JPS5947760B2 - 製紙用サイズ剤組成物 - Google Patents

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ニ量体系
サイズ剤組成物に関する。従来より製紙用サイズ剤とし
てロジンもしくは強化ロジン（マレイン化ロジン）が広
く利用されている。

しかしながら、こ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し、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は判つて
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れていた。

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、中でもケテンニ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り、
数多くの特許が出願されている。

しかしながら、これら多くの研究努力にもかかわらず、
ケテンニ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
テンニ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。この問題は一般にはサイ
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、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言うま
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。ケテンニ量
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。上記の様な情況に
鑑み、本発明者らはケテン[■■究の結果、意外にもケ
テンニ量体に脂肪酸のトリグリセリド及び／又はジグリ
セリドを配合することにより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つた。

即ち本発明は次の田及び（）の化合物を含む水分散体か
ら成る製紙用サイズ剤組成物である。

（Ｉ）ケテンニ量体（）炭素数１０〜２４を有する脂肪
酸のトリグリセリド及び／又はジグリセリド本発明を構
成するケテンニ量体としては特開昭４８−４８７０２号
公報、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５５−１１６８９８号公報等に開示されている公
知のケテンニ量体をいずれも使用できる。

該ケテンニ量体は次の一般式田で表わされる。上記式中
Ｒ１及びＲ２は各々炭素数８〜２４、好ましくは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、エイコセニル基等のアルケニル基、オクチルフ
エニル、ノニルフエニル、ドデシルフエニル基等のアル
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。上記ケテンニ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もう
１つの必須成分である脂肪酸グリセリドとしては、炭素
数１０〜２４、好ましくは炭素数１２〜２０の脂肪酸の
ジグリセリド及びトリグリセリドが含まれる。

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、力プリン酸
、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリ
ン酸、アラキン酸、ベヘン酸、オレイン酸等が挙げられ
る。トリグリセリドは脂肪酸とグリセリンから合成した
ものであつても良く、また天然の油脂そのままあるいは
水添（硬化）した天然油脂であつても良い。これらの天
然油脂としては、アン油、大豆油、バ．−ム油、菜種油
、綿実油、オリーブ油、牛脂、豚脂、魚油、鯨油及びこ
れらの水添物が挙げられる。不飽和脂肪酸のグリセリド
に較べて飽和脂肪酸のグリセリドの方が好ましく、不飽
和脂肪酸含量の多い油脂では水添したものの方が良い。
炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸のトリグリセリドにおい
て最良の効果が得られるので、例えば硬化牛脂等のこれ
らの成分を多量に含有する油脂を使用するのが商業上最
も好ましいと思われる。これらの脂肪酸のジグリセリド
又はトリグリセリドは、ケテンニ量体１００重量部に対
して５〜１００重量部好ましくは１０〜５０重量部使用
するのが適当である。本発明になるサイズ剤組成物を得
をには、まず上記ケテンニ量体をその融点以上の温度で
融解し、その中へ脂肪酸グリセリドを溶解せしめる。次
いでこの混合物を融解状態を保つたまま、予め加温して
おいた水の中へ混合分散する。この分散時の温度は１０
０℃以下、好ましくは８０℃以下であることが望ましい
。あまり高温であると、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
必債とするが、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、オクチルフエノー
ルやノニルフエノールの様なアルキルフエノールのポリ
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
キルフエノールのポリプロピレンオキシドとポリエチレ
ンオキシドのプロツク又はランダム付加物（特開昭５０
−５３６０８号公報、特公昭５５−３７６３９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（特開昭５５−１３２７９９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ンポリアミドのエピハロヒドリン変
性物（特開昭４８−４８７０２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（特開昭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号公報）等
を例示できる。これら乳化剤、分散剤の添加量としては
ケテンニ量体と脂肪酸グリセリドの混合物に対して５〜
１００重量％、好ましくは１５〜５０重量％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、定着剤の使用が有効であるが、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。本発明の実施に当つて、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％
、好ましくは０．０５〜１重量％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言うまでもない。即に述べた様
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、サイズ効果が劣つたりする虞れがある。以
下に本発明を実施例をもつ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 〈サイズ剤の調整〉 各種のアルキル又はアルケニルケテンニ量体１２９とト
リステアリン１，２９を７０〜８０℃で融解混合し、ポ
リオキシエチレンノニルフエニルエーテル３．６９を含
む温水（８０℃）８３，２９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１００９を
得た。また比較例としてトリステアリンを含まないサイ
ズ剤も同様の方法で調整した。〈サイズ度試験条件〉 パルプ：ＬＢＫＰ（ＣＳフリーネス４１０ｍ１）サイズ
剤添加量：パルプ重量に対するケテンニ量体固型分０．
２重量％定着剤：ポリアルキレンポリアミド系カチオン
ポリマー（市販品）パルプ重量に対する固型分０．２０
！）定着ＰＨ：７．０ 抄 造：タツピ一角型手抄き機 プレス：３．５ｋｇω／（１−JモV１×３分間乾 燥：
回転式ドライヤー ９５℃Ｘ２５秒間坪量：６０９／ｍ
”サイズ度試験：ステキヒト法（ＪｌＳＰ−８１２２）
試験紙の四辺を上方に折り曲げて舟型にし、２％ＮＨ４
ＳＣＮ水溶液上に浮かべる。

浮かべると同時に上方より１％ＦｅＣｌ３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。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、１日後に測定した。

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（１
）中のＲｌ，Ｒ２がそれぞれオクチル基）の意味であり
、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同
様である。１日後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つており、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 ケテンニ量体としてオクタデシルケテンニ量体を用い、
各種の脂肪酸グリセリドを立ち上がり向上剤として配合
した。

サイズ剤の調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。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
がり向上剤としてトリステアリンを０，１，５，１０，
２０，３０，５０，１００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と同様に行つた。

結果を表−３に示す。立ち上がりを満足できる程度に向
上させるためには、立ち上がり向上剤をケテンニ量体に
対して５重量％以上必要であることがわかる。

実施例 ４ オクタデシルケテンニ重体 １２重量％ トリステアリン １．２重量％ ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル３６重量％ 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
、サイズ度試験を行つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケテン二量体と、炭素数１０〜２４の脂肪酸のジグ
   リセリド及び／又はトリグリセリドとを含む水分散体か
   らなる製紙用サイズ剤組成物。 ２ ケテン二量体が炭素数８〜２４のアルキルケテンの
   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。 ３ 脂肪酸が炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸である特許
   請求の範囲第１又は２項記載の製紙用サイズ剤組成物。 ４ トリグリセリドが天然油脂又は水添した天然油脂で
   ある特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の製紙
   用サイズ剤組成物。 ５ トリグリセリドが硬化牛脂である特許請求の範囲第
   ４項記載の製紙用サイズ剤組成物。