JPH05253465A - ロジン物質の水性エマルジョンの製造法 - Google Patents
ロジン物質の水性エマルジョンの製造法Info
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Landscapes
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ロジン物質を、一般式:
【化1】(但し、R1 は炭素数4〜18のアルキル基、
アルケニル基、もしくはアラルキル基、R2 は水素また
は炭素数4〜18のアルキル基、アルケニル基、もしく
はアラルキル基、R3 は水素もしくはメチル基、Aは炭
素数2〜4のアルキレン基、もしくは置換アルキレン
基、nは1〜200の整数であり、Mは1価のカチオ
ン)で表される分散剤の存在下に水中に分散させてロジ
ン物質の水性エマルジョンを製造する。 【効果】 得られる水性エマルジョンを製紙用サイズ剤
として使用する場合には、幅広い抄紙pH範囲で成紙に
優れたサイズ効果を付与でき、希釈安定性にも優る。
アルケニル基、もしくはアラルキル基、R2 は水素また
は炭素数4〜18のアルキル基、アルケニル基、もしく
はアラルキル基、R3 は水素もしくはメチル基、Aは炭
素数2〜4のアルキレン基、もしくは置換アルキレン
基、nは1〜200の整数であり、Mは1価のカチオ
ン)で表される分散剤の存在下に水中に分散させてロジ
ン物質の水性エマルジョンを製造する。 【効果】 得られる水性エマルジョンを製紙用サイズ剤
として使用する場合には、幅広い抄紙pH範囲で成紙に
優れたサイズ効果を付与でき、希釈安定性にも優る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特定の分散剤を使用す
るロジン物質の水性エマルジョンの製造法に関する。
るロジン物質の水性エマルジョンの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】従来より、ロジン物質は紙
のサイズ剤、粘着付与剤、ゴム用乳化剤、塗料、印刷イ
ンキ等の幅広い分野で使用されているが、近年安全性、
環境性等の面から、これら分野で水性エマルジョン化が
注目されている。なお、本明細書では特に水性エマルジ
ョン化が要望されている水性エマルジョンサイズ剤を代
表して説明する。
のサイズ剤、粘着付与剤、ゴム用乳化剤、塗料、印刷イ
ンキ等の幅広い分野で使用されているが、近年安全性、
環境性等の面から、これら分野で水性エマルジョン化が
注目されている。なお、本明細書では特に水性エマルジ
ョン化が要望されている水性エマルジョンサイズ剤を代
表して説明する。
【0003】紙、板紙、木質繊維板などのセルロース繊
維製品は、一般にセルロ−ス繊維の水性分散体にサイズ
剤を添加して抄造されており、該サイズ剤としては通常
得られる製品に耐水性、耐インキにじみ性などを付与で
きるところから強化ロジン系サイズ剤が汎用されている
が、近年該サイズ剤としては水性エマルジョンサイズ剤
が注目されている。該水性エマルジョンサイズ剤の製法
としては、強化ロジンを適当な分散剤の存在下に高圧剪
断力のホモジナイザーを用いて水に分散させる方法と、
適当な分散剤を含む強化ロジンの乳濁液を相反転させる
方法とがある。従来、強化ロジンを安定化させるための
分散剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テルの硫酸エステル塩を用いた反転法(特開昭52−7
7206号公報)、該分散剤として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エステル塩
を用いた反転法(特開昭53−133259号公報)、
該分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルの
スルホコハク酸エステル塩を用いた反転法(特開昭57
−167349号公報)等が提案されている。
維製品は、一般にセルロ−ス繊維の水性分散体にサイズ
剤を添加して抄造されており、該サイズ剤としては通常
得られる製品に耐水性、耐インキにじみ性などを付与で
きるところから強化ロジン系サイズ剤が汎用されている
が、近年該サイズ剤としては水性エマルジョンサイズ剤
が注目されている。該水性エマルジョンサイズ剤の製法
としては、強化ロジンを適当な分散剤の存在下に高圧剪
断力のホモジナイザーを用いて水に分散させる方法と、
適当な分散剤を含む強化ロジンの乳濁液を相反転させる
方法とがある。従来、強化ロジンを安定化させるための
分散剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テルの硫酸エステル塩を用いた反転法(特開昭52−7
7206号公報)、該分散剤として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エステル塩
を用いた反転法(特開昭53−133259号公報)、
該分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルの
スルホコハク酸エステル塩を用いた反転法(特開昭57
−167349号公報)等が提案されている。
【0004】しかしながら、これらの従来方法により得
られるエマルジョンは、いずれも尚安定性、殊に機械的
安定性等において充分とは言い難く、またエマルジョン
自体の起泡性、殊に抄紙時において起泡性が著しく、移
送及び使用時等に多量の消泡剤の使用が余儀なくされる
難点がある。また、これらの従来方法により得られる各
エマルジョンサイズ剤には、抄紙pHが6〜7の弱酸性
の領域になると著しくサイズ効果が低下するという欠点
がある。
られるエマルジョンは、いずれも尚安定性、殊に機械的
安定性等において充分とは言い難く、またエマルジョン
自体の起泡性、殊に抄紙時において起泡性が著しく、移
送及び使用時等に多量の消泡剤の使用が余儀なくされる
難点がある。また、これらの従来方法により得られる各
エマルジョンサイズ剤には、抄紙pHが6〜7の弱酸性
の領域になると著しくサイズ効果が低下するという欠点
がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かねてよ
り安定性に優れ、幅広い抄紙pH範囲で成紙に優れたサ
イズ効果を付与できるロジン物質の水性エマルジョンの
製造法を提供することを目的として、殊にロジン物質を
安定化させるための分散剤につき種々研究を重ねてき
た。しかるに従来ロジン物質を安定化させるための分散
剤についての系統立った研究は全くなされておらず、し
かも一般に同様の界面活性を有する類似構造の化合物と
いえどもそのロジン物質に対する安定化作用は全く関連
性がなく、前記記載の分散剤と同様の界面活性作用を有
する化合物の中から、これと同等又はこれをも凌ぐ優れ
た安定化効果及び抑泡効果を発現できる分散剤を開発す
ることは困難と考えられた。しかるに引き続く研究にお
いて、従来この種ロジン物質の水性エマルジョンの製造
には全く利用された例のない下記一般式化1で表わされ
る特定の化合物の存在下にロジン物質を水に分散させる
ときには、前記目的に合致した優れた安定性と幅広い抄
紙pH範囲でのサイズ剤適性とを具備し、しかも起泡性
の少ないロジン物質の水性エマルジョンが収得できるこ
とを見出した。本発明はこの新しい知見に基いて完成さ
れたものである。
り安定性に優れ、幅広い抄紙pH範囲で成紙に優れたサ
イズ効果を付与できるロジン物質の水性エマルジョンの
製造法を提供することを目的として、殊にロジン物質を
安定化させるための分散剤につき種々研究を重ねてき
た。しかるに従来ロジン物質を安定化させるための分散
剤についての系統立った研究は全くなされておらず、し
かも一般に同様の界面活性を有する類似構造の化合物と
いえどもそのロジン物質に対する安定化作用は全く関連
性がなく、前記記載の分散剤と同様の界面活性作用を有
する化合物の中から、これと同等又はこれをも凌ぐ優れ
た安定化効果及び抑泡効果を発現できる分散剤を開発す
ることは困難と考えられた。しかるに引き続く研究にお
いて、従来この種ロジン物質の水性エマルジョンの製造
には全く利用された例のない下記一般式化1で表わされ
る特定の化合物の存在下にロジン物質を水に分散させる
ときには、前記目的に合致した優れた安定性と幅広い抄
紙pH範囲でのサイズ剤適性とを具備し、しかも起泡性
の少ないロジン物質の水性エマルジョンが収得できるこ
とを見出した。本発明はこの新しい知見に基いて完成さ
れたものである。
【0006】即ち本発明は、ロジン物質を分散剤の存在
下に水中に分散させてロジン物質の水性エマルジョンを
製造するに際し、上記分散剤として一般式:
下に水中に分散させてロジン物質の水性エマルジョンを
製造するに際し、上記分散剤として一般式:
【0007】
【化1】
【0008】(但し、R1 は炭素数4〜18のアルキル
基、アルケニル基、もしくはアラルキル基、R2 は水素
または炭素数4〜18のアルキル基、アルケニル基、も
しくはアラルキル基、R3 は水素もしくはメチル基、A
は炭素数2〜4のアルキレン基、もしくは置換アルキレ
ン基、nは1〜200の整数であり、Mは1価のカチオ
ン)で表される化合物の1種又は2種以上を用いること
を特徴とするロジン物質の水性エマルジョンの製造法に
関する。
基、アルケニル基、もしくはアラルキル基、R2 は水素
または炭素数4〜18のアルキル基、アルケニル基、も
しくはアラルキル基、R3 は水素もしくはメチル基、A
は炭素数2〜4のアルキレン基、もしくは置換アルキレ
ン基、nは1〜200の整数であり、Mは1価のカチオ
ン)で表される化合物の1種又は2種以上を用いること
を特徴とするロジン物質の水性エマルジョンの製造法に
関する。
【0009】本発明方法によれば、前記の通りロジン物
質を水に分散させるに当たり前記一般式化1で表される
特定の分散剤を利用することに基づいて、顕著に優れた
安定性とpH6〜7の弱酸性領域を含む幅広い抄紙pH
範囲でのサイズ剤適性とを具備し、しかもそれ自体起泡
性が少なく、抄紙系における起泡性が大きいという問題
をも殆んど伴わない、ロジン物質の水性エマルジョンを
容易に収得できる。
質を水に分散させるに当たり前記一般式化1で表される
特定の分散剤を利用することに基づいて、顕著に優れた
安定性とpH6〜7の弱酸性領域を含む幅広い抄紙pH
範囲でのサイズ剤適性とを具備し、しかもそれ自体起泡
性が少なく、抄紙系における起泡性が大きいという問題
をも殆んど伴わない、ロジン物質の水性エマルジョンを
容易に収得できる。
【0010】本発明において被分散体として用いるロジ
ン物質は、通常、ロジン類0〜95重量%及びロジン誘
導体5〜100重量%よりなり、さらに必要に応じてこ
れらに50重量%までのロジン誘導体増量剤を添加した
ものを包含する。
ン物質は、通常、ロジン類0〜95重量%及びロジン誘
導体5〜100重量%よりなり、さらに必要に応じてこ
れらに50重量%までのロジン誘導体増量剤を添加した
ものを包含する。
【0011】ここでロジン類としてはガムロジン、ウッ
ドロジン、トール油ロジンを単独で、または、これらの
混合物を使用できる。前記ロジン誘導体としては、たと
えば水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、アル
デヒド変性ロジン等の変性ロジン類、強化ロジン類、ロ
ジンエステル類、強化ロジンエステル類等があげられ
る。場合によりロジン物質に含まれる強化ロジン増量剤
としてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワ
ックス等のワックス、石油樹脂、テルペン樹脂、これら
の水素添加物などの炭化水素樹脂等を例示できる。これ
らを含むロジン物質は、通常少なくとも25重量%のロ
ジン誘導体を含んでいるのが好ましい。
ドロジン、トール油ロジンを単独で、または、これらの
混合物を使用できる。前記ロジン誘導体としては、たと
えば水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、アル
デヒド変性ロジン等の変性ロジン類、強化ロジン類、ロ
ジンエステル類、強化ロジンエステル類等があげられ
る。場合によりロジン物質に含まれる強化ロジン増量剤
としてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワ
ックス等のワックス、石油樹脂、テルペン樹脂、これら
の水素添加物などの炭化水素樹脂等を例示できる。これ
らを含むロジン物質は、通常少なくとも25重量%のロ
ジン誘導体を含んでいるのが好ましい。
【0012】本発明において分散剤としては、前記一般
式化1で表される化合物を用いることを必須とする。一
般式化1中、R1 は炭素数4〜18のアルキル基、アル
ケニル基またはアラルキル基であり、アルキル基として
は、たとえばブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラ
デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデ
シル基、オクタデシル基等があげられ、アルケニル基と
しては、たとえばブテニル基、イソブテニル基、ペンテ
ニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、
ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、トリデセニ
ル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘプタデ
セニル基、オクタデセニル基等があげられ、アラルキル
基としては、たとえばスチリル基、ベンジル基、クミル
基等があげられ、これらは混合物であってもよい。
式化1で表される化合物を用いることを必須とする。一
般式化1中、R1 は炭素数4〜18のアルキル基、アル
ケニル基またはアラルキル基であり、アルキル基として
は、たとえばブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラ
デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデ
シル基、オクタデシル基等があげられ、アルケニル基と
しては、たとえばブテニル基、イソブテニル基、ペンテ
ニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、
ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、トリデセニ
ル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘプタデ
セニル基、オクタデセニル基等があげられ、アラルキル
基としては、たとえばスチリル基、ベンジル基、クミル
基等があげられ、これらは混合物であってもよい。
【0013】R2 は水素または炭素数4〜18のアルキ
ル基、アルケニル基またはアラルキル基であり、該アル
キル基、アルケニル基またはアラルキル基はR1 と同様
のものがあげられ、またこれらは混合物であってもよ
い。R3 は水素またはメチル基である。
ル基、アルケニル基またはアラルキル基であり、該アル
キル基、アルケニル基またはアラルキル基はR1 と同様
のものがあげられ、またこれらは混合物であってもよ
い。R3 は水素またはメチル基である。
【0014】また、Aは炭素数2〜4のアルキレン基ま
たは置換アルキレン基であり、具体的にはエチレン基、
プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等があげら
れ、これらのアルキレンオキシドは、それぞれ単独付
加、ランダム付加またはブロック付加のいずれでもよ
い。
たは置換アルキレン基であり、具体的にはエチレン基、
プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等があげら
れ、これらのアルキレンオキシドは、それぞれ単独付
加、ランダム付加またはブロック付加のいずれでもよ
い。
【0015】nは1〜200の整数であり、より好まし
くは2〜100である。また、Mで定義される1価のカ
チオンとしてはリチウム、ナトリウム、カリウム等のア
ルカリ金属イオン、アンモニアおよびトリエチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリエタノールアミン等の各種ア
ミンから誘導されるアンモニウム基を提示できる。
くは2〜100である。また、Mで定義される1価のカ
チオンとしてはリチウム、ナトリウム、カリウム等のア
ルカリ金属イオン、アンモニアおよびトリエチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリエタノールアミン等の各種ア
ミンから誘導されるアンモニウム基を提示できる。
【0016】前記分散剤として用いられる一般式化1で
表される化合物は、たとえば対応する公知のアルキル、
アルケニルまたはアラルキルフェノールを触媒存在下で
アリルクロライドまたはメタアリルクロライドと加熱反
応し、その後、減圧蒸留して得られた反応生成物に、さ
らにアルキレンオキシドを付加させ、次いで硫酸、スル
ファミン酸等の硫酸化剤にて硫酸化を行い、必要により
前記カチオンとなるアルカリ物質で中和することにより
容易に合成できる。
表される化合物は、たとえば対応する公知のアルキル、
アルケニルまたはアラルキルフェノールを触媒存在下で
アリルクロライドまたはメタアリルクロライドと加熱反
応し、その後、減圧蒸留して得られた反応生成物に、さ
らにアルキレンオキシドを付加させ、次いで硫酸、スル
ファミン酸等の硫酸化剤にて硫酸化を行い、必要により
前記カチオンとなるアルカリ物質で中和することにより
容易に合成できる。
【0017】本発明方法は、通常反転法に従い実施さ
れ、該反転法による場合、前記分散剤は、通常ロジン物
質に対して乾燥重量基準で0.5〜10重量%程度、好
ましくは1〜8重量%の割合で使用される。0.5重量
%未満では分散力が充分でなく、10重量%を越える量
を使用するのは経済的でない。殊に本発明に用いる一般
式化1で表される分散剤は、これを例えば1〜2重量%
程度の少量用いる場合にも所期の効果を発現できる水性
エマルジョンを収得できる利点がある。
れ、該反転法による場合、前記分散剤は、通常ロジン物
質に対して乾燥重量基準で0.5〜10重量%程度、好
ましくは1〜8重量%の割合で使用される。0.5重量
%未満では分散力が充分でなく、10重量%を越える量
を使用するのは経済的でない。殊に本発明に用いる一般
式化1で表される分散剤は、これを例えば1〜2重量%
程度の少量用いる場合にも所期の効果を発現できる水性
エマルジョンを収得できる利点がある。
【0018】前記方法は、より具体的には以下のとおり
実施される。すなわち、まずロジン誘導体を、所望によ
りロジン類および増量剤のいずれかまたは両者と共に加
熱攪拌して溶融ロジン物質を調製する。その際の加熱温
度はロジン物質の軟化点より少なくとも20℃高めの温
度に設定するのがよく、適当な温度はロジン誘導体、ロ
ジン類および増量剤の配合割合に依存するが一般に90
〜160℃の範囲である。
実施される。すなわち、まずロジン誘導体を、所望によ
りロジン類および増量剤のいずれかまたは両者と共に加
熱攪拌して溶融ロジン物質を調製する。その際の加熱温
度はロジン物質の軟化点より少なくとも20℃高めの温
度に設定するのがよく、適当な温度はロジン誘導体、ロ
ジン類および増量剤の配合割合に依存するが一般に90
〜160℃の範囲である。
【0019】ついで溶融ロジン物質を撹拌しながらこれ
に分散剤水溶液または分散剤と水とを添加して、ロジン
物質が連続相であり水が分散相であるエマルジョンを形
成させる。この際使用する水の量は、得られるエマルジ
ョンが約70〜90重量%の固形分を含有するように調
整されるのがよい。
に分散剤水溶液または分散剤と水とを添加して、ロジン
物質が連続相であり水が分散相であるエマルジョンを形
成させる。この際使用する水の量は、得られるエマルジ
ョンが約70〜90重量%の固形分を含有するように調
整されるのがよい。
【0020】次に、約70〜100℃の熱水(反転水)
を前記エマルジョンに激しく撹拌しながら追加する。エ
マルジョンの相反転は、固形分濃度が60〜70重量%
となるように水を添加すると生起し、水が連続相になり
ロジン物質が水中に分散した形態のエマルジョンが得ら
れる。所望によりこのエマルジョンを水またはアルカリ
水で希釈及び/またはpH調整することができる。アル
カリの使用量はエマルジョンのpHが6.5以下となる
範囲で使用するのが好ましい。また乳化機を使用する乳
化方法においては、たとえば、まずロジン物質を水に不
溶性の有機溶剤に溶解して溶液粘度(25℃)を100
0cps以下、好ましくは500cps以下の溶液とす
る。この場合溶液濃度は通常20〜70重量%程度、好
ましくは40〜60重量%とされる。水に不溶性の有機
溶剤としては、水と共沸しうるものが好ましくベンゼ
ン、トルエン、シクロヘキサン、四塩化炭素などが例示
でき、特にベンゼンが好ましい。次いで前記の得られた
有機溶剤溶液に水および分散剤または分散剤水溶液を添
加して予備乳化した後、約10〜80℃、好ましくは約
30〜60℃の温度で乳化する。ここで水の使用量は乳
化前のロジン物質、有機溶剤、および使用された水の混
合液が10〜40重量%のロジン物質を含有するように
調整するのがよい。かくして得られたエマルジョンは有
機溶剤を含有しているため、この方法では次いで、有機
溶剤を好ましくは減圧下に約30〜90℃で留去し、目
的とする水性エマルジョンを得る。この有機溶剤の留去
の際には通常水の一部が合せて留去されるので得られる
水性エマルジョンの濃度は幾分高められる。
を前記エマルジョンに激しく撹拌しながら追加する。エ
マルジョンの相反転は、固形分濃度が60〜70重量%
となるように水を添加すると生起し、水が連続相になり
ロジン物質が水中に分散した形態のエマルジョンが得ら
れる。所望によりこのエマルジョンを水またはアルカリ
水で希釈及び/またはpH調整することができる。アル
カリの使用量はエマルジョンのpHが6.5以下となる
範囲で使用するのが好ましい。また乳化機を使用する乳
化方法においては、たとえば、まずロジン物質を水に不
溶性の有機溶剤に溶解して溶液粘度(25℃)を100
0cps以下、好ましくは500cps以下の溶液とす
る。この場合溶液濃度は通常20〜70重量%程度、好
ましくは40〜60重量%とされる。水に不溶性の有機
溶剤としては、水と共沸しうるものが好ましくベンゼ
ン、トルエン、シクロヘキサン、四塩化炭素などが例示
でき、特にベンゼンが好ましい。次いで前記の得られた
有機溶剤溶液に水および分散剤または分散剤水溶液を添
加して予備乳化した後、約10〜80℃、好ましくは約
30〜60℃の温度で乳化する。ここで水の使用量は乳
化前のロジン物質、有機溶剤、および使用された水の混
合液が10〜40重量%のロジン物質を含有するように
調整するのがよい。かくして得られたエマルジョンは有
機溶剤を含有しているため、この方法では次いで、有機
溶剤を好ましくは減圧下に約30〜90℃で留去し、目
的とする水性エマルジョンを得る。この有機溶剤の留去
の際には通常水の一部が合せて留去されるので得られる
水性エマルジョンの濃度は幾分高められる。
【0021】本発明の水性エマルジョンはまた次の方法
でも製造されうる。すなわち、まずロジン物質を加熱溶
解しこれに水および分散剤または分散剤の水溶液を添加
し、もしくは3者を同時に加熱し、次いでこの溶融混合
物を乳化する。ロジン物質の溶融時及び乳化時の温度
は、ロジン物質に流動性を付与するがその分解を起さな
い範囲であることが必要で一般には約140〜200
℃、好ましくは約160〜190℃の温度が採用され
る。この温度で溶融されたロジン物質の粘度を300c
ps以下、好ましくは100cps以下とするのがよ
い。以上の記載から明らかなようにこの方法による乳化
は、密閉容器中で行うことが必要でありその内圧は10
kg/cm2 程度とすればよい。また水の使用量は、得
られる水性エマルジョンの所望の濃度に応じて適宜決定
される。
でも製造されうる。すなわち、まずロジン物質を加熱溶
解しこれに水および分散剤または分散剤の水溶液を添加
し、もしくは3者を同時に加熱し、次いでこの溶融混合
物を乳化する。ロジン物質の溶融時及び乳化時の温度
は、ロジン物質に流動性を付与するがその分解を起さな
い範囲であることが必要で一般には約140〜200
℃、好ましくは約160〜190℃の温度が採用され
る。この温度で溶融されたロジン物質の粘度を300c
ps以下、好ましくは100cps以下とするのがよ
い。以上の記載から明らかなようにこの方法による乳化
は、密閉容器中で行うことが必要でありその内圧は10
kg/cm2 程度とすればよい。また水の使用量は、得
られる水性エマルジョンの所望の濃度に応じて適宜決定
される。
【0022】前記いずれの方法を行うにしても乳化機を
使用する場合にはホモジナイザー、ピストン型高圧乳化
機、超音波乳化機等を使用できる。また、乳化時に使用
しかつ本発明の水性エマルジョンの構成成分である水
は、精製水である必要はないが、いわゆる軟水を使用す
ることが好ましい。
使用する場合にはホモジナイザー、ピストン型高圧乳化
機、超音波乳化機等を使用できる。また、乳化時に使用
しかつ本発明の水性エマルジョンの構成成分である水
は、精製水である必要はないが、いわゆる軟水を使用す
ることが好ましい。
【0023】かくして得られる水性エマルジョンは、通
常5〜70重量%、好ましくは30〜55重量%のロジ
ン物質、ロジン物質に対して0.5〜10重量%程度、
好ましくは1〜8重量%程度の分散剤として前記一般式
化1で表される化合物及び全体を100重量%とする水
からなり、ロジン物質は該エマルジョン中に1μ以下、
大部分は0.5μ以下程度の粒子として均一に分散して
いる。また該水性エマルジョンは乳白色の外観を呈し、
3.5〜6.5のpHを有する。そして、本発明の水性
エマルジョンは室温において少なくとも2ケ月間安定で
あり、沈殿を生ずることはないし、分散剤の使用に通例
伴う泡立ちが極めて少ない。さらに、後述する実施例に
示す通りすぐれた機械的安定性並びに希釈安定性を有す
る。
常5〜70重量%、好ましくは30〜55重量%のロジ
ン物質、ロジン物質に対して0.5〜10重量%程度、
好ましくは1〜8重量%程度の分散剤として前記一般式
化1で表される化合物及び全体を100重量%とする水
からなり、ロジン物質は該エマルジョン中に1μ以下、
大部分は0.5μ以下程度の粒子として均一に分散して
いる。また該水性エマルジョンは乳白色の外観を呈し、
3.5〜6.5のpHを有する。そして、本発明の水性
エマルジョンは室温において少なくとも2ケ月間安定で
あり、沈殿を生ずることはないし、分散剤の使用に通例
伴う泡立ちが極めて少ない。さらに、後述する実施例に
示す通りすぐれた機械的安定性並びに希釈安定性を有す
る。
【0024】本発明により得られる水性エマルジョン
は、セルロース繊維の抄造のみならず、該繊維と鉱物繊
維たとえば石綿、岩綿等や合成繊維たとえばポリアミ
ド、ポリエステル、ポリオレフィン等との混合物を抄造
して、紙、板紙、繊維板等を製造する際に有利に適用で
きる。
は、セルロース繊維の抄造のみならず、該繊維と鉱物繊
維たとえば石綿、岩綿等や合成繊維たとえばポリアミ
ド、ポリエステル、ポリオレフィン等との混合物を抄造
して、紙、板紙、繊維板等を製造する際に有利に適用で
きる。
【0025】本発明により得られる水性エマルジョンを
製紙用サイズ剤として使用する場合にはこれを、たとえ
ばパルプの水分散液に硫酸バンド等の定着剤とともに添
加しpH4〜7で抄造する方法または特公昭49−30
201号公報に記載されている様にパルプの水分散液に
硫酸バンド等の定着剤及び極少量のカチオン性の定着剤
等とともに添加しpH5〜7で抄造する方法等を採用で
き、幅広い抄紙pH範囲で成紙に優れたサイズ効果を付
与することができる。この場合、水性エマルジョンはパ
ルプに対して0.05〜3重量%程度(乾燥重量基準)
で使用される。本発明により得られる水性エマルジョン
はまた希釈安定性が優れているので河川、水道、井戸等
の水を用いても充分に希釈できパルプの水分散液によく
分散される。しかもその希釈液は長時間安定である。
製紙用サイズ剤として使用する場合にはこれを、たとえ
ばパルプの水分散液に硫酸バンド等の定着剤とともに添
加しpH4〜7で抄造する方法または特公昭49−30
201号公報に記載されている様にパルプの水分散液に
硫酸バンド等の定着剤及び極少量のカチオン性の定着剤
等とともに添加しpH5〜7で抄造する方法等を採用で
き、幅広い抄紙pH範囲で成紙に優れたサイズ効果を付
与することができる。この場合、水性エマルジョンはパ
ルプに対して0.05〜3重量%程度(乾燥重量基準)
で使用される。本発明により得られる水性エマルジョン
はまた希釈安定性が優れているので河川、水道、井戸等
の水を用いても充分に希釈できパルプの水分散液によく
分散される。しかもその希釈液は長時間安定である。
【0026】本発明により得られる水性エマルジョンは
表面サイズ剤としても使用でき、この場合予め抄造され
た湿紙に噴霧、浸漬、塗布等の慣用方法で適用しうる。
また、本発明により得られる水性エマルジョンのうちロ
ジンエステル類、強化ロジンエステル類の水性エマルジ
ョンは粘着付与剤として有効に使用される。
表面サイズ剤としても使用でき、この場合予め抄造され
た湿紙に噴霧、浸漬、塗布等の慣用方法で適用しうる。
また、本発明により得られる水性エマルジョンのうちロ
ジンエステル類、強化ロジンエステル類の水性エマルジ
ョンは粘着付与剤として有効に使用される。
【0027】
【実施例】以下に、実施例をあげて、本発明の水性エマ
ルジョンの製造法をさらに具体的に説明する。尚参考例
は、本発明において使用するロジン物質製造例を示すも
のである。例中部及び%は、特に断らない限り重量基準
である。
ルジョンの製造法をさらに具体的に説明する。尚参考例
は、本発明において使用するロジン物質製造例を示すも
のである。例中部及び%は、特に断らない限り重量基準
である。
【0028】尚表中水性エマルジョンの各性状は、次の
方法により測定したものである。 (1)機械的安定性 水性エマルジョン50gをマーロン式安定度試験機(新
星産業株式会社製)の容器に秤取し、温度25℃、荷重
10kg、回転速度1000r.p.m.で5分間機械
的シェアーを加えた後、生成する凝集物を100メッシ
ュの金網で濾取し、機械的安定性を次式に従い算出し
た。 機械的安定性(%)=(凝集物の絶乾重量/試料エマル
ジョンの絶乾重量)×100 (2)起泡性(イ) 水性エマルジョンを濃度5%に脱イオン水で希釈し、こ
の希釈液につき、JIS K 3362に準じて泡の高
さ(mm)を測定した。 (3)起泡性(ロ) パルプ(L−BKP)の1%水性スラリーにパルプに対
し夫々5%及び2.5%の水性エマルジョン(絶乾重量
基準)及び硫酸バンドを添加して得られる水性液1リッ
トルを、JIS K 3362の装置に入れ、内容物を
ポンプで10分間循環(8リットル/分)させたのち、
循環を止め泡の高さ(mm)を測定した。
方法により測定したものである。 (1)機械的安定性 水性エマルジョン50gをマーロン式安定度試験機(新
星産業株式会社製)の容器に秤取し、温度25℃、荷重
10kg、回転速度1000r.p.m.で5分間機械
的シェアーを加えた後、生成する凝集物を100メッシ
ュの金網で濾取し、機械的安定性を次式に従い算出し
た。 機械的安定性(%)=(凝集物の絶乾重量/試料エマル
ジョンの絶乾重量)×100 (2)起泡性(イ) 水性エマルジョンを濃度5%に脱イオン水で希釈し、こ
の希釈液につき、JIS K 3362に準じて泡の高
さ(mm)を測定した。 (3)起泡性(ロ) パルプ(L−BKP)の1%水性スラリーにパルプに対
し夫々5%及び2.5%の水性エマルジョン(絶乾重量
基準)及び硫酸バンドを添加して得られる水性液1リッ
トルを、JIS K 3362の装置に入れ、内容物を
ポンプで10分間循環(8リットル/分)させたのち、
循環を止め泡の高さ(mm)を測定した。
【0029】参考例1 トール油ロジン1800部を加熱溶融し165℃で撹拌
しながら触媒としてp−トルエンスルホン酸モノ水和物
2.7部を添加した。ついで、37%ホルムアルデヒド
水溶液118部を160〜170℃で90分間を要して
添加した。同温度でさらに1時間撹拌してホルムアルデ
ヒド変性ロジンを得た。この変性ロジンにさらにガムロ
ジン1200部を添加して175℃で1時間撹拌混合し
た。前記混合物2950部及びフマール酸177部を加
熱溶融して200℃で3時間反応させて、酸価203、
軟化点(環球法)103.5℃のロジン物質(1)を得
た。
しながら触媒としてp−トルエンスルホン酸モノ水和物
2.7部を添加した。ついで、37%ホルムアルデヒド
水溶液118部を160〜170℃で90分間を要して
添加した。同温度でさらに1時間撹拌してホルムアルデ
ヒド変性ロジンを得た。この変性ロジンにさらにガムロ
ジン1200部を添加して175℃で1時間撹拌混合し
た。前記混合物2950部及びフマール酸177部を加
熱溶融して200℃で3時間反応させて、酸価203、
軟化点(環球法)103.5℃のロジン物質(1)を得
た。
【0030】参考例2 ガムロジン1000部及びフマール酸190部を加熱溶
融し200℃に至らしめ、同温度で4時間反応させて酸
価286、軟化点138.5℃の強化ロジンを得た。上
記で得られた強化ロジン550部及びガムロジン500
部を170℃に加熱し30分間混合してロジン物質
(2)を得た。
融し200℃に至らしめ、同温度で4時間反応させて酸
価286、軟化点138.5℃の強化ロジンを得た。上
記で得られた強化ロジン550部及びガムロジン500
部を170℃に加熱し30分間混合してロジン物質
(2)を得た。
【0031】参考例3 ガムロジン1000部を165℃に加熱溶融し、撹拌し
ながら触媒としてp−トルエンスルホン酸モノ水和物
0.95部を添加した。ついで、37%ホルムアルデヒ
ド水溶液54部を160〜170℃で90分間を要して
添加した。同温度でさらに1時間撹拌してホルムアルデ
ヒド変性ロジンを得た。200℃に至らしめ、同温度で
4時間反応させた。これにフマール酸90部を添加し2
00℃で3時間反応させて、酸価230、軟化点125
℃のロジン物質(3)を得た。
ながら触媒としてp−トルエンスルホン酸モノ水和物
0.95部を添加した。ついで、37%ホルムアルデヒ
ド水溶液54部を160〜170℃で90分間を要して
添加した。同温度でさらに1時間撹拌してホルムアルデ
ヒド変性ロジンを得た。200℃に至らしめ、同温度で
4時間反応させた。これにフマール酸90部を添加し2
00℃で3時間反応させて、酸価230、軟化点125
℃のロジン物質(3)を得た。
【0032】参考例4 ガムロジン1000部及びグリセリン80部(当量比
(−OH/−COOH)=0.86)を仕込み、窒素気
流下に250℃まで加熱し、同温度で12時間エステル
化を行い、酸価32、軟化点86℃のロジン物質(4)
を得た。
(−OH/−COOH)=0.86)を仕込み、窒素気
流下に250℃まで加熱し、同温度で12時間エステル
化を行い、酸価32、軟化点86℃のロジン物質(4)
を得た。
【0033】参考例5 参考例4においてグリセリンの仕込量を20部(当量比
=0.22)にした以外は、参考例4と同様にして、酸
価126、軟化点79℃のロジン物質(5)を得た。
=0.22)にした以外は、参考例4と同様にして、酸
価126、軟化点79℃のロジン物質(5)を得た。
【0034】参考例6 参考例4においてグリセリンの仕込量を120部(当量
比=1.29)にした以外は、参考例4と同様にして、
酸価8、軟化点88℃のロジン物質(6)を得た。
比=1.29)にした以外は、参考例4と同様にして、
酸価8、軟化点88℃のロジン物質(6)を得た。
【0035】参考例7 参考例4で得られたロジン物質(4)をエステル化終了
後180℃に保ち、無水マレイン酸160部を加え、2
10℃で3時間付加反応を行い、酸価185、軟化点1
22℃のロジン物質(7)を得た。
後180℃に保ち、無水マレイン酸160部を加え、2
10℃で3時間付加反応を行い、酸価185、軟化点1
22℃のロジン物質(7)を得た。
【0036】参考例8 参考例5で得られたロジン物質(5)をエステル化終了
後180℃に保ち、無水マレイン酸90部を加え、21
0℃で2時間付加反応を行い、酸価90、軟化点210
℃のロジン物質(8)を得た。
後180℃に保ち、無水マレイン酸90部を加え、21
0℃で2時間付加反応を行い、酸価90、軟化点210
℃のロジン物質(8)を得た。
【0037】参考例9 参考例6で得られたロジン物質(6)をエステル化終了
後180℃に保ち、無水マレイン酸90部を加え、21
0℃で2時間付加反応を行い、酸価90、軟化点115
℃のロジン物質(9)を得た。
後180℃に保ち、無水マレイン酸90部を加え、21
0℃で2時間付加反応を行い、酸価90、軟化点115
℃のロジン物質(9)を得た。
【0038】実施例1〜6 撹拌機及び温度計を備え付けたフラスコに、参考例1の
ロジン物質(1)100部を仕込み加熱溶融して、15
0℃とし、撹拌しながら分散剤として表1に示す化合物
の20%水溶液20部を溶融ロジン物質に約3分間で添
加した。この時点でかなりの水が蒸発し温度は93℃に
低下した。ついで熱水(95℃)20部を添加するとク
リ−ム状の油中水型エマルジョンが生成した。該エマル
ジョンを激しく撹拌しながらこれにさらに熱水(90
℃)70部を1分間で添加すると相反転が起こり水中油
型エマルジョンとなった。これを外部より急冷して温度
を30℃に低下させたのち100メッシュの金網を通し
てガラス瓶に入れた。金網上には凝固物は認められず、
得られた水性エマルジョン中に含まれるロジン物質は用
いたロジン物質と実質的に同重量(収率98%以上)で
あった。得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
ロジン物質(1)100部を仕込み加熱溶融して、15
0℃とし、撹拌しながら分散剤として表1に示す化合物
の20%水溶液20部を溶融ロジン物質に約3分間で添
加した。この時点でかなりの水が蒸発し温度は93℃に
低下した。ついで熱水(95℃)20部を添加するとク
リ−ム状の油中水型エマルジョンが生成した。該エマル
ジョンを激しく撹拌しながらこれにさらに熱水(90
℃)70部を1分間で添加すると相反転が起こり水中油
型エマルジョンとなった。これを外部より急冷して温度
を30℃に低下させたのち100メッシュの金網を通し
てガラス瓶に入れた。金網上には凝固物は認められず、
得られた水性エマルジョン中に含まれるロジン物質は用
いたロジン物質と実質的に同重量(収率98%以上)で
あった。得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
【0039】
【表1】 表1中、EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオ
キシド、BOはブチレンオキシドを表す。
キシド、BOはブチレンオキシドを表す。
【0040】比較例1 実施例1において、分散剤として表1に示す化合物に代
えて、ポリオキシエチレン(平均重合度10)ノニルフ
ェニルエーテル硫酸半エステルのナトリウム塩を使用し
た他は実施例1と同様に行って水性エマルジョンを得
た。得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
えて、ポリオキシエチレン(平均重合度10)ノニルフ
ェニルエーテル硫酸半エステルのナトリウム塩を使用し
た他は実施例1と同様に行って水性エマルジョンを得
た。得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
【0041】比較例2 実施例1において、分散剤として表1に示す化合物に代
えて、ポリオキシエチレン(平均重合度9)ノニルフェ
ニルエーテルスルホコハク酸半エステルのナトリウム塩
を使用した他は同様に行って水性エマルジョンを得た。
得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
えて、ポリオキシエチレン(平均重合度9)ノニルフェ
ニルエーテルスルホコハク酸半エステルのナトリウム塩
を使用した他は同様に行って水性エマルジョンを得た。
得られたエマルジョンの性状を表2に示す。
【0042】
【表2】
【0043】前記表2より本発明方法によれば一般式化
1で表される特定の分散剤を用いることに基いて、公知
の分散剤を用いることに比し、機械的安定性に優れ、し
かも起泡性のかなり小さい水性エマルジョンを収得でき
ることがわかった。
1で表される特定の分散剤を用いることに基いて、公知
の分散剤を用いることに比し、機械的安定性に優れ、し
かも起泡性のかなり小さい水性エマルジョンを収得でき
ることがわかった。
【0044】<実用試験1>前記実施例1〜6及び比較
例1〜2で得られた水性エマルジョンを製紙用サイズ剤
として使用した場合の成紙のサイズ度(秒)をステキヒ
ト法(JIS P8122)によって測定した。すなわ
ち、叩解度30°SRのパルプ乾燥重量基準で0.2%
または0.5%の水性エマルジョン次いで2.5%の硫
酸バンドの順序で薬品を添加し均一に拡散させたのち、
TAPPI スタンダ−ド・シ−ト・マシンを用いて秤
量60±1g/cm3 となるようにpH4.5で抄紙し
た。これを5kg/cm2 の圧力で3分間脱水しついで
100℃で1分間乾燥しこの紙料を20℃、65%R.
H.の条件で24時間調湿したのちサイズ効果を測定し
た。結果を表3に示す。
例1〜2で得られた水性エマルジョンを製紙用サイズ剤
として使用した場合の成紙のサイズ度(秒)をステキヒ
ト法(JIS P8122)によって測定した。すなわ
ち、叩解度30°SRのパルプ乾燥重量基準で0.2%
または0.5%の水性エマルジョン次いで2.5%の硫
酸バンドの順序で薬品を添加し均一に拡散させたのち、
TAPPI スタンダ−ド・シ−ト・マシンを用いて秤
量60±1g/cm3 となるようにpH4.5で抄紙し
た。これを5kg/cm2 の圧力で3分間脱水しついで
100℃で1分間乾燥しこの紙料を20℃、65%R.
H.の条件で24時間調湿したのちサイズ効果を測定し
た。結果を表3に示す。
【0045】<実用試験2>叩解度30°SRのパルプ
(新聞故紙、炭酸カルシウム3%含有)を1%の水性ス
ラリ−とし、これに対し、パルプ乾燥重量基準で0.5
%の水性エマルジョン、次いで1.0%の硫酸バンドの
順序で薬品を添加し均一に拡散させたのち、抄紙pH
6.5で実用試験1と同様に抄紙し、サイズ効果を測定
した。結果を表3に示す。
(新聞故紙、炭酸カルシウム3%含有)を1%の水性ス
ラリ−とし、これに対し、パルプ乾燥重量基準で0.5
%の水性エマルジョン、次いで1.0%の硫酸バンドの
順序で薬品を添加し均一に拡散させたのち、抄紙pH
6.5で実用試験1と同様に抄紙し、サイズ効果を測定
した。結果を表3に示す。
【0046】
【表3】
【0047】前記表3より本発明方法により得られる水
性エマルジョンは、pH4.5の通常の酸性抄紙条件に
おいて優れたサイズ効果を発揮するのみならずpH6.
5の様な弱酸性の抄紙条件においても、公知の分散剤を
用いて得られる水性エマルジョンでは得られない優れた
サイズ効果を発揮することがわかる。
性エマルジョンは、pH4.5の通常の酸性抄紙条件に
おいて優れたサイズ効果を発揮するのみならずpH6.
5の様な弱酸性の抄紙条件においても、公知の分散剤を
用いて得られる水性エマルジョンでは得られない優れた
サイズ効果を発揮することがわかる。
【0048】実施例7〜14 実施例1においてロジン物質(1)を表4に示すロジン
物質(2)〜(9)とした以外は同様の操作を行い安定
な水性エマルジョンを得た。収率はほぼ100%であ
り、いずれのエマルジョンも粒子径0.20〜0.35
μであった。得られた各々のエマルジョンのサイズ効果
を同様にして測定した。結果を表4に示す。
物質(2)〜(9)とした以外は同様の操作を行い安定
な水性エマルジョンを得た。収率はほぼ100%であ
り、いずれのエマルジョンも粒子径0.20〜0.35
μであった。得られた各々のエマルジョンのサイズ効果
を同様にして測定した。結果を表4に示す。
【0049】
【表4】
【0050】
【発明の効果】本発明により得られる水性エマルジョン
を製紙用サイズ剤として使用する場合には、幅広い抄紙
pH範囲で成紙に優れたサイズ効果を付与することがで
きる。また希釈安定性が優れているので河川、水道、井
戸等の水を用いても充分に希釈できパルプの水分散液に
よく分散される。しかもその希釈液は長時間安定であ
る。
を製紙用サイズ剤として使用する場合には、幅広い抄紙
pH範囲で成紙に優れたサイズ効果を付与することがで
きる。また希釈安定性が優れているので河川、水道、井
戸等の水を用いても充分に希釈できパルプの水分散液に
よく分散される。しかもその希釈液は長時間安定であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D21H 17/62
Claims (1)
- 【請求項1】 ロジン物質を分散剤の存在下に水中に分
散させてロジン物質の水性エマルジョンを製造するに際
し、上記分散剤として一般式: 【化1】 (但し、R1 は炭素数4〜18のアルキル基、アルケニ
ル基、もしくはアラルキル基、R2 は水素または炭素数
4〜18のアルキル基、アルケニル基、もしくはアラル
キル基、R3 は水素もしくはメチル基、Aは炭素数2〜
4のアルキレン基、もしくは置換アルキレン基、nは1
〜200の整数であり、Mは1価のカチオン)で表され
る化合物の1種又は2種以上を用いることを特徴とする
ロジン物質の水性エマルジョンの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087699A JPH05253465A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | ロジン物質の水性エマルジョンの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087699A JPH05253465A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | ロジン物質の水性エマルジョンの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253465A true JPH05253465A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13922174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4087699A Pending JPH05253465A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | ロジン物質の水性エマルジョンの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253465A (ja) |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4087699A patent/JPH05253465A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |