JPS5887395A - 製紙用サイズ剤組成物 - 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】 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（〜〈はアルカリ性領域で使用可
能であり、しかもサイズ効果発現に時間をｅ　ｔ−７な
い、立ち上がりの改良され九新規なケテン二量体系サイ
ズ剤組成物に関する。

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（−ｒレイン化ロジン）が広く利用されている。しか
しながら、とのロジン系サイズ剤は硫酸アルミニウムに
よる定着工程を必要とするため、多くの問題点を有して
いる。即ち硫酸アルミニウムによる定着は抄紙時の抄造
水のｐＨが低い（酸性）為、抄紙機械の損傷が大きく、
紙の印刷適性を悪くシ、更に紙の長期保存による変色の
虞れがあるなどの欠点が指摘されてきた。また填料とし
て炭酸カルシウムを使用した時、炭酸カルシウムが酸性
溶液中で分解する丸め、ロジン系サイズ剤は使用できな
い。炭酸カルシウムは安価であり、白色度も高いため、
紙の填料として使用すれば有効であることは判っている
ものの上記の理由によシその使用が極めて制限されてい
るのが現状である。

このため、上記欠点を克服した、紙質を劣化させず炭酸
カルシウムの使用可能な中性サイズ剤の開発が望まれて
い九。

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、中でもケチ／二量体を水にコロイド状に
分散したサイズ剤が最−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。しかしながら、これら
多くの研究努力にもかかわらず、ケチ／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という散音的な
欠点が今なお存在する。つまりケテン二量体系サイズ剤
を使用して抄紙し九場合、抄紙直ｆＩｋ＃′ｉ殆んどサ
イズ効果を示さず、十分なサイズ効果を得るためＫＦ−
１通常２〜５日、長い場合Ｋ１１７〜１０日もの時間を
畳すると言われている。この間Ｍは一般ＫＦｉサイズ効
果の立ち上が灰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ｂことは
容易に想儂される。即ち、罎紀用紙やＺルクカートンの
様な最終製品ＫＡｉいサイズ効果を要する紙に対しては
その品質管理を困−とする。ｔた高いサイズ効果を得る
ために、数日を経過［−て出荷しなければならないが、
この出荷でもない。一方塗工紙の場合には、塗工の王権
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（抄紙直後）
にサイズ効果が発現していないと全く役に立たない。ケ
チ／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勢の優
れた性能があるに本かかわらず、上記の理由によ抄その
使用が極めて制限されているのが現状である。

上記の様な情況に鑑み、本発明者らはケテン二量体系サ
イズ剤の立ち上がり改ＪｉＫついて鋭意研究の結果、意
外にもケチ／二量体に１天然の植物ロウ（蝋）、動物ロ
ウ及び鉱物ロウから選ばれる一種又は二種以上の天然ロ
ウを配合するととＫよりこの目的を達成できることを見
い出し、本発明を完成するに到つ九。

即ち本発明は次の（ｒ）及び鎚の化合物を含む水分散体
から成る製紙用サイズ削組成物である。

（１）　　ケチ／二量体 帥）天然の植物ロウ、動物ロウ、鉱物ロウのいずれか単
独又はそれらの二種以上の混合物 本発明を構成するケチ／二量体としては特開昭４８−４
８７０２号公Ｎ、４Ｉ開昭５２−１１０９０４号公報、
特開昭５２−１１１５０１０号公報、４１ｒｉ！＠５５
−？８９？７号公報、特開昭５５−１１４８９８号公報
等に關示されている公知Ｏケチ／二量体をいずれ４使用
できる。該ケテン二量体は次の一般式（１）で表わされ
る。

Ｒ，−０Ｈ−０−０ ＋　　１　　　　　　　　　（１１ Ｒ２−ｏｎ＝ｃ　−○ 上記式中Ｒ１及びＲ２は各々炭素数８〜２嶋好ましくは
１２〜２２０脚化水素基を示す。この炭化水素基として
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、ヘキサデシル、オクタ
デセニル、エイコシル基勢のアルケニル基、オクチルフ
ェニル。

ノニルフェニル、ドデシルフェニルＪＮｌ［）フルカリ
ール基等が例示でき、これらのうちアルキル基が好まし
い。上記ケチ／二量体は一種単独でも普九二種以上混合
しても使用できる。

本発明になる製紙用サイズ剤組成物を構成するもう１つ
の必須成分である天然のロウとしては次のものを例示で
きる。即ち植物ロウとしてはカルナバロウ、カンデリラ
ロウ、木ロウ、ペイベリーロウ、オウリキュリーロウ、
エスパルトロウ、米ぬかロウ、パームロク、サトクロク
。

綿ロウ、ココアバターロウ勢があり、動物ロウとしては
みつロウ、昆央ロウ、鯨ロウ、セラックロウ、羊毛ロウ
等を挙げることができる０ま九鉱物ロウとしてはモンタ
ンロウ、オシケライトｓピー）ロウ等を例示できる。こ
れらの天然ロウはいずれも撥水性を有している丸め紙の
サイジング剤として使用できることは公知である。

しかしながらケチ／二量体系サイズ剤の立ち上がり向上
剤として有効であることはこれまで全く知られていなか
った。これらの天然ロウは４級脂肪酸の高級アルコール
エステル、遊離脂肪酸、遊離アルコール、炭化水素、樹
脂等の複雑な混合物である。これらの成分のうちどの成
分がケテン二量体系サイズ剤の立ち上がり向上に有効で
あるのかは明らかではないが、例えばラウリルラウレー
トやパラフィンワックスが単独では有効に働かないこと
を考えると上記の成分が資金的に作用して効果を発現し
ているとも考えられる。これら天然ロウの添加蓋として
はケテンニ量体１００重量部に対して５〜２００重量部
、好ましくＶｉ１ｑ〜１００重量部使用するのが適当で
ある。

本発明になるサイズ剤組成物を得るには、まず上記ケテ
ンニ量体をその融点以上のｔＩｊＡ度で融解し、その中
へ天然ロウを溶解せし、める。次いでこの混合物を融解
状態を保ったまま、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ｔｔｌｉ１００℃以下、好まし
く＃ｉ８０℃以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、適当な乳化剤屯しくに分散剤を必要とす
るが、この分散剤にはケテンニ量体の乳化剤１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、ｍ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
リエチレンオキシド付加物。

オクチルフェノール十ノニルフェノールの様なアルキル
フェノールのポリエチレンオキシド付加物（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、アルキルフェノールのポリプロピレンオキ
シドとポリエチレンオキシドのブロック又はランダム付
加物（％開割５０−５３６０８号公報、特公昭５５−ｓ
ｙ６ｓｑ号公１１Ａ）ｓ　ｙｔ？リビニルアルコールや
酸化殿粉の様な非イオン性のポリマー類（特ｒＩｊ／４
ｓ８ｓ　ｓ　−１５２ｙ　ｑ　９％公報’）ｌｅｆｔ例
示テきる。陽イオン性分散剤の例とし７ては、カチオン
化殿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（％開開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（％開開５５−１３２７９９号公報）を挙げる
ことが出来る。

また論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１Ｉ８ｓ　５−１１４８９１１号公報）等を例
示できる。これら乳化剤９分散剤の添加量としてはケテ
ンニ量体と天然ロウとの混合物に対して５〜１００重量
嘔、好ましくは１５〜５０重量−であゐ。分散剤配合量
がこれより少いとサイズ剤分散液の安定性が患く、また
余りに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九めに１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殿粉、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
／イｉン、ポリビニルピリジン及びその四級化物、ポリ
ジエチルアミノエチルメタア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アクリレート及びそ
の四級化物、ま九これらカチオン柱上ツマ−とアクリル
アミドとの共重合物等を例示できる。

本発明の実施に当って、本発明のサイズ剤組成物はパル
プ重量に対する固型分として０．０１〜２重量慢、好ま
しくは０．０５〜１重量憾添加される。これらサイズ剤
の添加水準は目的とする紙が要求するサイズ度に応じて
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圧分
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われたり、サイズ効果が
劣ったシする虞れがある。

以下に本発明を実施例をもって詳細に説明するが１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 くサイズ剤のｖＩ４ＩＩ＞ 各種のアルキル又はアルケニルケテンニ量体１２２と米
糠ロウ１，２ｆを７０〜８０℃で融解ｆｆ１ｆ　ｔ、、
ポリオキシエチレンノニルフエ；ルエーテル５．６２を
含む温水（８０℃）８ｊ２ｆ中にホモ之キサ−にて混合
乳化し九。この乳化物を室温に放置、冷却してサイズ剤
１００ｔを得た。

また比較例として米糠ロウを含まないサイズ剤も同様の
方法で調整した。

くサイズ度試験条件〉 パルプ：　ＬＢＫＰ　（ＯＳフリーネス４１０＠ｊ）サ
イズ剤添加緻：バルプ重量に対するケデンニ量体固塵分
０．２重量嘔 販品）パルプ重量に対する固型分０．２９ｂ定着ｐＨ：
　　７，０ 抄　造：タラビー角型手抄き機 プレス：　５　、５　）ｔ４１１１１７ｃｍ　Ｘ　Ｓ分
間乾　燥二回転式ドライヤー、９５℃×２５秒間秤量：
６０ｆ廊２ サイズ度試験：ステキヒト法（Ｊ工８　Ｆ−８１２２１
Ｅ験紙の四辺を上方に折り曲げて舟！［Ｌ、２％ＮＨ，
ＳＯＮ水溶液上に浮かべる。浮かべると同時に上方よシ
１優Ｆ　ｅ　Ｏｔ５水溶液を一滴試験紙上に落とし、内
水溶液が紙に浸透Ｉ−で接しチオシアン鉄の赤い斑点が
３つ出現するまでの時間ｃ秒）を測定１−九。

上記の条件にて抄造した紙のサイズ度を抄紙直後、１時
間彼、２時間後、１日後に測定した。

結果を表−１に示す。

表中デシルケテンダイマーとは、炭素数１０の脂肪酸を
原料とするケテンニ量体（式（１）中のＲ１，ｌＲＺが
それぞれオクチル基）の意味であり、これより大きい炭
素数を有するケテンダイマーもこれに準する。また実施
例２以降のケテンダイマーの表現についても同様である
。

表−１ ■ テ ふ 庫 ご ツー ？ ６本発明品は表中のケテンダイマーに米糠ロウを含む。

１日後のサイズ度は比較品と本発明品で殆んど同じであ
るが、抄紙直後のサイズ度では本発明品が大傘く比較品
を上まわっており、立ち上がりが非常圧改良されている
ことがわかる。

実施例　２ ケテンニ量体と［７てオクタデシルケテノニ量体を用い
、各棟の天然ロウを立ち上がり向上剤として配合した。

サイズ剤の１４１ＪＩ法″及びサイズ度試験法について
は実施例１と同様である。結果を表−２に示す。

杓対照とは立ち上がり向上剤を含まないサイズ剤を指す
。

実施例　５ オクタデシルケチ／二量体１００重量部に対して、立ち
上がり向上剤として米糠ロウを０．１，５・１０、２０
４５０．５０．１００重量部配合したサイズ剤を実施例
１と同様の方法で調整した。サイズ度試験も実施例１と
同様に行った。結果を表−５に示す。

表−５ 実施例　４ オクタデシルケテンニ蓋体　　　　　　　　　１２重量
部米糠ロウ　　　　　　　　　　　　　１．２重量部ポ
リオキシエチレンノ話フェニルエーテル　　　　　　ｓ
）　重１１ｍイオン交換水　　　　　　　　　　　残上
記組成のサイズ剤１＊施例１と同様の方法で１１１１！
Ｌ、、そのサイズ剤のパルプに対する添加量を種々変化
させてサイズ度試験を行った。サイズ度の試験方法はサ
イズ剤添加量を除き、実施例１と同様である。また比較
例として市販品の結果も合わせて示した。結果を表−４
に示すが、表中に示したサイズ剤添加量はパルプ重量に
対するケテンニ量体固飄分の重量部である。

＄１！！−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ケテンニ量体と、天然の植物ロウ（蝋）、動物ロ
   ウ及び鉱物ロウから選ばれる一種又は二種リートの天然
   ロウとを含む水分散体からなる製紙用サイズ剤組成物。 ２、　ケテンニ量体が炭素数８〜２４のアルキルケテン
   の二量体である特許請求の範囲第１項記載の製紙用サイ
   ズ剤組成物。 ３、　天然ロウの配合量がケテンニ量体１００重量部に
   対して５〜２００重量部である＊ｆｌ＋請求の範囲第１
   項もしくは第２項記載の製紙用サイズ剤組成物。