JPH10245794A - 新規な湿潤紙力増強剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 尿素−ホルムアルデヒド系樹脂及びメ
ラミン−ホルムアルデヒド系樹脂を用いた場合、紙製品
から放出されるホルマリン臭の少ない安価な湿潤紙力増
強剤。 【解決手段】 遊離ホルムアルデヒド捕捉剤を含有す
ることを特徴とする新規な湿潤紙力増強剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙力増強剤に関す
るものである。詳しくは、ホルマリン捕捉剤を含有する
ことを特徴とする新規な湿潤紙力増強剤に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】紙力増
強剤は内添紙力増強剤と外添紙力増強剤に大別すること
ができる。更に、内添紙力増強剤はその機能面から、紙
の乾燥強度を増強する乾燥紙力増強剤と紙を水に浸した
後の湿潤強度を増強する湿潤紙力増強剤とに分類され
る。湿潤紙力増強剤は、水で濡らした紙に乾燥時の強度
の１５〜３０％の強度を保持させるものであり、耐水ダ
ンボール、包装用紙、ペーパータオル等に使用される。

【０００３】湿潤紙力増強剤としては、尿素−ホルムア
ルデヒド系樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド系樹脂、
エポキシ−ポリアミド系樹脂等の水溶性熱硬化型樹脂が
代表的なものであり、通常は水溶液の状態で使用され
る。エポキシ−ポリアミド系樹脂は、上記の他の二者に
比べて非ホルマリン系であるという優位性はあるが、高
価であること及び損紙の回収方法が複雑であるという難
点がある。このため、湿潤紙力増強剤としては安価で且
つ高性能な尿素−ホルムアルデヒド系樹脂やメラミン−
ホルムアルデヒド系樹脂が多用されている。

【０００４】尿素−ホルムアルデヒド系樹脂及びメラミ
ン−ホルムアルデヒド系樹脂は、極めてコストパフォー
マンスの優れた湿潤紙力増強剤であるが、これらはホル
ムアルデヒドを主原料としており少なからず遊離ホルム
アルデヒドを含有するため、従来からこの湿潤紙力増強
剤を取扱う際やまたこれらの樹脂を使用した紙製品から
放出されるホルムアルデヒドとホルマリン臭と呼ばれる
その臭気が問題視されていた。この問題は、特にホルム
アルデヒドが変異原性を有することが確認されてからは
大きな社会問題となっており、製紙業界は遊離ホルムア
ルデヒド含有量の少ない安価な湿潤紙力増強剤の出現を
待望していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、製紙業界
が直面する上記の問題を解消するため鋭意検討を重ねた
結果、湿潤紙力増強剤として使用される尿素−ホルムア
ルデヒド系樹脂及びメラミン−ホルムアルデヒド系樹脂
水溶液に、予め遊離ホルムアルデヒドと容易に反応する
物質を添加しておけば、これらの紙力増強剤を取扱う際
やまたこれらを使用した紙製品から放出されるホルムア
ルデヒドが極めて少量となり、環境面または公害面で問
題視されない程度に減少することを見い出だし、本発明
を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は遊離ホルマリン捕捉剤を含
有することを特徴とする新規な湿潤紙力増強剤を提供す
るものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の尿素−ホルムアルデヒド系樹脂及びメラミン−
ホルムアルデヒド系樹脂は、以下の方法により製造され
る。即ち、まず、弱アルカリ性に調整したホルムアルデ
ヒド水溶液を攪拌下に尿素或いはメラミンを添加した
後、加熱してメチロール化と称される付加反応を行う。
この後、尿素−ホルムアルデヒド系樹脂の場合は、ジエ
チレントリアミン等のカチオン性モノマーを添加し、弱
酸性下に縮重合して製造される。一方、メラミン−ホル
ムアルデヒド系樹脂の場合は、上記の付加反応終了後、
樹脂水溶液の経時安定性を増す目的でメチルアルコール
等で末端官能基を不活性化処理して製造される。これら
は共に公知の製造方法である。

【０００８】これらの樹脂の製造の際に仕込まれる原料
モル比率は、製造された樹脂水溶液の安定性と紙力増強
性能を考慮して、尿素−ホルムアルデヒド系樹脂の場合
は尿素：ホルムアルデヒドが１：２．０〜１：２．５程
度、メラミン−ホルムアルデヒド系樹脂の場合は メラ
ミン：ホルムアルデヒドが１：３．０〜１：３．５程度
に調整される。

【０００９】これらの樹脂の水溶液には通常、その成分
の平衡関係から不可避に０．１〜数％の遊離ホルムアル
デヒドが残存している。メラミン−ホルムアルデヒド系
樹脂は通常、メチロールメラミンのメチロール基末端を
メチルアルコール等で不活性化処理しているにも拘ら
ず、貯蔵時に徐々にメチレン結合が進行し付加していた
ホルムアルデヒドが分離して遊離ホルムアルデヒドとな
る。この現象は尿素ーホルムアルデヒド系樹脂の場合も
同様である。即ち、樹脂水溶液中に一部残存するメチロ
ール尿素体が徐々にメチレン結合して縮重合体となる過
程において遊離ホルムアルデヒドが生成する。この遊離
ホルムアルデヒドが、紙力増強剤やこの紙力増強剤を使
用した紙製品から蒸発して不快なホルマリン臭を発生さ
せるのである。

【００１０】本発明の湿潤紙力増強剤は遊離ホルムアル
デヒド捕捉剤を含有しているため、平衡関係から不可避
に残存したり或いは貯蔵時の縮重合によって新たに生成
する遊離ホルムアルデヒドを捕捉して、紙力増強剤や紙
製品からのホルムアルデヒドの蒸発を抑制するすること
ができる。

【００１１】本発明では、価格と取扱いの容易さ及び紙
力増強性能への影響度合いから遊離ホルムアルデヒド捕
捉剤として、尿素、メラミン、塩化アンモニウムや重炭
酸アンモニウム等のアンモニウム塩類、亜硫酸ナトリウ
ムや亜硫酸水素ナトリウム等の亜硫酸塩類、炭酸グアニ
ジンやスルファミン酸グアニジン等のグアニジン塩類等
が好適に使用される。アンモニア及びアンモニア水も遊
離ホルムアルデヒド捕捉剤となり得るが、これらは自身
が悪臭を発するため取扱いが不便であり本発明には好適
ではない。その他、ホルムアルデヒド捕捉剤としては
Ｎ、Ｎ´−ジメチルエチレンジアミン等の脂肪族アミ
ン、アニリン等の芳香族アミン、フェニルヒドラジン等
のヒドラジン誘導体等多くの物質を挙げることができる
が、これらはいずれも高価でありまた紙力増強性能を低
下させるため 本発明には適当ではない。

【００１２】本発明では、紙力増強剤の製造時または製
造後に、上記記載の本発明に好適な各種遊離ホルムアル
デヒド捕捉剤を粉体或いは水溶液の状態で添加すれば良
い。通常は、これらの紙力増強剤を製造するための付加
反応や縮重合反応或いは冷却、希釈、ｐＨ調整等の操作
がすべて終了して、製品タンクやコンテナーまたはロー
リー車等に移送する直前に、粉体のまま或いは水溶液の
状態で樹脂水溶液を十分に攪拌混合しながら添加する。

【００１３】本発明では、紙力増強剤に添加する遊離ホ
ルムアルデヒド捕捉剤の量は、紙力増強剤に含有される
遊離ホルムアルデヒドの量と捕捉剤の種類によって変動
するため詳しくは限定できないが、通常、紙力増強剤に
含まれる遊離ホルムアルデヒドの量に対して化学量論的
当量の０．１乃至５．０倍量が好ましく、更に好ましく
は０．３乃至３．０倍量が好適である。添加量が０．１
倍量未満では遊離ホルムアルデヒドの捕捉効果が弱く、
また、５．０倍量を越えるとその捕捉効果の割にコスト
が高くなりまた湿潤紙力増強効果にも悪影響を与えるこ
とがあるため好ましくない。

【００１４】本発明の新規な湿潤紙力増強剤は、上記説
明の如く残存している遊離ホルムアルデヒドと反応し
て、紙力増強剤の取扱い時やこの紙力増強剤を使用した
紙製品から発生する不快なホルマリン臭を、環境面また
は公害面で問題視されない程度にまでに減少することが
できる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し、本発明はその要旨に変更がない限りこれらの
実施例に限定されるものではない。尚、以下において部
及び％は明記しない限り重量基準を示す。 実施例１ 湿潤紙力増強剤として尿素−ホルムアルデヒド系紙力増
強剤（ユーラミン工業（株）製、ユーラミンＰ−１５０
０）、メラミン−ホルムアルデヒド系紙力増強剤（ユー
ラミン工業（株）製、ユーラミンＰ−６３００）を用意
して遊離ホルムアルデヒド捕捉性能試験を行った。上記
湿潤紙力増強剤の物性値と遊離ホルムアルデヒド含有濃
度を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】尚、粘度は、ＢＭ型粘度計による２５℃に
おける測定値（単位センチポイズ）であり、ｐＨは脱イ
オン水で１０倍に希釈してｐＨ計で測定した値である。
また、紙力増強剤に含まれる遊離ホルムアルデヒドの濃
度は、塩化アンモニウム法（ＪＩＳ Ｋ ６８０１）に
より測定した値である。上記の２種類の紙力増強剤１０
０部を攪拌下に遊離ホルムアルデヒド捕捉剤として尿
素、メラミン、塩化アンモニウム、重炭酸アンモニウ
ム、亜硫酸ナトリウム・無水物、亜硫酸水素ナトリウ
ム、炭酸グアニジンをそれぞれ紙力増強剤に含有される
遊離ホルムアルデヒドに対して化学量論的当量を添加し
て１時間攪拌し完全に溶解させた。１時間攪拌した後、
紙力増強剤に含まれる遊離ホルムアルデヒドを上記同様
に塩化アンモニウム法により定量した。また、紙力増強
剤を直接嗅いで発生するホルマリン臭の程度を判定し
た。表２に、紙力増強剤１００部に対する各種ホルムア
ルデヒド捕捉剤の添加量を示す。

【００１８】

【表２】 表２にて尿素−ホル系とは尿素−ホルムアルデヒド系紙
力増強剤を、メラミン−ホル系とはメラミン−ホルムア
ルデヒド系紙力増強剤を示す。遊離ホルムアルデヒド捕
捉剤添加後の紙力増強剤に含有される遊離ホルムアルデ
ヒド濃度と紙力増強剤から発生するホルマリン臭の程度
を尿素−ホル系を表３に、メラミン−ホル系を表４に示
す。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】実施例２ 実施例１の各種遊離ホルムアルデヒド捕捉剤を添加した
湿潤紙力増強剤を固形分濃度が５％になるように上水で
希釈した。別に、段ボールを予め細断した後、Ｃ．Ｓ．
Ｆが約４００ｍｌになるまで試験用叩解機で叩解しスラ
リー化した。叩解には上水を使用し、乾量基準でパルプ
濃度が１％になるように調整した。このパルプスラリー
のｐＨは４．５であった。このパルプスラリーに上記の
固形分濃度５％の湿潤紙力増強剤２ｍｌを加えて１分間
撹拌した後、このパルプスラリーの一部を採取し試験用
手抄紙器を用いて手抄紙を行った。手抄紙は、予めｐＨ
４．５に調整した上水を使用して紙の米坪が１２０ｇ／
ｍ^２になるようにパルプ濃度を調整して行った。手抄紙
終了後、湿潤した紙を試験用プレス機で脱水した後、表
面温度１１０℃に調整した回転ドラム乾燥機で乾燥し
た。乾燥した紙を温度２０℃、湿度６５％の恒温恒湿室
内で２４時間調湿したのち湿潤紙力の測定に供した。湿
潤紙力は、湿潤裂断長を測定した。また、この手抄紙に
より製造した紙を表裏の合計面積が１８００ｃｍ^２にな
るように裁断して紙から放出されるホルムアルデヒドの
量を測定した。

【００２２】測定方法は、３００ｍｌのイオン交換水を
入れたビーカーと上記の裁断した紙をガラス製のデシケ
ーターに封入した後、温度２０℃の恒温室内に２４時間
静置した。２４時間経過後、デシケーター内のイオン交
換水を取り出してアセチルアセトン−酢酸アンモニウム
法（ＪＩＳ Ａ ５９０８）によりイオン交換水に吸収
されたホルムアルデヒドの濃度を測定した。湿潤紙力測
定結果とイオン交換水のホルムアルデヒド濃度を表５、
６に示す。

【００２３】

【表５】

【００２４】

【表６】

【００２５】比較例１ 実施例１の湿潤紙力増強剤に含まれる遊離ホルムアルデ
ヒドの濃度を測定し、併せて紙力増強剤のホルマリン臭
の程度を判定した。紙力増強剤に含有される遊離ホルム
アルデヒドの濃度と紙力増強剤から発生する臭気の程度
を表７に示す。

【００２６】

【表７】

【００２７】比較例２ 遊離ホルムアルデヒド捕捉剤を添加しなかった以外は、
全て実施例２と同様に操作して湿潤紙力とイオン交換水
に吸収されたホルムアルデヒドの濃度を測定した。湿潤
紙力測定結果とイオン交換水のホルムアルデヒド濃度を
表８に示す。

【００２８】

【表８】

【００２９】

【発明の効果】以上、実施例及び比較例が示す通り、本
発明の新規な湿潤紙力増強剤は、本来の湿潤紙力増強効
果を低下することなく紙力増強剤の取扱い時や紙力増強
剤を使用した紙製品から発生する不快なホルマリン臭
を、環境面または公害面で問題視されない程度にまでに
減少することができる極めて優れた紙力増強剤であり、
その経済効果は多大である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遊離ホルムアルデヒド捕捉剤を含有す
   ることを特徴とする新規な湿潤紙力増強剤。
2. 【請求項２】 紙力増強剤が、尿素−ホルムアルデヒ
   ド系樹脂水溶液、メラミン−ホルムアルデヒド系樹脂水
   溶液である請求項１記載の新規な湿潤紙力増強剤。
3. 【請求項３】 遊離ホルムアルデヒド捕捉剤が尿素、
   メラミン、亜硫酸塩類、アンモニウム塩類、グアニジン
   塩類である請求項１記載の新規な湿潤紙力増強剤。
4. 【請求項４】 遊離ホルムアルデヒド捕捉剤の含有量
   が、紙力増強剤に含まれる遊離ホルムアルデヒドに対し
   て化学量論的当量の０．１乃至５．０倍量である請求項
   １記載の新規な湿潤紙力増強剤。