JPH04108198A - 紙用表面サイズ剤 - 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） 本発明は新規な紙用表面サイズ剤に関する。

（従来の技術） 従来より、表面サイズ剤としては、スチレン−マレイン
酸系、スチレン−（メタ）アクリル酸系またはα−オレ
フィン−マレイン酸系重合体の水浴液等が知られている
が、中性紙に通用した場合にはサイズ効果が不充分であ
った。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、サイズ効果、殊に中性紙に適用した場
合のサイズ効果が優れ、抄紙直後に所望のサイズ効果を
発現する紙用表面サイズ剤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記従来技術の課題を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、多塩基性カルボン酸と】価アルコール
及び／又は１価アミンとからなる特定のエステル化物及
び／又はアミに化物を用いてなる紙用表面サイズ剤が、
中性紙に対し優れたサイズ効果を発揮しうることを見出
し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、３〜４ＷＡのカルボキシル基を有す
る多塩基性カルボン酸（ａ）と、少なくとも６個の炭素
原子を有する１価アルキルアルコール、少なくとも６個
の炭素原子を有する１価アルケニルアルコール、１つの
疎水性置換基が少なくとも６個の炭素原子を有する１価
のモノまたはジアルキルアミン、及び１つの疎水性置換
基が少なくとも６個の炭素原子を有する１価のモノまた
はジアルケニルアミンからなる群より選ばれる少なくと
も一種の化合物（ｂ）とからなる脱水縮合物であって、
　ｌＴｉ１記多塩基性カルボン酸■の少なくとも２個の
カルボキシル基が化合物（ｂ）とエステル結合及び／又
はアミド結合を形成しており、かつ１１１記多塩基性カ
ルボン酸（ａ）の少なくとも１個のカルボキシル基が未
反応のまま残存しているかまたはカルボキシル基塩を形
成している前記脱水縮合物を有効成分とする水浴液また
は水性！！！濁液からなる紙用表面サイズ剤に係わる。

本発明で使用する。３〜４個のカルボキシル基を有する
多塩基性カルボン酸（以下、■成分という）としては、
クエン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、トリカル
バリル酸、ブタンテトラカルボン酸、及びこれらに対応
する酸無水物、低級アルコールエステル等があげられる
。これらのなかでもクエン酸が価格面から好ましい。

本発明で使用する少なくとも６個の炭素原子を有する１
価アルキルアルコール又はアルケニルアルコール（以下
、■−Ｉ成分という）としては、直鎖状および分枝鎖状
のいずれのものでもよ（、例えば２−エチルヘキシルア
ルコール、オクチルアルコール、ラウリルアルコール、
ミリスチルアルコール、バルミチルアルコール、ステア
リルアルコール、ベヘニルアルコール、オレイルアルコ
ール等が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を併用
する。これらのなかでも一般に工業的ステアノルアルコ
ールと称される。ステアリルアルコールを主成分とする
バルミ′チルアルコール等との混合物を使用するのが、
価格面から好ましい。

また、１つの疎水性置換基が少なくとも６個の炭素原子
を有する１価のモノまたはジアルキルアミン及び１つの
疎水性置換基が少なくとも６個の炭素原子を有する１価
のモノまたはジアルケニルアミン（以下、■−２成分と
いう）としては、直鎖状および分枝鎖状のいずれでもよ
く、例えば２−エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン
、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルア
ミン、ベヘニルアミン、オレイルアミン、およびこれら
に対応するジアルキル又はジアルケニルアミン等が挙げ
られ、これらを単独で又は二種以上を併用する。これら
のなかでも、−８に工業的ステアリルアミンと称される
、ステアリルアミンを主成分とするバルミチルアミン等
との混合物や、般に工業的ジステアリルアミンと称され
る、ジステアリルアミンを主成分とするシバルミチルア
ミン等との混合物を使用するのが、価格面から好ましい
。

本発明の紙用表面サイズ剤の有効成分である脱水縮合物
は、前記■成分並びに■−１成分及び／又は■−２成分
（以下、■成分という）を公知のエステル化又はアミド
化の条件ゝを採用して脱水縮合させることにより容易に
製造しつる。即ち、０成分と■成分を反応容器内に仕込
んだ後、■成分の沸点を考慮して、常圧又は減圧下に温
度８０〜２００℃で１〜２４時間攪拌しながら脱水縮合
すればよい。又、反応に際して、公知の塩基性又は酸性
の触媒を使用することができ、更にはベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の溶剤を使用して、共沸下に脱水せしめ
ることもできる。

また、■成分として多塩基性カルボン酸の低級アルコー
ルエステル又はアミドを出発原料とじて使用し、■成分
とのエステル交換反応又はアミド交換反応を採用する場
合は、交換反応触媒として、例えば酸化ジ−ｎ−ブチル
スズ、ｐ−トルエンスルホン酸等の仔在下に公知の方法
を採用して脱水縮合物を製造することができる。

■成分と■成分との仕込比率は、■成分の少なくとも２
個のカルボキシル基が■成分とエステル結合及び／又は
アミド結合を形成し、かつ■成分の少なくとも１個のカ
ルボキシル基が未反応のまま残存するように調節する。

すなわち、通常、■成分が３個のカルボキシル基を有す
る多塩基性カルボン酸の場合には、■成分のカルボキシ
ル基３当量に対して、■成分の水酸基および／またはア
ミノ基が２当量となるように調節する。また、■成分が
４個のカルボキシル基を有する多塩基性カルボン酸の場
合には、■成分のカルボキシル基４当量に対して、■成
分の水酸基および／またはアミノ基が２〜３当量となる
ように調節するのがよい。

また、得られた脱水縮合物中の少なくとも１個のカルボ
キシル基は、カルボキシル基のまま存在−でいてもよく
、カルボキシル基塩を形成しでいてもよい。カルボキシ
ル基塩としてはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属
塩、アンモニア、メチルアミン、エタノールアミン等の
アンモニウム塩等が挙げられる。

本発明の紙用表面サイズ剤は前記脱水縮合物を有効成分
とする水溶液または水性！！！濁液からなる。通常は固
形分濃度が１０〜５０重量％であり、必要に応じて稀釈
して使用することもできる。

脱水縮合物の水への懸濁方法としては、いわゆる高圧乳
化法、反転法のいずれをも採用しつる。

すなわち、高圧乳化法による場合は、分散相を形成する
前記脱水縮合物を溶融させるか、またはベンゼン、トル
エン等の溶剤に溶解させ、次いでこれに乳化剤と温水と
を混合し、高圧乳イヒ機を使用して乳化した後、溶媒を
留去することによって水性分散液を収得できる。また、
反転法による場合は、前記固形分と乳化剤とを十分に混
練した後。

溶融・攪拌下に徐々に温水を滴下し、相反転させること
により何らの温媒を使用することなく水性懸濁液を収得
しつる。

前記方法で用いつる乳化剤としては、各種界面活性剤、
保護コロイド等を特に制限なく使用しつる。該界面活性
剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル
硫酸塩、ロジン石鹸、ナフタレンスルホン酸ソーダホル
マリン縮合物等のアニオン系乳化剤；ポリエチレンオキ
シド、ポリプロピレンオキシド等のノニオン系乳化剤、
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩。

ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホン
酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの
スルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェ
ニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフ
ェニルエーテルのスルホコハク酸塩等のノニオン−アニ
オン性乳化剤等を例示することができる。また、保護コ
ロイドとしては、カゼイン、レシチン、ポリビニルアル
コール、各種変性デンプン等を例示しつる。

尚１本発明の紙用表面サイズ剤は単独で優れたサイズ性
能を発揮しつるが、公知の紙用表面サイズ剤１例えば、
酸化デンプン、アルギン酸ソダ、カルボキシメチルセル
ロース、アクリルアミド系ポリマー、ポリビニルアルコ
ールおよびポリビニルアルコールのマレイン酸系重合体
等と併用することも可能である。

本発明の紙用表面サイズ剤の適用される原紙としては特
に制限はされず、また、バルブ、填料、内添サイズ剤、
抄紙時のｐＨ１紙力紙力剤、リテンションエイド等によ
る影響はほとんど受けない。たとえば、酸性条件下で抄
紙された上質紙原紙およびコート紙原紙、アルキルケテ
ンダイマあるいはアルケニル無水コハク酸などを内添サ
イズして中性抄紙された上質紙原紙およびコート紙原紙
、ライナーなどの原紙があげられる。また回収故紙を含
有する原紙にも好適に使用できる。

また本発明の紙用表面サイズ剤は上記各種の原紙に対し
て従来公知の塗布方法、例えば含浸法、サイズプレス法
、カレンダー法、スプレー法により塗布される。その塗
布量は通常は０．００１〜５　ｇ　／　ｒｎ’　（固形
分）、好ましくは０．００５〜Ｉｇ／ばである。

（発明の効果） 本発明の紙用表面サイズ剤は、原紙の抄紙ｐＨが酸性領
域からアルカリ性領域にいたるまで幅広く使用でき、と
りわけｐＨ６〜９の範囲内で抄紙された原紙に好適に使
用され、優れたサイズ効果を奏する。

（実施例） 以下、実施例および比較例をあげて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。なお、各例中、部および％はすべて重量基準であ
る。

実施例１ クエン酸−水和物２１０部（１モル）と工業的ステアリ
ルアルコール（商品名ＮＡＡ−４６、Ｃ，、／Ｃ，＠＝
８５／ｌ　５　（％）、日本油脂■製）５３２部（２モ
ル）を混合し、１６０℃まで加熱し、この温度を１．５
時間保持し反応を続けた。

この反応生成物を冷却してジエステル化合物を主成分と
するワックス状化合物を得た。この化合物の恒数は融点
４８〜５１　”Ｃ１酸価７８．７であった。

かくして得られたワックス状化合物４００部とポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル２０部を渚融混合し
た後、熱水１６００部を加えホモミキサーによりプレ乳
化を行った。これをさらに高圧ホモジナイザー（マウン
トゴーリン社製）を通過させて、不揮発分２０％の表面
サイズ剤を得た。

実施例２ クエン酸−水和物２１０部（１モル）と工業的ジステア
リルアミン（商品名ＡＲＭＥＥＮ２　ＨＴ、　Ｃ、ａ／
　（Ｃ、、及びその他１４−６０／４０（％）、ライオ
ン・アクゾ■製）１０００部（２モル）を混合し、１６
０℃まで加熱し、この温度を２，５時間保持し反応を続
けた。この反応生成物を冷却してジアミド化合物を主成
分とするワックス状化合物を得た。この化合物の恒数は
融点４９〜５４℃、酸価４５．４であった。以下は実施
例１と同様にして不揮発分２０％の表面サイズ剤を得た
。

実施例３ クエン酸−水和物２１０部自モル）と工業的ジステアリ
ルアミン（商品名ＡＲＭＥＥＮ２ＨＴ、Ｃ，，／　（Ｃ
１ｌｌ及びその他）＃６０／４０（％）、ライオン・ア
クゾ■製）１０００部（２モル）および、トルエン１２
５２部を混合し、トルエンの還流下で２０時間１反応を
続けた。この反応混合物から減圧下でトルエンを除き、
ジアミド化合物を主成分とするワックス状化合物を得た
。この化合物の恒数は、融点５２〜５６℃、酸価５５゜
７であった。以下は実施例１と同様にして不揮発分２０
％の表面サイズ剤を得た。

実施例４ クエン酸−水和物２１０部（１モル）と工業的ジステア
リルアミン（商品名ＡＲＭＥＥＮ２）ＩＴ、Ｃ，、／　
（Ｃ，６及びその他１４６０／４０（％）、ライオン・
アクゾ■製）５００部（１モル）及び工業的ステアリル
アルコール（商品名ＮＡＡ−４６、Ｃ，、／Ｃ，、＝８
５／１５　Ｆ％）、日本油脂■製）２６６部（１モル）
を混合し、１６０℃まで加熱し、この温度を８０分間保
持し、反応を続けた。この反応生成物を冷却して。

アミドおよびエステル化合物からなるワックス状化合物
を得た。この化合物の恒数は、融点４９〜５３℃、酸価
６０．０であった。以下は実施例１と同様にして不揮発
分２０％の表面サイズ剤を得た。

実施例５ クエン酸−水和物２１０部（１モル）とステアリルアミ
ン（商品名ＡＲＭＥＥＮ　　ＨＴ、Ｃ，、／（Ｃ１６及
びその他）＃６０／４０　（％）、ライオ戸アクゾ■製
）５３９部（２モル）を混合し。

１６０℃まで加熱し、この温度を】、５時間保持し反応
を続けた。この反応生成物を冷却してジエステル化合物
を主成分とするワックス状化合物を得た。この化合物の
恒数は融点５２〜５５℃、酸価７４．７であった。以下
は実施例１と同様にして不揮発分２０％の表面サイズ剤
を得た。

上記で得られた各種表面サイズ剤を、以下の性能評価に
供した。結果は第１表に示す。

なお、比較例Ｉとしてスチレン−マレイン酸型表面サイ
ズ剤（商品名ポリマロン３８５、荒用化学工業■製）を
同様の性能評価に供した。結果は第１表に示す。

サイズ効果 ｉＡＩ原紙 ■酸性紙 坪量７１ｇ／ｒｎ’、ステキヒト　０秒、内添薬品（対
バルブ添加率）：タルク　２０％、強化ロジンサイズ剤
（荒用化学工業■製、商品名「サイズバインＥ　Ｊ　）
　０．０５％、硫酸バンド　２５％■中性紙 坪量６５ｇ／　ｒｎ’、ステキヒト　０秒、内添薬品（
対バルブ添加率）：炭酸カルシウム　２０％、アルケニ
ル無水コハク酸系サイズ剤（荒用化学工業■製、商品名
［サイズパインＳＡ　８５０Ｊ　）００５％、硫酸バン
ド　０．５％、カチオン化澱粉０４％、アニオン系歩留
剤（荒用化学工業■製商品名ｒｔＮｌ−５０４Ｊ　）　
　０．０１％＋Ｂ１表面サイジング 装　置　　　　ラボサイズプレス サイズ液組成： 酸化澱粉（固形分で５．０％） 前記共重合体水浴液 （固形分で０ ０２５％及び０ ０５％ 水（９４，９５％） サイズ液の塗布量： 酸化澱粉の固形分付着量 ｉ２共重合体の固形分付着量 ｇ／ｒｎ’ ０．０１１ｇ／ｒｎ’及び０．０２２ｇ／ｒｎ’乾燥条
件二回転型オートドライヤ １３０　℃×　１分 （Ｃ 紙質評価 ステキヒトサイズ度 コブサイズ度 ＩＳ ＩＳ ８１２２による。

８１４０による。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］３〜４個のカルボキシル基を有する多塩基性カル
   ボン酸（ａ）と、少なくとも６個の炭素原子を有する１
   価アルキルアルコール、少なくとも６個の炭素原子を有
   する１価アルケニルアルコール、１つの疎水性置換基が
   少なくとも６個の炭素原子を有する１価のモノまたはジ
   アルキルアミン、及び１つの疎水性置換基が少なくとも
   ６個の炭素原子を有する１価のモノまたはジアルケニル
   アミンからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物
   （ｂ）とからなる脱水縮合物であって、前記多塩基性カ
   ルボン酸（ａ）の少なくとも２個のカルボキシル基が化
   合物（ｂ）とエステル結合及び／又はアミド結合を形成
   しており、かつ前記多塩基性カルボン酸（ａ）の少なく
   とも１個のカルボキシル基が未反応のまま残存している
   かまたはカルボキシル基塩を形成している前記脱水縮合
   物を有効成分とする水溶液または水性懸濁液からなる紙
   用表面サイズ剤。 ［２］前記多塩基性カルボン酸（ａ）がクエン酸である
   請求項１記載の紙用表面サイズ剤。 ［３］前記化合物（ｂ）が工業的ステアリルアルコール
   、工業的ステアリルアミン及び工業的ジステアリルアミ
   ンから選ばれる少なくとも一種である請求項１記載の紙
   用表面サイズ剤。