JPH0544194A - Sizing agent for production of paper and method for sizing surface of paper - Google Patents

Sizing agent for production of paper and method for sizing surface of paper

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JPH0544194A
JPH0544194A JP19157491A JP19157491A JPH0544194A JP H0544194 A JPH0544194 A JP H0544194A JP 19157491 A JP19157491 A JP 19157491A JP 19157491 A JP19157491 A JP 19157491A JP H0544194 A JPH0544194 A JP H0544194A
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JP
Japan
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paper
sizing
sizing agent
ketene dimer
starch
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Application number
JP19157491A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Kondo
純二 近藤
Masaki Inoue
雅喜 井上
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject sizing agent comprising an aqueous dispersion containing a specific ketene dimer and a specified water-soluble mixture, having a zeta potential within a prescribed range, excellent compatibility and sliding- preventing property, and useful for pulp, etc. CONSTITUTION:The objective sizing agent comprises a water dispersion having (A) a ketene dimer of the formula (R1, R2 are 8-24C hydrocarbon) and (B) a water-soluble mixture comprising a processed starch (e.g. a low mol.wt. starch produced by treating tapioca starch with hydrochloric acid) having a total colloid equivalent of -15.0 to +0.05meq/g and an anionic polycondensation product (e.g. styrene-maleic acid copolymer) and having a Brookfield viscosity of 2-100 poises measured in a 3wt.% aqueous solution at 30 deg.C and has a zeta potential zeta of -30 to +5mV. The sizing agent is preferably used for sizing the surface of paper.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は製紙用サイズ剤及び製紙
用表面サイジング方法に関する。更に詳しくは、併用す
る糊剤との相溶性が良好で、且つ紙の滑り防止性に優れ
た製紙用サイズ剤及び表面サイジング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a papermaking sizing agent and a papermaking surface sizing method. More specifically, the present invention relates to a papermaking sizing agent and a surface sizing method, which have good compatibility with a sizing agent used in combination and are excellent in paper slip resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より紙及び板紙のサイジング方法と
してロジンもしくは強化ロジン(マレイン化ロジン)と
硫酸アルミニウムを併用する酸性サイジングが一般的に
行われてきた。これに対して、近年抄紙工程での白水の
クローズド化、填料として安価で白色度の高い炭酸カル
シウムの利用及びこれを含む損紙の利用とコートブロー
ク処理等の観点から中性サイジングが導入されてきてい
る。この中性サイジングに用いられるサイズ剤として
は、ケテン二量体系サイズ剤、置換環状ジカルボン酸無
水物系サイズ剤等が知られているが、使用上の簡便性及
び少量添加で強サイズ性が期待できることから、ケテン
二量体系サイズ剤が広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, acid sizing using rosin or reinforced rosin (maleated rosin) in combination with aluminum sulfate has been generally performed as a sizing method for paper and paperboard. On the other hand, in recent years, neutral sizing has been introduced from the viewpoints of closed white water in the papermaking process, use of inexpensive and highly white calcium carbonate as a filler, use of broke containing the same, and coat broking treatment. ing. As the sizing agent used for this neutral sizing, ketene dimer sizing agents, substituted cyclic dicarboxylic acid anhydride sizing agents, etc. are known, but they are expected to have strong sizing ability due to their ease of use and addition in small amounts. Because of its ability, ketene dimer size is widely used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケテン
二量体系サイズ剤には、次に示すような欠点が依然とし
てある。第一の欠点は、これまでのケテン二量体系サイ
ズ剤はカチオン性が強いため、表面サイジングの際に併
用されるアニオン性の酸化澱粉との相溶性が悪く凝集物
を生じることである。通常、紙又は板紙の製造工程にお
いて表面サイジングは紙層形成後の紙に表面サイズ剤
を、サイズプレス、サイズタブ、ゲートロールコーター
やキャレンダー等を用いて塗布し、必要により乾燥す
る。この表面サイジングには紙にサイズ性を付与する以
外に紙の表面強度を高めて印刷適正を向上させることを
目的に澱粉及び酸化澱粉等の澱粉誘導体、カルボキシメ
チルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアル
コールやアニオン変性したポリアクリルアミド等の天然
又は合成の水溶性高分子物質が使用されるが、これらの
うち酸素や過硫酸アンモニウム等の種々の薬剤により変
成した酸化澱粉を用いることが多い。そして、これらの
水溶性高分子と表面サイズ剤を併用する場合には、両方
の水溶液を混合して、通常50〜70℃の高温で混合水溶液
の一部を循環させながら塗布する。この際にカチオン性
の強いケテン二量体系サイズ剤とアニオン性の酸化澱粉
とが凝集物を生じ、これがかすとなって塗工ロール等の
抄紙機部品に汚れが発生すると、製品にその汚れが転移
したり、紙の表面平滑性が損なわれたり、場合によって
は紙が切れることがあり、生産性が著しく低下するとい
う問題を生じる。第二の欠点は、ケテン二量体系サイズ
剤を紙の表面にサイジングした場合に、紙表面の摩擦係
数が低下するという点である。そのため抄紙乾燥後ある
いは製函後の運搬時に滑り現象を起こし、安全性、作業
能率、製品価値に著しい悪影響を及ぼすという問題が生
じる。
However, the ketene dimer-based sizing agent still has the following drawbacks. The first drawback is that the conventional ketene dimer sizing agent has a strong cationic property, so that it has poor compatibility with the anionic oxidized starch used together during the surface sizing, resulting in agglomerates. Usually, in the process of manufacturing paper or paperboard, surface sizing is performed by applying a surface sizing agent to the paper after forming the paper layer using a size press, size tab, gate roll coater, calender, etc., and drying it if necessary. This surface sizing is intended to improve the printability by increasing the surface strength of the paper in addition to imparting size properties to the paper, starch derivatives such as starch and oxidized starch, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol and anions. Natural or synthetic water-soluble polymeric substances such as modified polyacrylamide are used, and among these, oxidized starch modified with various agents such as oxygen and ammonium persulfate is often used. When these water-soluble polymer and surface sizing agent are used in combination, both aqueous solutions are mixed, and a part of the mixed aqueous solution is usually circulated at a high temperature of 50 to 70 ° C. for application. At this time, ketene dimer sizing agent having strong cationic property and anionic oxidized starch produce aggregates, and when the resulting aggregates cause stains on paper machine parts such as coating rolls, the stains are produced on the product. The transfer may occur, the surface smoothness of the paper may be impaired, or the paper may be broken depending on the case, resulting in a problem that productivity is remarkably reduced. The second drawback is that when the ketene dimer size is sized on the surface of the paper, the coefficient of friction of the paper surface decreases. Therefore, there occurs a problem that a slip phenomenon occurs during transportation after paper making is dried or after box making, and safety, work efficiency, and product value are significantly adversely affected.

【0004】これまでに、ケテンダイマーサイズ剤の水
性エマルジョンを得るために、特開平3−167391号公報
にケテンダイマーをリグノスルホン酸ナトリウム、リグ
ノスルホン酸カルシウムおよびナフタレンスルホン酸の
ナトリウム塩等のアニオン性分散剤及び/又は乳化剤
と、必要に応じてアニオン帯電密度を増量又は変成する
のにアニオン性ポリアクリルアミド、アニオン性澱粉又
はコロイドシリカを併用してその水性エマルジョン等を
安定化する事が開示されている。しかし、このような低
分子のアニオン性分散剤及び/又は乳化剤単独では、吸
脱着平衡によってケテンダイマーの貯蔵安定性(耐加水
分解性)が劣ることはもちろんのこと、アニオン性澱粉
等と併用するにしても、そのコロイド当量、配合比率及
び混合物の粘度を所定範囲にコントロールしないと強固
な保護層が形成されずに、安定なエマルジョンが得られ
ないことになる。更に、水性エマルジョンのζ電位の規
定も重要であって、所定の範囲にコントロールしない
と、充分なサイズ性能を発現しないばかりか、紙の滑り
防止にも効果がでなくなるのである。
In order to obtain an aqueous emulsion of a ketene dimer sizing agent, ketene dimers have been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-167391 as anionic substances such as sodium lignosulfonate, calcium lignosulfonate and sodium salt of naphthalenesulfonic acid. It is disclosed that a dispersant and / or an emulsifier and, if necessary, anionic polyacrylamide, anionic starch or colloidal silica are used in combination to increase or modify the anionic charge density to stabilize an aqueous emulsion thereof. There is. However, such a low-molecular-weight anionic dispersant and / or emulsifier alone is not only inferior in storage stability (hydrolysis resistance) of ketene dimer due to adsorption-desorption equilibrium, but also used in combination with anionic starch or the like. However, unless the colloid equivalent, the blending ratio, and the viscosity of the mixture are controlled within the predetermined ranges, a strong protective layer is not formed and a stable emulsion cannot be obtained. Further, the regulation of the ζ potential of the aqueous emulsion is important, and if it is not controlled within a predetermined range, not only the sufficient size performance will not be exhibited, but also the effect of preventing slippage of paper will be ineffective.

【0005】ケテン二量体系サイズ剤には、低添加量で
サイズ効果が現れる、高サイズ紙が得られる等の優れた
性能があるにも係わらず、上記の理由によりその使用が
制限されているのが現状である。そこで、本発明は併用
する糊剤との相溶性が良好で、且つ紙の滑り防止性に優
れた、製紙用サイズ剤及び表面サイジング方法を提供す
ることを目的としている。
Although the ketene dimer type sizing agent has excellent properties such that a sizing effect appears at a low addition amount and a high sized paper is obtained, its use is limited due to the above reasons. is the current situation. Therefore, an object of the present invention is to provide a sizing agent for papermaking and a surface sizing method, which have good compatibility with a sizing agent used in combination and are excellent in slip resistance of paper.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、表面サイジングの際
に、分散剤としてある特定の加工澱粉とアニオン性重縮
合体との混合物で、特定の粘度を有する水溶性混合物を
用い、且つそのゼータ電位(以下、ζ電位という)を特
定の範囲にコントロールしたケテン二量体系サイズ剤を
使用することにより、併用する糊剤との相溶性及び紙の
滑り防止性を改善できることを見い出し、本発明を完成
させた。即ち、本発明は、一般式(1)
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that a mixture of a specific processed starch and an anionic polycondensate was used as a dispersant during surface sizing. , Compatibility with the pasting agent by using a ketene dimer sizing agent in which a water-soluble mixture having a specific viscosity is used and its zeta potential (hereinafter referred to as ζ potential) is controlled within a specific range Further, they have found that the anti-slip property of paper can be improved and completed the present invention. That is, the present invention is represented by the general formula (1)

【0007】[0007]

【化2】 [Chemical 2]

【0008】(式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数8〜24
の炭化水素基である。)で示されるケテン二量体(a)
と、コロイド当量の総和が−15.0〜+0.05 meq/gの加
工澱粉及びアニオン性重縮合体の混合物で、その3重量
%の水溶液が30℃において2〜100センチポイズのブル
ックフィールド粘度を有する水溶性混合物(b)とを含有
する水分散液からなり、そのζ電位が−30mV〜+5mVの
範囲にあることを特徴とする製紙用サイズ剤、並びにこ
のような製紙用サイズ剤を用いて紙の表面サイジングを
行うことを特徴とする表面サイジング方法を提供するも
のである。本発明でいう、コロイド当量とはコロイド滴
定法により高分子電解質自身の電離基を測定することに
よって求まる物理化学上の値であり、低分子電解質や未
反応のカチオン化剤、アニオン化剤には存在しない。ま
た、ζ電位とは、常法の電気泳動法により求まる物理化
学上の値である。
(In the formula, R 1 and R 2 are each 8 to 24 carbon atoms.
Is a hydrocarbon group. ) Ketene dimer (a)
And a mixture of processed starch and anionic polycondensate having a total colloid equivalent of -15.0 to +0.05 meq / g, the 3% by weight aqueous solution of which has a Brookfield viscosity of 2 to 100 centipoise at 30 ° C. Of a water-based dispersion containing a mixture (b) and a ζ potential in the range of −30 mV to +5 mV, and a paper sizing agent using such a paper sizing agent. The present invention provides a surface sizing method characterized by performing surface sizing. In the present invention, the colloid equivalent is a physicochemical value obtained by measuring the ionizing group of the polymer electrolyte itself by a colloid titration method, the low molecular electrolyte and unreacted cationizing agent, anionizing agent not exist. Further, the ζ potential is a physicochemical value obtained by a conventional electrophoresis method.

【0009】次に本発明を詳細に説明する。本発明を構
成するケテン二量体は、上記一般式(1) で示される化合
物であり、公知のケテン二量体をいずれも使用できる。
上記一般式(1) 中、R1及びR2は各種炭素数8〜24、好ま
しくは12〜22の炭化水素基を示す。これら炭化水素基と
してはアルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げ
られるが、特に限定されるものではない。アルキル基と
しては、例えばオクチル、デシル、ドデシル、テトラデ
シル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル基等
が、アルケニル基としては、例えばオクテニル、デセニ
ル、ドデセニル、テトラデセニル、ヘキサデセニル、オ
クタデセニル、エイコセニル基等が、アリール基として
は、例えばオクタフェニル、ノニルフェニル、ドデシル
フェニル基等が例示でき、これらのうちアルキル基が好
ましい。更に、物理化学的定数ではケテン二量体の融点
が20〜80℃が好ましく、R1及びR2が上記範囲内の炭化水
素基組成であれば1種単独でも又2種以上混合しても使
用できる。尚、ここで融点とは上昇融点をいい、毛管法
で測定した値である。本発明に係わる上記一般式(1) で
示されるケテン二量体を得るには、例えば原料である脂
肪酸混合物を三塩化リンと反応させることにより得られ
る脂肪酸塩化物の脱塩酸反応を、3級アミン触媒の存在
下で行う公知の方法を適用すれば良い。
Next, the present invention will be described in detail. The ketene dimer constituting the present invention is a compound represented by the above general formula (1), and any known ketene dimer can be used.
In the general formula (1), R 1 and R 2 represent various hydrocarbon groups having 8 to 24 carbon atoms, preferably 12 to 22 carbon atoms. Examples of these hydrocarbon groups include alkyl groups, alkenyl groups and aryl groups, but are not particularly limited. Examples of the alkyl group include octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, eicosyl group and the like, and examples of the alkenyl group include octenyl, decenyl, dodecenyl, tetradecenyl, hexadecenyl, octadecenyl, eicosenyl group and the like, and the aryl group as Examples thereof include octaphenyl, nonylphenyl and dodecylphenyl groups, and among these, an alkyl group is preferable. Further, in terms of physicochemical constants, the melting point of the ketene dimer is preferably 20 to 80 ° C., and if R 1 and R 2 are hydrocarbon group compositions within the above range, they may be used alone or in combination of two or more. Can be used. Here, the melting point means an ascending melting point, which is a value measured by a capillary method. In order to obtain the ketene dimer represented by the above general formula (1) according to the present invention, for example, a dehydrochlorination reaction of a fatty acid chloride obtained by reacting a fatty acid mixture which is a raw material with phosphorus trichloride A known method performed in the presence of an amine catalyst may be applied.

【0010】本発明のサイズ剤を構成する必須成分の一
つである水溶性混合物(b) はコロイド当量の総和が−1
5.0〜+0.05 meq/gの加工澱粉及びアニオン性重縮合
体の混合物で、その3重量%の水溶液が30℃において2
〜 100センチポイズのブルックフィールド粘度を有する
ものである。加工澱粉とアニオン性重縮合体の混合割合
は、加工澱粉0.05〜 100重量部に対して、アニオン性重
縮合体0.5 〜100 重量部の範囲が好ましい。本発明にお
いては、この水溶性混合物(b)の粘度が重要であり、30
℃におけるその3重量%の水溶液のブルックフィールド
粘度が2〜 100センチポイズであることが必要である。
30℃における3重量%の水溶液のブルックフィールド粘
度が2センチポイズ未満の水溶性混合物は乳化力はある
ものの、分散安定性が劣る。一方、 100センチポイズを
越える水溶性混合物はケテン二量体(a) の乳化性を著し
く低下させる。
The water-soluble mixture (b), which is one of the essential components constituting the sizing agent of the present invention, has a total colloid equivalent of -1.
5.0 to +0.05 meq / g of a mixture of processed starch and anionic polycondensate, 3% by weight of which is an aqueous solution at 30 ° C.
It has a Brookfield viscosity of -100 centipoise. The mixing ratio of the modified starch and the anionic polycondensate is preferably in the range of 0.5 to 100 parts by weight of the anionic polycondensate with respect to 0.05 to 100 parts by weight of the modified starch. In the present invention, the viscosity of this water-soluble mixture (b) is important,
It is necessary that the Brookfield viscosity of the 3 wt% aqueous solution at C is between 2 and 100 centipoise.
A water-soluble mixture having a Brookfield viscosity of less than 2 centipoise in a 3% by weight aqueous solution at 30 ° C. has an emulsifying power but is inferior in dispersion stability. On the other hand, a water-soluble mixture exceeding 100 centipoise markedly reduces the emulsifying property of the ketene dimer (a).

【0011】本発明に係わる加工澱粉は、コロイド当量
の総和が−15.0〜+0.05 meq/gの範囲にあることが重
要であって、特にコロイド当量が−15.0 meq/g未満の
ものについては、澱粉の反応性の点より得られにくい。
またコロイド当量がこの範囲であれば、カチオン性基、
アニオン性基あるいはその両方の基を持つ加工澱粉、ま
たはカチオン性基もアニオン性基も持たない非イオン性
の加工澱粉等、公知のものを使用することができる。非
イオン性の加工澱粉としては、例えば、原料澱粉を次亜
塩素酸ナトリウム、過酸化水素によって酸化的に、ある
いは塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸によって加水分解的に澱
粉主鎖を切断し低分子化したもの、アニオン性の加工澱
粉としては、モノクロル酢酸、プロパンサルトン、3−
クロロ−2−ヒドロキシ−スルホン酸ソーダ等のエーテ
ル化剤、オルトリン酸、トリポリリン酸ナトリウム、無
水リン酸、トリメタリン酸、ヘキサメタリン酸塩、無水
マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸等の二塩基酸
無水物、無水トリメリット酸等の三塩基酸無水物等のエ
ステル化剤などのアニオン化剤を用いてアニオン変性し
たもの、カチオン性の加工澱粉としては、2−ジエチル
アミノエチルクロライド、3−ジエチルアミノ−1,2 −
エポキシプロパン、3−ジブチルアミノ−1,2 −エポキ
シプロパン、2−クロロエチルトリメチルアンモニウム
クロライド、グリシジルトリメチルアンモニウムクロラ
イド等のカチオン化剤を用いてカチオン化したもの、両
性の加工澱粉としては、上記のアニオン化剤、カチオン
化剤の両方を導入したもの等公知のものが使用できる。
又、原料澱粉としては、とうもろこし、馬鈴薯、タピオ
カ、小麦、米等の生澱粉を挙げることができる。上記の
加工澱粉は、コロイド当量の総和や水溶性混合物(b) の
粘度が本発明で規定する範囲を外れない限り、低分子化
したり、ヒドロキシアルキル基等の官能基を導入しても
よい。また、一種類を単独で用いてもよいし、二種以上
の混合物として用いてもよい。
It is important for the processed starch according to the present invention that the total sum of colloid equivalents is in the range of -15.0 to +0.05 meq / g, and especially for those having a colloid equivalent of less than -15.0 meq / g. , But it is difficult to obtain it due to the reactivity of starch.
If the colloid equivalent is within this range, a cationic group,
Known products such as modified starch having an anionic group or both groups, or non-ionic modified starch having neither a cationic group nor an anionic group can be used. Examples of the non-ionic processed starch include, for example, raw starch that is oxidatively decomposed with sodium hypochlorite or hydrogen peroxide or hydrolyzed with a mineral acid such as hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid to cleave the starch main chain to reduce starch. Examples of molecularized and anionic modified starches include monochloroacetic acid, propane sultone, 3-
Etherifying agents such as sodium chloro-2-hydroxy-sulfonate, orthophosphoric acid, sodium tripolyphosphate, phosphoric anhydride, trimetaphosphoric acid, hexametaphosphate, maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, and other dibasic anhydrides Modified with anionizing agents such as esterifying agents such as tribasic acid anhydrides such as trimellitic anhydride, and cationic modified starches include 2-diethylaminoethyl chloride and 3-diethylamino-1. , 2-
Those which have been cationized with a cationizing agent such as epoxypropane, 3-dibutylamino-1,2-epoxypropane, 2-chloroethyltrimethylammonium chloride, glycidyltrimethylammonium chloride, and amphoteric modified starch include the above anions. Well-known agents such as those in which both an agent and a cationizing agent are introduced can be used.
Examples of the raw material starch include raw starch such as corn, potato, tapioca, wheat and rice. The modified starch may be reduced in molecular weight or may be introduced with a functional group such as a hydroxyalkyl group unless the sum of colloid equivalents or the viscosity of the water-soluble mixture (b) is out of the range specified in the present invention. Further, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used as a mixture.

【0012】本発明に係るアニオン性重縮合体として
は、分子内に芳香環を有するものが好ましく、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン、α,2−ジメチルスチレ
ン、α,3−ジメチルスチレン、α,4−ジメチルスチレ
ン、α,2,4−トリメチルスチレン、α−メチル−4−ク
ロルスチレン等のスチレン類と、無水マレイン酸、マレ
イン酸、マレイン酸モノクロライド、マレイン酸ジクロ
ライド、無水プロピルマレイン酸、無水ベンジルマレイ
ン酸、マレイン酸モノエチルエステル等のマレイン酸
類、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)
アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−
エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアクリル酸も
しくはメタアクリル酸のエステル類との共重合体、スチ
レンスルホン酸単量体及びその塩、トルエンスルホン
酸、キシレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アル
キルナフタレンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ク
レゾールスルホン酸、シェーファー酸、クレオソート油
スルホン化物等及びこれらの混合物のホルマリン縮合物
及びその塩等が挙げられる。上記アニオン性重縮合体
は、水溶性混合物(b) の粘度及びケテン二量体系サイズ
剤のζ電位が本発明で規定する範囲を外れたりしない限
り、一種単独で用いられてもよいし、二種以上の混合物
として用いられてもよい。
The anionic polycondensate according to the present invention preferably has an aromatic ring in the molecule, for example,
Styrenes such as styrene, α-methylstyrene, α, 2-dimethylstyrene, α, 3-dimethylstyrene, α, 4-dimethylstyrene, α, 2,4-trimethylstyrene, α-methyl-4-chlorostyrene, etc. , Maleic anhydride, maleic acid, maleic acid monochloride, maleic acid dichloride, propyl maleic anhydride, benzyl maleic anhydride, maleic acid monoethyl ester and other maleic acids, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth)
Acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-
Copolymers with esters of acrylic acid or methacrylic acid such as ethylhexyl (meth) acrylate, styrenesulfonic acid monomers and salts thereof, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid, phenol Examples thereof include sulfonic acid, cresol sulfonic acid, schafer acid, creosote oil sulfonate, and formalin condensates of mixtures thereof and salts thereof. The above-mentioned anionic polycondensate may be used singly as long as the viscosity of the water-soluble mixture (b) and the ζ potential of the ketene dimer sizing agent do not deviate from the ranges specified in the present invention. It may be used as a mixture of two or more species.

【0013】尚、本発明のケテン二量体系サイズ剤のζ
電位を−30〜+5mVの範囲に制御するために、使用する
加工澱粉のイオン性とアニオン性重縮合体のアニオン性
の強弱によってその混合割合をコントロールしなければ
ならない。本発明においては、また、使用するケテン二
量体系サイズ剤のζ電位が−30〜+5mVの範囲内にある
ことも重要である。ζ電位が+5mVを越えると酸化澱粉
との相溶性及び紙の滑り防止性を阻害する。一方、ζ電
位が−30mV未満であると分散層のアニオン成分が多すぎ
ることを意味し、サイズ効果を阻害するおそれがあるの
で好ましくない。
The ketene dimer sizing agent of the present invention, ζ
In order to control the potential in the range of -30 to +5 mV, the mixing ratio must be controlled by the ionic strength of the modified starch used and the anionic strength of the anionic polycondensate. In the present invention, it is also important that the ketene dimer size used has a zeta potential in the range of -30 to +5 mV. If the ζ potential exceeds +5 mV, the compatibility with oxidized starch and the slip resistance of paper are impaired. On the other hand, if the ζ potential is less than −30 mV, it means that there are too many anion components in the dispersion layer, which may hinder the size effect, which is not preferable.

【0014】本発明に係わるケテン二量体系サイズ剤を
得るには、各構成成分の添加順序が重要であり、まず上
記加工澱粉を0.1 〜20重量%、好ましくは0.5 〜10重量
%水中に投入して加温溶解し、次に、この水溶液にアニ
オン性重縮合体を0.01〜10重量%、好ましくは0.02〜5
重量%混合する。その後、充分に撹拌しながら昇温す
る。昇温された混合物の水溶液中にケテン二量体(a) を
2〜35重量%、好ましくは10〜20重量%加えて、ケテン
二量体(a) が融解した状態で混和分散する。この際、ケ
テン二量体(a) は固体で上記水溶液中に加えてもよい
し、予め融解させて加えてもよい。この分散時の温度
は、ケテン二量体(a) の融点以上で、 100℃以下、好ま
しくは80℃以下であることが望ましい。温度が高すぎる
と、ケテン二量体(a) は水と反応してサイズ効果を有し
ない反応生成物を与える可能性がある。又、本発明の製
紙用サイズ剤及び表面サイジング方法の併用糊剤との相
溶性及び紙の滑り防止性の効果を損なわない範囲内であ
れば、他の分散剤あるいは乳化剤を添加することは何等
差し支えない。
In order to obtain the ketene dimer sizing agent according to the present invention, the order of addition of the respective constituents is important. First, the above-mentioned modified starch is added to water in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight. And dissolved by heating, and then 0.01-10% by weight, preferably 0.02-5, of anionic polycondensate is added to this aqueous solution.
Mix by weight. Then, the temperature is raised with sufficient stirring. The ketene dimer (a) is added in an amount of 2 to 35% by weight, preferably 10 to 20% by weight, in an aqueous solution of a mixture heated, and the ketene dimer (a) is mixed and dispersed in a molten state. At this time, the ketene dimer (a) may be added as a solid to the above aqueous solution, or may be previously melted and added. It is desirable that the temperature at the time of dispersion is not lower than the melting point of the ketene dimer (a) and not higher than 100 ° C, preferably not higher than 80 ° C. If the temperature is too high, the ketene dimer (a) may react with water to give a reaction product that has no size effect. Further, it is not necessary to add other dispersants or emulsifiers within a range that does not impair the effect of compatibility with the sizing agent used in combination with the papermaking size and surface sizing method of the present invention and the effect of preventing slippage of paper. It doesn't matter.

【0015】本発明に係わるケテン二量体系サイズ剤の
分散液中に分散されたケテン二量体(a) の粒径は、一般
に5ミクロン以下が望ましい。例えば本発明に係わるサ
イズ剤組成物は水に分散された状態で用いられるが、水
中に分散されたサイズ剤粒子の粒径は5ミクロン以下、
好ましくは1ミクロン以下であることが望ましい。粒径
が5ミクロンより大きい場合には分散液の安定性が損な
われたり、サイズ効果が低くなったりする恐れがある。
サイズ剤粒子の分散にはホモミキサー、超音波乳化機及
び高圧吐出型ホモジナイザー等の使用が可能である。
The particle size of the ketene dimer (a) dispersed in the dispersion of the ketene dimer sizing agent according to the present invention is generally desired to be 5 microns or less. For example, the sizing composition according to the present invention is used in a state of being dispersed in water, but the particle size of the sizing particles dispersed in water is 5 μm or less,
It is preferably 1 micron or less. If the particle size is larger than 5 microns, the stability of the dispersion may be impaired and the size effect may be reduced.
A homomixer, an ultrasonic emulsifier, a high-pressure discharge homogenizer, or the like can be used to disperse the size particles.

【0016】本発明の表面サイジング方法は、上述の本
発明の製紙用サイズ剤を用いて紙の表面サイジングを行
うことによって実施される。本発明の製紙用表面サイジ
ング方法を実施するにあたっては、特別な制限はなく、
上述のケテン二量体系サイズ剤を、紙または板紙の製造
工程において紙層形成後に塗工または含浸させる従来公
知の表面サイジング方法が何れも採用され得る。具体的
には、サイズプレス、サイズタブ、ゲートロールコータ
ーやキャレンダー等で塗布する表面塗工液にサイズ剤を
紙表面に 0.005〜5g/m2(固形分)、好ましくは0.01
〜1g/m2塗布されるように添加すればよい。これらの
サイズ剤の塗布量の基準は目的とする紙に要求されるサ
イズ度に応じて添加量を加減しなければいけないことは
言うまでもない。また、本発明の製紙用表面サイジング
方法の実施にあたっては本発明に係わる製紙用サイズ剤
を単独で使用してもよく、これに前述の水溶性高分子物
質、染料等の表面加工剤及び消泡剤等の添加剤と同一塗
工液中で混合して使用することができる。本発明の製紙
用表面サイジング方法を適用する原紙としては、特に制
限はなく、各種の洋紙、板紙等いずれも使用できる。ま
た本発明の製紙用表面サイジング方法は、パルプ、填
料、染料、内添サイズ剤、紙力増強剤、歩留向上剤、抄
紙時のpH等による影響もほとんど受けない。
The surface sizing method of the present invention is carried out by performing surface sizing of paper using the above-described papermaking sizing agent of the present invention. In carrying out the papermaking surface sizing method of the present invention, there is no particular limitation,
Any conventionally known surface sizing method of coating or impregnating the ketene dimer sizing agent described above after forming a paper layer in a paper or paperboard manufacturing process can be adopted. Specifically, a sizing agent is applied to the surface of a paper by a size press, size tab, gate roll coater, calender, or the like at 0.005 to 5 g / m 2 (solid content), preferably 0.01.
It may be added so as to be applied to ˜1 g / m 2 . It goes without saying that the standard of the coating amount of these sizing agents must be adjusted according to the sizing degree required for the target paper. Further, in carrying out the papermaking surface sizing method of the present invention, the papermaking sizing agent according to the present invention may be used alone, and the above-mentioned water-soluble polymer substance, a surface-treating agent such as a dye, and defoaming agent. It can be used by mixing with additives such as agents in the same coating liquid. The base paper to which the surface sizing method for papermaking of the present invention is applied is not particularly limited, and various kinds of paper, paperboard and the like can be used. Further, the surface sizing method for papermaking of the present invention is hardly affected by pulp, filler, dye, internally added sizing agent, paper strength enhancer, retention improver, pH during papermaking, and the like.

【0017】[0017]

【実施例】以下に製造例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例の
みに制限されるものではない。尚、例中の%は特記しな
い限り重量基準である。またコロイド当量及びζ電位は
以下の方法で測定した。コロイド当量の測定法 カチオン性のリッチな加工澱粉に関しては、その所定濃
度の水溶液に対して、一方、アニオン性のリッチな加工
澱粉に関しては、その所定濃度の水溶液に過剰量の1/
200 N−メチルグリコールキトサン溶液を加えたものに
対して、2N−酢酸溶液により初期のpHを4に調整した
後、指示薬としてトルイジンブルー溶液を滴下し、1/
400 N−ポリビニル硫酸カリウム溶液にて滴定した。ζ電位の測定法 pHが8で、イオン強度Iが5.32×10-3(CaCl2, MgCl2
びNaOHで調整したCa濃度が 56.9ppmでMg濃度が8.6ppmの
電解質溶液)の分散媒を用い、ケテン二量体系サイズ剤
の濃度を50ppm に調整した後、印加電圧80Vの下でサイ
ズ剤粒子を電気的に泳動させて測定した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to production examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples,% is based on weight unless otherwise specified. The colloid equivalent and ζ potential were measured by the following methods. Colloid Equivalent Measuring Method For the cationic rich processed starch, the aqueous solution of the predetermined concentration is used. On the other hand, for the anionic rich processed starch, the excess amount of 1 /
After adding the 200 N-methyl glycol chitosan solution, the initial pH was adjusted to 4 with a 2N-acetic acid solution, and toluidine blue solution was added dropwise as an indicator,
Titration with 400 N-polyvinyl potassium sulfate solution. Method of measuring ζ-potential Use a dispersion medium with pH of 8 and ionic strength I of 5.32 × 10 -3 (electrolyte solution with Ca concentration of 56.9ppm and Mg concentration of 8.6ppm adjusted by CaCl 2 , MgCl 2 and NaOH). After adjusting the concentration of the ketene dimer sizing agent to 50 ppm, the sizing agent particles were electrophoresed under an applied voltage of 80 V for measurement.

【0018】実施例1〜7及び比較例1〜5 <ケテン二量体系サイズ剤の調製>表1に示す加工澱粉
を水に加熱溶解し、次に表2に示すアニオン性重縮合体
をそれに投入し混合した。その際に、両者を表4に示す
重量比となるように用いた。その後、充分に撹拌しなが
ら表3に示す炭素数分布を有する飽和脂肪酸を原料とし
て得られたケテン二量体を加えて、70℃で融解混合し、
高圧吐出型ホモジナイザーを用いて圧力(ゲージ圧) 2
00kg/cm2 で乳化し、更に冷却してケテン二量体系サイ
ズ剤を得た。得られたサイズ剤の組成及びζ電位を表4
に示す。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 <Preparation of ketene dimer sizing agent> The processed starch shown in Table 1 was dissolved in water by heating, and then the anionic polycondensate shown in Table 2 was added thereto. Charged and mixed. At that time, both were used so as to have the weight ratio shown in Table 4. Then, with sufficient stirring, ketene dimer obtained by using a saturated fatty acid having a carbon number distribution shown in Table 3 as a raw material was added, and melt-mixed at 70 ° C.,
Pressure (gauge pressure) using a high pressure discharge type homogenizer 2
It was emulsified at 00 kg / cm 2 and further cooled to obtain a ketene dimer size. The composition and zeta potential of the obtained sizing agent are shown in Table 4.
Shown in.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】[0021]

【表3】 [Table 3]

【0022】[0022]

【表4】 [Table 4]

【0023】<酸化澱粉との相溶性の比較>300mlのメ
スシリンダーに表4に示したサイズ剤組成物の固形分濃
度が5%、酸化澱粉の固形分濃度が8%になるようにサ
イズ液50gを調製し、これに直径3cmのエアーストーン
を投入する。60℃にて1時間泡を立たせ、1時間後の泡
高と、凝集物の発生量を測定した(凝集物の発生量は発
生した凝集物を 325メッシュの金網で濾過し、固形分重
量を求めた)。得られた結果を表5に示す。泡の高さが
高く、凝集物の重量が多いほど酸化澱粉との相溶性が悪
いということを示す。尚、その他の試験条件は次に示し
た通りである。 エアーポンプ:アクアリウム ラミー 500S(ファイブ
プラン(有)製) エアー流量 800 リットル/min エアーストーン:直径3cmのものを使用
<Comparison of Compatibility with Oxidized Starch> In a 300 ml graduated cylinder, the sizing liquid so that the solid content concentration of the sizing composition shown in Table 4 is 5% and the solid content concentration of the oxidized starch is 8%. 50 g is prepared, and an air stone having a diameter of 3 cm is put therein. Bubble for 1 hour at 60 ° C, and measure the foam height after 1 hour and the amount of aggregates generated (The amount of aggregates was measured by filtering the aggregates with a 325 mesh wire mesh and measuring the solid content weight. Asked). The results obtained are shown in Table 5. The higher the foam height and the higher the weight of the agglomerates, the poorer the compatibility with the oxidized starch. The other test conditions are as shown below. Air pump: Aquarium Lamy 500S (manufactured by Five Plan) Air flow rate 800 liters / min Air stone: Uses with a diameter of 3 cm

【0024】[0024]

【表5】 [Table 5]

【0025】<紙の滑り防止性の比較>表4で示したサ
イズ剤組成物と酸化澱粉の混合液を中性で抄紙された通
常の弱サイズ紙にラボサイズプレス機にて塗工し、その
紙の静摩擦係数を測定した。得られた結果を表6に示
す。抄紙条件、サイジング条件、静摩擦係数の測定条件
を下記に示す。
<Comparison of anti-slip property of paper> A mixture of the sizing composition and the oxidized starch shown in Table 4 was applied to a normal weakly sized paper made by neutralization with a lab size press, The static friction coefficient of the paper was measured. The obtained results are shown in Table 6. The papermaking conditions, sizing conditions, and static friction coefficient measurement conditions are shown below.

【0026】(1) 原紙 パルプ:LBKP(カナディアンスタンダードフリーネス40
0ml) 填 料:軽質炭酸カルシウム(タマパール121 、奥多摩
工業製)、紙中炭酸カルシウムが12%になるように調節
して添加 定着剤:カチオン化澱粉(CATO 302, 王子ナショナル
製)、パルプ重量に対する固形分 0.5 % サイズ剤:ケテン二量体系サイズ剤(サイリーンS94,花
王製)、パルプ重量に対する固形分0.05% 歩留向上剤:カチオン性ポリアクリルアミド系高分子
(パーコール47、協和産業製)、パルプ重量に対する固
形分 0.02% 定着時pH:8.0 添加順序:パルプ−填料−定着剤−サイズ剤−歩留向上
剤 抄 造:タッピー角型手抄き機 プレス:3.5kgw/cm2 ×2分間 乾 燥:回転式ドライヤー、 100℃/40秒間 坪 量:70g/m2 (2) 塗工 サイズ剤組成;表面サイズ剤: 0.9% 酸化澱粉 : 8.0% 水 :91.1% 塗布量;表面サイズ剤固形分:0.27g/m2 酸化澱粉固形分 :2.40g/m2 (3) サイズプレス プレス速度:100 m/min ニップ圧 :10kg/cm 塗工液温度:60℃ (4) 乾燥条件 回転式ドライヤーを用い、105 ℃で40秒で乾燥した。 (5) 静摩擦係数の測定 カード摩擦係数測定機(熊谷理機工業(株)製)を用い
て紙の静摩擦係数の測定を行いその数値を比較する。値
が大きいほど紙の滑り防止性が大きいことを示してい
る。尚、その他の試験条件を下記に示す。 試料寸法 187.32×82.55 mm 駆動距離 50mm 重り 1000g,76×76mm ゲージ駆動速度 90cm/min JIS C6224 に準拠
(1) Base paper pulp: LBKP (Canadian Standard Freeness 40
0ml) Filler: Light calcium carbonate (Tamapearl 121, made by Okutama Kogyo), added by adjusting the calcium carbonate in the paper to 12%. Fixing agent: Cationic starch (CATO 302, made by Oji National), based on pulp weight Solid content 0.5% Sizing agent: Ketene dimer sizing agent (Cyrene S94, made by Kao), solid content 0.05% to pulp weight Retention aid: Cationic polyacrylamide polymer (Percoll 47, Kyowa Sangyo), pulp solids 0.02% during fixing pH to weight: 8.0 addition order: pulp - fillers - fixing agent - the sizing agent - retention aids Extract Concrete: TAPPI square type hand paper making machine press: 3.5kgw / cm 2 × 2 min drying : Rotary dryer, 100 ° C / 40 seconds Basis weight: 70g / m 2 (2) Composition of coating sizing agent: Surface sizing agent: 0.9% Oxidized starch: 8.0% Water: 91.1% Coating amount; Solid content of surface sizing agent: 0.27g / m 2 oxidation lees Solid: 2.40g / m 2 (3) Size Press Press Speed: 100 m / min nip pressure: 10 kg / cm coating solution temperature at 60 ° C. (4) using the drying conditions rotary dryer, 40 seconds at 105 ° C. Dried. (5) Measurement of static friction coefficient The static friction coefficient of paper is measured using a card friction coefficient measuring machine (Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.) and the values are compared. The larger the value is, the higher the anti-slip property of the paper is. The other test conditions are shown below. Specimen size 187.32 × 82.55 mm Driving distance 50 mm Weight 1000 g, 76 × 76 mm Gauge driving speed 90 cm / min Compliant with JIS C6224

【0027】[0027]

【表6】 [Table 6]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 (式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数8〜24の炭化水素基
である。)で示されるケテン二量体(a) と、コロイド当
量の総和が−15.0〜+0.05 meq/gの加工澱粉及びアニ
オン性重縮合体の混合物で、その3重量%の水溶液が30
℃において2〜100センチポイズのブルックフィールド
粘度を有する水溶性混合物(b)とを含有する水分散液か
らなり、そのゼータ(ζ)電位が−30mV〜+5mVの範囲
にあることを特徴とする製紙用サイズ剤。
1. A general formula (1): (In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms.) And the total colloid equivalent is −15.0 to +0.05 meq / g. Is a mixture of modified starch and anionic polycondensate, whose 3% by weight aqueous solution is 30%.
A paper dispersion characterized by comprising an aqueous dispersion containing a water-soluble mixture (b) having a Brookfield viscosity of 2 to 100 centipoise at 0 ° C. and having a zeta (ζ) potential in the range of −30 mV to +5 mV. Sizing agent.
【請求項2】 アニオン性重縮合体が芳香環を有するも
のである請求項1記載の製紙用サイズ剤。
2. The papermaking sizing agent according to claim 1, wherein the anionic polycondensate has an aromatic ring.
【請求項3】 請求項1記載の製紙用サイズ剤を用いて
紙の表面サイジングを行うことを特徴とする表面サイジ
ング方法。
3. A surface sizing method, which comprises sizing the surface of a paper using the papermaking sizing agent according to claim 1.
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