JPH01231931A - タルク用分散剤 - 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、タルク用分散剤に関する。さらに詳しくは、
製紙用に好適なタルク分散液を提供す２分散剤に関する
。

［従来の技術］ 製紙用顔料分散剤として、ヘキサメタ燐酸ソーダ、ポリ
アクリル酸ソーダなどが知られている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし、高２）１度において、低粘度なタルクの分散液
を得るには不満足である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、高１度において低粘度なタルク分散液を
得ることのできるタルク用分散剤について鋭意検討した
結果、本発明に到達した。

即ち本発明は、ポリスチレンスルホン酸塩とα、β−不
飽和カルボン酸重合体および／またはその塩とからなる
タルク用分散剤である。

以下、本発明について、更に詳細に説明する。

本発明に用いるポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）は水に
溶解または分散するもので、次のものが挙げられる。

（１）　　ポリスチレンのスルホン化物の塩ポリスチレ
ンはスチレンの単独重合体および共重合体を包含する。

スチレンと共重合するモノマーとしては、疎水性モノマ
ーたとえばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ステアリ
ル、酢酸ビニルなどの脂肪族上ツマ−および、ビニルナ
フタレン、ビニルトルエン などの芳香族モノマー；ならびに親水性モノーンーたと
えばアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、無水
イタコン酸などが挙げられる。

スチレ°ン共重合体のスチレン含量は、少なくとも３０
モル％、好ましくは、５０モル％以上必要である。スチ
レン含量が３０％未満では分散性が低下する。

スルホン化は、通常のスルホン化剤を使用し、溶媒中に
おいて公知の方法で行われる。

このスルホン化剤としては、無水硫酸（以下Ｓ０３と称
す）クロルスルホン酸等が使用される。

特に、Ｓ０３は、液体ＳＯ３、窒素・乾燥空気等の不活
性ガスおよび１，２−ジクロロエタン、塩化エチルなど
の炭素数１〜２の脂肪族ノ１０ゲン化炭化水素で希釈し
たＳ０３など何れも使用できる。

スルホン化剤の使用量は、原料ポリスチレン中のスチレ
ンモノマー１モルに対し，１　　通常ｏ．ｓ〜２モル全
　好ましくは、０．６〜１．５モル量である。

使用モル量が小さいと、スルホン化度が不十分で不溶分
が増加し、一方、使用モル量が多いと、ボウ硝などの副
生物が増加する。

溶媒は、通常、炭素数ｌ〜２の脂肪族ハロゲン化炭化水
素が使用される。この様なノ）ロゲン化炭化水素の具体
例としては、Ｉ，２−ジクロロエタン、メチレンジクロ
リド、塩化エチル、四塩化炭素、１．１−ジクロルエタ
ン、１，１，２．２−テトラクロルエタン、クロロホル
ム、エチレンジプロミド等のスルホン化剤に不活性なも
のが挙げられる。

溶媒の使用量は、ポリスチレンの分子量にもよるが、原
料ポリスチレンに対して通常１〜３０重量部、好ましく
は、２〜２０重量部である。

スルホン化温度は通常θ〜５０°Ｃである。

ポリスチレンのスルホン化後は、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属などの水酸化物、炭酸塩等によって中和され
、溶剤は、ろ過、留出等によって分離され、粉末状、ま
たは水溶液状のポリスチレンのスルホン化物の塩を得る
。

（２）スチレンスルホン酸塩重合体 スチレンスルホン酸塩重合体は、単独重合体および共重
合体を包含する。

スチレンスルホン酸塩と共重合するモノマーとしては、
疎水性モノマーたとえばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル
、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸ステアリル、酢酸ビニルなどの脂肪族モノマーおよ
び、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルトルエンｐ−
メチルスチレンなどの芳香族モノマー：ならびに親水性
モノマーたとえばアクリルアミド、アクリル酸、メタク
リル酸、無水マレイン酸、ヒドロキシエチルアクリル酸
エステル、ヒドロキシエチルメタクリル酸エステル、ビ
ニルスルホン酸、２−アクリルアミドプロピルスルホン
酸などが挙げられる。

スチレンスルホン酸共重合体中のスチレンスルホン酸塩
の含有量は、少なくとも３０モル％、好ましくは５０モ
ル％以上が必要である。スチレンスルホン酸塩含量が３
０％未満では分散性が低下する。

スチレンスルホン酸塩重合体は、公知の方法で容易に製
造できる。例えば、スチレンスルホン酸塩および必要に
より他の単量体を、過硫酸塩、アゾビスイソブチルニト
リルなどのラジカル開始剤を、単量体に対し０．１〜５
重ｆｆ１％用い、水、またはアルコール系溶剤中で５０
〜１５０℃で重合する。必要であれば、メルカプタン類
などの連鎖移動剤を用いる。

ポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）の塩としては、ナトリ
ウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属塩、カル
シウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、アン
モニウム塩、エタノールアミン、　トリメチルアミン、
　トリエチルアミンなどのアミン塩があげられ、好まし
くは、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウ
ムおよびアンモニウム塩である。

ポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）の平均分子量は、通常
１０００〜１００万で、５０００〜１０万のものが好ま
しい。粘度は３０重全量水溶液粘度で示した場合、通常
１０〜１００００ｃｐｓ、　　好ましくは、約２０〜１
Ｏ００ｃｐＳである。

ポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）の、アニオン度を、コ
ロイド当量値（以下、Ｃ，Ｅと称す）で示した場合、３
ｍｅｑ／ｇ以上が必要で、好ましくは、４ｒａｅｑ、／
ｇ以上である。アニオン度が３ｍｅｑ／ｇより少ないと
タルクの分散性が悪くなり、分散液粘度の低下が少ない
。

ポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）の内、好ましくは、ポ
リスチレンのスルホン化物の塩であり、よりタルクの分
散性に優れる。

本発明の分散剤を構成するα、β−不飽和カルボン酸重
合体およびｌまたはその塩を説明する。

α、β−不飽和カルボン酸重合体は、α、β−不飽和モ
ノカルボン酸重合体、ならびに共重合体、および、α、
β−不飽和ジカルボン酸共重合体を包含する。

α、β−不飽和モノカルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、りａトン酸などが挙げられる。α、β−
不飽和ジカルボン酸としては、イタコン酸、フマール酸
、マレイン酸、ｊｆｆｔ水マレイン酸などが挙げられる
。好ましいものはアクリル酸、マレイン酸および無水マ
レイン酸である。

これらの不飽和カルボン酸の共重合体中の含量は、４０
モル％以上が必要□で、好ましくは、５０モル％以上で
ある。共重合するモノマーとしては、疎水性モノマーた
とえばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ステアリル、
インブチレン、酢酸ビニルなどの脂肪族上ツマ−および
、ビニルナフタレン、ビニルトルエンｐ−メチルスチレ
ンなどの芳香族モノマー；ならびに親水性モノマーたと
えばアクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、ヒド
ロキシエチルアクリル酸エステル、ヒドロキシエチルメ
タクリル酸エステル、ビニールスルホン酸、２−アクリ
ルアミドプロピルスルホン酸などが挙げられる。

この重合体ＣＢ）の塩としては、ナトリウム、カリウム
、リチウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、エ
タノールアミン、　トリメチルアミン、トリエチルアミ
ンなどのアミン塩があげられ、好ましくは、ナトリウム
、カリウムなどのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩
である。

これらの不飽和カルボン酸の共重合体中の含ｍは、４０
モル％以上が必要で、好ましくは、５０モル％以上であ
る。

この重合体のアニオン度を、コロイド当量値（以下Ｃ．
Ｅと称す）で示すと、５’ｍｅｑ／ｇ以上、好ましくは
、９ｍｅＱ／ｇ以上である。コロイド当量値が、５ｍｅ
ｑ／ｇ以下は、タルクの粘度低下能が悪く、分散剤の使
用ｍが多量となる。

このα，βー不飽和カルボン酸重合体および／またはそ
の塩（Ｂ）は、公知の方法で容易に製造できる。　　例
えば、α，βー不飽和カルボン酸および／またはその塩
、および必要により他の単量体を、過硫酸塩、アゾビ２
イソブチルニトリルなどのラジカル開始剤を、単量体に
対し０．１〜５重量％用い、水、ハロゲン化溶剤などの
溶剤中で５０〜１５０℃で重合することによって得られ
る。必要であれば、メルカプタン類などの連鎖移動剤を
用いる。

ポリスチレンスルホン酸塩（Ａ）とα，βー不飽和カル
ボン酸および／またはその塩（Ｂ）との比率は、（Ａ）
：　　（［１）ノ重量Ｌｔ率で示ｔと通常、８０：２０
〜２０：　８０、好ましくは７０：　　３０〜３０：　
７０である。

（Ｂ）が２０未満でも、８０を越えてもタルクの分散性
は低下する。　　　　・ 本発明においてタルクとしては通常のものたとえば化学
大辞典５　縮刷版（昭和３８年発行）に記載のものが挙
げられる。具体的にはマグネシウムの含水ケイ酸塩鉱物
で組成はｌ’１ｇａ　Ｓ　Ｉｓ　Ｏ＋　ａ　（ＯＲ　）
ｔで分析値の一例はＳｔ０２Ｂ１．［ｉ９、ＭｇＯ　　
３０．５２、Ａ１２０ｉ　　０．６３、Ｆｅ０　　１．
９Ｂ、Ｍｎ＊Ｏａ　　コン跡、Ｎａａｏｏ、２４、Ｋ２
Ｏ　　Ｇ．０９　　’／　ヤク減　５．４５、ＮＩＯ　
　Ｏ。

０３％である。粒子径は通常０．１〜２０ミクロンであ
る。

本発明の分散剤を用いたタルクの分散方法について説明
する。

本発明の分散剤の添加ｍは、タルクに対して通常、０．
０１−１重皿％、好ましくは、０．０５〜０．６重量％
である。

タルクに、本発明の分散剤を溶解した水溶液を添加し、
混練器で混合してもよいし、また分散剤水溶液に、タル
クを添加して混合するか、あるいは、タルクと分散剤水
溶液を水に同時に混合しながら添加してタルク分散液を
製造する。

また、タルクに各種の顔料、合成ラテックス、澱粉を添
加する。ことも出来る。顔料としては例えば、カオリン
、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化
亜鉛、水酸化アルミニウム、硫酸バリウムなどの無機顔
料、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレンなどの宵機顔
料が挙げられる。合成ラテックスとしてはスチレン−ブ
タジェンラテックス、ポリ（メタ）アクリル酸エステル
ラテックス、ポリ酢酸ビニールラテックスなどの合成ビ
ニールラテックスが挙げられる。

また、本発明の分散剤は、ヘキサメタリン酸ソーダ、　
リグニンスルホン酸ナトリウム、ジオクチルスルホン酸
ナトリウムなどの公知の分散剤とともに使用することが
できる。

本発明の分散剤を使用したタルク分散液は、製紙の抄造
時に、パルプ繊維に分散させ、紙に均一に内添すること
によって白色度の高い紙を製造することができる。また
、合成ラテックス、澱粉、耐水化剤等と混合されたタル
ク分散液を、紙に塗布することによって白色度の高い塗
工舐を製造することが出来る。

［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。実施例中の部及び％は
重量基準である。

実施例　１〜７、比較例　１〜３ 水に溶解した分散剤に、タルクを加え、混線器で均一に
なるまで撹拌した後、得られた固形分４０％分散液の粘
度を測定し、その分散性を調べた。　　粘度は、ブルッ
クフィールド型粘度計を用いて温度２５℃、ＧＯｒｐｍ
で測定した。タルクに対する分散剤の合計添加量は０．
２％である。

分散剤の配合比およびその結果を第１表に示す。

表中のＡ−１〜Ｂ−３は以下の通りである。

Ａ−１スチレンのスルホン化物のナトリウム塩（Ｃ，Ｅ
４．［ｉｍｅＱ／ｇ、　　３０％水溶液粘度５０ｃｐｓ
）Ａ−２ポリスチレンのスルホン化物のナトリウム塩 （Ｃ，Ｅ　　４　、Ｏｍｅｑ／ｇ１３０％粘度５０ｃｐ
ｓ）Ａ−３スチレン二無水マレイン酸共重合体のスルホ
ン化物のカリウム塩 （スチレン含有量６０モル％、Ｃ，Ｅ５．Ｏｍｅｑ／ｇ
１３０％粘度１００ｃｐｓ） Ａ−４スチレン−ビニールトルエン共重合体のスルホン
化物のナトリウム塩 （スチレン含有量３０モル％Ｎ　　Ｃ，Ｅ４．５ｍＱｑ
／ｇｓ３０％粘度４０ｃｐｓ） Ａ−５スチレンスルホン酸ナトリウム−アクリル酸ナト
リウム共重合体 （Ｃ，Ｅ７．５ｓｅｑ／ｇ　、３０部粘度Ｈｃｐｓ）Ｂ
−１ポリアクリル酸ナトリウム （Ｃ，ＥｌＯ，７ｍｅｑ／ｇ、３０部粘度５０ｃｐｓ）
Ｂ−２スチレン−無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩 （Ｃ，Ｅ７．５ｍｅｑ／ｇ、　　３１１部粘度４０ｃｐ
ｓ）Ｂ−３インブチレン−無水マレイン酸共重合体ナト
リウム塩 （Ｃ，Ｅ１３ｎ＋ｅＱ／ｇ　　　３０部粘度８０ｃｐｓ
）またタルク１００部を、０．３部の分散剤の水溶液に
加え、混練器で混合し、これに市販の酸化澱粉（日食化
工ＭＳ３８０Ｇ）　５部、スチレン−ブタジェンラッテ
クス（日本合成ゴムＪＳＲＯＢ９１Ａ）　１５部、耐水
化剤（住友化学スミレイズ６３３）を加え、さらに混合
し、アンモニア水でＰ■を８に調節して、固形分４０％
の倹ニスラリ−を調整した。これらスラリーの粘度をブ
ルックフィールド型粘度計を用いて温度２５℃、６０ｒ
ｐｍで測定した。　　さらにこの塗ニスラリ−を原紙（
７０ｇ／ｍ２）に塗布し、塗布面の白色度を測定し、平
滑性を観察した。その結果を表−１に示す。

表−１ 表−１（続き） ［発明の効果コ 本発明の分散剤は、従来の分散剤では得られなかった優
れたタルク分散性を示し、その分散液の粘度は極めて低
くなる。その結果、高いタルク濃度においても分散が出
来る。また、分散液の安定性においても優れた効果を発
揮した。

また、タルクおよび本発明の分散剤を使用した塗工紙用
スラリーを塗布して得られた塗工紙面は白色度とともに
平滑性にすぐれていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリスチレンスルホン酸塩とα，β−不飽和カルボン酸
   重合体および／またはその塩とからなるタルク用分散剤
   。