JPS5891894A - 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０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撤しない、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
成物に関する〇従米よシ製紙用サイズ剤としてロジンも
しくは強什ロジン（マレモノ什ロジン）が広く利用され
ている。・シかしながら、このロジン系サイズ剤は伽酸
アルミニウムによる定崩工程を必要とするため、多くの
問題点を有している。即ち硫酸アルミニウムによる定着
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
。また填料として次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
とは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ねて
いた。

近年この目的を達成すべく、種々の中性サイズ剤が提案
されているが、中でもケテン二量体を水にコロイド状に
分散したサイズ剤が最も有望であると考えられておシ、
数多くの特許が出願されているｎ　Ｉ／かじながら、こ
れら多くの研究努力にもかかわらず、ケテン二量体系サ
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。つまりケテン二量体系サイ
ズ剤を使用して抄紙した場合、抄紙石抜は殆んどサイズ
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舊
われている。この問題は一般にはサイズ効果の立ち土が
９が悪いという表現で指摘きれているが、この立ち上が
りの悪さは次の様な欠点につながることけ容品に想像さ
れる。即ち、練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喪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、数日を
経過して出荷しなければならないが、この出荷までの保
存は紙のコスト高になることは首うまでもない。−力量
１紙の場合には、塗ユの工程における吸液蓋を制御する
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、この場合には湿紙が
乾燥された直後（抄紙直後）にサイズ効果が発現してい
ないと全く役に立たない。ケテン二量体系サイズ剤には
中性領域で使用できる、低雄加蓋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もかかわ
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。

一ト配の様な情況に艦み、本発明者らはケテン二量体系
サイズ剤の立ち上がシ改良について鋭意研究の結果、意
外にもケテンニ量体に特定のアルキレングリコール或い
はポリアルキレングリコールのジ脂肪酸エステル［以下
（ポリ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステルと略記
する。〕を配合することによって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。

即ち本発明はケテンニ蓋体及び下記の一般式（１）で表
わされる（ポリ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステ
ルを含む水分散体から成る製紙゛　　用サイズ剤組成物
である。

勇 ０　　　　　　　　　　　　　０ （式中、へ及びＲ２は炭票数７〜２３のアルキル基又は
アルケニル基、Ｒ３は水素原子、メチル基、エチル基の
いずれか単独もしくはそれらの混合物であり、ｍは１〜
３の整数である。）本発明を構成するケテンニ量体とし
ては特開　５− 昭４８−４　Ｅｌ　７０２号公報、特開昭５２−１１０
９０６号公龜、特開昭５２−１１８０１０号公報、特開
昭５５−９８９９７号公報、特開昭５５−１１６８９Ｅ
１号公報等に開示されている公知のり“テンニ門体をい
ずれも使用できる。該ケテン二ロ°体は次の一般式（ｉ
ｌｌで表わされる。

鴇−〇）１−０　＝　０ １１　　　　　　（■） Ｒ，−０Ｈ＝Ｏ−０ 上記式中ト４及びＲ９は各々炭素ｋｉａ〜２４、好まし
くは１２〜２２の炭什水素基を示す。この炭化水素基と
し、てけ例えばオクチル、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、エイコシル基等の
アルキル基、オクテニル、デセニル、ドデセニル、テト
ラデシル、ヘキサデシル、オクタデセニル、エイコシル
基吟のアルケニル基、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のアルカリール基等が例示で
き、これらのうちアルキル基が好ましい。上記ケテン二
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
。

　６− 本発明を構成するもう一つの成分である前記一般式〇１
で表わされる（ポリ）アルキレングリコールジ脂肪酸エ
ステルはカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリス
チン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベ
ヘン酸等の炭素数８〜２４、好ましくは炭素数１２〜２
２の脂肪酸のエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレンｆ　ＩＪコー
ル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、ブチレンダリコール、ジエチレングリコール、ト′
リプチレングリコールジエステルである。（ポリ）アル
キレングリコールジ脂肪酸エステルは、ケテンニ蓋体１
００重量部当たり５〜１００重量部、好ましくは１０〜
５０重社部程度組成物中に含ませるのが適当である。

本発明になるサイズ剤組成物を得るには、まず上記ケテ
ンニ量体をその融点以上の温度で融解し、その中へ（ポ
リ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステルを溶解せし
める０次いでこの混合物を融解状態を保った１．ま、予
め加泥しておいた水の中へ混合分散する。この分散時の
温度は１００Ｃ以下、好ましくはａＯＣ以下であること
が望ましい。あまシ高温であると、ケテンニド体は水と
反応してサイズ効果を有しない反応庄成物を与える恐れ
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ド体
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や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（油什学、
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５０−５５６０８号公報１％公昭５５３
７６５９　号公報）　、；ｉ”Ｊ　ヒニルアルコールや
酸化殿粉の様な非イオン性のポリマー類（％開昭５５−
１！５２７９９号公報）＃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ンポ
リアミドのエピハロヒドリン変性物（％開昭４８−４８
７０２号公報）、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリ
ジン、カチオン性ポリウレタン樹脂等（％開昭５５−１
３２７９９号公＠）を挙げることが出来る。

マタ陰イオン性分散剤としてはナフタレンスルホン酸ソ
ーダホルムアルデヒド縮合物やリグニンスルホン酸ソー
ダ（特開昭５５−１１６８９８号公＠）等を例示できる
。これら乳化剤、分散剤の添加量としてはケテンニ量体
と（ポリ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステルとの
混合物に対して５〜１００重量饅、好ましくは１５〜５
０重′ｉ１％である。分散剤配合量がこれより少いとサ
イズ剤分散液の安定性が悪く、また余　９− シに多量に伶加するとサイズ効果を低下させるので好ま
しくない。

ケテン二量体系サイズ剤に対し、（ポリ）アルキレング
リコールモノ及び／又はジ脂肪酸エステルを乳化剤も１
．くけ分散剤と１〜て配合することは公知である。例え
ば特公昭５５−３７６！５９号公報にはポリエチレング
リコール及びポリプロピレングリコールのモノ又はジ脂
肪酸エステルが開示されているが、これらはいずれもポ
リオキシエチレン又はポリオキシプロピレン単位が５以
上付加した化合物であり、稜ＶＣ実施例をもって示すａ
！に本発明の目的には使用できない。

アルキレングリコール鎖長の長い脂肪酸エステルは乳化
剤もしくは分散剤としては優れた性能を有しているかも
知れないが、ケテン二量体系サイズ剤の立ち上がり向上
の目的には適していない。

本発明のサイズ剤を歩留りよく使用するために一定着剤
の使用が有効であるが、その定着剤としてはカザオン性
ポリマーが好ましい。定着１０− 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
プ重量に対する固型分として０．０１〜２重量悌、好ま
しくは０．０５〜１３ｉｔ％株加される。これらサイズ
剤の添加水準は目的とす・　ろ紙が要求するサイズ度に
応じて加減されることは重うまでもない。

既に述べた様に、本発明に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ミクロンよシ大き
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説明するが、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 くサイズ剤の調整〉 各種のアルキル又社アルケニルケテンニ量体１２ｒとエ
チレングリコールジステアレート１．２２を７０〜ａＯ
Ｃで融解混合し、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル５．６ｆｆ含む温水（８０Ｃ）８５．２ｆ中にホ
モミキサーにて混合乳化した。この乳化物を室温に放置
、冷却してサイズ剤１００ｆを得た。また比較例として
エチレングリコールジステアレートを含まないサイズ剤
も同様の方法で調整しｆｃＯ〈サイズ度試験条件〉 パルプ：ＬＢＫＰＩＳフリーネス４１０ｉ＋ｌ）サイズ
剤添加ｉｔ：バルブｉｎに対するケテンニ蓄体固型分０
．２１舊゛饅 定着剤：ポリアルキレンボリアミド系カチオンポリマー
（市販品）バルブ重ｌに対す る固型分０．２チ 定！ｐＨ；　７．。

抄　造；タラビー角型手抄き機 プレス：３．５ｋｆω／−×３分間 乾　燥：回転式ドライヤー、９５ＣＸ２５秒間坪１に：
ｂｏｆ／♂ サイズ度試験；ステキヒト法（、ＴＩ８　Ｐ−８１２２
）試皺紙の四辺を上方に折り曲け て飛型にし、２％計１．ＳＯＮ水溶液 上に浮かべる。浮かべると同時 に上方よシ１チＦθ０１．水溶液を 一滴試験紙上に落とし、両水溶 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）を測定した０ 上記の条件にて抄造した紙のサイズ度を抄紙石抜、１時
間後、２時間後、１日後に測定した０結果を表−１に示
す。

１３− 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（ａｌｌ中のＲ１１，Ｒ９
がそれぞれオクチル基）の意味であり、これよシ大きい
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同様でア
ル。

１４− ＊）本発明品は表中のケテンダイマーにエチレングリコ
ールジステアレートを含む０１日稜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直後のサイズ度で
は本発明品が大きく比較品を上まわっておシ、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１゛体としてオクタデシルケテンニ量体を用い
、各種の（ポリ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステ
ルを立ち上がり向上剤として配合した。サイズ剤の１４
Ｉ整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。

１７− 実地例３ オクタデシルケテンニ量体１００重１°部に対し、立ち
土がり向上剤としてエチレングリコールジステアレート
′ｆｒＯ＋１＋５＋　１０＋２ｏ＋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 １８− 実施例４ オクタデフルケテンニ量体　　　　　　１２１鎗部エチ
レングリコールジステアレー）　　　　１．２１ｆｊＪ
部ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル　　５．
６　重ｆＭイオン交換水　　　　　　　　残 上記組成のサイズ剤を実施例１と同様の方法で′＃＠整
し、そのサイズ剤のバルブに対する添加ｉｔを種々変化
させて、サイズ＃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
はバルブ重量に対するケテンニ量体固型分の重量％であ
る０表　　　　　−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ケテンニ量体及び一般式（１１で表わされる（ポリ
   ）アルキレングリコールジ脂肪酸エステルを含む水分散
   体から成る製紙用サイズ剤組成物。 ５ ０　　　　　　　　　　　０ （式中Ｒ１及びＲ２は炭素数７〜２５のアルキル基もし
   くはアルケニル基、Ｒ１は水素原子、メチル基、エチル
   基のいずれか単独もしくはそれらの混合物であり、ｍは
   １〜３の整数である。） ２　ケテンニ量体が炭素数８〜２４（Ｄ７）Ｌ’＃にケ
   テン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０ ３　式（１）中のＩ（１及びＦ２が炭素数１１〜２１の
   アルキル基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□