JP2761953B2 - Production method of rosin emulsion sizing agent - Google Patents

Production method of rosin emulsion sizing agent

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JP2761953B2 JP33622089A JP33622089A JP2761953B2 JP 2761953 B2 JP2761953 B2 JP 2761953B2 JP 33622089 A JP33622089 A JP 33622089A JP 33622089 A JP33622089 A JP 33622089A JP 2761953 B2 JP2761953 B2 JP 2761953B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は製紙用サイズ剤として有用なロジン系水性エ
マルジョンの製造法に関するものであって、さらに詳し
くは、相反転法によってロジン系エマルジョンサイズ剤
を製造する方法の改良に係る。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a rosin-based aqueous emulsion useful as a sizing agent for papermaking, and more particularly to a rosin-based emulsion sizing agent by a phase inversion method. The present invention relates to an improvement in the method for producing

[従来の技術] 近年の製紙業界にあっては、工場排水の規制強化、用
水コストの低減化等の観点から、抄紙排水をできるだけ
回収して再使用することが志向されている。この場合、
製紙用水の質の低下は免れず、従来広く使われてきた鹸
化型ロジンサイズ剤では、成紙に充分なサイズ効果を付
与することが極めて難しい。このため、エマルジョン型
のロジン系サイズ剤が近年脚光を浴びている。
[Related Art] In the papermaking industry in recent years, from the viewpoints of strengthening regulations on factory wastewater and reducing the cost of water use, it is desired to collect and reuse papermaking wastewater as much as possible. in this case,
The quality of water for papermaking is inevitably reduced, and it is extremely difficult for a saponified rosin sizing agent that has been widely used in the past to give a sufficient size effect to the formed paper. For this reason, emulsion type rosin sizing agents have been spotlighted in recent years.

[発明が解決しようとする問題点] ロジン系エマルジョンサイズ剤の製造法としては、ホ
モジナイザーを使用してロジン系物質を乳化する高圧乳
化法や、ロジン系物質を適当な有機溶剤に溶かした溶液
を、乳化剤の存在下に水性媒体中に乳化せしめ、次いで
有機溶剤を留去させる溶剤留去法が公知であるが、この
外に溶融状態のロジン系物質に分散剤水溶液を添加して
まずW/O型のエマルジョンを調製し、次いでこれに水を
加えてロジン系物質を連続相から分散相に相反転さるこ
とにより、O/W型エマルジョンを調製する反転法が知ら
れている。
[Problems to be Solved by the Invention] As a method for producing a rosin-based emulsion sizing agent, a high-pressure emulsification method in which a rosin-based substance is emulsified using a homogenizer, or a solution in which a rosin-based substance is dissolved in an appropriate organic solvent is used. A solvent distillation method in which an emulsifier is emulsified in an aqueous medium in the presence of an emulsifier, and then the organic solvent is distilled off, is known. There is known an inversion method for preparing an O / W emulsion by preparing an O-type emulsion and then adding water to invert the rosin-based material from a continuous phase to a dispersed phase.

しかしながら、従来の反転法で製造されたロジン系エ
マルジョンサイズ剤は、界面活性剤系分散剤をロジン系
物質に対して4〜8重量%と比較的多量に用いないと、
均質で細かいロジンエマルジョン粒子を得ることができ
ない。しかるに、このようなロジン系エマルジョンサイ
ズ剤を製紙に使用すると、抄紙系で発泡が生じ、成紙に
ピンホール等を発生させるばかりでなく、ピッチトラブ
ルを招来させる不都合があった。
However, the rosin-based emulsion sizing agent manufactured by the conventional inversion method requires a relatively large amount of a surfactant-based dispersant of 4 to 8% by weight based on the rosin-based material,
Uniform and fine rosin emulsion particles cannot be obtained. However, when such a rosin-based emulsion sizing agent is used in papermaking, foaming occurs in the papermaking system, and not only pinholes and the like are generated in the formed paper, but also pitch trouble is caused.

[問題点を解決するための手段] 本発明者等は上記の問題点を解消するために、界面活
性剤系分散剤の使用量を減少させても均質で細かいロジ
ン系エマルジョン粒子を得ることができるロジン系物質
について研究を重ねた結果、反転法のロジン系物質とし
て、フェノール系樹脂と強化ロジンとの混合物を使用す
ると共に、このロジン系物質を分散させるための薬剤と
して、後述するような特定な四元共重合体のアルカリ中
和塩を使用すれば、界面活性剤系分散剤を全く使用しな
くても、分散質粒子が細かくて均質なロジン系エマルジ
ョンが得られることを見出した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present inventors have been able to obtain uniform and fine rosin-based emulsion particles even if the amount of the surfactant-based dispersant is reduced. As a result of repeated research on possible rosin-based substances, a mixture of a phenolic resin and reinforced rosin was used as a rosin-based substance in the inversion method, and a specific agent as described below was used as a drug for dispersing this rosin-based substance. It has been found that the use of such a quaternary copolymer alkali-neutralized salt makes it possible to obtain a homogeneous rosin emulsion having fine dispersoid particles without using any surfactant dispersant.

すなわち、本発明に係るロジン系エマルジョンサイズ
剤の製造法は、溶融状態のロジン系物質と、分散剤を含
有する水とを混合してロジン系物質が連続相で、水が分
散相である分散液を形成させ、次いで当該分散液に水を
添加して相反転させることにより、水が連続相で、ロジ
ン系物質が分散相である水性エマルジョンを得るロジン
系エマルジョンサイズ剤の製造法に於いて、前記のロジ
ン系物質として、フェノール系樹脂と強化ロジンの混合
物を使用すると共に、前記の分散剤としてスチレン系モ
ノマー・アクリル酸エステル・アクリル酸・メタクリル
酸からなる四元共重合体のアルカリ中和塩を使用するこ
とを特徴とする。
That is, the method for producing a rosin-based emulsion sizing agent according to the present invention comprises mixing a rosin-based material in a molten state with water containing a dispersant to form a dispersion in which the rosin-based material is a continuous phase and water is a dispersed phase. In a method for producing a rosin-based emulsion sizing agent, an aqueous emulsion in which water is a continuous phase and a rosin-based substance is a dispersed phase is obtained by forming a liquid and then inverting the phase by adding water to the dispersion. A mixture of a phenolic resin and a reinforced rosin as the rosin-based substance, and alkali neutralization of a quaternary copolymer composed of a styrene-based monomer, an acrylate, an acrylic acid and a methacrylic acid as the dispersant. It is characterized by using a salt.

そして、強化ロジンと混合使用するフェノール系樹脂
の量は、強化ロジン重量の5〜20%の範囲にある。
The amount of the phenolic resin mixed with the reinforced rosin is in the range of 5 to 20% of the weight of the reinforced rosin.

本発明の方法に於いて、フェノール系樹脂とはアルキ
ルフェノールホルマリン付加縮合物、フェノール変性石
油樹脂等をいい、その分子量は500〜2000程度、好まし
くは1000前後であることを可とする。ちなみに、アルキ
ルフェノールホルマリン付加縮合物は、アルキルフェノ
ールにホルムアルデヒドを付加させてメチロール化アル
キルフェノールを生成させ、次いでメチロール基の縮合
反応を行なわせて多量化することで製造することができ
る。また、フェノール変性石油樹脂は、石油樹脂にフェ
ノール又はフェノール化合物を反応させることにより、
あるいはフェノール又はフェノール化合物の存在下に、
石油樹脂を製造することにより、分子内に水酸基を有す
るフェノール変性石油樹脂を得ることができ、その分子
量は反応物のモル比や触媒の添加量で調節可能である。
In the method of the present invention, the phenolic resin refers to an alkyl phenol formalin addition condensate, a phenol-modified petroleum resin, and the like, and the molecular weight thereof is about 500 to 2,000, preferably about 1,000. Incidentally, an alkylphenol formalin addition condensate can be produced by adding formaldehyde to an alkylphenol to produce a methylolated alkylphenol and then subjecting it to a condensation reaction of methylol groups to produce a large amount. In addition, phenol-modified petroleum resin, by reacting phenol or phenol compound to petroleum resin,
Alternatively, in the presence of phenol or a phenol compound,
By producing a petroleum resin, a phenol-modified petroleum resin having a hydroxyl group in the molecule can be obtained, and its molecular weight can be adjusted by the molar ratio of the reactants and the amount of the catalyst added.

強化ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン等
のロジンを、既知の方法でα,β−不飽和多塩基酸と反
応させたものが使用できる。α,β−不飽和多塩基酸と
しては、フマール酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ア
クリル酸、メタクリル酸等が例示されるが、フマール酸
付加が最も好ましく、その付加量は6〜15%、好ましく
は9〜13%の範囲にある。本発明では所望により、強化
ロジンの一部をフェノール樹脂変性強化ロジンに代替さ
せることができる。
As the fortified rosin, those obtained by reacting a rosin such as a gum rosin or a tall oil rosin with an α, β-unsaturated polybasic acid by a known method can be used. Examples of the α, β-unsaturated polybasic acid include fumaric acid, maleic anhydride, itaconic acid, acrylic acid, methacrylic acid, and the like. Fumaric acid addition is most preferable, and the addition amount is 6 to 15%. Preferably it is in the range of 9 to 13%. In the present invention, a part of the reinforced rosin can be replaced with a phenol resin-modified reinforced rosin, if desired.

本発明に於いては、上記したロジン系物質を水性媒体
に分散させる薬剤として、スチレン系モノマー・アクリ
ル酸エステル・アクリル酸・メタクリル酸からなる四元
共重合体のアルカリ中和塩を使用する。ここで、スチレ
ン系モノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、α
−又はβ−メチルスチレン、イソプロペニルトルエン等
が例示でき、これらは1種もしくは2種以上を使用する
ことができる。なかでもスチレンの使用が最も好まし
い。また、アクリル酸エステルとしては、一般式 CH2=CR1−COOR2 ただし、R1は水素又はメチル基、 R2は炭素数1〜18の直鎖又は分岐アルキル基
又はシクロアルキル基、 で示される化合物が包含され、なかでもR2が炭素数4〜
8のアルキル基である化合物の使用が好ましい。
In the present invention, as a chemical for dispersing the above-mentioned rosin-based substance in an aqueous medium, an alkali neutralized salt of a quaternary copolymer composed of a styrene-based monomer, an acrylate, an acrylic acid and a methacrylic acid is used. Here, styrene-based monomers include styrene, vinyl toluene, α
-Or β-methylstyrene, isopropenyltoluene, and the like, and one or more of these can be used. Of these, the use of styrene is most preferred. In addition, as the acrylate, a general formula CH 2 CRCR 1 —COOR 2 where R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Wherein R 2 has 4 to 4 carbon atoms
The use of a compound which is an alkyl group of 8 is preferred.

上記した四元共重合体を構成する各モノマーの重量%
は、スチレン系モノマー50〜70%、アクリル酸エステル
10〜30%、アクリル酸10〜15%、メタクリル酸10〜15%
の範囲内にある。
% By weight of each monomer constituting the above quaternary copolymer
Is 50-70% of styrene monomer, acrylic ester
10-30%, acrylic acid 10-15%, methacrylic acid 10-15%
Within the range.

アクリル酸エステルの量が10%以下又は30%以上であ
ると、ロジン系物質に対する充分な分散能を生成共重合
体に期待することができない。また、アクリル酸とメタ
クリル酸との比率は、4/6〜6/4の範囲にあることが好ま
しく、この範囲を逸脱した場合には、たとえ他の2成分
の量が所定の範囲内にあったとしても、生成共重合体は
ロジン系物質に対して充分な分散能を発揮することがで
きない。
If the amount of the acrylate is 10% or less or 30% or more, the resulting copolymer cannot be expected to have sufficient dispersibility in rosin-based substances. Further, the ratio of acrylic acid to methacrylic acid is preferably in the range of 4/6 to 6/4. If the ratio deviates from this range, even if the amounts of the other two components fall within the predetermined range. Even so, the resulting copolymer cannot exhibit sufficient dispersing ability for rosin-based materials.

四元共重合体は通常の重合法で調製することができる
が、特に乳化重合法が好ましい。乳化重合用乳化剤とし
ては、一般に分子量1000以下のアニオン性界面活性剤及
び/又はノニオン性界面活性剤が使用されるが、本発明
のモノマー4成分を乳化重合するに当っては、乳化剤と
して分子量2000〜15000程度のポリオキシエチレンポリ
オキシプロピレンを使用するのが最適である。
The quaternary copolymer can be prepared by a usual polymerization method, but an emulsion polymerization method is particularly preferable. As an emulsifier for emulsion polymerization, an anionic surfactant and / or a nonionic surfactant having a molecular weight of 1,000 or less is generally used. It is optimal to use about 15,000 polyoxyethylene polyoxypropylene.

乳化重合に際しては常法通り、重合開始剤として過硫
酸塩類、過酸化水素等をモノマー混合物重量に対して1
〜5%程度使用する。この場合、必要に応じて亜硫酸塩
等の還元剤を併用することができ、場合によっては油溶
性のパーオキサイド化合物やアゾ化合物を併用すること
もできる。さらに、生成共重合体の分子量を調節する目
的で、メルカプタン類、チオグリコール酸エステル類、
四塩化炭素、イソプロピルアルコール等の連鎖移動剤
を、重合条件に合せて適当量使用することができる。乳
化重合開始時に加える水の量は、反応混合物全体の65〜
90重量%、好ましくは70〜75重量%の範囲に維持し、50
〜95℃の温度で重合反応を完了させることで、目的とす
る四元共重合体を得ることができる。
In the emulsion polymerization, persulfates, hydrogen peroxide and the like are used as a polymerization initiator in a usual manner at a ratio of 1 to the weight of the monomer mixture.
Use about 5%. In this case, if necessary, a reducing agent such as a sulfite can be used in combination, and in some cases, an oil-soluble peroxide compound or an azo compound can be used in combination. Further, for the purpose of adjusting the molecular weight of the produced copolymer, mercaptans, thioglycolates,
A chain transfer agent such as carbon tetrachloride and isopropyl alcohol can be used in an appropriate amount according to the polymerization conditions. The amount of water added at the start of the emulsion polymerization is 65 to
90% by weight, preferably maintained in the range of 70-75% by weight, 50%
The desired quaternary copolymer can be obtained by completing the polymerization reaction at a temperature of about 95 ° C.

この共重合体を常法通り中和することで、本発明のロ
ジン系物質に対して特に有効な分散剤が得られるが、中
和に当っては中和当量の50〜100%を中和することが好
ましい。中和剤には水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニア、アミン類等のアルカリ性化合物が、単
独又は混合して使用される。
By neutralizing this copolymer in the usual manner, a dispersant particularly effective for the rosin-based substance of the present invention can be obtained, but in neutralization, 50 to 100% of the neutralization equivalent is neutralized. Is preferred. As the neutralizing agent, alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and amines are used alone or in combination.

こうして調製される四元共重合体のアルカリ中和塩
は、本発明のロジン系物質、すなわち、強化ロジンとフ
ェノール系樹脂との混合物に対して、5〜20重量%の範
囲で使用できるが、サイズ効果及び発泡性を考慮すれ
ば、その使用量は10〜15重量%の範囲が最適である。
The alkali neutralized salt of the quaternary copolymer thus prepared can be used in the range of 5 to 20% by weight based on the rosin-based substance of the present invention, that is, the mixture of the reinforced rosin and the phenolic resin. Considering the size effect and foaming properties, the amount used is optimally in the range of 10 to 15% by weight.

本発明で使用される四元共重合体のアルカリ中和塩
は、ロジン系物質に対して優れた分散能を備えているの
で、相反転法により当該ロジン系物質から水性エマルジ
ョンを得るに際して、当業界で公知の界面活性剤系分散
剤を、必ずしも使用する必要はない。しかし、本発明は
これら公知の界面活性剤系分散剤の使用を排除するもの
ではない。従って、高級アルコール、アルキルフェノー
ル、アルキルアリールフェノール又はポリスチレン化フ
ェノールのポリオキシエチレンスルホコハク酸半エステ
ル塩、アルキルフェノール、アルキルアリールフェノー
ル又はポリスチレン化フェノールのポリオキシエチレン
硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−
オレフィンスルホン酸塩等の界面活性剤系分散剤が、本
発明でも使用可能であるが、その使用量はロジン系物質
に対して0.1〜1.0重量%の範囲とすることを可とする。
Since the alkali neutralized salt of the quaternary copolymer used in the present invention has excellent dispersing ability with respect to the rosin-based material, it is necessary to obtain an aqueous emulsion from the rosin-based material by the phase inversion method. It is not necessary to use surfactant-based dispersants known in the art. However, the present invention does not exclude the use of these known surfactant-based dispersants. Accordingly, polyoxyethylene sulfosuccinic acid half-ester salts of higher alcohols, alkyl phenols, alkyl aryl phenols or polystyrene phenols, polyoxyethylene sulfates of alkyl phenols, alkyl aryl phenols or polystyrene phenols, alkyl benzene sulfonates, α-
Surfactant-based dispersants such as olefin sulfonates can be used in the present invention, but the amount used can be in the range of 0.1 to 1.0% by weight based on the rosin-based material.

本発明の方法によれば、強化ロジンとその5〜20重量
%に相当するフェノール系樹脂との混合物を加熱溶融
し、この溶融物に前記した四元共重合体のアルカリ中和
塩を含有する水溶液を滴下しながら充分撹拌し、まず均
質なW/O型エマルジョンを調製する。次いで激しい撹拌
下にこのエマルジョンに温水を加えて相反転させ、O/W
型の水性エマルジョンを調製する。
According to the method of the present invention, a mixture of a reinforced rosin and a phenolic resin corresponding to 5 to 20% by weight thereof is melted by heating, and the melt contains the alkali neutralized salt of the quaternary copolymer described above. The mixture is sufficiently stirred while the aqueous solution is added dropwise to prepare a homogeneous W / O emulsion. Then warm water was added to this emulsion under vigorous stirring to invert the phase, and the O / W
An aqueous emulsion of the type is prepared.

この場合、分散剤を含有する水溶液の総量は、溶融物
の30〜60重量%の範囲とすることが好ましい。また当該
水溶液の滴下に際しては、溶融物温度をその融点より20
℃以上高い温度に維持して、分散剤水溶液を滴下し終わ
った時の混合物の温度がおよそ100℃前後になるように
調整するのが好ましい。その後、引続いて90〜95℃の温
水を撹拌下に滴下して相反転せしめることにより、所期
の水性エマルジョンサイズ剤を得るものである。
In this case, the total amount of the aqueous solution containing the dispersant is preferably in the range of 30 to 60% by weight of the melt. When the aqueous solution is dropped, the temperature of the melt is set at 20 degrees below its melting point.
It is preferable to maintain the temperature at a high temperature of at least 100 ° C. so that the temperature of the mixture at the end of the dropwise addition of the aqueous solution of the dispersant is about 100 ° C. Subsequently, the desired aqueous emulsion sizing agent is obtained by successively inverting the temperature of the mixture by dripping warm water at 90 to 95 ° C. with stirring.

[作 用] 本発明の方法で得られたロジン系エマルジョンサイズ
剤は、低発泡性で、しかも良好なサイズ効果を発現する
が、これは強化ロジンがフェノール系樹脂の共存下に溶
融される結果、溶融物が強化ロジン単独の場合よりも水
との親和性が改善されると共に、特定な四元共重合体の
アルカリ中和塩の強力な分散能と相俟って、微細で均質
なエマルジョン粒子を形成できるためと推定される。
[Operation] The rosin emulsion sizing agent obtained by the method of the present invention has low foaming properties and exhibits a good sizing effect. This is because the reinforced rosin is melted in the coexistence of the phenolic resin. In addition to the fact that the melt has improved affinity with water as compared with the case of reinforced rosin alone, and together with the strong dispersing ability of the alkali neutralized salt of the specific quaternary copolymer, a fine and homogeneous emulsion It is presumed that particles can be formed.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体
的に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例 強化ロジン(A)の調製 ロジン100重量部を加熱溶融し、190℃に昇温する。撹
拌下にこれにフマール酸11重量部を加え、200℃で反応
せしめ、実質的に未反応フマール酸が存在しなくなった
ことを確認して反応を完了した。得られた強化ロジン
(A)の酸価は241で、融点は100℃であった。
Example Preparation of fortified rosin (A) 100 parts by weight of rosin are heated and melted, and the temperature is raised to 190 ° C. 11 parts by weight of fumaric acid was added thereto with stirring, and the mixture was reacted at 200 ° C. The reaction was completed when it was confirmed that substantially no unreacted fumaric acid was present. The acid value of the obtained fortified rosin (A) was 241 and the melting point was 100 ° C.

四元共重合体アルカリ中和塩の製造 水320重量部に乳化剤(ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンブロックポリマー、商品名:エパンU−10
3第一工業製薬(株)製)5重量部を溶かし、これに第
1表に示す配合比でモノマーを加え、さらにイソプロピ
レンアルコール10重量部と、チオグリコール酸2−エチ
ルヘキシルエステル3重量部との混合物を加えて撹拌す
る。次いでAPS3重量部、SBS3重量部を加え、75〜80℃で
5時間反応させて重合を完了させることで、濃度27%の
共重合体エマルジョンを得た。
Production of quaternary copolymer alkali neutralized salt Emulsifier (polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, trade name: EPAN U-10) was added to 320 parts by weight of water.
3 Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was dissolved in 5 parts by weight, and monomers were added thereto in the compounding ratio shown in Table 1. Further, 10 parts by weight of isopropylene alcohol and 3 parts by weight of 2-ethylhexyl thioglycolate were added. Is added and stirred. Next, 3 parts by weight of APS and 3 parts by weight of SBS were added, and the mixture was reacted at 75 to 80 ° C. for 5 hours to complete the polymerization, thereby obtaining a copolymer emulsion having a concentration of 27%.

しかる後、このエマルジョンに28%のアンモニア水を
加えて1時間中和反応を行なってから、濃度が25%にな
るように水を追加し、中和度が75モル%である共重合体
のアルカリ中和塩の溶液を得た。
Thereafter, 28% aqueous ammonia was added to this emulsion, and a neutralization reaction was performed for 1 hour. Then, water was added so that the concentration became 25%, and a copolymer having a degree of neutralization of 75 mol% was obtained. A solution of the alkali neutralized salt was obtained.

先の調製例で製造した強化ロジン(A)にフェノール
系樹脂を加えて100重量部とし、160℃に加熱して溶融し
た。次いで濃度20%の分散剤水溶液(成分:ノニルフェ
ノールのポリオキシエチレンスルホコハク酸半エステル
Na塩)を2.5重量部加え混合した。水の還流により内温
は98℃に保持された。この温度を保持しながら、前記分
散剤Aを50重量部添加して均一に混合した。次いで90℃
の温水を加えて相反転させ、分散粒子が均一で微細な濃
度50%の水性エマルジョンサイズ剤を得た。
A phenolic resin was added to the reinforced rosin (A) produced in the above Preparation Example to make up to 100 parts by weight, and the mixture was heated to 160 ° C. and melted. Next, a 20% aqueous dispersant solution (component: polyoxyethylene sulfosuccinic acid half ester of nonylphenol)
Na salt) was added and mixed by 2.5 parts by weight. The internal temperature was maintained at 98 ° C. by refluxing water. While maintaining this temperature, 50 parts by weight of the dispersant A was added and mixed uniformly. Then 90 ° C
Was added to the mixture to invert the phase to obtain a 50% aqueous emulsion sizing agent having uniform and finely dispersed particles.

比較例1 フェノール系樹脂を使用することなく、強化ロジン
(A)100重量部と、ノニルフェノールのポリオキシエ
チレンスルホコハク酸半エステルNa塩の20%水溶液を用
いて相反転法により濃度50%の水性エマルジョンサイズ
剤を得た。
Comparative Example 1 An aqueous emulsion having a concentration of 50% by a phase inversion method using 100 parts by weight of reinforced rosin (A) and a 20% aqueous solution of sodium salt of polyoxyethylene sulfosuccinic acid half ester of nonylphenol without using a phenolic resin. A sizing agent was obtained.

比較例2(特開昭61−108796号の方法) 強化ロジン(B)の調製 ロジン100重量部とフマール酸10重量部を使用して前
述した強化ロジン調製法と同様にして強化ロジン(B)
を調製した。
Comparative Example 2 (Method of JP-A-61-108796) Preparation of fortified rosin (B) Reinforced rosin (B) in the same manner as the above-mentioned method for preparing a fortified rosin using 100 parts by weight of rosin and 10 parts by weight of fumaric acid
Was prepared.

共重合体系分散剤の調製 スチレン60重量部、アクリル酸25重量部及び2−エチ
ルヘキシルアクリレート15重量部からなるモノマー混合
物と、ドデシルメルカプタン5重量部、ポリオキシエチ
レン(n=10)ノニルフェニルエーテル硫酸半エステル
5重量部及び過硫酸アンモニウム3重量部を水300重量
部に加えて混合し、80℃で4時間乳化重合を行なった。
次いで60℃に冷却し、濃度48.5%の可性カリ水溶液30.4
重量部と水30重量部を徐々に滴下し、30分撹拌した後冷
却してケトン化度75%の中和物を得た。これに水を加え
て濃度25%の分散剤Xを得た。
Preparation of Copolymer Dispersant A monomer mixture consisting of 60 parts by weight of styrene, 25 parts by weight of acrylic acid and 15 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 5 parts by weight of dodecyl mercaptan, and polyoxyethylene (n = 10) nonylphenyl ether sulfate half 5 parts by weight of the ester and 3 parts by weight of ammonium persulfate were added to and mixed with 300 parts by weight of water, and emulsion polymerization was carried out at 80 ° C. for 4 hours.
Then, the mixture was cooled to 60 ° C.
Parts by weight and 30 parts by weight of water were gradually added dropwise, stirred for 30 minutes and then cooled to obtain a neutralized product having a ketone degree of 75%. Water was added thereto to obtain a dispersant X having a concentration of 25%.

また、上記の処方に於いて、アクリル酸25重量部に代
えてメタクリル酸25重量部を使用した以外は上記と同様
な処方で濃度25%の分散剤Yを得た。
Further, a dispersant Y having a concentration of 25% was obtained in the same formulation as above except that 25 parts by weight of methacrylic acid was used instead of 25 parts by weight of acrylic acid.

こうして得られた強化ロジン(B)及び分散剤X,Yを
使用し、実施例と同様にして濃度50%の水性エマルジョ
ンサイズ剤を得た。
Using the thus obtained fortified rosin (B) and dispersants X and Y, an aqueous emulsion sizing agent having a concentration of 50% was obtained in the same manner as in the example.

以上の実施例及び比較例で得た各エマルジョンサイズ
剤について、外観、光透過率、発泡性及びサイズ効果を
下記の方法で判定した。外観及び光透過率についての結
果を第2表に、発泡性及びサイズ効果についての結果を
第3表に示す。
The appearance, light transmittance, foamability and size effect of each emulsion sizing agent obtained in the above Examples and Comparative Examples were determined by the following methods. Table 2 shows the results regarding the appearance and the light transmittance, and Table 3 shows the results regarding the foamability and the size effect.

外 観 200ccの透明ガラス瓶にサイズ剤50ccを採取
し、密栓後瓶を倒立させて静置し、サイズ剤を瓶壁面を
薄い層となって流下する状態を肉眼で観察する。
Appearance 50 cc of the sizing agent is collected in a 200 cc transparent glass bottle. After sealing, the bottle is inverted and allowed to stand, and the sizing agent flows down in a thin layer on the wall of the jar and is visually observed.

◎:粗大粒子が存在せず、10秒以内に透明感が現れる。:: No coarse particles are present, and a clear feeling appears within 10 seconds.

○:粗大粒子が存在せず、20秒後に透明感が現れる。:: No coarse particles are present, and transparency appears after 20 seconds.

△:粗大粒子が存在し、20秒以上経過して透明感が現れ
る。
Δ: Coarse particles are present, and a clear feeling appears after 20 seconds or more.

光透過率 脱イオン水を使用してサイズ剤を固形分濃度
0.05重量%に希釈し、回折格子型光電比色計(Spectron
ic 20島津製作所製)により、波長560nmの光透過率を測
定した。各サイズ剤の光透過率は、脱イオン水単味の光
透過率を100%とした場合の相対値で示し、この値が高
い程サイズ剤試料の分散粒子径が微細である。
Light transmittance Solids concentration of sizing agent using deionized water
Dilute to 0.05% by weight and use a diffraction grating photoelectric colorimeter (Spectron
ic 20 manufactured by Shimadzu Corporation), the light transmittance at a wavelength of 560 nm was measured. The light transmittance of each sizing agent is represented by a relative value when the light transmittance of deionized water alone is set to 100%. The higher this value is, the finer the dispersed particle diameter of the sizing agent sample is.

発泡性試験 濃度0.75%のパルプスラリー(パイプL−
BKP CSF400ml)80mlを、100ml容の栓付きメスシリンダ
ーに採取し、これに1%バンド液1mlを加えて20回振盪
する。次いで固形分濃度1%のサイズ剤希釈液1mlを加
えてさらに20回上下に振盪する。その後静置して5分間
経過後の浮種発生量を測定する。数値が大なる程発泡性
が大きい。
Foaming test Pulp slurry with a concentration of 0.75% (pipe L-
80 ml of (BKP CSF 400 ml) is collected in a 100 ml measuring cylinder with a stopper, and 1 ml of a 1% band solution is added thereto and shaken 20 times. Next, 1 ml of a diluent for a sizing agent having a solid content of 1% is added, and the mixture is shaken up and down 20 more times. After that, the sample is allowed to stand still and the amount of floating species generated after 5 minutes has elapsed is measured. The higher the numerical value, the greater the foamability.

サイズ効果試験 L−BKP(CSF400ml)の濃度2.4%のパ
ルプスラリーに、絶乾パルプ重量に対して20%のタルク
及び0.2%のエマルジョンサイズ剤を添加して充分に混
合した後、所定量の硫酸バンドを混合し(第2表参
照)、調成パルプスラリーとした。次いで常法に従いTA
PPI標準シートマシンにより手抄し、プレス圧3.5Kg/cm2
で搾水後、ドラムドライマー(表面温度90℃)で1分間
乾燥して手抄紙を調製した。得られた手抄紙は成紙坪量
60g/m2に相当し、調湿後JIS P−8122に従ってステキヒ
トサイズ度を測定した。
Size effect test 20% talc and 0.2% emulsion sizing agent are added to the pulp slurry of L-BKP (CSF 400ml) at a concentration of 2.4% with respect to the weight of the dry bone pulp and mixed well. The bands were mixed (see Table 2) to form a prepared pulp slurry. Next, TA
Hand-punched with PPI standard sheet machine, press pressure 3.5Kg / cm 2
And then dried for 1 minute with a drum dryer (surface temperature 90 ° C.) to prepare a hand-made paper. The resulting handmade paper is
It was equivalent to 60 g / m 2, and after conditioning, the degree of Stigecht sizing was measured according to JIS P-8122.

[効 果] 以上の説明から明らかなとおり、本発明の方法で得ら
れるロジン系エマルジョンサイズ剤は、サイズ粒子が非
常に微細でかつ安定に分散され、しかも分散剤の含有量
が少ないため、パルプスラリーへの添加時に発泡が極め
て少ないうえ、サイズ効果も良好であるという特長があ
る。従って、抄紙工程の用水悪化に伴うサイズ剤由来の
トラブルを解決できるサイズ剤の製造方法として、本発
明は高い工業的価値を有している。
[Effects] As is clear from the above description, the rosin-based emulsion sizing agent obtained by the method of the present invention has a very fine and stable dispersion of size particles and a small content of a dispersing agent. There is a feature that foaming is extremely small at the time of addition to the slurry, and the size effect is also good. Therefore, the present invention has a high industrial value as a method for producing a sizing agent capable of solving troubles caused by the sizing agent accompanying deterioration of water used in the papermaking process.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】溶融状態のロジン系物質と、分散剤を含有
する水とを混合してロジン系物質が連続相で、水が分散
相である分散液を形成させ、次いで当該分散液に水を添
加して相反転させることにより、水が連続相で、ロジン
系物質が分散相である水性エマルジョンを得るロジン系
エマルジョンサイズ剤の製造法に於いて、前記のロジン
系物質として、フェノール系樹脂と強化ロジンの混合物
を使用すると共に、前記の分散剤としてスチレン系モノ
マー・アクリル酸エステル・アクリル酸・メタクリル酸
からなる四元共重合体のアルカリ中和塩を使用すること
を特徴とするロジン系エマルジョンサイズ剤の製造法。
A rosin-based material in a molten state and water containing a dispersant are mixed to form a dispersion in which the rosin-based material is a continuous phase and water is a dispersed phase. In the method for producing a rosin-based emulsion sizing agent, which obtains an aqueous emulsion in which water is a continuous phase and a rosin-based substance is a dispersed phase by adding and reversing the phase, a phenolic resin is used as the rosin-based substance. And a mixture of reinforced rosin and a quaternary copolymer of a styrene-based monomer, acrylate, acrylic acid, and methacrylic acid as the dispersant. Manufacturing method of emulsion sizing agent.
【請求項2】前記した四元共重合体のアルカリ中和塩の
使用量がロジン系物質の5〜20重量%の範囲にあること
を特徴とする請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the amount of the alkali neutralized salt of the quaternary copolymer is in the range of 5 to 20% by weight of the rosin-based substance.
【請求項3】前記した四元共重合体が分子量2000〜1500
0のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンを乳化剤
とした乳化重合法で調製されたものである請求項2記載
の方法。
3. The quaternary copolymer has a molecular weight of 2,000 to 1,500.
3. The method according to claim 2, which is prepared by an emulsion polymerization method using 0 polyoxyethylene polyoxypropylene as an emulsifier.
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