JPH0215677B2 - - Google Patents

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JPH0215677B2
JPH0215677B2 JP16951586A JP16951586A JPH0215677B2 JP H0215677 B2 JPH0215677 B2 JP H0215677B2 JP 16951586 A JP16951586 A JP 16951586A JP 16951586 A JP16951586 A JP 16951586A JP H0215677 B2 JPH0215677 B2 JP H0215677B2
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JP
Japan
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paper
sizing
sizing agent
ketene dimer
carbon atoms
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JP16951586A
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Hideaki Urushibata
Toshio Sato
Junji Kondo
Masaki Inoe
Takashi Itoi
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Kao Corp
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Kao Corp
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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、ケテン二量体微粒子の分
散安定性が良好な新規製紙用サイズ剤組成物に関
する。 〔従来の技術〕 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を必要とする為、多
くの問題を有している。即ち、硫酸アルミニウム
による定着は、抄造時の抄造水のPHが低い(酸
性)為、抄紙機械の損傷が大きく紙の印刷適正を
悪くし、更に紙の長期保存による変色の恐れ及び
排水処理の負荷が重い等の欠点が指摘されてき
た。 又、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為、ロジ
ン系サイズ剤は使用出来ない。炭酸カルシウムは
タルクに比較し安価であり、しかも国内有数の豊
富な資源でもあり容易に入手でき、且つ白色度も
高い為、紙の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
為、上記欠点を克服した、紙質を劣化させず排水
処理が軽減可能となり、しかも炭酸カルシウムの
使用可能な中性抄紙用サイズ剤の開発が望まれて
いる。 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
ると考えられており、数多くの特許が出願されて
いる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 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こと、及びケテン二量体粒
子が安定な分散液として保持されることが難しい
という欠点を有している。 一般にケテン二量体系サイズ剤を使用した場
合、抄造直後のサイズ性能が悪く、使用したサイ
ズ剤の量に比べて充分なサイズ性能を得るには経
時が必要であると言われている。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(抄造直後)にサイズ効果
が発現しないと全く役立たない。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。 又、サイズ剤組成物の分散安定性、貯蔵安定
性、特に機械的安定性についても充分な考慮が払
われなければならないことは当然である。機械的
安定性とはサイズ剤輸送時、又はサイズ剤使用時
の外部からの機械的シエアーに対する安定性を指
し、分散安定性のうち、特に重要視されるもので
ある。もつともかかる分散安定剤は、サイズ剤組
成物中の有効成分の濃度を低くすることにより改
良される。しかしながら有効成分の濃度が低い商
品は、輸送、充填等のコストが高くつき、又貯蔵
の為に大容量の容器が必要となり、甚だしく不経
済である。従つて、製紙業界では有効濃度が高
く、分散安定性が良でしかもサイズ性能の立ち上
がりが良く、優れたサイズ性能効果を持つサイズ
剤の開発が望まれている。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の様な状況に鑑み、本発明者らは、有効成
分の濃度が高く、分散安定性、貯蔵安定性が良好
な水性分散液、特にサイズ性能の立ち上がりが良
く、優れたサイズ性能効果を持つ、ケテン二量体
系製紙用サイズ剤組成物を見出すべく鋭意研究の
結果、ある特定の化合物をケテン二量体と混合す
ることにより、有効成分の濃度が高い領域でも分
散安定性が良く、しかもサイズ性能の立ち上がり
が良く、優れたサイズ性能効果を持つ、サイズ剤
組成物が得られることを見い出し、本発明を完成
させた。 即ち、本発明は下記一般式(1)で示されるケテン
二量体と、一般式(2)で示されるエステル化合物と
の重量比99.8/0.2〜80/20の混合物を水に分散
した水分散体からなることを特徴とする製紙用サ
イズ剤組成物に係わるものである (式中、R1及びR2は炭素数8〜24のアルキル基、
アルケニル基又はアリール基である。) (式中、R3は炭素数1〜20のアルキル基又はア
ルケニル基、AOは炭素数2〜4のアルキレンオ
キサイドであり、Lは0〜5、mは0〜200、n
は1〜4の整数である。) 本発明を構成するケテン二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、特開昭60−99097号公
報等に開示されている公知のケテン二量体をいず
れも使用できる。 上記一般式(1)に示したケテン二量体において、
R1及びR2は、各々炭素数8〜24、好ましくは12
〜22のアルキル基、アルケニル基又はアリール基
である。このR1及びR2で示される基の具体例と
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リール基が例示できる。
これらのうちアルキル基が最も好ましいが、上記
ケテン二量体は一種単独に限らず、二種以上の混
合物でもよい。 本発明に係る上記一般式(1)で示されるケテン二
量体を得るには、例えば原料脂肪酸混合物を三塩
化リンと反応させ、脂肪酸塩化物を得、次いで3
級アミン触媒の存在下で脱塩酸反応を行う公知の
方法を適用すればよい。 本発明を構成するもう一つの成分である一般式
(2)で示されるエステル化合物において、R3は炭
素数1〜20、好ましくは4〜18のアルキル基又は
アルケニル基を示す。このR3で示される基の具
体例としては、例えばブチル、オクチル、デシ
ル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オ
クタデシル基等のアルキル基、ブテニル、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、オクタデセニル基等のアルケニ
ル基が例示できる。AOは炭素数2〜4のアルキ
レンオキサイドを示し、具体的には、エチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイドである。もちろんそれらの混合物であつて
も構わない。又Lは0〜5、mは0〜200、nは
1〜4の整数でなければ、分散安定性かつ立ち上
がりの良好なる製紙用サイズ剤組成物は得られな
い。即ち、一般式(2)で示されるエステル化合物は
単環式カルボン酸エステルであり、単環式カルボ
ン酸としては、フエニル酢酸、安息香酸、フタル
酸、トリメリツト酸、ピロメリツト酸等を挙げる
ことができる。又、本エステル化合物は部分エス
テルでも構わない。 更には、一般式(1)で示されるケテン二量体と一
般式(2)で示されるエステル化合物の酸合割合が重
要であり、その重量比率が99.8/0.2より大きく
なると分散安定性が著しく悪化し、80/20より小
さくなると、立ち上がりが不良となるといつた現
象が見られ、その重量比率は99.8/0.2〜80/20
の範囲内でなければならない。 本発明になるサイズ剤組成物を得るには、まず
上記ケテン二量体をその融点以上の温度で融解
し、その中へ本発明のエステル化合物を溶解せし
める。次いでこの混合物の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100℃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、ケテン二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
二量体の乳化剤、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
リエチレンオキサイド付加物、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サイド付加物(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
ンオキサイドとポリエチレンオキサイドのブロツ
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
や酸化澱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、カチオン化澱
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)、カ
チオン性ビニル共重合体(特開昭60−99097号公
報、特開昭60−104599号公報、特開昭60−219245
号公報、特開昭60−220137号公報)等を挙げるこ
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。 これらの内では、陽イオン性分散剤が最も好ま
しい。これら乳化剤、分散剤の添加量としてはケ
テン二量体とエステル化合物との混合物に対して
5〜70重量%、好ましくは10〜40重量%である。
分散剤配合量がこれより少ないとサイズ剤分散液
の安定性が悪く、また余り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澱粉、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。 本発明の実施に当たつて、本発明のサイズ組成
物はバルブ重量に対する固形分として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サ
イズ度に応じて加減されることは言うまでもな
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ミクロンより大きい場合には分散液
の安定性が損なわれたり、サイズ効果が劣つたり
する恐れがある。サイズ剤粒子の分散にはホモミ
キサー、超音波乳化機、高圧吐出型ホモジナイザ
ー等が使用できる。 〔発明の効果〕 本発明のサイズ剤組成物は、分散安定性が良
く、更にサイズ性能の立ち上がりが良く、優れた
サイズ性能効果を示すものである。 〔実施例〕 以下、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 <サイズ剤分散液の調整> 表1に示す各種のケテン二量体とエステル化合
物を70〜80℃で融解混合し、表2に示す各種分散
剤を含む温水(70〜80℃)を加え、高圧吐出型ホ
モジナイザーで圧力200Kg/cm2にて乳化し、更に
冷却してサイズ剤組成物を得た。 得られたサイズ剤組成物の組成及び使用分散剤
を表1、2に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 <抄紙条件> 本試験に用いた成紙は次に示す条件下で製造し
た。 パルプ:LBKP(カナデイアンスタンダードフ
リーネス400ml) サイズ剤:パルプ重量に対する固形分0.1% 定着剤:カチオン化澱粉(市販品)、パルプ重
量に対する固型分0.2〜0.8% 歩留向上剤:カチオン性ポリアクリルアミド系
高分子(市販品)、パルプ重量に対す
る固形分0.02% 填 料:重質炭酸カルシウム(市販品)、紙中
炭酸カルシウムが12%になるように調
節して添加 定着時PH:8.2 添加順序:パルプ−填料−定着剤−サイズ剤−
歩留向上剤 抄 造:タツピー角型手抄き機 プレス:3.5kgw/cm2×2分間 乾 燥:回転式ドライヤー、100℃/40秒間 坪 量:70g/m2 <サイズ度試験> サイズ度試験は次に示す方法にて行つた。 サイズ度試験:ステキヒト法(JIS P−8122)
試験紙の四方を上方に折り曲げて舟型に
し、2%NH4SCN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酸鉄の赤い斑点
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造直
後、1日調湿(20℃×60%)後に測定した試験結
果を表3に示す。 抄造直後のサイズ度は、サイズ効果の立ち上が
りの良否を示し、数値の高いもの程良である。 <サイズ剤組成物の安定性試験> サイズ剤組成物の分散安定性の試験は表1に示
されるサイズ剤組成物を5℃、20℃、40℃の各温
度で4週間放置した後のサイズ剤の分散状態を肉
眼で観察して行つた。 その結果を表3に示す。 尚、表3に示した記号の意味は次の通りであ
る。 〇:乳化状態が初めのそれと殆ど変わらない。 △:乳化液がやや増粘しているが、使用可能で
ある。 ×:乳化液の増粘が著しいか又はゲル化してい
て使用不可能である。或いはクリーミング
の為使用不可能である。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式(1) (式中、R1及びR2は炭素数8〜24のアルキル基、
    アルケニル基又はアリール基である。) で示されるケテン二量体と、 一般式(2) (式中、R3は炭素数1〜20のアルキル基又はア
    ルケニル基、AOは炭素数2〜4のアルキレンオ
    キサイドであり、lは0〜5、mは0〜200、n
    は1〜4の整数である。) で示されるエステル化合物 との、重量比99.8/0.2〜80/20の混合物を水に
    分散した水分散体からなることを特徴とする製紙
    用サイズ剤組成物。
JP16951586A 1986-07-18 1986-07-18 製紙用サイズ剤組成物 Granted JPS6328996A (ja)

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