JPH03504620A - 湿潤状態で耐水性、かつ硬質の感水性基板の製造方法及び方法を実施するための組成物 - 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】 湿潤状態で耐水性、かつ硬質の感水性基板の製造方法及び方法を実施するための 組成物 この発明は、湿潤状態で耐水性、かつ硬質の感水性基板の製造方法、及び方法を 実施するための組成物に関する。

紙又は紙製品のケイ酸アルカリによるサイズ及び表面処理は、長い間よく知られ ている。その場合、使用されるケイ酸アルカリは、それ自体水溶性であり、この ために最初製品の耐水性に関する困難な問題が生じた。しかし、いわゆる硬化剤 を添加し通常熱処理を併用することにより、ケイ酸アルカリを水にわずかに可溶 又は不溶にすることができ、これによりある程度耐水性のある製品が得られる。

しかしながら、この処理は、祇又は紙製品に剛性を与えることを意図する。

しかし、全耐水性は、基板の両側面上のケイ酸アルカリ層によっては、層が水に わずかに可溶となっても得られなかった。

該層は、多孔質化され水を透過するが、これは、ケイ酸アルカリ層を設けること によりゲルが生成され乾燥されて多孔質構造が生成し、細孔を経て水が基板中に 浸透し、これを軟化して剛性を消失させ接着部付着を弱めうるからである。

感水性基板の疎水化の一方法は、これをろう分散液に含浸することである。これ は、例えば、パンのような食品の包装用紙の製造にしばしば見られる。しかし、 分散液中のろう粒子の均一な分散を全基板にわたって達成することは極めて困難 である。

ろう層には、細孔と割れの両方が残り、これを通って水が基板の未保護部分に浸 透しうる。

別法は、紙のような基板に疎水化剤を深含浸させることであるが、通常の形式の 紙は、含浸性が劣り、かつこの場合、含浸物中に細孔又は割れが生じる。更に、 本技術はいっそう高価でもある。

段ボールの製造のために紙基板を用いねばならず、また段ボールの製造前に紙を 疎水性にすることを選ぶ場合、作業工程の追加による費用増加に加えて接着に対 する劣った付着も起こる。

この発明の目的は、湿潤状態で耐水性、かつ硬質の感水性基板の製造方法を提供 することである。この発明は、基板上に水にわずかに可溶な層を提供し、同時に 、実際の基板を水に対して保護する。

この発明に従う方法は、基板表面を水溶性ケイ酸アルカリ、ケイ酸アルカリ用硬 化剤及び分散されたろう物質からなる水性組成物で被覆し、次いで基板を脱水し 熱処理するものである。

この発明の他の目的は、湿潤状態で耐水性、かつ硬質の感水性基板の製造方法に 使用される熱硬化性組成物を提供することである。この熱硬化性組成物は、水、 水溶性ケイ酸アルカリ、ケイ酸アルカリ用硬化剤及び水に分散されたろう物質か らなる。

この発明に従う処理に好適な基板は、紙又は段ボールのようなボール紙又は紙製 の他の包装材料が好ましい。

同時にケイ酸アルカリ、その硬化剤及び分散されたろう物質を含有する水溶液で 基板表面を処理することにより、乾燥及び硬化後、その細孔に疎水性ろう粒子を 有するケイ酸アルカリの表面層が得られる。このようにして、細孔がふさがれ、 更に基板を硬化復水にさらした場合、基板が湿潤されない程度に、全基板面が撥 水性になり極度に無水になる。

ケイ酸アルカリ層の老化は、しばしば層中に割れを発生させる。この発明に従う 処理によりケイ酸アルカリの表面層中の全細孔は、ろう粒子を有し、生成した割 れに出る細孔はかくしてろう物質で満たされ、これにより割れの両側は疎水性で あり、したがって撥水性である。これは、割れの生成後でさえも水が基板中に浸 透することができないことを意味する。

かくしてケイ酸アルカリは、適当な硬化剤で硬化することにより水にわずかに可 溶又は不溶にされる。硬化剤は、ケイ酸アルカリ硬化に業界で通常使用されるど のような硬化剤でもよい。

適当な硬化剤は、例えば、亜鉛、カルシウム、ベリリウム、銅、スズ、ホウ素、 アルミニウムなどのような二価又は多価金属の酸化物及び炭酸塩である。現在好 ましい硬化剤は、酸化亜鉛であり、これは高価でなく容易に入手でき、同時に約 ９３〜１００″Ｃの温度ですでにケイ酸アルカリと反応する利点を有する。酸化 亜鉛は、ケイ酸アルカリの乾燥固体含量の約０．１〜１０重量％という低い量で 添加され、熱処理は約３０〜６０分間行われる。効率の低い硬化剤を添加する場 合、硬化時間を延ばすか及び／又は硬化温度を上げねばならない。室温で硬化す る硬化剤も使用することができる。

この発明において使用する適当なケイ酸アルカリは、ケイ酸ナトリウム、Ｎａｔ Ｏ／５ｉＯ＝である。Ｎａ、０対Ｓｉｎ、比は、１．５〜４の間で変化すること ができ、好ましくは３．０〜３．５である。ケイ酸アルカリ濃度は、溶液の全重 量に基づいてｌＯ〜５０χ、好ましくは３２〜４０χの範囲内である。

ろう物質は、疎水性ろう及びパラフィンの中から選ばれる。

好ましい型のろうはパラフィンろうである。組成物に添加されるろう分散液の濃 度は、重要でない。例えば、ろうの水中４０χ分散液を用いる場合、ケイ酸アル カリ溶液の重量に基づいて分散液の１〜４０χを添加するのが好ましい。乾燥ろ うの重量％として計算して０．４〜１６χ、好ましくは１〜４χを添加する。

組成物は、ろう物質用の非イオン分散剤をも含有することが好ましい。

この発明に従う方法により例えば段ボールを処理することにより水に対する保護 が極めて良好になるので、段ボールは数分間水中に浸漬後も軟化しない。

この発明のいっそう詳細な説明は、以下の非制限的例により明らかになる。

■ １重量％の酸化亜鉛、ＺｎＯ（粉末）と、非イオン分散剤を含む４０重量％パラ フィン分散液１０重量％とをかきまぜなからＮａ２Ｏ／ＳｉＯ□比３．３と３８ °Ｂｅを有するケイ酸ナトリウムの溶液に添加した。

幅３３ｍｍ、高さ４５謹（段の方向で）を有する二重段ボールシートを前記ケイ 酸ナトリウム溶液中に浸漬した。排水後、段ボールシートを３０分間９３〜１０ ０°Ｃで硬化し、これによりシートの全側面をケイ酸ナトリウム層でおおい、細 孔をパラフィンでふさいだ。

シートが室温になった時、これを５分間水道水に浸漬した。

更に、室温で５分後、圧縮強さを測定した。６個の異なる試験片は、縁を下にし て立てた、幅３０ｍｍ及び高さ４５０を有する試験片に対して５８８〜７８５Ｎ 　（６０〜８０　ｋｐ）の範囲の圧縮強さ値を与えた。

５重量％のＺｎＯを含有し、同じ硬化時間を有するがろう分散液のないケイ酸ナ トリウム溶液の対応する値は、１４７Ｎ　（１５ｋｐ）であり、６重量２のろう 分散液を含有し硬化剤を含有しないケイ酸ナトリウム溶液に対しては９８．ＩＮ （１０ｋｐ）である。同じ寸法の乾燥未処理段ボールシートに対しては、値は７ ３６〜７６５Ｎ（７５〜７８　ｋｐ）である。

これは、処理シートにおいては水中に浸漬後、乾燥未処理シートの強さと等しく 、ケイ酸アルカリと硬化剤だけかるう分散液だけかで処理したシートより数倍高 い強さが得られることを示す。かくして、試験は、硬化剤とろう分散液の両方を 含有するケイ酸アルカリ溶液で処理することにより極めて高い相乗効果が得られ ることを示す。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．水溶性ケイ酸アルカリ、ヶイ酸アルカリ用硬化剤及び分散された疎水化ろう 物質よりなる水性組成物で基板の表面を被覆し、次いで基板を脱水し熱処理する ことを特徴とする、湿潤状態で耐水性、かつ硬質である感水性基板の製造方法。
2. ２．組成物がろう物質用非イオン分散剤をも含む請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．ケイ酸アルカリとしてケイ酸ナトリウムを使用する請求の範囲第１項又は第 ２項記載の方法。
4. ４．基板が紙又はボール紙である請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一つ の項に記載の方法。
5. ５．ろう物質がろう又はパラフィンである請求の範囲第１項ないし第４項のいず れか一つの項に記載の方法。
6. ６．硬化剤がＺｎ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ｃａ及びＡＩの酸化物並びに炭酸塩 よりなる群の中から選ばれた請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか一つの項 に記載の方法。
7. ７．熱処理を２０〜６００℃の範囲の温度で行う請求の範囲第１項ないし第６項 のいずれか一つの項に記載の方法。
8. ８．水、水溶性ケイ酸アルカリ、ケイ酸アルカリ用硬化剤及び水に分散されたろ う物質よりなることを特徴とする、湿潤状態での耐水性及び剛性を感水性基板に 与える熱硬化性組成物。
9. ９．ろう物質用非イオン分散剤をも含む請求の範囲第８項記載の組成物。
10. １０．ケイ酸アルカリがケイ酸ナトリウムである請求の範囲第８項又は第９項記 載の組成物。
11. １１．ろう物質がろう又はパラフィンである請求の範囲第８項ないし第１０項の いずれか一つの項に記載の組成物。
12. １２．硬化剤がＺｎ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ｃａ、及びＡＩの酸化物並びに炭 酸塩よりなる群の中から選ばれた請求の範囲第８項ないし第１１項のいずれか一 つの項に記載の組成物。