JP2971447B1 - 紙用嵩高剤 - Google Patents
紙用嵩高剤Info
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- D21H17/14—Carboxylic acids; Derivatives thereof
Abstract
トを得る。 【解決手段】 多価アルコールと脂肪酸のエステル化合
物及び多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であっ
て当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モ
ル未満の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するエ
ステル化合物のから選ばれるHLB が1〜14、融点が100
℃以下のエステル化合物を、紙用嵩高剤として用いる。
Description
して得られたシートの嵩高を向上させ、且つサイズ剤の
効果を低減させない紙用嵩高剤に関する。
ム感に優れた紙が求められるようになっている。この印
刷適性やボリューム感は紙の嵩高さと密接に関係があり
従来より種々の嵩高向上方法が試みられてきた。例えば
架橋パルプを用いたり(特開平4−185792号など)、合
成繊維との混抄による方法(特開平3−269199号な
ど)、パルプ繊維間に無機物等の充填物を満たしたり
(特開平3−124895号など)、空隙をもたらすなどの方
法(特開平5−230798号など)があるが、パルプのリサ
イクルが不可能であったり、紙の平滑度が損なわれたり
する。特定のアルコール及び/又はそのポリオキシアル
キレン付加物を含有する紙用嵩高剤(WO98/03730号)も
開示されているが、通常併用されるサイズ剤の効果が十
分に発揮できない場合がある。更に、脂肪酸ポリアミド
ポリアミン型の嵩高剤が市販されているが、その性能は
十分でない。
量が少なくても十分な嵩高効果が得られ、更に製紙工程
で添加されるサイズ剤の性能をも低下させない紙用嵩高
剤の提供である。
ルと脂肪酸のエステル化合物及び多価アルコールと脂肪
酸のエステル化合物であって当該エステル化合物1モル
当たり平均で0モル超12モル未満の炭素数2〜4のオキ
シアルキレン(以下OAと表記する)基を有するエステル
化合物から選ばれるHLB が1〜14、融点が100 ℃以下の
エステル化合物からなる紙用嵩高剤を提供する。
ル化合物は、 多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物(OA基を含
まないエステル化合物)であって、HLB が1〜14、融点
が100 ℃以下のもの 多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であって、
当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル
未満の炭素数2〜4のOA基を有し、HLB が1〜14、融点
が100 ℃以下のもの である。これらは両者を併用してもよく、更にそれぞれ
は2種以上を使用してもよい。
ルコールは、エーテル基を含んでいてもよい総炭素数2
〜24の2〜14価アルコールが好ましい。2価アルコール
としては、エーテル基を含んでいてもよい総炭素数2〜
10のもの、例えばプロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ブチレングリコール、ジブチレングリコー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリ
エチレングリコールが、3価以上のアルコールとして
は、エーテルを有していてもよい総炭素数3〜24のアル
コールで、1分子中の総水酸基数/総炭素数=0.4 〜1
であるもの、例えばグリセリン、ポリ(n=2〜5)グ
リセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリト
ール、アラビトール、ソルビトール、スタキオース、エ
リトリット、アラビット、マンニット、グルコース、シ
ョ糖などが挙げられる。好ましくはエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、エ
ーテル基を有していてもよい総炭素数3〜12のアルコー
ルで、1分子中の水酸基数/総炭素数=0.5 〜1である
3価以上のアルコールである。更に好ましくはグリセリ
ン、ポリ(n=2〜4)グリセリン、ペンタエリスリト
ールである。
脂肪酸は、炭素数1〜24、好ましくは炭素数10〜22の脂
肪酸が挙げられ、飽和、不飽和、直鎖、分岐鎖の何れで
もよく、特に直鎖飽和脂肪酸が好ましい。更に好ましく
は、ラウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイ
ン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸である。
ステル化反応及びアルキレンオキサイド付加反応を行う
ことで得ることができる。例えば、脂肪酸と多価アルコ
ールの混合物に要すればエステル化触媒を添加し、150
〜250 ℃で反応させることによりエステル化合物が得ら
れ、更にアルカリ触媒等の存在下にアルキレンオキサイ
ドを付加することにより、アルキレンオキサイド付加物
が得られる。また、脂肪酸あるいは多価アルコールにア
ルキレンオキサイドを付加後、エステル化してもよい。
更に脂肪酸にアルキレンオキサイド付加のみを行って得
られる場合もある。
換度は0より大きく、好ましくは1モルの多価アルコー
ル当たり、アルコール中のOHが10〜95当量%置換された
ものであり、特には1モルの多価アルコール当たり1〜
2モルの脂肪酸基を有するものである。
のOA基を含むエステル化合物を用いる場合、その数は、
エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モル未満
であり、6モル以下、具体的には0.1 〜6モルが好まし
い。なお、エチレングリコール等のようにOA基となり得
る多価アルコールを使用した場合においては、それらも
OA基の数に算入する。OA基は、炭素数2〜4のアルキレ
ンオキサイドを付加することで形成される。アルキレン
オキサイドはエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオ
キサイド(PO)が好ましい。これらはEO、POあるいはEO
とPOの混合の何れでもよい。本発明では、OA基を含まな
いエステル化合物を紙用嵩高剤として用いることが特に
好ましい。
4、好ましくは1.5 〜10、更に好ましくは2.5 〜6の範
囲内にある。HLB は界面活性剤の親水性の尺度であり、
値が大きいほど親水性が高くなる。本発明では、グリフ
ィンの方法に準じて各化合物のHLB を下記の式で算出す
る。
テル化合物中の下記の基をいう。 (1)−(CH2CH2O)m−
素数3〜24の3価以上のアルコールであって、1分子
中の総水酸基数/総炭素数=0.4 〜1であるものに由来
する基。 (4)カルボニル基に隣接する酸素原子。
い性、サイズ性能保持の点より、融点が100 ℃以下であ
り、好ましくは−15℃以上80℃以下、更に好ましくは20
℃以上70℃以下である。融点は、予め冷却して固体とし
たエステル化合物を示差走査熱量測定装置(DSC) にて測
定(昇温速度2℃/分)した際の、ピークの立ち上がり
の温度とする。
2〜8で融点が10〜70℃のものが好ましく、より好まし
くはHLB が2〜7で融点が45〜70℃のものである。この
範囲のものは、嵩高効果とサイズ効果(サイズ剤の効果
の維持)により好ましい結果が得られる。
において添加されるものであり、液体品はそのままで添
加してもよいが、固体品は粉砕後あるいは加熱溶融して
又は水等で希釈して添加してもよい。また、要すればノ
ニオン系、アニオン系、カチオン系、ポリマー系、好ま
しくはノニオン系の界面活性剤を乳化剤もしくは分散剤
として使用してもかまわない。その際の本発明の紙用嵩
高剤と界面活性剤との比率は、〔本発明の紙用嵩高剤〕
/界面活性剤=99.5/0.5 〜70/30(重量比)、好まし
くは98/2〜80/20である。
しては、TMP(サーモメカニカルパルプ)等の機械パ
ルプ、LBKP(広葉樹晒パルプ)等の化学パルプなど
のヴァージンパルプから、各種古紙パルプに至るものま
で広くパルプ一般に適用できるものである。また、本発
明の嵩高剤の添加場所としては、パルプ原料の希薄液が
金網上を進む間に濾水されて紙層を形成するまでの抄紙
工程であれば特に限定するものではないが、例えば工場
ではレファイナー、マシンチェスト、ヘッドボックスで
添加するなど均一にパルプ原料にブレンドできる場所が
望ましい。なお、本発明の嵩高剤はパルプ原料に添加
後、そのまま抄紙され紙上に残存する。本発明の紙用嵩
高剤の添加量は、パルプ原料に対して0.01〜10重量%、
好ましくは0.1 〜5重量%であるが、系によっては0.1
〜1重量%の少量添加でも優れた嵩高効果が得られる。
プシートは、無添加品に比べて緊度(測定方法は、後述
の実施例記載の方法による)が5%以上、好ましくは7
%以上低いことがより好ましい。
ダイマー、ゼラチン、デンプン、ラテックス等のサイズ
剤の他、填料、歩留り向上剤、濾水性向上剤、紙力向上
剤等が添加されてもよい。サイズ剤は紙の表面や内部の
空隙を耐水性物質でふさぎ、水やインキの浸透を抑える
ものであり、パルプスラリーに添加したり(内面サイジ
ング)、抄紙した紙に塗布する(表面サイジング)こと
により、処理される。サイズ剤は、紙の種類などにもよ
るが、通常はパルプ原料に対して0.01〜1.0 重量%添加
される。本発明の紙用嵩高剤は、サイズ性能を保持する
効果にも優れるため、サイズ剤を併用して高嵩高性パル
プシートを得る製造方法に好適である。
パルプ及びヴァージンパルプを用いた。 <古紙パルプ>古紙パルプは市中回収された原料古紙
(新聞紙/チラシ=70/30%)に温水及び水酸化ナトリ
ウム(対原料)1%(重量基準、以下同じ)、珪酸ソー
ダ(対原料)3%、30%過酸化水素水(対原料)3%、
脱墨剤として、牛脂/グリセリン(1:1)EO70モルPO
10モルブロック付加物(平均付加モル数) 0.3%(対原
料)を加え、離解後フロテーション処理、水洗、濃度調
整を行い得た1%の脱墨パルプスラリーを用いた。この
もののフリーネスは 220mlであった。 <ヴァージンパルプ>ヴァージンパルプはLBKP(広
葉樹晒パルプ)を、室温下叩解機にて離解、叩解して1
%のLBKPスラリーとしたものを用いた。このものの
フリーネスは420ml であった。
後のシートの秤量が60g/m2になるように、上記パルプ
を量り取ってからpHを硫酸バンドで 4.5に調整した。
それから表1、2に示す種々の嵩高剤を対パルプ0.8
%、サイズ剤としてロジンサイズを対パルプ0.5 %添加
し、攪拌後、角型タッピ抄紙機にて80メッシュワイヤー
で抄紙しシートを得た。抄紙後のシートは、3.5 kg/cm
2 で2分間プレス機にてプレスし、鏡面ドライヤーを用
い105 ℃で1分間乾燥した。乾燥されたシートを20℃、
湿度65%の条件で1日間調湿してから紙の嵩高性、サイ
ズ度を下記方法で測定した。測定値は10回の平均値であ
る。結果を表3に示す。
し、下記計算式により緊度(g/cm3 )を求めた。 計算式:嵩高性(緊度)=(秤量)/(厚み)×0.001 緊度は絶対値が小さいほど嵩が高く、また緊度の0.02の
差は有意差として十分に認識されるものである。 ・サイズ性 JIS P 8122-54 の紙のステキヒトサイズ度試験方法で行
った。すなわち、シャーレに入れた20±1℃の2%ロダ
ンアンモニウム溶液上に抄紙された紙の試験片(2cm×
2cm)を浮かべると同時に,同じ温度の1%の塩化第二
鉄の溶液をピペットで1滴試験片上に滴下してから試験
片上に3個の赤色の斑点が現れるまでの秒数を計り、そ
れをもってサイズ度とする。サイズ度はブランク(比較
例1)の80%以上の値を保持することが操業上好まし
い。
オキシエチレン(EO平均付加モル数10)ソルビタンモノ
ラウレート=95/5(重量比)の10%乳化物である。
加でも優れた嵩高効果が得られ、且つサイズ剤の効果を
損なうことなく嵩高なシートを得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 多価アルコールと脂肪酸のエステル化合
物及び多価アルコールと脂肪酸のエステル化合物であっ
て当該エステル化合物1モル当たり平均で0モル超12モ
ル未満の炭素数2〜4のオキシアルキレン基を有するエ
ステル化合物から選ばれる、1モルの多価アルコール当
たりアルコール中のOHが10〜95当量%エステル置換さ
れ、HLB が1〜14、融点が100 ℃以下のエステル化合物
からなる紙用嵩高剤。 - 【請求項2】 多価アルコールが、エーテル基を含んで
いてもよい総炭素数2〜24の2〜14価のアルコールであ
る請求項1記載の紙用嵩高剤。 - 【請求項3】 脂肪酸が炭素数1〜24の脂肪酸である請
求項1又は2記載の紙用嵩高剤。 - 【請求項4】 エステル化合物が、オキシアルキレン基
を含まない請求項1〜3の何れか1項記載の紙用嵩高
剤。
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