JPH11309366A - 超微粒子脂肪酸金属塩分散液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の脂肪酸金属塩分散液は、塗工液に使用
した場合に塗工紙のピック強度が低下する問題や、高速
での塗工適性が悪い、機械安定性が劣るなどの問題があ
り、またダスティング防止効果や離型性が十分でないな
どの問題もあった。本発明はこのような問題の解決を課
題としている。 【解決手段】 実質的に水不溶性の高級脂肪酸金属塩と
乳化分散剤および水からなる脂肪酸金属塩分散液におい
て、該脂肪酸金属塩の平均粒子径を０．０５〜０．７μ
ｍの超微粒子とすることによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脂肪酸金属塩分散
液に関する。更に詳しくは紙塗工用添加剤として使用し
た時に、従来の脂肪酸金属塩分散液とは質的に異なる優
れた効果を持つ脂肪酸金属塩分散液に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、印刷性の向上を目的に原紙上に顔
料および接着剤を主成分とする組成物が塗被された塗工
紙の需要が増えつつある。脂肪酸金属塩は該塗工紙の成
分として用いられ、ダスティング防止効果、離型効果な
どの潤滑性を付与する。紙塗工液中に添加される脂肪酸
金属塩の平均粒子径は、従来市販されているもので２〜
６μｍの範囲であるが、具体的な測定例としては５．６
μｍがあげられる（特開平９−３１８９３号公報、第７
段第３７行）。また、特公平２−２２８００号公報では
カルボン酸のアルカリ土類金属塩水性分散液の製造方法
について提案がなされ、平均粒子径０．９〜２．８μｍ
の脂肪酸金属塩分散液の実施例が報告されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の脂肪酸金属塩分散液を紙塗工液に応用した場合、従来
より種々の問題点が指摘されていた。問題点としては、
例えば塗工紙のピック強度が低下するなど塗工紙品質の
問題、ハイシア粘度が上昇するため高速での塗工適性が
悪い、機械安定性に劣るため高速塗工時に凝集物が発生
するなどの操業性の問題がある。また塗工紙製造時のカ
レンダーロールのダスティング防止効果や、キャスト塗
工紙製造時の塗工紙のキャストドラムからの離型性が十
分でないなどの性能不足の問題も指摘されており、これ
らの問題を解決するため脂肪酸金属塩の添加量を増やす
と品質の問題や操業性の問題がさらに悪化するのが現状
であった。この様に塗工紙に潤滑性を付与するために用
いられてきた従来の脂肪酸金属塩分散液は性能上重大な
欠陥を有するものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
欠陥を無くすべく鋭意検討を重ねた結果、脂肪酸金属塩
をこれまでにはなかった超微粒子とすることにより、こ
れら塗工紙品質の問題や操業性の問題を起こさず、さら
に従来の脂肪酸金属塩よりも格段に優れた潤滑性が発現
することを見出した。即ち、本発明は実質的に水不溶性
の高級脂肪酸金属塩と乳化分散剤および水からなる脂肪
酸金属塩分散液において、該脂肪酸金属塩の平均粒子径
が０．０５〜０．７μｍであることを特徴とする超微粒
子の脂肪酸金属塩分散液である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において脂肪酸金属塩と
は、脂肪酸のアルカリ金属（ナトリウム、カリウムな
ど）、アンモニウムなどの塩を除いた実質的に水不溶性
の脂肪酸金属塩を意味する。これら脂肪酸のアルカリ金
属塩、アンモニウム塩などの分散液は、紙塗工液に添加
されたときの低濃度領域では完全な水溶液状態となり、
紙塗工液の粘度上昇、発泡増大などの現象が起こり好ま
しくない。本発明の脂肪酸金属塩分散液において、脂肪
酸金属塩としては、炭素数８以上の飽和または不飽和脂
肪酸（カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチ
ン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘ
ン酸等の飽和脂肪酸、オクテン酸、テトラデセン酸、ヘ
キサデセン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等
の不飽和脂肪酸など）、オキシ脂肪酸（１２−ヒドロキ
システアリン酸、リシノール酸などの水酸基を有する脂
肪酸）など、またはこれらの２種以上の混合物とマグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜
鉛、カドミウム、アルミニウムなど、またはこれら金属
の混合物との塩があげられる。これらのうち好ましいも
のは、炭素数１２〜２０の飽和または不飽和脂肪酸、オ
キシ脂肪酸のマグネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウ
ムの塩またはこれらの塩の混合物であり、さらに好まし
くはパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノー
ル酸のカルシウム、亜鉛の塩またはこれらの塩の混合物
である。

【０００６】本発明の脂肪酸金属塩の平均粒子径は、通
常０．０５〜０．７μｍ、好ましくは０．０８〜０．６
μｍ、さらに好ましくは０．１〜０．５μｍである。平
均粒子径が０．７μｍを超えると、塗工紙品質の低下ま
たは操業性低下の何れかまたは両方の問題が発生し潤滑
性も不足する。０．０５μｍ未満の平均粒子径としても
本発明の効果はほとんど変わらず、０．０５μｍあれば
十分である。なお、本発明において平均粒子径とはレー
ザー回折・散乱法式粒度分布測定装置（リーズ＆ノース
ラップ社製、マイクロトラックＨＲＡ）または動的光散
乱法式粒度分布測定装置（同社製、マイクロトラックＵ
ＰＡ）による５０％累積平均径を言う。

【０００７】本発明の脂肪酸金属塩分散液は、上記脂肪
酸金属塩を乳化分散剤の存在下水に分散させて得られ
る。乳化分散剤としては生成した脂肪酸金属塩を水中に
分散できるものであれば特に限定されず、非イオン界面
活性剤、アニオン界面活性剤および水溶性高分子化合物
などが使用できる。具体的には、非イオン界面活性剤と
しては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル
（ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテルなど）、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル（ポリオキシエチレンス
テアリルエーテル、ポリオキシエチレン第２級トリデシ
ルエーテルなど）、脂肪酸ポリエチレングリコールエス
テル（ラウリン酸ポリエチレングリコールエステル、オ
レイン酸ポリエチレングリコールエステルなど）、脂肪
酸アルカノールアミド（ラウリン酸ジエタノールアミ
ド、ステアリン酸モノエタノールアミドなど）、脂肪酸
ソルビタンエステル（オレイン酸ソルビタンエステル、
ポリオキシエチレンラウリン酸ソルビタンエステルな
ど）があげられる。

【０００８】アニオン界面活性剤としては、スルホン酸
塩（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スルホコ
ハク酸ジオクチルエステルナトリウム塩、アルファオレ
フィンスルホン酸ナトリウム、第２級アルカンスルホン
酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物アンモニウム塩な
ど）、硫酸エステル塩（ラウリルアルコール硫酸エステ
ルナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレンノニル
フェニルエーテル硫酸エステルナトリウム塩など）、リ
ン酸エステル塩（ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテルリン酸エステルナトリウム塩など）、脂肪酸アル
カリ金属塩（ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリ
ウムなど）などがあげられる。

【０００９】水溶性高分子化合物としては、ポリビニル
アルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリ
アクリル酸ナトリウムどがあげられる。これらのうち好
ましいものは、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル硫酸エステルナトリウム塩、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロースなどである。

【００１０】乳化分散剤の使用量は、脂肪酸金属塩固形
分に対して通常１〜４０重量％、好ましくは２〜３０重
量％、さらに好ましくは４〜２０重量％である。１重量
％未満では脂肪酸金属塩を水中に安定に分散させるため
には不足であり、粒子の凝集粗大化、増粘などの現象が
発生する。４０重量％を越える場合は得られる脂肪酸金
属塩の潤滑性、撥水性などの性能が低下してしまう。

【００１１】本発明において脂肪酸金属塩分散液の固形
分濃度は、分散液全体に対して通常１０〜６０重量％、
好ましくは２０〜５５重量％である。固形分濃度が６０
重量％を越えると分散液の粘度が高くなって混合性、分
散性に劣り、得られる脂肪酸金属塩の粒子径も粗くな
る。１０重量％未満では濃度が低くなりすぎ、添加され
る水の量も多くなるため紙塗工液自体の濃度が低下して
しまう問題が起こる。

【００１２】本発明の脂肪酸金属塩分散液は、溶融法、
複分解法、直接法などで得られた脂肪酸金属塩を乳化分
散剤の存在下、水に分散させ、メディア型分散機、高速
撹拌型分散機、高圧ピストン型分散機などの分散機を用
いて分散、粉砕させて得られる。また脂肪酸のアルカリ
金属塩水溶液と金属の塩化物水溶液などを、乳化分散剤
の存在下複分解させてそのまま分散液とする方法によっ
ても得ることができる。

【００１３】本発明で得られた脂肪酸金属塩分散液に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐水化剤、防腐防黴
剤、殺菌剤、消泡剤、香料、染料あるいは顔料を含有ま
たは混合させてもよい。本発明の脂肪酸金属塩分散液は
紙塗工液用潤滑剤として有用であり、また紙塗工用途以
外のペイント、インキ、コンクリート、セメントボー
ド、セラミックスなどの用途においても、離型剤、撥水
剤、ブロッキング防止剤、摩擦係数低減剤、摩耗防止
剤、スリキズ防止剤などの目的で使用することができ
る。

【００１４】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 製造例１ ステアリン酸カルシウム粉末７００ｇ、ポリオキシエチ
レンオクチルフェニルエーテル（エチレンオキサイド１
０モル）１００ｇおよび水１２００ｇを混合して固形分
濃度４０％のステアリン酸カルシウム分散液を得た。こ
の分散液を直径０．５ｍｍのガラスビーズを用いたディ
スク型ビーズミルにてディスク周速１０ｍ／ｓ、温度６
０〜８０℃で１２時間循環して粉砕を行った。得られた
超微粒子ステアリン酸カルシウムの平均粒子径は０．４
μｍであった。この分散液をＡとする。

【００１５】製造例２ ２リットルの四つ口フラスコに水１２６５ｇ、水酸化カ
ルシウム７５ｇ、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
（エチレンオキサイド９モル）１００ｇおよびドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム１０ｇを加えて混合し、
撹拌下４０〜５０℃に加温したオレイン酸５６０ｇを徐
々に投入して反応を行った。投入終了後４０〜６０℃で
２時間熟成して反応を完結させた。得られたオレイン酸
カルシウムの分散液を８０〜９０℃に加温し、ピストン
型高圧ホモジナイザーを用い、圧力４００ｋｇ／ｃｍ²
で８時間循環して粉砕を行った。得られた超微粒子オレ
イン酸カルシウムの平均粒子径は０．１μｍであった。
この分散液をＢとする。

【００１６】製造例３ ステアリン酸カルシウムをパルミチン酸亜鉛に変え、固
形分濃度を２５重量％とした他は製造例１と同様にして
平均粒子径０．３μｍのパルミチン酸亜鉛超微粒子分散
液を得た。この分散液をＣとする。

【００１７】比較製造例１ 製造例１において、ディスク型ビーズミルの条件をガラ
スビーズ直径を２ｍｍ、ディスク周速を５ｍ／ｓ、温度
２０〜３０℃とし、ステアリン酸カルシウム分散液を１
パス処理した。得られたステアリン酸カルシウムの平均
粒子径は３．２μｍであった。この分散液をＤとする。

【００１８】比較製造例２ 製造例３において、ディスク型ビーズミルの条件をガラ
スビーズ直径を２ｍｍ、ディスク周速を５ｍ／ｓ、温度
２０〜３０℃とし、パルミチン酸亜鉛分散液を１パス処
理した。得られたパルミチン酸亜鉛の平均粒子径は１．
３μｍであった。この分散液をＥとする。

【００１９】試験例１ 製造例１で得られた本発明の脂肪酸金属塩分散液Ａと比
較製造例１で得られた比較分散液Ｄについて、紙塗工液
に配合したときの機械安定性および高速塗工適性と、該
塗工液を原紙に塗被した塗工紙をスーパーカレンダー掛
け処理したときのスーパーカレンダーの汚れおよび印刷
時のピック強度を調べた。結果を表１に示した。評価の
方法は以下の通りである。 ・機械安定性 紙塗工液処方が固形分換算でクレー（ウルトラホワイト
９０）９０重量部、炭酸カルシウム（タマパールＴＰ−
２２２−Ｈ）１０重量部、水酸化ナトリウム０．１重量
部、分散剤（ＳＮディスパーサント５０４０）０．２重
量部、アルカリ増粘型ラテックス６重量部の塗工液に、
上記製造例および比較製造例の脂肪酸金属塩分散液を顔
料１００重量部に対し固形分で０．５、１．５、３．０
重量部配合した。この塗工液をマロンテスターにて荷重
３０ｋｇで２０分間処理し、３００メッシュスクリーン
の残渣を測定した。残渣の重量を処理した塗工液重量の
百分率として表し、数値が小さいほど機械安定性が良好
であると評価した。

【００２０】・高速塗工性 上記塗工液を実験用高速コーターを用いて速度１３００
ｍ／ｓで塗工し、１４０℃で３０秒間乾燥した。得られ
た塗工紙の表面を観察して高速塗工性を評価した。評価
の基準は以下の通りである。 ○：塗工ムラがなく、全体的に均一な塗工面である。 △：一部にかすかな塗工ムラが認められる。 ×：一部または全体に明らかな塗工ムラが認められる。 ・ダスティング防止性 上記塗工液を塗工ムラが出ないよう速度３００ｍ／ｓで
塗工し、１４０℃で３０秒間乾燥した。得られた塗工紙
を温度１００℃、線圧１５０ｋｇ／ｃｍのスーパーカレ
ンダーに１回通紙し、チルドロール面の汚れを観察して
評価した。評価の基準は以下の通りである。 ○：ロール面に汚れはほとんど認められない。 △：ロール面にかすかな汚れが認められる。 ×：ロール面に明らかな汚れが認められる。 ・ピック強度 ダスティング防止性評価の際に塗工した塗工紙を、温度
５０℃、線圧８０ｋｇ／ｃｍでスーパーカレンダーに２
回通紙し、ＲＩ−１型印刷試験機を用いて塗工紙のピッ
ク強度を測定した。評価は５点法で行い、５（良）〜１
（劣）とした。

【００２１】試験例２ 製造例３で得られた本発明の脂肪酸金属塩分散液Ｃと比
較製造例２で得られた比較分散液Ｅについて、試験例１
と同様の評価を行った。結果を表２に示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】試験例３ 固形分換算でクレー（ＵＷ−９０）８５重量部、炭酸カ
ルシウム（エスカロン１５００）１５重量部、分散剤
（ＳＮディスパーサント５０４０）０．２重量部、水酸
化ナトリウム０．０５重量部、ＳＢＲラテックス（ＪＳ
Ｒ０６９６）１２重量部、アンモニウムカゼイン３重量
部からなるキャスト塗工紙用塗工液に、製造例２で得ら
れた本発明の分散液Ｂおよび比較製造例１で得られた比
較分散液Ｄを顔料１００重量部に対し脂肪酸金属塩分散
液の固形分で１、２．５、５重量部配合した。このキャ
スト塗工液をワイヤーバー＃２２を用いて原紙に塗工
し、１３０℃で２０秒間乾燥した。この塗工紙にはけで
水を塗布すると同時に温度１００℃、線圧１００ｋｇ／
ｃｍのスーパーカレンダーに通紙し、ニップ通過後２秒
後にチルドロールから剥離してキャスト塗工紙を得た。
この時のチルドロールの汚れを観察して離型性を評価
し、および得られたキャスト塗工紙のピック強度を評価
した。評価の基準および評価方法は試験例１の方法と同
じである。結果を表３に示した。

【００２５】

【表３】

【００２６】

【発明の効果】本発明の脂肪酸金属塩分散液は、顔料塗
工紙用の潤滑剤として使用した時に以下の効果を奏す
る。 １．塗工紙のピック強度の低下がほとんどない。 ２．ハイシアでの流動性が向上するするため高速塗工適
性に優れる。 ３．機械安定性に優れるため、高速塗工時の凝集物の発
生を防止できる。 ４．従来の脂肪酸金属塩分散液に比べ格段に優れた潤滑
性能を持つため、従来の脂肪酸金属塩分散液よりも低添
加量で良好なダスティング防止性、離型性を示す。 本用途において脂肪酸金属塩分散液は、脂肪酸金属塩固
形分として顔料に対し０．０１〜５重量％の添加量で十
分な効果を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 7/00 Ｄ２１Ｈ 1/34 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に水不溶性の高級脂肪酸金属塩と
   乳化分散剤および水からなる脂肪酸金属塩分散液におい
   て、該脂肪酸金属塩の平均粒子径が０．０５〜０．７μ
   ｍであることを特徴とする超微粒子の脂肪酸金属塩分散
   液。
2. 【請求項２】 高級脂肪酸金属塩が炭素数１２〜２２の
   飽和または不飽和の脂肪酸、またはそれらの混合物のマ
   グネシウム、カルシウム、亜鉛、バリウムまたはそれら
   の混合物の塩である請求項１記載の分散液。
3. 【請求項３】 脂肪酸金属塩の平均粒子径が０．１〜
   ０．５μｍである請求項１または２記載の分散液。