JPH11189986A

JPH11189986A - 水解性紙用バインダーおよびそれを用いて得られた水解性紙

Info

Publication number: JPH11189986A
Application number: JP35370697A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sato; 恵一佐藤
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】湿潤するとわずかな攪拌により水解する優れた
水解性と、優れた湿潤強度を備えた水解性紙を得ること
のできる水解性紙用バインダーを提供する。【解決手段】下記の特性（Ａ）〜（Ｄ）を備えたカルボ
キシメチルセルロースアルカリ塩を含有してなる水解性
紙用バインダーである。（Ａ）エーテル化度が０．４〜１．０（Ｂ）１％水溶液粘度が１０〜１０００ｍＰａ・ｓ（Ｃ）１％水溶液の透明度が５ｃｍ以上（Ｄ）不溶解分の含有量が１重量％以上

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水解性紙用バイン
ダーおよび水解性紙に関するものであり、詳しくは抄紙
された乾燥後の紙に紙力および湿潤強度を付与し、かつ
水解性に優れた特性を付与することのできるカルボキシ
メチルセルロースナトリウム塩（以下「ＣＭＣ」とい
う）およびそれを用いて抄紙された水解性紙に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、清掃用具として紙製品が、その安
価であること、また、使い捨てが可能であることから、
各方面で使用されている。特に、トイレ用清掃用具とし
て殺菌除菌成分を含浸させた紙製品が市場に出回ってい
る。これらは、清掃で使用した後、そのまま廃棄のため
にトイレに流し捨てられる。このため、これら紙製品は
水解性が良好でないと、トイレの配管が詰まったりある
いは浄化槽中で水解せず、いつまでも浮遊するという問
題が生じる。そこで、このような問題を解決するために
各種の水解性紙やその製造に用いられるバインダーが開
発されている。

【０００３】例えば、特公昭４０−９６８号公報，特公
昭４３−１２１４号公報には、ＣＭＣとパルプ等の抄紙
原料とを混抄した後、アルカリ剤でＣＭＣをそのアルカ
リ金属塩に変換することによる方法が、また、特開昭６
２−１４１１９９号公報には、アルギン酸塩とアルギン
酸グリコールエステルとの混合体のヒドロゲル繊維をバ
インダーとするシートがそれぞれ開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭４０−９６８号公報，特公昭４３−１２１４号公報
によるものに関しては、二段階工程をとることによる煩
雑さが、また、特開昭６２−１４１１９９号公報による
ものに関しては、繊維バインダーの製造の煩雑さが問題
となっており、いずれも実用的でない。このような点か
ら、前記問題を解決する実用的な手段が要望されてい
る。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、湿潤するとわずかな攪拌により水解する優
れた水解性と、優れた湿潤強度を備えた水解性紙を得る
ことのできる水解性紙用バインダーおよびそれを用いて
抄紙された水解性紙の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の特性（Ａ）〜（Ｄ）を備えたＣＭ
Ｃを含有してなる水解性紙用バインダーを第１の要旨と
する。（Ａ）エーテル化度が０．４〜１．０（Ｂ）１％水溶液粘度が１０〜１０００ｍＰａ・ｓ（Ｃ）１％水溶液の透明度が５ｃｍ以上（Ｄ）不溶解分の含有量が１重量％以上さらに、上記水解性紙用バインダーを用いて抄紙された
水解性紙を第２の要旨とする。

【０００７】本発明は、上記のように、特定範囲のエー
テル化度（特性Ａ），特定範囲の１％水溶液粘度（特性
Ｂ），ある値以上の透明度（特性Ｃ）およびある値以上
の不溶解分の含有量（特性Ｄ）を有するＣＭＣを用いた
水解性紙用バインダーである。通常、良好な状態で製造
されたＣＭＣでは、とりわけ、特性Ｄで示す上記のよう
な不溶解分となるミクロゲルは本来存在せず、このミク
ロゲルの含有量をより減少させるための原料の選別や合
成法、製造法の研究検討がなされている。本発明は、こ
の不溶解分に着目してなされたものであり、従来から少
なければ少ないほど良好なＣＭＣであると考えられてき
た要因のミクロゲルの含有量と水解性との関係を中心
に、他の特性との因果関係を含め研究を重ねた結果、上
記に示す本発明に到達した。すなわち、本発明となる水
解性紙用バインダーの用途においては、むしろ、上記不
溶解分であるミクロゲルが多いと、完全溶解とならず膨
潤状態となるために、強い粘結力が抑制される、また抄
紙された水解性紙中のＣＭＣが不均一に存在するため、
結果、水に投入した際の崩れ（水解）が早く水解性に優
れるようになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【０００９】本発明の水解性紙用バインダーは、特定の
特性を備えた特殊なＣＭＣを用いて得られる。

【００１０】本発明において、上記特定の特性を備えた
特殊なＣＭＣとは、下記の特性（Ａ）〜（Ｄ）を備えた
ＣＭＣをいう。

【００１１】（Ａ）エーテル化度が０．４〜１．０（Ｂ）１％水溶液粘度が１０〜１０００ｍＰａ・ｓ（Ｃ）１％水溶液の透明度が５ｃｍ以上（Ｄ）不溶解分の含有量が１重量％以上

【００１２】すなわち、上記各特性のうち、特性（Ａ）
において、エーテル化度が０．４未満では、ＣＭＣの水
溶性が低下することによる粘着力が不足し、水解性紙に
使用した場合、満足のいく湿潤強度を得ることができな
い。また、エーテル化度が１．０を超えると、ＣＭＣの
粘着力が強力となることにより、水解性紙に使用した場
合、充分な湿潤強度は得られるが、水解性が著しく低下
し、また、ＣＭＣの製造時に多量の薬剤を使用する必要
が生じコスト上好ましいものでなくなる。そして、特性
（Ａ）において、より好ましくはエーテル化度０．５〜
０．８である。

【００１３】また、上記各特性のうち、特性（Ｂ）にお
いて、１％水溶液粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満では、低粘
度による粘着力の不足から水解性バインダーとしての効
果が少なく、また１％水溶液粘度が１０００ｍＰａ・ｓ
を超えると、逆に粘度が高いことから、ＣＭＣの使用量
を増加した際に、高粘度による水解性紙抄紙の際にワイ
ヤーの目詰まりの発生や抄紙時間の延長等、作業性低下
の問題が生じる。そして、特性（Ｂ）において、より好
ましくは１％水溶液粘度が１０〜２００ｍＰａ・ｓの範
囲である。

【００１４】つぎに、上記各特性のうち、特性（Ｃ）に
関しては、先に述べた特性（Ａ）のエーテル化度と深く
関係している。すなわち、ＣＭＣのエーテル化度が低下
すると、水溶性が劣ることとなる。したがって、水溶液
に未反応セルロースが混入する等に起因して、透明性が
低下し、粘結剤バインダーとしての効果が低下する。こ
のような点を考慮した結果、１％水溶液の透明度が５ｃ
ｍ以上であることを必要とする。

【００１５】さらに、上記各特性のうち、特性（Ｄ）
の、不溶解分の含有量が１重量％（以下「％」という）
以上であることの、上記不溶解分とは、ＣＭＣにおける
水に溶解しない部分をいい、通常、下記に示す２種類の
ミクロゲルおよびをさす。そして、特性（Ｄ）にお
いて、より好ましくは不溶解分の含有量が１〜１０％の
範囲である。すなわち、不溶解分の含有量が１％未満で
は、ＣＭＣ自身の水溶性が強いために、抄紙時に流出し
水解性紙側に残存せず、バインダー効果が発現しなくな
るからである。

【００１６】不溶解型ミクロゲルＣＭＣ水溶液の入ったフラスコやビーカーの壁面に、透
明な微細の寒天様にみえる粒子が付着する。これが不溶
解型ミクロゲルである。この不溶解型ミクロゲルは膨潤
するが、溶解しきれないＣＭＣ粒子である。

【００１７】疑似溶解型ミクロゲル一見、完全透明な水溶液にみえるが、ＣＭＣ水溶液をガ
ラス棒に採り、持ち上げて膜状に流下させると、ムラム
ラした鰯雲状の膜に見える場合がある。これが疑似溶解
型ミクロゲルである。この疑似溶解型ミクロゲルは、か
なりの程度が溶解するが、完全には溶解できないＣＭＣ
部分である。

【００１８】つぎに、上記各特性の測定方法について述
べる。

【００１９】まず、上記特性（Ａ）であるエーテル化度
は、つぎのようにして測定される。すなわち、７５℃で
３時間真空乾燥した測定対象のＣＭＣ粉末約１．０ｇを
濾紙にて精秤し、るつぼに入れる。つぎに、ガスバーナ
ーで加熱した後、６５０℃の電気炉にてＣＭＣを灰化さ
せる。ついで、このるつぼを冷却した後、０．１Ｎ−硫
酸の入ったビーカーに入れて、液に浸漬して煮沸を行
う。つぎに、これに、フェノールフタレイン指示薬を加
え、０．１Ｎ−水酸化カリウムで中和滴定し、中和に消
費された硫酸量よりエーテル化度が求められる。

【００２０】また、上記特性（Ｂ）であるＣＭＣの１％
水溶液粘度は、つぎのようにして測定される。すなわ
ち、３００ｍｌ共栓付三角フラスコ中にＣＭＣ約２．４
ｇ精秤して、蒸留水２００ｇを加え、直ちに栓をして激
しく三角フラスコを振動させることにより、ＣＭＣを小
固まりに分散させて放置する。なお、別にＣＭＣの水分
を測定しておく。そして、一夜（約１８〜２０時間）放
置した後、水分測定値から下記の数式（１）により補正
水量を算出して不足の水を補う。

【００２１】

【数１】［試料（ｇ）×〔９９−水分（％）〕］−２００＝補正水量（ｇ） …（１）

【００２２】補正終了後、三角フラスコ中に小回転子を
入れ、マグネチックスターラーにて５分間攪拌を行い、
膨潤状態の液を完全に分散溶解させる。ついで、溶液を
２５０ｍｌ容蓋付容器（口径５０ｍｍ×高さ１４０ｍ
ｍ）に移し蓋をして２５℃の恒温槽中に３０分間放置す
る。この後、温度を確認し、この蓋付容器にＢＭ型粘度
計、ローター、ガードを取付け３分後の目盛りを読み取
る。そして、用いたローターと回転数（６０ｒｐｍ）よ
り係数を乗じた値をＣＭＣの１％水溶液粘度とする。

【００２３】そして、上記特性（Ｃ）である透明度は、
まず、無水物換算して１ｇ相当量のＣＭＣを１０ｍｇま
で精密にはかりとり、純水１００ｍｌに完全に溶解して
試料とする。一方、つぎに、内径２５ｍｍ×高さ２５０
ｍｍ×厚さ２ｍｍのガラス円筒の底に厚み２ｍｍの良質
ガラス板を密着させたものを外管とし、内径１５ｍｍ×
高さ３００ｍｍ×厚さ２ｍｍのガラス円筒の底に、厚み
２ｍｍの良質ガラス板を密着させたものを内管とする透
視装置を作製する。つぎに、上記試料である１％水溶液
を上記透視装置の外管に入れ、これを幅１ｍｍでピッチ
間隔１ｍｍの１５本の平行線（黒色）が描かれた白紙上
に載置して上記内管を外管内に入れる。そして、上方か
ら透視しながら、内管を上下して底部の平行線が判別不
可能となるときの、内管の下端部までの液の高さを計測
して透明度（ｃｍ）とする。

【００２４】上記特性（Ｄ）の不溶解分の含有量は、つ
ぎのようにして測定される。まず、１リットルビーカー
に純水１０００ｍｌを入れ、８００ｒｐｍで攪拌する。
つぎに、ＣＭＣ約５．０ｇを精秤し、上記ビーカーに少
量ずつ添加する。添加後、約３時間１０００ｒｐｍで攪
拌することによりＣＭＣ溶液を調製する。

【００２５】つぎに、直径９０ｍｍに切り取ったポリエ
ステル製の濾布（２００メッシュ）をシャーレに入れ、
シャーレごと１ｍｇ単位まで精秤しておく。そして、−
１００ｍｍＨｇに調節した減圧濾過装置のヌッチェに上
記濾布をセットし、上記試料であるＣＭＣ溶液を濾過
し、ビーカーを洗浄瓶で洗浄した後、このビーカーに５
００ｍｌの純水を入れて、濾布を洗浄する。水が切れて
から３０秒後、濾布をシャーレに写し、シャーレごと重
量を測定する。その結果、下記の数式（２）により不溶
解分を算出する。

【００２６】

【数２】不溶解分（％）＝〔（濾過後の重量−濾過前の重量）／ＣＭＣ溶解液量〕×１００ …（２）

【００２７】上記特性（Ａ）〜（Ｄ）を全て満たすＣＭ
Ｃは、従来公知の製法において、その製造工程の条件を
適宜に設定することにより得られる。

【００２８】このような特性（Ａ）〜（Ｄ）を備えたＣ
ＭＣを水解性紙用バインダーとして用いてなる水解性紙
は、つぎのようにして得られる。すなわち、上記水解性
紙用バインダーと、原料パルプ，再生セルロース繊維，
合成繊維等のパルプ原料を配合し公知の方法により抄紙
することにより水解性紙が得られる。より詳しく述べる
と、一例として、原料パルプを水解性紙の坪量３０ｇ／
ｍ²となるように計量し水に水解する。ついで、原料パ
ルプ／ＣＭＣ＝８５／１５（重量比）となるように、Ｃ
ＭＣを加えて完全に溶解する。そして、この水解溶液を
丸型シートマシーン抄紙器にかけて水解性紙を得る。つ
ぎに、この水解性紙を濾紙で脱水した後、回転式ドライ
ヤーにかけて目的とする水解性紙を得ることができる。

【００２９】このようにして得られる水解性紙は、湿潤
強度に優れるとともに、わずかな攪拌により水解すると
いう優れた水解性を有する。

【００３０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３１】

【実施例１〜８、比較例１〜８】下記の表１に示す各種
ＣＭＣ（全てナトリウム塩）を準備した。つぎに、上記
各種ＣＭＣを水解性紙用バインダーとして用い、下記の
抄紙条件に従い、先に述べた製法により水解性紙を製造
した。

【００３２】〔抄紙条件〕使用パルプ：ＮＢＫＰ（針葉樹を主原料としたクラフト
パルプ）シートを水に水解させたもの。パルプ／バインダー配合比（重量基準）：８５／１５坪量：３０ｇ／ｍ² 添加順序：パルプ→ＣＭＣ（バインダー）→抄紙抄紙器：丸型シートマシーン（ＪＩＳＰ−８２０９）プレス条件：１ｋｇｆ／ｃｍ²×１分間乾燥機：回転式ドライヤー（表面温度１００℃×３分
間）

【００３３】

【表１】

【００３４】上記のようにして得られた水解性紙の抄紙
性，水解性および湿潤強度について下記の方法に従って
測定し評価した。これらの結果を後記の表２に併せて示
す。

【００３５】〔抄紙性〕抄紙品（水解性紙を抄紙したも
の）をワイヤーより剥がすときの剥がれ易さ、および、
その後のワイヤー汚れの有無を目視により確認し、下記
の基準にて評価した。 ○：剥がれ易く、ワイヤーへの付着が全くない。 △：剥がれるが、ワイヤーへの付着が若干確認された。 ×：剥がれ難く、ワイヤーへの付着が確認された。

【００３６】〔水解性〕内径２７ｍｍ×長さ２７０ｍｍ
のガラス製円筒管内に、抄紙した紙片２０ｍｍ×２０ｍ
ｍを２枚入れて、高さ２００ｍｍまで純水を加えゴム栓
をした。つぎに、上記円筒管を上下交互にひっくり返す
操作を続け、上記紙片が破れたときの操作回数を測定し
た。

【００３７】〔湿潤強度〕抄紙した水解性紙を幅２５ｍ
ｍの紙片に切り取り、純水で湿らせた後、余分の水分を
濾紙で吸い取った。つぎに、余分の水分を吸い取った紙
片を、紙力強度試験器（ＪＩＳＰ−８１１３）で引っ
張ることにより湿潤強度を測定した。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記表２の結果から、エーテル化度，１％
水溶液粘度，透明度および不溶解分の含有量がいずれも
前記特定範囲となるＣＭＣをバインダーとして用いた実
施例品は、抄紙性に優れるとともに、水解性評価に優
れ、しかも湿潤強度も高い。これに対して、上記特性の
うち、少なくともいずれか一つの特定範囲を外れた特性
を有するＣＭＣをバインダーとして用いた比較例品は、
抄紙性あるいは水解性に劣っているか、もしくは極端に
湿潤強度に劣るものであった。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記特性
（Ａ）〜（Ｄ）を備えたＣＭＣを含有する水解性紙用バ
インダーであり、これをバインダーとして用い抄紙した
場合、良好な抄紙性を示すとともに、従来では得られな
かった優れた特性、すなわち、湿潤するとわずかな攪拌
により水解する優れた水解性と、優れた湿潤強度を備え
た水解性紙を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の特性（Ａ）〜（Ｄ）を備えたカル
ボキシメチルセルロースナトリウム塩を含有してなる水
解性紙用バインダー。（Ａ）エーテル化度が０．４〜１．０（Ｂ）１％水溶液粘度が１０〜１０００ｍＰａ・ｓ（Ｃ）１％水溶液の透明度が５ｃｍ以上（Ｄ）不溶解分の含有量が１重量％以上
【請求項２】請求項１記載の水解性紙用バインダーを
用いて抄紙された水解性紙。