JPH01280098A - 紙の内添サイジング方法 - 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、ケテンダイマー系化合物を用いた製紙用内添
サイズ剤組成物及び内添サイジング方法に係り、さらに
詳しくは紙を製造する際の抄紙装置の汚れを減少し、操
業性を高めることができる製紙用内添サイズ剤組成物及
び内添サイジング方法に関する。

従来の技術 従来、紙や板紙にサイズ性、防水性、耐水性等の機能を
付与するために内添サイジングが行われている。この内
添サイジング方法として、従来、カルボキシル基を有す
るロジンサイズ剤と硫酸バンドを用いて９Ｈ４，５〜６
．５の酸性域で内添サイジングする酸性サイジングが行
われてきた。これに対して近年、填料として安価な炭酸
カルシウムの利用、炭酸カルシウムを含む損紙或いは古
紙の利用、抄紙用水のクローズド化、紙の永久保存性付
与等を目的として中性サイズ剤を用いて、ｐＦ！　６．
５〜９の中性ないし弱アルカリ性域で内添サイジングす
る、いわゆる中性サイジング方法が注目されている。

現在市販されている中性サイズ剤としては、ケテンダイ
マー系化合物、置換環状ジカルボン酸無水物、カチオン
性七ツマ−と疎水性モノマーとの共重合体、カチオン化
石油樹脂、カチオン化脂肪酸アミド等が知られている。

これらのうちケテンダイマー系化合物がサイズ効果の点
で優れ、多く用いられている。

発明が解決しようとする課題 通常の紙又は板紙の製造工程において内添サイジングを
行う場合には、紙層形成前の紙料にサイズ剤、必要に応
じて填料、紙力増強剤、歩留り向上剤等の他の内添薬品
が添加される。これらの内添薬品の添加された紙料は、
ワイヤーパート、ついでプレスパート、ドライパートを
経て、さらに必要に応じて表面加工を加えて成紙となる
。この過程で抄紙装置の例えばプレスロール、スムーザ
−等に内添薬品が付着すると、これが汚れとなる。

中性サイジング方法で多く用いられるケテンダイマー系
化合物も上記の汚れの原因になることにかわりはなく、
抄紙作業の時間の経過とともにケテンダイマー系化合物
或いはその分解物を含んだ粕がプレスロール等に蓄積し
、これにより紙の表面が傷付けられたり、甚だしい場合
には紙が切れることがあり、操業上のトラブルを引き起
こす。

特にこの問題が製紙業界では深刻になっている。

ケテンダイマー系化合物のプレスロール等への付着は、
用水が比較的高温度になったとき起こり易い、近年製紙
工業では工業用水の取水制限や排水の総量規制等の問題
により、抄紙用水のクローズ化が進行し、水は循環使用
されるのでその温度の上昇を起こし易く、この結果、夏
場には抄紙用水の温度及びプレスロール、スムーザ−等
のロール表面温度が４０〜５０℃にもなるので、上記問
題が起こり易くなっている。

課題を解決するための手段 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重
ねた結果、ケテンダイマー系化合物の融点が上記問題点
に多く係わっていることをつきとめ本発明に至ったもの
である。

本発明は、融点が５５℃以上であるケテンダイマー系化
合物を含有する水性分散液からなることを特徴とする製
紙用内添サイズ剤組成物及びこれを用いた内添サイジン
グ方法を提供するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明で使用するケテンダイマー系化合物は、下記一般
式（１）で表されるケテンダイマー系化合物であって、
その融点が５５℃以上のものである。

Ｒ２７ＣＨ−Ｃ＝０ 式中、Ｒ１、Ｒ２は同−又は異なる炭化水素基を示し、
その炭素数は１４ないし３０が好ましい、−般にケテン
ダイマー系化合物の融点は、原料となる直鎖飽和脂肪酸
のアルキル鎖長が長い程高くなるので、Ｒ，、Ｒ２とし
ては炭素数の大きいアルキル基が挙げられ、例えばバル
ミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸或いはベヘン酸等
の直鎖飽和脂肪酸の１種又は２種以上を原料にしたもの
が挙げられるが、これに限らず融点が５５℃以上あれば
良い。

ここで融点とは上昇融°点を言い、キャピラリー法で測
定された値である。

内添サイジングに用いられる一般的なケテンダイマー化
合物は、牛脂を原料とした炭素数１６．１８の直鎖飽和
脂肪酸の混合物から作られ、その融点は４８℃前後であ
るが、上記した如く抄紙系において内添サイズ剤が接触
する温度が夏場では例えば４０〜５０℃になるので、上
記−殻内なケテンダイマー系化合物はこの抄紙系におい
て温度を少なくとも融点ないし融点より若干低い温度に
保持させることになり、上記問題が起こり易い。

これは、一般にケテンダイマー系化合物は、融点より若
干低い温度では半溶融状態となり、粘着力が最も高い状
態となる。このような粘着力の高い状態にあるケテンダ
イマー系化合物が例えばプレスロール等に接触するとそ
のロール表面に付着することになり、これが蓄積して汚
れとなると、考えられるからである。したがって、ケテ
ンダイマー系化合物の融点が５５℃以上であれば、抄紙
系中においてその溶融が起こり難く、粘着性も低いため
プレスロール等への付着も少なく、これらプレスロール
等の汚れを少なくすることができると、考えられる。こ
の点からケテンダイマー系化合物の融点は高いほど良い
が、５５〜６５℃の範囲のものが原料的に入手し易い。

本発明の製紙用内添サイズ剤組成物には、他の添加剤も
用いることができ、これには例えばカチオン化澱粉、ナ
フタレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合物、リグ
ニンスルホン酸塩等のアニオン性分散剤、ソルビタンエ
ステル等のノニオン性分散剤、あるいはカチオン性、ア
ニオン性、さらには両性のアクリルアミド系ポリマー等
の高分子保護コロイド等が挙げられ、これらは１種又は
２種以上併用することができる。

本発明の製紙用内添サイズ剤組成物は一公知の方法によ
って製造することができる０例えば、ケテンダイマー系
化合物の融点以上の温度で、このケテンダイマー系化合
物と上記の分散剤等を水性媒体中に混合し、ホモミキサ
ー、高圧吐出型ホモジナイザー、超音波乳化機等の各種
乳化機で均一に分散させることによって得られる。

このようにして得られるＷｉ紙用内添サイズ剤組成物は
、分散相の粒子径がｌＯμ以下であり、紙又は板紙の製
造工程において紙層形成前の紙料に添加して用いられる
、いわゆる内添サイジング方法の全てに用いられる。そ
して、上記の装置の汚れを少なくしかつ得られた紙は優
れたサイズ効果を発揮する。

製紙用内添サイズ剤組成物の添加量は、パルプの水性分
散液にパルプの乾燥重量にして０．００２〜３固型分重
量％、好ましくはｏ、ｏｏｓ〜２固型分重量％である。

このパルプ原料としては、クラフトバルブ或いはサルフ
ァイドパルプ等の晒或いは未晒化学パルプ、砕木パルプ
、機械パルプ、或いはサーモメカニカルパルプ等の晒或
いは未晒高収率パルプ、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール
古紙或いはａ墨古紙等の古紙パルプのいずれも使用する
ことができる。

填料、染料、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、歩留り
向上剤などの添加剤も必要に応じて使用して良い、また
、サイズプレス、ゲートロールコータ、ピルプレードコ
ータ、キャレンダー等で澱粉、ポリビニルアルコール、
染料、コーティングカラー、表面サイズ剤、防滑剤等を
必要に応じて塗布しても良い。

実施例 次に本発明の詳細な説明するが、本発明はこれら実施例
のみ限定されるものではない。

なお、以下実施例、比較例において％とあるのは特に断
りのない限り、固型分重量％を意味し、また、部とある
のは重量部を意味する。

実施例１ 融点が６０℃であるケテンダイマー系化合物（パルミチ
ン酸２％、ステアリン酸９８％の混合物を原料としたも
の）１００部、予め９０℃で１時間糊化された５％のカ
チオン化澱粉水溶液（４級アンモニウム塩で窒素原子の
０．４％含有したカチオン化ポテト澱粉）５００部、及
びナフタレンスルホン酸ナトリウム−ホルムアルデヒド
縮合物の４０％水溶液３部を７５℃に加熱し、ホモミキ
サーにて予備分散させた後、同温度に保ちながら高圧吐
出型ホモジナイザーに２５０Ｋｇ／−の剪断圧力下で２
回通して均一に分散させた。イオン交換水を適宜加えて
冷却した後、３２５メツシユの金網にて濾過して水性分
散液である製紙用内添サイズ剤組成物Ｅ−１を得た。

この製紙用内添サイズ剤組成物Ｅ−１は、不揮発分２０
．１％、２５℃、毎分６０回転で測定したプルツク・フ
ィールド粘度（以下粘度というＨ２，４センチポイズ（
以下ｃｐｓという）ｐＨ３，５であった。

実施例２〜６ ケテンダイマー系化合物の種類を表１に示すように代え
、分散剤の種類及びその配合比率を表２に示すように代
えて、実施例１と同様の操作を行うことにより、製紙用
内添サイズ剤組成物Ｅ−２〜Ｅ−６を得た。

なお、表１には使用したケテンダイマー系化合物の融点
及び原料の直鎖飽和脂肪酸組成、表２に分散剤の種類、
その配合比率のほかに得られた製紙用内添サイズ剤組成
物の物性を示す。

比較例１〜４ 実施例２〜６と同様にして製紙用内添サイズ剤組成物Ｒ
Ｅ−１〜ＲＥ−４を得た。

（この頁以下余白） 表１（ケテンダイマー系化合物のＷ （この頁以下余白） （この頁以下余白） イマー化合物純分８２〜９２％のもの、カチオン化澱粉
は４級アンモニウム塩で窒素原子０．４％含有したカチ
オン化ポテト澱粉で所定の濃度で９０℃、１時間糊化し
たもの、ポリマーはジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、アクリル酸、アクリルアミドを５　：３：９２のモ
ル比で重合させたもので２０重量％水溶液の粘度が２８
０ｃｐｓであるもの（但し、実施例３と比較例２につい
てはジメチルアミノプロピルアクリルアミド、イタコン
酸、アクリルアミドを５：２：９３のモル比で重合させ
たもので２０重量％水溶液の粘度が３２５ｃｐｓである
もの）、アニオン性分散剤はナフタレンスルホン酸ナト
リウム−ホルムアルデヒド縮合物（但し、実施例５と比
較例３についてはリグニンスルホン酸ナトリウム）を使
用した。

次に上記で得た製紙用内添サイズ剤組成物を用いて抄紙
装置の汚れに対する影響及びサイズ効果の試験を行った
。その結果を表３に示す。

すなわち、４５℃に保持した２）４％濃度のバルブスラ
リー（ＢＫＰ　Ｌ／Ｎ＝８／２）カナデイアン・スタン
ダード・フリーネス３９０ｍｊりに軽質炭酸カルシウム
（タマバール１２１、奥多摩工業社製）３５％を添加し
、２分間攪拌後、硫酸バンド０．５％、カチオン化澱粉
（ケートＦ、玉子ナショナル社製）１．０％を順次添加
し、更に２分間攪拌した。このバルブスラリーを抄紙装
置汚れ試験及びサイズ効果試験に供した。

（抄紙装置汚れ試験） 上記バルブスラリーを４５℃に保持したまま０．７％に
希釈した後、実施例１〜６及び比較例１〜４で得られた
製紙用内添サイズ剤組成物Ｅ−１〜Ｅ−６及びＲＥ−１
〜ＲＥ−４のそれぞれを１．３％、歩留り向上剤（ハイ
レチン１０４、デイック・バーキュレス社製）０．０１
％を添加し、１分間攪拌した後得られた紙料を図に示す
ロール汚れ試験機に供給して１時間後のロールの汚れ具
合を調べた。なお、紙料のｐＨは８．０であった。

なお、図は紙料投入口１から紙料をワイヤー装置２に順
次供給し、重力親水した後、第１０−ル３と主ロール４
でプレスし、さらに主ロール４と第２０−ル５でプレス
して成木した湿紙６を得る装置を示すもので、その具体
的構造は以下の通りである。

主ロール：直径約２５ｃｍ、幅約４０ｃｍ第１０−ル：
直径約１４．５Ｃ１１、幅約４０ｃｍ第２０−ル：直径
約１０ＣＩＩ、幅約４０１ワイヤー：幅約３５ｃｍ この装置において、第１０−ル、第２０−ルの主ロール
に対する圧はそれぞれのロール自重によるもので、第２
０−ル後の湿紙の水分率は６０％である。

この際の抄紙条件は次の通りである。

抄速：　１．５　ｍ１分 紙料温度＝４５℃ ロール温度＝３４〜３６℃ 試験時間＝１時間 抄幅：　約１５ａｍ （評価方法） 試験開始前と試験開始１時間後に第２０−ル表面をマク
ベス濃度計にて測定し、次式に基づいて汚れ指数を算出
した。

この汚れ指数が大きいほどロールが白（なり、汚れが多
いことを示す。

（サイズ効果試験） 前記バルブスラリーを０．２４％に希釈後、実施例１〜
６及び比較例１〜４で得られた製紙用内添サイズ剤組成
物Ｅ−１〜Ｅ−６及びＩ？Ｅ−１〜ＲＥ−４のそれぞれ
を０．１５％、歩留り向上剤（ハイレチン１０４、デイ
ック・バーキュレス社製）０．０２％を添加し、１分間
攪拌した後、ノープル・アンド・ウッド社製手抄き装置
にて坪量７０　ｇ／ｒｒｒの湿紙を得た。なお、抄紙ｐ
Ｈは８．０であった。この湿紙を水分率５８％になるま
でプレスした後、ドラムドライヤーで８０℃、７０秒間
乾燥した。この紙を２０℃、相対湿度６５％の雰囲気下
で２４時間ｗ４湿した後、ステキヒトサイズ度をＪＩＳ
　Ｐ　−８１２２に準じて測定した。

なお、上記填料、薬品の添加率は絶乾パルプ重量に対す
る固型分Ｍ量％である。

（二〇！シスＦ２会白） 以上の結果から、上記実施例による製紙用内添サイズ剤
組成物の抄紙装置の汚れは比較例に比べ非常に少なく、
また、これら実施例の製紙用内添サイズ剤組成物を用い
て内添サイジングを行った後の紙のサイズ効果も良好で
あることがわかる。

発明の効果 本発明によれば、融点が５５℃以上のケテンダイマー系
化合物を含有する製紙用内添サイズ剤組成物及びこれを
用いる内添サイジング方法を提供することができるので
、夏場の抄紙系の温度が高いときでもこのケテンダイマ
ー系化合物或いはその分解物が例えばプレスロール等へ
付着するのを防止し、これにより抄紙装置の汚れを防止
することができ、その操業性を損なわないようにできる
。

【図面の簡単な説明】

図は抄紙装置の汚れを試験する試験装置であり、抄紙装
置のプレスパートに相当する。 昭和６３年０４月２８日 特許出願人　デイック・バーキュレス 株式会社 手続ネ市正書（方式） 昭和６３年０８月０５日 特許庁長官　吉　田・文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１０４２０６号 ２）発明の名称 製紙用内添サイズ剤組成物及び内添サイジング方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都中央区日本橋３丁目７番２０号 デイック・バーキュレス株式会社 代表者　川　井　−行 ４、代理人　■１０５ ５、補正命令の日付　（発送口）昭和６３年０７月２６
日７、補正の内容 （１）　　明細書の第１８頁第１６行に１図は抄紙装置
の汚れを試験する試験装置であり、」　とあるを、 「第１図は抄紙装置の汚れを試験する試験装置を示す概
略説明図であり、」と訂正する。 （２）　　図面は、別紙の通り図番（第１図）を記載す
る。 ｊ１１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）融点が５５℃以上であるケテンダイマー系化合物
   を含有する水性分散液からなることを特徴とする製紙用
   内添サイズ剤組成物。
2. （２）特許請求の範囲第１項の製紙用内添サイズ剤組成
   物を用いることを特徴とする内添サイジング方法。