気開放で設置されるヘッドボックス、加圧式、ハイドローリック式などがあるがいずれを採用しても良い。
そして、ストックインレット３からワイヤー４及びフェルト５の間に紙料をジェット吐出し、フェルト５上にシート（ウェブ、湿紙）１００を形成する。なお、図１は、クレセントフォーマーを例示するが、湿紙の形成は、丸網式、長網（フォードリニアー）式、サクションブレスト式、短網式、ツインワイヤー式のいずれを採用しても良い。

ワイヤー４及びフェルト５の間に形成されたウェブ１００は、プレッシャーロール７でヤンキードライヤー８に密着転送される。次に、ウェブ１００はヤンキードライヤー８及びヤンキードライヤーフード９により乾燥され、さらにクレーピングドクター１１によりクレーピング処理されながらヤンキードライヤー８から剥がされ、リールドラム１３を介してリール１４に巻き取られる。ヤンキードライヤー８は、ウェブを乾燥させるための鋳鉄又は鋳鋼製のドラムであり、外径は一般には2.4〜6ｍである。
ここで、クレーピングは、紙を縦方向（マシン走行方向）に機械的に圧縮してクレープと称される波状の皺を形成する方法であり、衛生用紙に嵩（バルク感）、柔らかさ、吸水性、表面の滑らかさ、美観（クレープの形状）などを付与する。そして、ヤンキードライヤー８とリール１４の速度差（リールの速度がヤンキードライヤーより遅い）により、クレーピングドクター１１でクレープが形成される。クレープの特性は、上記速度差にもよるが、ヤンキードライヤー８上の原紙の坪量が７〜４０ｇ/ｍ²であれば、リール１４上での坪量は概略９〜５０ｇ/ｍ²となり、ヤンキードライヤー８上の坪量より大きくなる。

ヤンキードライヤー８とリール１４の速度差に基づくクレープ率は次式により定義される。
クレープ率（％）＝100×（ヤンキードライヤー速度（ｍ/分）−リール速度（ｍ/分））÷リール速度（ｍ/分）
クレープの品質やクレーピングの操業性は、クレープ率によってほぼ決まり、本発明において、クレープ率は１０〜５０％の範囲が好適である。

又、クレーピング処理を最適に行うためにヤンキースプレー１０を使用すると好ましい。ヤンキースプレーから所定の付着剤をドライヤー８表面又はウェブ１００に塗着することにより、ヤンキードライヤー８にウェブが貼りつき、上述の通りクレーピングドクター１１によりクレーピング処理が可能となる。
上記付着剤の成分としては、ハーキュリス社のクレプトロール１９０を代表例とするポリアミドポリアミン樹脂（ＰＡ樹脂）やポリアミドアミンエピクロルヒドリン（ＰＡＥ樹脂）、カチオン性ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアミド可塑剤付加品、ポリアミドソフナー付加品、変性ポリアミドアミン、ポリビニルアセテートなどが挙げられ、これらを単独又は混合して使用することができる。
また、ヤンキードライヤー８からのウェブ１００の剥がれを良くする剥離剤として、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、植物油、動物油、高級脂肪酸、炭化水素化合物、非イオン界面活性剤、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール油脂のエステル化物、シリコーン系化合物、ジプロピレングリコール、トリエタノールアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどを単独又は２種以上混合して使用することができる。
最適なクレーピング処理を得るため、これら付着剤及び／又は剥離剤の濃度を適宜調整し、ヤンキードライヤー８表面にスプレー噴霧することができる。

上記風合改善剤を原紙に塗着する方法としては、スプレーによる噴霧又はローターダンプニング（WEKO社）による遠心噴霧が好適に適用できる。
風合改善剤を原紙に塗着する位置は、衛生用紙を巻取るリールドラム１３直前が好ましく、この位置に配置されたスプレーヘッダ１２（又はローターダンプニング装置）を用いて塗着を行うことができる。ここで、スプレーヘッダ１２をウェブ（原紙）の進行方向に前後して千鳥状に二段配置して風合改善剤を塗付するか、又はウェブの幅方向にスプレーヘッダ１２を摺動することで、より均一な塗付が可能になる。又、風合改善剤を塗付する位置のウェブの裏面側に、バックアッププレート又はバックアップロールを設けることで、風合改善剤の裏抜けを捕捉し風合い改善剤を回収できると共に、裏面側からウェブに風合い改善剤を接触させて付与することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。

以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は勿論これらの例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示すペーパーマシンにて、原紙１（ティッシュペーパー、坪量15.5ｇ/ｍ²、NBKP40wt%、LBKP60wt%の原料を配合し、湿潤紙力増強剤(アラフィックス255 荒川化学工業株式会社製)0.2wt%添加）を加えて抄紙し、リールドラム１３直前で以下の風合改善剤を原紙の片面に、原紙の乾燥繊維重量あたり9.8wt％（液量）塗着し、衛生用紙を得た。
風合改善剤：ジ硬化牛脂アルキルジメチル・アンモニウムクロライド（ニッサンカチオン2ＡＢＴ日油株式会社製）10wt％、グリセリン40wt％、ジグリセリン5wt％、及び精製水45wt％からなる水溶液
風合い改善剤の塗着量は、熱水抽出及びトルエン抽出により各実施例及び比較例の塗着量を実測し、ブランクの抽出分量を差し引いて求めた。
なお、ヤンキースプレー１０から以下の付着剤をウェブ１００に塗着した後、クレーピングドクター１１によりクレーピング処理を行った。又、ヤンキードライヤー８に以下の剥離剤を塗布してクレーピング処理後にウェブ１００の剥がれを良くした。
付着剤：クレプトロールＡ6115（理研グリーン製）
剥離剤：サントールＦＴ（日華化学製）

＜実施例２＞
風合改善剤を以下の組成に変更すると共にその塗着量を原紙１の乾燥繊維重量あたり5.4wt％（液量）に変更したこと以外は実施例１と同様にして衛生用紙を得た。
風合改善剤：アミノ変性シリコーン（Ｘ‐52-2265 信越化学社製）5 wt％、グリセリン40 wt％、ジグリセリン5 wt％、精製水45 wt％からなる水溶液

＜実施例３＞
風合改善剤を以下の組成に変更すると共にその塗着量を原紙２（トイレットペーパー、坪量15.5ｇ/ｍ²、NBKP40wt%、LBKP60wt%の原料を配合）の乾燥繊維重量あたり5.6wt％（液量）に変更したこと以外は実施例１と同様にして衛生用紙を得た。
風合改善剤：アミノ変性シリコーン（Ｘ‐52-2265 信越化学社製）5 wt％、グリセリン40 wt％、ジグリセリン5 wt％、精製水45 wt％からなる水溶液

＜実施例４＞
原紙３（トイレットペーパー、坪量15.5ｇ/ｍ²、NBKP40wt%、LBKP60wt%の原料を配合、一時性湿潤紙力増強剤(ＴＳ-4070 星光ＰＭＣ製)0.1wt%添加）を抄紙し、リールドラム１３直前で風合改善剤(実施例3と同一)を原紙の乾燥繊維重量あたり9.8wt％（液量）塗着したこと以外は実施例１と同様にして衛生用紙を得た。

＜比較例１＞
オフライン（ロールコーター設備）にて実施例１と同一の原紙１の片面に、実施例１と同一の風合改善剤を原紙の乾燥繊維重量あたり20.5wt％（液量）直接塗布した。
＜比較例２＞
風合改善剤の塗着量を、原紙の乾燥繊維重量あたり15.2wt％（液量）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして衛生用紙を得た。

＜測定＞
１．坪量
最終的な衛生用紙の坪量（ｇ／ｍ^２）をＪＩＳＰ８１２４に準じて測定した。
２．厚み
最終的な衛生用紙の厚み（ｍｍ／１０枚）を、４０ｇ/ｃｍ^２の荷重下でＰｅａｃｏｃｋダイヤルゲージで測定した。
３．引張り強度
衛生用紙のタテ引張り強度（ｇｆ／２５ｍｍ）を、ＪＩＳＰ８１１３に準じて破断までの最大荷重を測定した。
４．吸水性
衛生用紙の吸水性（ｓｅｃ）を以下のように測定した。まず、１滴の滴下量が0.1ｍｌとなるように調整されたピペットを使用し、中央部に直径40ｍｍ以上の穴のある支持台に衛生用紙(2枚重ね一組)を置き、約10ｍｍの高さから温度20±1℃の蒸留水１滴を上記ピペットで上記穴の内部に滴下した。水滴が衛生用紙に接触したときから、完全に吸収されて目視で反射光が消えるまでの時間を、0.1秒単位で測定した。試験を5回行い、その平均値を吸水性（秒）として評価した。

５．ハンドフィール
衛生用紙の風合改善剤の塗着面につき、塗着後２日経過後に５人のパネラーにより触感評価を行った。５段階（5：非常に優れている、4：優れている、3：普通、2：やや劣る、1：劣る）で評価し、５人の平均値とした。

得られた結果を表１に示す。

表１から明らかなように、各実施例の場合、原紙（ティシュペーパー又はトイレットペーパー）に合わせて、水溶性の風合い改善剤を所定量塗着したため、風合い改善効果が十分に得られ、製造時の断紙も生じなかった。
一方、水溶性の風合い改善剤を１５ｗｔ％を超えて多量に塗着した比較例１の場合、風合い改善効果は得られたが、風合い改善剤が無駄になり、コストアップとなった。
また、抄紙工程で、水溶性の風合い改善剤を１５ｗｔ％を超えて多量に塗着した比較例２の場合、断紙が発生した。なお、比較例２の場合、断紙が発生したので表１の各数値は記載していない。
なお、表中のブランク１〜３は、原紙のみ（風合い改善剤を添加せず）の評価を示す。

５フェルト
８ヤンキードライヤー
１３リール
１００原紙

Claims

トイレットペーパー用の原紙の片面に、水溶性柔軟剤及び／又は水溶性保湿剤を含む風合い改善剤を塗着する衛生用紙の製造方法であって、
前記水溶性柔軟剤は、前記原紙の乾燥繊維重量比で0.2〜5wt％の炭素数8〜24の脂肪族基を含む界面活性剤と；前記原紙への合計添加量が乾燥繊維重量比で0.02〜2wt％である水溶性オルガノポリシロキサン及び該水溶性オルガノポリシロキサンの水溶性誘導体と；の群から選ばれる少なくとも１つからなり、
前記水溶性保湿剤は前記原紙への添加量が乾燥繊維重量比で1〜15wt％であり、多価アルコール、糖類、及びアミノ酸系化合物の群から選ばれる少なくとも１つからなり、
前記原紙の抄紙工程で、前記原紙にポリアクリルアミド、ポリアミド・エピクロヒドリン、グリオキザール・ポリアクリルアミド共重合物、ジアルデヒドスターチ又はカチオン変性デンプンからなる一時性湿潤紙力増強剤を内添し、プレスパートのフェルトから前記原紙を転送したヤンキードライヤーの出口から前記原紙を巻き取るリールの間で、前記風合い改善剤を前記原紙の前記片面に、水分を含む液量として前記原紙の乾燥繊維重量の６ｗｔ％を超え１０ｗｔ％以下の割合で噴霧する衛生用紙の製造方法。
前記風合い改善剤の噴霧を、スプレー又はローターダンプニングを用いて行う請求項１載の衛生用紙の製造方法。