JP2002327397A - 紙用透明化剤 - Google Patents
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Abstract
く、透明化剤の除去が容易であってリサイクル性が良好
な紙用透明化剤を提供する。 【解決手段】 一般式[1]で表され、融点40℃以上
である水性ポリエーテル化合物、又は、一般式[1]に
おいてR1、R2の少なくとも一方が水素原子である化
合物とポリイソシアネート化合物との反応物を含有する
紙用透明化剤。 R1O(AO)nR2 [1] ただし、R1、R2はぞれぞれ独立に、水素原子、炭素
数1〜22の炭化水素基又はアシル基を表し、Aは炭素
数2〜4のアルキレン基を表し、nは付加モル数を表
す。
Description
する。さらに詳しくは、本発明は、紙用の透明化剤であ
って、紙のリサイクル性が容易な透明化剤に関する。
含有しており、含有される空気とセルロース繊維との屈
折率の違いにより紙が白く見え、また不透明度が得られ
ている。したがって、セルロース繊維に近い屈折率を有
する化合物を浸透させて紙の空隙を満たすことにより、
透明紙を得ることができる。このような透明紙は、例え
ば、トレーシングペーパーや窓付封筒の窓の部分に使用
されている。従来より窓付封筒は、封筒用紙の一部を切
り抜き、その部分にセロファンなどの透明なフィルムを
貼り付ける方法と、有機溶剤に溶かした樹脂類(例え
ば、アクリル系樹脂、ロジン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ウレタン系樹脂、石油系炭化水素樹脂、高分子脂環
式化合物やワックス)を封筒用紙の一部に塗布し、その
部分を加熱して樹脂を紙の中に浸透させ、透明化する方
法により作られている。しかし、前者の方法では窓部分
の切り抜き、フィルムの糊付などの複雑な工程を必要と
するので作業効率が低い。後者の方法では、使用する樹
脂類が水溶性を示さず、あるいは水溶性であっても僅か
に分散、乳化する程度であって、水酸化ナトリウム水溶
液などのアルカリ水であっても溶けずに古紙再生が困難
となるため、古紙回収の際に、窓付封筒を新聞や広告紙
などとは分別する作業が必要となり、コスト高になる。
また、古紙回収の際の分別が不充分であると、パルパー
などで離解された場合に樹脂ピッチやワックス由来のス
カムが発生するために、抄紙の際にトラブルが発生する
だけでなく、再生紙がインクを弾くなど多くの問題が発
生する。
な窓付封筒の欠点、すなわち、製造工程及び古紙回収作
業の煩雑性の問題、リサイクルの問題、品質の問題を解
決するものであり、透明性に優れ、透明紙表面のべたつ
きがなく、透明化剤の除去が容易であって紙のリサイク
ル性が良好な紙用透明化剤を提供することを目的とす
る。
を達成するため鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有
する融点が40℃以上の水性ポリエーテル化合物、又
は、少なくとも一端が水素原子である水性ポリエーテル
化合物とポリイソシアネート化合物との反応物が、紙に
優れた透明性を付与し、透明紙表面のべたつきもなく、
また、古紙のリサイクル性が良好であることを見出し、
この知見に基づき本発明を完成させた。すなわち、本発
明は、(1)下記一般式[1]で表され、融点40℃以
上である水性ポリエーテル化合物を含有する紙用透明化
剤、 R1O(AO)nR2 [1] (式中、R1、R2はぞれぞれ独立に、水素原子、炭素
数1〜22の炭化水素基又はアシル基を表し、Aは炭素
数2〜4のアルキレン基を表し、nは付加モル数を表
す)、(2)R1、R2の少なくとも一方が水素原子で
ある、第(1)項に記載の紙用透明化剤、及び、(3)
下記一般式[1]で表され、融点40℃以上である水性
ポリエーテル化合物において、R1、R2の少なくとも
一方が水素原子である化合物と、ポリイソシアネート化
合物との反応物を含有する紙用透明化剤、 R1O(AO)nR2 [1] (式中、R1、R2はぞれぞれ独立に、水素原子、炭素
数1〜22の炭化水素基又はアシル基を表し、Aは炭素
数2〜4のアルキレン基を表し、nは付加モル数を表
す)、を提供するものである。
分として、融点が40℃以上である水性ポリエーテル化
合物、又は、少なくとも一端が水素原子である水性ポリ
エーテル化合物とポリイソシアネート化合物との反応物
を含有するものである。なお、本発明において「水性」
とは、有効成分の1重量%水溶液が透明に溶解するもの
であり、分散、懸濁又は乳化状のものは除く。
ル化合物は、下記一般式[1]で表される構造を有す
る。 R1O(AO)nR2 [1] 一般式[1]において、R1、R2はぞれぞれ独立に、
水素原子、炭素数1〜22の炭化水素基又はアシル基を
表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、nは付
加モル数を表す。
水素基及びアシル基は、飽和であっても不飽和であって
もよく、また、直鎖状あるいは分岐鎖状のいずれでもよ
い。R1、R2としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、アミル基、オクチル
基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステア
リル基、ベヘニル基などの飽和炭化水素基;ビニル基、
アリル基、2−ペンテニル基、オレイル基、エライジル
基、9,12−オクタデカジエニル基、9,12,15
−オクタデカトリエニル基、13−ドコセニル基などの
不飽和炭化水素基;アセチル基、プロピオニル基、ブチ
リル基、オクタノイル基、ラウロイル基、ミリストイル
基、パルミトイル基、ステアロイル基などのアシル基が
挙げられる。
4のアルキレンオキサイド付加単位を表し、例えば、エ
チレンオキサイド単位、プロピレンオキサイド単位、ブ
チレンオキサイド単位などが挙げられ、付加形態は単独
付加であってもよいし、2種以上のアルキレンオキサイ
ドのランダム又はブロック付加であってもよい。また、
一般式[1]において、nはアルキレンオキサイドの付
加モル数を表し、水性ポリエーテル化合物の融点が40
℃以上になる数であり、nは20以上であるのがより好
ましい。さらに、作業性、性能、コストの点より、一般
式[1]で表される水性ポリエーテル化合物の融点は5
0〜60℃であるのがより好ましく、重量平均分子量は
10,000以下であるのが好ましい。融点が40℃以
下であると、得られる透明紙の表面がべたつく傾向があ
るので好ましくない。
化合物は、非イオン界面活性剤を合成する従来公知の方
法により得ることができる。例えば、高圧反応装置を使
用し、ジエチレングリコールと塩基触媒(水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウムなど)とを高温及び減圧下で充分
に脱水した後、80〜200℃でエチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのアル
キレンオキサイドを単独付加、ブロック付加、又はラン
ダム付加させることにより、一般式[1]においてR1
及びR2が水素原子である化合物を得ることができる。
次いで、用途により塩基触媒を酸で中和し、ろ過などに
より除去した後、炭素数1〜22のカルボン酸とを13
0〜250℃でエステル化反応させる、あるいは、炭素
数1〜22のカルボン酸のエステルと80〜150℃で
エステル交換反応させることにより、一般式[1]にお
いて、R1、R2の少なくとも一方がアシル基である化
合物を得ることができる。本発明において使用される炭
素数1〜22のカルボン酸としては、特に制限はない
が、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、カプリル酸、
ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リノレン酸、エルカ酸などが挙げられ、1種を単
独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
22のアルコールと塩基触媒(水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムなど)とを高温及び減圧下で充分に脱水した
後、100〜150℃でアルキレンオキサイドを単独付
加、ブロック又はランダム付加させることにより、一般
式[1]においてR1が炭化水素基である化合物を得る
ことができる。炭素数1〜22のアルコールとしては特
に制限はないが、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、オクタノール、ラウリルアルコール、ミリスチルア
ルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコー
ル、ベヘニルアルコール、オレイルアルコール、ドコセ
ノールなどが挙げられ、これらは1種を単独で使用して
も良いし、2種以上を併用しても良い。
エーテル化合物としては、市販されているものを使用し
ても良く、プルロニックF−68(旭電化(株))、P
EG1540、PEG2000、PEG4000、PE
G6000など(三洋化成工業(株)、日本油脂(株)
など)のグリコール類が挙げられる。
の少なくとも一方が水素原子である化合物とポリイソシ
アネート化合物との反応物(以下、「化合物A」と記
す)について述べる。この化合物Aもまた前記の水性を
示すものである。上記のポリイソシアネート化合物とし
ては特に制限はないが、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの
脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシア
ネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘ
キシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシ
アネートなどの脂環式ジイソシアネート化合物;ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネ
ート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネートなどの芳香族ジイソシアネートなどが挙げら
れ、これらの中でもヘキサメチレンジイソシアネート、
トリレンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネートであると、得られる
化合物Aの水性が優れているのでより好ましい。これら
のポリイソシアネート化合物は1種を単独で使用しても
良いし、2種以上を併用しても良い。
レタン化反応により得ることができ、例えば、一般式
[1]においてR1、R2の少なくとも一方が水素原子
である化合物を50〜80℃に保温しながら、ポリイソ
シアネート化合物を少量ずつ添加し、添加後、80〜1
00℃で6〜10時間反応させる方法が挙げられる。
般式[1]で表される水性ポリエーテル化合物又は化合
物Aは、そのままを紙用透明化剤とし加熱溶融させて直
接紙に塗布してもよいし、あるいは、水溶液を紙用透明
化剤として用いてもよい。水溶液として用いる場合に
は、乾燥性、作業性、透明性を考慮し、有効成分を20
重量%以上とするのが好ましい。また、水性ポリエーテ
ル化合物と化合物Aとは併用してもよい。
を下げたり紙への浸透性を向上させる目的で、アルコー
ル系溶剤や界面活性剤を少量添加してもよい。アルコー
ル系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、
プロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレン
グリコールなどが挙げられ、界面活性剤としては、浸透
性良好な非イオン活性剤(例えば、ラウリルアルコール
のエチレンオキサイド9モル付加物)、浸透性良好なア
ニオン界面活性剤(例えば、ジオクチルスルホサクシネ
ート)などが挙げられる。上記のようにして得られた紙
用透明化剤を紙に浸透させることにより、透明性に優
れ、表面のべたつきもなく、紙のリサイクル性が良好な
透明紙を得ることができる。本発明の紙用透明化剤を適
用できる紙としては特に制限はないが、普通紙を好適に
挙げることができる。ここで普通紙とは一般に用いられ
る中性紙又は酸性紙である。
紙の少なくとも片面に塗布して加熱した後、乾燥、静置
などの工程を経て、透明紙を得ることができる。塗布方
法には従来公知の方法が適用でき、例えば、バーコータ
ーなどの機器を用いる方法、あるいは、ローラー、刷毛
などを用いる方法、スプレーによる塗布などが挙げられ
る。本発明においては、有効成分が紙の坪量の20〜1
00%となるような重量で、紙用透明化剤を塗布するの
が好ましい。
られた透明紙に耐水性を付与する場合は、必要に応じ
て、酸化澱粉、澱粉誘導体、ポリビニルアルコール、酢
酸ビニルとマレイン酸とのコポリマー、メチルセルロー
ス、アクリルアミド樹脂等などの水溶性樹脂を塗布して
もよい。
に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定
されるものではない。融点は、JIS K 0064
(1992)、目視による方法に準じ、測定した。な
お、紙用透明化剤の性能は下記のように評価した。
表面に、実施例及び比較例の紙用透明化剤(実施例2及
び比較例については100℃に加熱溶融したもの)を、
有効成分が35g/m2(試験紙に対し70%)になる
ようにバーコーターで塗布した後、105℃で60秒間
乾燥し、次いで、室温にて冷却させることにより透明紙
を得た。
CTOMETER MODEL TC−ED(東京電色
(株))を用いて、透明紙の不透明度(%)を測定し
た。この数値が小さいほど、透明性が良好である。 (2)表面のべたつき 指の触感で、透明紙の表面(紙用透明化剤の塗布面)の
べたつきの有無を判断した。 (3)紙のリサイクル性 2重量%の水酸化ナトリウム水溶液中に5時間浸漬した
後取り出し、乾燥して試験前後の透明紙の重量を測定
し、下式の通り、透明紙からの有効成分の溶出率を算出
した。 溶出率=(浸漬前の重量−浸漬後の重量)/有効成分の
全付着量×100 有効成分の溶出率により透明紙のリサイクル性を評価し
た。溶出率が高いほど紙のリサイクル性は良好である。 非常に良好;溶出率が95%以上 良好 ;溶出率が90%以上95%未満 やや劣る ;溶出率が20%以上90%未満 劣る ;溶出率が20%未満
キサイド80モル付加物) 5Lの高圧反応装置に、ラウリルアルコール186g及
び水酸化カリウム3.7gを仕込み、100〜120℃
で30分減圧脱水した後、120〜150℃でエチレン
オキサイド3520gを、反応圧力を4kg/cm2以
下に保ちながら導入した。導入後、120〜150℃
で、反応圧力がほぼ0kg/cm2になるまで約30分
間反応させた後、冷却し、次いで、80℃以下で酢酸を
約4g加えて中和し、ラウリルアルコールエチレンオキ
サイド80モル付加物を得た。この付加物は室温では白
色の固体であり、融点は50℃であった。
リン酸モノエステル) 500mLの4つ口フラスコに、脱水装置、温度計及び
窒素導入管を装着し、その中に、PEG6000(ポリ
エチレングリコール(日本油脂(株)製)、分子量約7
500)を375g、ラウリン酸10g及びパラトルエ
ンスルホン酸0.4gを仕込み、窒素ガスを導入しなが
ら昇温し、150〜200℃で、酸価が1mgKOH/
g以下になるまで約3時間反応させ、その後、約100
℃に冷却して約3時間反応し、ポリエチレングリコール
のラウリン酸モノエステルを得た。このモノエステルの
融点は54℃であった。
サメチレンジイソシアネートとの反応物) 500mLの4つ口フラスコに、冷却管、温度計及び滴
下ロートを装着し、その中にPEG2000(ポリエチ
レングリコール(三洋化成工業(株)製)、分子量約2
000)400gを仕込み、加熱融解させ60〜80℃
とした。同温度にて、滴下ロートよりヘキサメチレンジ
イソシアネート16.8gを約1時間かけて滴下した。
滴下後、80〜100℃を保ちながら、途中サンプリン
グし、赤外分光光度計(IR−810、日本分光
(株))にてイソシアネート基の吸収がなくなるまで約
8時間反応させた。この反応物の融点は55℃であっ
た。
キサイド80モル付加物と、ヘキサメチレンジイソシア
ネートとの反応物) 5Lの高圧反応装置に、オレイルアルコール268g及
び水酸化カリウム3.8gを仕込み、100〜120℃
で30分減圧脱水した後、120〜150℃でエチレン
オキサイド3520gを、反応圧力を4kg/cm2以
下に保ちながら導入した。導入後、120〜150℃
で、反応圧力がほぼ0kg/cm2になるまで約30分
間反応させた後、冷却し、次いで、80℃以下で酢酸を
約4g加えて中和し、オレイルアルコールエチレンオキ
サイド80モル付加物を得た。合成例3と同様の装置
に、オレイルアルコールエチレンオキサイド80モル付
加物379gを仕込んで60〜80℃に昇温し、同温度
にて、滴下ロートよりヘキサメチレンジイソシアネート
8.4gを約1時間かけて滴下した。滴下後、途中サン
プリングし、赤外分光光度計(IR−810、日本分光
(株))にてイソシアネート基の吸収がなくなるまで、
100〜110℃で約5時間反応させた。この反応物の
融点は51℃であった。
イド80モル付加物30gを加熱溶融させ、その中に水
60gを徐々に加え混合し、次いで、40℃まで冷却し
てエタノール10gを加えて均一になるまで混合し、紙
用透明化剤を得た。この透明化剤を用いた透明紙は、不
透明度18.1%であって透明性は良好であり、表面の
べたつきは無く、有効成分の溶出率は90%で、リサイ
クル性は良好であった。
酸モノエステルをそのまま紙用透明化剤とした。この透
明化剤を用いた透明紙は、不透明度17.4%であって
透明性は良好であり、表面のべたつきは無く、有効成分
の溶出率は92%で、リサイクル性は良好であった。
メチレンジイソシアネートとの反応物35gを加熱溶融
し、その中に水55gを徐々に加え混合し、次いで、4
0℃以下に冷却してエタノール10gを加えて均一にな
るまで混合し、紙用透明化剤を得た。この透明化剤を用
いた透明紙は、不透明度19.7%であって透明性は良
好であり、表面のべたつきは無く、有効成分の溶出率は
90%で、リサイクル性は良好であった。
サイド80モル付加物とヘキサメチレンジイソシアネー
トとの反応物35gを加熱溶融し、その中に水55gを
徐々に加え混合し、次いで、40℃以下に冷却してエタ
ノール10gを加えて均一になるまで混合し、紙用透明
化剤を得た。この透明化剤を用いた透明紙は、不透明度
20.2%であって透明性は良好であり、表面のべたつ
きは無く、有効成分の溶出率は91%で、リサイクル性
は良好であった。
業(株)製)、分子量約2000)40gを加熱溶融
し、その中に水50gを徐々に加え混合し、次いで、4
0℃以下に冷却してエタノール10gを加えて均一にな
るまで混合し、紙用透明化剤を得た。この透明化剤を用
いた透明紙は、不透明度17.8%であって透明性は良
好であり、表面のべたつきは無く、有効成分の溶出率は
97%で、リサイクル性は非常に良好であった。
業(株)、分子量3000)40gを加熱溶融し、その
中に水50gを徐々に加え混合し、次いで、40℃以下
に冷却してエタノール10gを加え、均一になるまで混
合して、紙用透明化剤を得た。この透明化剤を用いた透
明紙は、不透明度18.0%であって透明性は良好であ
り、表面のべたつきは無く、有効成分の溶出率は95%
で、サイクル性は非常に良好であった。
業(株)、分子量約8300)30gを加熱溶融し、そ
の中に水60gを徐々に加え混合し、次いで、40℃以
下に冷却してエタノール10gを加えて、均一になるま
で混合し、紙用透明化剤を得た。この透明化剤を用いた
透明紙は、不透明度19.4%であって透明性は良好で
あり、表面のべたつきは無く、有効成分の溶出率は92
%で、リサイクル性は良好であった。
350)30gを加熱溶融し、その中に水60gを徐々
に加え混合し、次いで、40℃以下に冷却しエタノール
10gを加え、均一になるまで混合し、紙用透明化剤を
得た。この透明化剤を用いた透明紙は、不透明度20.
1%であって透明性は良好であり、表面のべたつきは無
く、有効成分の溶出率は90%で、リサイクル性は良好
であった。
45℃)をそのまま紙用透明化剤として用い、得られた
透明紙の性能を評価した。不透明度は27.0%であっ
て透明性は実施例1〜8よりやや劣り、表面のべたつき
はないが、有効成分の溶出率は20%以下であって、リ
サイクル性が劣っていた。
融点58℃)をそのまま紙用透明化剤として用い、得ら
れた透明紙の性能を評価した。不透明度は25.0%で
あり、透明性は実施例1〜8よりやや劣り、表面のべた
つきはないが、有効成分の溶出率は20%以下であって
リサイクル性が劣っていた。
紙用透明化剤を用いた透明紙は、透明性に優れ、表面の
べたつきもなく、また、有効成分の溶出率が高いことか
ら、透明紙から紙用透明化剤の除去が容易であり、紙の
リサイクル性が良好であることが分かる。
燥して得られた透明紙は表面のべたつきがなく、透明性
にも優れている。また、透明紙から紙用透明化剤の除去
が容易であり、古紙回収の際の分別作業が不要であるこ
とから、リサイクル性が良好である。したがって、本発
明の紙用透明化剤は環境保護や資源の節約の点からも工
業的利用価値が高い。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記一般式[1]で表され、融点40℃
以上である水性ポリエーテル化合物を含有する紙用透明
化剤。 R1O(AO)nR2 [1] (式中、R1、R2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素
数1〜22の炭化水素基又はアシル基を表し、Aは炭素
数2〜4のアルキレン基を表し、nは付加モル数を表
す。) - 【請求項2】 R1、R2の少なくとも一方が水素原子
である、請求項1に記載の紙用透明化剤。 - 【請求項3】 下記一般式[1]で表され、融点40℃
以上である水性ポリエーテル化合物において、R1、R
2の少なくとも一方が水素原子である化合物と、ポリイ
ソシアネート化合物との反応物を含有する紙用透明化
剤。 R1O(AO)nR2 [1] (式中、R1、R2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素
数1〜22の炭化水素基又はアシル基を表し、Aは炭素
数2〜4のアルキレン基を表し、nは付加モル数を表
す。)
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- 2001-04-25 JP JP2001128414A patent/JP4713008B2/ja not_active Expired - Fee Related
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