JPS5887396A - 製紙用サイズ剤組成物 - 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】 本発明は製紙用サイズ剤組成物に関する。更に詳しくは
抄造水のｐＨが中性もしくはアルカリ性領域で使用可能
であり、しかもサイズ効果発現に時間を要しない、立ち
上がりの改良された新規なケテン二量体系サイズ剤組成
物に関する。

従来より製紙用サイズ剤と［２てロジ／もしくは強化ロ
ジン（マレイン化ロジ／）が広く利用されている。しか
しながら、とのロジン系サイズ剤は硫酸アルミニウムに
よる定着工程を必要とするため、多くの問題点を有して
いる。即ち硫酸アル１ニウムによる定着は抄紙時の抄造
水のｐＨが低い（酸性）為、抄紙機械の損傷が大きく、
紙の印刷適性を悪くシ、更に紙の長期保存による変色の
虞れがあるなどの欠点が指摘されてきた。また填料とし
て炭酸カルシウムを使用した時、炭酸カルシウムが酸性
溶液中で分解するため、ロジン系サイズ剤は使用できな
い。炭酸カルシウムは安価であり、白色度も高いため、
紙の填料として使用すれば有効であることＦｉ判ってい
るものの上記の理由によりその使用が極めて制限されて
いるのが現状である。

このため、上記欠点を克服しまた、紙質を劣化させず炭
酸カルシウムの使用可能な中性サイズ剤の開発が望まれ
てい友。

近年この目的を達成すべく、撞々の中性サイズ剤が提案
されているが、中でもケチ／二量体を水にコロイド状に
分散し九サイズ剤が最も有望であると考えられており、
数多くの特杵が出願されている。しかしながら、これら
多くの研究努力にもかかわらず、ケチ／二量体系サイズ
剤にはサイズ効果の発現に時間がかかるという致命的な
欠点が今なお存在する。つまりケチ／二量体系サイズ剤
を使用して抄紙した場合、抄紙直後は殆んどサイズ効果
を示さず、十分なサイズ効果を得るためには通常２〜３
日、長い場合には７〜１０日もの時間を要すると言われ
ている。この問題ケま一般にはサイズ効果の立ち上がり
が悪いという表現で指摘されているが、この立ち上がり
の悪さは次の様な欠点につながることは容易に想像され
る。即ち、筆記用紙やミルクカートンの様な最終製品に
高いサイズ効果を要する紙に対してはその品質管理を困
難とする。また高いサイズ効果を得るために１数日を経
過して出荷しなければならないが、この出荷オでの保存
は紙のコスト高になることは言う壕でもない。一方塗工
紙の場合には、塗工の工程における吸液量を制御するた
めに内添サイズ剤が使用されている。現在塗工は抄紙か
ら連続的に行われることが多く、この場合ＫＦｉ湿紙が
乾燥された直後（抄紙直後）Ｋサイズ効果が発現してい
ないと全く役に立たない。ケチ／二量体系サイズ剤には
中性領域で使用できる、低添加量でサイズ効果が出る、
高サイズ紙が得られる等の優れた性能があるに本かかわ
らず、上記の理由によりその使用が極めて制限されてい
るのが現状である。

上記の様な情況に鑑み、本発明者らはケテン二量体系サ
イズ剤の立ち上がり改良について鋭意研究の結果、意外
にもケチ／二量体に特定のアルカンジオールの脂肪酸エ
ステルを配合することによ如この目的を達成できること
を見い出し、本発明を完゛成するに到った。

即ち本発明はケチ／二量体と、次の一般式（１）及びω
）で表わされるアルカンジオールの七ノ及び／又はジ脂
肪酸エステルとの混合物を水に分散して成る製紙用サイ
ズ剤組成物である。

Ｆ○叶ＯＨ２福ＯＨ（１） ０　　　　　　　　０ （式中、Ｒ１及びＲ２は炭素数７〜２５０アルキル基も
しくはアルケニル基であり、ｍｔｉ５〜１２、好ましく
は５〜６の整数である。）本発明を構成するケチ／二量
体としては特開昭４８−４８７０２号公−１特開昭５２
−１１０９０６号公報、特開昭５２−１１８０１０号公
報、特開昭５５−９８９９７号公報、特開昭５５−１１
６８９８号公報等に開示されている公知のケチ／二量体
をいずれも使用できる。

鋏ケテンニ量体は次の一般式（至）で表わされる。

Ｒ４−〇Ｈ＝Ｏ−０ 上記式中Ｒ５及びＲ，Ｆｉ各々炭素数８〜２４、好オし
くは１２〜２２の炭化水素基を示す。この炭化水素基と
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
、エイコシル基勢のアルキル基、オクテニル、テセニル
、ドデセニル、テトラデセニル、ヘキナデセニル、オク
タデセニル、エイフ＊　＝　ル基等のアルケニル基、オ
クチルフェニル。

ノニルフェニル、ドデシルフェニル基等ノアルカリール
基勢が例示でき、これらのうちアルキル基が好ましい。

上記ケチ／二量体は一種単独でもまた二種以上混合して
も使用できる。

本発明の製紙用サイズ剤の本う１つの必須成分である前
記一般式（Ｉ）又は伽）で表わされるアルカ／ジオール
の脂肪酸エステルとしてＦｉ、炭素数８〜２４、好まし
くは炭素数１２〜２２の脂肪酸のモノ及びジエステルが
含まれる。これらの脂肪酸には、天然油脂由来の脂肪酸
及び合成脂肪酸が含まれ、また飽和脂肪酸及び不飽和脂
肪酸のいずれも含まれる。適当な脂肪酸の例としては、
カプリン酸、２ウリン酸、オリスチ／酸、ハルイチ／酸
、ステアリン酸、アラキノ酸、ベヘン酸、オレイン酸等
が挙げられる。またアルカンジオールの例としては、１
．３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１
．５−ペンタンジオ＝ル、１．６−ヘキサンジオール、
１．７−へブタンジオール、１．８−オクタンジオール
、１．９−ノナンジオール、１，１０−デカ／ジオール
、１．１２−ドデカンジオール勢を挙げることができる
。これらアルカンジオールの脂肪酸エステルはケテンニ
量体１００重量部に対し１５〜１００重量部好オしくｔ
ｉｌ　０〜５０重量Ｓ重量Ｓ応用が適当である。

本発明になるサイズ剤組成物を得るＫは、オず上記ケテ
ンニ量体をその融点以上の温度で融解シ、その中ヘアル
カノジオールの脂肪酸エステルを溶解せしめる。次いで
この混合物を融解状態を保ったまま、予め加温しておい
た水の中へ混合分散する。この分散時の温度１ｊ１００
℃以下、好ましくは８０″Ｃ以下であることが望ましい
。あオり高温であると、ケテンニ量体は水と反応してサ
イズ効果を有しない反応生成物を与える恐れがある。ま
たこの混合分散に際し、適当な乳化剤もしくは分散剤を
必要とするが、この分散剤にはケテンニ量体の乳化剤、
分散剤として公知のものを使用し得る。即ち各種の非イ
オン性、陽イオン性、陰イオン性の界面活性剤や分散剤
であるが、これらの好ましい例として次の様な化合物を
挙げることができる。非イオン性の界面活性剤や分散剤
としては、炭素数８〜１８の高級アルコールもしくは脂
肪酸のポリエチレンオキシド付加物、オクチルフェノー
ルヤノニルフェノールの様なアルキルフェノールのポリ
エチレンオキシド付加物（油化学、第１０巻、第５号、
２８２頁）、及びこれら高級アルコール、脂肪酸、アル
キルフェノールのポリプロピレンオキシドとポリエチレ
ンオキシドのブロック又はランダム付加物（特開昭５０
−５！５６０８号公報、特公昭５５−５７６５９号公報
）、ポリビニルアルコールや酸化殿粉の様な非イオン性
のポリマー類（％開開５５−１！１２７９９号公報）等
を例示できる。陽イオン性分散剤の例としては、カチオ
ン化殿粉やポリアルキレ／ポリアミドのエビノ・ロヒド
リ／変性物（特開Ｖ１１Ａ４８−４８７０２号公報）、
ポリエチレノイミ／、ポリビニルピリジン、カチオン性
ポリウレタン樹脂勢（％開開５５−１３２７９９号公報
）を挙げることが出来る。また陰イオン性分散剤として
はナフタレ／スルホン酸ソーダホルムアルデヒド縮合物
やリグニンスルホノ酸ソーダ（％開開５５−１１６８９
８号公報）等を例示できる。これら乳化剤９分散剤の添
加量としてはケテンニ量体とアルカンジオールの脂肪酸
エステルとの混合物に対して５〜１００重量饅、好オし
くＦｉ１５〜５０重量−である。分散剤配合量かこれよ
り少いとサイズ剤分散液の安定性が悪く、マた余りに多
量に添加するとサイズ効果を低下させるので好ましくな
い。

本発明のサイズ剤を歩留りよく使用するために、定着剤
の使用が會効であるが、その定着剤としてはカチオン性
ポリマーが好ましい。定着剤として使用されるカチオン
性ポリマーの好ましい例としてはカチオン化殿粉、カチ
オン化セルロース、ポリアミド系ポリマー、ポリエチレ
ンイミン、ポリビニルピリジン及びその四級化物、ポリ
ジメチルアミノエチルメタアクリレート及びその四級化
物、ポリジエチルアミノエチルメタアクリレート及びそ
の四級化物、またこれらカチオン性モノマーとアクリル
アミドとの共重合物等を例示できる。

本発明の実施に当って、本発明のサイズ剤組成物はパル
プ重量に対する固蓋分として０．０１〜２重量係、好壕
しくは０．０５〜１重量優添加される。これらサイズ剤
の添加水準は目的とする紙が要求するサイズ度に応じて
加減されることは舊うまでもない。

既に述べた様に、不発＃ＪＫなるサイズ剤組成物は水に
分散された形態で用いられるが、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＃′ｉ１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われたり、サイズ
効果が劣ったりする虞れがある。

以下に本発明を実施例をもって詳細に貌明するが、本発
明はこれら実施例に制約されるものではない。

実施例　１ くサイズ剤のＳ＊＞ 各種のアルキル又はアルケニルケテンニ量体１２Ｆと１
．４−ブタ／ジオールジステアレート１．２ｆを７０〜
８０℃で融解混合し、ポリオキシエチレ７ノニルフェニ
ルエーテルｓ、ｂ　ｔ　ｔｔむ温水（８０℃）８５．２
１中にホモミキサーにて混合乳化した。この乳化物を塞
温に放置、冷却してサイズ剤１００ｔを得九。また比較
例としてトリステアリンを含まないサイズ剤屯同様の方
法で調整した。

くサイズ度試験条件〉 パルプ：　ＬＢＫＰ（０８フリーネス４１０ＷＬ１１サ
イズ剤添加量：パルプ重量に対するケテン二量体固型分
０．２重量一 定着剤二ポリアルキレンポリアミド系カチオンポリマー
（市販品）バルブ重量に対する固型分０．２一定着ｐＨ
ニア。０ 抄　造：タラビー角波手抄き機 ブレス：　！ｉ、５１＃吟−×３分間 乾　燥：回転式ドライヤー、９５℃×２５秒間秤　量：
６０ｆ廓２ サイズ＆試験：ステキヒト法（ＪＩＥＩ　Ｆ−８１２２
）試験紙の四辺を上方に折り曲げて舟蓋にＬＡ２襲ＮＨ
，ＢＯＮ水溶液上に浮かべる。浮かべると同時に上方よ
り１９ＩＩＦ　ｅ　Ｏｔ　５水溶液を一滴試験紙上に落
とし、内水浴液が紙に浸透して接しチオシアン鉄の赤い
斑点が３つ出現するまでの時間（秒）を調定した。

上記の条件にて抄造した紙のサイズ度を抄紙直後、１時
間後、２時間後、１８後ＶＣ１ａＪ定した。

結果を表−１に示す。

表中デシルケテンダイマーとは、炭素数１０の脂肪酸を
原料とするケテンニ量体（式（転）中のＲＲがそれぞれ
オクチル基）の意味であり、５豐　４ これより大きい炭素数を有するケテンダイマーもこれに
準する。また実施例２以降のケテンダイマーの表現につ
いても一様である。

表　　−１ 串）本発明品は表中のケテンダイマーに１，４−ブタ／
ジオールジステアレートを含む。

１８彼のサイズ度は比較品と本発明品で殆んど同じであ
るが抄紙１１後のサイズ度では本発明品が大きく比較品
を上まわっており、立ち上がりが非常に改良されている
ことがわかる。

実　　施　　例　　　２ ケテンニ普体としてオクタデーシルケテンニ量体を用い
、各種のアルカンジオールの脂肪酸エステルを立ち上が
り向上剤として配合した。サイズ剤の満Ｕ法及びサイズ
度の試験方法については実施例１と同様である。結果を
表−２に示す。

串）対照とけ立ち上がり向上剤を含まないサイズ剤を指
す。

実施例　３ オクタデシルケテンニ量体１００重量部に対し、立ち上
がり向上剤として１，４−ブタンジオールジステアレー
トをｏ、ｓ、１ｏ、２０，５０゜５０　、１００重量部
配合したサイズ剤を実施例１と同様の方法で調整した。

サイズ度試験も実施例１と同様に行った。結果を表−３
に示す。

表　−３ 実施例　４ オクタデシルケテンニ量体　　　　　　　　　　１２重
量部１．４−ブタ／ジオールジステアシー）　　　　　
　　　１．２重量１ｍポリオキシエチレ／ノニルフェニ
ルエーテル　　　　３．６重量部イオ／交換水　　　　
　　　　　　　　　　　残上記組成のサイズ剤を実施例
１と同様の方法で調整し、そのサイズ剤のパルプに対す
る添加量を種々変化させてサイズ度試験を行った。サイ
ズ度の試験方法はサイズ剤添加量を除き、実施例１と同
様である。また比較例として市販品の結果も合わせて示
した。結果を表−４に示すが、表中に示した添加量はパ
ルプ重量に対するケテンニ量体固飄分の重量部である。

表　　−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ケテンニ量体と、Ｔ１の一般式（１１及び（１１
   ）で表わされるアルカンジオールのモノ及び／又はジ脂
   肪酸エステルとの混合物を水に分散してなる製紙用サイ
   ズ剤組成物。 Ｏｏ （式中、Ｒ１及びＲ１１素数７〜２５のアルキル基もし
   くはアルケニル基であり、１１〜１２の整数である。） ２、　ケテンニ量体が炭素数８〜２４のアルキルケチ／
   の二量体である特許請求の範囲第１項記載の製紙用サイ
   ズ剤組成物。 ５、　式（１）及び（ｎｌ中のｍが５〜６の整数である
   特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の製紙用サイ
   ズ剤組成物。