JPH01168992A - 製紙用サイズ剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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、特にサイズ効果を短時間のう
ちに発現させうる製紙用サイズ剤に関するものである。

〔従来の技術〕

製紙用サイズ剤としては、従来より、ロジン系などの種
々のものが用いられているが、最近では中性サイズ剤と
して知られる脂肪酸を原料としたケテンニ量体が特に賞
月されている。

このケテン多量体は、脂肪酸を酸クロリド化し三級アミ
ンを加えて脱塩酸反応を行わせることにより得られる、
分子内に２−オキセタノン構造の四員環を含む特異な分
子構造を有するものである。

サイズ処理に際しては、このケテンニ量体を予め適宜の
分散剤を用いて水に乳化分散させた乳化液とし、これを
製紙用のバルブ液に添加することによりパルプ繊維に均
一に定着させるようにしている。

上記の乳化液に関し、たとえば特開昭５７−１０１０９
５号公報、特開昭５７−１）２４９７号公報、特開昭５
７−１３９５９６号公報、特開昭６０−８８１９６号公
報、特開昭６０−９９０９７号公報、特開昭６０−１０
４５９９号公報などには、ケテンニ量体の原料である脂
肪酸の種類や分散剤の種類を選択することにより、乳化
液の分散安定性やサイズ効果の向上を図ることなどが開
示されている。

〔発明が解決し、ようとする問題点〕

しかるに、この種のケテンニ量体を用いた製紙用サイズ
剤は、サイズ処理の効果が速やかに発現されない、つま
りサイズ効果の立ち上がりが悪いという欠点がある。こ
のため、製紙後数日間保存したうえでなければ出荷でき
ない、塗工紙の場合抄紙後の塗工を連続的に行いにくい
など、生産性や品質管理上などの多くの問題を招いてい
る。このことから、前記の各公報に開示のサイズ剤にお
いても、かかる問題を克服することを技術的課題のひと
つとしているのである。

本発明は、このような事情に鑑み、分子内に２−オキセ
タノン構造の四員環を有する化合物として上記従来のケ
テン三量体とは異なるものを用いることにより、上記の
如き問題点のない、サイズ効果の立ち上がりの良好な製
紙用サイズ剤を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、分子内に２−オキセタノン構造の四員環を有す
る化合物として、脂肪族ジカルボン酸を原料として製造
されたケテン多量体を用いることにより、サイズ効果の
立ち上がりの良好な製紙用サイズ剤が得られるものであ
ることを知り、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、脂肪族ジカルボン酸を原料として
製造されたケテン多量体と分散剤を有効成分として含有
することを特徴とする製紙用サイズ剤に係るものである
。

〔発明の構成・作用〕

本発明において原料として用いられる脂肪族ジカルボン
酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメ
リン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの
脂肪族飽和ジカルボン酸のほか、ジグリコール酸の如き
炭素鎖中にエーテル結合を有する脂肪族ジカルボン酸な
どがある。

本発明のケテン多量体は、上記の脂肪族ジカルボン酸を
原料として用いる以外、従来公知の方法に準じて合成で
きる。たとえば上記の脂肪族ジカルボン酸の一種または
二種以上を三塩化リンやホスゲンなどを用いて酸クロリ
ドにしたのち、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
トリプロピルアミンなどの三級アミンを用いて脱塩酸反
応を行うことにより、本発明のケテン多量体を得ること
ができる。

得られるケテン多量体は、原料ｔある脂肪族ジカルボン
酸が１分子内に２個のカルボキシル基を含んでいるため
、従来の脂肪酸を原料として製造されるケテン三量体と
は異なって、２−オキセタノン構造の四員環を１分子内
に１個または２個含むケテン三量体を主体とし、さらに
上記四員環を２個またはそれ以上含むケテン三量体など
の各種多量体を含む構成となっており、これが本発明の
目的とするサイズ効果の立ち上がりの改良に好結果をも
たらしているものと思われる。

このようなケテン多量体の合成に際し、原料成分として
脂肪族ジカルボン酸とともに炭素数が４〜３０の脂肪酸
を併用し、両者の混合物を酸クロリド化したのち、三級
アミンにより脱塩酸反応を行うようにしてもよい、この
場合、脂肪族ジカルボン酸と上記脂肪酸との混合比率は
、両者の合計量中脂肪族ジカルボン酸が１重量％以上、
好ましくは１０重量％以上となるようにするのがよい。

脂肪族ジカルボン酸が少なくなりすぎると本発明の効果
が撰なわれるため、好ましくない。

また、脂肪族ジカルボン酸のケテン多量体と上記同様の
脂肪酸のケテン三量体とを別々に合成したのち、両者を
混合して用いてもよい。この場合の混合比率は、両者の
合計量中脂肪族ジカルボン酸のケテン多量体が１重量％
以上、好ましくは１０重量％以上となるようにするのが
よい。脂肪族ジカルボン酸のケテン多量体が少なくなり
すぎると上記同様の問題を生じるため、やはり好ましく
ない。

本発明においては、上記のケテン多量体とともに、この
ケテン多量体を水に乳化分散させるための分散剤が用い
られる。この分散剤としては、ケテン多量体と反応した
り、サイズ効果に悪影響を与えないものならなんでもよ
いが、通常はパルプ繊維への吸着性を考慮して、カチオ
ン性の分散剤を用いるのが好ましい。

このカチオン性の分散剤としては、前記従来のケテン三
量体に対し好適なものとして知られる各種の分散剤をい
ずれも使用でき、その代表的な例として、つぎのイ〜ホ
の分散剤を挙げることができる。

イ）コーンや馬鈴薯を原料とした：Ｒ粉を２−ジエチル
アミノエチルクロリドや２・３−エポキシプロピルトリ
メチルアンモニウムクロリドなどを用いて三級化または
四級化したカチオン澱粉。

口）水溶性長鎖アミノポリアミドとエビハロヒドリンと
の反応生成物。

ハ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの
ホモポリマーまたはこれとアクリルアミドとのコポリマ
ーのアルキルハライドによる四級化物。

二）塩化ジメチル了りルアンモニウムのホモポリマーま
たはこれとスチレンとのコポリマーや、これらのエビハ
ロヒドリン変性物。

ホ）ジエチレントリアミンの如き１分子内に２個以上の
一級アミノ基と１個以上の二級または三級アミノ基とを
有するポリアミンと、ジシアンジアミドまたはシアナミ
ドを縮合させたのち、これにエビハロヒドリンを反応さ
せた反応生成物。

これらの分散剤の使用量は、ケテン多量体との合計量中
通常１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％とする
のがよい。この使用量が少なくなりすぎると充分な分散
効果が得られず、またあまりに多くなりすぎてもサイズ
効果を損なうおそれがあり、いずれも好ましくない。

本発明の製紙用サイズ剤は、上記のケテン多量体と分散
剤とを必須成分とし、通常は前記従来のケテン二量体の
場合と同様に、ケテン多量体を分散剤によって予め水に
乳化分散させた乳化液として使用に供される。この乳化
液には、必要に応じて分散助剤として種々の界面活性剤
や高分子系分散剤などを添加してもよい。このような乳
化液の有効成分（上記の全構成成分）の濃度は通常ｌＯ
〜４０重量％程重量ある。

本発明の製紙用サイズ剤を用いてサイズ処理するには、
たとえばパルプ繊維を含む製紙用のパルプ液に前記乳化
液からなるサイズ剤を添加したうえで、常法により抄紙
すればよい。このときのサイズ剤の使用量は、パルプに
対して前記有効成分が通常０．０５〜０．５重量％とな
るような割合とすればよい。

なお、サイズ処理に際し、上記サイズ剤のパルプ繊維へ
の定着性を良くするために、パルプ液中に従来用いられ
ているのと同様の定着剤、たとえばカチオン澱粉、カチ
オン化セルロース、ポリアミド−エビハロヒドリン系ポ
リマー、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジンまた
はその四級化物、ポリジメチルアミノエチルメタクリレ
ートまたはその四級化物、あるいはこれらカチオン性モ
ノマーとアクリルアミドとの共重合物などを添加できる
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の製紙用サイズ剤は、脂肪族ジカ
ルボン酸を原料として製造されたケテン多量体を有効成
分のひとつとして用いていることにより、サイズ効果の
立ち上がりが良好で、サイズ処理後短時間のうちに実用
的なサイズ効果を発現させることができるから、前記従
来の如き生産性や品質管理上などの問題を回避すること
ができる。

〔実施例〕

つぎに、本発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。なお、以下において％とあるは重量％を意味する。

実施例１〜７ 第１表に示す７種のケテン多量体と分散剤Ａ〜Ｄとを所
定重量比で組み合わせ、これらを両者の合計濃度が２０
重量％（サイズ処理時の使用濃度）となるように水に添
加し乳化分散させて、本発明の７種の製紙用サイズ剤を
調製した。

なお、第１表に示すケテン多、量体のうち、実施例１の
アゼライン酸のケテン多量体は下記の方法で合成した。

また、実施例２．４，６．７の各ケテン多量体は原料°
成分の種類を変えた以外は上記と同様にして合成した。

実施例３．５では上記同様にして合成゛したケテン多量
体と脂肪酸のケテン二量体との混合物を使用した。また
、第１表に示す分散剤Ａ−Ｄは下記の市販品または合成
品を使用した。

〈アゼライン酸のケテン多量体〉 １）の四つロフラスコに、アゼライン酸５６４ｇを入れ
、温度を５０〜６０℃に調整しなから三塩化リンを３４
３．５ｇ（アゼライン酸のカルボキシル基１個に対して
塩素が１．２５倍当量）滴下し、そのまま撹拌して１時
間熟成した。その後、撹拌を止め、加温も止めて、３時
間静置したのち、上層のアゼライン酸クロリド６８０ｇ
を得た。

つぎに、５１の四つ目フラスコに、上記のアゼライン酸
クロリド５６３ｇとトルエン１，０００ｇを入れ、冷却
しつつ２０〜２５℃でトリエチルアミン５５６ｇ　　（
アゼライン酸クロリドに対して２゜２倍当量）とトルエ
ン５００ｇとの混合物を２．５時間かけて滴下したのち
、３５℃に昇温しでさらに２．５時間熟成した。

つぎに、５０℃に昇温して塩化水素１９ｇを含む５０℃
の希塩酸水溶液１，５００ｇを加え、ｌＯ分間撹拌後１
時間静置し、下層のトリエチルアミン塩酸塩水溶液を分
離した。上層のトルエン溶液からトルエンを留去してア
ゼライン酸のケテン多量体３６０ｇを得た。

〈分散剤Ａ％＞ カチオンａ粉；王子ナショナル■製の商品名ＣＡＴＯ１
５ 〈分散剤Ｂ〉 ジエチレントリアミン１モルとジシアンジアミド１モル
との縮合物にエピクロルヒドリンを１．２モル反応させ
た反応物 〈分散剤Ｃ〉 アクリルアミドとメタクリル酸２−ジエチルアミノエチ
ルとの重量比７：３のコポリマーく分散剤Ｄ〉 カチオン澱粉（分散剤Ａのものと同じ）とりゲニンスル
ホン酸との重量比１０：１の混合物比較例１〜３ 第１表に示す３種のケテン多量体と分散剤Ｃ２Ｄとを所
定重量比で組み合わせ使用した以外は、実施例１〜７と
同様にして３種の製紙用サイズ剤を調製した。

以上の実施例１〜７および比較例１〜３の各製紙用サイ
ズ剤を用いて、以下の方法でサイズ効果試験を行った。

その結果は、後記の第２表に示されるとおりであった。

〈サイズ効果試験〉 供試パルプとしてＬＢＫＰ　（カナデイアン・スタンダ
ード・フリーネス３８０ｍｌを用い、また定着剤として
カチオン澱粉（市販品）をパルプに対し０．２％使用し
、各サイズ剤の添加量（有効成分）をパルプに対し０．
１％として、以下の条件で抄造した。得られた抄紙につ
き、ステキヒト法（ＪＩＳ　　Ｐ−８１２２）により、
抄紙直後と１日後のサイズ度（秒）を調べた。

抄造：タラピー丸型手抄き機 プレス：　３．５　ｋｇｗ／ａＪ　ｘ　５分間乾燥：回
転式ドライヤー、１００℃×９０秒間秤量：６０ｇ／イ 第２表 上記の第２表から、比較例１〜３の製紙用サイズ剤は、
サイズ効果の立ち上がりが悪く、最終的なサイズ度も低
いが、実施例１〜７の本発明の製紙用サイズ剤゛は、サ
イズ効果の立ち上がりが良好で、最終的なサイズ度も上
記比較例のものに比しはるかにすぐれていることが判る
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脂肪族ジカルボン酸を原料として製造されたケテ
   ン多量体と分散剤を有効成分として含有することを特徴
   とする製紙用サイズ剤。