JPH07500641A - 高い永久湿潤強度を有する柔軟な吸収性薄葉紙 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 高い永久湿潤強度を有する柔軟な吸収性薄葉紙技　術　分　野 本発明は、薄葉紙ウェブに関する。より詳細には、本発明は、タオル地、ナプキ ンおよび化粧紙製品で使用できる柔軟な吸収性薄葉紙ウェブに関する。

背　景　技　術 ティッシュまたはペーパーティッシュウェブまたはシートとしばしば呼ばれるペ ーパーウェブまたはシートは、現代の社会で多くの用途を見出している。ペーパ ータオル、ナプキン、化粧紙などの品目は、重要商品である。

これらの製品の３つの重要な物理的属性は、柔軟性、吸収性、特に水性システム 用吸収性、および強度、特に湿潤時の強度であることが以前から認識されている 。研究および開発努力は、他のものに悪影響なしにこれらの属性の各々の改良並 びに同時に２または３つの属性の改良に向けられてきた。

柔軟性は、男／女が特定の製品を手で持ち、そ−れを皮膚を横切ってこすり、ま たはそれを手の中でくしやくしゃにする時に消費者によって知覚される触覚であ る。この触覚は、数種の物性の組み合わせである。柔軟性に関連するより重要な 物性の１つは、一般に、製品の原料であるベーパーウェブの剛性であると当業者 によってみなされている。剛性は、通常、ウェブの乾燥引張強さに直接依存する と考えられている。

強度は、物理的一体性を維持し且つ使用条件下、特に湿潤時の使用条件下で引裂 、破裂および細断に抵抗する製品およびその成分ウェブの能力である。

吸収性は、所定量の液体、特に水溶液または分散液を吸収する製品およびその成 分ウェブの能力の尺度である。

ヒト消費者によって知覚されるような全吸収性は、一般に、薄葉紙の所定量が飽 和で吸収するであろう液体の合計量と塊が液体を吸収する速度との組み合わせで あるとみなされている。

湿潤強度樹脂を使用してベーパーウェブの強度を高めることは、広く既知である 。例えば、ウェストフェルトは、セルロース・ケミストリー−エンド・テクノロ ジー、第１３巻、第８１３頁〜第８２５頁（１９７９）で多数のこのような材料 を記載し且つそれらの化学的性質を論じた。

フライマーク等は、１９７３年８月２８日発行の米国特許第３，７５５，２２０ 号明細書において脱結合剤として既知の成る化学添加剤が製紙法でシート形成時 に生ずる自然の繊維対繊維結合を妨害することを述べている。

結合のこの減少は、紙のより柔軟であるか余り手触りの悪くないシートをもたら す。フライマーク等は、脱結合剤を使用して湿潤強度樹脂の望ましくない効果を 相殺することと共に湿潤強度樹脂を使用してシートの湿潤強度を高めることを教 示し続けている。これらの脱結合剤は、乾燥引張強さを減少するが、一般に湿潤 引張強さの減少もある。

ショーは、１９７４年６月２８日発行の米国特許第３．８２１．０６８号明細書 において化学説結合剤が薄葉紙ウェブの剛性を減少し、このようにして柔軟性を 高めるのに使用できることも教示している。

化学説結合剤は、１９７１年１月１２日にノ＼−ベイ等に発行の米国特許第３， ５５４，８６２号明細書などの各種の文献に開示されている。これらの物質とし ては、トリメチルココアンモニウムクロリド、トリメチルオレイルアンモニウム クロリド、ジメチルジ（水素添加タロー）アンモニウムクロリド、トリメチルス テアリルアンモニウムクロリドなどの第四級アンモニウム塩が挙げられている。

エマヌエルシン等は、１９７９年３月１３日発行の米国特許第４，１４４，１２ ２号明細書においてビス（アルコキシ−（２−ヒドロキシ）−プロピレン）第四 級アンモニウムクロリドなどの複合第四級アンモニウム化合物を使用してウェブ を柔軟化することを教示している。

また、これらの著者は、脂肪アルコールのエチレンオキシド付加物、プロピレン オキシド付加物などの非イオン界面活性剤の使用によって脱結合剤により生ずる 吸収性の減少を克服しようと試みている。

イリノイ州シカゴのアルマク・カンパニーは、小冊子７６−１７　（１９７７） においてジメチルジ（水素添加タロー）アンモニウムクロリドとポリオキシエチ レングリコールの脂肪酸エステルとの併用が柔軟性と吸収性との両方を薄葉紙ウ ェブに付与できることを開示している。

改良ベーパーウェブに向けられた研究の１つの例示の結果は、１９６７年１月３ １日にサンフォードおよびサイソンに発行の米国特許第３，３０１，７４６号明 細書に記載されている。この特許に記載の方法によって作られたベーパーウェブ の高品質にも拘らず且つこれらのウェブから形成された製品の商業的な成功にも 拘らず、改良製品を見出すことに向けられた研究努力は、続けられてきた。　・ 例えば、ベラカー等は、１９７９年１月１９日発行の米国特許第４，１５８，５ ９４号明細書において主張している方法が強い柔軟な繊維状シートを形成するで あろうことを記載している。より詳細には、彼等は、薄葉紙ウェブ（化学説結合 剤の添加によって柔軟化されていてもよい）の強度が加工時にウェブの１表面を 、微細パターン化配置でウェブの１表面およびしぼ寄せ表面に接着されている結 合物質（例えば、アクリルラテックスゴム乳濁液、水溶性樹脂またはエラストマ ー結合物質）によって微細パターン化配置でしぼ寄せ表面に接着し、しぼ寄せ表 面からウェブをしぼ寄せしてシート材料を形成することによって高めることがで きることを教示している。

本発明の目的は、高い永久湿潤強度を有する柔軟な吸収性薄葉紙ウェブの製法を 提供することにある。

本発明の更に他の目的は、高い永久湿潤強度を有する柔軟な吸収性ベーパータオ ル製品を提供することにある。

これらの目的および他の目的は、以下の開示の読みから容易に明らかになるであ ろうように本発明を使用して達成される。

本発明は、高い湿潤強度を有する柔軟な吸収性薄葉紙ウェブ、およびウェブの製 法を提供する。簡潔には、薄葉紙ウェブは、 （ａ）製紙用繊維； （ｂ）式 （式中、各Ｒ置換基はＣ１゜〜Ｃ１８脂肪族炭化水素基であり、Ｘ−は相容性陰 イオンである）を有する第四級アンモニウム化合物約０６０１〜約２．０重量％ ；（Ｃ）ポリヒドロキシ可塑剤的０．０１〜約２．０重量％：および （ｄ）水溶性永久湿潤強度樹脂約０．０１〜約３．０重量％ を含む。

本発明で使用するのに好適な第四級アンモニウム化合物の例としては、シタロー ジメチルアンモニウムクロリド、シタロージメチルアンモニウムメチルサルフェ ート、ジ（水素添加タロー）ジメチルアンモニウムクロリドなどの周知のジアル キルジメチルアンモニウム塩が挙げられ、ジ（水素添加タロー）ジメチルアンモ ニウムメチルサルフェートが好ましい。

本発明で有用なポリヒドロキシ可塑剤の例としては、グリセロールおよび分子量 約２００〜約２０００を有するポリエチレングリコールが挙げられ、分子量約２ ００〜約６００を有するポリエチレングリコールが好ましい。

本発明で有用な湿潤強度樹脂としては、製紙で常用されているすべてのものが挙 げられる。好ましい永久湿潤強度樹脂の例としては、ポリアミドエピクロロヒド リン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、およびスチレン−ブタジェンラテックスが 挙げられる。

本発明の特に好ましい薄葉紙態様は、第四級アンモニウム化合物約０．０３〜約 ０．５重量％、ポリヒドロキシ可塑剤的０．０３〜約０．５重量％、および水溶 性永久湿潤強度樹脂約０．３〜約１．５重量％を含む（これらの添加剤のすべて の量は薄葉紙の乾燥繊維重量基準である）。

簡潔には、本発明のティッシュウェブの製法は、製紙用完成紙料を前記成分から 調製し、製紙用完成紙料を長網などの有孔表面上にデポジットし、水をデポジッ トされた完成紙料から除去することからなる。

ここですべての％、比率および割合は、特に断らない限り、重量基準である。

本発明を以下により詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 、　本明細書は本発明とみなされた要旨を特に指摘し且つ明確に請求している請 求の範囲で結論づけるが、本発明は、以下の詳細な説明を読むことおよび添付例 を読むことからより良く理解できると考えられる。

ここで使用する薄葉紙ウェブ、ペーパーウェブ、ウェブ、およびペーパーシート なる用語は、すべて水性製紙用完成紙料を調製し、この完成紙料を長網などの有 孔表面上にデポジットし、水を例えば重力または真空助長水切り（プレス有無） により、そして蒸発により完成紙料から除去することからなる方法によって作ら れた紙のシートを意味する。

ここで使用する水性製紙用完成紙料は、製紙用繊維および後述の化学薬品の水性 スラリーである。

本発明の方法における第一工程は、水性製紙用完成紙料の調製である。完成紙料 は、製紙用繊維（以下、しばしば木材バルブと称する）、少なくとも１種の湿潤 強度樹脂、少なくとも１種の第四級アンモニウムおよび少なくとも１種のポリヒ ドロキシ可塑剤を含む（それらのすべてを後述する）。

すべてのそのバラエティ−における木材バルブは、通常、本発明で使用する製紙 用繊維からなることが予測される。しかしながら、他のセルロース系繊維状バル ブ、例えば、リンター、バガス、レーヨンなどは、使用でき且ついずれも放棄さ れない。ここで有用な木材バルブとしては、クラフトバルブ、亜硫酸バルブ、硫 酸塩バルブなどの化学バルブ並びに例えば砕木バルブ、熱機械バルブ、および化 学変性熱機械バルブ（ＣＴＭＰ）を含めた機械バルブが挙げられる。落葉樹と針 葉樹との両方に由来するバルブは、使用できる。前記カテゴリーのいずれかまた はすべて並びに元の製紙を容易にするために使用される填料、接着剤などの他の 非繊維物質を含有していてもよいリサイクル紙に由来する繊維も、本発明で適用 できる。好ましくは、本発明で使用する製紙用繊維は、ナザーン軟材に由来する クラフトバルブからなる。

湿潤強度樹脂 本発明は、必須成分として、乾燥繊維重量基準で約０．０１〜約３．０重量％、 より好ましくは約０，３〜約１．５重量％の水溶性永久湿潤強度樹脂を含有する 。

ここで有用な永久湿潤強度樹脂は、数種であることができる。一般に、以前に見 出され且つ将来製紙技術で実用性を見出すであろう樹脂は、ここで有用である。

多数の例は、ウェストフェルトによる前記論文（ここに参考文献として編入）に 示されている。

通常の場合には、湿潤強度樹脂は、水溶性陽イオン物質である。即ち、樹脂は、 製紙用完成紙料に加える時点で水溶性である。爾後の出来事、例えば、架橋は、 樹脂を水中で不溶性にさせるであろうことが全く可能であり且つ予想されさえす る。更に、若干の樹脂は、限定されたｐＨ範囲などの特定の条件下でのみ可溶性 である。

湿潤強度樹脂は、一般に、製紙用繊維上、製紙用繊維内、または製紙用繊維間に デポジットした後に架橋または他の硬化反応を受けると考えられる。実質量の水 が存在する限りは、架橋または硬化は、通常、生じない。

各種のポリアミド−エビクロロヒドリン樹脂は、特定の実用性を有する。これら の物質は、アミノ基、エポキシ基、アンモニウム基などの反応性官能基を有する 低分子量重合体である。特許文献は、このような物質の製法の説明を満載してい る。１９７２年１０月２４日にケイムに発行の米国特許第３，７００，６２３号 明細書および１９７３年１１月１３日にケイムに発行の米国特許第３，７７２， ０７６号明細書は、このような特許の例であり且つ両方ともここに参考文献とし て編入する。

プラウエア州つィルミントンのバーキュレス・インコーホレーテッドによってキ メン（Ｋｙ■ｅｎｅ）５５７Ｈおよびキメン２０６４なる商標で販売されている ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂は、本発明で特に有用である。

これらの樹脂は、一般に、ケイムへの前記特許に記載されている。

本発明で有用な塩基活性化ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂は、ミズーリ州 セントルイスのモンサント・カンパニーによってサンド・レス（Ｓａｎｔｏ　Ｒ ｅ５）３１などのサンド・レス商標で販売されている。これらの種類の物質は、 一般に、１９７４年１２月１７日にベトロピッチに発行の米国特許第３，８５５ ，１５８号明細書、１９７５年８月１２日にペトロピッチに発行の米国特許第３ ，８９９，３８８号明細書、１９７８年１２月１２日にペトロピッチに発行の米 国特許第４，１２９．５２８号明細書、１９７９年４月３日にベトロピッチに発 行の米国特許第４，１４７．５８６号明細書、および１９８０年９月１６日にパ ン・エエナムに発行の米国特許第４，２２２，９２１号明細書（すべてをここに 参考文献として編入）に記載されている。

ここで有用な他の水溶性陽イオン樹脂は、ポリアクリルアミド樹脂、例えば、コ ネティカット州スタンフォードのアメリカン・シアナミド−カンパニーによって バレリン（Ｐａｒｅｚ）６３１　Ｎ　Ｇなどのバレリン商標で販売されているも のである。これらの物質は、一般に、１９７１年１月１９日にコシア等に発行の 米国特許第３，５５６゜９３２号明細書および１９７１年１月１９日にウィリア ムス等に発行の米国特許第３．５５６，９３３号明細書（すべてをここに参考文 献として編入）に記載されている。

本発明で有用な他の種類の水溶性樹脂としては、アクリル乳濁液および陰イオン スチレン−ブタジェンラテックスが挙げられる。これらの種類の樹脂の多数の例 は、１９７４年１０月２９日発行のメイゼル・ジュニア等の米国特許第３，８４ ４．８８０号明細書（ここに参考文献として編入）に与えられている。

本発明で実用性を見出すなお他の水溶性陽イオン樹脂は、尿素ホルムアルデヒド およびメラミンホルムアルデヒド樹脂である。これらの多官能反応性重合体は、 数千程度の分子量を有する。より普通の官能基としては、窒素含有基、例えば、 アミノ基および窒素に結合されたメチロール基が挙げられる。

余り好ましくないが、ポリエチレンイミン型樹脂は、本発明で実用性を見出す。

製法を含めて前記水溶性樹脂のより完全な説明は、ＴＡＰＰＩモノグラフシリー ズＮａ　２９　、　Ｗｅｔ　ＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎ　Ｐａｐｅｒ　ａｎｄ　Ｐａ ｐｅｒｂｏａｒｄ　、テクニカル争アソシエーション・オブ・ザ・バルブ・エン ド・ペーパー・インダストリーズにニーヨーク；１９６５年）（ここに参考文献 として編入）で見出すことができる。ここで使用する「永久湿潤強度樹脂」なる 用語は、水性媒体に入れた時に、ペーパーシートが少なくとも２分より長い時間 初期湿潤強度の大部分を保つことを可能にさせる樹脂を意味する。

前記湿潤強度添加剤は、典型的には、永久湿潤強度を有する紙製品、即ち、水性 媒体に入れた時に時間にわたって初期湿潤強度の実質的な部分を保持する紙を生 じさせる。しかしながら、若干の種類の紙製品における永久湿潤強度は、不要な 望ましくない性質であることがある。

化粧紙などの紙製品は、一般に、短時間の使用後に腐敗システムなどに処分する 。紙製品が加水分解抵抗性強度特性を永久に保持するならば、これらのシステム のクロラギング（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）が生ずることがある。

より最近、製造業者は、湿潤強度が所期の用途に十分であるが次いで水中でのソ ーキング時に減衰するようにするために一時湿潤強度添加剤を紙製品に添加して きた。

湿潤強度の減衰は、腐敗システムを通しての紙製品の流れを容易にする。

好適な一時湿潤強度樹脂の例としては、変性デンプン一時湿潤強度剤、例えば、 ナショナル・スターチ−エンド・ケミカル−コーポレーションにューヨーク州ニ ューヨーク）によって市販されているナショナル・スターチ（Ｎａｔｌｏｎａｌ 　５ｔａｒｃｈ）　７８−００８０が挙げられる。この種の湿潤強度剤は、ジメ トキシエチル−Ｎ−メチル−クロロアセトアミドを陽イオンデンプン重合体と反 応させることによって製造できる。変性デンプン一時湿潤強度剤は、１９８７年 ６月２３日発行のソラレク等の米国特許第４，６７５，３９４号明細書（ここに 参考文献として編入）にも記載されている。好ましい一時湿潤強度樹脂としては 、１９９１年１月１日発行のブジョーククイストの米国特許第４，９８１，５５ ７号明細書（ここに参考文献として編入）に記載のものが挙げられる。

前記の永久湿潤強度樹脂と一時湿潤強度樹脂との両方の種類および特定例に関し ては、前記樹脂は、性質が例示であり且つ本発明の範囲を限定することを意味し ないことを理解すべきである。

相容性湿潤強度樹脂の混合物も、本発明の実施で使用本発明は、必須成分として 、乾燥繊維重量基準で約０．０１〜約２．０重量％、より好ましくは約０．０３ 〜約０．５重量％の式 を有する第四級アンモニウム化合物を含有する。前記構造中、各Ｒ１は、炭素数 約１２〜約１８のアルキル、ココナツおよびタローからなる群から選ばれる脂肪 族炭化水素基である。Ｘ−は、ハライド（例えば、クロリドまたはプロミド）、 メチルサルフェートなどの相容性陰イオンである。好ましくは、Ｘ−は、メチル サルフェートである。

上で使用する「ココナツ」は、ヤシ油に由来するアルキルおよびアルキレン部分 を意味する。ヤシ油は、すべての天然産物質と同様に、所定範囲の組成を有する 天然産混合物であることが認識される。ヤシ油は、主として炭素数１２〜１６の 脂肪酸（第四級アンモニウム塩のアルキルおよびアルキレン部分はそれらに由来 する）を含有する（より少ない炭素原子およびより多い炭素原子を有する脂肪酸 も存在するが）。ズワーン編のベイリーのインダストリアル・オイル・エンド・ ファツト・プロダクツ、第３版、ジョン・ウィリー・エンド・サンズにューヨー ク、１９６４年）、表６．５は、ヤシ油が典型的には１２〜１６個の炭素原子範 囲内の脂肪酸約６５〜８２重量％を有し、全脂肪酸含量の約８％が不飽和分子と して存在することを示唆している。ヤシ油中の主要不飽和脂肪酸は、オレイン酸 である。合成並びに天然産「ココナツ」混合物は、本発明の範囲内に入る。

タローは、ココナツと同様に、可変の組成を有する天然産物質である。ズワーン によって編集された前記文献における表６．１３は、典型的には、タローの脂肪 酸の７８％以上が１６または１８個の炭素原子を有することを指摘している。典 型的には、タローに存在する脂肪酸の半分は、主としてオレイン酸の形の不飽和 である。合成並びに天然「タロー」は、本発明の範囲内に入る。

好ましくは、各Ｒは、Ｃ１６〜Ｃ１８アルキルであり、最も好ましくは各Ｒｉは 直鎖Ｃｌ１ｌアルキルである。

本発明で使用するのに好適な第四級アンモニウム化合物の例としては、シタロー ジメチルアンモニウムクロリド、シタロージメチルアンモニウムメチルサルフェ ート、ジ（水素添加タロー）ジメチルアンモニウムクロリドなどの周知のジアル キルジメチルアンモニウム塩が挙げられ、ジ（水素添加タロー）ジメチルアンモ ニウムメチルサルフェートが好ましい。この特定の物質は、オハイオ州ダブリン のシエレックス・ケミカル・カンパニー拳インコーボレーテッドから商品名「パ リソフト（ＶａｒｉｓｏｆｔＲｌ　３７　Ｊで市販されている。

第四級アンモニウム化合物の生分解性モノエステルおよびジエステル変種も、使 用でき且つ本発明の範囲内に入ることが意味さ−れ−る。これらの化合物は、式 （式中、Ｒ□およびＸ−は上に定義の通りである）本発明は、必須成分として、 乾燥繊維重量基準で０．０１〜約２．０重量％、より好ましくは約０．０３〜約 ０．５重量％のポリヒドロキシ可塑剤を含有する。

本発明で有用なポリヒドロキシ可塑剤の例としては、グリセロールおよび分子量 約２００〜約２０００を有するポリエチレングリコールが挙げられ、分子量約２ ００〜約６００を有するポリエチレングリコールが好ましい。

特に好ましいポリヒドロキシ可塑剤は、分子量約４００を有するポリエチレング リコールである。この物質は、コネティカット州ダンベリーのユニオン・カーバ イド・カンパニーから商品名ｒＰＥＧ−４００Ｊで市販されている。

任意成分 製紙で常用されている他の化学薬品は、３つの所要の化学薬品の柔軟性、吸収性 および湿潤強度を高める作用に有意に悪影響を及ぼさない限りは、製紙用完成紙 料に添加できる。

例えば、界面活性剤は、本発明の薄葉紙ウェブを処理するために使用してもよい 。界面活性剤の量は、使用されるならば、好ましくは薄葉紙の乾燥繊維重量に対 して約０．０１〜約２．０重量％である。界面活性剤は、好ましくは、８個以上 の炭素原子を有するアルキル鎖を有する。例示の陰イオン界面活性剤は、線状ア ルキルスルホネート、およびアルキルベンゼンスルホネートである。

例示の非イオン界面活性剤は、クロノ・インコーホレーテッドにューヨーク州ニ ューヨーク）から入手できるクロデスタ（ＣｒｏｄｅｓｔａＴＭ）　Ｓ　Ｌ　− ４０などのアルキルグリコシドエステル、１９７７年３月８日にＷ、に、ラング トン等に発行の米国特許第４．０１１，３８９号明細書に記載のようなアルキル グリコシドエーテル；およびグリコ・ケミカルズ・インコーホレーテッド（コネ ティカット州グリーンウィッチ）から入手できるペゴスパース（Ｐｅｇｏｓｐｅ ｒｓｅＴＭ）　２００　Ｍ　Ｌ、ローン・ボーレツク・コーポレーションにュー ジャージー州クランベリー）から入手できるイゲバル（ＩＧＥＰＡＬ）　ＲＣ− ５２０などのアルキルポリエトキシ化エステルを含めてアルキルグリコシドであ る。

添加してもよい他の種類の化学薬品としては、ティッシュウェブの引張強さを増 大するための乾燥強度添加剤が挙げられる。乾燥強度添加剤の例としては、カル ボキシメチルセルロース、およびＡＣＣＯケミカル・ファミリーからの陽イオン 重合体、例えば、ＡＣＣＯ７７１およびＡＣＣＯ５１４が挙げられ、カルボキシ メチルセルロースが好ましい。この物質は、プラウエア州つィルミントンのバー キュレス・カンパニーから商品名バーキュレス（ＨＥＲＣＵＬＥＳＲ）　ＣＭ　 Ｃで市販されている。乾燥強度添加剤の量は、使用されるならば、好ましくは、 薄葉紙の乾燥繊維重量に対して約０．０１〜約１．０重量％である。

追加の化学添加剤の前記リストは、性質が単に例示しようとし、本発明の範囲を 限定することを意味しない。

製紙用完成紙料は、製紙の当業者に周知の混合技術および装置によって容易に調 製または製造できる。

前記の３種の化学成分、即ち、第四級アンモニウム化合物、ポリヒドロキシ可塑 剤、および水溶性永久湿潤強度樹脂は、好ましくは、長網の前の若干の好適な時 点またはシート形成段階において抄紙機のウェットバートにおいて製紙用繊維の 水性スラリーまたは完成紙料に添加する。しかしながら、前記化学成分を湿潤テ ィッシュウェブの形成後且つウェブを乾燥して完成する前に適用することも、有 意の柔軟性、吸収性、および湿潤強度上の利益を与えるであろうし且つ本発明の 範囲内に明白に包含される。

第四級アンモニウム化合物およびポリヒドロキシ可塑剤を先ず製紙用完成紙料へ の添加前に一緒に予備混合する時に、化学成分はより有効であることが発見され た。

好ましい方法は、例１により詳細に後述するように、先ず、ポリヒドロキシ可塑 剤を約１５０°Ｆの温度に加熱し、次いで、第四級アンモニウム柔軟化化合物を 熱可塑剤に加えて流動「溶融物」を調製することからなる。第四級アンモニウム 化合物対可塑剤のモル比は、使用する特定の可塑剤の分子量および／または第四 級アンモニウム化合物に応じて変化するであろうが、好ましくは約１対１である 。次いで、第四級アンモニウム化合物／ポリヒドロキシ可塑剤溶融物は、所望の 濃度に希釈し、混合して第四級アンモニウム化合物／ポリヒドロキシ可塑剤混合 物の小胞懸濁液を含有する水溶液を調製し、次いで、この水溶液は製紙用完成紙 料に加える。

理論によって限定せずに、可塑剤は、セルロース系繊維の可撓性を高め、繊維の 吸収性を改善し且つ水溶液中の第四級アンモニウム化合物を安定化するように作 用すると考えられる。別個に、永久湿潤強度樹脂も、適当な濃度に希釈し、製紙 用完成紙料に加える。第四級アンモニウム／ポリヒドロキシ可塑剤化学柔軟化組 成物は、紙製品を柔軟且つ吸収性にさせるように作用する一方、永久湿潤強度樹 脂は、得られる紙製品が高い永久湿潤強度も有することを保証する。換言すれば 、本発明は、ティッシュウェブの柔軟性と吸収速度とを改善するだけではなく、 高水準の永久湿潤強度も与えることを可能にする。

本発明の方法における第二工程は、製紙用完成紙料を有孔表面上へデポジットす ることであり且つ第三工程は、そのようにデポジットされた完成紙料からの水の 除去である。これらの２つの加工工程を達成するために使用できる技術および装 置は、製紙の当業者に容易に明らかであろう。

本発明は、一般に、限定せずに、通常通りフェルトプレスされた薄葉紙；パター ン緻密化薄葉紙、例えば、サンフォードーサイソンおよびその子孫によって前記 米国特許で例証されるもの；および高い嵩高非圧密薄葉紙、例えば、１９７４年 ５月２１日発行のサルプツシ・ジュニアの米国特許第３，８１２，０００号明細 書によって例証されるものを含めて薄葉紙に応用できる。薄葉紙は、均質または 多層構造を有していてもよく；且つそれから作られる薄葉紙製品は、単一ブライ または多ブライ構造を有していてもよい。薄葉紙は、好ましくは、坪量１０ｇ／ ｒｒｒ〜約６５ｇ／ｒｒｒおよび密度約０．６０ｇ／ｃｃ以下を有する。好まし くは、坪量は、約３５ｇ／ｒｒ？以下であろうし；且つ密度は、約０．３０ｇ／ ｃｃ以下であろう。

最も好ましくは、密度は、０．０４ｇ／ｃｃ〜約０．２０ｇ　／　ｃｃであろう 。

通常通リブレスされた薄葉紙およびこのような紙の製法は、技術上既知である。

このような紙は、典型的には、製紙用完成紙料を有孔フォーミングワイヤー上に デポジットすることによって作る。このフォーミングワイヤーは、しばしば、技 術上長網と称する。一旦完成紙料がフォーミングワイヤー上にデポジットすると 、それは、ウェブと称する。ウェブは、ウェブをプレスし、高温で乾燥すること によって脱水される。記載したばかりの方法に従ってウェブを作るための特定の 技術および典型的な装置は、当業者に周知である。典型的な方法においては、低 コンシスチンシーバルブ完成紙料を、加圧ヘッドボックスに用意する。ヘッドボ ックスは、湿潤ウェブを形成するためにバルブ完成紙料の薄いデポジットを長網 上に配送するための開口部を有する。次いで、ウェブを、典型的には、真空脱水 によって約７％〜約２５％（全ウェブ重量基準）の繊維コンシスチンシーに脱水 し、ウェブを対向機械的部材、例えば、円筒ロールにより生ずる圧力に付すプレ ス操作によって更に乾燥する。次いで、脱水されたウェブを、ヤンキードライヤ ーとして技術上既知の流れドラム装置によって更にプレスし且つ乾燥する。

圧力は、ウェブに対してプレスする対向円筒ドラムなどの機械的装置によってヤ ンキードライヤーで生ずることができる。多重ヤンキードライヤードラムは、使 用してもよく、それによって追加のプレスが場合によってドラム間で受けられる 。形成する薄葉紙構造物は、以下、通常のプレスした薄葉紙構造物と称する。繊 維が湿っている際にウェブが実質的な機械的圧縮力に付され、次いで、圧縮状態 にある際に乾燥される（場合によって、しぼ寄せ）ので、このようなシートは、 圧密されるとみなされる。

パターン緻密化薄葉紙は、比較的低い繊維密度の比較的高い嵩フィールドおよび 比較的高い繊維密度の一連の緻密化帯を有することによって特徴づけられる。高 い嵩フィールドは、或いは、枕頭域のフィールドと特徴づけられる。緻密化帯は 、或いは、ナックル領域と称する。

緻密化帯は、高い嵩フィールド内で不連続に離間してもよく、または高い高フィ ールド内に完全または部分的に相互連結してもよい。パターン緻密化ティッシュ ウェブの好ましい製法は、１９６７年１月３１日にサンフォードおよびサイソン に発行の米国特許第３，３０１．７４６号明細書、１９７６年８月１０日にベー ター・ジー・エイヤーズに発行の米国特許第３．９７４，０２５号明細書、１９ ８０年３月４日にポール・ディー・トロクハンに発行の米国特許第４，１９１， ６０９号明細書、１９８７年１月２０日にボール・ディー・トロクハンに発行の 米国特許第４，６３７，８５９号明細書（それらのすべてをここに参考文献とし て編入）に開示されている。

一般に、パターン緻密化ウェブは、好ましくは、製紙用完成紙料を長網などの有 孔フォーミングワイヤー上にデポジットして湿潤ウェブを形成し、次いで、ウェ ブを一連の支持体に対して並置することによって製造する。

ウェブは、一連の支持体に対してプレスし、それによって一連の支持体と湿潤ウ ェブとの間の接点に地理学的に対応する位置でウェブ中に緻密化帯を生ずる。こ の操作時に圧縮されないウェブの残部は、高い嵩フィールドと称する。この高い 嵩フィールドは、流体圧力、例えば、真空型装置またはブロースルー乾燥機での ものの適用により、またはウェブを一連の支持体に対して機械的にプレスするこ とにより更に脱緻密化する（ｄｅｄｅｎｓｌｆｙ）ことができる。ウェブは、高 い嵩フィールドの圧縮を実質上回避するような方法で脱水し、場合によって予備 乾燥する。このことは、好ましくは、流体圧力、例えば、真空型装置またはブロ ースルー乾燥機でのものにより、或いはウェブを一連の支持体（高い嵩フィール ドは圧縮されない）に対して機械的にプレスすることにより達成される。脱水、 任意の予備乾燥および緻密化帯の形成の操作は、行われる加工工程の合計数を減 少するために一体化または部分的に一体化してもよい。緻密化帯の形成、脱水お よび任意の予備乾燥後に、ウェブは、好ましくは依然として機械的プレスを回避 しながら、完了まで乾燥する。好ましくは、薄葉紙表面の約８％〜約５５％は、 高い嵩フィールドの密度の少なくとも１２５％の相対密度を有する緻密化ナック ルからなる。

一連の支持体は、好ましくは、圧力の適用時に緻密化帯の形成を容易にする一連 の支持体として作動するナックルのパターン化変位を有する捺印担体ファブリッ クである。ナックルのパターンは、前記の一連の支持体を構成する。捺印担体フ ァブリツタは、１９６７年１月３１日発行のサンフォードおよびサイソンの米国 特許第３゜３０１．７４６号明細書、１９７４年５月２１日発行のサルプツシ・ ジュニア等の米国特許第３，８２１，０６８号明細書、１９７６年８月１０日発 行のエイヤーズの米国特許第３，９７４．０２５号明細書、１９７１年３月３０ 日発行のフリードベルグ等の米国特許第３，５７３．１６４号明細書、１９６９ 年１０月２１日発行のアムネウスの米国特許第３，４７３，５７６号明細書、１ ９８０年１２月１６日発行のトロクハンの米国特許第４．２３９，０６５号明細 書および１９８５年７月９日発行のトロクハンの米国特許第４，５２８，２３９ 号明細書（これらのすべてをここに参考文献として編入）に開示されている。

好ましくは、完成紙料は、先ず、長網などの有孔フォーミング担体上で湿潤ウェ ブに成形する。ウェブは、脱水し、捺印ファブリックに移す。完成紙料は、或い は、最初に捺印ファブリックとしても作動する有孔支持担体上にデポジットして もよい。一旦成形したら、湿潤ウェブを、脱水し、好ましくは約４０％〜約８０ ％の所定の繊維コンシスチンシーに熱的に予備乾燥する。脱水は、サクションボ ックスまたは他の真空装置またはブロースルー乾燥機で行うことができる。捺印 ファブリックのナックル捺印は、ウェブを完全まで乾燥する前に前記のようにウ ェブにインプレスする。このことを達成するための１つの方法は、機械的圧力の 適用による方法である。

このことは、例えば、捺印ファブリツタをヤンキードライヤーなどの乾燥ドラム の面に対して支持するニップロールをプレスすることによって行うことができる （ここでウェブはニップロールと乾燥ドラムとの間に配置される）。また、好ま しくは、ウェブを、サクションボックスなどの真空装置またはブルースルー乾燥 機での流体圧力の適用により乾燥完了前に捺印ファブリックに対して成形する。

流体圧力は、別個の爾後プロセス段階またはそれらの組み合わせにおいて初期脱 水時に緻密化帯の押圧を誘起するために適用してもよい。

非圧密非パターン緻密化薄葉紙構造物は、１９７４年５月２１日１こジョセフφ エル・サルプツシやジュニアおよびベーター・エヌ・イアノスに発行の米国特許 第３，８１２，０００号明細書および１９８０年６月１７日１こヘンリー・イー ・ベラカー、アルバート・エル拳マコネルおよびリチャード・シュッテに発行の 米国特許第４．２０８，４５９号明細書（それらの両方ともここに参考文献とし て編入）に記載されている。一般に、非圧密非パターン緻密化薄葉紙構造物は、 製紙用完成紙料を長網などの有孔フォーミングワイヤー上にデポジットして湿潤 ウェブを形成し、ウェブを水切りし、ウェブが少なくとも８０％の繊維コンシス チンシーを有するまで追加の水を機械的圧縮なしに除去し、ウェブをしぼ寄せす ることによって製造する。水は、真空脱水および熱乾燥によってウェブから除去 する。得られた構造物は、比較的非圧密繊維の柔軟であるが弱い高い嵩シートで ある。

結合物質は、好ましくは、しぼ寄せ前にウェブの部分に適用する。

圧密非パターン緻密化ティッシュ構造物は、技術上通常のティッシュ構造物とし て通常既知である。一般に、圧密非パターン緻密化薄葉紙構造物は、製紙用完成 紙料を長網などの有孔ワイヤー上にデポジットして湿潤ウェブを形成し、ウェブ を水切りし、ウェブが２５〜５０％のコンシスチンシーを有するまで追加の水を 均一な機械的圧密（プレス）の助けによって除去し、ウェブをヤンキーなどの熱 ドライヤーに移し、ウェブをしぼ寄せすることによって製造する。全体として、 水は、真空、機械的プレスおよび熱装置によってウェブから除去する。得られた 構造物は、強く且つ一般に単数の密度を有するが、嵩、吸収性および柔軟性が非 常に低い。

本発明の薄葉紙ウェブは、柔軟な吸収性薄葉紙ウェブが必要とされるいかなる応 用でも使用できる。本発明の薄葉紙ウェブの１つの特に有利な用途は、ベーパー タオル製品においてである。例えば、本発明の２つの薄葉紙ウェブは、１９６８ 年１２月３日にウェルズに発行の米国特許第３，４１４．４５９号明細書（ここ に参考文献として編入）によって教示のようにエンボスし、向き合った関係で一 緒に接着的に固着して２ブライペーパータオルを形成できる。

薄葉紙ウェブ上に保持される本発明の処理化学薬品の量の分析は、応用可能な技 術で受け入れられているいかなる方法によっても行うことができる。例えば、薄 葉紙によって保持されるＤＴＤＭＡＭＳなどの第四級アンモニウム化合物の量は 、ＤＴＤＭＡＭＳを有機溶剤で溶剤抽出した後、指示薬として臭化ジミジウムを 使用して陰イオン／陽イオン滴定を行うことによってめることができ、ＰＥＧ− ４００などのポリヒドロキシ可塑剤の量は、有機溶剤に抽出した後、ガスクロマ トグラフィーにかけて抽出物中のＰＥＧ−４００の量を測定することによってめ ることができ；ポリアミドエビクロロヒドリン樹脂などの湿潤強度樹脂、例えば 、キメン５５７Ｈの量は、窒素アナライザーによって得られる全窒素量から、前 記滴定法によってめられた第四級アンモニウム化合物レベルの量を引くことによ ってめることができる。

これらの方法は、例示であり且つ薄葉紙によって保持される特定の成分の量を測 定するのに有用であることがある他の方法を排除することを意味しない。

薄葉紙の親水性は、一般に、水でぬれる薄葉紙の傾向を意味する。薄葉紙の親水 性は、乾燥薄葉紙が水で完全にぬれるようになるのに必要とされる時間を測定す ることによって多少定量化してもよい。この時間は、「ぬれ時間」と称する。ぬ れ時間のための終始一貫した反復可能な試験を与えるために、下記方法は、ぬれ 時間測定のために使用してもよいニオ−に、薄葉紙構造物の約４３／８インチＸ ４　３／４インチ（約１１．１ｃｍＸ１２（至））の条件調整試料単位シート（ 紙試料の試験用環境条件はＴＡＰＰＩ法Ｔ４０２に明記のように２３±１℃およ びＲＨ５０±２％である）を用意し；第二に、シートを四（４）つの並置された 四半分に折り、次いで、直径が約０．７５インチ（約１．９（１））〜約１イン チ（約２，５（１））のボールにくしゃくしゃに丸め；第三に、丸められたシー トを２３±１℃の蒸留水の本体の表面上に置き、タイマーを同時に始動し；第四 に、タイマーを停止し、丸められたシートのぬれが完了した時に読み取る。完全 なぬれが、目視的に観察される。

本発明の薄葉紙態様の親水性特性は、勿論、製造直後に測定してもよい。しかし ながら、疎水性の実質的な増大は、薄葉紙を製造した後最初の２週間、即ち、紙 が製造後二（２）週間老化した後に生ずることがある。このように、ぬれ時間は 、好ましくは、このような２週間の終わりに測定する。従って、室温での２週間 濾老化期間の終わりに測定されるぬれ時間は、「２週間ぬれ時間」と称する。

薄葉紙の密度は、その用語をここで使用する時には、紙の坪量÷カリバー（ｃａ ｔ　１ｐｅｒ）と計算される平均密度である（適当な単位換算をそこに組み込む ）。ここで使用する薄葉紙のカリバーは、圧縮荷重９５ｇ／平方インチ（１４， ７ｇ／ｃｄ）に付した時の紙の厚さである。

以下の例は、本発明の実施を例示するが、その限定であることは意図されない。

帆↓ 本例の目的は、本発明に従って永久湿潤強度樹脂の存在下でジ水素添加タロージ メチルアンモニウムメチルサルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）とポリヒドロキシ可 塑剤（ＰＥＧ−４００）との混合物で処理された柔軟な吸収性ペーパータオルシ ートを作るために使用できる１つの方法を例示することである。

パイロット規模の長網抄紙機を本発明の実施で使用する。第一に、化学柔軟剤の １％溶液を以下の方法に従って調製する：１．　等モル濃度のＤＴＤＭＡＭＳお よびＰＥＧ−４００を秤量し、２．　ＰＥＧを約１５０丁に昇温し、３．　ＤＴ ＤＭＡＭＳをＰＥＧに溶解して溶融溶液を調製し；４．　剪断応力を適用してＰ ＥＧ中のＤＴＤＭＡＭＳの均質な混合物を調製し；５．希釈水を約１５０下に昇 温し；６．　ＤＴＤＭＡＭＳ／ＰＥＧ−４００の溶融混合物を１％溶液に希釈し ；７．剪断応力を適用してＤＴＤＭＡＭＳ／ＰＥＧ−４００混合物の小胞懸濁液 を含有する水溶液を調製する。

第二に、ＮＳＫの３重量％水性スラリーを通常の再パルパー中で調製する。ＮＳ Ｋスラリーを穏やかにソファイニングし、キメン５５７Ｈの２％溶液をＮＳＫス トックパイプに乾燥繊維の１重量％の割合で加える。キメン５５７ＨのＮＳＫへ の吸収をインラインミキサーによって高める。カルボキシメチルセルロース（Ｃ ＭＣ）の１％溶液をインラインミキサー後に乾燥繊維の０．２重量％の割合で加 えて繊維状基体の乾燥強度を高める。

ＣＭＣのＮＳＫへの吸収は、インラインミキサーによって高めることができる。

次いで、化学柔軟剤混合物（ＤＴＤＭＡＭＳ／ＰＥＧ）の１％溶液をＮＳＫスラ リーに乾燥繊維の０．２重量％の割合で加える。化学柔軟剤混合物のＮＳＫへの 吸収も、インラインミキサーによって高めることができる。ＮＳＫスラリーをフ ァンポンプによって０．２％に希釈する。

第三に、ＣＴＭＰの３重量％水性スラリーを通常の再パルパー中で調製する。非 イオン界面活性剤（ベゴスバース”２００）を再パルパーに乾燥繊維の０．２重 量％の割合で加える。化学柔軟剤の１％溶液をストックポンプ前にＣＴＭＰスト ックパイプに乾燥繊維の０．２重量％の割合で加える。化学柔軟剤混合物のＣＴ ＭＰへの吸収は、インラインミキサーによって高めることができた。

ＣＴＭＰスラリーをファンポンプによって０．２％に希釈する。

処理された完成紙料混合物（ＮＳＫ　７５％／ＣＴＭＰ　２５％）をヘッドボッ クス中でブレンドし、長網上にデポジットして初期ウェブを形成する。脱水は、 長網を通して生じ且つデフレクタ−および真空ボックスによって助長する。長網 は、８７本の縦方向のモノフィラメント／インチおよび７６本の横方向のモノフ ィラメント／インチを有する５ひ口の朱子織形状を有する。初期湿潤ウェブを長 網から移動点で約２２％の繊維コンシスチンシーにおいて２５０個の線形アイダ ホセル／平方インチ、ナックル面積３４％およびフォトポリマー深さ１４ミルを 有するフォトポリマーファブリックに移す。

ウェブが約２８％の繊維コンシスチンシーを有するようになるまで、更なる脱水 を真空助長水切りによって達成する。パターン化ウェブを空気吹込みによって予 備乾燥して約６５重量％の繊維コンシスチンシーとする。次いで、ウェブをポリ ビニルアルコール（ＰＶＡ）の０．２５％水溶液を含む噴霧しぼ寄せ接着剤でヤ ンキードライヤーの表面に接着する。ウェブをドクターブレードで乾式しぼ寄せ する前に、繊維コンシスチンシーを概算９９％に増大する。ドクターブレードは 、ベベル角約２４＠を有し且つ衝撃角約８３″を与えるようにヤンキードライヤ ーに関して配置し；ヤンキードライヤーを約８０Ｏｆｐｍ（フィート７分）（約 ２４４ｍ／分）で操作する。乾燥ウェブを７０Ｏｆ’ｐｍ　（２１４ｍ／分）の 速度でロールに成形する。乾燥ウェブは、ＤＴＤＭＡＭＳＯ９１重量％、ＰＥＧ −４００’　０．１重量％、キノン５５フＨ０，５重量％、ペゴスバースＴＭ２ ００屹　１重量％およびＣＭＣ０，１重量％を含有する。

ウェブの２ブライは、エンボスし且つＰＶＡ接着剤を使用して一緒に積層するこ とによってベー）＜−タオル製品に成形する。得られたペーパータオルは、柔軟 であり、吸収性であり且つ高い永久湿潤強度を有する。

国際調査報告　ＤｒＴ／ＩＩ（Ｑ’１０１１１１９７１　＋＋＋＋＋＋１＋＋＋ ｌ　ｋ−１＋−Ｎ＋　ρＣＴ／ＵＳ　９２１０８８９７

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １． （ａ）製紙用繊維 （ｂ）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、各Ｒ１置換基はＣ１２〜Ｃ１８脂肪族炭化水素基、好ましくはＣ１０〜 Ｃ１８アルキルであり、Ｘ−は相容性陰イオンである）を有する第四級アンモニ ウム化合物０．０１〜２．０重量％、好ましくは０．０３〜０．５重量％； （ｃ）ポリヒドロキシ可塑剤０．０１〜２．０重量％、好ましくは０．０３〜０ ．５重量％；および（ｄ）水溶性永久湿潤強度樹脂０．０１〜３．０重量％、好 ましくは０．３〜１．５重量％ を含むことを特徴とする強い柔軟な吸収性薄葉紙ウェブ。
2. ２．前記ポリヒドロキシ可塑剤が、グリセロールおよび分子量２００〜２０００ を有するポリエチレングリコールからなる群から選ばれ、好ましくは分子量２０ ０〜６００を有するポリエチレングリコールである、請求項１に記載の紙ウェブ 。
3. ３．Ｘ−がハロゲンまたはメチルサルフェートであり、好ましくはＸ−がメチル サルフェートである、請求項１または２に記載の紙ウェブ。
4. ４．前記第四級アンモニウム化合物が、ジ（水素添加タロー）ジメチルアンモニ ウムである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の紙ウェブ。
5. ５．前記水溶性永久湿潤強度樹脂が、ポリアミドーエピクロロヒドリン樹脂また はポリアクリルアミド樹脂、好ましくはポリアミドーエピクロロヒドリン樹脂で ある、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の紙ウェブ。
6. ６．前記ポリヒドロキシ可塑剤が分子量２００〜６００を有するポリエチレング リコールであり、前記第四級アンモニウム化合物がジ（水素添加タロー）ジメチ ルアンモニウム（Ｘ−はメチルサルフエートである）であり、前記水溶性永久湿 潤強度樹脂がポリアミドーエピクロロヒドリン樹脂である、請求項１ないし５の いずれか１項に記載の紙ウェブ。
7. ７．前記紙ウェブが、乾燥強度添加剤０．０１〜１．０重量％を更に含む、請求 項１ないし６のいずれか１項に記載の紙ウェブ。
8. ８．水溶性湿潤強度樹脂が、アクリルラテックス乳濁液または陰イオンスチレン ーブクジエンラテックスである、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の紙ウ ェブ。
9. ９．前記紙ウェブが、非イオン界面活性剤添加剤０．０１〜２．０重量％を更に 含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の紙ウェブ。