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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-29
(45)【発行日】2023-04-06
(54)【発明の名称】製紙用柔軟剤、紙、及び紙の製造方法
(51)【国際特許分類】
   D21H 21/24 20060101AFI20230330BHJP
   D21H 17/03 20060101ALI20230330BHJP
   A47K 10/16 20060101ALI20230330BHJP
   D21H 17/02 20060101ALN20230330BHJP
【FI】
D21H21/24
D21H17/03
A47K10/16 C
A47K10/16 D
D21H17/02
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2019567149
(86)(22)【出願日】2019-01-24
(86)【国際出願番号】 JP2019002269
(87)【国際公開番号】W WO2019146698
(87)【国際公開日】2019-08-01
【審査請求日】2021-10-12
(31)【優先権主張番号】P 2018010540
(32)【優先日】2018-01-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】591018051
【氏名又は名称】明成化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124431
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 順也
(74)【代理人】
【識別番号】100174160
【弁理士】
【氏名又は名称】水谷 馨也
(72)【発明者】
【氏名】中嶋 裕一
(72)【発明者】
【氏名】古澤 浩基
【審査官】横山 敏志
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-118089(JP,A)
【文献】特開2007-002402(JP,A)
【文献】特開2018-012904(JP,A)
【文献】特開2004-277994(JP,A)
【文献】特開平05-033293(JP,A)
【文献】特開平06-211980(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
D21B 1/00 - D21J7/00
A47K 10/16
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
Japio-GPG/FX
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
A成分として、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでおり、
前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位の付加モル数が1~20であり、エチレンオキシド単位の付加モル数が0~50であり、プロピレンオキシド単位とエチレンオキシド単位の付加モル数の合計が3~50であり、
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤は、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種であり、
抄紙工程で用いる、製紙用柔軟剤。
【請求項2】
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤は、N-ステアロイルアミノエチル-N-メチル-2-オクタデセニルイミダゾリニウムメチルサルフェートである、請求項に記載の製紙用柔軟剤。
【請求項3】
A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記A成分のポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油のエチレンオキシド単位の付加モル数が2~15であり、
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種であり、
抄紙工程で用いる、製紙用柔軟剤。
【請求項4】
水系エマルジョンの形態である、請求項1~のいずれかに記載の製紙用柔軟剤。
【請求項5】
請求項1~のいずれかに記載の製紙用柔軟剤の存在下に、パルプスラリーを抄紙する抄紙工程を備える、紙の製造方法。
【請求項6】
前記抄紙工程において、前記製紙用柔軟剤の前記A成分と前記B成分の合計添加量が、絶乾パルプ100質量部に対して、0.01~5.0質量部である、請求項に記載の紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製紙用柔軟剤、紙、及び紙の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ティッシュペーパー、トイレットペーパーなどの家庭紙には、高い柔軟性が要求されている。また、印刷用紙や包装紙のような一般紙においても、使用時の柔らかさが求められている。
【0003】
従来、製紙用柔軟剤としては、一般に、非イオン性界面活性剤系の柔軟剤(例えば、特許文献1)及びカチオン性界面活性剤系の柔軟剤(例えば、特許文献2,3)が知られている。
【0004】
しかしながら、非イオン性界面活性剤系の柔軟剤は、パルプに対する定着性が悪い。このため、求められる性能を得るために、大量の添加が必要であり、製造コストなどの観点から問題が大きい。
【0005】
また、カチオン性界面活性剤系の柔軟剤は、パルプに対する定着性に優れているが、紙の強度が低下しやすいという問題がある。
【0006】
これらの問題を解決する方法として、アルキル基を有する非イオン性界面活性剤とカチオン性界面活性剤を併用した柔軟剤(特許文献4)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特公昭41-9801号公報
【文献】特開昭48-22701号公報
【文献】特開昭63-165597号公報
【文献】特開2004-44058号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献4に開示された柔軟剤により処理された紙は、高い柔軟性と高い強度の両立という点で十分とはいえない。
【0009】
このような状況下、本発明は、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与することができる製紙用柔軟剤を提供することを主な目的とする。また、本発明は、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与することができる製紙用柔軟剤を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、A成分として、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、B成分として、4級カチオン界面活性剤とを含み、さらに、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでいる製紙用柔軟剤は、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与することができることを見出した。
【0011】
また、本発明者らは、A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方とB成分として、4級カチオン界面活性剤とを含み、B成分の4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいる製紙用柔軟剤は、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与することができることを見出した。
【0012】
本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成したものである。
【0013】
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. A成分として、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでいる、製紙用柔軟剤。
項2. 前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位の付加モル数が1~20であり、エチレンオキシド単位の付加モル数が0~50であり、プロピレンオキシド単位とエチレンオキシド単位の付加モル数の合計が3~50である、項1に記載の製紙用柔軟剤。
項3. 前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤は、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である、項1または2に記載の製紙用柔軟剤。
項4. 前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤は、N-ステアロイルアミノエチル-N-メチル-2-オクタデセニルイミダゾリニウムメチルサルフェートである、項1または2に記載の製紙用柔軟剤。
項5. A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である、製紙用柔軟剤。
項6. 水系エマルジョンの形態である、項1~5のいずれかに記載の製紙用柔軟剤。
項7. 項1~6のいずれかに記載の製紙用柔軟剤の存在下に、パルプスラリーを抄紙する抄紙工程を備える、紙の製造方法。
項8. 前記抄紙工程において、前記製紙用柔軟剤の前記A成分と前記B成分の合計添加量が、絶乾パルプ100質量部に対して、0.01~5.0質量部である、項7に記載の紙の製造方法。
項9. 項1~6のいずれかに記載の製紙用柔軟剤を、原紙に付着させる工程を備える、紙の製造方法。
項10. 項1~6のいずれかに記載の製紙用柔軟剤で処理してなる、紙。
項11. A成分として、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでいる、紙。
項12. A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、
B成分として、4級カチオン界面活性剤と、
を含み、
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である、紙。
項13. A成分とB成分を含む組成物の製紙用柔軟剤としての使用であって、
前記組成物は、前記A成分としてポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、前記B成分として4級カチオン界面活性剤とを含み、
前記A成分の前記ポリオキシアルキレンヒマシ油及び前記ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでいる、
前記組成物の製紙用柔軟剤としての使用。
項14. A成分とB成分を含む組成物の製紙用柔軟剤としての使用であって、
前記組成物は、前記A成分としてポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、前記B成分として4級カチオン界面活性剤とを含み、
前記B成分の前記4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である、
前記組成物の製紙用柔軟剤としての使用。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与することができる製紙用柔軟剤を提供することができる。また、本発明によれば、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与することができる製紙用柔軟剤を提供することができる。さらに、本発明によれば、これらの製紙用柔軟剤で処理された紙、及び紙の製造方法を提供することもできる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の第1の実施形態に係る製紙用柔軟剤は、A成分として、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、B成分として、4級カチオン界面活性剤とを含み、さらに、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、少なくともプロピレンオキシド単位を含んでいることを特徴としている。本発明の第1の実施形態に係る製紙用柔軟剤は、このような構成を備えていることにより、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与することができる。
【0016】
また、本発明の第2の実施形態に係る製紙用柔軟剤は、A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、B成分として、4級カチオン界面活性剤とを含み、B成分の4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴としている。本発明の第2の実施形態に係る製紙用柔軟剤は、このような構成を備えていることにより、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与することができる。
【0017】
以下、本発明の製紙用柔軟剤、当該製紙用柔軟剤を用いた紙、及び紙の製造方法について、詳述する。なお、以下の説明においては、第1の実施形態に係る製紙用柔軟剤について説明した後、第2の実施形態に係る製紙用柔軟剤について説明する。第2の実施形態に係る製紙用柔軟剤の説明において、第1の実施形態と説明が共通する事項については、説明を適宜省略する。
【0018】
1.製紙用柔軟剤
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態の製紙用柔軟剤は、A成分とB成分を含んでいる。A成分及びB成分は、それぞれ、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0019】
A成分は、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方である。また、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位を含んでいる。すなわち、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の「ポリオキシアルキレン」には、プロピレンオキシド単位が含まれている。
【0020】
ポリオキシアルキレンヒマシ油は、ヒマシ油に対して、ポリアルキレンオキシドを付加した化合物である。また、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、硬化ヒマシ油に対して、ポリアルキレンオキシドを付加した化合物である。ヒマシ油及び硬化ヒマシ油は、公知であり、市販品が容易に入手可能である。
【0021】
ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油において、プロピレンオキシド単位の付加モル数としては、特に制限されないが、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、それぞれ、好ましくは1~20、より好ましくは2~15、さらに好ましくは3~12が挙げられる。また、プロピレンオキシドとしては、1,2-プロピレンオキシド及び1,3-プロピレンオキシドが挙げられる。
【0022】
ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油において、プロピレンオキシド単位に加えて、他のアルキレンオキシド単位が付加されていてもよい。他のアルキレンオキシド単位としては、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、エチレンオキシド単位、ブチレンオキシド単位が挙げられる。ブチレンオキシドとしては、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、及びイソブチレンオキシドが挙げられる。他のアルキレンオキシド単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上が含まれていてもよい。また、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油において、プロピレンオキシド単位に加えて、他のアルキレンオキシド単位が付加されている場合、ポリアルキレンオキシドは、ブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよい。
【0023】
紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位の付加モル数が1~20であり、他のアルキレンオキシド単位の付加モル数が0~50であり、プロピレンオキシド単位と他のアルキレンオキシド単位の付加モル数の合計が3~50であることが好ましい。特に、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位の付加モル数が1~20であり、エチレンオキシド単位の付加モル数が0~50であり、プロピレンオキシド単位とエチレンオキシド単位の付加モル数の合計が3~50であることが好ましく、プロピレンオキシド単位の付加モル数が2~15であり、エチレンオキシド単位の付加モル数が2~25であり、プロピレンオキシド単位とエチレンオキシド単位の付加モル数の合計が4~40であることがより好ましく、プロピレンオキシド単位の付加モル数が3~12であり、エチレンオキシド単位の付加モル数が3~15であり、プロピレンオキシド単位とエチレンオキシド単位の付加モル数の合計が6~27であることがさらに好ましい。
【0024】
B成分は、4級カチオン界面活性剤である。4級カチオン界面活性剤としては、製紙用柔軟剤に使用されるものであれば特に制限されず、4級カチオンを有する公知の界面活性剤を使用することができる。
【0025】
A成分と併用されることによって、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、好ましい4級カチオン界面活性剤としては、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩が挙げられる。
【0026】
ジメチルジアルキルアンモニウムクロライドにおいて、2つアルキル基(ジアルキル)は、特に制限されないが、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、それぞれ、好ましくは炭素数が6~24のアルキル基、より好ましくは炭素数が6~18のアルキル基が挙げられる。当該アルキル基の具体例としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル(ラウリル)基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル(セチル、パルミチル)基、ヘプタデシル基、オクタデシル(ステアリル)基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル(ベヘニル)基、トリコシル基、テトラコシル基などが挙げられる。2つアルキル基は、同一であってもよいし、異なってもよい。また、これらのアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。ジメチルジアルキルアンモニウムクロライドの具体例としては、ジメチルジステアリルアンモニウムクロライド、ジメチルジラウリルアンモニウムクロライド、ジメチルジセチルアンモニウムクロライド、ジメチルジパルミチルアンモニウムクロライド、ジメチルジステアリルアンモニウムクロライド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロライド、ジメチルジベヘニルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
【0027】
トリメチルアルキルアンモニウムクロライドにおいて、アルキル基は、特に制限されないが、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、それぞれ、好ましくは炭素数が6~24のアルキル基、より好ましくは炭素数が6~18のアルキル基が挙げられる。当該アルキル基の具体例としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル(ラウリル)基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル(セチル、パルミチル)基、ヘプタデシル基、オクタデシル(ステアリル)基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル(ベヘニル)基、トリコシル基、テトラコシル基などが挙げられる。また、アルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。トリメチルアルキルアンモニウムクロライドの具体例としては、トリメチルステアリルアンモニウムクロライド、トリメチルモノラウリルアンモニウムクロライド、トリメチルモノセチルアンモニウムクロライド、トリメチルモノパルミチルアンモニウムクロライド、トリメチルモノステアリルアンモニウムクロライド、トリメチルモノオレイルアンモニウムクロライド、トリメチルモノベヘニルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
【0028】
イミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩としては、下記一般式(1)で表される4級アンモニウム塩が挙げられる。
【0029】
【化1】
【0030】
一般式(1)において、R1は、炭素数が6~24のアルキル基または炭素数が6~24のアルケニル基であり、R2は、炭素数が1~24のアルキル基または炭素数が1~24のアルケニル基であり、X-は、硫酸イオン、塩化物イオンなどの陰イオンである。
【0031】
イミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩としては、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、好ましくはN-ステアロイルアミノエチル-N-メチル-2-オクタデセニルイミダゾリウムメチルサルフェート、1-ヒドロキシエチル-1-エチル-2-オレイルイミダゾリンエチルサルフェート、1-ヒドロキシエチル-1-メチル-2-オレイルイミダゾリンクロライド、1-ヒドロキシエチル-1-エチル-2-ラウリルイミダゾリンエチルサルフェートが挙げられる。
【0032】
さらに、4級カチオン界面活性剤としては、モノメチルエステル4級塩、ジメチルジエステル4級塩、トリメチルジエステル4級塩なども挙げられる。モノメチルエステル4級塩としては、トリエタノールアミンを炭素数7~25、好ましくは11~23の脂肪酸、例えばステアリン酸でジエステル化し、ジメチル硫酸塩で4級化したものが挙げられ、ジメチルジエステル4級塩としては、N-メチルジエタノールアミンを炭素数7~25、好ましくは11~23の脂肪酸、例えばオレイン酸でジエステル化し、メチルクロライドで4級化したものが挙げられ、トリメチルジエステル4級塩としては、3-ジメチルアミノ-1,2-プロパンジオールを炭素数7~25、好ましくは11~23の脂肪酸、例えばオレイン酸でジエステル化し、メチルクロライドで4級化したものが挙げられる。
【0033】
第1の実施形態の製紙用柔軟剤において、A成分とB成分の配合割合(A成分:B成分、質量比)としては、紙に対して高い柔軟性と高い強度を付与する観点から、好ましくは100:0.5~100:40、より好ましくは100:1~100:35、さらに好ましくは100:2~100:25が挙げられる。
【0034】
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態の製紙用柔軟剤についても、第1の実施態様を同じく、A成分として、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の少なくとも一方と、B成分として、4級カチオン界面活性剤とを含んでいる。
【0035】
ただし、第2の実施形態の製紙用柔軟剤においては、B成分の4級カチオン界面活性剤が、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種を用いていることから、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、プロピレンオキシド単位を含んでいなくてもよいし、含んでいてもよい。すなわち、第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油の「ポリオキシアルキレン」には、プロピレンオキシド単位が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。例えば、第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、当該「ポリオキシアルキレン」は、ポリオキシエチレンのみで構成されていてもよい。
【0036】
第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油が、それぞれ、プロピレンオキシド単位を含んでいる場合、A成分としては、第1の実施形態と同じものが好ましく例示される。
【0037】
第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、A成分のポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油が、それぞれ、プロピレンオキシド単位を含んでいない場合、後述のB成分と組み合わせて、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与する観点から、ポリオキシアルキレンヒマシ油及びポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油は、それぞれ、ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油であることが好ましい。
【0038】
ポリオキシエチレンヒマシ油及びポリオキシエチレン硬化ヒマシ油において、エチレンオキシド単位の付加モル数としては、特に制限されないが、後述のB成分と組み合わせて、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与する観点から、それぞれ、好ましくは1~20、より好ましくは2~15、さらに好ましくは3~12が挙げられる。
【0039】
第2の実施形態においても、B成分は、4級カチオン界面活性剤であるが、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与する観点から、ジメチルジアルキルアンモニウムクロライド、トリメチルモノアルキルアンモニウムクロライド、及びイミダゾリン環を有する4級アンモニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である。第2の実施形態の製紙用柔軟剤においては、前述のA成分とこれらのB成分とを組み合わせることによって、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与することができる。
【0040】
第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、A成分とB成分の配合割合(A成分:B成分、質量比)としては、紙に対して柔軟性と高い吸水性を付与する観点から、好ましくは100:0.5~100:40、より好ましくは100:1~100:35、さらに好ましくは100:2~100:25が挙げられる。
【0041】
第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤は、それぞれ、A成分及びB成分に加えて、他の添加剤が含まれていてもよい。他の添加剤としては、製紙用柔軟剤に配合される公知の添加剤が使用でき、例えば乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、凝結剤、粘剤などが挙げられる。他の添加剤が含まれる場合、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤における添加剤の割合としては、それぞれ、A成分とB成分の合計100質量部に対して、例えば凝結剤は1~200ppm、粘剤は0.05~0.15質量部とする。ここで、凝結剤としてはポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(pDADMAC)又はその誘導体、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドと他のモノマーの共重合体、ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリエチレンイミン、2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド重合物,変性ポリエチレンイミン等が挙げられる。粘剤としては、ポリエチレンオキシド系粘剤(明成化学社製「アルコックス」シリーズ)等が挙げられる。
【0042】
第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤には、それぞれ、A成分及びB成分に加えて、溶媒を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。溶媒としては、特に制限されないが、好ましくは水、イソプロピルアルコールなどのアルコールが挙げられる。溶媒は1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。A成分とB成分は、溶媒中に分散させることが好ましい。例えば、溶媒として水を用いることにより、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤は、それぞれ、A成分とB成分が水を含む溶媒中に分散した、水系エマルジョンの形態とすることができる。
【0043】
第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤において、それぞれ、A成分とB成分を水に分散させる方法としては、特に制限されず、転相乳化法、界面活性剤又は無機塩類を添加した後の転相乳化法、また機械的な方法により分散する機械的分散法等が挙げられる。機械的分散法としては、ホモミキサー、高圧吐出型ホモジナイザー、高剪断型回転式乳化分散機、超音波乳化機等の各種公知の乳化機により均一に分散させる方法が挙げられる。分散方法は、1種類の方法のみであってもよいし、2種類以上を併用してもよい。
【0044】
第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤が、それぞれ、水系エマルジョンの形態である場合、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤中のA成分とB成分の合計含有量としては、それぞれ、好ましくは10~40質量%、より好ましくは15~30質量%が挙げられる。
【0045】
紙に対して、高い柔軟性、高い強度、さらには高い吸水性を付与する観点から、本発明の製紙用柔軟剤は、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤の両方の構成を充足するものであることが特に好ましい。
【0046】
2.紙及びその製造方法
本発明の紙は、例えば、それぞれ、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤の存在下に、パルプスラリーを抄紙する抄紙工程を備える方法により、好適に製造することができる。また、本発明の紙は、例えば、それぞれ、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤を原紙に付着させることによっても、好適に製造することができる。さらに、これらの製造方法を併用し、まず、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤の存在下に、パルプスラリーを抄紙する抄紙工程によって原紙を調製し、次に、得られた原紙に第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤を原紙に付着させることによっても製造することができる。第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤の詳細については、それぞれ、前述の通りである。
【0047】
抄紙工程において、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤のA成分とB成分の合計添加量は、それぞれ、絶乾パルプ100質量部に対して、好ましくは0.01~5.0質量部、より好ましくは0.01~2.0質量部、さらに好ましくは0.05~0.5質量部が挙げられる。また、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤をそれぞれ原紙に付着させる場合にも、原紙に付着させるA成分とB成分の合計添加量は、これら範囲が好ましい。すなわち、本発明の紙は、絶乾パルプ100質量部に対して、A成分とB成分の合計含有量が、好ましくは0.01~5.0質量部、より好ましくは0.01~2.0質量部、さらに好ましくは0.05~0.5質量部である。
【0048】
パルプスラリーの抄紙は、公知の抄紙機を用いた方法により実施することができる。抄紙機は、パルプスラリーをワイヤ上で脱水可能な装置であればよい。抄紙機としては、サクションブレストフォーマー(円網タイプ、長網タイプ)、ツインワイヤーフォーマー、円網フォーマー(Cラップ、Sラップ)、クレセントフォーマー等を挙げることができる。また、長網抄紙機のような連続式の抄紙機のほかに、パルプスラリーをワイヤで形成された成型枠上に添加した後に、ワイヤ下部から脱水し、成型体を製造するバッチ式のパルプモールド成型機等もその範疇に含める。
【0049】
また、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤を原紙の表面に付着させる方法としては、それぞれ、A成分とB成分が原紙の表面に付着すれば特に制限されず、例えば、スプレー法による塗工、フレキソ法又はグラビア法による印刷機による塗工、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、カレンダーによる塗工などが挙げられる。
【0050】
本発明の紙の用途としては、ティシュペーパー、トイレットペーパー、タオルペーパー、キッチンペーパーなどの家庭用紙や、印刷用紙や包装紙などの一般紙が挙げられる。第1の実施形態の製紙用柔軟剤で処理された紙は、高い柔軟性と高い強度を兼ね備えており、また、第2の実施形態の製紙用柔軟剤で処理された紙は、柔軟性と高い吸水性を兼ね備えていることから、それぞれ、家庭用紙の中でも、特に、ティシュペーパー、トイレットペーパーとしての用途に適している。
【0051】
本発明の紙または原紙を構成しているパルプ原料としては、針葉樹の晒しクラフトパルプ(NBKP)、広葉樹の晒しクラフトパルプ(LBKP)、砕木パルプ(GP)、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)、脱墨パルプ(DIP)等が挙げられる。また、パルプ原料としては、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙、脱墨古紙などの古紙パルプを用いることもできる。また、本発明の紙には、上記パルプ原料と岩綿、石綿、あるいはポリアミド、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等の合成繊維との混合物を含有してもよい。
【0052】
本発明の紙を製造するにあたって、填料、硫酸バンド、サイズ剤、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、保湿剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤などの各種添加物を、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よい。これらは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。また、これらの添加物を第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤と予め混合してパルプスラリーに添加して、本発明の紙を製造することもできるし、原紙に付着させることもできる。
【0053】
填料としては、カオリン、焼成カオリン、デラミネーティッドカオリン、イライト、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム-シリカ複合物、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の無機填料等が挙げられる。填料は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0054】
サイズ剤としては、ステアリン酸ナトリウムなどの脂肪酸石鹸のサイズ剤、ロジン、強化ロジン、ロジンエステルの水性エマルジョン、アルケニル無水コハク酸の水性エマルジョン、2-オキセタノンの水性エマルジョン、パラフィンワックスの水性エマルジョン、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、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ジョン、アニオン性及びカチオン性スチレン系サイズ剤等が挙げられる。サイズ剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0055】
乾燥紙力向上剤としては、アニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、両性澱粉等が挙げられる。乾燥紙力向上剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0056】
湿潤紙力向上剤としては、ポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、及び尿素・ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。また、アニオン性ポリアクリルアミドを併用してもよい。湿潤紙力向上剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0057】
保湿剤としては、グリセリン、ソルビトール、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類が挙げられる。保湿剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0058】
歩留り向上剤としては、アニオン性、カチオン性、又は両性の高分子量ポリアクリルアミドを使用したり、シリカゾルとカチオン化澱粉を併用したり、或いはベントナイトとカチオン性高分子量ポリアクリルアミドを併用することができる。歩留り向上剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0059】
濾水性向上剤としては、ポリエチレンイミン、カチオン性又は両性又はアニオン性ポリアクリルアミド等が挙げられる。濾水性向上剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
【0060】
また、第1、第2の実施形態の製紙用柔軟剤を原紙に塗布する際には、それぞれ、原紙の表面塗工に用いられる公知の添加物と併用することができる。このような添加物としては、具体的には、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等の表面紙力向上剤、染料、コーティングカラー、保湿剤、表面サイズ剤、並びに防滑剤などが挙げられる。
【実施例
【0061】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。
【0062】
〔実施例1〕
オートクレーブ(耐圧硝子工業製 ステンレス製)にヒマシ油524g、特級水酸化カリウム1.0gを仕込み、150℃でエチレンオキシド149gとプロピレンオキシド327gをあらかじめ混合したものを3時間かけて徐々に滴下し、滴下終了後85℃まで冷却、90%酢酸1.1gを加え、30分撹拌後、A成分としての化合物A-1を得た。続いて500mlガラスビーカーにイオン交換水87.3g、B成分としてのコータミンD86P(花王品 ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド75%品)2.7g、化合物A-1(A成分)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表1に示す。
【0063】
〔実施例2〕
オートクレーブに硬化ヒマシ油552gを仕込み、90℃まで昇温溶解後、特級水酸化カリウム1.0gを仕込み、150℃でエチレンオキシド311gとプロピレンオキシド137gをあらかじめ混合したものを3時間かけて徐々に滴下し、滴下終了後85℃まで冷却、90%酢酸1.1gを加え、30分撹拌後、A成分としての化合物A-2を得た。続いて200mlガラスビーカーにイオン交換水82.9g、B成分としてのコータミン86W(花王品 ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド28%品)7.1g、化合物A-2(A成分)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表1に示す。
【0064】
〔実施例3〕
オートクレーブに硬化ヒマシ油542g、90℃まで昇温溶解後、特級水酸化カリウム1.0gを仕込み、170℃でプロピレンオキシド202gを3時間かけて添加し、130℃まで冷却後、エチレンオキシド255gを4時間かけて添加し、反応終了後85℃まで冷却後、90%酢酸1.1gを加え、A成分としての化合物A-3を得た。続いて200mlガラスビーカーにイオン交換水85.6g、カチオンSF-75PA(三洋化成工業品 N-ステアロイルアミノエチル-N-メチル-2-オクタデセニルイミダゾリニウムメチルサルフェート75%品)4.4g、化合物A-3(A成分)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表1に示す。
【0065】
〔実施例4〕
オートクレーブに硬化ヒマシ油518g、特級水酸化カリウム1.0gを仕込み、170℃でプロピレンオキシド385gを5時間かけて添加し、130℃まで冷却後、エチレンオキシド97gを2時間かけて添加し、反応終了後85℃まで冷却後、90%酢酸1.1gを加え、化合物A-4(A成分)が得られた。以下、A成分として化合物A-3の代わりに化合物A-4を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表1に示す。
【0066】
〔比較例1~4〕
表2に示されるA成分とB成分の割合(質量比)となるようにして、A成分及び/又はB成分10gと、イオン交換水90gを常温で30分間攪拌して、それぞれ、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】
表1、2において、「EO」はエチレンオキシド単位を意味し、「PO」はプロピレンオキシド単位を意味する。また、「EO」及び「PO」の後ろのモル数は、それぞれ、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位の付加モル数を意味しており、例えば「EO6モル」との表記は、エチレンオキシド単位の付加モル数が6であることを意味している。
【0070】
〔実施例5〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水82.9g、B成分としてコータミン86W(花王品 ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド28%品)7.1g、化合物A-3(A成分)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表3に示す。
【0071】
〔実施例6〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水87.3g、B成分としてコータミンD86P(花王品 ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド75%品)2.7g、A成分としてブラウノンBR-410(化合物A-5)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表3に示す。
【0072】
〔実施例7〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水82.9g、B成分としてコータミン86W(花王品 ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド28%品)7.1g、A成分としてブラウノンCW-10(化合物A-6)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表3に示す。
【0073】
〔実施例8〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水75.7g、B成分としてコータミン86W(花王品 ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド28%品)14.3g、A成分としてブラウノンCW-10(化合物A-6)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表3に示す。
【0074】
〔実施例9〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水85.6g、B成分としてカチオンSF-75PA(三洋化成工業品 N-ステアロイルアミノエチル-N-メチル-2-オクタデセニルイミダゾリニウムメチルサルフェート75%品)4.4g、A成分としてブラウノンCW-10(化合物A-6)10gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。A成分とB成分の割合(質量比)を表3に示す。
【0075】
〔比較例5〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水87.9g、B成分としてリポソカードC/25(ライオン品 ジポリオキシエチレンヤシアルキルメチルアンモニウムクロライド95%品)2.1g、化合物A-5 10.0gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。
【0076】
〔比較例6〕
200mlガラスビーカーにイオン交換水85.8g、B成分としてリポソカードC/25(ライオン品 ジポリオキシエチレンヤシアルキルメチルアンモニウムクロライド95%品)4.2g、化合物A-6 10.0gを順次加え60℃で30分撹拌後、40℃以下まで冷却し、水系エマルジョンの形態(A成分とB成分の合計含有量が10質量%)の製紙用柔軟剤100gを得た。
【0077】
〔比較例7〕
製紙用柔軟剤を用いなかった場合を比較例7とした。
【0078】
【表3】
【0079】
【表4】
【0080】
表3、4において、「EO」はエチレンオキシド単位を意味し、「PO」はプロピレンオキシド単位を意味する。また、「EO」及び「PO」の後ろのモル数は、それぞれ、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位の付加モル数を意味しており、例えば「EO6モル」との表記は、エチレンオキシド単位の付加モル数が6であることを意味している。
【0081】
〔抄紙方法〕
広葉樹晒しクラフトパルプ(LBKP)と針葉樹晒しクラフトパルプ(NBKP)を、7:3の質量比となるように量り取り、離解機(熊谷理機製)を用いてカナディアンスタンダードフリーネスが450mlになるように叩解して、濃度を1.0%に調製した。坪量20g/m2になるように量りとってから、上記で得られた各柔軟剤を、パルプに対して純分0.1質量%(A成分とB成分の合計添加量が0.1質量%)添加し1分間撹拌した。次に、角型シートマシンにてアルコックスSW(登録商標、明成化学工業製)をパルプに対して純分0.1%添加し、100メッシュを用いて抄紙し、0.35MPaで1分間プレスし、ドラムドライヤーにて105℃で60秒乾燥し、パルプシート(紙)を得た。
【0082】
〔評価方法〕
得られたパルプシートを標準状態(温度23℃、湿度50%)で24時間調湿した後、以下の項目について評価した。結果を表1~4に示す。
【0083】
〔柔軟性〕
8人の熟練したモニターにより、以下の評価基準に基づいて、各パルプシートの柔軟性を判定し、平均値を四捨五入した。結果を表1~4に示す。
5:特に優れている
4:優れている
3:普通
2:やや劣る
1:劣る
【0084】
〔引張強度〕
各パルプシートの引張強度をJIS P8113の規定に準拠した方法により標準状態である気温23℃、湿度50%で測定した。島津製作所社製AUTOGRAPH AG-Xを用い、試験片の幅15mm、試験長さ(つかみ線の平均間隔)150mm、試験片の伸張速度30mm/分の条件で測定を行った。結果を表1~4に示す。
【0085】
〔クラークこわさ〕
各パルプシートのクラークこわさをJIS 8143の規定に準拠した方法により標準状態である気温23℃、湿度50%で測定した。値が小さいほど柔軟性が高いことを示している。結果を表1~4に示す。
【0086】
〔実用吸水度〕
各パルプシートを7cm×7cmに裁断し、重量測定。ガラスシャーレ(直径150mm)に蒸留水(25℃)100mlを入れ、裁断したパルプシートを30秒間浸漬した後、ピンセットですばやく取り出し、ろ紙で余分な水を吸い取った後、15秒後に重量測定した。値が大きいほど吸水性が高いことを示している。結果を表1~4に示す。
実用吸水度(%)=[(吸水後のシート重量-吸水前のシート重量)/(吸水前のシート重量)]×100