JPH10110398A

JPH10110398A - サイズ剤

Info

Publication number: JPH10110398A
Application number: JP26183896A
Authority: JP
Inventors: Akinaga Takagi; 昭修高木; Kimito Hirayama; 公人平山
Original assignee: FUTABA FINE CHEM KK
Current assignee: FUTABA FINE CHEM KK
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】パルプの汚れ、紙の滑り等がなく、かつ安定
的な中性サイジングが行えるサイズ剤を提供する。【解決手段】本発明のサイズ剤は非水溶性および水分
散性を有するガラス転移温度３０℃以下のポリエステル
樹脂を含有するものである。このサイズ剤にパラフィン
ワックスを添加することが好ましく、さらに疎水性ロジ
ン、変性ロジンまたはポリオレフィン系ワックスを添加
することが好ましい。該ポリエステル樹脂は、少なくと
も１つのジカルボン酸と、少なくとも１つのジオール
と、ベンゼン核にスルホ基を有する少なくとも１つの二
官能モノマー１とよりなる熱可塑性ポリエステル樹脂で
ある。該サイズ剤は好ましくは中性領域で使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイズ剤に関し、
特に、中性サイズ剤として優れた利用性を有するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】サイズ剤の技術動向は、抄紙系のクロー
ズ化、抄紙機の高性能化、紙製品の高品質化、およびト
ータル的なコストダウンといった製紙業界の動向と密接
に関わっている。そして、こうした製紙業界の動向に対
応すべく、サイズ剤の開発、改良および適用条件の最適
化の検討が進められている。

【０００３】近年、特に中性抄紙の紙力の経時変化が酸
性抄紙に比べて著しく少なく、中性抄紙の紙力の保持が
良好であることから、コート紙、ＰＰＣ（普通紙コピ
ー）、事務機器用紙等の抄紙について、耐候性および品
質劣化防止のために、中性紙が普及してきている。ま
た、中性紙の抄紙工程では、用水のリサイクル化・クロ
ーズ化が可能であって、経済面及び環境面でも優れてい
ることから、該抄紙工程における中性サイズ剤に関する
各種の研究が行われている。

【０００４】従来、中性サイズ剤としては、アルキルケ
テンダイマー（ＡＫＤ）やアルケニルサクシネートアン
ハイドライト（ＡＳＡ）が広く知られている。また、そ
の他のサイズ剤として、中性ロジン、Ｃ₃およびＣ₄留
分の石油樹脂をエマルジョンにしたサイズ剤、アクリル
酸とメタクリル酸アミノアルキルエーテルとの共重合物
にエピハロヒドリンを反応させたカチオン性サイズ剤等
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したサイズ剤のう
ち、ＡＫＤは、抄紙工程におけるパルプの汚れ、紙の滑
り等の点で問題があり、ＡＳＡは、サイジング時の安定
性、オンサイト乳化の必要性等の点で問題がある。その
ため、これら中性サイズ剤は、国内で生産される抄紙全
量の数％に用いられているに過ぎない。

【０００６】また、その他のサイズ剤についても、経済
性や汎用性等の点で問題がある。

【０００７】本発明の目的は、パルプの汚れ、紙の滑り
等がなく、かつ安定的な中性サイジングが行えるサイズ
剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のサイズ剤は、非
水溶性および水分散性を有するガラス転移温度（ＤＳＣ
法、ＡＳＴＭＤ３４１８）３０℃以下のポリエステ
ル樹脂を含有することを特徴とするものである。

【０００９】ポリエステル樹脂としては、水に分散させ
るのに充分な量のスルホ基（−ＳＯ₃ ^-）で官能化され
たものが良く、少なくとも１つのジカルボン酸と、少な
くとも１つのジオールと、ベンゼン核にスルホ基を有す
る少なくとも１つの二官能モノマーとよりなるものが好
ましい。上記ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、
フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が
例示され、このうちアジピン酸、セバシン酸、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましい。上記ジオ
ールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、トリメチレングリコール、ブタンジオール、ペン
タンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、
オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、
ピナコール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサン
ジオール等が例示され、このうちエチレングリコール、
シクロヘキサンジオールが好ましい。上記二官能モノマ
ーとしては、スルホン酸ナトリウムイソフタル酸、スル
ホン酸リチウムイソフタル酸、スルホン酸カリウムイソ
フタル酸等が例示される。

【００１０】ポリエステル樹脂の具体例としては、イー
ストマン・ケミカル製の「イーストマン・ＡＱ２９」
「イーストマン・ＡＱ１４０００」「イーストマン・Ａ
Ｑ１３５０」（商品名）等が挙げられる。

【００１１】また、ポリエステル樹脂は、より好ましく
はガラス転移温度１０℃以下のものであり、最適にはガ
ラス転移温度−２℃を有しかつ分枝した構造を有するも
の（イーストマン・ＡＱ１３５０）である。

【００１２】ポリエステル樹脂の量は、パルプ重量に対
して、０．５〜１．９％、より好ましく０．８〜１．５
％である。

【００１３】上記ポリエステル樹脂を含むサイズ剤を用
いることにより、パルプの汚れ性や瀘水性が解消される
と共に用水のリサイクル化が容易に行える。

【００１４】つぎに、請求項２記載の発明について説明
する。

【００１５】本発明のサイズ剤には、疎水性であるパラ
フィンワックスを添加するのが好ましく、特に、ソープ
フリーエマルジョン（乳化剤なし）のものが最適であ
り、具体的には、双葉化学社製の「ＰＨＯＥＮＩＸＥ
Ｗ−１０００」（商品名）等が挙げられる。上記ソープ
フリーエマルジョンを用いる理由は、乳化型ワックスエ
マルジョンの場合、界面活性剤が多量に含まれており、
自由なサイズ度を得ることが難しいからである。従っ
て、上記ソープフリーエマルジョンのパラフィンワック
スの添加量を変えることにより弱サイズ度から強サイズ
度及び撥水性を有する紙製品を得ることができる。

【００１６】ポリエステル樹脂とパラフィンワックスの
総量は、パルプ重量に対して好ましくは０．５〜３．５
％、より好ましくは０．５〜２．０％である。

【００１７】上記パラフィンワックスの添加により、抄
紙用薬剤の安定性が増すため、抄紙工程における薬剤の
コストダウンが可能となる。

【００１８】つぎに、請求項３記載の発明について説明
する。

【００１９】本発明のサイズ剤において、上記パラフィ
ンワックスの代わりに、もしくはこれに加えて、疎水性
ロジン、変性ロジン、ポリオレフィン系ワックス等をポ
リエステル樹脂と併用することにより、抄紙用薬剤のコ
ストダウンはもちろん、無機系薬剤の使用量の低減、用
水のリサイクルを簡単に行えるようにすることできる。

【００２０】疎水性ロジン、変性ロジンまたはポリオレ
フィン系ワックスの量は、パルプ重量に対して好ましく
は０．１〜１．０％である。

【００２１】本発明のサイズ剤は、ｐＨ＝５〜１０、好
ましくはｐＨ＝６〜８の中性領域で使用するのが好まし
い。そして、ポリエステル樹脂にパラフィンワックスを
併用したサイズ剤では、上記ｐＨ領域で、パルプ繊維に
ポリエステル樹脂とパラフィンワックスを絡ませ、カチ
オン化ポリマー樹脂による迅速な架橋反応を起こすこと
により、パルプ繊維への効率的な中性サイジングが行え
る。

【００２２】上記ポリエステル樹脂をパルプ繊維に定着
させるための定着剤としては、カチオン化エポキシ樹脂
が最も好ましく、該樹脂によって、硫酸バンド等の無機
系定着剤を極力用いることなくパルプ繊維に適切なサイ
ズ効果を付与することができる。

【００２３】また、本発明は、上記ポリエステル樹脂、
或いはこれとパラフィンワックスとの併用による新規な
サイズ剤を提供するものであるが、本発明のサイズ剤
は、通常使用されている下記のいずれの製紙用薬剤を含
んでいてもよい。具体的には、ロジンサイズ、エマルジ
ョンサイズ、合成サイズ、石油樹脂サイズ、ＡＫＤ、Ａ
ＳＡ、中性ロジン、カチオンポリマーサイズ、ヒドロキ
シカルボン酸誘導体であり、また、定着剤としてカチオ
ン化エポキシ樹脂、硫酸バンド、炭酸カルシウム、ポリ
塩化アルミニウム、金属イオン、ポリエチレンイミン、
ポリビニルアミン、ポリアミン、カチオン化デンプン、
両性デンプン等がある。

【００２４】そして、本発明のサイズ剤は、上述した種
々の薬剤を用いることにより、中性ザイズ剤はもとよ
り、酸性サイズ剤としても使用することができる。ま
た、サイジングも表面および内面の両方を適宜行える。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について説
明するが、該実施例は本発明を例示するものであって、
その範囲を限定するものではない。

【００２６】［ポリエステル樹脂のサイズ剤としての適
合性試験］試験方法：ガラス転移温度（Ｔｇ）が約５５℃、３８
℃、２９℃、７℃および−２℃のポリエステル樹脂、具
体的には、イーストマン・ケミカル製の「イーストマン
ＡＱ５５」（Ｐ−１）、「イーストマン・ＡＱ３８」
（Ｐ−２）、「イーストマン・ＡＱ２９」（Ｐ−３）、
「イーストマン・ＡＱ１４０００」（Ｐ−４）、「イー
ストマン・ＡＱ１３５０」（Ｐ−５）を用いて試験をし
た。試験結果を下記表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】この結果から、Ｔｇが約３０℃以下のポリ
エステル樹脂がサイズ剤としての適合性を有すると認め
られる。

【００２９】［パラフィンワックスの配合試験］上記Ｔ
ｇ−２℃のポリエステル樹脂（Ｐ−５）とパラフィンワ
ックス（双葉化学社製の「ＰＨＯＥＮＩＸＥＷ−１０
００」）とを、それらの配合割合を変えて、撥水性の試
験を行った。試験結果を下記表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】この結果から、パラフィンワックスの配合
割合と比例して撥水性が向上することが分かる。

【００３２】［実施例１］上記Ｔｇ−２℃のポリエステ
ル樹脂（Ｐ−５）を３００ｇだけ熱水７００ｍｌに溶解
させて、高速ホモミキサーで３０分間攪拌した後、急冷
却することにより、固形分３０％の安定な水溶液、すな
わち本発明のサイズ剤を得た。

【００３３】［実施例２］上記実施例１のサイズ剤とパ
ラフィンワックスとして双葉化学社製の「ＰＨＯＥＮＩ
ＸＥＷ−１０００」（固形分５０％）を６：４の割合
で混合して本発明のサイズ剤を得た。

【００３４】［実施例３］上記実施例１のサイズ剤をイ
オン交換水で希釈して固形分１５％に調整し、この水溶
液８５０ｇを９５℃で加温攪拌しながら、これに別途９
５℃で溶融した状態のパラフィンワックス（双葉化学社
製の「ＰＨＯＥＮＩＸＥＷ−１０００」）１５０ｇを
ゆっくりと滴下した後、混合液を高圧ホモジナイザーに
より処理した後、急冷却して固形分３０％の安定な水溶
液、すなわち本発明のサイズ剤を得た。

【００３５】［比較例１］サイズ剤として、日本ＰＭＣ
社製のＡＫＤ（商品名：ＡＳ−２１１Ｃ固形分１５．
５％）を使用した。

【００３６】試験方法：叩解済みパルプスラリー（ＬＢ
ＫＰ：ＮＢＫＰ＝１：１４５０ｃｓｆ）に、実施例１
〜３および比較例１のサイズ剤をそれぞれ別々に添加し
た後、常法に従い手抄試験器（ＴＡＰＰＩスタンダー
ドシートマシン：東洋精機製）を用いて４０ｇ／ｍ²相
当の手抄紙をそれぞれ作製した。そして、各紙につい
て、サイズ度を測定した。その結果を下記表３に示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】この結果から、実施例１〜３のサイズ剤が
比較例１のものに比べて、サイズ性が高いことが認めら
れる。

【００３９】

【発明の効果】本発明のサイズ剤によれば、ポリエステ
ル樹脂を用いたサイジングにより、パルプの汚れ性や瀘
水性が解消されると共に用水のリサイクル化が容易に行
える。更に、ポリエステル樹脂にパラフィンワックスを
添加したサイズ剤によれば、パルプ繊維への本サイズ剤
の定着後においては、上記パラフィンのバルキーな疎水
性成分がより良いサイズ効果を与えることとなり、そし
て、パラフィンワックスの添加量を変えることにより弱
サイズ度から強サイズ度及び撥水性を有する紙製品を適
宜得ることができる。

【００４０】この他、従来の中性サイズ剤は、複雑な合
成法で製品化されているため、高価であって、成紙コス
トの増加につながり、中性サイズ剤の普及を阻害してい
るが、本発明のサイズ剤は、汎用性のある水分散性のポ
リエステル樹脂や同じく汎用性のパラフィンワックスを
使用することにより、安価に得られる。従って、本発明
のサイズ剤は、種々の中性紙の製造に用いることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非水溶性および水分散性を有するガラス
転移温度３０℃以下のポリエステル樹脂を含有するサイ
ズ剤。
【請求項２】パラフィンワックスが添加されてなる請
求項１記載のサイズ剤。
【請求項３】疎水性ロジン、変性ロジンまたはポリオ
レフィン系ワックスが添加されてなる請求項１または２
記載のサイズ剤。
【請求項４】ポリエステル樹脂が、少なくとも１つの
ジカルボン酸と、少なくとも１つのジオールと、ベンゼ
ン核にスルホ基を有する少なくとも１つの二官能モノマ
ー１とよりなる熱可塑性ポリエステル樹脂である請求項
１または３記載のサイズ剤。
【請求項５】請求項１〜４記載のサイズ剤を中性領域
で使用することを特徴とするサイズ剤の使用方法。