(57)【要約】【課題】クリーナーとしての使用に耐える湿潤強度を持ち、しかも良好な水解性を有する水解紙を提供する。【解決手段】木材パルプ１を主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロース２と、該カルボキシメチルセルロース２を木材パルプ１に定着させる定着剤３を配合した紙料１０を抄紙して得た水解紙Ｐである。定着剤３がポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであるので、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースをセルロースに完全に定着することができる。そして、パルプ繊維を構成するセルロースのＯＨ基をカルボキシメチル基で置換する化学反応が外添方式に比べ確実に発現する。このため、繊維分子間の水素結合が崩れて分子がバラバラになり、水溶性が発現する。このため、水溶性に優れた水解紙Ｐが得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材パルプを主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースと、該カルボキシメチルセルロースを木材パルプに定着させる定着剤を配合した紙料を抄紙して得た
ことを特徴とする水解紙。
【請求項２】
前記定着剤が、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドである
ことを特徴とする請求項１記載の水解紙。
【請求項３】
木材パルプを主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースと該カルボキシメチルセルロースを紙料中の繊維分子に定着させる定着剤を配合して紙料を調整し、
調整された紙料を抄紙する
ことを特徴とする水解紙の製法。
【請求項４】
前記定着剤が、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドである
ことを特徴とする請求項３記載の水解紙の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水解紙およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、トイレや衛生器具等の清拭に用いるクリーナーの原材料となり、水洗トイレで流し去る水分解性を有する水解紙およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、使用したあと水に流せる清拭用紙が普及している。これらの清拭用紙は、使用時の柔軟性を得るために低密度であり、洗浄剤などを含浸して清拭する段階では必要な強度を保ち、水洗トイレットなどで水に流す際は配管詰りを起さないように細かく分離していく水中分散性を有することが求められる。これらの清拭用紙は水中でほぐれて小さな断片になり、最終的には単繊維に分散する点では水溶紙と同様の特性を有しているが、水に溶解することは必ずしも必要ではない。このため、一般的に水解紙と呼ばれている。
【０００３】
水に溶解する水解紙の技術原理自体は公知である（非特許文献１参照）。
紙を構成している繊維はセルロースの分子が集合して、分子間で水素結合をつくり、それが部分的に結晶になったりしている。この水素結合をつくっている部分（これを水酸基といい、化学記号ではＯＨで表わす）を化学的に他の物質に置き換えてやると、水素結合ができなくなり結晶がくずれて、セルロースの分子はばらばらになり、水に溶けるようになる。
セルロースにモノクロル酢酸をカセイソーダ溶液中で反応させるとセルロースのＯＨ基のところをカルボキシメチル基（−ＣＨ２ＣＯＯＨ）で置き換えることができ、これをカルボキシメチルセルロース（一般にはＣＭＣと表わす）という。セルロースの単位であるグルコースには３個のＯＨ基があり、この３個のＯＨ基のうち、グルコース１個当り平均して０．３個以上カルボキシメチル基で置換すると、水溶性をもつこととなる。
【０００４】
上記のように、ＣＭＣを用いると容易に水解性を付与できるのであるが、一般的には、ＣＭＣは、水解紙用に生産した原紙表面にＣＭＣをスプレー添加したり、ロールコーティングにより原紙表面に付着させることにより、水解性能を有する紙が生産される
このようなＣＭＣの添加方法は、外添法と呼ばれ、特許文献１や特許文献２などで公知である。
【０００５】
通常、内添方式でパルプセルロースにアニオン性薬品を定着するには硫酸バンドを使用することが一般的だが、硫酸バンドを使用した時の最大の欠点は、紙製造時の乾燥工程での加熱により、ＣＭＣのナトリウム塩と硫酸バンドのアルミイオンが強固に結合し、水解性が極端に悪くなることである。また、外添方式の欠点としては、外添方式では、ＣＭＣをパルプセルロース上にスプレーし、物理的に付着させているだけであり、ＣＭＣはセルロースに定着していない。したがって、紙製造中の脱水等の工程でその多くが脱落し歩留が極めて悪い点にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８０９８３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０７３８４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「紙のはなしＩ」（Ｓ６０）１９８５・５・２５  技報堂出版株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、クリーナーとしての使用に耐える湿潤強度を持ち、しかも良好な水解性を有する水解紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の水解紙は、木材パルプを主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースと、該カルボキシメチルセルロースを木材パルプに定着させる定着剤を配合した紙料を抄紙して得たことを特徴とする。
第２発明の水解紙は、第１発明において、前記定着剤が、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであることを特徴とする。
第３発明の水解紙の製法は、木材パルプを主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースと該カルボキシメチルセルロースを紙料中の繊維分子に定着させる定着剤を配合して紙料を調整し、調整された紙料を抄紙することを特徴とする。
第４発明の水解紙の製法は、第３発明において、前記定着剤が、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明の水解紙によれば、定着剤により、カルボキシメチルセルロースが紙料であるパルプ繊維の間に進入して固定されるので、パルプ繊維を構成するセルロースのＯＨ基をカルボキシメチル基で置換する化学反応が外添方式に比べ確実に発現する。このため、繊維分子間の水素結合が崩れて分子がバラバラになり、水溶性が発現する。
第２発明の水解紙によれば、定着剤がポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであるので、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースをセルロースに完全に定着することができる。このため、水溶性に優れた水解紙が得られる。
第３発明の製法によれば、定着剤により、カルボキシメチルセルロースが紙原料であるパルプ繊維の間に進入して固定されるので、パルプ繊維を構成するセルロースのＯＨ基をカルボキシメチル基で置換する化学反応が外添方式に比べ確実に発現する。このため、繊維分子間の水素結合が崩れて分子がバラバラになり、水溶性が発現する。
第４発明の製法によれば、定着剤がポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであるので、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースをセルロースに完全に定着することができる。このため、水溶性に優れた水解紙が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る製法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の水解紙は、木材パルプを主材とする紙料に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースと、該カルボキシメチルセルロースを木材パルプに定着させる定着剤を配合した紙料を抄紙して得たものである。
【００１３】
本発明によれば、定着剤により、カルボキシメチルセルロースが紙料であるパルプ繊維の間に進入して固定されるので、パルプ繊維を構成するセルロースのＯＨ基をカルボキシメチル基で置換する化学反応が外添方式に比べ確実に発現する。このため、繊維分子間の水素結合が崩れて分子がバラバラになり、水溶性が発現する。
とくに、定着剤がポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドであれば、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロースをセルロースに完全に定着することができる。このため、水溶性に優れた水解紙が得られる。
【００１４】
木材パルプとしては、針葉樹パルプはセルロース繊維が長いので、繊維の結合強度が高くなるので好ましい。広葉樹パルプは強度的に弱くなるが、さほど強度を要求されない水解紙ならば使用可能である。また、針葉樹パルプと広葉樹パルプを混合して用いてもよい。
古紙パルプは残留薬品により水解性が阻害されるが、得られる水解性が許容できる範囲であれば使用可能であるし、針葉樹パルプや広葉樹パルプと混合して用いてもよい。
【００１５】
パルプは叩解して用いられる。叩解とは、パルプ繊維を機械的にすり潰すことにより、太い一本の繊維だったものを、一本の繊維からひげ状に枝分かれした細かい繊維を持った構造に変形させることをいう。
紙の強度とは、繊維の物理的絡み合い＋繊維間の水素結合の二面から生じている。叩解を進めた紙は物理的絡み合いも繊維間の水素結合点の数も増すため、強度が高くなる。なお、水素結合点の数の増加が強度発現の主体である。
一方、紙が水に弱い、つまり水に溶ける原理は、水素結合点に水分子が進入して水素結合を解くためである。
上記をまとめると、叩解を進めた紙は強度があるが、水に溶けにくい紙であり、叩解してない紙は強度はないが水に溶けやすい紙となる。
そこで、本発明では、叩解度を６００ｃｃ〜７５０ｃｃの範囲で叩解したパルプを用いている。
上記の範囲で叩解したパルプであれば、クリーナーとしての強度を保ち、かつ良好な水解性も発現することができる。
【００１６】
水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣと記述する）は公知の水酸基置換誘導体である。ＣＭＣの配合量はパルプに対し重量比で２〜１０％が好ましく、５％が最も好ましい。
ＣＭＣが２％以下であると、水素結合の崩壊数が不確実となり、１０％以上であると コストが高くなるなどの不都合が生ずる一方で、クリーナーとしての品質において、特段の利便が認められない。
【００１７】
定着剤としては、ＣＭＣを紙料中の繊維に定着できるものであれば、どのようなものを用いてもよいが、本発明では、ＣＭＣの定着にポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドを用いることが最も好ましい。
この定着剤の配合割合は、パルプに対し重量比で１〜５％が好ましく、２．５％が最も好ましい。
定着剤が１％未満であるとＣＭＣの定着が不足し、５％を越えるとコストが高くなるなどの不都合が生じる一方で、ＣＭＣの定着率に大きな向上は認められない。
【００１８】
製造された水解紙をクリーナー製品に加工する工程において、塩化カルシウムとエタノールを含浸する。塩化カルシウムの添加量は含浸液に対して重量比で１〜５％、好ましくは３％である。エタノールの添加量は、含浸液に対し、重量比で５〜１５％、好ましくは１０％である。なお、２０％、３０％と増やしたほうが、クリーナーとしての性能は良くなる。しかし、コスト面からは１５％までが好ましい。
【００１９】
塩化カルシウムの添加は湿潤強度の発現のためである。
パルプにＣＭＣを定着剤で定着させただけでは湿潤強度が出ず、実用性を発揮しえない。塩化カルシウムを添加すれば、塩化カルシウムに含まれる金属塩とＣＭＣが結合し、湿潤した状態でも繊維間の高い結合強度が生じるので、クリーナーとしての使用に耐える実用性が生まれる。
【００２０】
エタノールの添加は、クリーナーとして便器の清掃する際に、殺菌作用を果させるためである。
【００２１】
水解紙の秤量は３０ｇ〜９０ｇが好ましい。３０ｇ未満だとクリーナーとしての強度が維持できず、９０ｇを越えると水解性が悪くなりトイレ詰まりを起す可能性が生ずる。
【００２２】
本発明の水解紙の製法を図に基づき説明する。木材パルプ１を主材とする紙料１０に、水酸基置換誘導体であるカルボキシメチルセルロース２と該カルボキシメチルセルロース２を紙料中の繊維分子に定着させる定着剤３を配合して紙料を調整する紙料調整工程Ｉと、調整された紙料を抄紙する抄紙工程ＩＩとからなる。
紙料１０は、パルプ１に水解性と実使用時の強度特性を保持させるためにＣＭＣ２を原料調成段階で混合する。そして、調整された紙料は直接抄紙設備２０にて抄紙されることが利点の一つであり、ＣＭＣを定着させるためのスプレー作業などの余分の工程を必要としない。そして、抄紙が終われば水解紙Ｐとなる。
【００２３】
得られた水解紙Ｐは、所定のクリーナー寸法に裁断した後、エタノールと塩化カルシウムを含む液を含有させ所定枚数ごとに包装して、最終クリーナー製品となる。
【実施例】
【００２４】
つぎの要領で、実施例１と比較例１〜３を調整した。
（実施例１）
原料：針葉樹クラフトパルプ１００％
原料離解：標準離解機（安田精機社製）による離解を９００ｒｐｍで行った。
定着剤：ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド
添加量（固形分）は、パルプに対して２．５重量％
水酸基置換誘導体：ＣＭＣ
添加量（固形分）は、パルプに対して５重量％
含浸液配合：エタノール１０％、ＣａＣｌ２（塩化カルシウム）３重量％、ＺｎＳＯ４（硫酸亜鉛）０％。水８７重量％
含浸液付着量：紙重量に対し１３０重量％
【００２５】
（比較例１）
定着剤を硫酸バンドに代えた外は、実施例１と同一である。なお、硫酸バンドの添加量（固形分）は１％である。
【００２６】
（比較例２）
定着剤を全く使用しない外は、実施例１と同一である。
（比較例３）
含浸液としてＣａＣｌ２（塩化カルシウム）の代りにＺｎＳＯ４（硫酸亜鉛）３％を用いた点を除き、比較例２と同一である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
（紙質評価）
絶幹秤量は、実施例１も比較例１〜３も３９ｇ／ｍ２前後であり、比較の前提となる同一性を備えている。
湿潤強度は、清拭時に必要とされる強度の指標となるものであるが、実施例１が最も強く、比較例１〜３はその順で低下している。水解性は、水中での分散容易性を秒で示したものであり、数値が小さいほど水解性が高いことを示している。この点は実施例１が圧倒的に短く、比較例１が最も悪く、比較例２，３が中間的な数値である。
【００２９】
（総合評価）
実施例１：極めて短時間で水解し、清掃強度も充分ある。
比較例１：水解性能が極端に悪く、トイレ詰まりを起すので、実用上使用できない。
比較例２：比較的短時間で水解し、清掃強度も、実施例１よりは弱いが実用上問題ないレベルである。ただし水廻りの広い面積に使用して大量にトイレに投入する等の特異なケースにおいては、トイレ詰まりを起す懸念がある。
比較例３：水解性、清掃強度とも優れない。
【００３０】
以上のように、本発明により得られた水解紙は、クリーナーとしての使用に耐える湿潤強度を持ち、しかも良好な水解性を有するものとして、トイレや衛生機具のクリーナーとして有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１    木材パルプ
２    カルボキシメチルセルロース
３    定着剤
１０  紙料
Ｐ    水解紙
【図１】
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