JP6541646B2 - セルロース系材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用 - Google Patents

セルロース系材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用 Download PDF

Info

Publication number
JP6541646B2
JP6541646B2 JP2016511030A JP2016511030A JP6541646B2 JP 6541646 B2 JP6541646 B2 JP 6541646B2 JP 2016511030 A JP2016511030 A JP 2016511030A JP 2016511030 A JP2016511030 A JP 2016511030A JP 6541646 B2 JP6541646 B2 JP 6541646B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
preparation
cellulose
coo
paper
fwa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016511030A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016522862A (ja
Inventor
ハウシェル,ベルント
クレーマー,ミヒャエル
フンケ,ベルンハルト
クルーク,ギュンター
Original Assignee
ブランコファー ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー
ブランコファー ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ブランコファー ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー, ブランコファー ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー filed Critical ブランコファー ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー
Publication of JP2016522862A publication Critical patent/JP2016522862A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6541646B2 publication Critical patent/JP6541646B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/30Luminescent or fluorescent substances, e.g. for optical bleaching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40Nitrogen atoms
    • C07D251/54Three nitrogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C09K11/07Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials having chemically interreactive components, e.g. reactive chemiluminescent compositions
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • D21H17/25Cellulose
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/72Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/10Coatings without pigments
    • D21H19/14Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/34Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising cellulose or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

本発明は、セルロース系シート形成材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用、微粉化セルロース及び蛍光増白剤を含む調製物及びこの調製物を使用したセルロース系シート形成材料の表面ホワイトニングのプロセスに関する。この調製物は、紙、ボード又は綿織物のようなセルロース系材料の改良された蛍光ホワイトニング及び光学的ブライトニングをそれぞれ有利な方法で可能にする。
紙、ボード又は綿織物のようなセルロース系材料のホワイトニング用の光学的ホワイトニング剤とも呼ばれる、蛍光増白剤(FWA)の使用は、よく知られている。紙はセルロース繊維及び鉱物繊維又は沈降フィラーから本質的になる。さらに、コート紙は表面仕上げとして1つ又はいくつかのいわゆるコート層を含み、この層は無機白色顔料及び結合剤から本質的になる。このコート層は、別の加工ステップにおいて、セルロース繊維及びフィラーを含むコーティング原紙に通常適用される。
輝度と白色度を改良するために、製紙中に、印刷及び筆記用紙並びにコート包装及びボード紙グレードを蛍光増白剤で処理することは一般的である。製紙プロセス中に蛍光増白剤を加えるためのいくつかの可能性が考えられる。この蛍光増白剤は、ペーパーウェブの形成前に、本質的に、無機フィラーをさらに含み、必要に応じて、プロセス用及び機能性化学物質を含む水中のセルロース繊維のスラリーである製紙原料又は紙原料のそれぞれに加えることができる。製紙原料の濃度は、蛍光増白剤を加える時点で、通常は固体材料の5重量%未満である。別のオプションとして、この蛍光増白剤は、ペーパーウェブの形成後に、紙表面に適用できる。非コート紙の場合、紙表面への適用は適切な表面処理装置、例えば、サイズプレス又はフィルムプレスを用いて行われる。通常は、この蛍光増白剤は澱粉溶液と一緒に適用され、この溶液はさらに化学物質、例えば、表面サイズ剤を含む。コート紙の場合、この蛍光増白剤は、無機白色顔料、結合剤及び他の添加剤を本質的に含む水性調製物である、コーティング色料に加えることができる。このコーティング色料をコーティング原紙に適用し、コート紙が生成される。蛍光増白剤を適用する上記の3つの基本的なものは、特定の紙グレード及び各白色度ターゲットに応じて、単独又は組み合わせて使用できる。
表面処理による紙のブライトニングは、とりわけ、James Brandner and Ian Thorn編,Surface Application of Paper Chemicals,Blackie Academic & Professional,1.Edition 1997,156〜174ページ中のH.Weaverの次の論文「Surface brightening of Paper」に詳細に記述されている。
セルロース系材料のブライトニング及びホワイトニング用の蛍光増白剤として、4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸の誘導体が知られている。この典型的な例は、4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸がアミノ残基を有する2つのトリアジン環で置換されている誘導体である。これらの蛍光増白剤から、ジスルホ、テトラスルホ及びヘキサスルホ型蛍光増白剤が公知である。
4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸誘導体のホワイトニング効果は、トランス型が近UV領域で光を吸収して電子励起を引き起こすことで生ずる。その吸収極大は約350nmである。その後、励起状態は、約420〜450nmに極大を有する可視青色スペクトル領域において蛍光の放出により失活しうる。放出された青い光は、セルロース系材料の天然の黄色味の補正又は過補正の原因となる。得られた蒼白は、未処理セルロース系材料の最初の黄白色と比較して、はっきりと「より白色」に人間の目に感じられる。このような材料の輝度と白色度は、既知の方法に従ってISO輝度及び/又はCIE白色度として測定でき、蛍光増白剤処理の効果を定量化できる。
蛍光増白剤を製紙原料に加える場合、ホワイトニング効果は、使用される蛍光増白剤の純度及び蛍光増白剤のセルロース繊維への吸着速度に主に左右される。その吸着速度は、製紙原料への蛍光増白剤の添加の選択された時点、したがって、ペーパーウェブの形成までの蛍光増白剤と製紙用繊維との接触時間及びさらに使用される蛍光増白剤の溶解度により、主に影響される。その吸着速度は、蛍光増白剤分子が有するスルホ基が多いほど吸着速度が低くなるように、蛍光増白剤分子中のスルホ基の数に逆相関する。
一方、蛍光増白剤の使用によるコート紙の製造用の非コート紙及びコーティング色料の表面処理の場合、良好なホワイトニング効果を達成するために、処理する材料上の蛍光増白剤分子の凝集又は会合を避けることが重要である。例えば、いわゆるグリーニング効果をもたらす蛍光増白剤の過剰投与の場合、そのような会合が生ずる。特定型の蛍光増白剤を使用するか又は特定の補助剤を添加することで、この会合傾向を最小化し、グリーニング限界となる蛍光増白剤量をより多くすることが知られている。一般に、会合する傾向は蛍光増白剤分子の水溶性を高めるにつれて減少する。したがって、ヘキサスルホ型蛍光増白剤は一般に、対応するテトラスルホ型蛍光増白剤と比較して、低い会合傾向を持つ。さらに、この会合傾向は、澱粉、8000g/molまでの中間分子量の線状ポリエチレングリコール又はポリビニルアルコールなどの親水性で高水溶性のポリマーである担体ポリマーを加えることで最小限に抑えることができる。
先行技術において、蛍光増白剤は、水溶液、スラリー又は乾燥粉末の形態で使用されている。紙繊維との接触の前に、製紙原料中に又は紙表面にできる限り良好に均一な分布を確保するために、また、例えば、紙上の蛍光スポット又は脈形成などの望ましくない効果を回避するために、蛍光増白剤のスラリー及び乾燥粉末は水溶液を形成するように水中に溶解する。
WO2011/064441 A1は、少なくとも30重量%のナノフィブリル化セルロース(NFC)材料を含むセルロースパルプを生産する方法を開示している。この生産プロセスは、ナノフィブリル化セルロースパルプの生産効率を改良するために、セルロースパルプの精製及び/又はフィブリル化段階の前又は間に光学的ブライトニング剤を添加することを含む。WO2011/064441の実施例において、精製添加剤として、2重量%のジスルホン酸型又はヘキサスルホン酸型光学的ブライトニング剤が、予備精製の段階前に、パルプに投与された。
WO2011/056130は、コート基板の表面にバリアを形成するために、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)及びポリマーのコロイド粒子を含む分散コーティング色料を有するコート基板を対象としている。
EP 0 409 028 A1は、セルロース粉末(50μm未満の平均粒径)及びアニオン性セルロース光学的ブライトナーを組み合わせて使用した、ホワイトニングペーパーコーティング組成物のためのプロセス及びこのプロセスのためのホワイトナー調製物に言及している。
驚いたことに、セルロース系材料の表面処理において微粉化セルロースと蛍光増白剤との併用により、先行技術の課題が克服でき、紙の表面ホワイトニング剤又は他のセルロース系材料が改良できることが見出された。具体的には、非コート紙の表面ホワイトニング用又はコーティング色料のホワイトニング用に微粉化セルロースの蛍光増白剤含有粒子を使用すると、先行技術出願と比べて、著しいホワイトニング効果及び改良されたホワイトニング挙動が観察される。この微粉化セルロースは、特に、中間繊維長及び中間粒子径がそれぞれ15μm以下である。
したがって、本発明は、セルロース系シート形成構造体を表面処理するための
(1)中間繊維長及び中間粒子径がそれぞれ15μm以下である微粉化セルロース、及び
(2)式(1)の少なくとも1つの蛍光増白剤
(式中、
1及びR2は、それぞれ独立して、H、SO3 -又はCOOHを意味し、ただしR1がCOOHである場合は、R2はHであり、逆もまた同様であり;
3及びR5は、それぞれ独立して、H、C1〜C4アルキル、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2CN、CH2CH2CONH2又はCH2CH2SO3 -を意味し;
4及びR6は、それぞれ独立して、H、C1〜C4アルキル、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2SO3 -、CH(COO-)CH2COO-、CH(COO-)CH2CH2COO-又はCH2−フェニルを意味し;
3及びR4又はR5及びR6は、それぞれ独立して、窒素原子と共にモルホリン環を形成し;
Mは、H+、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、C1〜C4テトラアルキルアンモニウム、C2〜C3ヒドロキシアルキル基により一、二、三若しくは四置換されているアンモニウム及びNH(R7n(R8)m+(式中、R7はC1〜C4アルキルであり、R8はC2〜C3ヒドロキシアルキルであり、n及びmは1又は2の整数であり、n≠mである)から選択される対応する電荷等価物を表す);
並びにその混合物
の使用に関する。
好ましい実施形態において、本発明による使用は、サイズ又はコート紙又はボードの生産用の水性調製物中での微粉化セルロース及び少なくとも1つの式(1)の蛍光増白剤の使用を含む。さらに、本発明は、紙、ボード又は綿織物のような二次元セルロース系材料のホワイトニング及び紙コーティング色料のホワイトニングのための2つの物質の併用に関する。さらに、本発明は、調製物、特に、微粉化セルロース及び少なくとも1つの式(1)の蛍光増白剤を含む、サイズプレス液、コーティング色料及びコーティングスリップのそれぞれに関する。さらに、本発明は、セルロース系シート形成構造体の表面処理のプロセス、特に紙又はボード及びそのプロセスにより得られる紙又はボードに関する。
本発明の好ましい実施形態を本明細書、実施例及び特許請求の範囲の中で説明する。
本発明で使用されている、用語「微粉化セルロース」は、中間繊維長及び中間粒子径がそれぞれ15μm以下のセルロース材料を意味する。好ましくは、微粉化セルロースは、長さ100μmを超える繊維を本質的に含まず、最大繊維径、最大粒子径はそれぞれ25μmを超えない。微粉化セルロースについては、いくつかの名称及び同義語、例えば、極細セルロース、ナノセルロース、ナノフィブリル化セルロース(NFC)、セルロースナノファイバー、ナノスケールフィブリル化セルロース、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)及びセルロースミクロフィブリルが使用される。
微粉化セルロースは市場で入手可能である。微粉化セルロースは機械的解砕のステップを含むプロセスによりセルロース繊維から生産できる。出発材料は、例えば、製紙業界で通常使用されているように、化学パルプ又は機械パルプであり得る。セルロース繊維の寸法はその長さと直径で特徴付けられる。通常、出発材料の中間繊維径は15〜45μmの範囲にあり、中間繊維長は500μmを超える。微粉化セルロースは、一般に、場合により化学又は酵素処理を併用して、セルロース繊維の出発材料の機械的解砕の少なくとも1つのステップを実行して生産できる。この機械的解砕の適切な設備は、例えば、精製機、研磨機、摩擦研磨機、コロイドミル、超音波発生器、ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー、マクロフルイダイザー及びフルイダイザー型ホモジナイザーである。植物由来のどんな種類のセルロース繊維も、例えば、木材、わら、亜麻又は綿由来のセルロース繊維が出発材料として適切であり、木材が好ましい。これらのセルロース繊維は針葉樹又は広葉樹から生産されうる。これらのセルロース繊維は、機械、セミケミカルパルプ又は化学パルプの形態でセルロースパルプ生産の既知の方法によって生産できる。回収紙からの再生セルロース繊維を使用することも可能である。出発材料中のセルロース繊維は漂白又は無漂白の形態で存在することがある。さらに、これらの繊維は、微粉化セルロースを生産する械的解砕の前に、少なくとも部分的に、ビーティング又はリファイニングプロセスによって処理されていることもある。パルプ化の間に木材に由来するリグニンがほぼ除かれている漂白セルロースパルプを使用することが好ましい。リグニンは黄変を示す強い傾向を有し、UV吸収剤としての機能を果たしうる。したがって、リグニン含有微粉化セルロースと蛍光増白剤の組み合わせはあまり適切ではないが使用できる。好ましい実施形態において、この微粉化セルロースはリグニンをほとんど含まない。この微粉化セルロースは植物材料由来のへミセルロースの画分を含んでもよい。
微粉化セルロースは一般的なセルロースパルプとは明確に異なる挙動を示す。微粉化セルロースの水分散液は粘稠なゲル状製剤として存在し、その水分保持力は一般的なセルロースパルプ中よりも高い。
本発明において使用される微粉化セルロースは、中間繊維長及び中間粒子径がそれぞれ15μm以下、好ましくは0.005μm〜15μmの範囲である。この微粉化セルロースのサイズ、長さ又は直径の指標は、例えば、走査電子顕微鏡法(SEM)又は透過電子顕微鏡法(TEM)によって測定できる。好ましい実施形態において、中間繊維長及び中間粒子径は、それぞれ12μm以下で、特に0.005μm〜12μmの範囲内である。特に好ましい実施形態において、中間繊維長及び中間粒子径は、それぞれ10μm以下で、特に0.005μm〜10μmの範囲内である。適切な微粉化セルロースは100μmを超える長さの繊維を本質的に含まず、好ましくは含まない。好ましい実施形態において、微粉化セルロースは80μmを超える長さの繊維を本質的に含まず、好ましくは含まない。具体的には、最大繊維径及び最大粒子径はそれぞれ、25μmを超えることはなく、好ましくは20μmを超えない。
本発明に従って使用される蛍光増白剤(FWAs)は、式(1)の蛍光増白剤である。特に好ましい蛍光増白剤は、式中、R3、R4、R5及びR6は、それぞれ独立して、H、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、CH2COO-又はCH2CH2SO3 -を意味し;Mは、特にH+、Li+、Na+、K+、モノ、ジ又はトリエタノールアンモニウムから選択される対応する電荷等価物を表し;R1及びR2は上記で定義された通りであるか、又はその混合物である、式(1)の蛍光増白剤である。好ましい実施形態において、式(1)中、R1及びR2の1つの基はHであり、他の基はSO3 -及びCOOHから選択される。
特に好ましい蛍光増白剤は下記の式(2)から(8)のうちの1つの構造を有する:
(式(2)及び(3)に関して、カルボキシ基は、それぞれ独立して、o−又はp−位にあることが好ましい);
(式中、Mは、いずれの場合も、好ましくはH+、Li+、Na+、K+、モノ、ジ又はトリエタノールアンモニウム又はその混合物から選択される対応する電荷等価物を表す)。
蛍光増白剤は、水溶液、水性スラリー又は乾燥粉末の形態で使用するのが好ましい。スラリー又は粉末形態から始める場合、蛍光増白剤は微粉化セルロースと接触する前に水に溶解するのが好ましく、微粉化セルロース内への均一な分布を促進する。水溶液中の蛍光増白剤の含有量は30重量%未満、特に5〜25重量%が好ましい。pH値は6〜10の範囲内が好ましい。
式(1)の蛍光増白剤の生産は当技術分野において既知である。蛍光増白剤は、4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸ジナトリウム塩約1mol、塩化シアヌル約2mol、式(1)のトリアジン環に結合するアミノ残基の対応するアミン化合物合計約4〜4.5molから開始される一連のステップの既知の手順に従って合成できる。合成プロセスで得られた反応液は、ほとんどの場合、ナトリウム塩の形態で、蛍光増白剤を含む。溶液はさらに、例えば、膜ろ過プロセスによって後処理され、ここで溶液は濃縮され、無機塩が大部分除去される。この後処理ステップは、酸添加又は塩添加による水溶液からの蛍光増白剤の沈澱又は結晶化及びその後のろ過による蛍光増白剤の単離も含めることができる。得られたろ過ケーキは、一般に洗浄後、場合によっては、塩基、可溶化添加物及び/又は担体ポリマーを添加して、対応する蛍光増白剤のスラリー又は水溶液として配合できる。これらの添加物も膜ろ過により得られた蛍光増白剤濃縮物に添加できる。別のオプションは、乾燥粉末を生産するための蛍光増白剤水溶液の噴霧乾燥である。
一般に、蛍光増白剤の調製物は合成から生ずる有機副産物及び無機塩を含むことがある。さらに、溶解性及び長期保存安定性を改良するための担体ポリマー及び可溶化添加物又は細菌及び真菌の増殖から調製物を保護するための殺生物剤などの添加物又は補助剤を添加してもよい。一般の可溶化添加物は尿素、アルコール類及びアミン類であり、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、グリセロール、ε−カプロラクタム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン又はトリエタノールアミンがある。
本発明によれば、本質的に可溶化添加物が使われていない蛍光増白剤の水性調製物を使用するのが好ましい。
好ましい実施形態において、微粉化セルロースは、蛍光増白剤と混合する前に水分散液の形態にする。水分散液中の微粉化セルロースの量は1〜30重量%の範囲が好ましく、3〜25重量%がより好ましい。その後、この水分散液を、上記のように、水性蛍光増白剤調製物とブレンドし、十分な混合を確保するために撹拌し、水性調製物又は混合物を得る。混合時間は1〜60分が好ましく、1〜20分がより好ましい。混合中の温度は、10〜95℃の範囲内が好ましく、15〜75℃がより好ましい。微粉化セルロースに対する蛍光増白剤の重量比は、水性調製物又は混合物の活性物質含有量に基づいて、0.5:99.5〜80:20重量%の範囲内が好ましく、1:99〜50:50重量%、特に7:93〜50:50重量%がより好ましく、10:90〜50:50重量%が一層好ましい。
水分散液の形態の微粉化セルロースの混合物又は調製物及び水溶液の形態の蛍光増白剤はまた、その適用において、調製の間又は後で特にサイズプレス又はフィルムプレス溶液及びコーティング色料の中で直接生成できる。サイズプレス適用の場合、混合物中の二成分は、任意の順序で又は同時に、サイズプレス又はフィルムプレス溶液、例えば、加工タンクに添加される。コーティング適用の場合、微粉化セルロースは、十分な混合が発生する添加時点で、コーティング色料調製ラインに添加できる場合、添加前に水中に分散する必要はない。コーティング色料の調製の間におけるこのような十分な撹拌は一般的であり、これにより、調製プロセス中の微粉化セルロースの分散及び均一な分布が自動的に生ずる。蛍光増白剤は、微粉化セルロースの添加の前、添加と同時又は添加の後で、水溶液として添加するのが好ましい。
目的の用途により、場合により、担体ポリマーを微粉化セルロース及び蛍光増白剤の混合物又は調製物に添加する。適切な担体ポリマーは、線状ポリエチレングリコール、特に200〜8000g/molの中間分子量Mnを有する線状ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン又はこれらの組み合わせであり、線状ポリエチレングリコールが好ましい。これらの混合物の長期保存安定性を改良するために、さらに添加剤、例えば、増粘剤、可溶化剤及び/又は殺生物剤を添加してもよい。さらに、これらの混合物のpHは、通常の酸類又は塩基類を添加して望ましい値に調整できる。適切なpH値は6〜10の範囲内である。
本発明に従い表面処理されるセルロース系シート形成構造体又は材料は、セルロース繊維及び場合により鉱物又は沈降フィラーを含む任意の材料でもよく、シート又はウェブに形成されるか二次元に形成される。この構造体又は材料は主としてセルロース繊維から構成することができ、あるいはセルロース繊維からなってもよい。例えば、シート形態の紙又はボード又はウェブ形態の綿織物を使用してもよい。特に、製紙原料又は製紙パルプは含まれない。
多種多様の紙が本発明により使用できる:即ち、無漂白又は漂白の化学、セミケミカル又は機械パルプ、例えば、化学短繊維及び長繊維パルプ、砕木パルプ、熱機械パルプ(TMP)及び化学熱機械パルプ(CTMP)から作られる紙が使用できる。また、無漂白又は漂白の脱インクパルプ(DIP)から作られる紙が適切である。DIPは回収紙から生産される。製紙において、紙に特定の特性を与えるために、異なるグレードの機械パルプ、セミケミカルパルプ及び化学パルプ並びに古紙パルプが組み合わされる。さらに、一方では紙原料のコストを節約するために、他方では基本的な輝度、不透明性及び印刷適性のような紙の重要な機能特性を改良するために、無機フィラーの使用は製紙において一般的である。本発明において、一般に使用されるフィラーで満たされた紙が適切である;例えば、GCC(重質炭酸カルシウム)、カオリン、PCC(沈降炭酸カルシウム)、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、硫酸カルシウム及びサチンホワイトで満たされた紙がある。
非コート紙の場合、本発明は印刷及び筆記用紙のホワイトニングのために好ましく使用される。コート紙及びボードの場合、全てのグレードの一般的なコート紙が適切である。セルロース織物の場合、本発明は綿織物に好ましく使用される。
本発明は調製物、特に水性調製物中での微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用に関する。さらに、本発明はそのような調製物に関する。
本発明による調製物は好ましくは、重量に基づき、微粉化セルロースの量は、蛍光増白剤の量の15倍未満であり、好ましくは蛍光増白剤の量の10倍以下であり、特に蛍光増白剤の量の5倍以下であるような量の蛍光増白剤及び微粉化セルロースを含み、これらはそれぞれの場合において、活性物質含有量に基づく。別の好ましい実施形態において、蛍光増白剤の微粉化セルロースに対する重量比は、水性調製物又は混合物の活性物質含有量に基づき、0.5:99.5〜80:20重量%、より好ましくは1:99〜50:50重量%、特に7:93〜50:50重量%、一層好ましくは10:90〜50:50重量%の範囲内にある。
好ましい実施形態において、本発明による調製物又は本発明に従って使用される調製物は、サイズプレス溶液又はフィルムプレス溶液である。これらの表面処理溶液は好ましくは澱粉溶液をベースとしており、澱粉濃度は、100重量%溶液に対して、溶液の最高約15重量%まで、特に4〜13重量%の範囲内である。使用される澱粉は天然又は分解澱粉でも可能で、誘導体化されていてもよい。適切な澱粉は、ジャガイモ、小麦、トウモロコシ、タピオカ、米及びこれらの混合物から誘導される任意の澱粉である。表面サイジングプロセスにおいて、分解又は誘導体化澱粉を使用するのが好ましい。好ましい澱粉は、例えば、比較的低分子量の熱分解澱粉である、デキステリンである。デキステリンを使用する場合、溶液中の高い濃度、例えば、約30重量%までの澱粉を使用することが可能である。溶液中の適切な澱粉濃度は、特定の場合、例えば、澱粉溶液の望ましい粘度及び/又は紙への望ましい澱粉の浸透に応じて、当業者により調整されうる。一般に、澱粉分解は、例えば、次亜塩素酸塩を使用する酸化処理、酵素、熱又は化学処理によって起こり得る。表面サイジングプロセスの適切な澱粉誘導体は、例えば、カチオン化澱粉、酸化によりさらに分解されたカチオン化澱粉及びヒドロキシアルキル置換澱粉である。
本発明によれば、サイズプレス又はフィルムプレス溶液は、サイズプレス溶液の総量に対して、微粉化セルロースを好ましくは0.01〜10重量%、より好ましくは0.05〜7.5重量%、最も好ましくは0.2〜5重量%の範囲の量で含み、蛍光増白剤を好ましくは0.02〜1.4重量%、より好ましくは0.03〜1.2重量%、最も好ましくは0.04〜1.0重量%の範囲の量で含む。
さらに、紙の電導度を調整するために及び/又は印刷特性、特にインクジェット印刷に影響を与えるために、これらの溶液は無機塩を含んでもよい。適切な無機塩の例は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ギ酸カルシウム、ギ酸マグネシウム及びこれらの組み合わせである。水溶性カルシウム又はマグネシウム塩による非コート紙の表面処理は、インクジェット印刷中の色定着を改良し、インクジェットインクから液を素早く吸収させる。この表面処理は、次に色濃度、輝度及びエッジシャープネスについて改良されたインクジェットプリント画像をもたらす。
さらに、特にインクジェット印刷向きの非コート紙の表面処理の場合、本発明によると、2価のアルカリ土類金属塩が表面処理溶液中に存在することがある。適切な塩がEP 2 135 997 A1に記述されている。この塩のアルカリ土類金属は特にカルシウム及びマグネシウムから選択される。好ましくは、この2価カチオンの対イオンは、1価又は多価アニオン、特にハロゲン化物、硫酸塩、硫酸水素塩、リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩アニオン又はこれらの混合物であり、好ましくは塩化物又は硫酸塩アニオン、最も好ましくは塩化物アニオンである。US 6,207,258 B1に開示されている塩も適切である。好ましい塩は塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム又はこれらの混合物であり、より好ましい塩は塩化カルシウム、塩化マグネシウム又はこれらの混合物であり、最も好ましい塩は塩化カルシウムである。そのような塩が添加される場合、溶解形態で添加され、表面処理溶液を調製するとき、通常水溶液に添加される。これらの塩は、処理紙にインクジェット印刷の間、特に色濃度、輝度及びエッジシャープネスに関して改良された印刷画像を得るのに役立つ。
さらに、表面処理溶液は消泡剤及び合成サイズ剤を含んでもよい。サイズ剤は、制御された方法で、筆記や印刷プロセス中における水系液体の紙への取り込みを調整するために適用できる。一般に使用される紙表面サイズ剤は、スチレン−アクリル酸エステル型ポリマー、スチレン−アクリル酸型ポリマー及びスチレン−無水マレイン酸型ポリマーを含むポリマー分散液及びポリマー溶液である。さらに、一般のサイズ剤として、アルキルケテンダイマー(AKD)がそのまま又は上記サイジングポリマーと組み合わせて使用できる。場合によっては、処理溶液は、処理紙にバリア効果及び疎油性挙動のような重要で特殊な機能特性を与える添加剤を含んでもよい。そのような添加剤はフッ化炭素類、ワックス類又はバリア特性をもたらす他の紙用添加剤であり得る。ある場合には、担体ポリマーは表面処理溶液、例えば、線状ポリエチレングリコール又はポリビニルアルコールに添加される。好ましくは、サイズ剤は、サイズ剤溶液又は分散液に関して、サイズプレス溶液中に約0.1〜3重量%の量で存在する。担体ポリマーは、使用される場合、サイズプレス溶液中に約0.2〜5重量%の量で存在する。
非コート紙の各表面サイジングの表面処理は、製紙機械の一部であるアプリケーション装置で通常行われる。適切な表面処理装置は全て、例えば、サイズプレス及びフィルムプレスなどの表面サイジング用に製紙業界で使用される一般的な装置である。
さらなる好ましい実施形態において、本発明による調製物又は本発明に従って使用される調製物はコーティング色料である。適切なコーティング色料は全て、白色顔料及び結合剤に基づく、一般的な紙コーティング色料である。コーティング色料を生産するための適切な白色顔料の例は、GCC、カオリン粘土、焼成粘土、PCC、タルク、二酸化チタン及び硫酸カルシウムである。適切な結合剤の例は、一方では、スチレン−ブタジエン、スチレン−アクリル酸エステル、酢酸ビニル及び酢酸ビニル−アクリル酸エステルから選択されるポリマー型に基づく、ポリマー分散物、各ラテックスである。他方、サイズプレス溶液との関連で上述したように、加工澱粉及びデキストリンは、結合剤、場合によっては上述のポリマー分散物と組み合わせて使用できる。ある場合には、カゼインが結合剤として使用できる。さらに、コーティング色料は、共結合剤、例えば、ポリビニルアルコール及び/又はカルボキシメチルセルロースを含んでもよい。
白色顔料及び結合剤に加えて、コーティング色料は分散剤を含むのが好ましい。分散剤は顔料粒子を安定化するために加える。適切な分散剤は、塩、オリゴリン酸塩及びポリリン酸塩の形態のポリアクリル酸又は変性ポリアクリル酸である。コーティング色料は、乾燥形態の白色顔料から開始して、白色顔料を水中に分散させ、対応する顔料スラリーを形成して調製できる。その後、コーティング色料の成分がブレンドされる。大部分の分散剤が、コーティング色料を調製するための出発材料として使用される、顔料スラリーにすでに含まれていることが多い。
コーティング色料はさらに添加剤又は補助剤を含んでもよい。コーティング色料は、さらなる処理に必要な特定の所望の粘度及びある程度の水分保持力を調整するために、増粘物質を含んでもよい。適切な増粘剤の例は、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩又はアクリレート類に基づく完全に合成された増粘剤ポリマーである。さらに一般的なコーティング色料添加剤は色味付け染料又は色味付け顔料、消泡剤及び任意のステアリン酸塩である。
本発明によれば、コーティング色料は、コーティング色料の顔料含有量に対して、微粉化セルロースを好ましくは0.01〜8重量%、より好ましくは0.02〜6重量%、最も好ましくは0.04〜4重量%の範囲の量で含み、蛍光増白剤を好ましくは0.02〜1重量%、より好ましくは0.03〜0.875重量%、最も好ましくは0.04〜0.75重量%の範囲の量で含む。
表面処理に関する本発明において、当技術分野で一般に使用され知られている全ての紙コーティングプロセスは適切であり、例えば、フィルムプレスコーティング、ブレードコーティング、カーテンコーティング及びスプレーコーティングがある。
サイズプレス溶液、コーティング色料及び関連表面処理に加えて、本発明は着色に適切な処理溶液を含む。用語「着色」は、紙表面が上記表面サイジングプロセスの場合と同じ方法で処理される、当技術分野に共通のプロセスを表現するが、顔料が処理溶液の本質的な部分であるという違いがある。着色溶液は、誘導体化又は分解形態を含む澱粉及びスチレン−ブタジエン、スチレン−アクリル酸エステル、酢酸ビニル及び酢酸ビニル−アクリル酸エステルから選択されるポリマー型に基づく、ポリマー分散物から選択される1つ以上の結合剤を含むのが好ましい。用語「紙コーティング」は一般に、コーティング色料が原紙上にコート重量が約5〜6g/m2より大きい完全な閉塞層を形成するときに使用される。着色プロセス中のコート重量は一般に5〜6g/m2未満である。原紙の着色は、光学的特性、印刷適性及び紙表面の均一性を改良するために、通常使用される。
セルロース系織物の処理の場合、蛍光増白剤でのセルロース系織物の表面処理に通常使用される共通で既知の方法は全て、本発明に関して適切である。適切な方法は、連続プロセス、半連続プロセス、排気プロセス及びフーラード処理であり、この場合、ホワイトニングを、例えば、澱粉仕上げ又は高温プロセスを伴う過酸化物漂白と組み合わせてもよい。
本発明は、本発明の範囲を制限することなく、好ましい実施形態を説明する下記の実施例により説明される。全ての百分率は、別段の指示がない限り、重量%で示される。
実施例1
本実施例はサイズプレス適用における微粉化セルロース及び蛍光漂白剤の使用を説明する。
最初に、微粉化セルロース、Arbocel(登録商標) UFC 100(J.Rettenmaier & Sohne製;セルロース含有量、約99.5%;中間粒子径、約8μm)の水性分散液を生成した。Arbocel(登録商標)UFC 100約15gを脱塩水85g中で撹拌し、続いて、20000rpmで30秒間、Ultra−Turrax装置で分散した。固形分14.9%の分散液が得られた。上記のように、活性成分のナトリウム塩の形態で約21%の蛍光増白剤(FWA)含有量を有する、式(4)の蛍光増白剤を含む水性蛍光増白剤調製物を、下記の混合物1a〜1dに使用した。
このために、いずれの場合にも、それぞれの混合物につき、上記の微粉化セルロースの分散液67.0gを使用し、下記の量の水性蛍光増白剤(FWA)調製物とブレンドし、その後に、脱塩水を使用して100.0gまで満たした。
混合物1a:7.5gFWA調製物
混合物1b:15.0gFWA調製物
混合物1c:22.5gFWA調製物
混合物1d:30.0gFWA調製物
その後、混合物を、いずれの場合にも、マグネチックスターラーを用いて室温で5分間撹拌した。
サイズプレス溶液を次のように生成した:上記混合物1a〜1d各25.0gを濃度6.5%の澱粉、Perfectamyl(登録商標)A 4692(AVEBE製)の水溶液192.3gと室温でブレンドし、続いて、脱塩水を使用して250.0gまで満たし、最後にマグネチックスターラーを用いて5分間撹拌した。
坪量85g/m2の上質コーティング原紙を表面サイジングトライアルに使用した。サイズプレス溶液を速度2m/min及び圧力2.5バールを使用して研究室サイズプレス(company Mathis製、HF型)により適用した。サイズプレス処理前後に紙を直接計量して、全4つの処理溶液について紙の含浸量は約40%と計算された。
いずれの場合にも、処理された紙を乾燥シリンダー上で105℃で2分間乾燥し、その後、標準環境(23℃、相対湿度50%)中で24時間保管した。その後、ISO輝度及びCIE白色度をDatacolor ELREPHO 2000装置を使用して測定した。
類似した方法で、上記のように、ナトリウム塩の形態で約15%の蛍光増白剤含有量を有する式(6)の蛍光増白剤(FWA)の水性蛍光増白剤調製物を使用して混合物1e〜1hを生成した。それぞれの場合、下記の量のFWA調製物を微粉化セルロースの分散液20.1gとブレンドした。
混合物1e:5.95gFWA調製物
混合物1f:11.9gFWA調製物
混合物1g:17.9gFWA調製物
混合物1h:23.9gFWA調製物
これらの混合物を、いずれの場合にも、脱塩水を使用して100.0gまで満たし、次いで、10分間撹拌し、上記の手順に従った。
このために、各混合物50.0gをPerfectamyl(登録商標)A 4692(濃度6.5%)の溶液192.3gとブレンドし、脱塩水を使用して250.0gまで満たし、上記のように撹拌した。
表面サイジングプロセスを上記のように類似した方法で行ったが、唯一の違いは、その後各紙シートをサイズプレスに2回通過させたことである。このプロセスは4つの処理溶液のそれぞれについて約67%の紙の含浸量をもたらした。
結果を下記表1に示す。
実施例2
本実施例は、サイズプレス適用において微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用を説明し、ここで、両成分の混合はサイズプレス溶液の調製中に行われた。
実施例1で記述したものと同じ蛍光増白剤(FWA)調製物及び同じ微粉化セルロースの水性分散液を使用した。
FWA調製物(式(4)及び式(6)のFWAをそれぞれ含む)と微粉化セルロースとの重量比は、各場合に対して実施例1の重量比と同一である。しかし、両成分の各混合はサイズプレス溶液の調製中に直接行った。このために、各両成分を、濃度6.5%のPerfectamyl(登録商標)A 4692の水溶液に互いに間を置かず添加した。
混合物2a〜2d:式(4)を有するFWAの水性FWA調製物を使用した。
混合物2e〜2h:式(6)を有するFWAの水性FWA調製物を使用した。
いずれの場合にも、澱粉溶液192.3gを最初にガラスビーカーに入れ、その後、下記の量のFWA調製物及び微粉化セルロースの分散液とブレンドした。
混合物2a:FWA調製物1.875g+微粉化セルロースの分散液16.8g
混合物2b:FWA調製物3.75g+微粉化セルロースの分散液16.8g
混合物2c:FWA調製物5.625g+微粉化セルロースの分散液16.8g
混合物2d:FWA調製物7.50g+微粉化セルロースの分散液16.8g
混合物2e:FWA調製物2.99g+微粉化セルロースの分散液10.1g
混合物2f:FWA調製物5.97g+微粉化セルロースの分散液10.1g
混合物2g:FWA調製物8.95g+微粉化セルロースの分散液10.1g
混合物2h:FWA調製物11.94g+微粉化セルロースの分散液10.1g
サイズプレス溶液の調製は室温で行われた。混合はマグネチックスターラーを使用して行われた。各ケースにおいて最初に、微粉化セルロースの分散液が撹拌しながら澱粉溶液に添加された。約1分の混合時間後に、相当量の対応するFWA調製物を添加した。いずれの場合にも、その後、バッチは脱塩水を使用して250.0gまで満たし、さらに15分間撹拌した。
紙表面サイジング、乾燥及び白色度評価が実施例1と同様に行われ、ここで、混合物2a〜2d(含浸量、約40%)の場合、紙を1回サイズプレスに通過させ、混合物2e〜2h(含浸量、約67%)の場合、紙を2回サイズプレスに通過させた。
得られた結果を下記表1に示す。
比較例1
実施例1及び2に記述したものと同じFWA調製物及び同じ澱粉溶液を使用した。
サイズプレス溶液に使用したFWAの量は実施例2のFWAの量と同一である。しかし、微粉化セルロースは使用しなかった。実施例2で記述した量の両方の水性FWA調製物を、いずれの場合にも、澱粉溶液192.3gに室温で加えた。その後、全てのバッチを250.0gまで脱塩水を使用して満たし、マグネチックスターラーを使用してさらに10分間撹拌した。
混合物C1a〜C1d:式(4)を有するFWAの水性FWA調製物を使用した。
混合物C1e〜C1h:式(6)を有するFWAの水性FWA調製物を使用した。
紙表面サイジング、乾燥及び白色度評価が実施例1及び2と同様に行われ、ここで、混合物C1a〜C1d(含浸量、約40%)の場合、紙を1回サイズプレスに通過させ、実施例混合物C1e〜C1h(含浸量、約67%)の場合、紙を2回サイズプレスに通過させた。
実施例1、2及び比較例1の混合物のISO輝度値及びCIE白色度値を下記表1に示す。
表から分かるように、微粉化セルロース及び蛍光増白剤(FWA)の混合物は、微粉化セルロースを使用しないFWA(混合物C1a〜C1h)の先行技術適用と比較して、広範囲のFWA投与量(混合物1a〜1h、混合物2a〜2h)にわたり、紙の改良された輝度と白色度をもたらす。さらに、両成分(FWA、微粉化セルロース)をベースとなるサイズプレス溶液へ添加する(澱粉溶液、混合物2a〜2h)と、澱粉溶液へ添加する前に両成分の混合物を別に作成する(混合物1a〜1h)より、比較的良好な結果をもたらす。
実施例3
本実施例は、コーティング色料の適用において微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用を説明する。
紙コーティング色料は下記の原料から調製した:
GCC powder Hydrocarb(登録商標)90−OG(Omya製)482g
カオリン「Kaolin KN 83 Granulat」(カオリン含量99%、Amberger Kaolinwerke製)127g
分散剤Polysalz(登録商標)S(固形分約40%、BASF製)3.4g
微粉化セルロースArbocel(登録商標)UFC 100(J.Rettenmaier & Sohne製)11.6g
結合剤Litex(登録商標)P 7110(固形分約50%のスチレン−ブタジエンラテックス、Synthomer製)96g
澱粉Perfectamyl(登録商標)A 4692(AVEBE製)から調製された、固形分20%の澱粉溶液60g
脱塩水235.4g
強度5%の水酸化ナトリウム水溶液2.9g
20%澱粉溶液500gの調製のために、最初に澱粉を対応量使用して脱塩水中に室温で撹拌した。塊のない澱粉スラリーが形成されるまで、撹拌を室温で続けた。その後、澱粉スラリーを95℃まで加熱し、この温度で25分間保った。その後、澱粉溶液を30℃まで冷却した。乾燥固形分の測定は20.9%の値であった。20%の固形分値に調整するために、撹拌しながら相当量の脱塩水を加えた。
コーティング色料を調製するために、上記量を下記の方法で混合した:
Polysalz(登録商標)Sを最初に脱塩水に撹拌した。この混合物に、GCC及びカオリンを加え、溶解機プレートにより500rpmで5分間混ぜ合わせた。その後、この混合物をUltra−Turraxを使用して7000rpmで2分間分散した。この後、結合剤と澱粉溶液を撹拌しながら続けて加えた。コーティング色料のpHは水酸化ナトリウム水溶液を加えて8.5に調整した。撹拌をさらに5分間続けた。固形分含有量67.0%及び顔料含有量59.7%の紙コーティング色料が得られた。
このコーティング色料を200gの5つの部分に分けた。各部分に、ナトリウム塩形態の、上記のような、式(5)のFWAの水性調製物を下記の量で加え、5分間撹拌した。このFWA調製物は活性物質含有量が約22.8%であった。
コーティング色料3a:FWA調製物0.263g
コーティング色料3b:FWA調製物0.526g
コーティング色料3c:FWA調製物1.051g
コーティング色料3d:FWA調製物2.102g
コーティング色料3e:FWA調製物3.154g
これらのコーティング色料はそれぞれ坪量約85g/m2の上質コーティング原紙に適用された。このために、研究室コーター、Erichsen K−Control−Coater、model K 202を使用した。その後、コート紙をドラム乾燥機上で95℃で1分間乾燥した後、23℃で4時間、相対湿度50%で保管した。適用したコート重量は約15g/m2であった。
その後、CIE白色度値及びISO輝度値をDatacolor ELREPHO 2000装置を使用して測定した。
その結果を下記表2に示す。
比較例2
紙コーティング色料を、微粉化セルロースを使用しないで、実施例3で記述したような類似した方法で調製した。紙コーティング色料の量は、脱塩水の量と微粉化セルロースを使用しないことを除いて、実施例3で記述した量と同じであった。脱塩水の量は247.0gであった。固形分含有量65.8%及び顔料含有量59.7%の紙コーティング色料が得られた。
このコーティング色料を200gの5つの部分に分けた。各部分に、ナトリウム塩形態の、上記のような、式(5)のFWAの水性調製物を下記の量で加え、5分間撹拌した。このFWA調製物は活性物質含有量が約22.8%であった。
コーティング色料C2a:FWA調製物0.263g
コーティング色料C2b:FWA調製物0.526g
コーティング色料C2c:FWA調製物1.051g
コーティング色料C2d:FWA調製物2.102g
コーティング色料C2e:FWA調製物3.154g
コート紙の調製及び輝度と白色度の測定は、実施例3に記述の方法と同じ方法で行われた。
得られたCIE白色度値及びISO輝度値を下記の表2に記載する。
微粉化セルロースとFWAの併用が、広範囲のFWA量にわたり、コート紙の改良された輝度値及び白色度値をもたらすことは明らかである。

Claims (17)

  1. 走査電子顕微鏡法(SEM)又は透過電子顕微鏡法(TEM)による測定で、中間繊維長及び中間粒子径がそれぞれ15μm以下であり、最大繊維径及び最大粒子径はそれぞれ、25μmを超えることはなく、かつ100μmを超える長さの繊維を含まない微粉化セルロース、及び、式(1)を有する少なくとも1つの蛍光増白剤(FWA)
    (式中、
    1及びR2は、それぞれ独立して、H、SO3 -又はCOOHを意味し、ただしR1がCOOHである場合は、R2はHであり、逆もまた同様であり;
    3及びR5は、それぞれ独立して、H、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2CN、CH2CH2CONH2又はCH2CH2SO3 -を意味し;
    4及びR6は、それぞれ独立して、H、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2SO3 -、CH(COO-)CH2COO-、CH(COO-)CH2CH2COO-又はCH2フェニルを意味し;
    3及びR4又はR5及びR6は、それぞれ独立して、窒素原子と共にモルホリン環を形成してもよく;
    Mは、H+、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、C1〜C4テトラアルキルアンモニウム、C2〜C3ヒドロキシアルキル基により一、二、三若しくは四置換されているアンモニウム及びNH(R7n(R8)m+(式中、R7はC1〜C4アルキルであり、R8はC2〜C3ヒドロキシアルキルであり、n及びmは1又は2の整数であり、n≠mである)から選択される対応する電荷等価物を表す)
    並びにその混合物の、
    セルロース系シート形成構造体の表面処理のための使用。
  2. 微粉化セルロース及び少なくとも1つの蛍光増白剤は、調製物に使用される、請求項1に記載の使用。
  3. 調製物が、水性調製物である、請求項2に記載の使用。
  4. 調製物は、サイズプレス溶液又はフィルムプレス溶液である、請求項2又は3に記載の使用。
  5. 調製物は、コーティング色料又はコーティングスリップである、請求項2又は3に記載の使用。
  6. 微粉化セルロースの中間繊維長及び中間粒子径は、それぞれ0.005〜15μmの範囲内であり、最大繊維径及び最大粒子径は、好ましくはそれぞれ20μmを超えない、請求項1から5のいずれかに記載の使用。
  7. 少なくとも1つの蛍光増白剤の式(1)において、R1及びR2の一方の基はHであり、他方の基はSO3 -及びCOOHから選択される、請求項1から6のいずれかに記載の使用。
  8. セルロース系シート形成構造体が、紙又はボードである、請求項1から6のいずれかに記載の使用。
  9. セルロース系シート形成構造体が、繊維材料である、請求項1、2、3、6又は7のいずれかに記載の使用。
  10. セルロース系シート形成構造体が、綿織物である、請求項9に記載の使用。
  11. シート形成セルロース含有構造体の表面ホワイトニング処理用の調製物であって、その調製物は、走査電子顕微鏡法(SEM)又は透過電子顕微鏡法(TEM)による測定で、15μm以下の中間繊維長及び中間粒子径をそれぞれ有し、それぞれ、25μmを超えない最大繊維径及び最大粒子径を有し、かつ100μmを超える長さの繊維を含まない微粉化セルロース及び式(1)を有する少なくとも1つの蛍光増白剤(FWA)を含む
    (式中、
    1及びR2は、それぞれ独立して、H、SO3 -又はCOOHを意味し、ただしR1がCOOHである場合は、R2はHであり、逆もまた同様である;
    3及びR5は、それぞれ独立して、H、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2CN、CH2CH2CONH2又はCH2CH2SO3 -を意味し;
    4及びR6は、それぞれ独立して、H、C2〜C3ヒドロキシアルキル、CH2COO-、CH2CH2SO3 -、CH(COO-)CH2COO-、CH(COO-)CH2CH2COO-又はCH2フェニルを意味し;
    3及びR4又はR5及びR6は、それぞれ独立して、窒素原子と共にモルホリン環を形成してもよく;及び式中、
    Mは、H+、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、C1〜C4テトラアルキルアンモニウム、C2〜C3ヒドロキシアルキル基により一、二、三若しくは四置換されているアンモニウム及びNH(R7(R8)m+(式中、R7はC1〜C4アルキルであり、R8はC2〜C3ヒドロキシアルキルであり、n及びmは1又は2の整数であり、n≠mである)から選択される対応する電荷等価物を表す)、
    調製物。
  12. 微粉化セルロースの量は、重量に基づき、蛍光増白剤の量の10倍以下である、請求項11に記載の調製物。
  13. 蛍光増白剤の微粉化セルロースに対する重量比は、調製物の活性物質含有量に基づき、7:93〜50:50重量%、好ましくは10:90〜50:50重量%の範囲内にある、請求項11に記載の調製物。
  14. さらに澱粉を含み、サイズプレス溶液又はフィルムプレス溶液である、請求項11から13のいずれかに記載の調製物。
  15. さらに白色顔料を含み、コーティング色料又はコーティングスリップである、請求項11から13のいずれかに記載の調製物。
  16. 請求項11から15のいずれかに記載の調製物で処理することを含む、セルロース系シート形成構造体の表面ホワイトニング処理のプロセス。
  17. 請求項16に記載のプロセスにより得られる紙。
JP2016511030A 2013-04-29 2014-04-28 セルロース系材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用 Expired - Fee Related JP6541646B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13165746.2A EP2799618B1 (en) 2013-04-29 2013-04-29 Use of micronized cellulose and fluorescent whitening agent for surface treatment of cellulosic materials
EP13165746.2 2013-04-29
PCT/EP2014/058570 WO2014177504A1 (en) 2013-04-29 2014-04-28 Use of micronized cellulose and fluorescent whitening agent for surface treatment of cellulosic materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016522862A JP2016522862A (ja) 2016-08-04
JP6541646B2 true JP6541646B2 (ja) 2019-07-10

Family

ID=48190317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016511030A Expired - Fee Related JP6541646B2 (ja) 2013-04-29 2014-04-28 セルロース系材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160060814A1 (ja)
EP (1) EP2799618B1 (ja)
JP (1) JP6541646B2 (ja)
CA (1) CA2910585C (ja)
ES (1) ES2583481T3 (ja)
PL (1) PL2799618T3 (ja)
WO (1) WO2014177504A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2799618B1 (en) * 2013-04-29 2016-04-27 Blankophor GmbH & Co. KG Use of micronized cellulose and fluorescent whitening agent for surface treatment of cellulosic materials
US11846072B2 (en) 2016-04-05 2023-12-19 Fiberlean Technologies Limited Process of making paper and paperboard products
CN109072551B (zh) * 2016-04-05 2020-02-04 菲博林科技有限公司 纸和纸板产品
WO2018052400A1 (en) 2016-09-13 2018-03-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image-receiving compositions
EP4219808A1 (en) * 2016-12-06 2023-08-02 Re:NewCell AB Cellulose fibers
SE540387C2 (en) * 2016-12-21 2018-09-04 Stora Enso Oyj A process for surface sizing using a jet cooked dispersion comprising microfibrillated cellulose, starch and pigment and / or filler
WO2019006167A2 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Pande Harshad SELECTIVE MULCH WITH LIGHT
EP3668712A1 (en) * 2017-08-14 2020-06-24 Borregaard AS Microfibrillated cellulose as rheology modifier in adhesives
EP3444282A1 (en) * 2017-08-14 2019-02-20 Borregaard AS Microfibrillated cellulose as a crosslinking agent and replacement for borax
CN115748298B (zh) * 2022-11-17 2024-02-23 岳阳林纸股份有限公司 一种文化用纸及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO903004L (no) * 1989-07-21 1991-01-22 Bayer Ag Fremgangsmaate for hvittoning av papirbestrykningsmasser samt hvittoningspreparater for fremgangsmaaten.
US6183596B1 (en) * 1995-04-07 2001-02-06 Tokushu Paper Mfg. Co., Ltd. Super microfibrillated cellulose, process for producing the same, and coated paper and tinted paper using the same
DE19732032A1 (de) * 1997-07-25 1999-01-28 Bayer Ag Weißgetönte Polymerisate sowie ihre Verwendung in Streichmassen für die Beschichtung von Substraten
MY125712A (en) 1997-07-31 2006-08-30 Hercules Inc Composition and method for improved ink jet printing performance
AU6842600A (en) * 1999-09-10 2001-04-17 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Triazinylaminostilbene derivative as fluorescent whitening agents
DE10149314A1 (de) * 2001-10-05 2003-04-17 Bayer Ag Verwendung fester Aufhellerpräparationen zum Aufhellen von Papier
DE10217677A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-06 Bayer Ag Verwendung von Aufhellern zur Herstellung von Streichmassen
DE102004031101B4 (de) * 2004-06-28 2010-04-08 Kemira Oyj Verwendung von Triazinylflavonataufhellern
DE102004038578A1 (de) * 2004-08-06 2006-03-16 Lanxess Deutschland Gmbh Alkanolammoniumhaltige Triazinylflavonataufheller
EP1805361B1 (en) * 2004-10-27 2009-08-26 Basf Se Compositions of fluorescent whitening agents
SE530020C2 (sv) * 2006-06-15 2008-02-12 Holmen Ab Förfarande för stabilisering av vitheten hos i ytbehandlingslim/smet för papper ingående fluroescerande vitmedel (FWA) och hos av detta/dessa formade ytbehandlingsskikt
ES2600759T3 (es) * 2008-04-03 2017-02-10 Innventia Ab Composición para recubrimiento de papel de impresión
PT2135997E (pt) * 2008-06-11 2011-03-10 Blankophor Gmbh & Co Kg Composição e processo para branquear papel
GB0908401D0 (en) * 2009-05-15 2009-06-24 Imerys Minerals Ltd Paper filler composition
SI2302132T1 (sl) * 2009-09-17 2012-12-31 Blankophor Gmbh Co. Kg Fluorescentna belilna sredstva disulfo-tipa
SE0950819A1 (sv) * 2009-11-03 2011-05-04 Stora Enso Oyj Ett bestruket substrat, en process för tillverkning av ett bestruket substrat, en förpackning och en dispersionsbestrykning
FI123289B (fi) * 2009-11-24 2013-01-31 Upm Kymmene Corp Menetelmä nanofibrilloidun selluloosamassan valmistamiseksi ja massan käyttö paperinvalmistuksessa tai nanofibrilloiduissa selluloosakomposiiteissa
SE536746C2 (sv) * 2010-05-12 2014-07-08 Stora Enso Oyj En komposition innehållande mikrofibrillerad cellulosa och en process för tillverkning av en komposition
EP2412870B1 (en) * 2010-07-30 2013-04-17 Blankophor GmbH & Co. KG Composition and process for whitening paper
EP2431519B1 (en) * 2010-09-17 2013-07-31 Blankophor GmbH & Co. KG Fluorescent whitening agent compositions
GB201019288D0 (en) * 2010-11-15 2010-12-29 Imerys Minerals Ltd Compositions
EP2535455A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-19 Blankophor GmbH & Co. KG Use of fluorescent whitening agent compositions for whitening paper
CN103590283B (zh) * 2012-08-14 2015-12-02 金东纸业(江苏)股份有限公司 涂料及应用该涂料的涂布纸
EP2799618B1 (en) * 2013-04-29 2016-04-27 Blankophor GmbH & Co. KG Use of micronized cellulose and fluorescent whitening agent for surface treatment of cellulosic materials

Also Published As

Publication number Publication date
CA2910585C (en) 2021-10-19
US20160060814A1 (en) 2016-03-03
EP2799618A1 (en) 2014-11-05
ES2583481T3 (es) 2016-09-21
PL2799618T3 (pl) 2016-12-30
WO2014177504A1 (en) 2014-11-06
JP2016522862A (ja) 2016-08-04
EP2799618B1 (en) 2016-04-27
CA2910585A1 (en) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6541646B2 (ja) セルロース系材料の表面処理用の微粉化セルロース及び蛍光増白剤の使用
US7258815B2 (en) Use of brighteners for the preparation of coating slips
JP5784020B2 (ja) コーティング用途におけるジスルホ型蛍光増白剤
KR101537213B1 (ko) 개선된 형광 증백 조성물
AU2011214619B2 (en) Aqueous sizing compositions for shading in size press applications
KR20120070563A (ko) 사이즈 프레스 도포에서 셰이딩을 위한 산성 염료 수용액
AU2018387075A1 (en) Optical brightener for whitening paper
US10787769B2 (en) Fluorescent whitening agents and mixtures thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170227

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180206

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190611

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6541646

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees