JPH01168991A - 製紙用サイズ剤 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製紙用サイズ剤、特にサイズ効果を短時間のう
ちに発現させうる製紙用サイズ剤に関するものである。

〔従来の技術〕

製紙用サイズ剤としては、従来より、ロジン系などの種
々のものが用いられているが、最近では中性サイズ剤と
して知られる脂肪酸を原料としたケテンニ量体が特に賞
用されている。

このケテンニ量体は、脂肪酸を酸クロリド化し三級アミ
ンを加えて脱塩酸反応を行わせることにより得られる、
分子内に２−オキセタノン構造の四員環を含む特異な分
子構造を有するものである。

サイズ処理に際しては、このケテンニ量体を予め適宜の
分散剤を用いて水に乳化分散させた乳化液とし、これを
製紙用のパルプ液に添加することによりパルプ繊維に均
一に定着させるようにしている。

上記の乳化液に関し、たとえば特開昭５７−１０１０９
５号公報、特開昭５７−１）２４９７号公報、特開昭５
７−１３９５９６号公報、特開昭６０−８８１９６号公
報、特開昭６０−９９０９７号公報、特開昭６０−１０
４５９９号公報などには、ケテンニ量体の原料である脂
肪酸の種類や分散剤の種類を選択することに、より、乳
化液の分散安定性やサイズ効果の向上を図ることなどが
開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、この種のケテンニ量体を用いた製紙用サイズ
剤は、サイズ処理の効果が速やかに発現されない、つま
りサイズ効果の立ち上がりが悪いという欠点がある。こ
のため、製紙後数日間保存したうえでなければ出荷でき
ない、塗工紙の場合抄紙後の塗工を連続的に行いにくい
など、生産性や品質管理上などの多くの問題を招いてい
る。このことから、前記の各公報に開示のサイズ剤にお
いても、かかる問題を克服することを技術的課題のひと
つとしているのである。

本発明は、このような事情に鑑み、分子内に２＝オキセ
タノン構造の四員環を有する化合物として上記従来のケ
テン三量体とは異なるものを用いることにより、上記の
如き問題点のない、サイズ効果の立ち上がりの良好な製
紙用サイズ剤を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、分子内に２−オキセタノン構造の四員環を有す
る化合物として、ダイマー酸を原料として製造されたケ
テン多量体を用いることにより、サイズ効果の立ち上が
りの良好な製紙用サイズ剤が得られるものであることを
知り、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ダイマー酸を原料として製造され
たケテン多量体と分散剤を有効成分として含有すること
を特徴とする製紙用サイズ剤に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明において原料として用いられるダイマー酸とは、
炭素数が通常１６〜２２の不飽和脂肪酸を白土などの触
媒を用いて熱重合させることにより得られるもので、こ
れには主成分としてのダイマー酸のほか、モノカルボン
酸およびトリマー酸などの高重合物も含まれている。

このようなダイマー酸は、市販品として容易に入手でき
、その例としては、ハリダイマー２５０、ハリダイマー
３００（７１９化成工業■製〕　；ユニダイム（ＵＮＩ
ＤＹＭＥ）１４、ユニダイム２２〔ユニオンキャンプ■
製〕　；エムポール（ＥＭＰＯＬ）１０１４、エムポー
ル１０１８、エムポール１０２２　（エメリー■製）；
バーサダイム２１６（ヘンケル−製）などが挙げられる
。なお、本発明では、これら市販品の水素添加物を使用
してもよい。

本発明のケテン多量体は°、上記のダイマー酸を原料と
して用いる以外、従来公知の方法に準じて合成できる。

たとえば上記のダイマー酸の一種または二種以上を三塩
化リンやホスゲンなどを用いて酸クロリドにしたのち、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルア
ミンなどの三級アミンを用いて脱塩酸反応を行うことに
より、本発明のケテン多量体を得ることができる。

得られるケテン多量体は、原料であるダイマー酸が既述
のとおりモノカルボン酸やトリマー酸などを含む混合物
からなり、かつ主成分であるダイマー酸カ月分子内に２
個の力Ｊｌ＜ホキシル基を含んでいることから、従来の
脂肪酸を原料として製造されるケテン三量体とは異なっ
て、２−オキセタノン構造の四員環を１分子内に１個ま
たは２個含むケテン三量体を主体とし、さらに上記四員
環を２個またはそれ以上含むケテン三量体などの各種多
量体を含む構成となっており、これが本発明の目的とす
るサイズ効果の立ち上がりの改良に好結果をもたらして
いるものと思われる。

このようなケテン多量体の合成に際し、原料成分として
ダイマー酸とともに炭素数が４〜３０の脂肪酸を併用し
、両者の混合物を酸クロリド化したのち、三級アミンに
より脱塩酸反応を行うようにしてもよい。この場合、ダ
イマー酸と上記脂肪酸との混合比率は、両者の合計量中
ダイマー酸が１重量％以上、好ましくは１０重量％以上
となるようにするのがよい。ダイマー酸が少なくなりす
ぎると本発明の効果が損なわれるため、好ましくない。

また、ダイマー酸のケテン多量体と上記同様の脂肪酸の
ケテン三量体とを別々に合成したのち、両者を混合して
用いてもよい。この場合の混合比率は、両者の合計量中
ダイマー酸のケテン多量体が１重量％以上、好ましくは
１０重量％以上となるようにするのがよい。ダイマー酸
のケテン多量体が少なくなりすぎると上記同様の問題を
生じるため、やはり好ましくない。

本発明においては、上記のケテン多量体とともに、この
ケテン多量体を水に乳化分散させるための分散剤が用い
られる。この分散剤としては、ケテン多量体と反応した
り、サイズ効果に悪影響を与えないものならなんでもよ
いが、通常はパルプ繊維への吸着性を考慮して、カチオ
ン性の分散剤を用いるのが好ましい。

このカチオン性の分散剤としては、前記従来のケテンニ
量体に対し好適なものとして知られる各種の分散剤をい
ずれも使用でき、その代表的な例として、つぎのイ〜ホ
の分散剤を挙げることができる。

イ）コーンや馬鈴薯を原料とした澱粉を２−ジエチルア
ミノエチルクロリドや２・３−エポキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロリドなどを用いて三級化または四
級化したカチオン澱粉。

口）水溶性長鎖アミノポリアミドとエビハロヒドリンと
の反応生成物。

ハ）ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの
ホモポリマーまたはこれとアクリルアミドとのコポリマ
ーのアルキルハライドによる四級化物。

二）塩化ジメチル了りルアンモニウムのホモポリマーま
たはこれとスチレンとのコポリマーや、これらのエビハ
ロヒドリン変性物。

ホ）ジエチレントリアミンの如き１分子内に２個以上の
一級アミノ基と１個以上の二級または三級アミノ基とを
有するポリアミンと、ジシアンジアミドまたはシアナミ
ドを縮合させたのち、これにエビハロヒドリンを反応さ
せた反応生成物。

これらの分散剤の使用量は、ケテン多量体との合計量中
通常１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％とする
のがよい。この使用量が少なくなりすぎると充分な分散
効果が得られず、またあまりに多くなりすぎてもサイズ
効果を損なうおそれがあり、いずれも好ましくない。

本発明の製紙用サイズ剤は、上記のケテン多量体と分散
剤とを必須成分とし、通常は前記従来のケテンニ量体の
場合と同様に、ケテン多量体を分散剤によって予め水に
乳化分散させた乳化液として使用に供される。この乳化
液には、必要に応じて分散助剤として種々の界面活性剤
や高分子系分散剤などを添加してもよい。このような乳
化液の有効成分（上記の全構成成分）の濃度は通常１０
〜４０重量％程度である。

本発明の製紙用サイズ剤を用いてサイズ処理するには、
たとえばパルプ繊維を含む製紙用のパルプ液に前記乳化
液からなるサイズ剤を添加したうえで、常法により抄紙
すればよい。このときのサイズ剤の使用量は、バルブに
対して前記有効成分が通常０．０５〜０．５重量％とな
るような割合とすればよい。

なお、サイズ処理に際し、上記サイズ剤のパルプ繊維へ
の定着性を良くするために、パルプ液中に従来用いられ
ているのと同様の定着剤、たとえばカチオン澱粉、カチ
オン化セルロース、ポリアミドーエビハ゛ロヒドリン系
ポリマー、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジンま
たはその四級化物、ポリジメチルアミノエチルメタクリ
レートまたはその四級化物、あるいはこれらカチオン性
七ツマ−とアクリルアミドとの共重合物などを添加でき
ることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の製紙用サイズ剤は、ダイマー酸
を原料として製造されたケテン多量体を有効成分のひと
つとして用いていることにより、サイズ効果の立ち上が
りが良好で、サイズ処理後短時間のうちに実用的なサイ
ズ効果を発現させることができるから、前記従来の如き
生産性や品質管理上などの問題を回避することができる
。

〔実施例〕

つぎに、本発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。なお、以下において％とあるは重量％を意味する。

実施例１〜７ 第１表に示す７種のケテン多量体と分散剤Ａ〜Ｄとを所
定重量比で組み合わせ、これらを両者の合計濃度が２０
重重量（サイズ処理時の使用濃度）となるように水に添
加し乳化分散させて、本発明の７種の製紙用サイズ剤を
調製した。

なお、第１表に示すケテン多量体のうち、実施例１のハ
リダイマー２５０のケテン多量体は下記の方法で合成し
た。また、実施例３〜７の各ケテン多量体は原料成分の
種類を変えた以外は上記と同様にして合成した。実施例
２では上記同様にして合成したケテン多量体と脂肪酸の
ケテンニ量体との混合物を使用した。また、第１表に示
す分散剤Ａ−Ｄは下記の市販品または合成品を使用した
。

〈ハリダイマー２５０のケテン多量体〉１）の四つ目フ
ラスコに、ハリダイマー２５０（酸価１９５）５７５ｇ
を入れ、温度を５０〜６０℃に調整しなから三塩化リン
を１）５ｇ（ダイマー酸のカルボキシル基１個に対して
塩素が１．２５倍当量）滴下し、そのまま撹拌して１時
間熟成した。その後、撹拌を止め、加温も止めて、３時
間静置したのち、上層のダイマー酸クロリド５５０ｇを
得た。

つぎに、３１の四つロフラスコに、上記のダイマー酸ク
ロリド５００ｇとトルエン１，０００ｇを入れ、冷却し
つつ２０〜２５℃でトリエチルアミン１８２ｇ　（ダイ
マー酸クロリドに対して２．２倍当量）とトルエン５０
０ｇとの混合物を２．５時間かけて滴下したのち、３５
℃に昇温しでさらに２゜５時間熟成した。

つぎに、５０℃に昇温して塩化水素６．５ｇを含む５０
℃の希塩酸水溶液４００ｇを加え、１０分間撹拌後１時
間静置し、下層のトリエチルアミン塩酸塩水溶液を分離
した。上層のトルエン溶液からトルエンを留去してダイ
マー酸のケテン多量体４３０ｇを得た。

〈分散剤Ａ〉 カチオン澱粉；玉子ナショナル＃＠製の商品名ＣＡＴＯ
１５ 〈分散剤Ｂ〉 ジエチレントリアミン１モルとジシアンジアミド１モル
との縮合物にエピクロルヒドリンを１．２モル反応させ
た反応物 く分散剤Ｃ〉 アクリルアミドとメタクリル酸２−ジエチルアミノエチ
ルとの重量比７：３のコポリマーく分散剤Ｄ〉 カチオン澱粉（分散剤へのものと同じ）とりゲニンスル
ホン酸との重量比１０：１の混合物比較例１〜３ 第１表に示す３種のケテンニ量体と分散剤Ｃ２Ｄとを所
定重量比で組み合わせ使用した以外は、実施例１〜７と
同様にして３種の製紙用サイズ剤を調製した。

以上の実施例１〜７および比較例１〜３の各製紙用サイ
ズ剤を用いて、以下の方法でサイズ効果試験を行った。

その結果は、後記の第２表に示されるとおりであった。

〈サイズ効果試験〉 供試パルプとしてＬＢＫＰ　（カナデイアン・スタンダ
ード・フリーネス３８０ｎ１）を用い、また定着剤とし
てカチオン澱粉（市販品）をパルプに対し０．２％使用
し、各サイズ剤の添加量（有効成分）をパルプに対し０
．１％として、以下の条件で抄造した。得られた抄紙に
つき、ステキヒト法（ＪＩＳ　　Ｐ−８１２２）により
、抄紙直後と１日後のサイズ度（秒）を調べた。。

抄造：タラピー丸型手抄き機 プレス：　３．５　ｋｇｗ　／ｃｎｌ　Ｘ　５分間乾燥
：回転式ドライヤー、１００℃×９０秒間秤量：　６０
　ｇ／ｒｒｒ 第２表 上記の第２表から、比較例１〜３の製紙用サイズ剤は、
サイズ効果の立ち上がりが悪く、最終的なサイズ度も低
いが、実施例１〜７の本発明の製紙用サイズ剤は、サイ
ズ効果の立ち上がりが良好で、最終的なサイズ度も上記
比較例のものに比しはるかにすぐれていることが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイマー酸を原料として製造されたケテン多量体
   と分散剤を有効成分として含有することを特徴とする製
   紙用サイズ剤。