JPH0689294B2 - 改良湿潤強度を提供するセルロ−スシ−トの個別繊維用水性エマルジヨン被覆 - Google Patents
改良湿潤強度を提供するセルロ−スシ−トの個別繊維用水性エマルジヨン被覆Info
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- JPH0689294B2 JPH0689294B2 JP61274224A JP27422486A JPH0689294B2 JP H0689294 B2 JPH0689294 B2 JP H0689294B2 JP 61274224 A JP61274224 A JP 61274224A JP 27422486 A JP27422486 A JP 27422486A JP H0689294 B2 JPH0689294 B2 JP H0689294B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はセルロース シート又はコンポジットに耐水
性を付与するのに使用できる水性エマルジョン被覆剤に
関する．特に，この発明は，水性接着剤，染料，又は印
刷インキと処理表面との親和性を実質的に制限する疎水
性材料の連続フィルムでセルロースシートをシールする
ことなく各個別繊維束に実質的耐水性を付与するためシ
ートのセルロース繊維と相互作用する水性エマルジョン
組成物に関する． ［従来技術］ セルロース繊維製品，例えば，紙，紙ボード，段ボー
ル，硬質ボード，ファイバ ボード，石膏ボード，チッ
プ ボード，パーチクル ボード等は，包装材料の形成
や構造成分を含み多くの最終用途に長年に亙り用いられ
ている．セルロース繊維製品は安価であり入手し易い利
点がある．然し，常置水，水性霧，水性スプレイ，高湿
気が存在し得る環境においては，セルロース材料の水を
吸収し易い傾向は湿潤セルロースが強度を失うので重要
な欠点を示すことがある．セルロースシートは酸性であ
ることがある。この酸性はセルロースシートの表面にア
ルミニウムイオン等の３価金属イオンが存在する結果で
あって、酸性シートとなる。
性を付与するのに使用できる水性エマルジョン被覆剤に
関する．特に，この発明は，水性接着剤，染料，又は印
刷インキと処理表面との親和性を実質的に制限する疎水
性材料の連続フィルムでセルロースシートをシールする
ことなく各個別繊維束に実質的耐水性を付与するためシ
ートのセルロース繊維と相互作用する水性エマルジョン
組成物に関する． ［従来技術］ セルロース繊維製品，例えば，紙，紙ボード，段ボー
ル，硬質ボード，ファイバ ボード，石膏ボード，チッ
プ ボード，パーチクル ボード等は，包装材料の形成
や構造成分を含み多くの最終用途に長年に亙り用いられ
ている．セルロース繊維製品は安価であり入手し易い利
点がある．然し，常置水，水性霧，水性スプレイ，高湿
気が存在し得る環境においては，セルロース材料の水を
吸収し易い傾向は湿潤セルロースが強度を失うので重要
な欠点を示すことがある．セルロースシートは酸性であ
ることがある。この酸性はセルロースシートの表面にア
ルミニウムイオン等の３価金属イオンが存在する結果で
あって、酸性シートとなる。
セルロース材料中に吸収された水はセルロース シート
を弱らせたりまた材料を共に保持する接着剤を弱らせた
りして弱さをもたらす．多くのセルロース繊維製品は，
微細に分割されたセルロース粒子を水性懸濁液に懸濁し
セルロース材料のシートを形成して作られる．この製造
方法は，シートに水の有害効果をもたらす．さらに，シ
ートはセルロースシートをしっかりと結合するため水性
にかわ又は接着剤を用いて構造単位に結合されることが
多い．水は，セルロース繊維に吸収されたときに，接着
剤層（glue line）を移動し接着剤結合力を減少するこ
とがある． 従来，セルロース繊維製品をワックスや合成樹脂のよう
な疎水性材料で被覆又は含浸して，ある程度の耐水又は
耐グリース性を付与し構造完全性を改良するのが最も普
通であった．例えば，ワックス，ポリオレフィン樹脂及
びその混合物はフィルム又はフォイルの製造においてパ
ーチクル ボードのような基体上のラミネートに用い，
その後包装又は構造単位に用いられる．でん粉又は変性
でん粉もまな紙製品のサイジング及びセルロース繊維製
品の耐水性を改良するために用いられている．特に，米
国特許第347,200号はパラフィンワックス及び天然樹脂
のホット メルトでの被覆を開示している．米国特許第
2,091,180号［Mc Gill］は，パラフィン ワックス−ジ
ヒドロナフタレン樹脂被覆の紙製品への使用を教示して
いる．米国特許第2,127,650号［Miller］はパラフィ
ン，アルミニウム フォルメートのようなアルミニウム
塩及びゼラチンと組合せたヘキサメチレンテトラミンの
融解被覆を教示している．米国特許第2,582,037号［Hyd
e］はミクロクリスタリン ワックス，ポリエチレン及
びパラフィン ワックスを有する紙製品の被覆の形成を
教示している．米国特許第3,105,823号［Boenau］は紙
製品に対するポリエチレン及びワックスのホット メル
ト被覆を教示している．米国特許第3,321,428号［Forde
lla］はワックス及びエチレン 非共役ジオレフィン共
重合体を含むホット メルト被覆の使用を教示してい
る．米国特許第3,522,081号［Moyer］はパラフィン ワ
ックス，エチレン酢酸ビニル重合体，樹脂及びポリエチ
レンを含む紙繊維製品用のワックス被覆を教示してい
る．米国特許第4,117,199号［Gotoh］ゴム ラテックス
及びワックス エマルジョンの水性エマルジョンを包含
する紙用被覆を教示している． 上に述べた防水材料は連続フィルムの形態又ははつ水性
を生じる他の連続形態のセルロース繊維シートに極めて
普通に適用される．連続フィルムはシートの個別セルロ
ース繊維を環境から完全にシールすることができる被覆
を形成する傾向がある．シートは材料の実質的フィルム
で環境から分離されるので，水性にかわ，水性染料及び
水性インキがこのようなフィルムに進入し繊維と接触す
るのを妨げる．この障壁は，このようにして個別繊維が
にかわ，染料又はインキと相互作用することができない
ため被覆シートを旨く接着［gluing］，着色又は印刷す
ることを妨げる． 水性にかわ，染料及びインキは，セルロースシート表面
に直接適用されるのが普通であり，直接セルロース繊維
と関係して作用する．多くの水性にかわ，染料，及びイ
ンキは，シートとシートとが結合したり染料又はインキ
が繊維と結合するため親水性セルロース繊維と結合する
少なくとも部分的に親水性の化合物の水性溶液又は懸濁
液を包含する．これらの組成物とセルロース繊維との間
の直接結合が存在しないと，良好な接着，染色，印刷は
常には得られない． 更に，多くの防水方法は，比較的高温でセルロースシー
ト表面に大量に適用されるワックス，ロジン，又は変性
でん粉の融解物を用いる．これらの方法は通常エネルギ
集約的で実質的耐水性を付与するためにはかなりの量の
材料を要求する． 従って，実質的な必要性は，シートに耐水性を与え，水
性にかわ，染料，及び印刷インキとセルロース繊維との
相互作用を妨げないで室温付近でセルロースシートに適
用することができる安価な防水組成物にある． ［発明の概要］ 本発明者等は，水性にかわ，インキ，及び染料とセルロ
ースシートとの親和性を制限することなく実質的に耐水
性を付与するためセルロースシートを処理するのに用い
ることができる水性エマルジョン組成物を発見した．こ
の水性組成物は，セルロースシートと接触させた場合
に，個別セルロース繊維に緊密に結合して繊維を耐水性
付与成分で被覆する乳化防止材料を放出する．この水性
エマルジョンはセルロースシート表面を環境からシール
する連続被覆を形成しないので，水性にかわ，インキ及
び染料はにかわ，インキ又は染料親和性を示す個別被覆
繊維と相互に作用することができる． この新規水性防止エマルジョン組成物は，大部分の水，
有効防止量のワックスとロジンとの組合せ，有効量のキ
レート剤及び比較的強塩基性成分と比較的弱酸性成分と
の反応で生成した特定の乳化安定剤とを包含することが
できる． 本発明者等は作用理論を定めようとは思わないが，塩基
性エマルジョンがセルロースシート表面に適用される
と，通常はシート表面に多価イオン種が含まれているの
で，イオン種が乳化剤組成物と相互に作用して中和し
て，エマルジョンの疎水性［水を嫌う］成分と水とに分
離させると考えられる．処理組成物の分離疎水性ワック
ス−ロジン成分はシートの各個別セルロース繊維の表面
と接触し接着する．処理シートは次いで加熱してエマル
ジョン処方中の水を除くことができる．キレート剤はエ
マルジョン及び形成を促進し，使用水の有害な影響から
エマルジョンを保護する．更に，ワックスが繊維マトリ
ックスと緊密に接触してマトリックス内に分散する前に
ワックスを沈殿を生じさせるような、アルミニウムイオ
ン等の３価の種と反応が早すぎることを、キレート剤は
防ぐことができる。
を弱らせたりまた材料を共に保持する接着剤を弱らせた
りして弱さをもたらす．多くのセルロース繊維製品は，
微細に分割されたセルロース粒子を水性懸濁液に懸濁し
セルロース材料のシートを形成して作られる．この製造
方法は，シートに水の有害効果をもたらす．さらに，シ
ートはセルロースシートをしっかりと結合するため水性
にかわ又は接着剤を用いて構造単位に結合されることが
多い．水は，セルロース繊維に吸収されたときに，接着
剤層（glue line）を移動し接着剤結合力を減少するこ
とがある． 従来，セルロース繊維製品をワックスや合成樹脂のよう
な疎水性材料で被覆又は含浸して，ある程度の耐水又は
耐グリース性を付与し構造完全性を改良するのが最も普
通であった．例えば，ワックス，ポリオレフィン樹脂及
びその混合物はフィルム又はフォイルの製造においてパ
ーチクル ボードのような基体上のラミネートに用い，
その後包装又は構造単位に用いられる．でん粉又は変性
でん粉もまな紙製品のサイジング及びセルロース繊維製
品の耐水性を改良するために用いられている．特に，米
国特許第347,200号はパラフィンワックス及び天然樹脂
のホット メルトでの被覆を開示している．米国特許第
2,091,180号［Mc Gill］は，パラフィン ワックス−ジ
ヒドロナフタレン樹脂被覆の紙製品への使用を教示して
いる．米国特許第2,127,650号［Miller］はパラフィ
ン，アルミニウム フォルメートのようなアルミニウム
塩及びゼラチンと組合せたヘキサメチレンテトラミンの
融解被覆を教示している．米国特許第2,582,037号［Hyd
e］はミクロクリスタリン ワックス，ポリエチレン及
びパラフィン ワックスを有する紙製品の被覆の形成を
教示している．米国特許第3,105,823号［Boenau］は紙
製品に対するポリエチレン及びワックスのホット メル
ト被覆を教示している．米国特許第3,321,428号［Forde
lla］はワックス及びエチレン 非共役ジオレフィン共
重合体を含むホット メルト被覆の使用を教示してい
る．米国特許第3,522,081号［Moyer］はパラフィン ワ
ックス，エチレン酢酸ビニル重合体，樹脂及びポリエチ
レンを含む紙繊維製品用のワックス被覆を教示してい
る．米国特許第4,117,199号［Gotoh］ゴム ラテックス
及びワックス エマルジョンの水性エマルジョンを包含
する紙用被覆を教示している． 上に述べた防水材料は連続フィルムの形態又ははつ水性
を生じる他の連続形態のセルロース繊維シートに極めて
普通に適用される．連続フィルムはシートの個別セルロ
ース繊維を環境から完全にシールすることができる被覆
を形成する傾向がある．シートは材料の実質的フィルム
で環境から分離されるので，水性にかわ，水性染料及び
水性インキがこのようなフィルムに進入し繊維と接触す
るのを妨げる．この障壁は，このようにして個別繊維が
にかわ，染料又はインキと相互作用することができない
ため被覆シートを旨く接着［gluing］，着色又は印刷す
ることを妨げる． 水性にかわ，染料及びインキは，セルロースシート表面
に直接適用されるのが普通であり，直接セルロース繊維
と関係して作用する．多くの水性にかわ，染料，及びイ
ンキは，シートとシートとが結合したり染料又はインキ
が繊維と結合するため親水性セルロース繊維と結合する
少なくとも部分的に親水性の化合物の水性溶液又は懸濁
液を包含する．これらの組成物とセルロース繊維との間
の直接結合が存在しないと，良好な接着，染色，印刷は
常には得られない． 更に，多くの防水方法は，比較的高温でセルロースシー
ト表面に大量に適用されるワックス，ロジン，又は変性
でん粉の融解物を用いる．これらの方法は通常エネルギ
集約的で実質的耐水性を付与するためにはかなりの量の
材料を要求する． 従って，実質的な必要性は，シートに耐水性を与え，水
性にかわ，染料，及び印刷インキとセルロース繊維との
相互作用を妨げないで室温付近でセルロースシートに適
用することができる安価な防水組成物にある． ［発明の概要］ 本発明者等は，水性にかわ，インキ，及び染料とセルロ
ースシートとの親和性を制限することなく実質的に耐水
性を付与するためセルロースシートを処理するのに用い
ることができる水性エマルジョン組成物を発見した．こ
の水性組成物は，セルロースシートと接触させた場合
に，個別セルロース繊維に緊密に結合して繊維を耐水性
付与成分で被覆する乳化防止材料を放出する．この水性
エマルジョンはセルロースシート表面を環境からシール
する連続被覆を形成しないので，水性にかわ，インキ及
び染料はにかわ，インキ又は染料親和性を示す個別被覆
繊維と相互に作用することができる． この新規水性防止エマルジョン組成物は，大部分の水，
有効防止量のワックスとロジンとの組合せ，有効量のキ
レート剤及び比較的強塩基性成分と比較的弱酸性成分と
の反応で生成した特定の乳化安定剤とを包含することが
できる． 本発明者等は作用理論を定めようとは思わないが，塩基
性エマルジョンがセルロースシート表面に適用される
と，通常はシート表面に多価イオン種が含まれているの
で，イオン種が乳化剤組成物と相互に作用して中和し
て，エマルジョンの疎水性［水を嫌う］成分と水とに分
離させると考えられる．処理組成物の分離疎水性ワック
ス−ロジン成分はシートの各個別セルロース繊維の表面
と接触し接着する．処理シートは次いで加熱してエマル
ジョン処方中の水を除くことができる．キレート剤はエ
マルジョン及び形成を促進し，使用水の有害な影響から
エマルジョンを保護する．更に，ワックスが繊維マトリ
ックスと緊密に接触してマトリックス内に分散する前に
ワックスを沈殿を生じさせるような、アルミニウムイオ
ン等の３価の種と反応が早すぎることを、キレート剤は
防ぐことができる。
［発明の具体的な説明］ この発明の組成物は，簡潔にまとめると，水性にかわ，
インキ，及び染料とセルロースシートとの親和水を保持
しながら，セルロースシートに実質的に耐水性を付与
し，塩基性エマルジョン組成物中に，大量の水，有効防
水性付与量のワックスとロジンとの組合せ，比較的強塩
基性成分と比較的弱酸性成分との中和反応生成物を包含
する塩基性乳化安定剤，及び使用水の硬度成分の影響か
らエマルジョンを安定化させる充分な量のキレート剤と
を包含する．この発明の組成物は，防水成分を硬くする
ことができるポリエチレン ワックス又は他のフィルム
形成成分，他の乳化安定剤，消泡剤，保存剤，及び有機
及び無機塩基を含むことができる． ワックス 「ワックス」の語は極めて広く用いられ広い範囲の材料
に適用される．この材料は良く知られた天然又は合成ワ
ックスに似た性質を有し，シール，磨き，蝋燭製造等の
ような既知のワックスに関連するものと類似の性質を有
することができる．多くの蝋状物質が天然に発見され長
年有用であることが知られている．歴史的には，ワック
スは天然物である物質を含む．化学的には，ある天然ワ
ックスは脂肪酸と脂肪アルコールとのエステルであり，
あるいは石油源から誘導される長鎖炭化水素である．物
理的にはワックスは有用な程度の可塑性を有する水をは
じく固体である．然しながら，現代ではワックスは，多
くの調製において天然ワックスを置換できる各種の合成
物質を含む．天然ワックスは一般には飽和脂肪酸と長鎖
１価アルコールとのエステルを包含する． パラフィン ワックスは，蝋状石油蒸溜物から冷却し適
当な溶媒と混合してワックスを沈澱させて得られる．ワ
ックスは溶媒混合物から漏別によって除かれ，次いで溶
媒はワックスから除かれる．ミクロクリスタリン ワッ
クスは粗石油の蒸溜残留物から溶媒抽出によって得られ
る．残留物はしばしば先ず脱アスファルトし，冷却後ミ
クロクリスタリン ワックスを沈澱させ漏過で除く．こ
の発明の水性エマルジョンに用いるのに特に好ましいワ
ックスはミクロクリスタリン ワックス，スラック ワ
ックス，及びパラフィン ワックスである． この発明の塩基性エマルジョンの防水性は有効量のフィ
ルム形成重合体剤，例えばポリエチレン，ポリアクリレ
ート，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル等を用いることに
よって改良することができる．フィルム形成剤は，約1,
500-約50,000,好ましくは2,500-10,000の範囲の分子量
を有し，約75-150℃のボール及びリング軟化点を有する
易乳化性重合体である．好ましいポリエチレン フィル
ム形成ワックス剤は他の成分と協同してシートの個別セ
ルロース繊維と緊密に接触する強力防水障壁を形成す
る．フィルム形成剤が存在しないと，防水障壁は強度を
減じる場合がある． ロジン化合物 この発明に有用なロジンは，良く知られた天然物から誘
導することができ，一般に熱可塑性樹脂状室温固体であ
る．天然に生じる樹脂状材料は典型的には重合して重合
ロジンを形成することができる比較的高分子量有機酸及
び関連中性材料の複雑なエチレン性不飽和混合物であ
る． 木材ロジン又はこのような天然に存在するロジンの変性
形態，例えば水素化又はエステル化木材ロジン［又はロ
ジン重合体］が特に有用である．重合体ロジンは，テル
ペン，ピネン等の天然単量体又はスチレンのような合成
単量体，及びその他から天然物と組合せて作ることがで
きる． ロジン化合物の好ましい形態は，乳化剤又は他の微細に
分割された固体を含む水性エマルジョンに親和性がある
ロジン組成物を包含する．好ましいロジン化合物には，
エステル化され得る水素化又は部分水素化ロジン，及び
エチレン グリコール，プロピレン グリコール，グリ
セリン,1,4-ブタンジオール等の多価アルコールから製
造する重合ロジン及び重合ロジンエステル，例えばドレ
サノール［Doressanol］215又はドレサノール155があ
る．そのロジン及びロジン誘導体の製造，誘導，変性及
び使用を一般的に述べた文献［“Rosin andRosinDeriva
tives",pages 475-508,Vol.17,Encyclopedia of Chem
ical Technology］を参考文献としてここに挿入する． 乳化安定剤 セルロース シートに防水性を付与する水性エマルジョ
ンは，比較的強塩基性成分と比較的弱有機酸性成分との
反応生成物である塩基性安定剤を用いてエマルジョン形
態に維持する．乳化安定剤は，エマルジョン形成の前に
調製することもでき，またエマルジョン形成中にその場
で調製することもできる． 有機及び無機塩基の両者が乳化安定剤に使用できる．こ
の発明の乳化安定剤の調製に用いるのに好ましい塩基は
アンモニア及びアミンである．典型的な有機アミンに
は,1−５のアミノ基及び約１−４の有機基を有する化合
物がある．この基は，直鎖又は分枝鎖のアルキル，アリ
ール，又はアルキル置換アリール基がある．適当なアミ
ンの例には，メチルアミン，エチルアミン，アニリン，
イソプロピルアミン，第３ブチルアミン，ジエチルアミ
ン，ジシクロヘキシルアミン，モノエタノールアミン，
ジエタノールアミン，トリエタノールアミン，ピリジン
等及びこれらの混合物がある． 好ましい塩基性成分には，アンモニア，モノエタノール
アミン，ジエタノールアミン，トリエタノールアミン及
びこれらの混合物がある． 乳化安定剤の比較的弱酸性成分には,1以上のアニオン形
成官能基を有する有機アニオン形成化合物がある．この
化合物は約150-100,000の分子量を有することができ
る．有用な比較的弱酸性成分には，カルボン酸，置換こ
はく酸，変性脂肪酸，ペンダント又は置換基酸性基を有
する比較的高分子量の重合体化合物，例えば，ポリアク
リル酸，ポリメタクリル酸，アクリル共重合体，メタク
リル共重合体，無水マレイン酸重合体及び共重合体その
他がある．この発明の乳化安定剤に用いる好ましい比較
的酸性成分には，ポリ電解質重合体及びカプロン酸，ラ
ウリル酸，パルミチン酸，ステアリン酸，ベヘン酸，オ
レイン酸，リノール酸，リノレン酸等を含むC6−18脂肪
酸がある．最も好ましい弱酸性成分には，炭素原子数８
−24のモノ−，ジ−，及びトリ−不飽和カルボン酸があ
り，オレイン酸，リノール酸及びリノレン酸及びその混
合物が含まれる． キレート剤 この発明のエマルジョンは少なくとも２の機能を果たす
キレート剤を含むのが通常である．第一に，キレート剤
は，エマルジョンを調製する使用水中の硬度成分の実質
的量の存在下でエマルジョンを安定化する．第二に，キ
レート剤は，この発明のエマルジョンとセルロース材料
との接触中ではやすぎるエマルジョン分離を妨げること
ができる．使用水は通常いろいろな量のカルシウム，マ
グネシウム等［Ca-2,Mg-2］を含有し，エマルジョンの
形成及び安定性を妨害することがある．キレート剤は使
用水の硬度成分と配位共有結合を形成することができ，
それにより硬度成分を押え水をエマルジョン調製及び安
定性と両立できるようにする．更に，エマルジョンがセ
ルロース基体と接触すると、セルロース基体の表面に存
在する１価、２価又は３価の金属イオンがキレート剤及
び乳化安定剤に作用し、エマルジョンを破壊して、微細
分割疎水性固体のエマルジョン媒体からの分離をもたら
す。この分離はキレート剤によって遅くなるので、耐水
性成分は分離する前にセルロースシートの内部に浸透す
ることが可能になる。ワックス，ロジン及び場合により
フィルム形成剤は，一旦エマルジョンが破壊されると，
セルロース繊維の表面に結合して増大した耐水性を生じ
る． キレート剤は通常は多価金属カチオンと配位共有結合を
形成することができる有機多官能性化合物である．純粋
なキレート剤は良く知られているが，最も有用な剤には
各種の配置における各種の官能性ドナーを有する合成有
機化合物広い範囲のものがある．キレート剤は，存在す
る配位基の数及びキレート反応で形成されるキレート環
の数によって分類される．キレート剤は，その配位基の
数が2,3,4,5,等であることに応じて，ビデンテイト，テ
ルデンテイト［トリデンテイト］，クアドラデンテイト
［テトラデンテイト］，キンキデンテイト［ペンタデン
テイト］等であり得る．最も普通で最も広く用いられる
キレート剤は酸素又は窒素ドナー原子又はその両者の組
合せを介して金属イオンと配位するものである．通常の
キレート剤には，ニトリロ酢酸［NTA］,N−ヒドロキシ
エチルアミノジ酢酸，くえん酸，酒石酸，グルコン酸，
トリポリフォスフェイト，及び他のポリフォスフェイト
ガラス,2,2-ビピリジン,8-ヒドロキシキノリン,N,N′
−エチレン−ビス［2-オルト−ヒドロキシフェニル）］
グリセリン，カルボキシメチルメルカプトこはく酸，ポ
リアミノ カルボキシレート，エチレンジアミンテトラ
酢酸及びその塩，ヒドロキシエチル−エチレン トリア
ミン トリ酢酸及びその塩等である．この発明に用いる
に好ましいキレート剤には，安価，エマルジョン安定性
及び迅速エマルジョン形成，及び所望の場合には破壊の
理由から，エチレンジアミン テトラ酢酸，そのモノ，
ジ，トリ，及びテトラ ナトリウム塩又はその混合物で
ある． エマルジョンはエマルジョンの安定化を助けることがで
きる保護コロイドをも含むことができる．保護コロイド
には，ポリビニル アルコール及びヒドロキシエチル
セルロースのような水性乳化性重合体成分がある． 個別セルロース繊維上の被覆の強度はこの発明のエマル
ジョンに乳化性重合体成分を配合することによって改良
することができ，これらにはSBRゴム，スチレン−無水
マレイン酸共重合体，メチルメタクリレイト−酢酸ビニ
ル共重合体等がある． エマルジョンは付加的な有用な性質をエマルジョンに付
与することができる多くの他の成分を含むことができ
る．保存剤，抗菌剤，消泡剤等の添加剤である． エマルジョンの調製 この発明のエマルジョンは水性エマルジョンの形成に適
当な方法で成分を合せることによって作ることができ
る．通常は，より疎水性成分を微細に分割した形態に変
え高混合速度条件下でキレート剤及び安定剤の存在下で
水と混合する． この発明の好ましい具体例を形成する好ましい方法は次
の通りである．ワックス，樹脂，フィルム形成剤を微細
に分割又は融解した形態で混ぜ合せ均質になるまで混合
する． 微細に分割した固体の混合物が乾燥又は水性形態である
場合には，混合物は直接混合物に添加でき，水に溶解又
は懸濁した乳化安定剤組成物と一緒にすることができ
る．あるいは，成分の混合物中に乳化安定剤の塩基性又
は酸性成分を入れることができ，次いで他の成分を混合
物に加えることによって乳化安定剤を混合物中でその場
で形成することができる．塩基性成分及び酸性成分は次
いで乳化安定剤組成物を形成するため混合物中で相互に
作用する． 成分を約100゜Ｆ［約70℃］又はそれ以上の温度で融解
状態で混合する場合，エマルジョン安定化成分は直接融
解物に，通常は水の実質的不存在下で添加することがで
きる．塩基性成分又は酸性成分のいずれかを直接融解物
に添加することもできるし，酸性及び塩基性成分を一緒
に添加することもできる． 融解物は，添加した際に直ちに安定なエマルジョンを形
成することができる水の添加に馴染む温度に次いで冷却
する．通常は水は200゜Ｆ［約95℃］又はそれ以下の温
度で融解物に添加する．通常は迅速な混合及びエマルジ
ョン形成を促進するため融解物の温度付近の温度の水を
添加する．その際，消泡剤，保護コロイド，染料，保存
剤等の付加的成分を加えることができる．エマルジョン
が形成され均質になった後に，キレート剤を通常添加す
ることができる．完全に形成されたエマルジョン組成物
は，大気又は室温，約65-80゜Ｆ［約20-25℃］で測定し
20rpmでナンバ１スピンドルを用い約50-1000cPの低いブ
ルックフィールド粘度を有する．エマルジョンは通常は
約0.1-10％固体，約８より大きいpH,8ポンドパーガロン
［0.96g/cm3］より大きい密度を有する． この発明の塩基性エマルジョン被覆組成物は，大部分の
水,1-10wt％のキレート剤，約0.01−約5wt％のワックス
化合物，約0.01−約10wt％のロジン化合物，場合により
約0.01−約5wt％の付加的フィルム形成重合体，例えば
ポリエチレン又はスチレン アクリレイト共重合体，約
0.01-約5wt％の乳化安定剤，及び典型的量の消泡剤，保
存剤，染料，及び他の成分を包含する．好ましくは，エ
マルジョン安定剤は，経済及び調製の容易さから，大部
分の水，約0.5−約5wt％のキレート剤の５％水溶液，約
0.01−約2wt％のワックス，約0.01−約2wt％のロジン，
約0.01−約1wt％の場合によりフィルム形成剤，約0.01
−約2wt％の乳化安定剤，約0.001−約0.1wt％の消泡
剤，約0.001−約1wt％の37wt％の水性フォルムアルデヒ
ド保存剤を含む．最も好ましくは，この発明のエマルジ
ョン被覆は，約0.1−約1.5wt％の融点が約150-200゜Ｆ
［66-93℃］のパラフィン ワックス，約0.01−約0.5wt
％の水素化ウッド ロジン化合物，約0.1−約1.0wt％の
ポリエチレン又はスチレン アクリル酸共重合体フィル
ム形成剤，約0.1−約0.5wt％のトリアルカノール アミ
ンと長鎖脂肪酸との反応生成物を包含する乳化安定剤，
約0.01−約0.1wt％の消泡，及び約0.005−約0.05wt％の
37wt％水性フォルムアルデヒド保存剤を含むことができ
る． この発明の組成物は任意のセルロースシート材料にはつ
水性を付与するために用いることができる．組成物はシ
ートが形成される前に添加することができる．好ましく
は，セルロース シートは，シートが形成された後に少
量のこの発明の組成物で被覆される．シート上の被覆
は，約25-50g湿潤被覆パー スクエア メータ［0.1-6
lbs per 100ft2］のシート，好ましくは50-1500g［0.2-
6 lbs］，最も好ましくは125-1250グラム パー スク
エア メータ［0.5-5 lbs per 100 ft2］のものが通常
用いられる．組成物は，ローラ コティング，噴霧，浸
漬，ドクター ブレイドによる被覆を含む組成物の添加
を制御できる既知の方法によってシートに添加すること
ができる． 組成物をシートに添加後，組成物を硬化してシートの乾
燥とワックス，ロジン及び他の成分の個別繊維束への強
固な結合とを行なう．はつ水処理することができるセル
ロース シートには，段ボール及びその部品，プライウ
ッド，パーティクル ボード，紙，クラフト紙等があ
る． この発明は最良の態様を含む次にあげる例によって更に
理解できるであろう． 例Ｉ 機械撹拌を備えた2,000ミリリットル ビーカに50g例IV
のワックスエマルジョンを入れた．撹拌を開始し，ワッ
クスエマルジョンに例VIIの塩基性複合剤生成物を加え
た．混合をキレート剤及びワックスエマルジョンが完全
に均質になるまで継続し，均質混合物に710.5gの水及び
2.0gのフォルムアルデヒドを加えた．撹拌を組成物がブ
レンドされるまで継続した． 例II 例Ｖのワックスエマルジョンを50g用いたほかは例Ｉを
繰返した． 例III 例VIのワックスエマルジョンを50g用いたほかは例Ｉを
繰返した． 例IV 適当な工業製造容器に例VIIIのワックスエマルジョン2
7.2部を入れ，良く混合したワックスエマルジョンに72.
4部のカルボキシル化アクリル重合体［分子量約２×1
05］の38wt％水溶液を添加した．混合装置に0.2部の消
泡［DowCorningFG−10］及び0.28部の37wt％水性フォル
ムアミド溶液を入れた．成分を均質になるまで混合し
た．生成物は,pH約8,約37wt％固体,85゜で20rpmでNo.2
ブルックフィエールド スピンドルで測定した粘度約20
0cPであった． 例Ｖ 適当な工業容器に融点約150゜Ｆ［66℃］のパラフィン
ワックス15部を入れた．ワックスは融解し，約240゜
Ｆ［116℃］に加熱した．融解ワックス中に,57wt％スチ
レン,41.5ブチル アクリレイト，及び約1.5％アクリル
酸を含むスチレン ブチル アクリレイト共重合体19部
を入れた．共重合体添加後，混合物を加熱し，均質にな
るまで撹拌した．融解物中に５部のオレイン酸を入れ
た．融解物は均質になるまで撹拌し200゜Ｆ［93℃］に
冷却した．融解物に５等割合で150゜Ｆ［66℃］の水60
部を加えた．水の添加が完了した後，約0.68部の水酸化
カリウムを加えた．混合物に少量のセルロース安定剤，
約0.2部の脱泡剤［DowCorningPG−10］消泡，及び0.2部
の37wt％水性フォルムアルデヒドを加えた． 例VI 適当な工業用製造容器に19部の融点150゜Ｆ［66℃］の
パラフィン ワックス［等部のIndrawax 3032及びMobil
ewax 130］を入れた．ワックスは240゜Ｆ［116℃］の温
度で加熱し融解した．融解ワックスに６部のポリエチレ
ン フィルム形成剤［Epolene E-15,EastmanIndustrie
s］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］に再加熱した．融
解物に２部の水素化ウッド ロジン［Stabilite resin-
Hercules］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］の温度に達
するまで再加熱した．均衡均質混合物に4.0部のオレイ
ン酸［Emery 213］を3.0部の99wt％トリエタノールアミ
ンと共に加えた．トリエタノールアミン添加後直ちに,
0.5部の消泡［DowCorningFG−10］を含む65.3部の200゜
Ｆ［93℃］の熱水を激しく撹拌しながら融解物に直ちに
加えた．混合物が均質になった後混合物を170゜Ｆ［77
℃］に冷却し,0.5部の気体アンモニアを加え，混合物を
均質化して相が水中でエマルジョンを維持するのに充分
小さい油の乳化粒子で緊密で完全に混ぜ合わされるよう
にした．均質化が完了した後，約0.05部の脱泡［DowCor
ningFG−10］及び0.15部の37wt％水性フォルムアルデヒ
ドを加えた．混合物を100゜Ｆ［38℃］に冷却し，漏過
し，貯蔵した．生成物は85゜Ｆ［29℃］において20rpm
でNo.1ブルックフィールド スピンドルを用い約100cP
の粘度を有していた．約33wt％固体を含有し約8.75のpH
を有していた． 例VII 磁気撹拌機及びバーを備えた500ミリリットル ガラス
ビーカ中に200gの水を入れた．水中に撹拌しながら3
0.0gのジナトリウム エチレン ジアミン テトラ酢
酸，及び7.5gの28wt％水性アンモニアを加えた．混合物
を成分が溶解し均質になるまで撹拌した． 例VIII 適当な工業用製造容器中に19部の融点150゜Ｆ［66℃］
のパラフィン ワックスを入れた．ワックスを融解し24
0゜Ｆ［116℃］の温度で加熱した．融解ワックスに９部
のポリエチレン フィルム形成剤［EpoleneE-15,Eastma
nIndustries］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］に再加
熱した．融解物に２部の水素化ウッド ロジン［Stabil
ite resin-Hercules］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］
の温度に達するまで加熱した．混合物を30分間撹拌し，
融解物に2.5部のオレイン酸［PAMOLYM 125−Hercules］
を2.5部のトリエタノールアミンと共に加えた．融解物
を均質になるまで撹拌し,200゜Ｆ［93℃］に冷却した．
約15部の水を約150゜Ｆ［66℃］の温度で融解物に約５
等割合で加えた．水の添加中エマルジョンを形成するた
め融解物を完全にかつ激しく混合した．水の添加完了
後，エマルジョンを15分間200゜Ｆ［93℃］で撹拌し，
約0.2部の消泡剤［DowCorningPG-10］を５部の55wt％ポ
リ酢酸ビニル保護コロイドエマルジョンと共に加えた．
完全に混合した後，追加の40部の水を加え混合分を120
゜Ｆ［49℃］に冷却した．最後に0.2部の37wt％水性フ
ォルムアルデヒドを加えた． ジャケット ヒータを備えた別個の工業用混合容器で,2
0部の水,3部のジナトリウム エチレン ジアミン テ
トラ酢酸［VERSENE NA］５％水溶液及び0.75部の気体ア
ンモニアを混合した．混合物を撹拌し164゜Ｆ［76℃］
の温度に加熱した．生成均質混合物に５部の上で調製し
たエマルジョンを加えた．撹拌後，追加の71部の水を0.
2部の37wt％水性フォルムアルデヒドと共に加えた． 最終エマルジョンは室温において毎分20回転でナンバー
１スピンドルのブルックフィールド ビスコメータを用
いて7.5cPのブルックフィールド粘度を有していた．エ
マルジョンはpH9.9で2.1wt％固体を含有し密度8.39lbs.
パー ガロン［1.01g/cm3］であった． 上記の例を，セルロース段ボールにはつ水性を付与する
能力について，滑動滴を用いる紙のはっ水のTappiRC−2
12試験を用いて試験した.RC−212試験において,8-12×1
1処理シート紙を水平に45゜の角度に固定した．水滴を
シートの頂上におき傾きに沿ってシートを転がり落ちさ
せる．転がる滴が残す水の跡を観察し，組成物の結果と
して紙のはつ水性を表１に示した． 表 １ 結果 はつ水性 連続した跡−同じ幅 ０ 連続した跡−滴より若干狭い １ 連続跡−時々切れる，滴より確実に狭い ２ 跡の半分が濡れる ３ 跡の14が伸びた滴で濡れる 3.5 跡の14に広がった球形滴を残す ４ 所々に広がった球形滴 4.5 跡を残さず完全に転がる ５ −−−−−−−− 数箇所で試験し紙に沿って滑らせた試験を行った． 例I,II,III,及びVIIIの生成物はワイヤを巻いたガラス
棒を用い段ボールに被覆し，乾燥した．被覆は段ボール
にm2当り約50グラムの湿潤被覆を付与した．被覆段ボー
ルは，表２に示すようにはつ水性を試験した． 表２は例の組成物で被覆した段ボールが少量の被覆組成
物で実質的はつ水性を得たことを示している．未被覆紙
［対照］は本質的に０のはつ水性を示すのに対し，被覆
段ボールは，はつ水性５を示し，例外的に−の滴につい
て4.5を示しただけで極めて高い値を示している． 明らかに，このデータははっ水性組成物が各種のワック
ス，各種のフィルム形成剤，及び各種の源の乳化安定剤
から調製することができ，高い品質のはっ水性を付与す
ることを示している． 上記の説明において例及びデータはこの発明を説明する
ものである．然しながら，この発明の精神及び範囲を逸
脱することなく多くの具体例及び変形を行うことがで
き，発明は特許請求の範囲にのみ基づくものである．
インキ，及び染料とセルロースシートとの親和水を保持
しながら，セルロースシートに実質的に耐水性を付与
し，塩基性エマルジョン組成物中に，大量の水，有効防
水性付与量のワックスとロジンとの組合せ，比較的強塩
基性成分と比較的弱酸性成分との中和反応生成物を包含
する塩基性乳化安定剤，及び使用水の硬度成分の影響か
らエマルジョンを安定化させる充分な量のキレート剤と
を包含する．この発明の組成物は，防水成分を硬くする
ことができるポリエチレン ワックス又は他のフィルム
形成成分，他の乳化安定剤，消泡剤，保存剤，及び有機
及び無機塩基を含むことができる． ワックス 「ワックス」の語は極めて広く用いられ広い範囲の材料
に適用される．この材料は良く知られた天然又は合成ワ
ックスに似た性質を有し，シール，磨き，蝋燭製造等の
ような既知のワックスに関連するものと類似の性質を有
することができる．多くの蝋状物質が天然に発見され長
年有用であることが知られている．歴史的には，ワック
スは天然物である物質を含む．化学的には，ある天然ワ
ックスは脂肪酸と脂肪アルコールとのエステルであり，
あるいは石油源から誘導される長鎖炭化水素である．物
理的にはワックスは有用な程度の可塑性を有する水をは
じく固体である．然しながら，現代ではワックスは，多
くの調製において天然ワックスを置換できる各種の合成
物質を含む．天然ワックスは一般には飽和脂肪酸と長鎖
１価アルコールとのエステルを包含する． パラフィン ワックスは，蝋状石油蒸溜物から冷却し適
当な溶媒と混合してワックスを沈澱させて得られる．ワ
ックスは溶媒混合物から漏別によって除かれ，次いで溶
媒はワックスから除かれる．ミクロクリスタリン ワッ
クスは粗石油の蒸溜残留物から溶媒抽出によって得られ
る．残留物はしばしば先ず脱アスファルトし，冷却後ミ
クロクリスタリン ワックスを沈澱させ漏過で除く．こ
の発明の水性エマルジョンに用いるのに特に好ましいワ
ックスはミクロクリスタリン ワックス，スラック ワ
ックス，及びパラフィン ワックスである． この発明の塩基性エマルジョンの防水性は有効量のフィ
ルム形成重合体剤，例えばポリエチレン，ポリアクリレ
ート，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル等を用いることに
よって改良することができる．フィルム形成剤は，約1,
500-約50,000,好ましくは2,500-10,000の範囲の分子量
を有し，約75-150℃のボール及びリング軟化点を有する
易乳化性重合体である．好ましいポリエチレン フィル
ム形成ワックス剤は他の成分と協同してシートの個別セ
ルロース繊維と緊密に接触する強力防水障壁を形成す
る．フィルム形成剤が存在しないと，防水障壁は強度を
減じる場合がある． ロジン化合物 この発明に有用なロジンは，良く知られた天然物から誘
導することができ，一般に熱可塑性樹脂状室温固体であ
る．天然に生じる樹脂状材料は典型的には重合して重合
ロジンを形成することができる比較的高分子量有機酸及
び関連中性材料の複雑なエチレン性不飽和混合物であ
る． 木材ロジン又はこのような天然に存在するロジンの変性
形態，例えば水素化又はエステル化木材ロジン［又はロ
ジン重合体］が特に有用である．重合体ロジンは，テル
ペン，ピネン等の天然単量体又はスチレンのような合成
単量体，及びその他から天然物と組合せて作ることがで
きる． ロジン化合物の好ましい形態は，乳化剤又は他の微細に
分割された固体を含む水性エマルジョンに親和性がある
ロジン組成物を包含する．好ましいロジン化合物には，
エステル化され得る水素化又は部分水素化ロジン，及び
エチレン グリコール，プロピレン グリコール，グリ
セリン,1,4-ブタンジオール等の多価アルコールから製
造する重合ロジン及び重合ロジンエステル，例えばドレ
サノール［Doressanol］215又はドレサノール155があ
る．そのロジン及びロジン誘導体の製造，誘導，変性及
び使用を一般的に述べた文献［“Rosin andRosinDeriva
tives",pages 475-508,Vol.17,Encyclopedia of Chem
ical Technology］を参考文献としてここに挿入する． 乳化安定剤 セルロース シートに防水性を付与する水性エマルジョ
ンは，比較的強塩基性成分と比較的弱有機酸性成分との
反応生成物である塩基性安定剤を用いてエマルジョン形
態に維持する．乳化安定剤は，エマルジョン形成の前に
調製することもでき，またエマルジョン形成中にその場
で調製することもできる． 有機及び無機塩基の両者が乳化安定剤に使用できる．こ
の発明の乳化安定剤の調製に用いるのに好ましい塩基は
アンモニア及びアミンである．典型的な有機アミンに
は,1−５のアミノ基及び約１−４の有機基を有する化合
物がある．この基は，直鎖又は分枝鎖のアルキル，アリ
ール，又はアルキル置換アリール基がある．適当なアミ
ンの例には，メチルアミン，エチルアミン，アニリン，
イソプロピルアミン，第３ブチルアミン，ジエチルアミ
ン，ジシクロヘキシルアミン，モノエタノールアミン，
ジエタノールアミン，トリエタノールアミン，ピリジン
等及びこれらの混合物がある． 好ましい塩基性成分には，アンモニア，モノエタノール
アミン，ジエタノールアミン，トリエタノールアミン及
びこれらの混合物がある． 乳化安定剤の比較的弱酸性成分には,1以上のアニオン形
成官能基を有する有機アニオン形成化合物がある．この
化合物は約150-100,000の分子量を有することができ
る．有用な比較的弱酸性成分には，カルボン酸，置換こ
はく酸，変性脂肪酸，ペンダント又は置換基酸性基を有
する比較的高分子量の重合体化合物，例えば，ポリアク
リル酸，ポリメタクリル酸，アクリル共重合体，メタク
リル共重合体，無水マレイン酸重合体及び共重合体その
他がある．この発明の乳化安定剤に用いる好ましい比較
的酸性成分には，ポリ電解質重合体及びカプロン酸，ラ
ウリル酸，パルミチン酸，ステアリン酸，ベヘン酸，オ
レイン酸，リノール酸，リノレン酸等を含むC6−18脂肪
酸がある．最も好ましい弱酸性成分には，炭素原子数８
−24のモノ−，ジ−，及びトリ−不飽和カルボン酸があ
り，オレイン酸，リノール酸及びリノレン酸及びその混
合物が含まれる． キレート剤 この発明のエマルジョンは少なくとも２の機能を果たす
キレート剤を含むのが通常である．第一に，キレート剤
は，エマルジョンを調製する使用水中の硬度成分の実質
的量の存在下でエマルジョンを安定化する．第二に，キ
レート剤は，この発明のエマルジョンとセルロース材料
との接触中ではやすぎるエマルジョン分離を妨げること
ができる．使用水は通常いろいろな量のカルシウム，マ
グネシウム等［Ca-2,Mg-2］を含有し，エマルジョンの
形成及び安定性を妨害することがある．キレート剤は使
用水の硬度成分と配位共有結合を形成することができ，
それにより硬度成分を押え水をエマルジョン調製及び安
定性と両立できるようにする．更に，エマルジョンがセ
ルロース基体と接触すると、セルロース基体の表面に存
在する１価、２価又は３価の金属イオンがキレート剤及
び乳化安定剤に作用し、エマルジョンを破壊して、微細
分割疎水性固体のエマルジョン媒体からの分離をもたら
す。この分離はキレート剤によって遅くなるので、耐水
性成分は分離する前にセルロースシートの内部に浸透す
ることが可能になる。ワックス，ロジン及び場合により
フィルム形成剤は，一旦エマルジョンが破壊されると，
セルロース繊維の表面に結合して増大した耐水性を生じ
る． キレート剤は通常は多価金属カチオンと配位共有結合を
形成することができる有機多官能性化合物である．純粋
なキレート剤は良く知られているが，最も有用な剤には
各種の配置における各種の官能性ドナーを有する合成有
機化合物広い範囲のものがある．キレート剤は，存在す
る配位基の数及びキレート反応で形成されるキレート環
の数によって分類される．キレート剤は，その配位基の
数が2,3,4,5,等であることに応じて，ビデンテイト，テ
ルデンテイト［トリデンテイト］，クアドラデンテイト
［テトラデンテイト］，キンキデンテイト［ペンタデン
テイト］等であり得る．最も普通で最も広く用いられる
キレート剤は酸素又は窒素ドナー原子又はその両者の組
合せを介して金属イオンと配位するものである．通常の
キレート剤には，ニトリロ酢酸［NTA］,N−ヒドロキシ
エチルアミノジ酢酸，くえん酸，酒石酸，グルコン酸，
トリポリフォスフェイト，及び他のポリフォスフェイト
ガラス,2,2-ビピリジン,8-ヒドロキシキノリン,N,N′
−エチレン−ビス［2-オルト−ヒドロキシフェニル）］
グリセリン，カルボキシメチルメルカプトこはく酸，ポ
リアミノ カルボキシレート，エチレンジアミンテトラ
酢酸及びその塩，ヒドロキシエチル−エチレン トリア
ミン トリ酢酸及びその塩等である．この発明に用いる
に好ましいキレート剤には，安価，エマルジョン安定性
及び迅速エマルジョン形成，及び所望の場合には破壊の
理由から，エチレンジアミン テトラ酢酸，そのモノ，
ジ，トリ，及びテトラ ナトリウム塩又はその混合物で
ある． エマルジョンはエマルジョンの安定化を助けることがで
きる保護コロイドをも含むことができる．保護コロイド
には，ポリビニル アルコール及びヒドロキシエチル
セルロースのような水性乳化性重合体成分がある． 個別セルロース繊維上の被覆の強度はこの発明のエマル
ジョンに乳化性重合体成分を配合することによって改良
することができ，これらにはSBRゴム，スチレン−無水
マレイン酸共重合体，メチルメタクリレイト−酢酸ビニ
ル共重合体等がある． エマルジョンは付加的な有用な性質をエマルジョンに付
与することができる多くの他の成分を含むことができ
る．保存剤，抗菌剤，消泡剤等の添加剤である． エマルジョンの調製 この発明のエマルジョンは水性エマルジョンの形成に適
当な方法で成分を合せることによって作ることができ
る．通常は，より疎水性成分を微細に分割した形態に変
え高混合速度条件下でキレート剤及び安定剤の存在下で
水と混合する． この発明の好ましい具体例を形成する好ましい方法は次
の通りである．ワックス，樹脂，フィルム形成剤を微細
に分割又は融解した形態で混ぜ合せ均質になるまで混合
する． 微細に分割した固体の混合物が乾燥又は水性形態である
場合には，混合物は直接混合物に添加でき，水に溶解又
は懸濁した乳化安定剤組成物と一緒にすることができ
る．あるいは，成分の混合物中に乳化安定剤の塩基性又
は酸性成分を入れることができ，次いで他の成分を混合
物に加えることによって乳化安定剤を混合物中でその場
で形成することができる．塩基性成分及び酸性成分は次
いで乳化安定剤組成物を形成するため混合物中で相互に
作用する． 成分を約100゜Ｆ［約70℃］又はそれ以上の温度で融解
状態で混合する場合，エマルジョン安定化成分は直接融
解物に，通常は水の実質的不存在下で添加することがで
きる．塩基性成分又は酸性成分のいずれかを直接融解物
に添加することもできるし，酸性及び塩基性成分を一緒
に添加することもできる． 融解物は，添加した際に直ちに安定なエマルジョンを形
成することができる水の添加に馴染む温度に次いで冷却
する．通常は水は200゜Ｆ［約95℃］又はそれ以下の温
度で融解物に添加する．通常は迅速な混合及びエマルジ
ョン形成を促進するため融解物の温度付近の温度の水を
添加する．その際，消泡剤，保護コロイド，染料，保存
剤等の付加的成分を加えることができる．エマルジョン
が形成され均質になった後に，キレート剤を通常添加す
ることができる．完全に形成されたエマルジョン組成物
は，大気又は室温，約65-80゜Ｆ［約20-25℃］で測定し
20rpmでナンバ１スピンドルを用い約50-1000cPの低いブ
ルックフィールド粘度を有する．エマルジョンは通常は
約0.1-10％固体，約８より大きいpH,8ポンドパーガロン
［0.96g/cm3］より大きい密度を有する． この発明の塩基性エマルジョン被覆組成物は，大部分の
水,1-10wt％のキレート剤，約0.01−約5wt％のワックス
化合物，約0.01−約10wt％のロジン化合物，場合により
約0.01−約5wt％の付加的フィルム形成重合体，例えば
ポリエチレン又はスチレン アクリレイト共重合体，約
0.01-約5wt％の乳化安定剤，及び典型的量の消泡剤，保
存剤，染料，及び他の成分を包含する．好ましくは，エ
マルジョン安定剤は，経済及び調製の容易さから，大部
分の水，約0.5−約5wt％のキレート剤の５％水溶液，約
0.01−約2wt％のワックス，約0.01−約2wt％のロジン，
約0.01−約1wt％の場合によりフィルム形成剤，約0.01
−約2wt％の乳化安定剤，約0.001−約0.1wt％の消泡
剤，約0.001−約1wt％の37wt％の水性フォルムアルデヒ
ド保存剤を含む．最も好ましくは，この発明のエマルジ
ョン被覆は，約0.1−約1.5wt％の融点が約150-200゜Ｆ
［66-93℃］のパラフィン ワックス，約0.01−約0.5wt
％の水素化ウッド ロジン化合物，約0.1−約1.0wt％の
ポリエチレン又はスチレン アクリル酸共重合体フィル
ム形成剤，約0.1−約0.5wt％のトリアルカノール アミ
ンと長鎖脂肪酸との反応生成物を包含する乳化安定剤，
約0.01−約0.1wt％の消泡，及び約0.005−約0.05wt％の
37wt％水性フォルムアルデヒド保存剤を含むことができ
る． この発明の組成物は任意のセルロースシート材料にはつ
水性を付与するために用いることができる．組成物はシ
ートが形成される前に添加することができる．好ましく
は，セルロース シートは，シートが形成された後に少
量のこの発明の組成物で被覆される．シート上の被覆
は，約25-50g湿潤被覆パー スクエア メータ［0.1-6
lbs per 100ft2］のシート，好ましくは50-1500g［0.2-
6 lbs］，最も好ましくは125-1250グラム パー スク
エア メータ［0.5-5 lbs per 100 ft2］のものが通常
用いられる．組成物は，ローラ コティング，噴霧，浸
漬，ドクター ブレイドによる被覆を含む組成物の添加
を制御できる既知の方法によってシートに添加すること
ができる． 組成物をシートに添加後，組成物を硬化してシートの乾
燥とワックス，ロジン及び他の成分の個別繊維束への強
固な結合とを行なう．はつ水処理することができるセル
ロース シートには，段ボール及びその部品，プライウ
ッド，パーティクル ボード，紙，クラフト紙等があ
る． この発明は最良の態様を含む次にあげる例によって更に
理解できるであろう． 例Ｉ 機械撹拌を備えた2,000ミリリットル ビーカに50g例IV
のワックスエマルジョンを入れた．撹拌を開始し，ワッ
クスエマルジョンに例VIIの塩基性複合剤生成物を加え
た．混合をキレート剤及びワックスエマルジョンが完全
に均質になるまで継続し，均質混合物に710.5gの水及び
2.0gのフォルムアルデヒドを加えた．撹拌を組成物がブ
レンドされるまで継続した． 例II 例Ｖのワックスエマルジョンを50g用いたほかは例Ｉを
繰返した． 例III 例VIのワックスエマルジョンを50g用いたほかは例Ｉを
繰返した． 例IV 適当な工業製造容器に例VIIIのワックスエマルジョン2
7.2部を入れ，良く混合したワックスエマルジョンに72.
4部のカルボキシル化アクリル重合体［分子量約２×1
05］の38wt％水溶液を添加した．混合装置に0.2部の消
泡［DowCorningFG−10］及び0.28部の37wt％水性フォル
ムアミド溶液を入れた．成分を均質になるまで混合し
た．生成物は,pH約8,約37wt％固体,85゜で20rpmでNo.2
ブルックフィエールド スピンドルで測定した粘度約20
0cPであった． 例Ｖ 適当な工業容器に融点約150゜Ｆ［66℃］のパラフィン
ワックス15部を入れた．ワックスは融解し，約240゜
Ｆ［116℃］に加熱した．融解ワックス中に,57wt％スチ
レン,41.5ブチル アクリレイト，及び約1.5％アクリル
酸を含むスチレン ブチル アクリレイト共重合体19部
を入れた．共重合体添加後，混合物を加熱し，均質にな
るまで撹拌した．融解物中に５部のオレイン酸を入れ
た．融解物は均質になるまで撹拌し200゜Ｆ［93℃］に
冷却した．融解物に５等割合で150゜Ｆ［66℃］の水60
部を加えた．水の添加が完了した後，約0.68部の水酸化
カリウムを加えた．混合物に少量のセルロース安定剤，
約0.2部の脱泡剤［DowCorningPG−10］消泡，及び0.2部
の37wt％水性フォルムアルデヒドを加えた． 例VI 適当な工業用製造容器に19部の融点150゜Ｆ［66℃］の
パラフィン ワックス［等部のIndrawax 3032及びMobil
ewax 130］を入れた．ワックスは240゜Ｆ［116℃］の温
度で加熱し融解した．融解ワックスに６部のポリエチレ
ン フィルム形成剤［Epolene E-15,EastmanIndustrie
s］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］に再加熱した．融
解物に２部の水素化ウッド ロジン［Stabilite resin-
Hercules］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］の温度に達
するまで再加熱した．均衡均質混合物に4.0部のオレイ
ン酸［Emery 213］を3.0部の99wt％トリエタノールアミ
ンと共に加えた．トリエタノールアミン添加後直ちに,
0.5部の消泡［DowCorningFG−10］を含む65.3部の200゜
Ｆ［93℃］の熱水を激しく撹拌しながら融解物に直ちに
加えた．混合物が均質になった後混合物を170゜Ｆ［77
℃］に冷却し,0.5部の気体アンモニアを加え，混合物を
均質化して相が水中でエマルジョンを維持するのに充分
小さい油の乳化粒子で緊密で完全に混ぜ合わされるよう
にした．均質化が完了した後，約0.05部の脱泡［DowCor
ningFG−10］及び0.15部の37wt％水性フォルムアルデヒ
ドを加えた．混合物を100゜Ｆ［38℃］に冷却し，漏過
し，貯蔵した．生成物は85゜Ｆ［29℃］において20rpm
でNo.1ブルックフィールド スピンドルを用い約100cP
の粘度を有していた．約33wt％固体を含有し約8.75のpH
を有していた． 例VII 磁気撹拌機及びバーを備えた500ミリリットル ガラス
ビーカ中に200gの水を入れた．水中に撹拌しながら3
0.0gのジナトリウム エチレン ジアミン テトラ酢
酸，及び7.5gの28wt％水性アンモニアを加えた．混合物
を成分が溶解し均質になるまで撹拌した． 例VIII 適当な工業用製造容器中に19部の融点150゜Ｆ［66℃］
のパラフィン ワックスを入れた．ワックスを融解し24
0゜Ｆ［116℃］の温度で加熱した．融解ワックスに９部
のポリエチレン フィルム形成剤［EpoleneE-15,Eastma
nIndustries］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］に再加
熱した．融解物に２部の水素化ウッド ロジン［Stabil
ite resin-Hercules］を入れ混合物を240゜Ｆ［116℃］
の温度に達するまで加熱した．混合物を30分間撹拌し，
融解物に2.5部のオレイン酸［PAMOLYM 125−Hercules］
を2.5部のトリエタノールアミンと共に加えた．融解物
を均質になるまで撹拌し,200゜Ｆ［93℃］に冷却した．
約15部の水を約150゜Ｆ［66℃］の温度で融解物に約５
等割合で加えた．水の添加中エマルジョンを形成するた
め融解物を完全にかつ激しく混合した．水の添加完了
後，エマルジョンを15分間200゜Ｆ［93℃］で撹拌し，
約0.2部の消泡剤［DowCorningPG-10］を５部の55wt％ポ
リ酢酸ビニル保護コロイドエマルジョンと共に加えた．
完全に混合した後，追加の40部の水を加え混合分を120
゜Ｆ［49℃］に冷却した．最後に0.2部の37wt％水性フ
ォルムアルデヒドを加えた． ジャケット ヒータを備えた別個の工業用混合容器で,2
0部の水,3部のジナトリウム エチレン ジアミン テ
トラ酢酸［VERSENE NA］５％水溶液及び0.75部の気体ア
ンモニアを混合した．混合物を撹拌し164゜Ｆ［76℃］
の温度に加熱した．生成均質混合物に５部の上で調製し
たエマルジョンを加えた．撹拌後，追加の71部の水を0.
2部の37wt％水性フォルムアルデヒドと共に加えた． 最終エマルジョンは室温において毎分20回転でナンバー
１スピンドルのブルックフィールド ビスコメータを用
いて7.5cPのブルックフィールド粘度を有していた．エ
マルジョンはpH9.9で2.1wt％固体を含有し密度8.39lbs.
パー ガロン［1.01g/cm3］であった． 上記の例を，セルロース段ボールにはつ水性を付与する
能力について，滑動滴を用いる紙のはっ水のTappiRC−2
12試験を用いて試験した.RC−212試験において,8-12×1
1処理シート紙を水平に45゜の角度に固定した．水滴を
シートの頂上におき傾きに沿ってシートを転がり落ちさ
せる．転がる滴が残す水の跡を観察し，組成物の結果と
して紙のはつ水性を表１に示した． 表 １ 結果 はつ水性 連続した跡−同じ幅 ０ 連続した跡−滴より若干狭い １ 連続跡−時々切れる，滴より確実に狭い ２ 跡の半分が濡れる ３ 跡の14が伸びた滴で濡れる 3.5 跡の14に広がった球形滴を残す ４ 所々に広がった球形滴 4.5 跡を残さず完全に転がる ５ −−−−−−−− 数箇所で試験し紙に沿って滑らせた試験を行った． 例I,II,III,及びVIIIの生成物はワイヤを巻いたガラス
棒を用い段ボールに被覆し，乾燥した．被覆は段ボール
にm2当り約50グラムの湿潤被覆を付与した．被覆段ボー
ルは，表２に示すようにはつ水性を試験した． 表２は例の組成物で被覆した段ボールが少量の被覆組成
物で実質的はつ水性を得たことを示している．未被覆紙
［対照］は本質的に０のはつ水性を示すのに対し，被覆
段ボールは，はつ水性５を示し，例外的に−の滴につい
て4.5を示しただけで極めて高い値を示している． 明らかに，このデータははっ水性組成物が各種のワック
ス，各種のフィルム形成剤，及び各種の源の乳化安定剤
から調製することができ，高い品質のはっ水性を付与す
ることを示している． 上記の説明において例及びデータはこの発明を説明する
ものである．然しながら，この発明の精神及び範囲を逸
脱することなく多くの具体例及び変形を行うことがで
き，発明は特許請求の範囲にのみ基づくものである．
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 19/18
Claims (19)
- 【請求項１】エマルジョン中に、 （ａ）主要割合の水、 （ｂ）有効な耐水性を提供する量のワックス化合物及び
ロジン化合物の混合物、 （ｃ）比較的強塩基性成分と比較的弱酸性成分との反応
生成物を包含する有効量の乳化安定剤、及び （ｄ）水中及びセルロース シート中のイオン種のキレ
ート化を生じる有効量のキレート剤、 を包含する、水性組成物との親和性を保ちながらセルロ
ース シートに耐水性を付与できる塩基性エマルジョン
組成物。 - 【請求項２】ワックス化合物がパラフィン ワックスで
ある特許請求の範囲第１項に記載のエマルジョン組成
物。 - 【請求項３】ワックス化合物とロジン化合物との混合物
がポリエチレン ワックス フィルム形成組成物をさら
に包含する特許請求の範囲第１項に記載のエマルジョン
組成物。 - 【請求項４】ロジン化合物が水素化又は部分水素化木材
ロジンを包含する特許請求の範囲第１項に記載のエマル
ジョン組成物。 - 【請求項５】エマルジョンが８より大きいpHを有し、乳
化安定剤の比較的強塩基性成分がアンモニア、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン又はその混合物である特許請求の範囲第１項に記載
のエマルジョン組成物。 - 【請求項６】乳化安定剤の比較的弱酸性成分がC8-24脂
肪酸、ペンダント カルボン酸基を有する付加重合体又
はその混合物を包含する特許請求の範囲第１項に記載の
エマルジョン組成物。 - 【請求項７】エマルジョンが有効に強度をあげる量の乳
化できる付加重合体をも含有する特許請求の範囲第１項
に記載のエマルジョン組成物。 - 【請求項８】付加重合体が、スチレン−ブタジエン−ス
チレン共重合体、アクリルアミド重合体、メチルメタク
リレイト重合体又はその混合物である特許請求の範囲第
７項に記載のエマルジョン組成物。 - 【請求項９】キレート剤がエチレンジアミン テトラ酢
酸又はその塩である特許請求の範囲第１項に記載のエマ
ルジョン組成物。 - 【請求項１０】塩基性エマルジョンが追加的に保護コロ
イドをも包含する特許請求の範囲第１項に記載のエマル
ジョン組成物。 - 【請求項１１】保護コロイドがポリビニル アルコール
である特許請求の範囲第10項に記載のエマルジョン組成
物。 - 【請求項１２】消泡剤、保存剤、染料又はその混合物を
追加的に包含する特許請求の範囲第１項に記載のエマル
ジョン組成物。 - 【請求項１３】約８〜10のpHを有する特許請求の範囲第
５項に記載のエマルジョン組成物。 - 【請求項１４】密度が0.96g/cm3［８ポンドパーガロ
ン］又はそれ以上である特許請求の範囲第１項に記載の
エマルジョン組成物。 - 【請求項１５】エマルジョンが約0.01〜10重量％固体を
含有する特許請求の範囲第１項に記載のエマルジョン組
成物。 - 【請求項１６】エマルジョン中に、（ａ）主要割合の
水、（ｂ）有効な耐水性を提供する量のワックス化合物
及びロジン化合物の混合物、（ｃ）比較的強塩基性成分
と比較的弱酸性成分との反応生成物を包含する有効量の
乳化安定剤、及び（ｄ）水中及びセルロース シート中
のイオン種のキレート化を生じる有効量のキレート剤を
包含する、水性組成物との親和性を保ちながらセルロー
ス シートに耐水性を付与できる塩基性エマルジョン組
成物であって、エマルジョンが８より大きいpHを有し、
固体含量が約0.01〜10重量％であるエマルジョン組成物
とセルロース シートとを接触させる工程、 エマルジョン成分が繊維束と共に個別繊維束上に不連続
繊維被覆を形成する工程、及び 繊維被覆を硬化させる工程の生成物を包含する、シート
上にはっ水性材料の連続フィルムを含まず、はっ水性材
料で不連続的に被覆されたセルロース繊維又は繊維束を
有する印刷可能、着色可能、接着可能な耐水性セルロー
ス シート。 - 【請求項１７】セルロース シートが酸性シートである
特許請求の範囲第16項に記載の耐水性セルロース シー
ト。 - 【請求項１８】酸性シートがその表面にある３価金属イ
オンの結果として酸性である特許請求の範囲第17項に記
載の耐水性セルロース シート。 - 【請求項１９】３価金属イオンが３価アルミニウムイオ
ンである特許請求の範囲第18項に記載の耐水性セルロー
ス シート。
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