JP2006510822A - 無水アルケニルこはく酸表面塗布系及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
製紙業者は、(i)繊維質基体に有用なサイジング特性を与えると共に、(ii)製紙方法のウエットエンドでサイズ剤を使用する必要性を減らすか、なくす簡単で効果的なセルロース反応性表面塗布のサイズ剤系(system)で恩恵を受ける。不運にも、公知の方法及び組成物は、製紙業者がこの目的を達成するのを妨げてきた。
紙のサイズ法を開示している。セルロース非反応性サイズ剤は、スチレン又は置換スチレンとカルボキシル基含有ビニルモノマーとの共重合体のような高分子材料である。セルロース反応性サイズ剤としては、ケテンの二量体及び多量体、無水アルケニルこはく酸、有機エポキシド、ハロゲン化アシル、脂肪酸由来の無水脂肪酸及び有機イソシアネートのようなサイズ剤がある。澱粉は、酸化、エチル化、カチオン性及びパール澱粉に限定されず、いかなる種類でもよく、また水溶液中で使用することが好ましい。セルロース反応性サイズ剤分散物及びセルロース非反応性サイズ剤分散物は、紙に塗布する前に、澱粉又は澱粉誘導体の溶液と一緒に添加してよい。
のトリアルキルアミン、式(I)のトリアルキルアミンの塩化ベンジル第四塩、式(I)のトリアルキルアミンのジメチルサルフェート第四塩及び式(I)のトリアルキルアミンのジエチルサルフェート第四塩よりなる群から選ばれたアミンを無水アルケニルこはく酸に対し約3〜約20重量含有し、更に水を約0.1%以下含有する組成物を開示している。式中、R1はメチル又はエチル、R2はメチル又はエチル、R3は炭素原子数14〜24のアルキルである。この特許は、乳化、例えば組成物と水との混合は、サイズ剤、例えばASAの加水分解を低下させると共に、エマルジョンの液滴寸法を低下させるため、冷水を用いて行うのが好ましいと開示している(第6欄35〜40行)。この特許は、乳化温度は、所望の大きさの液滴を得るのに効果的であると開示している(第6欄40〜41行)。また乳化に使用される水の温度は、約40℃以下、更に好ましくは約30℃以下、最も好ましくは約13℃以下であると開示している(第6欄40〜41行)。更に、ペーパーストックから形成したペーパーウエブに、好ましくはスプレー又はサイズプレス、例えばサイズプレスで塗布することにより、直接塗布してもよいと開示している(第7欄48〜49行)。
本発明は、(a)(i)無水アルケニルこはく酸粒子及び(ii)界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水に懸濁したエマルジョンを含む第一成分、及び(b)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分を含有する水性サイジング組成物であって、サイジング組成物が繊維質基体と接触すると、該組成物が繊維質基体に有用なサイジング特性を付与可能に、無水アルケニルこはく酸成分及び第二成分は十分希釈されている該サイジング組成物に関する。
二量体成分及び第二成分は十分希釈されている該水性サイジング組成物に関する。
本発明のこれらの特徴及び他の特徴、局面及び利点は、以下の説明及び附属の特許請求の範囲を参照して、一層良く理解されよう。
本発明は、無水アルケニルこはく酸粒子及び界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水に懸濁したエマルジョンを有するサイジング組成物に関する。また本発明は、(a)界面活性剤含有無水アルケニルこはく酸成分を水で乳化して、エマルジョンを形成する工程、及び(b)該エマルジョンを、カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分と結合して、サイジング組成物を形成する工程を含む前述のような組成物の製造方法に関する。一実施態様では、無水アルケニルこはく酸の代りに、アルキルケテン二量体が使用される。他の一実施態様では、無水アルケニルこはく酸とアルキルケテン二量体との混合物が使用される。
一、第二及び第三アミン及びそれらの対応する第四塩、スルホスクシネート、脂肪酸、エトキシル化脂肪酸、脂肪アルコール、エトキシル化脂肪アルコール、脂肪酸エステル、エトキシル化脂肪酸エステル、エトキシル化トリグリセリド、スルホン化アミド、スルホン化アミン、エトキシル化重合体、プロポキシル化重合体又はエトキシル化/プロポキシル化共重合体、ポリエチレングリコール、燐酸エステル、ホスホン化脂肪酸エトキシレート、ホスホン化脂肪アルコールエトキシレート、アルキル及びアリールスルホネート及びサルフェートが挙げられる。好ましい好適な界面活性剤の例としては、限定されるものではないが、アミド;エトキシル化重合体、プロポキシル化重合体又はエトキシル化/プロポキシル化共重合体;脂肪アルコール、エトキシル化脂肪アルコール、脂肪酸エステル、カルボキシル化アルコール又はアルキルフェノールエトキシレート;カルボン酸;脂肪酸;ジフェニルスルホネート誘導体;エトキシル化脂肪酸エステル;エトキシル化アルコール;エトキシル化脂肪アルコール;エトキシル化アルキルフェノール;エトキシル化アミン;エトキシル化アミド;エトキシル化アリールフェール;エトキシル化脂肪酸;エトキシル化トリグリセリド;エトキシル化脂肪酸エステル;エトキシル化グリコールエステル;ポリエチレングリコール;脂肪酸エステル;グリセロールエステル;グリコールエステル;特定のラノリンベース誘導体;モノグリセリド;ジグリセリド及び誘導体;オレフィンスルホネート;ホスフェートエステル;燐有機誘導体;ホスホン化脂肪酸エトキシレート;ホスホン化脂肪アルコールエトキシレート;ポリエチレングリコール;高分子多糖;プロポキシル化及びエトキシル化脂肪酸;アルキル及びアリールサルフェート及びスルホネート;エトキシル化アルキルフェノール;スルホスクシナメート;スルホスクシネートが挙げられる。
のトリアルキルアミン、式(I)のトリアルキルアミンのジメチルサルフェート第四塩、式(I)のトリアルキルアミンの塩化ベンジル第四塩、及び式(I)のトリアルキルアミンのジエチルサルフェート第四塩よりなる群から選ばれたアミンが挙げられる。式中、R1はメチル又はエチル、R2はメチル又はエチル、R3は炭素原子数14〜24のアルキルである。他の一実施態様では、界面活性剤成分は、このアミンを除外する。界面活性剤の水準は、無水アルケニルこはく酸成分に対し、約0.1〜約20重量%の範囲であってよい。
マルジョンの製造が容易になるので有利である。一般にウエットエンド用に使用されるエマルジョンは、効果的なサイジングを付与するため、比較的狭く、かつ小さい粒度分布を必要とする。本発明エマルジョンの粒度分布は、単一様式であることが好ましい。幾つかの場合は、粒度分布は、二様式又は多様式であり得る。
無水アルケニルこはく酸は、一般にサイジング組成物中に、サイジング組成物の全重量に対し、約0.001重量%以上、又は約0.05〜約5重量%、又は約0.1〜約3重量%存在する。
一般に本発明の好適な水溶性重合体は、カチオン性ビニル付加重合体、アニオン性ビニル付加重合体、中性重合体、両性重合体及び縮合重合体である。
ドの重合体及び共重合体もある。また一実施態様では、対応するマンニッヒ第四塩は、可能な水溶性重合体である。その他の水溶性重合体としては、実質的に水溶性で水分散性の、スチレン−アクリレート、スチレンアルキルアクリル酸、スチレンマレイン酸、スチレン−マレイン酸アミド、スチレンマレイン酸エステル、スチレン−マレイン酸アミドエステル、及びそれらの対応する塩で構成された共重合体が挙げられる。他の一実施態様では、好適な重合体としては、前記モノマーの反応生成物の組合わせを含む水性分散液、ポリビニルアルコール、ポリ(ビニルアルコール−ビニルアミン)、それらの対応するアセテート又はホルマメート(formamate)又は部分加水分解した重合体、又はポリビニルアミンを有するポリウレタン分散物が挙げられる。
もので、一般に本来、アニオン性又はノニオン性の澱粉が挙げられる。しかし、澱粉成分としては、両性又はカチオン性の澱粉、例えばサイズプレスで使用されるものも挙げられる。
(約94℃)となる。第一成分を約40°Fを超える温度で作る場合、第一成分の温度は、一般に第二成分の温度よりも低くなる。一実施態様では、第一成分を約40°Fを超える温度で作る場合、第一成分の温度は、第二成分の温度と同じか又は高くなる。したがって、第一成分は、繊維質基体の表面に直接添加せず、むしろ第一成分は、第二成分と結合して、加水分解を起こすことが予想される条件下で水性サイジング組成物を形成し、次いで得られたサイジング組成物を繊維質基体に添加する。
ら作られ、約5〜約30%水準の炭酸カルシウムを含有する。これらの紙は、インク除去/リサイクルの晒し屑紙(分別したオフィス混合屑紙)を一部含有してよい。
T441 om98に記載の標準化した装置及び方法を用いて、所定の時間(この場合は2分)内に板紙又は紙サンプルに吸着された液体、一般には水の量の尺度である。或いは、サイジング組成物で作った板紙製品は、約30〜約120gsm、又は好ましくは約50〜約80gsmの範囲のCobbサイジング値を示すことができる。
第二成分は、サイジング組成物に有用な乳化及び安定化特性を付与可能に、十分希釈されていると考えられる。
本発明は、ウエットエンドで使用されるサイズ剤の量を減らすか、なくし、これにより、製紙機の清浄度問題を起こすことが知られている化学添加物や構成成分とのウエットエンド相互作用を減らすか、なくす。一実施態様では、ウエットエンドサイズ剤成分中の無水アルケニルこはく酸は、操作中に使用される全無水アルケニルこはく酸の50%以下である。他の一実施態様では、ウエットエンド中の無水アルケニルこはく酸は、操作中に使用される全セルロース反応性サイズ剤の40%以下、30%以下、20%以下、又は10%以下の量、存在する。
、ヘキサデシルケテン二量体、オクタデシルケテン二量体、エイコシルケテン二量体、ドコシルケテン二量体、テトラコシルケテン二量体、及び有機酸及び天然産の脂肪酸混合物、例えばパルミトレイン酸、オレイン酸、リシノール(rincinoleic)酸、リノール酸、リノレン酸、ココナッツ油、ヤシ油、オリーブ油及びピーナッツ油に見られる脂肪酸から公知の方法で製造したものが挙げられる。これら酸のいずれの混合物も使用してよい。好ましいAKDサイズ剤は、限定されるものではないが、炭素原子数が約8〜約36である少なくとも1つのアルキル又はアルケニル基が挙げられる。更に好ましいAKDサイズ剤は、限定されるものではないが、ヘキサデシル、オクタデシル及びオレイルケテン二量体が挙げられる。ASAの代りにAKDを使用する実施態様では、前記ASA含有サイジング組成物の説明は、AKDを用いたサイジング組成物にも同様に使用できることが判る。したがって、用語“無水アルケニルこはく酸”又は“ASA”を使用する際は、用語“無水アルケニルこはく酸”又は“ASA”の代りに、用語“AKD”も使用できる。一実施態様では、AKDは、2オキセタノンケテン多量体を除外する。以下に実施例により更に本発明を説明する。なお、部及び%は、特記しない限り、重量%である。
製紙方法
これらの例で使用した紙は、2種の原料から作った。第一の方法として製紙法Aは、パイロット製紙機を用いて製造した。組成は、420カナダ規格ろ水度まで精製した晒し軟材クラフト30%及び350カナダ規格ろ水度まで精製した晒し硬材クラフト70%で構成した。各製造法では、アニオン性ポリアクリルアミド保持助剤を使用した。
内部添加用に作った澱粉サイジングエマルジョンを、Rossホモジナイザーを用いて、1:1(澱粉:サイズ剤)重量比のカチオン性澱粉(Hi−Cat(登録商標)CWS澱粉、Penford)及びBaysize(登録商標)I18内部サイズ剤で製造した。これは、サイズエマルジョンAと言う。
0.5N HCl又は0.5N NaOHのいずれかでpH7.0+/−0.2に調節した脱イオン水(ここでは、処理水Aと言う)中に市販の表面サイズ澱粉(Filmflex(登録商標)60澱粉、Cargill)を含む15%澱粉固体スラリーを作り、次いでこの混合物を95℃で1時間加熱することにより、澱粉溶液を製造した。これは、澱粉溶液Aと言う。
澱粉溶液A 150部に、処理水Aを171部加えた。次いで、0.5N NaOH溶
液を滴下して、pH7.1〜7.3の澱粉溶液を得た。これは、澱粉溶液Bと言う。
澱粉溶液C 150部に、処理水Aを412.5部加えた。次いで、0.5N NaOH溶液を滴下して、pH7.1〜7.3の澱粉溶液を得た。これは、澱粉溶液Dと言う。
次に、紙サンプルを処理するため、適切なサイジング組成物を使用した。所望の用量は、乾燥紙シート上の組成物の液体付着量を基準として計算した。これは、乾燥シートと表面処理溶液に浸漬した(更にプレスした)シートとの重量差を測定することにより求められる。試験紙は、適当な大きさに切断し、秤量し、各種サイジング組成物中に浸漬し、12psigの圧力に加圧し、次いで240°Fで35秒乾燥した。使用量は、ポンド/トン、即ち、乾燥紙1トン当り乾燥サイズ剤ポンドで表わす。
パイロット製紙機で適切な紙を製造した。サイズプレスでは、紙を処理するため、適切なサイジング組成物を用いた。サイジング組成物は、走行タンクからサイズプレスに供給し、過剰の材料は走行タンクに再循環した。乾燥紙上の組成物の液体付着量を基準として、所望の用量を計算した。これは、サイズプレスでの澱粉溶液の吸収容量を測定することにより求めた。次いで紙を第二乾燥機部に直接供給し、リールで巻いた。
フラッドニップ(flooded nip)紙サイズプレス塗布に使用するため、Werner Mathis 実験室サイズプレスを改造した。この実験室フラッドニップサイズプレスは、2つの硬質ゴムローラーからなる。これら2つのローラー間のニップ圧は、紙の基準重量に従って調節した。ローラー速度は、付着量を最適化するように変化させた。サイズプレス溶液の付着量は、目標のサイズプレス液を含有するニップを通過する前後の試験シートを測定することにより求めた。次に試験液を適切量の処理溶液(乾燥澱粉付着量を基準とする実固体)と混合する。試験溶液をニップに加え、紙サンプルをニップから供給した。用量は、乾燥紙1トン当り、実基体ポンドとして表わした。処理した紙サンプルは、直ちに、240°Fに加熱された回転ドラム乾燥機に35秒間通した。
以下に示す界面活性剤を試験した。
サイズ剤及び条件の処理有効性を以下の各種試験の幾つかを行うことにより求めた。これら試験の一般的方法を以下に示す。紙サンプルは、試験前に、全て50%相対湿度及び70℃、24時間、状態調節した。
USP 5,483,078に記載の計測器を用いた他は、TAPPI方法T530pm−89と同様な方法を用いてインク浸透有効寿命を測定した。この試験は、インクと接触する側とは反対側の紙の反射率が初期値の80%に低下するまでの時間(秒)を測定する。インクは、pH7に緩衝された1.25%ナフトールグリーンB染料からなる。試験値は、基準重量の3乗として変化するものと仮定して、紙の基準重量に対し標準化する。結果は、秒単位で表わす。
像解析は、外形測定用ソフトウエアを備えたOptomax Sorcerer像分析システム、CCDカメラ及びリングファイバー光学照明付き立体ズーム顕微鏡を用いて行った。数種の試験を用いる。
試験シート上に、太字、8ポイント、Arialフォントからなる文字“H”を数列、印刷するため、市販のインクジェットプリンターを用いた。次に、“黒色文字面積”を得るため、この4つの文字の面積を測定し、平均化した。文字面積が小さいことは、印刷面積の広がり又は吸い上げが少ないことに相当する。結果は、mm2単位で表わす。
色ブリードは、黄色の背景上に印刷した黒色文字の面積を、黒色像解析で説明した方法と同様に測定することにより求めた。但し、カラーインクジェットプリンターを使用する必要がある。文字面積を得るため、4つの文字の像を平均化した。文字面積が小さいことは、印刷面積の広がり又は吸い上げが少ないことに相当する。結果は、mm2単位で表わす。
1cm2以上のベタ黒部を試験シート上に印刷した。印刷領域の光学密度(OD)は、市販のX−式(wite)分光密度計で測定した。値は、5つの測定値の平均である。これらの値は、無次元である。光学密度が高いほど、一般に印刷性が向上したことを示す。
この分析法は、紙サンプルの片面を液体と接触させながら、サンプルに伝達した超音波の信号強度の変化を記録する。測定は、Penetration Dynamics Analyzer(PDA)(Emtec Electronic,Gmbh)を用いて行った。これらの例では、2つのパラメーターを記録した。“A−値”は、液体の紙吸収量に相当し、無次元数で、Cobb値(試験I)と相関する。“最大”値は、表面疎水性の特徴であり、秒で示す。通常、シート当り2つの試験とシート当り6つの試験との合計に対し、サイド、フェルト及びワイヤー当り1つの試験による処理当り3枚の手すきシートを試験する。これらの数は、そのセットに対するA−値又は最大値を得るため、平均化する。
市販の光散乱粒子分析計、Horiba LA−300及びHoriba LA−700を用いて、エマルジョンの粒度を求めた。結果は、中央値粒度μmとして示す。
試験G:リングクラッシュ
この試験は、TAPPI試験法T822 pm−84に従って行った。
この試験は、ISO 2469に基づき、TAPPI試験法T525 om−92を用いてTechnibrite Eric 950装置で行った。
試験I:吸水Cobb試験
この試験は、TAPPI試験法T441 om−90に従って行った。保持時間は2分である。
例1、2、3は、手すき及びパイロット機塗布(application)のサイズプレスで低せん断ASAを塗布した概要である。付着や運転性の問題は起こらなかった。例3、4、5は、低せん断で水に乳化したASAサイジングシステムのサイジング性能を高せん断で乳化したASAサイジングシステムと比較したものである。
Brij(登録商標)98含有ASAを一枚羽根開放面遠心ポンプで水中に乳化した。低せん断遠心ポンプを上水道に接続し、上水道の圧力を用いてポンプを操作した。乳化前の水道水には、pH又は温度調節は行わなかった。ASAは、ギアポンプにより較正カラムから遠心ポンプに供給し、遠心ポンプ直前の水入口に入れた。水の流速は約1L/分とし、またASAの流速は約240mL/分とした。遠心ポンプは、再循環なしの一回パス乳化法とした。得られたASAエマルジョン中のASA含有量は、19重量%である。
例1で作ったサイジングエマルジョンを用いて、製紙法Aで紙Bをサイズした。このエマルジョンを、第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液Bに加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。このサイジングの有効性を、前記インク浸透有効寿命試験Aにより求めた。エマルジョンの粒度を前記粒度試験Fを用いて測定したところ、1μmであった。インク浸透の結果を第1表に示す。
この結果から、低せん断乳化サイジングシステムは、ベースシートに効率的に更なるサイジングを与えることが判る。
ASAの流速を約120mL/分とした他は、例1と同様にしてASAの水エマルジョンを製造した。得られたASAエマルジョンのASA濃度は、11%であった。
本例のサイジングエマルジョンは、ヒドロキシエチル化圧痕(dent)トウモロコシ澱粉(澱粉B)で作った。澱粉のpHは7で、また澱粉の温度は30〜35℃であった。澱粉溶液1429部及びBaysize(登録商標)S180 100部を工業用高せん断ブレンダーに入れて、澱粉:ASA比が1:1で、澱粉中の最終ASA濃度6.5%のエマルジョンを製造した。
例3、4で作ったサイジングエマルジョンを用いて、製紙法Aで紙Aをサイズした。各エマルジョンを、別々に第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液Bに加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。紙には、ASAを1.5ポンド/トン量、送った。このサイジングの有効性を、前記インク浸透有効寿命試験Aにより求めた。結果を第2表に示す。
以下の例は、サイズ剤に、2種の異なる界面活性剤を界面活性剤の水準範囲に亘って使用する本発明の有用性を示す。使用した界面活性剤は、Larostat(登録商標)264A(BASF)又はRhodafac(登録商標)RS610(Rhodia)である。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。ASA 95部及びLarostat(登録商標)264A 5部よりなるASA成分10部を25℃の水189.5部に家庭用ブレンダーで加え、次いで低速にセットして30秒間混合することにより、エマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 90部及びLarostat 264A 10部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 85部及びLarostat 264A 15部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 99.9部及びLarostat 264A 0.1部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 99.5部及びRhodafac(登録商標)RS610 0.5部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 95部及びRhodafac(登録商標)RS610 5部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 90部及びRhodafac(登録商標)RS610 10部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 85部及びRhodafac(登録商標)RS610 15部で構成した他は、例6に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
例6〜13で作ったサイジングエマルジョンを用いて、製紙法Aで紙をサイズした。各エマルジョンを、第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液Bに加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。紙Aの処理には、表面塗布法Aを用いた。サイズ剤は、紙1トン当り2ポンドの量、使用した。澱粉溶液B 150gにサイジングエマルジョン4.0gを加えた。このサイジングの有効性を、前記インク浸透有効寿命試験Aにより求めた。各エマルジョンの粒度を前記粒度試験Fを用いて測定したところ、1μmであった。インク浸透の結果を第3表に示す。
以下の例は、エマルジョン中の無水アルケニルこはく酸の濃度による影響及び印刷性能を示す。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。家庭用ブレンダーに処理水Aを99.0部加えた。ブレンダーの速度は、低速にセットした。この渦巻中に無水アルケニルこはく酸0.9部及びBrij(登録商標)78(以下、界面活性剤Bと言う) 0.1部を加え、30秒間保持した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水95.0部、ASA 4.5部、界面活性剤B 0.5部を用いた他は、例15の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水90.0部、ASA 9.0部、界面活性剤B 1.0部を用いた他は、例15の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水85.0部、ASA 13.5部、界面活性剤B 1.5部を用いた他は、例15の方法を繰り返した。
例15〜18で製造したサイジングエマルジョンを用いて、紙Cを処理するため、表面塗布法Aで紙をサイズした。各エマルジョンは、澱粉溶液Aに加えた。
比較のため、表面塗布法Aを用いて、紙Cを澱粉溶液Aで処理した。
以下の例は、サイジング及び印刷品質性能に対する界面活性剤の濃度による影響を示す。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。磁気撹拌機付きビーカーに処理水A 82.0部を加えた。この渦巻中に、無水アルケニルこはく酸17.973部及び界面活性剤B 0.027部を加え、30秒間保持した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。家庭用ブレンダーに処理水A 90.0部を加えた。撹拌機を低速にセットし、この渦巻中に、無水アルケニルこはく酸9.9部及び界面活性剤B 0.1部を一部分に加えた。撹拌は、30秒間続けた。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水90.0部、ASA 9.5部、界面活性剤B 0.5部を用いた他は、例21の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水99.0部、ASA 0.95部、界面活性剤B 0.05部を用いた他は、例21の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水90.0部、ASA 8.5部、界面活性剤B 1.5部を用いた他は、例21の方法を繰り返した。
例20〜24で製造したサイジングエマルジョンを用いて、紙Cを処理するため、表面塗布法Aで紙をサイズした。各エマルジョンは、澱粉溶液Aに加えた。
例20、21では、紙Cは、対照用として使用するため、表面塗布法Aを用いて澱粉溶液Aで処理した。
例22〜24では、紙Cは、対照用として使用するため、表面塗布法Aを用いて別々に澱粉溶液Aで処理した。
以下の例は、粒度の異なるサイジング組成物を示す。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。家庭用ブレンダーに処理水Aを95.0部加えた。ブレンダーの速度は、低速にセットした。この渦巻中に無水アルケニルこはく酸4.25部及び界面活性剤B 0.75部を加え、30秒間撹拌を続けた。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。ASA 4.75部及び界面活性剤B 0.25部を用いた他は、例26の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水85.0部、ASA 14.25部及び界面活性剤B 0.75部を用いた他は、例26の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水85.0部、ASA 14.85部及び界面活性剤B 0.15部を用いた他は、例26の方法を繰り返した。
本発明によるサイジング組成物の製造用エマルジョンを次のようにして製造した。処理水82.0部、ASA 17.973部及び界面活性剤B 0.027部を用いると共に、撹拌を5秒間続けた他は、例26の方法を繰り返した。
例26〜30で製造したサイジングエマルジョンでサイジング組成物を製造した。例26〜30で製造したサイジングエマルジョンを用いて、紙Cを処理するため、表面塗布法Aで紙をサイズした。各エマルジョンは、澱粉溶液Aに加えた。
例28〜30では、紙Cは、対照用として使用するため、表面塗布法Aを用いて別々に澱粉溶液Aで処理した。
以下の例32〜35は、低せん断ASAエマルジョンの品質に対する界面活性剤の種類及び量の影響を示す。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。ASA 95部及びSpan85 5部よりなるASA成分5部を、希硫酸でpH4.2に調節した水49.5部に家庭用ブレンダーで加え、低速にセットして30秒間混合することにより、エマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 95部及びTween85 5部で構成した他は、例32に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
エマルジョンの安定性を視覚的に測定し、そのデータを第7表に示す。
これらのデータから、或る種の界面活性剤では、好適なASAエマルジョンが得られないことが判る。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。ASA 95部及びArlacel 20 5部よりなるASA成分0.5部を、希硫酸でpH4.2に調節した水49.5部に家庭用ブレンダーで加え、低速にセットして1分間混合することにより、エマルジョンを製造した。
ASA成分をASA 95部及びTween85 5部で構成した他は、例35に従って、本発明によるサイジング組成物の製造用ASAエマルジョンを製造した。
エマルジョンの安定性を視覚的に測定し、そのデータを第8表に示す。
これらの例は、本発明の低せん断サイジングシステムを用いて、サイジング性能に対する強力樹脂の影響を示す。
本発明によるサイジング組成物の製造に使用されるエマルジョンを次のようにして製造した。ASA 75部及びBrij 98 3部よりなるASA成分3.09部を水96.1部に家庭用ブレンダーで加え、次いで低速にセットして1分間混合することにより、エマルジョンを製造した。
例38で製造したサイジングエマルジョンを使用して、表面塗布法Aで紙をサイズした。このエマルジョン3.75部を、別途に第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液D 300部に加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。表面塗布法Aを用いて紙Bを処理した。サイジング及び強度の有効性を、前記インク浸透有効寿命試験A及びリングクラッシュ試験Gにより求めた。このデータを下記第9表に示す。
例38で製造したサイジングエマルジョン及びアニオン性ポリアクリルアミド強力樹脂であるBaystrength(登録商標)FP200(Bayer Chemicals Corporation)を用いて、表面塗布法Aで紙をサイズした。このエマルジョン3.75部及び強力樹脂6.75部を、別々に第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液D 300部に加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。表面塗布法Aを用いて紙Bを処理した。サイジング及び強度の有効性を、前記インク浸透有効寿命試験A及びリングクラッシュ試験Gにより求めた。このデータを下記第9表に示す。
例38で製造したサイジングエマルジョン及びアニオン性ポリアクリルアミド強力樹脂であるBaystrength(登録商標)FP100(Bayer Chemicals Corporation)を用いて、表面塗布法Aで紙をサイズした。このエマルジョン3.75部及び強力樹脂6.75部を、別々に第二の澱粉成分である追加の澱粉溶液D 300部に加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。表面塗布法Aを用いて紙Bを処理した。このサイジング及び強度の有効性を、前記インク浸透有効寿命試験A及びリングクラッシュ試験Gにより求めた。このデータを下記第9表に示す。
ベースシート紙Bを澱粉溶液D 300部でサイズした。表面塗布法Aを用いて、紙Bを処理した。このサイジング及び強度の有効性を、前記インク浸透有効寿命試験A及びリングクラッシュ試験Gにより求めた。このデータを下記第9表に示す。
以下の例は、本発明の性能に対する光学的白色度及び導電率の影響を示す。
遠心ポンプを用いてエマルジョンを製造した。水道水は、pH調節なしで使用した。水道水のpHは8.1で、また導電率は、22℃で178μ秒/cmであった。水流は約1L/分である。遠心ポンプは、周囲水道圧を用いて、1700rpmで運転した。ASA成分は、ASA 97部及びBrij 98 3部で構成され、較正カラムから約120mL/分の流量で遠心ポンプに送った。水中の得られたASA濃度は、10.7%であった。
例43で製造したサイジングエマルジョンを用い、第二の澱粉成分である澱粉溶液Cに、乾燥紙パルプ1トン当りエマルジョン3ポンド投与することにより、パイロット製紙機で作った紙Aをサイズして、サイズプレス運転タンク中で全サイジング組成物を作った。更に、乾燥紙パルプ1トン当り15ポンド量の塩化ナトリウム及び、光学白色剤として、乾燥紙パルプ1トン当り10ポンド量のBlankophor(登録商標)P150をサイズプレスに加えた。各添加物について、製紙機に送った適切な用量は、澱粉付着量を基準とするものである。
このサイジング及び白色度の有効性を前記インク浸透有効寿命試験A及びISO白色度試験Hにより求めた。このデータを下記第10表に示す。
他のサイズプレス添加物を含まない澱粉溶液Cを対照として、サイズプレス運転タンク中で走行させた。このデータを下記第10表に示す。
これらの例は、本発明を高導電率及び低導電率の環境中で製造した組成に使用することを示す。また、これらの例は、ASAのウエットエンド添加及びAKDのウエットエンド添加に比べて、表面塗布した本発明の利点を示す。
これらの例では、現地工場から得たリサイクルパルプを用いた。組成は、殆ど、若干の古い段ボールの入ったオフィスの混合屑紙である。塩化カルシウム及び硫酸ナトリウム(それぞれ5:8の重量比)の溶液を用いて、この組成混合物を1500μ秒/cmの低導電率に調節した。1000平方フィート当り27ポンドの基準重量を有する手すきシートを目標とし、またカチオン性ポリアクリルアミド保持助剤を乾燥紙パルプ1トン当り1ポンドの用量で用いた。
この組成に市販のAKDサンプル(サイズ剤Cと言う)を、乾燥紙パルプ1トン当りサイズ剤4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤6ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
カチオン性ジャガイモ澱粉(StaLok(登録商標)400、AE Staley)を、処理水A中の15%澱粉スラリーとして、90℃で1時間調理した。得られた溶液を処理水Aで、4%固体になるまで希釈した。これは澱粉溶液Eとした。澱粉の添加以外は、例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当り4ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
澱粉の添加以外は、例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
澱粉の添加以外は、例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当り6ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
工業用ブレンダーに澱粉溶液Eを190部加え、低速で撹拌した。この渦巻中に市販のASAサンプル(Baysize(登録商標)I18、Bayer Chemicals)7.6部を一部分で加えた。次いで速度を高速に変え、3分間維持した。次に、この溶液を処理水Aで、有効サイズ剤の濃度が0.5%となるように、希釈した。これはサイズ剤Dと言う。
AKDをASAに取り替えた他は、例46で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した他は、例52で述べたように、手すきシートを作製した。
組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り6ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した他は、例52で述べたように、手すきシートを作製した。
市販の明ばんの溶液を処理水Aで0.5%に希釈した。これは添加物Aとする。
明ばんの添加以外は、例52で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り4ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
明ばんの添加以外は、例52で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
明ばんの添加以外は、例52で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り6ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
ウエットエンドサイズ剤を添加しなかった他は、例46で述べたように、別の手すきシートを作製した。Brij(登録商標)98 5部を使用しなかった他は、エマルジョン法Aを用いて、サイズ剤Eを製造した。表面塗布法Aを用いて、手すきシートをサイズ剤Eと澱粉溶液Cとの混合物で処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維1ポンド当りサイズ剤1.5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
手すきシートを例58と同様に処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維E 1ポンド当りサイズ剤2ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加し、また澱粉溶液Cは、表面塗布法Aを用いて添加した。
手すきシートを例58と同様に処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維E 1ポンド当りサイズ剤3ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加し、また澱粉溶液Cは、表面塗布法A
を用いて添加した。
手すきシートを例58と同様に処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維E 1ポンド当りサイズ剤4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加し、また澱粉溶液Cは、表面塗布法Aを用いて添加した。
例46〜61を、試験Iの2分Cobb試験を用いてサイジングについて分析した。これらの結果を第11表に示す。
これらの例では、現地工場から得たリサイクルパルプを用いた。組成は、殆ど、若干の古い段ボールの入ったオフィスの混合屑紙である。塩化カルシウム及び硫酸ナトリウム(それぞれ5:8の重量比)の溶液を用いて、この組成混合物を5,000μ秒/cmの高導電率に調節した。1000平方フィート当り27ポンドの基準重量を有する手すきシートを作製し、またカチオン性ポリアクリルアミド保持助剤を乾燥紙パルプ1トン当り1ポンドの用量で用いた。
この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例62で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例62で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤6ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
澱粉の添加以外は、例62で述べたように、手すきシートを作製した。カチオン性澱粉は、比較例51と同様に調理した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当り4ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
例65で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤5ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
例65で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Cを、乾燥紙1トン当りサイズ剤6ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び澱粉溶液Eを、有効サイズ剤対有効澱粉比が1:1となるのに十分な量、添加した。
AKDをASAに取り替えた他は、例62で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当りサイズ剤4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例68で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当りサイズ剤5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例68で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当りサイズ剤6ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
明ばんの添加以外は、例68で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り4ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例71で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例71で述べたように、手すきシートを作製した。この組成にサイズ剤Dを、乾燥紙1トン当り6ポンドの用量を与えるのに十分な量、及び添加物Aを、乾燥紙1トン当り5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
ウエットエンドサイズ剤を添加しなかった他は、例62で述べたパルプを用いて、別の手すきシートを作製した。Brij 98を使用しなかった他は、エマルジョン法Aを用いて、サイズ剤Eを製造した。表面塗布法Aを用いて、手すきシートをサイズ剤E及び澱粉溶液Cで処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維1ポンド当りサイズ剤1.5ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
手すきシートを例74と同様に表面塗布法Aを用いて、サイズ剤E及び澱粉溶液Cで処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維1ポンド当りサイズ剤2ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例74と同様に作製した手すきシートを表面塗布法Aを用いて、サイズ剤E及び澱粉溶液Cで処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維1ポンド当りサイズ剤3ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例74と同様に作製した手すきシートを表面塗布法Aを用いて、サイズ剤E及び澱粉溶液Cで処理した。サイズ剤Eは、乾燥繊維1ポンド当りサイズ剤4ポンドの用量を与えるのに十分な量、添加した。
例62〜77を、試験Iの2分Cobb試験を用いてサイジングについて分析した。これらの結果を第12表に示す。
本例は、実験室で作った晒し板紙条件を示す。これらの研究で、本発明をウエットエンドロジンサイズ剤と比較する。
実験室の晒し板紙条件は、420カナダ規格ろ水度まで精製した晒し軟材クラフトと350カナダ規格ろ水度まで精製した晒し硬材クラフトとの1:1混合物を用いて、シミュレートした。充填剤は使用せず、また原料のpHは、4.5に調節した。この原料に、澱粉溶液Eを、澱粉量が4ポンド/トン、アニオン性ポリアクリルアミド(BAYSTRE
NGTH(登録商標)85樹脂)量が3ポンド/トン及びアニオン性保持助剤量が1ポンド/トンになるように添加した。
界面活性剤Dを5部用いて、3ポンド/乾燥繊維トンの用量とした他は、エマルジョン法Aにより製造したエマルジョンで、手すきシートを表面塗布法Cに従って処理した。製紙法Cを用いた。
澱粉の添加前にロジンサイジングエマルジョンを10ポンド/トン及び明ばんを20ポンド/トンの用量、添加した他は、例78に従って手すきシートを製造した。
澱粉の添加前にロジンサイジングエマルジョンを10ポンド/トン及び明ばんを30ポンド/トンの用量、添加した他は、例78に従って手すきシートを製造した。
例78〜80の手すきシートについて、試験IのCobb試験及び試験Eの超音波減衰測定(最大値)を用いて、サイジングを試験した。これらの結果を第13表に示す。これらのデータから、本発明は、ロジンよりも少量でロジンと同等のサイジングを与えると共に、超音波変調により測定したとおり、長い水有効寿命を与えると結論する。
pHを希NaOHで7.5に調節し、炭酸カルシウム充填剤(ALBACAR 5970)を200ポンド/乾燥繊維トンの用量、添加し、また澱粉を10ポンド/トン又は20ポンド/トン添加した他は、例78に従って手すきシートを製造した。
Brij 98 5部を用いて、サイズ剤の用量水準を2ポンド/乾燥繊維トンとした他は、エマルジョン法Aにより製造したエマルジョンで、手すきシートを表面塗布法Cに従って処理した。
例81で製造した手すきシートを、サイズ剤の用量水準が2.5ポンド/乾燥繊維トンとなるように、表面塗布法Cに従って処理した。
例81で製造した手すきシートを、サイズ剤の用量水準が3ポンド/乾燥繊維トンとなるように、表面塗布法Cに従って処理した。
例81で製造した手すきシートを、サイズ剤の用量水準が4ポンド/乾燥繊維トンとなるように、表面塗布法Cに従って処理した。
例81〜84の手すきシートを、試験IのCobb試験を用いて、サイジングについて試験した。これらの結果を第14表に示す。
例85〜90は、澱粉、重合体又は水ベースのサイズプレス溶液に低せん断ASAを塗布したサイジング有効性を示す。
これらの例は、澱粉、重合体又は水ベースのサイズプレス溶液を含む第二成分に、低せん断下で無水アルケニルこはく酸を適用して作った第一成分のエマルジョンを含むサイジング組成物のサイジング有効性を示す。
市販の製紙機で紙Dを製造した。組成は、基準重量200g/m2の古い段ボール屑紙である。この紙は、炭酸カルシウムを10重量%含有し、内部サイズ剤を含まない。
Brij 98界面活性剤を5重量%含有するASA 10.5部を全量、水189.5部で、家庭用ブレンダーを用いて、低速で30秒間乳化した。
表面塗布法Aを用いて、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるように、紙DをASAエマルジョンC 10.64部と7重量%澱粉溶液B 139.36部との混合物で処理した。
表面塗布法Aを用いて、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるように、紙DをASAエマルジョンC 8.18部と処理水A 141.82部との混合物で処理した。
処理水A 140.51部に10重量%固体重合体1.42部を加えることにより、Baysize(登録商標)E LS(カチオン性ポリアクリルアミド、Bayer Chemicals Corporation)の0.1重量%溶液を製造した。
表面塗布法Aに従って、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるように、紙DをASAエマルジョンC 8.07部と0.1重量%重合体溶液 141.93部との混合物で処理した。
処理水A 135.88部に10重量%固体重合体3.48部を加えることにより、Baysize E LSの0.25重量%溶液を製造した。
表面塗布法Aに従って、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるよう
に、紙DをASAエマルジョンC 10.64部と0.25重量%重合体溶液 139.36部との混合物で処理した。
処理水A 138.84部に30重量%固体重合体0.46部を加えることにより、Baystrength(登録商標)FP100(アニオン性ポリアクリルアミド、Bayer Chemicals Corporation)の0.1重量%溶液を製造した。
表面塗布法Aを用いて、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるように、紙DをASAエマルジョンC 10.70部と0.1重量%重合体溶液 139.30部との混合物で処理した。
処理水A 138.18部に30重量%固体重合体1.16部を加えることにより、Baystrength FP100の0.25重量%溶液を製造した。
表面塗布法Aを用いて、乾燥紙繊維1トン当り2ポンドのASA用量、添加されるように、紙DをASAエマルジョンC 10.66部と0.25重量%重合体溶液 139.34部との混合物で処理した。
例85、86、87、88、89、90で処理した紙を、試験IのCobb試験及び試験Eの超音波減衰測定を用いて、サイジングについて試験した。これらの結果を第15表に示す。
これらの例は、本発明に対する加水分解したASAの影響を示す。
非処理水392部に加えたサイジング界面活性剤混合物8部と共に、5%Brij 98界面活性剤を含有するASAでエマルジョンを製造した。エマルジョンは、家庭用ブレンダーで、低速度で30秒間用いて作った。次にエマルジョンを頭上撹拌機付き容器に入れた。容器を50℃に維持した水浴で加熱した。周期的にアリコートを取出し、無水物含有量及び表面サイジング有効性を分析した。エマルジョン中の無水物量は、モルホリン滴定を用いて測定した(R.B.Wasser,“The Reactivity of Alkenylsuccinic Anhydride:It’s Pertinence to Alkaline Sizing”,1985 Alkaline Papermaking Conference,17頁,TAPPI Press参照)。表面処理法Aに従って、表面サイジング実験を行った。アリコートの固形分(solids content)を、処理シート上のサイジング剤の用量が、乾燥紙1トン当りサイズ剤0.5ポンドとなるように、澱粉溶液Bに加えた。これらの例では、紙Bを処理した。
化エマルジョンで処理した。得られたシートは、試験Aでサイジングについて試験した。各シートに対し、20回サイジング測定を行い、平均した。これらの結果を第16表に示す。
例95、96、97は、38℃のオーブン中で1ヵ月間保存したASA界面活性剤混合物(ASA、及び1価アルコールエトキシレートである5%Brij(登録商標)98)を、同様にして新しく製造したASA界面活性剤混合物サンプルと比較したものである。エマルジョンの粒度及びインク浸透データを示す。
エマルジョンを用いて、本発明によるサイジング組成物を以下のように製造した。エマルジョンは、38℃のオーブン中で1ヵ月間保存した5%Brij 98含有ASA 10部を、家庭用ブレンダーで25℃の水189.5部に加え、次いで低速で30秒間混合することにより製造した。
エマルジョンを用いて、本発明によるサイジング組成物を以下のように製造した。エマルジョンは、新しく作った5%Brij 98含有ASA 10部を、家庭用ブレンダーで25℃の水189.5部に加え、次いで低速で30秒間混合することにより製造した。
例95、96で製造したサイジングエマルジョンを用いて、表面塗布法Aで紙をサイズした。各エマルジョンは、別々に、第二成分として追加の澱粉溶液Bに加えて、紙処理用の全サイジング組成物を製造した。澱粉溶液B 400gにエマルジョン6.31gを加えた。サイジングの有効性を前記インク浸透有効寿命試験Aで求めた。各エマルジョンのエマルジョン粒度は、前記粒度試験Fを用いて測定した。これらの結果を第17表に示す。
Claims (45)
- (a)(i)無水アルケニルこはく酸粒子及び(ii)界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水に懸濁したエマルジョンを含む第一成分、及び
(b)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分、
を含有する水性サイジング組成物であって、サイジング組成物が繊維質基体と接触すると、該組成物が繊維質基体に有用なサイジング特性を付与可能に、無水アルケニルこはく酸成分及び第二成分は十分希釈されている該サイジング組成物。 - 前記界面活性剤成分が、スルホスクシネート、アルキル及びアリールアミド及び第一、第二及び第三アミン及びそれらの相当する第四塩脂肪酸、エトキシル化脂肪酸、脂肪アルコール、エトキシル化脂肪アルコール、脂肪酸エステル、エトキシル化脂肪酸エステル、エトキシル化トリグリセリド、特定のエトキシル化ラノリン、スルホン化アミド、スルホン化アミン、エトキシル化重合体、プロポキシル化重合体、エトキシル化/プロポキシル化共重合体、ポリエチレングリコール、燐酸エステル、ホスホン化脂肪酸エトキシレート、ホスホン化脂肪アルコールエトキシレート、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルサルフェート、アリールサルフェート、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれる請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記界面活性剤成分が、無水アルケニルこはく酸に対し、約0.1〜約20重量%の範囲の水準で存在する請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記無水アルケニルこはく酸粒子の中央値粒度が、約0.5〜約20μの範囲である請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記無水アルケニルこはく酸成分が、加水分解した無水アルケニルこはく酸を、無水アルケニルこはく酸の全重量に対し、約1〜約99重量%の範囲の量で更に含有する請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記サイジング組成物で繊維質基体を処理すると、処理された繊維質基体のCobbサイジングが30分間で約150gsm未満か、又は2分間で約100gsm未満となるように、該組成物は十分希釈されている請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記サイジング組成物で繊維質基体を処理すると、処理された繊維質基体はインクの浸透を遅らせて、HST値が10秒以上になるように、該組成物は十分希釈されている請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記サイジング組成物の凝集が約40〜約200°Fの範囲の温度で最小化するように、サイジング組成物は十分希釈されている請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記無水アルケニルこはく酸粒子が、単一様式の粒子分布を有する請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記無水アルケニルこはく酸粒子が、二様式又は多様式の粒子分布を有する請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記無水アルケニルこはく酸が、約0.001〜約5重量%存在する請求項1に記載のサイジング組成物。
- 前記重合体成分が、カチオン性ビニル付加重合体、アニオン性ビニル付加重合体、中性重合体、両性重合体、縮合重合体、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれた水溶性重合体である請求項1に記載のサイジング組成物。
- 請求項1のサイジング組成物で処理された繊維質基体。
- 前記基体が、板紙である請求項13に記載の繊維質基体。
- 前記板紙が、1分を基準として、1m2当り約50〜約120gの範囲のCobbサイジング値を示す請求項13に記載の繊維質基体。
- 前記基体が、ファインペーパーである請求項13に記載の繊維質基体。
- 前記ファインペーパーが、1分を基準として、約18〜約40gsmの範囲のCobbサイジング値を示す請求項16に記載の繊維質基体。
- 前記基体が、新聞印刷用紙、その他の木材含有紙グレード、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれる請求項13に記載の繊維質基体。
- 前記基体が、水滴試験で測定して、5μL水滴寸法を基準として、約10〜約100秒の範囲のサイジング性能を示す新聞印刷用紙基体である請求項18に記載の繊維質基体。
- (a)(i)無水アルケニルこはく酸及び(ii)界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水で乳化して、エマルジョンを形成する工程、及び
(b)該エマルジョンを、カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分と結合して、(1)無水アルケニルこはく酸粒子及び界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水に懸濁したエマルジョンを含む第一成分、及び(2)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分を含有するサイジング組成物を形成する工程、
を含み、該サイジング組成物は繊維質基体と接触すると、該組成物が繊維質基体に有用なサイジング特性を付与可能に、無水アルケニルこはく酸成分及び第二成分は十分希釈されていることを特徴とするサイジング組成物の製造方法。 - 前記界面活性剤成分が、スルホスクシネート、アルキル及びアリールアミド及び第一、第二及び第三アミン及びそれらの相当する第四塩脂肪酸、エトキシル化脂肪酸、脂肪アルコール、エトキシル化脂肪アルコール、脂肪酸エステル、エトキシル化脂肪酸エステル、エトキシル化トリグリセリド、特定のエトキシル化ラノリン、スルホン化アミド、スルホン化アミン、エトキシル化重合体、プロポキシル化重合体、エトキシル化/プロポキシル化共重合体、ポリエチレングリコール、燐酸エステル、ホスホン化脂肪酸エトキシレート、ホスホン化脂肪アルコールエトキシレート、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルサルフェート、アリールサルフェート、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれる請求項20に記載の方法。
- 前記界面活性剤成分が、無水アルケニルこはく酸に対し、約0.1〜約20重量%の範囲の水準で存在する請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンの製造圧力が、約1〜約150psigの範囲である請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンの製造温度が、約40°Fを超え約200°F以下の範囲である請求項21に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、約1psig以上約5psig以下の入口圧力を有するせん断装置で製造される請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、約5〜約25psig以下の入口圧力を有するせん断装置で製造される請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、約15〜約150psigの範囲の出口圧力を有するせん断装置で製造される請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、約30〜約100psigの範囲の出口圧力を有するせん断装置で製造される請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、遠心ポンプ、静的インラインミキサー、ぜん動ポンプ、ビーカー内磁気撹拌棒、頭上撹拌機、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれた装置で作られた、せん断条件下で製造される請求項20に記載の方法。
- 前記エマルジョンの製造温度が約40°F未満であり、第二成分の温度が約40°Fを超え、約200°F以下の範囲であり、かつエマルジョンを第二成分と結合する際、エマルジョンが加熱される請求項20に記載の方法。
- 繊維質基体表面を、(1)無水アルケニルこはく酸粒子及び界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水に懸濁したエマルジョンを含む第一成分、及び(b)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水、水溶性重合体、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分を含有する水性サイジング組成物で処理して、サイズ剤を施した繊維質基体を形成する工程を含む紙製品のサイジング方法。
- 前記サイズ剤を施した基体が、板紙である請求項31に記載の繊維質基体。
- 前記板紙が、1分を基準として、1m2当り約50〜約120gの範囲のCobbサイジング値を示す請求項31に記載の繊維質基体。
- 前記サイズ剤を施した繊維質基体が、ファインペーパーである請求項31に記載の方法。
- 前記サイジング組成物が、冷却缶に添加される請求項31に記載の方法。
- 前記サイズ剤を施した繊維質基体が、1分を基準として、約18〜約40gsmの範囲のCobbサイジング値を示す請求項32に記載の方法。
- 前記サイズ剤を施した繊維質基体が、新聞印刷用紙、その他の木材含有紙グレード、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれる請求項31に記載の方法。
- 前記基体が、水滴試験で測定して、5μL水滴寸法を基準として、約10〜約100秒の範囲のサイジング性能を示す新聞印刷用紙である請求項37に記載の方法。
- 前記サイジング組成物中の無水アルケニルこはく酸の約100%が、繊維質基体に保持される請求項31に記載の方法。
- 前記繊維質基体表面を処理する前に、該方法が、繊維質基体を、使用される全サイズ剤に対し50%以下の量で存在するウエットエンドサイズ剤成分で処理する工程を更に含む請求項31に記載の方法。
- 前記サイジング組成物が、
(a)(i)無水アルケニルこはく酸及び(ii)界面活性剤成分を含有する無水アルケニルこはく酸成分を水で乳化して、(i)無水アルケニルこはく酸粒子及び(ii)界面活性剤成分を水に懸濁したエマルジョンを含有する第一成分を形成し、更に
(b)該エマルジョンを、カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水溶性重合体、水、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分と結合して、サイジング組成物を形成する、
ことにより製造される請求項31に記載の方法。 - 前記エマルジョンが、遠心ポンプ、静的インラインミキサー、ぜん動ポンプ、ビーカー内磁気撹拌棒、頭上撹拌機、及びそれらの組合わせよりなる群から選ばれた装置で作られた、せん断条件下で製造される請求項41に記載の方法。
- 前記第一成分の製造温度が約40°F未満であり、第二成分の温度が、約40°Fを超え、約200°F以下の範囲であり、かつエマルジョンを第二成分と結合する際、エマルジョンが加熱される請求項42に記載の方法。
- (a)(i)無水アルケニルこはく酸粒子及び(ii)界面活性剤成分を含有する第一成分を水に懸濁したエマルジョンを含有する加熱した第一成分、及び
(b)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水溶性重合体、水、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分、
を含有する水性サイジング組成物であって、サイジング組成物が繊維質基体と接触すると、該組成物が繊維質基体に有用なサイジング特性を付与可能に、無水アルケニルこはく酸成分及び第二成分は十分希釈され、かつ該組成物は、約40°Fよりも高い温度を有する該水性サイジング組成物。 - (a)(i)アルケンケテン二量体粒子及び(ii)界面活性剤成分を含有するアルケンケテン二量体成分を水に懸濁したエマルジョンを含有する第一成分、及び
(b)カチオン性澱粉、ノニオン性澱粉、アニオン性澱粉、水溶性重合体、水、及びそれらの混合物よりなる群から選ばれた第二成分、
を含有する水性サイジング組成物であって、サイジング組成物が繊維質基体と接触すると、該組成物が繊維質基体に有用なサイジング特性を付与可能に、アルキレンケテン二量体成分及び第二成分は十分希釈されている該水性サイジング組成物。
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