JPH01183596A - 紙及び板紙の防滑剤 - 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］ 本発明は紙及び板紙の表面の滑りを防止する防滑剤に関
する。

［従来の技術］ クラフト紙、ライナー原紙等はそのままの形で、あるい
は包装袋や段ボール箱に加工された形で物品の包装材料
として広く使用されている。そして、これらに物品を収
納した包装物は、通常積み重ねて運搬することが多いが
、その場合包装物の表面が滑りやすいと、往々にして荷
崩れを起こすため運搬に支障を来たすばかりでなく、荷
崩れが人身事故につながる例も珍しくない。

さらに詳述すれば、包装技術の発達により包装容器は木
箱から段ボール箱、クラフト袋に変化し、その表面も印
刷適性の改善を図るために、−段と滑かに仕上げられて
いる。また、流通機構の合理化に伴い、自動コンベア、
パレット化によるフォークリフト等が包装物の運搬に利
用される。そうした情況のなかで、包装物が荷崩れを起
こした場合には、例えば運搬ラインの運転停止を余儀無
くされ、包装容器や包装物品が損傷してしまうことさえ
ある。従って、これらの不都合を解消するために、紙及
び板紙を滑りにくくすることは極めて重要である。

紙又は板紙を滑りに難くする手段としては、その表面に
防滑剤を塗工する方法があり、防滑剤としては無機質タ
イプと有機質タイプが従来知られている。無機質タイプ
の防滑剤は粒子径約１０〜２０ｍμ程度のコロイド状シ
リカを２０〜３０％の濃度で含有するシリカヒドロシル
であって、このものは扱いやすく、また紙に塗工しても
白色化現象がない利点がある。しかし、シリカゾルはシ
リカ粒子が余りにも微細なために、これを紙に塗工して
も大した防滑効果を期待できない。そして、塗工量を増
大させると白色化現象が現われ、乾燥した微粉末が脱落
する欠点がある。一方、有機質タイプの防滑剤としては
、スチレン系単量体とアクリル酸エステル系単量体との
共重合体を４級化した反応生成物が、特開昭５７−５６
５９８号公報に記載されている。この防滑剤は紙の摩擦
係数をほとんど低下させない滑り防止剤として提案され
たものであるが、防滑効果が充分でなく、特に繰返し摩
擦によって防滑度が低下するので、滑り防止効果の持続
性に難点がある。

また無機物質と有機物質を併用した防滑剤としては、非
イオン性水溶性ｍＨ素誘導体で処理されたシリカ微粉末
と、ポリアクリルアミドを保護コロイドに使用した水性
合成樹脂バインダーとを水に分散させた組成物が、特公
昭５９−４４６０号公報に記載されている。この防滑剤
は塗工初期の一時的な防滑性に優れているものの、繰返
し摩擦によって防滑効果が衰退するため、効果の持続性
に問題があるばかりでなり、防滑剤自体の長期安定性や
再分散性が悪いという欠点もある。

一般に、シリカ微粉末の粒子径は約０．５〜５０μであ
って、コロイド状シリカより約２０〜２０００倍も大き
いので、コロイド状シリカよりはるかに少ない塗工量で
同等以上の防滑効果を期待できる。その反面、粒子径が
大きいために摩擦によって脱落しやすく、従って、防滑
効果の持続性に乏しく、さらにその水性分散液は安定性
に欠け、沈澱が生ずると再分散が難しいのが難点とされ
ている。

本発明の目的は、シリカ微粉末を防滑剤の主成分として
使用しながらも、持続性ある防滑効果を紙の表面に付与
することができ、しかも分散安定性に優れた水性防滑剤
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る紙及び板紙用防滑剤は、シリカ微粉末とア
ルミニウム化合物と水溶性セルロース誘導体を含有する
水系分散液からなる。

本発明に於いて、シリカ微粉末としては平均粒子径が０
．５〜５０μの範囲に入るものがいずれも使用可能であ
る。なかでも吸油度が大きく、粒度が細かく、紙用、特
に新聞紙用充填剤として使われている日本シリカニ業（
株）製のニップシールＮ５−Ｐ　（Ｓ　ｉ　０２９４．
４駕、比表面積１３０〜１６０ｍ１ｇ、平均粒子径７〜
１０μ）あるいは徳山曹達（株）製のトクシールＧＵ−
Ｎ　（Ｓ　ｉ　０２９５％　、比表面積１５０〜２２０
ＴＩｔ／Ｑ、平均粒子径３〜４０μ）などのホワイトカ
ーボンと呼ばれているものが好ましい。

アルミニウム化合物としては、アルミナゾル、ポリ塩化
アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、アルミニウム
アルコレート、アルミニウムキレート、硫酸アルミニウ
ム等が使用できる。アルミナゾルは一般に５〜２００ｍ
μ程度の羽毛状粒子の集合体を含有するコロイド状溶液
で、粒子の比表面積が２００−ｒＩｔ／（１以上のもの
が本発明には適している。

ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）はその主成分が一般式
（ＡＩＩ　（ＯＨ）　　Ｃｊ２　　　）で示され、２　
　　　　ｎ　　　６−ｎ 水溶液又は粉体の形で市販されているが、いずれも好適
に本発明で使用できる。ポリ水酸化アルミニウムは一般
式（Ａｊ２（ＯＨ）３）。Ａｊ２Ｃｊ２３で示され、市
販品はｎが約２０の値を有し、塩基性が高い点で前記の
ＰＡＣと区別される。

アルミニウムアルコレートは、一般式Ａｊｌ　（ＯＲ）
３で示すことができ、ここでＲは異種又は同種のアルキ
ル基又はアリール基である。アルミニウムアルコレート
の具体例としては、例えばアルミニウムキレート、アル
ミニウムイソプロピレート、モノ５ｅｃ−ブトキシアル
ミニウムジイソプロピレート、アルミニウム５ｅｃ−ブ
チレート等が挙げられる。アルミニウムキレートとは、
アルミニウムアルコレートのアルコキシ基の−・部又は
全部をアセト酢酸エチル、アセチルアセトン等でキレー
トして得られる化合物を言い、そうした化合物としては
エブールアセトアセテートアルミニウムジイソブロビレ
ート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）
、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピ
レート、アルミニウム七ノアセヂルアセトネートビス（
エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセ
チルアセトネート）、アルミニウムジ・ｎ−ブトキシ（
モノエチルアセトアセテート）、アルミニウムモロ−ブ
トキシ（モノメチルアセトアセテート）、アルミニウム
ジイソブトキシ（モノメチルアセトアセテート）、アル
ミニウムジ５ｅｃ−ブトキシ（モノエチルアセトアセテ
ート）、アルミニウムジイソプロポキシ（モノエチルア
セトアセテート）等が例示できる。硫酸アルミニウムは
、一般式Ａｌ１２（ＳＯ）　・ｘＨ２Ｏで示され、純粋
な１８水和物と無水物とがある。工業品としてはアルミ
ナ９１４％以上、アルミナ９１５％以上及びアルミナ９
１７％以上の固形量と、アルミナ分８．０〜８．２％の
液状品があり、いずれも本発明で使用可能である。

本発明に係る防滑剤のアルミニウム化合物の配合量は、
ＡｌＩ２Ｏ３換算でシリカ微粉末１００重量部当り、２
〜１５１端部が好適である。２重量部未満では製品防滑
剤の分散安定性が良くなく、経日で分散質が沈降分離す
ることがあり、また摩擦で塗工面からシリカ微粉末が脱
落し、滑り防止効果が低下する。１５重量部を越えてア
ルミニウム化合物を配合した場合も、防滑剤に充分な防
滑効果を期待することができず、特に初期の防滑効果が
貧弱になる傾向がある。そして、配合するアルミニウム
化合物の種類によっては防滑剤のコストアップにつなが
るため経済的観点から望ましくない。

本発明で使用される水溶性セルロース誘導体としては、
メチルセルロース、エチルセルロース、とドロキシエチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース等を挙げることができる。なかでもヒドロキ
シエチルセルロースは、取扱いやすさの点及び保護コロ
イドとして作用する分散安定剤としての機能の点で、最
良の水溶性セルロース誘導体である。

水溶性セルロース誘導体の配合量は、シリカ微粉末１０
０重層部当り、１０〜３０重量部の範囲が適当である。

１０重Ω部未満では塗工面からシリカ微粉末が脱落しや
すく、満足な防滑効果を得ることができない。一方、３
０重量部を越えて配合した場合は、製品防滑剤の粘度が
上昇して取扱い雌くなり、コスト高にもなる不利がある
。

本発明の防滑剤は基本的にはシリカ微粉末と、アルミニ
ウム化合物と、水溶性セルロース誘導体を上記した配合
量で水に分散させて調製されるが、必要に応じてこの水
分散系にはポリビニルアルコール、でんぷん類、アクリ
ルアミド系ポリマー、その他任意の表面改良剤を添加す
ることができる。

また、本発明の防滑剤の固形分濃度は特に限定されるも
のではないが、一般には５〜２０重ω％重量囲にあるこ
とが好ましい。防滑剤の塗工手段には、カレンダーロー
ル、サイズプレス、スプレ・−等任意の手段を採用する
ことができ、紙の表面に塗工した後は常法通り乾燥する
ことにより、優れた滑り防止効果が紙に付与される。

本発明の防滑剤はその水分散系が長期間安定であり、し
かもこれを紙又は板紙の表面に塗工することにより、そ
の紙は持続性ある優れた滑り防止効果を発揮する。本発
明の防滑剤によって実現される優れた防滑効果がいかな
る機構で実現されるかは、現在のところ充分には解明で
きていない。

しかし、シリカ微粉末にアルミニウム化合物又は水溶性
セルロース誘導体のいずれか一方を配合した２成分系と
、この両者をシリカ微粉末に配合した３成分系とを比較
すると、３成分系の方が圧倒的に優れた結果が得られる
事実からみて、本発明に於ける防滑機構は次のように推
察することができる。

すなわち、負の電荷を持つシリカ微粉末の粒子表面に、
正の電荷を有するアルミニウム化合物が吸着し、同時に
保護コロイドとして作用する水溶性セルロース誘導体が
バインダーとしても機能してシリカ粒子を紙の表面に強
く固着させる結果、シリカ粒子は繰返し摩擦でも紙の表
面から脱落し難くなるために、持続性のある防滑効果が
発現するものと推察される。また、防滑剤自体の分散安
定性について言えば、水溶性セルロース誘導体は保護コ
ロイドとして作用するものの、これ単独では安定な水系
分散液を得ることができない事実から見て、アルミニウ
ム化合物は分散安定性にも寄与しているものと考えられ
る。

［実　施　例］ 以下実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、
これらは本発明の技術的範囲を限定するものではない。

なお、下記の実施例及び比較例に於ける「部」は「重０
部」を意味し、アルミニウム化合物の「アルミナ分」は
Ａ１２０３換算での濃度を意味する。

実施例１ シリカ微粉末（日本シリカニ業、ニップシールＮ５−Ｐ
）２０部と、アルミナゾル（日産化学工業、アルミナゾ
ル２００、アルミナ分１０％）２０部を、水１７０部で
スラリー化し、これを８０００ｒｐＩのホモミキサーで
３０分間処理した。次いでこれを５０〜６０℃に加温後
、ヒドロキシエチルセルロース（ダイセル化学工業、Ｎ
ＥＣ，５Ｐ−６００）の粉末３部を徐々に加え、さらに
９０分間処理して固形分濃度１０．５％（理論値１１，
６％）の防滑剤１を得た。

実施例２ 実施例１のアルミナゾルに代えてポリ塩化アルミニウム
（多本化学、ＰＡＣ〜２５０Ａ、アルミナ分１０％）を
使用した以外は実施例１と同様にして固形分濃度１０．
３％（理論値１２．９％）の防滑剤２を得た。

実施例３ 実施例１のアルミナゾルに代えてポリ水酸化アルミニウ
ム（浅田化学工業、Ｐａｈｏ　−２８１アルミナ分１０
％）を使用した以外は実施例１と同様にして固形分濃度
１０．３％（理論値１２，９％）の防滑剤３を得た。

実施例４ 実施例１のアルミナゾル２０部に代えて粉末状硫酸アル
ミニウム（片山化学工業、試薬品、アルミナ分１６％）
　１２．５部を使用し、水のｆｆｉを１７０部から２７
０部に増加した以外は実施例１と同様にして固形分濃度
１０．６％（１！＋論値９．３％）の防滑剤４を得た。

実施例５ 実施例１のアルミナゾル２０部に代えてアルミニウムキ
レートの一種であるアルキルアセトアセテートアルミニ
ウムジイソプロピレート（用研ファインケミカル、アル
ミキレートＭ１アルミナ分２０．８％）を２部使用し、
水の量を１７０部から１９０部に増加した以外は実施例
１と同様にして固形分濃度１０．６％（理論１ｆｉ１０
．８％）の防滑剤５を得た。

実施例６ 実施例１のアルミナゾル２０部に代えてアルミニウムア
ルコレートの一種であるモノ５ｅｃ−ブトキシアルミニ
ウムジイソプロピレート（用研ファインケミカル、ＡＭ
Ｃ，アルミナ分４６．８％）を２部使用し、水の酋を１
７０部から１９０部に増加した以外は実施例１と同様に
して固形分濃度１０．５％（理論値１０．４％）の防滑
剤６を得た。

実施例７ 実施例１のヒドロキシエチルセルロースに代えてカルボ
キシメチルセルロース（第一工業製薬、セロゲンＷＳ−
Ｃ）の粉末を使用した以外は実施例１と同様にして固形
分濃度１０．２％（理論値１１．６％）の防滑剤７を得
た。

実施例８ 実施例１のアルミナゾル２０部を２部に減量した以外は
実施例１と同様にして固形分濃度１０．７％（理論値１
１．１％）の防滑剤８を得た。

実施例９ 実施例１のアルミナゾル２０部を４０部に増量した以外
は実施例１と同様にして固形分濃度１０．１％（理論値
１２．１％）の防滑剤９を得た。

実施例１０ 実施例１に於ける水の舟を１７０部から１６０部に減少
させ、ヒドロキシエチルセルロースの量を３部から１部
に減少させた以外は実施例１と同様にして固形分濃度１
０．３％（理論値１１．４％）の防滑剤１０を得た。

実施例１１ 実施例１に於ける水の躇を１７０部から３２０部に増加
させ、またとドロキシエチルセルロースの量を３部から
７部に増加させた以外は実施例１と同様にして固形分濃
度７．２％（理論値７．８％）の防滑剤１１を得た。

実施例１２ 実施例１のアルミナゾル・２０部に代えて粉末状硫酸ア
ルミニウム（片肉化学工業、試薬品、アルミナ分１６％
）を２５部使用し、水の量を　１７０部から４１０部に
増加した以外は実施例１と同様にして固形分濃度９．１
％（理論値７．８％）の防滑剤１２を得た。

比較例１ 実施例１と同じシリカ微粉末２０部を水１５０部でスラ
リー化し、これを８００ＯｒＤＩのホモミキサーで２時
間処理して固形分濃度１０．６％（理論値１０．８％）
の防滑剤１３を得た。

比較例２ 実施例１と同じシリカ微粉末２０部と、アルミナゾル２
０部を水１５０部でスラリー化し、これを８０００ｒｐ
ｍのホモミキサーで２時間処理して固形分濃度１０．３
％（理論値１１．５％）の防滑剤１４を得た。

比較例３ 比較例２のアルミナゾルを実施例２で用いたポリ塩化ア
ルミニウムに代えた以外は比較例２と同様にして固形分
濃度１０．４％（理論値１２．９％）の防滑剤１５を得
た。

比較例４ 比較例２のアルミナゾルを実施例３で用いたポリ水酸化
アルミニウムに代えた以外は比較例２と同様にして固形
分濃度１０．６％（理論値１２．９％）の防滑剤１６を
得た。

比較例５ 比較例２のアルミナゾル２０部を実施例４で用いた硫酸
アルミニウム１２．５部に代え、水の量を１５０部から
２５０部に増加させた以外は比較例２と同様にして固形
分濃度１０．２％（理論値９．１％）の防滑剤１７を得
た。

比較例６ 比較例２のアルミナゾル２０部を実施例５で用いたアル
ミニウムキレート２部に代え、さらに水のｍを１５０部
から１７０部に増加させた以外は比較例２と同様にして
固形分濃度１０．１％（理論値１０．６％）の防滑剤１
８を得た。

比較例７ 比較例２のアルミナゾル２０部を実施例６で用いたアル
ミニウムアルコレ−・ト２部に代え、さらに水の量を１
５０部から１７０部に増加させた以外は比較例２と同様
にして固形分濃度１０．３％（理論値１０．２％）の防
滑剤１９を得た。

比較例８ 実施例１と同じシリカ微粉末２０部を水１７０部でスラ
リー化し、これを５０〜６０℃に加温後８０００ｒｐｍ
のホモミキサーに入れて実施例１で用いたヒドロキシエ
チルセルロース３部を徐々に加えながら２時間処理して
固形分濃度１０．５％（理論値１１．０％）の防滑剤２
０を得た。

比較例９ 比較例８のヒドロキシエチルセルロースに代えて実施例
７で用いたカルボキシメチルセルロースを使用した以外
は比較例８と同様にして固形分濃度１０．３％（理論値
１１．０％）の防滑剤２１を得た。

比較例１０ 比較例２のアルミナゾル２０部を４０部に増量した以外
は比較例２と同様にして固形分濃度１０．５％（理論値
１２．１％）の防滑剤２２を得た。

比較例１１ 比較例５での硫酸アルミニウム１２．５部を２５部に増
加した以外は比較例５と同様にして固形分濃度１０．４
％（理論値１１．２％）の防滑剤２３を得た。

比較例１２ 比較例９でのカルボキシメチルセルロース３部を１０部
に増加した以外は比較例９と同様にして固形分濃度１３
．０％（理論値１４，０％）の防滑剤２４を得た。

阪ｊＪはＵ組区員 上記の実施例及び比較例で得られた各防滑剤の滑り防止
効果と分散安定性を次の方法で評価した。

（１）Ｗｌり防止効果 実施例及び比較例で得られた各防滑剤並びに市販の防滑
剤をそれぞれ固形分濃度２％に希釈し、朱塗エライナー
（坪１２２０ｏ／Ｔｄ）の表面に口〜ルコーターにて塗
工し、スチームドライヤー（スチーム圧１．５１ｏ／　
ａｉ、１１０℃）で１分間乾燥する。

次いで、６５％ＲＨのデシケータ−中で２４時間調湿後
、東洋精機（株）製の摩擦角度測定試験機で塗工紙の滑
り角度を測定し、繰返・し摩擦による滑り角度の減少及
びシリカ粒子の脱落の有無を判定した。

結果を下記第１表に示す。

なお、表中のＡは市販の防滑剤スチレン系エマルジョン
（固形分濃度２５％）を、Ｂは同じく市販の防滑剤コロ
イダルシリカ（固形分濃度３０％）を示す。また、塗工
量は（吸液量×塗工濃度）で算出される固形分位＠量で
あり、白色化現象は次の３段階で評価した。

０：白色化現象なし Δ：僅かに発生 ×：粉体が多数観察される （２）分散安定性 各防滑剤の原液については、これを２週間４０℃の恒温
槽に入れ、各防滑剤の２％希釈液については、これを３
日間室温で放置してそれぞれの外観を次の３段階で評価
した。結果を第１表に示す。

ｏ：ｒ４常なし Δ：僅かに層分離を認める ×：透明層と沈澱層に分離した （以下余白） ［発明の効果］ 上に示した第１表から明らかな通り、本発明の防滑剤は
紙及び板紙の表面に塗工することにより、それぞれの紙
に優れた滑り防止効果を、それも持続性ある防滑効果を
付与することができる。加えて、本発明の防滑剤はその
分散安定性にも優れ、長期間保存しても沈澱が生ずるこ
とがない。

出願人　　星光化学工業株式会社 代理人　　　芦　　１）　直　　衛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　シリカ微粉末とアルミニウム化合物と水溶性セルロ
   ース誘導体を含有する水系分散液からなる紙及び板紙の
   防滑剤。 ２　アルミニウム化合物がアルミナゾル、ポリ塩化アル
   ミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、アルミニウムアル
   コレート、アルミニウムキレート、硫酸アルミニウムか
   らなる群から選ばれる１種又は２種以上である特許請求
   の範囲第１項記載の紙及び板紙の防滑剤。 ３　水溶性セルロース誘導体がメチルセルロース、エチ
   ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキ
   シメチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロー
   ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロースからなる群か
   ら選ばれる１種又は２種以上である特許請求の範囲第１
   項記載の紙及び板紙の防滑剤。 ４　シリカ微粉末１００重量部当りアルミニウム化合物
   の量がＡｌ＿２Ｏ＿３換算で２〜１５重量部の範囲にあ
   り、水溶性セルロース誘導体の量が１０〜３０重量部の
   範囲にある特許請求の範囲第１項記載の紙及び板紙の防
   滑剤。