JP2005029940A - 紙用表面処理剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 紙への耐油性・耐水性付与を目的とした紙用表面処理剤。下記工程を順次経て得られたエーテル・エステル化工澱粉をベースとする。
1)ベース澱粉を酸化反応により低粘度化する酸化工程、
2)ヒドロキシアルキル基をエーテル結合により付加するヒドロキシアルキルエーテル化工程、
3)無水ジカルボン酸塩を用いてエステル化反応を行うことにより、カルボキシル基を導入する片エステル化工程。
【選択図】 なし
Description
澱粉を酸化処理又は酸処理して低粘度させた後、適宜、ヒドロキシアルキル基をエーテル結合で付加させ、更に、脂肪族ジカルボン酸無水物とエステル化反応させて製造することを特徴とする。
澱粉を酸化剤又は酸により分解(酸化・酸処理)して低粘度化する工程である。表面処理剤のベースとする片エステル化/ヒドロキシアルキル澱粉(特定化工澱粉)の糊化を高濃度で行うためである。
ヒドロキシアルキル基をエーテル基(ポリエーテルを含む。)を介して低粘度化澱粉に導入するものである。
・一価アルキルアルコール(炭素数1〜8、望ましくは1〜6)のグリシジルエーテル、
・二価アルキルアルコール(炭素数2〜8)のモノ又はジグリシジルエーテル:エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール等。
ジカルボン酸無水物を使用した片エステル化によりカルボキシル基を低粘度化澱粉に導入することにより、耐水性及び耐油性を被コート紙(基材)に付与するものである。
35%のコーンスターチスラリーを温度40℃に加温し、炭酸ソーダ(Na2CO3)を加えてpH8.0〜9.0に保つ。ここに、次亜塩素酸ソーダ水溶液(酸化剤)を、有効塩素が対澱粉5%になるように添加し酸化反応を行う。その後、pH10にて16時間エチレンオキシド(エーテル化剤)を対澱粉2%添加してヒドロキシアルキル化を行う。引き続いて、pH8.5〜9.0に調節して、オクテニルコハク酸無水物(ジカルボン酸無水物)を対澱粉2.5%の比率で片エステル化反応させる。反応完了後、硫酸にて中和し、脱水乾燥させて、ヒドロキシエチルエーテル化オクテニルコハク酸変性コーンスターチを調製した。
ベース澱粉として、コーンスターチの代わりにタピオカ澱粉を使用した以外は実施例1に準じた操作を行い、ヒドロキシエチルエーテル化オクテニルコハク酸変性タピオカスターチを調製した。
エーテル化剤として、エチレンオキシドの代わりにプロピレンオキシドを使用した以外は実施例1に準じた操作を行い、ヒドロキシプロピルエーテル化オクテニルコハク酸変性コーンスターチを調製した。
エステル化剤として、無水オクテニルコハク酸の代わりに無水ドデセニルコハク酸を使用した以外は実施例1に準じた操作を行い、ヒドロキシエチルエーテル化ドデセニルコハク酸変性コーンスターチを調製した。
エーテル化剤として、エチレンオキシドの代わりにn−プロピルモノグリシジルエーテルを使用する以外は実施例1に準じた操作を行い、エーテル・エステル化工澱粉を調製した。
実施例1で調製した特定化工澱粉の糊液に、更にSBRラテックス(「SN−900」日本エーアンドエル社製)15部添加したものを表面処理剤とした。
同じく、更にPVAL(「N−300」日本合成株式会社製)5部添加して、表面処理剤とした。
同じく、更に炭酸カルシウム20部添加して、表面処理剤とした。
実施例1で調製したヒドロキシエチルエーテル化オクテニルコハク酸変性コー
ンスターチ100部にヒドロキシプロピル化タピオカ澱粉を10部混合して実施例1と同様にして表面処理剤(糊液)とした。その糊液粘度は0.2Pa.sであった。
<比較例1>
コーンスターチ(アミロース含量35%)を水スラリー中で硫酸により低粘度化させ、これに無水オクテニルコハク酸(エステル化剤)を対澱粉3%添加反応させて、オクテニルコハク酸澱粉エステルを調製した(特開2002−69889公報に準拠)。
<物性評価1>
市販の上質紙、日本製紙株式会社「金王」米坪60gに、6g/m2(無水)になるように、実施例1〜9と比較例1の表面処理剤を塗布し、60℃で風乾後、105℃で1分間キュアリングしてサンプル耐油紙を調製した。
白ボール(350g/m2)の各裏面に、10g/m2(無水)となるように、実施例1〜9と比較例1の表面処理剤を塗布し、60℃で風乾後、105℃で1分間キュアリングしてサンプル耐油紙を調製した。
Claims (12)
- 下記要件を満たす片エステル化さらには適宜ヒドロキシアルキル化された化工澱粉(以下「特定化工澱粉」という。)をベース(基材)とすることを特徴とする紙用表面処理剤。
(1)固形分濃度8%、50℃の糊液において、粘度約0.01〜4Pa・sである。
(2)片エステル化が、対応脂肪族ジカルボン酸炭素数2〜26で水酸基置換度(DS)約0.001〜0.1である。
(3)ヒドロキシアルキル化が、対応モノ・ジグリシジルエーテルが炭素数1〜8である一価・二価アルキルアルコールのエーテル又は対応アルキレンオキシドがエチレンオキシド、プロピレンオキシドで分子置換度(MS)約0.1以下である。 - さらに、吸湿性鉱酸塩が被コート紙(基材)に対する浸透性改善剤として添加されていることを特徴とする請求項1記載の紙用表面処理剤。
- さらに、吸湿性鉱酸塩が特定化工澱粉100質量部に対して約0.01〜10質量部添加されていることを特徴とする請求項1記載の紙用表面処理剤。
- さらに、地下澱粉を原料とする酢酸澱粉、ヒドロキシエチル・ヒドロキシプロピル澱粉及びリン酸澱粉の群から選択される1種又は2種以上の化工澱粉がレベリング剤として添加されてなることを特徴とする請求項1又は2記載の紙用表面処理剤。
- さらに、地下澱粉を原料とする酢酸澱粉、ヒドロキシエチル・ヒドロキシプロピル澱粉及びリン酸澱粉の群から選択される1種又は2種以上の化工澱粉が前記特定化工澱粉100質量部に対して約100質量部以下添加されていることを特徴とする請求項1又は3記載の紙用表面処理剤。
- さらに、SBRラテックス、アクリル樹脂エマルション及びポリビニルアルコール(PVAL)の群から選択される樹脂成分が粘度調節剤として添加されていることを特徴とする請求項1、2又は4記載の紙用表面処理剤。
- さらに、SBRラテックス、アクリル樹脂エマルション及びポリビニルアルコール(PVAL)の群から選択される樹脂成分が前記特定化工澱粉100質量部に対して約35質量部以下添加されていることを特徴とする請求項1、3又は5記載の紙用表面処理剤。
- さらに、平均粒径約5μm以下の無機充填剤が印刷セット性改善剤として添加されていることを特徴とする請求項1、2、4又は6記載の紙用表面処理剤。
- さらに、平均粒径約5μm以下の極性樹脂用の無機充填剤が前記特定化工澱粉100質量部に対して約150質量部以下添加されていることを特徴とする請求項1、3、5又は7記載の紙用表面処理剤。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の紙用表面処理剤の塗膜が乾燥塗布量約15g/m2以下で形成されていることを特徴とする耐油紙。
- 下記要件を満たす片エステル化さらには適宜ヒドロキシアルキル化されていることを特徴とする化工澱粉。
(1)固形分濃度8%、50℃の糊液において、粘度約0.01〜4Pa・sである。
(2)片エステル化が、対応脂肪族ジカルボン酸炭素数2〜26で水酸基置換度(DS)約0.001〜0.1である。
(3)ヒドロキシアルキル化が、対応モノ・ジグリシジルエーテルが炭素数2〜8である一価・二価アルキルアルコールのエーテル又は対応アルキレンオキシドがエチレンオキシド、プロピレンオキシドで分子置換度(MS)約0.1以下である。 - 請求項11記載の片エステル化さらには適宜ヒドロキシアルキル化されていることを特徴とする化工澱粉を製造する方法であって、
澱粉を酸化処理又は酸処理して低粘度させた後、適宜、ヒドロキシアルキル基をエーテル結合を介して導入し、さらに、脂肪族ジカルボン酸無水物と片エステル化反応させて製造することを特徴とする化工澱粉の製造方法。
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