JPH04119194A

JPH04119194A - 製紙用サイズ剤組成物

Info

Publication number: JPH04119194A
Application number: JP23594190A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Torii; 鳥居　英則; Hiroshi Kimura; 弘木村; Hiroshi Dobashi; 浩土橋
Original assignee: Misawa Ceramics Corp
Current assignee: Misawa Ceramics Corp
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1992-04-20
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2894512B2

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の製紙用サイズ剤組成
物に関する。

（従来の技術）従来、製紙用サイズ剤としては数多くの提案がなされ、
且つ又は実用に供されてきた。このようなサイズ剤とし
て汎用されているロジン系サイズ剤は定着剤として硫酸
バンドを用いるため、抄紙工程に於いて抄造系が酸性と
なり、設備が腐食するなどの問題がある。又、酸性抄造
で得られる紙は紙中の酸性成分により長期保存中に紙が
劣化すると云う問題も生じている。

この為、近年硫酸バンドを使用しない中性又は弱アルカ
リ性での抄造が指向され、そのような指向に適したサイ
ズ剤も数多く検討されてきた。この中でセルロース繊維
と反応しゃすいケテンダイマー系サイズ剤が取扱の簡便
さ、及び、サイズ効果の点から広く使用されるようにな
っている。

（発明が解決しようとする問題点）このようにケテンダイマー系サイズ剤は製紙用サイズ剤
として極めて優れていることから、ケテンダイマー系化
合物を水に分散させた水性分散液として上布されている
。

しかしながら、ケテンダイマー系化合物は本来反応性に
冨む物質であるが故に安定な水性分散液を得るのには極
めて難しく、機械的安定性あるいは貯蔵安定性に欠ける
という欠点がある。更には貯蔵中にサイズ性能が低下す
るという欠点もある。

かかる欠点はケテンダイマー系化合物の濃度が高くなる
ほど顕著に現れるため、高濃度で且つ機械的安定性及び
貯蔵安定性に優れた水性分散液を得るのは極めて困難で
ある。

本発明の目的は、高濃度で機械的安定性及び貯蔵安定性
に優れ、更に貯蔵中に性能が低下することの少なく、従
来に増して効果の優れたケテンダイマー系製紙用サイズ
剤組成物を提供することにある。

（問題点を解決する手段）しかして本発明は、ケテンダイマー系化合物をカチオン
性分散剤及びアニオン性分散剤を含む水溶液に分散せし
めてなる水性分散液に於て、特定の水溶性金属塩を含有
させることを特徴とするものである。

即ち本発明は、ケテンダイマー系化合物をカチオン性分
散剤及びアニオン性分散剤の水溶液に乳化あるいは分散
させる際にオキシ塩化ジルコニュウムをケテンダイマー
系化合物１００重量部あたり０．１〜２０重量部、及び
、アルミニュウムの硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、蟻酸塩、
酢酸塩から選ばれた水溶性アルミニュウム塩をケテンダ
イマー系化合物１００！ｉ量部あたり０〜ｌＯＯ重量部
含有するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明のサイズ剤組成物に利用するケテンダイマー系化
合物は良く知られており、市場でも容易に入手できる。

ケテンダイマーは一般構造式（１）％式％（式中、Ｒ５、Ｒ３は同一または異なる炭素数８〜３０
の炭化水素基を表す。）で表される化合物で、式中の炭化水素基の例として、デ
シル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル等の
アルキル基、テトラデセニル、ヘキサデセニル、オクタ
デセニル等のアルケニル基、オクチルフェニル、ノニル
フェニル等のアルキル置換フェニル基、ノニルシクロヘ
キシル、ドデシルシクロヘキシル等のアルキル置換シク
ロアルキル基等を挙げることができ、これらの中でもア
ルキル基が好ましい。又、天然脂肪酸化合物から誘導さ
れる混合ケテンダイマーも例示することができる。

本発明で使用するカチオン性分散剤はケテンダイマーの
分散剤として公知のものを使用できる。

この場合、上記オキシ塩化ジルコニュウムあるいは水溶
性アルミニュウム塩との相溶性に注意しなければならな
いが、好ましい例として、カチオン変成澱粉、ポリアミ
ンポリアミドのエピハロヒドリン変成物、ポリアルキレ
ンポリアミンのエピハロヒドリン変成物、ポリジアリル
アミン四級アンモニュウム塩等を挙げることができ、こ
れらカチオン性分散剤を単独で、又は二種以上適宜併用
して使用することができる。

本発明で使用するアニオン性分散剤は低ｐＨ域に於ても
有効に作用するものが好ましい。即ち、上記オキシ塩化
ジルコニュウムあるは水溶性アルミニュウム塩は高ｐＨ
域では加水分解を起こす為、これら水溶性金属塩を含む
水性分散液のｐＨは４以下とするのが好ましい。この為
、ｐＨ４以下に於ても有用に作用するリグニンスルホン
塩、ナフタレンスルホン酸塩−ホルマリン縮金物、ポリ
オキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル
塩のスルホン酸塩等が好適に使用できる。

本発明の水溶性金属塩の中、オキシ塩化ジルコニュウム
はケテンダイマー系化合物等の水性分散液の安定性、特
に長期保存安定性に対して絶大なる効果があることを見
いだし、本発明を完成させたものである。又、水溶性ア
ルミニュウム塩は、当業界では良く知られている通り、
抄紙工程に於いてセルロース繊維に対するアニオン性物
質の定着効果が極めて大きいものであり、このような物
質を製紙用サイズ剤組成物中に配合することは極めて有
意義であることは、当然、予想されることである。しか
しながら、水溶性アルミニュウム塩は、概して、ケテン
ダイマー系化合物水性分散液の安定性を損なう傾向が強
く、配合量が微量の場合はともかく、定着効果を発揮す
る程度に配合することは極めて困難である。本発明者ら
は、鋭意研究の結果、上記オキシ塩化ジルコニュウムノ
存在下に水溶性アルミニュウム塩が配合可能であること
を見いだし、本発明を完成させたものである。

本発明の水溶性アルミニュウム塩としは、アルミニュウ
ムの硫酸塩、塩酸塩、硫酸埴、蟻酸塩又は酢酸塩が使用
できる。これらの内、工業的に入手が容易なこと、及び
、サイズ効果の点から塩酸塩である塩化アルミニュウム
またはポリ塩化アルミニュウムが好ましい。

次に上記配合剤の使用割合について説明する。

カチオン性分散剤はケテンダイマー系化合物ｌｏｏ重量
部あたり１〜１００Ｍ量部、好ましくは２〜５０重量部
の割合で用いるのがよい。又、アニオン性分散剤はケテ
ンダイマー系化合物１００重量部あたり０．１〜ＩＯ重
量部、好ましくは０゜５〜５重量部用いるのがよい。

又、本発明の水溶性金属塩の中、オキシ塩化ジルコニュ
ウムはケテンダイマー系化合物１００重量部あたり０．
１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０！ｉ量部用い
るのがよい。０　、１　！Ｉｋ部未満では貯蔵安定性が
劣り、２０重量部を越えても安定性に影響がなく、かえ
って経済的に不利益になる。

又、水溶性アルミニュウム塩はケテンダイマー系化合物
１００重量部あたりＯ〜＋００！ｌｉ量部、好ましくは
２〜５０重量部用いるのがよい。

更に、本発明の水溶性金属塩とカチオン性分散剤の総和
は、ケテンダイマー系化合物１００重量部あたり２〜１
００重量部、好ましくは５〜５０重量部とするのがよい
。２重量部未満では安定性が劣りあるいはサイズ効果が
劣る。１００重量部を越えると相対的にケテンダイマー
系化合物の含有量が減少するため、セルロース繊維に対
するケテンダイマー系水性分散液の固形分当りのサイズ
性能が低下する恐れがある。

本発明に於いては、更に非イオン性変成澱粉等の高分子
保護コロイド、あるいはノニオン性分１＆剤も、製紙用
サイズ剤組成物の安定性を阻害しない範囲内で使用でき
る。

本発明の製紙用サイズ剤組成物は、従来公知の方法、例
えば以下のようにして製造することができる。

カチオン性分散剤の水溶液に、必要であれば硫酸水溶液
を加えてｐＨ４以下にして、水溶性金属塩を加える。こ
の混合溶液に、前記一般式（１）で示されるケテンダイ
マー系化合物、及び、アニオン性分散剤を加え、ケテン
ダイマー系化合物の融点以上に加熱、混合して、ホモミ
キサー、高圧ホモジナイザー、超音波乳化機等の公知の
乳化機で分散させることにより得られる。

（作用）本発明の製紙用サイズ剤組成物が優れた効果を発揮する
理由は未だ十分に解明されているとは言えないが、本発
明Ｉこ於いて必須成分であるオキシ塩化ジルコニウムは
その高い電荷密度の故に、本発明を構成するアニオン性
分散剤を介してケテンダイマーの分散粒子表面に強固に
吸着してこれを保護するため、粒子間の癒着、粗大化を
妨げて分散液の安定性を増すと共に、ケテンダイマーの
劣化を抑止するものと考えられる。

又、水溶性アルミニュウム塩は、それら自身は分散液の
安定化に寄与しないが、本発明の製紙用サイズ剤が抄紙
工程で使用される際、セルロース繊維に対するサイズ剤
粒子の定着効果が極めて大きく、サイズ効果発現に大い
に寄与しているものと考えられる。

（発明の効果）このようにして得られた本発明の製紙用サイズ剤組成物
は、従来のケテンダイマー系サイズ剤に比べて、特定の
水溶性金属塩を配合することにより１５〜３０％の濃度
で機械的安定性、貯蔵安定性が極めて優れ、更には長期
保存中にサイズ性能の低下が少なく、優れたサイズ効果
が発揮できるのである。

（発明の好適実施態様）次に、本発明の製紙用サイズ剤組成物の使用方法につい
て説明する。

本発明の製紙用サイズ剤組成物は、内添サイジング、外
添サイジングのいずれにも利用できる。

内添サイジングの場合、本発明の製紙用サイズ剤組成物
をパルプスラリーに、パルプ乾燥重量に基いて０２０１
〜５重量％、好ましくは０．０５〜２重量％添加する。

又、本発明のサイズ剤組成物の使用に際して、填料、染
料、紙力増強剤、歩留向上剤等を併用するのは何等差し
支えない。

又、外添サイジングの場合、抄紙後の任意の工程で塗布
、含浸等公知の手段で紙匹に塗工すればよい。

（実施例）以下、本発明を実施例により説明するが、これらの実施
例は本発明の範囲を何等限定するものではない。尚、以
下の実施例、比較例に於て％あるいは部とあるのは特記
しない限り重量を基準とする。

実施例　１蒸煮したカチオン化澱粉（Ｎ含有量０．２％）の１０％
水溶液（粘度４Ｑｃｐｓ２５℃）３６８部に１０％硫酸
水溶液を加えてｐＨ３，８に調整した。この溶液に、２
０％才キシ塩化ジルコニュウム１６部を混合して、次い
で、混合アルキルケテンダイマー（パルミチン酸クロラ
イド６０％とステアリン酸クロライド４０％の混合物を
原料としたもの）１６０部、ｌＯ％ナフタレンスルホン
酸ナトリュウムーホルムアルデヒド縮合物１６部、イオ
ン交換水４４０部を加え、７０℃に加熱してアルキルケ
テンダイマーを溶解させ、ホモミキサーにて予備分散さ
せた。次いで、同温度で高圧ホモジナイザー（圧力２０
０　ｋｇ／　ｃｍりを２回通して直ちに２５°Ｃ以下に
冷却し、３５０メツシユの金網で濾過して水性分散液を
得た。

このものは不揮発分２０．２％、ｐＨ２，２、粘度２０
ｃｐｓであった。

以上を実施例１として実施例２〜１３及び比較例１〜５
について、表−１に示す配合に従った以外実施例１と同
様の操作で水性分散液を得た。これら水性分散液の分散
液の分散剤及び水溶性金属塩の使用割合を表−１に示す
。尚、表中の記号は以下の通りである。

（カチオン性分散剤）Ａ：カチオン変成澱粉Ｎ含有量　０．２％１０％水溶液の粘度４０ｃｐｓ（２５℃）Ｂ：ポリアミ
ンポリアミドエピクロルヒドリン樹脂ミサワセラミックケミカル株式会社製商品名　ボリアクロン　ＤＷＣ：ポルアルキレンポリアミンエピクロルヒドリン樹脂ミサワセラミックケミカル株式会社製商品名　ＵＦＫ−２００Ｄ＝ポリジアリルアミンのトリメチルアルミニュウム塩日東紡績株式会社製商品名　ＰＡＳ−Ｈ−３５３（アニオン性分散剤）Ｅニナフタレンスルホン酸ナトリュウムーホルムアルデ
ヒド縮金物（注−１水溶性金属塩）Ｆニオキモ塩化ジルコつュウムＧ：塩化アルミニュウムＨ：ポリ塩化アルミニュウム ■＝硫酸アルミニュウム注−’：Ｆ、Ｇ、Ｉは無水物を基準に添加した。

ＨハＡ　（ｈ　Ｏｓ含有量３０％品を１００として添加
しｔ；。

（ケテンダイマー系水性分散液の分散安定性、及びサイ
ズ効果）表〜ｌの水性分散液について、次の方法にしたがって分
散安定性、及び、サイズ効果を調べｔユ。

（１）　　機械的安定性分散液を関東理科器株式会社製、振とう器にて１５０時
間振とうさせた後、分散液の分散状態を調べた。評価基
準は以下の通りである。

Ｏ：振とう前に比べて何等変化していない。

△：粒子間に若干の凝集が見られるが、使用可能である
。

×：増粘が著しく、あるいは、凝集物が多量に析出して
使用に耐えない。

（２）貯蔵安定性水性分散液を３０℃に於いて、３０日間貯蔵して、水性
分散液の分散状態を調べた。評価基準は以下の通りであ
る。

○：増粘もせず、凝集物も見られない。

△：やや増粘、あるいは、若干の凝集物がみられるも使
用可能である。

××＝乳化後、数日でクリーム状になった、あるいは、
凝集物の析出により分離した。

（３）サイズ効果２．５％のパルプスラリー（Ｌ　−Ｂ　Ｋ　Ｐ、カナデ
アン・スタンダード・フリーネス４００　ｍ１２）に重
質炭酸力ルシュウムを対パルプ２０％、カチオン化澱粉
（ＣＡＴＯ−１０２玉子ナショナル社）を対バルブ０．
６％添加した後、バルブスラリーを１％に希釈した。次
いで、上記製紙用サイズ剤組成物を対パルプ０，１％（
不揮発分換算）、歩留向上剤（ＤＣＱ−３５ミサワセラ
ミックケミカル社）を対パルプ０．０２％添加した後、
タラピー・スタンダード・シート・マシンを用いて坪量
６０ｇ／がとなるように抄紙した。得られた湿紙を４　
ｋｇ／　ｃｍ”で３分間脱水し、回転ドライヤー（表面
温度１００°Ｃ）で１分間乾燥した後、紙葉を温度２０
℃、湿度６５％Ｒ，Ｈ，の条件で２４時間調湿し、ＪＩ
Ｓ　　Ｐ−８１２２に準じてステキヒトサイズ度を測定
した。

得られた結果を表−２に示す。

表−２から明らかなように、本発明のケテンダイマー化
合物系製紙用サイズ剤組成物は高濃度であっても機械的
安定性は勿論、長期間の貯蔵安定性も極めて優れている
。又、本発明のケテンダイマー化合物系製紙用サイズ剤
組成物は、従来のケテンダイマー系製紙用サイズ剤に比
べて優れたサイズ効果が得られ、更に、長期間貯蔵した
後のサイズ効果は、従来のケテンダイマー系サイズ剤で
は大幅に低下するのに対して、本発明のサイズ剤では殆
ど低下しない。

Claims

【特許請求の範囲】

ケテンダイマー系化合物をカチオン性分散剤、及び、ア
ニオン性分散剤を含む水溶液に分散せしめてなるケテン
ダイマー系化合物の水性分散液に於いて、ケテンダイマ
ー系化合物１００重量部あたり、オキシ塩化ジルコニユ
ウムを０．１〜２０重量部、及び、アルミニュウムの硫
酸塩、塩酸塩、硝酸塩、蟻酸塩、酢酸塩から選ばれた水
溶性アルミニュウム塩を０〜１００重量部含有せしめる
ことを特徴とする製紙用サイズ剤組成物。