JPH01229896A - サイズ剤組成物の製造方法 - 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〕 本発明はサイズ剤組成物の製造方法に関するものであり
、更に詳しくは中性乃至弱アルカリ性抄造条件で紙のサ
イジングを行うことのできるサイズ剤組成物の製造方法
に関する。

〔従来技術〕

紙のサイジング方法としてはロジン系サイズ剤の使用が
最も一般的に、知られているが、ロジン系サイズ剤を用
いて得られるサイズ紙は、概ね酸性を保持している関係
で、印刷適性及び長期保存安定性が必ずしも充分でない
欠点がある。すなわち、ロジン系サイズ剤を用いた場合
には、硫懺アルミニウムを定着剤に使用して、酸性条件
下で抄造するのが通例であるため、こうして得られるサ
イズ紙は酸性を保持する結果になり、これに原因してサ
イズ紙の印刷適性や長期保存安定性が損われてしまうの
である。

これに対して、所謂中性サイズ剤を用いて中性領域（中
性及び弱アルカリ性を含む）で抄造される中性サイズ紙
は、酸性条件下で抄造される酸性サイズ紙のような欠点
がないものの、製造コスト及びサイズ効果に難点がある
ため、従来は特殊な用途に利用されているに過ぎない。

しかし、サイズ紙の長期保存安定性が重要視される昨今
では、中性サイズ紙への関心が、高まりつつあり、上質
紙や塗工原紙へも拡がりつつある。

ところで、中性サイズ剤としては、石油樹脂系（特開昭
５５−６２２９７）又はアクリル系（特開昭５４−６９
０２）などの自己定着型カチオン性サイズ剤と、アルケ
ニルコハク酸無水物（特公昭５３−２８５２６）又はア
ルキルケテンダイマー（特開昭４８−４８７０２）など
の反応性サイズ剤が従来知られている。なかでもアルケ
ニルコハク酸無水物は安価であるうえに、パルプ繊維に
対する反応性も高いため、これを有効成分とするサイズ
剤はロジン系サイズで代表される酸性サイズ剤に代り得
るサイズ剤として期待されている。

しかしながら、アルケニルコハク酸無水物を有効成分と
するこれまでの中性サイズ剤は、種々の問題を有してい
る。たとえば乳化剤を用いてアルケニルコハク酸無水物
を水に乳化分散させたサイズ剤組成物は乳化液を保存し
ておくと、経時により、アルケニルコハク酸無水物の加
水分解が進み、製紙メーカーが、操業上乳化して使用す
るまでの最大経過時間の１２時間を経時するとサイズ効
果がほとんど発現しないという問題が生じる。

また、これらの欠点を解消するためにアルケニルコハク
酸無水物の乳化液調製時にカチオン変性デンプンを添加
する試みをなされているが、この方法では乳化剤のみを
用いるより乳化性が悪くなり、またサイズ効果の持続性
の改善が充分に図れないといった難点があった。

〔目　　　的〕

本発明は、前記アルケニルコハク酸無水物を典型例とす
る炭化水素基置換コハク酸無水物を有効成分とするサイ
ズ剤組成物の欠点を克服し、乳化安定性に優れるととも
に、経時後のサイズ効果が長期に亘って持続するサイズ
剤組成物の工業的に有利な製造方法を提供することを目
的とする。

〔構　　成〕

本発明者らは、炭化水素基置換コハク酸無水物を有効成
分とするサイズ剤組成物の製造方法を鋭意検討した結果
、予め炭化水素基置換コハク酸無水物を乳化剤で乳化し
ておき、ついで該乳化液にカチオン変性デンプンを添加
する方法によって得られるサイズ剤組成物は、意外にも
乳化安定性に優れるばかりか経時後のサイズ効果が長期
に亘って持続し得ることを知見した。本発明はこれらの
知見に基づいてなされたものである。

即ち、本発明によれば、炭化水素基置換コハク酸無水物
と乳化剤を含む乳化液を調製した後に、カチオン変性デ
ンプンを添加することを特徴とするサイズ剤組成物の製
造方法が提供される。

本発明のサイズ剤組成物の製造方法においては、まず炭
化水素基置換コハク酸無水物の濃度が好ましく０．５〜
１０重盆％となるように水及び乳化剤を加えて炭化水素
基置換コハク酸無水物の乳化液を調製する。

乳化剤の配合量はサイズ剤の有効成分である炭化水素基
置換コハク酸無水物１００重量部当り、２〜２５重量部
、好ましくは３−２０重量の範囲とするのが適当である
。

その配合量が２重斌部未満であると、サイズ剤組成物を
水に乳化させた際にエマルジョン粒子が微細にならない
ので、充分なサイズ効果を得ることができない。また乳
化剤の配合量を２５重量部よりも多くするとサイズ効果
が低下する。

また、乳化に際しては通常の撹拌操作あるいはノズルタ
イプの乳化操作が任意に採用される。

本発明で使用される炭化水素基置換コハク酸無水物は、
下記−数式 （式中、Ｒは炭素数８〜３０の直鎖状又は分岐鎖状のア
ルキル基又はアルケニル基である） で表示することができる。

このものは従来から中性サイズ剤の有効成分として知ら
れているが、そのなかにあってα−オレフィン又はイン
ターナルオレフィンと無水マレイン醜との反応で得られ
るアルケニル基の炭素数が１０〜２０であるアルケニル
コハク酸無水物が、本発明に係るサイズ剤の有効成分と
して特に好ましい。

本発明において用いられる乳化剤は、ポリオキシエチレ
ンソルビトールジラウレート、ポリオキシエチレンソル
ビトールオレエートのごときポリオキシアルキレンソル
ビトール脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンソルビタ
ントリラウレートのごときポリオキシアルキレンソルビ
タン脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンラウリルエー
テル；ポリオキシエチレンオレイルエーテルのごときポ
リオキシアルキレンアルキルエーテル：ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル；ポリオキシエチレンオク
チルフェニルエーテルのごときポリオキシアルキレンア
ルキルアリールエーテル；ポリオキシエチレンポリオキ
シプロビレンブロックポリマー；ポリオキシエチレンラ
ウリルアルコールリン酸エステルのごときポリオキシア
ルキレンアルキルリン酸エステル；ポリオキシアルキレ
ンノニルフェノールリン酸エステルのごときポリオキシ
アルキレンアルキルアリールリン酸エステル；ポリオキ
シエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレ
イン酸アミドのごときポリオキシアルキレン脂肪酸アミ
ドなどを挙げることができる。

本発明においては、前記のようにして炭化水素基置換コ
ハク酸無水物の乳化液を調製した後、カチオン変性デン
プンを添加してサイズ剤組成物を製造する。カチオン変
性デンプンの添加時期は乳化液調製後、１時間以内好ま
しくは３０分以内、さらに好ましくは１０分以内が良い
。カチオン変性デンプンの添加時期が１時間より後であ
ると経時によってサイズ効果の持続性が低下する場合が
あるので好ましくない。

炭化水素基置換コハク酸無水物の乳化液を調製した後に
カチオン変性デンプンを添加することによって得られる
サイズ剤組成物が乳化安定性に優れるとともにサイズ効
果が長期に亘って持続するという顕著な作用効果を奏す
る理由は明らかでないが、乳化液を調製した後に、当該
乳化液に、カチオン変性デンプンを添加することにより
、サイズ剤の有効成分である炭化水素基置換コハク酸無
水物の乳化粒子表面がカチオン変性デンプンの保護層で
覆われて、水との直接的な接触が少なくなり、該コハク
酸無水物の加水分解が抑制されるとともに乳化粒子の合
一も防止される。このため乳化安定性が向上し、また経
時によるサイズ効果の低下が抑制される他、更にはパル
プへのサイズ剤、填料の定着剤としての効果をも示すこ
とに帰因するものと推定される。

本発明で用いられるカチオン変性デンプンは。

ポテトデンプン、タピオカデンプンをＪｆｉ料とし、代
表的なカチオン変性基である３−トリメチルアンモニオ
−２−ヒドロキシプロピル基が導入されたカチオン化の
置換度が０．０２〜０．ｌ、好ましくは０．０２５〜０
．０６であり、かつ２０℃の粘度が、１％水溶液で３０
〜３００センチボイズ、好ましくは５０−１５０センチ
ボイズである。

カチオン変性デンプンの添加量は炭化水素基置換コハク
酸無水物１００重量部当り２０〜３０００重量部、好ま
しくは５０〜１０００重量部とするのが適当である。

また、カチオン変性デンプンは、前記乳化液に添加する
以外に、あらかじめパルプスラリーにも添加しておいて
もよい。特に、乳化液への添加量が、炭化水素置換コハ
ク酸無水物１００重量部あたり、７００重量部以下の場
合、パルプスラリーにも添加することにより、サイズ効
果の持続性が、より一層保たれると同時に、サイズ効果
そのものも、より一層高くなる６ 更に、カチオン変性デンプンは、あらかじめ８０℃以上
の水溶液として糊化した後、適宜水にて希釈し、常温に
迄冷却後、添加するのが好ましい。

本発明方法で得られるサイズ剤組成物は、パルプスラリ
ー・に配合されるが、その配合量は炭化水素基置換コハ
ク酸無水物と乳化剤との総量がパルプ１００重量部当り
０．０５〜３．０重量部、好ましくは０．１〜１．０重
量部になるように用いることが望ましい。

本発明で得られるサイズ剤組成物を用いた紙のサイジン
グ方法は中性乃至弱アルカリ性の抄紙条件で行われるた
め、製紙用填料の種類に制約を及ぼすことがなく、クレ
ー、タルク、酸化チタン、カリオンなどが使用でき、炭
酸カルシウムのような酸性条件で分解してしまう填料も
使用可能である。この場合、填料の使用承はバルブ１０
０重量部当りｌＯ〜３０重景部が置部である。

〔効　　果〕

本発明のサイズ剤組成物の製造方法は、乳化剤を用いて
サイズ剤の有効成分である炭化水素基置換コハク酸無水
物の乳化液を調製した後に、この乳化液に、カチオン変
性デンプンを添加することからなるので、得られるサイ
ズ剤組成物は乳化安定性に優れ、しかもそのサイズ効果
が長期に亘って持続するため、極めて実用的価値の高い
ものである。

〔実施例〕

つぎに、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〜９、比較例１〜２ 平均炭素数１６のオレフィンと無水マレイン酸との反応
で得られたアルケニルコハク酸無水物９３重斌部と表−
１記載の乳化剤７重量部を混合してサイズ剤を調製した
。

次に、このサイズ剤１重量部を水９９重量部に加え、ホ
モジナイザーにて乳化エマルジョンとした・この乳化エ
マルジョンに表−１記載のカチオン変性デンプンを表−
１記載の添加要領で添加し、種々のサイズ剤組成物を調
製した。

得られたサイズ剤組成物の乳化安定性と経時後のサイズ
度（秒）を下記の試験法によって評価した９その結果を
表−１に示す。

〔乳化安定性試験法〕

乳化液をメスシリンダーに入れて、１時間静置後および
１２時間静置後、いずれも上層に分離が生じない場合は
０、分離が生じた場合はＸとして判定する。

〔サイズ度試験法〕

離解機中にある襟度約１　、３ｗｔメのパルプスラリー
（ＬＢＫＰ１００％、フリーネス４００ＴＩｊＱＣ５Ｆ
）に填料として重質炭酸カルシウムを２０ｗｔ％（対パ
ルプ）加えて３分間撹拌し、しかる後スラリーをパルプ
濃度１　、０ｗｔ％に希釈する。ついで、アルケニルコ
ハク酸無水物と乳化剤との総量が、対パルプ基準で、０
．１ｔｉｔ％になるように前記乳化エマルジョンを添加
して３分間撹拌する。

その際、カチオン変性デンプンを表−１に示すように添
加する。カチオン変性デンプンは、５重量％水分散液と
し、約９０℃にて３０分撹拌し、糊化した後、１重量メ
水溶液に希釈後、常温迄冷却し、所定量を添加後、３分
間撹拌する。

次いで、このスラリーを標準型シートマシン（ＪＩＳ　
　Ｐ−８２０９）で抄紙し、回転ドライヤーにて１０５
℃で３分間乾燥することにより米坪７０ｇ／　ｎ？のサ
イズ紙を得る。そして、このサイズ紙のサイズ度をＪＩ
Ｓ　Ｐ−８１２２の方法に基づくステキヒト法で測定す
る。

表−１から明らかな通り、予めアルケニルコハク酸無水
物の乳化液を調製した後、該乳化液へカチオン変性デン
プンを所定量添加したサイズ剤組成物は乳化安定性に優
れるうえ、１２時時間待しても、調製直後のサイズ効果
を維持していることがわかる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭化水素基置換コハク酸無水物と乳化剤を含む乳
   化液を調製した後に、カチオン変性デンプンを添加する
   ことを特徴とするサイズ剤組成物の製造方法。
2. （２）カチオン変性デンプンがポテトデンプンあるいは
   タピオカデンプンを原料として、カチオン化の置換度が
   ０．０２〜０．１であり、かつ、２０℃の粘度が１％水
   溶液で３０〜３００センチポイズである特許請求の範囲
   第１項記載のサイズ剤組成物の製造方法。
3. （３）カチオン変性デンプンの使用量が炭化水素基置換
   コハク酸無水物１００重量部当り２０〜３０００重量部
   である特許請求の範囲第１項記載のサイズ剤組成物の製
   造方法。