JP4647306B2 - パルプシートの製造方法 - Google Patents
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本願のカチオン性ウレタン(B)の効果は、嵩高剤(A)がビニルモノマー由来の構成単位を有するポリマー及び非イオン界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する嵩高剤の場合、特に効果が高い。
RO(EO)m(PO)nH (1)
〔式中、Rは炭素数6〜22の直鎖または分岐鎖のアルキル基もしくはアルケニル基又は炭素数4〜20のアルキル基を有するアルキルアリール基を示し、Eはエチレン基、Pはプロピレン基を示し、m、nは平均付加モル数であり、0≦m≦20の範囲の数、nは0≦n≦50の範囲の数である。mとnは同時には0ではない。なお、(EO)m(PO)nはブロックまたはランダムのいずれでもよく、EOとPOの付加順序も問わない。〕
本発明のカチオン性ウレタン(B)は、疎水性化合物とイソシアネートとから生成するウレタンプレポリマーのイソシアネート基を、カチオン性親水基導入のための活性水素化合物と反応させて得られるウレタンである。
アルキルケテンダイマー又はアルケニル無水コハク酸(C)は、それぞれ公知のサイズ剤を用いることが出来る。例えば前記アルキルケテンダイマー又はアルケニル無水コハク酸(C)の化学構造は参考文献として、高分子薬剤入門(発行所:三洋化成工業(株)、監修:藤本武彦)184ページから187に例示されている。
<パルプ>
・広葉樹晒パルプ(LBKP)、カナダ標準濾水度(JIS P 8121)450
<化合物(A)>
・嵩高剤A−1:後述の製造例にて得られたもの
・嵩高剤A−2:スルゾール、BASFジャパン社製(非イオン界面活性剤に該当)
<化合物(B)>
・カチオン性ウレタン(B−1):後述の製造例にて得られたもの
・カチオン性ウレタン(B−2):水分散系ウレタン樹脂、スーパーフレックス600、無黄変タイプ、第一工業製薬(株)製
<サイズ剤(C)>
・AKD:アルキルケテンダイマー、AS−263(星光PMC社製、有効分10重量%品)
・ASA:後述の製造例にて得られたもの
・角型抄紙機:角型タッピ抄紙機、80メッシュワイヤー(面積625cm2)、熊谷理機工業社製
・回転式ドライヤー:KRK大型回転乾燥機(カタログNo.2576)、熊谷理機工業社製
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹き込み口、攪拌機を備えた2Lフラスコに、カチオン性澱粉A〔N%=0.6%、7重量%水溶液粘度260mPa・s(50℃、B型粘度計、ローターNo.2、60rpm)〕52.6g、ポリビニルアルコール(GL−05、部分けん化、重合度500、日本合成(株)製)8.7g、イオン交換水1013gを仕込み、90℃に加熱し溶解した。冷却後、エマルゲン430(非イオン性界面活性剤、花王(株)製)64.0gと、あらかじめイオン交換水55.1gに75%リン酸水溶液0.55gと4%水酸化ナトリウム水溶液13.3gを混合した水溶液を添加した後、120rpmで攪拌し、窒素を吹き込みながら、60℃で30分間保持した。次いで、酢酸ビニル(信越酢酸ビニル(株)製)40.2g、開始剤(V−50、アゾ系開始剤、和光純薬社製)0.37gをイオン交換水32.6gに溶解したものを添加し、15分間保持した。次いで、77℃に昇温した後、酢酸ビニル120.6g、及び開始剤(V−50)1.1gをイオン交換水98gに溶解したものを、それぞれ別々の滴下ロートから3時間かけ滴下、重合を行った。次いで82℃で1時間熟成した後、冷却し、取り出した。これにより、固形分濃度19.0重量%、分散粒子の平均粒子径0.18μmの嵩高剤A−1を得た。
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹き込み口、攪拌機を備えた4Lフラスコに、ビスフェノールAのPO付加物(PO平均付加モル数2.2、Mw354)354g、メチルエチルケトン500gを仕込み、トルエンジイソシアネート348.4gを添加し、70℃で6時間反応させウレタンプレポリマーを得た。次いでメチルエチルケトン760gにジエチレントリアミン137.6gを混合したものを徐々に滴下し35℃で6時間反応させた。次いでエピクロルヒドリン18.5gを添加し、55℃で1時間反応させた。次いでイオン交換水1500gを添加後、pH7となるよう10%グリコール酸を添加、中和した後、50mmHg減圧下、40℃〜50℃でメチルエチルケトンを取り除き、水に分散したカチオン性ウレタン(B−1)を得た。(固形分濃度29%)
100mlステンレスビーカーに、アルケニル無水コハク酸(AS−1532、星光PMC社製)20gと乳化剤(SP−1802、星光PMC社製)24.4gを入れ、手で軽く振とうし、ほぼ均一な状態にした後、ユニバーサルホモジナイザー(日本精機製作所製)で13,000回転/分で1分間攪拌した。更に、イオン交換水55.6gを加え、10,000回転/分で30秒間攪拌し、有効分20重量%のアルケニル無水コハク酸サイズ剤乳化物(ASAと表記する)を得た。
広葉樹晒パルプ(LBKP)を抄紙後のシートのパルプ坪量が70g/m2になるように計り取った。パルプの乾燥重量100重量部に対して、硫酸バンド0.28重量部、カチオン化澱粉(N%:0.6重量%、粘度:260mPa・s)0.5重量部、サイズ剤(AKD)0.2重量部(アルキルケテンダイマーの有効分として)の順に添加後、カチオン性ウレタンB−1又はB−2、及び嵩高剤A−1又はA−2を、表1の量添加した。更に、水を加えパルプ濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製後、このパルプスラリーを角型抄紙機で抄紙し、回転式ドライヤー(105℃×120秒間)で乾燥し、パルプシートを得た。各パルプシートの1日後のサイズ度を以下の方法で測定した。また、嵩向上率を以下の方法で測定した。結果を表1に示す。
サイズ度は、ステキヒト法(JIS P−8122)により測定した。すなわち、試験紙に四辺を上方に折り曲げて船形にし、2重量%NH4SCN水溶液上に浮かべると同時に上方より1重量%FeCl3水溶液を一滴試験紙上に落とし、両水溶液が紙に浸透して接しチオシアン鉄の赤い斑点が3つ出現するまでの時間(秒)を測定し、これをサイズ度とした。この時間が長いほど、サイズ性能に優れることを意味する。
サイズ剤のみを添加した場合(表1における比較例3)の緊度(D0)と、サイズ剤と共に他の成分を全て添加した場合の緊度(D)を求め、式(1)に従って嵩向上率を求める。
嵩向上率(%)=[(1/D)−(1/D0)]/(1/D0) (1)
なお、この緊度(g/cm3)は、JIS P8118に従い、パルプシートの坪量(g/m2)と厚み(mm)とから、(坪量/厚み)×0.001により求められたものである。
実施例1〜5と同様にして、但し、嵩高剤としてA−1又はA−2を用いたが、カチオン性ウレタンを使用せずにパルプシートを製造した。得られたパルプシートのサイズ度と嵩向上率を実施例1等と同様に測定した。結果を表1に示す。
実施例1〜5と同様にして、但し、嵩高剤とカチオン性ウレタンのいずれも使用せずにパルプシートを製造した。得られたパルプシートのサイズ度と嵩向上率(緊度)を実施例1等と同様に測定した。結果を表1に示す。
広葉樹晒パルプ(LBKP)を抄紙後のシートのパルプ坪量が70g/m2になるように計り取った。パルプの乾燥重量100重量部に対して、硫酸バンド0.28重量部、カチオン化澱粉(N%:0.6重量%、粘度:260mPa・s)0.5重量部、サイズ剤(ASA)0.2重量部(アルケニル無水コハク酸の有効分として)の順に添加後、カチオン性ウレタンB−1、及び嵩高剤A−1を、表2の量添加した。更に、水を加えパルプ濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製後、このパルプスラリーを角型抄紙機で抄紙し、回転式ドライヤー(105℃×120秒間)で乾燥し、パルプシートを得た。各パルプシートの1日後のサイズ度と嵩向上率を、実施例1と同様(ただし、嵩向上率の基準は比較例5とする)に測定した。結果を表2に示す。
実施例6と同様にして、但し、カチオン性ウレタンを使用せずにパルプシートを調製した。得られたパルプシートのサイズ度と嵩向上率を実施例1等と同様に測定した。結果を表1に示す。
実施例6と同様にして、但し、嵩高剤とカチオン性ウレタンのいずれも使用せずにパルプシートを調製した。得られたパルプシートのサイズ度と嵩向上率(緊度)を実施例1等と同様に測定した。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 嵩高剤(A)、カチオン性ウレタン(B)、及びアルキルケテンダイマー又はアルケニル無水コハク酸(C)を、水を含むパルプスラリー中に添加する工程と、該工程後のパルプスラリーから水を分離する工程と、得られた湿潤パルプを乾燥させる工程とを有する、パルプシートの製造方法であって、
嵩高剤(A)が、ビニルモノマー由来の構成単位を有するポリマー又は下記一般式(1)で表される非イオン界面活性剤である、
パルプシートの製造方法。
RO(EO) m (PO) n H (1)
〔式中、Rは炭素数6〜22の直鎖または分岐鎖のアルキル基もしくはアルケニル基又は炭素数4〜20のアルキル基を有するアルキルアリール基を示し、Eはエチレン基、Pはプロピレン基を示し、m、nは平均付加モル数であり、0≦m≦20の範囲の数、nは0≦n≦50の範囲の数である。mとnは同時には0ではない。なお、(EO) m (PO) n はブロックまたはランダムのいずれでもよく、EOとPOの付加順序も問わない。〕 - カチオン性ウレタン(B)が、水溶性のウレタン、又は自己乳化性ウレタンである請求項1記載のパルプシートの製造方法。
- カチオン性ウレタン(B)の量が、(C)成分100重量部に対して10〜1000重量部である、請求項1又は2記載のパルプシートの製造方法。
- 請求項1〜3いずれかに記載のパルプシートの製造方法を用いる、サイズ性向上方法。
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