JPS60246896A - 製紙用サイズ剤組成物 - Google Patents

製紙用サイズ剤組成物

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JPS60246896A
JPS60246896A JP10319084A JP10319084A JPS60246896A JP S60246896 A JPS60246896 A JP S60246896A JP 10319084 A JP10319084 A JP 10319084A JP 10319084 A JP10319084 A JP 10319084A JP S60246896 A JPS60246896 A JP S60246896A
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JP
Japan
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sizing agent
paper
cationized
pva
neutral
Prior art date
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Pending
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JP10319084A
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English (en)
Inventor
智彦 野村
博 平野
仁 清水
保男 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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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〕 本発明の製紙用サイズ剤組成物はパルプスラ′リー中に
添加し中性抄紙用内添サイズ剤として、また直接紙、板
紙、木質繊維板等にコーティングする外添用表面サイズ
剤として利用される。
〔従来の技術〕
近年、製紙工業界において中性抄紙用サイズ剤の使用が
ふえつつある。中性サイズ剤の使用は紙の耐久性を増す
ばかりでなく、経済的にも有利である。すなわち従来か
ら使用されているロジン糸サイズ剤は石油樹脂系サイズ
剤とともに硫酸バンドを用いて酸性で抄紙されているが
、酸性抄紙系では分解、発泡の為に使用できない安価な
炭酸カルシウムが中性抄紙においては填料として使用で
きるし、高充填により繊維原料を減少させられ、さらに
抄造機械の腐蝕も防げる等の種々の利点があげられる。
中性抄紙用サイズ剤としては、セルロース繊維の水酸基
と反応する反応性サイズ剤であり、代表的なものとして
はアルキルケテンダイマー、アルケニルコハク酸無水物
、アルキルケテンダイマー誘導体、インシアナートアジ
リジン誘導体、コノ・り酸イミド誘導体、ロジン無水物
、その他力ルボニル基を有する化合物、脂肪酸無水物等
があげられる。
通常、中性抄紙用サイズ剤は乳化安定剤としてカチオン
化澱粉、酸化澱粉、カルボキシメチルセルロース、界面
活性剤(ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート
、ポリオキシエチレンソルビトールラウレート、ポリオ
キシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル等)等を使用し、高速ミキサー
、高圧ホモジナイデー、アスピレータ−等の乳化装置を
用い、水中で強制的に乳化することによって行われてい
る。
しかしながら、中性抄紙用サイズ剤エマルジョンは経時
的に劣化して、長く放置したものではサイズ効果が著し
く低下したりして安定性に問題があった。その為、エマ
ルジョンの濃度を高めることができず、シートの水分を
低くする処理が必要であったり、輸送コストが高(なる
という経済的にも不利な点があった。
また従来の中性抄紙用サイズ剤エマルションには定着性
にも問題があり、添加したサイズ剤のうち何割かは未定
着のまま白水中に逃げてしまい、コスト的にも不利であ
る。
〔発明が解決しようとする間融点〕
本発明はこのような状況に鑑み、中性抄紙用サイズ剤の
乳化性、安定性に優れ、かつパルプへの定着性が良好な
製紙用サイズ剤組成物を提供することを目的とする。
本発明者らはかかる問題点の解決の為にポリビニルアル
コール(以下pvAと略記)の化学的な変性に関して広
範な検討を行って中性抄紙用サイズ剤の乳化安定剤とし
ての評価を実施したところ、カチオン基を含有するPV
Aが中性抄紙用サイズ剤の乳化力が高いと同時にその安
定性に優れ、サイズ剤のパルプへの定着性が極めて良好
なる性質を有することを見出して本発明を完成するに至
った。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明は、カチオン基含有量0.01〜10モル係、重
合度200〜3500のカチオン化ポリビニルアルコー
ルを乳化安定剤として中性抄紙用サイズ剤に添加してな
る製紙用サイズ剤組成物である。
本発明で使用されるカチオン化PTAとは、主鎖又は側
鎖圧力チオン基を導入したPTAであり、カチオン基を
有するPVAであればどのような構造のものでも使用で
きる。
本発明で用いられるカチオン化PVAに含有されるカチ
オン基量としては0.01〜10モルチの範囲から選択
される。0.01モル係未満ではサイズ剤をパルプへ定
着させる能力が著しく低下し、10モルチを越える場合
は、パルプの凝集が大きすぎて紙の地合が悪くなるおそ
れがあるので好ましくない。
カチオン化PTAに含有されるカチオン基としては、−
級アミノ基、二級アミノ基、三級アミン基、四級アンモ
ニウム塩のいずれの構造も含まれるが、通常の目的とし
ては三級アミン基又は四級アンモニウム塩が用いられる
カチオン化PVAのケン化度については特に制限はなく
、65〜100モルチの範囲から選ばれるが、乳化安定
性の面で70〜95モル−〇範囲から選択されることが
望ましい。重合度については200〜3500の範囲か
ら選ばれるが、本発明で用いるカチオン化PTAは乳化
安定剤以外に紙力増強剤としても効果があるので、かか
る目的を期待する場合は重合度は高い方が好適である。
PvAへのカチオン基の導入は一般に共重合変性、高分
子反応による後変性、グラフト重合等公知の方法によっ
て行うことができる、具体的な製造方法としては、次の
方法が例示される。
A1重合体を後変成する方法 イ)特公昭30−5563号公報、高分子論文集、34
 843(1977)に示されているPTAのアミノア
セタール化によるアミノ基の導入。
口)特公昭57−34842号公報にはグリシジルトリ
メチルアンモニウムクロリドをアルカリ触媒の存在下で
PVAと反応させ、第4級アンモニウム塩を含むカチオ
ン化PVAの製造法が開示されている。また同様にグリ
シジル基を開環させた6−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピルトリメチルアンモニウムクロリドとPVAとを反応
させた報告もある。
ハ)日本化学会誌、1975年(11) P、1995
ではPVAにエピクロルヒドリンを反応させ、更にポリ
エチレンポリアミンを反応させてカチオン化PTAを得
てい全。
B、共重合による方法 イ)高分子化学、8 467(1951)に報告されて
いる方法では酢酸ビニルとビニルピリジン、7メの共重
合体をケン化し℃カチオン化PTAを得ている。
口)特開昭56−14504号公報及び特開昭56−8
8413号公報においてはアミノアルキル(メタ)アク
リルアミド、ビニルイミダゾール、アミノアルキルビニ
ルニーfル等(又はその第4Rアンモニウム塩)と酢酸
ビニルとの共重合体をケン化してカチオン化PVAを得
る方法が開示されている。
ハ)本出願人も特願昭58−9360号明細書、特願昭
58−111030号明細書においてアリルオキシ型の
カチオン性モノマーと酢酸ビニルとの共重合体をケン化
して、カチオン化PVAを得る方法を提案している。
C,グラフト重合による方法 アミノアルキル(メタ)アクリレート又はその第4Rア
ンモニウム塩をPVAにグラフトしてカチオン化PvA
を得ることができる。
のうち、Bのカチオン性モノマーを共重合する方法が均
一な変性度、製造のしやすさという点でカチオン化PV
Aを得る方法として優れている。
中性抄紙用サイズ剤として好適に用いられるものとして
は例えばデセニル、トリデセニル、ヘキサデシル、オク
タデシル、エイコセ=A4等を有するアルケニルコノ−
り酸無水物(分岐アルケニルコハク酸無水物又は直鎖ア
ルケニルコノ・り酸無水物)、ウンデシル、ドデシル、
トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシ
ル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル基等を有
するアルキルコノ1り酸無水物やアルキルケテンダイマ
ー、アルキルケテンダイマー誘導体、無水ステアリン酸
、イソシアナートアジリジン誘導体、コハク酸イミド誘
導体、ロジン無水物、カルボニル誘導体、脂肪酸無水物
等が挙げられる。
本発明の製紙用サイズ剤組成物は、主成分として前記中
性抄紙用サイズ剤の有効成分に対して、乳化安定剤とし
てのカチオン化PVAを10〜150重量%(以下係と
いう)添加して乳化することによって得られる。濃度は
5〜60%、好ましくは10〜40%である。また混合
、乳化はホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホ
モジナイザ′−、タービンミキサー等の乳化装置を用い
て行うことができる。乳化の際、非イオン系界面活性剤
、カチオン化澱粉、PVA等を併用してもよい。
本発明のサイズ剤組成物は製紙用に用いられるが、ここ
で用いられる紙としては天然及び合成資源から誘導され
る繊維状セルロース物質から作られるシート状物質及び
成形品があげられ、具体的には印刷1.筆記用紙、包装
用紙等の一般用紙、特殊紙、板紙などである。
抄紙に際し、本発明の製紙用サイズ剤組成物の使用量は
使用するパルプの種類、操作条件ならびに紙の最終使用
目的に左右されるが、最終シートまたはウェブ中のパル
プの乾燥重量の通常0.05〜5%の範囲から選択され
る。必要により他の内添サイズ剤例えばロジン、石油樹
脂、パラフィンワックス等やカチオン性定着剤(カチオ
ン化澱粉、カチオン性ポリアクリルアミド等)を併用し
てもさしつかえない。
こうして得られるサイズ剤組成物は、パルプスラリー中
に添加し内添用サイズ剤とし又、ま、たソート表面にコ
ーティングして表面サイズ剤としても使用できる。
カチオン化P’VAが中性抄紙用サイズ剤の乳化安定性
、定着性に優れた効果を発現する理由については明確で
はないが、PTAはその構造が親水性の水酸基と疎水性
の酢酸基を有する為一種の界面活性剤とみなせる。従来
よりPVAは分子内に酢酸基と水酸基を有する為に、合
成樹脂(例えばポリ酢酸ビニル等)エマルジョンの乳化
分散安定剤として極めて優れた性能を有していることは
よく知られており、ただ単に中性抄紙用サイズ剤を乳化
するだけであれば通常の部分ケン化PTAでその目的は
達せられる。水中ではPVAはミセルを形成せず、中性
抄紙用サイズ剤の微粒子表面に吸着して極めて優れた粒
子の安定化能を有している。しかしそれだけではパルプ
への定着能はほとんどなく、PVA構造中にカチオン基
を導入することにより中性抄紙用サイズ剤の粒子表面を
正に帯電させ、負に帯電するセルロースパルプ表面への
吸層能がはじめて発現することで、中性抄紙用サイズ剤
の反応性基との相剰効果によりサイズ効果が飛躍的に向
上するものと考えられる。かかる効果はPTAがカチオ
ン基を有することによってはじめて発現するものであり
、このような用途にカチオン化PVAが優れた性能を示
すということは従来筺ったく知られていなかった。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により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。
尚、例中特にことわらない限り部は重量部、俤は重量部
をあられす。
実施例1 N−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ト
リメチルアンモニウムクロリドと酢酸ビ ・ニルの共重
合体を水酸化ナトリウムを用いてケン化した。得られた
カチオン化PVAは該カチオン性基を2.1モル%含有
していた(分析はプロトン核磁気共鳴スペクトルによる
)。
オクタデセニルコハク酸無水物200yと上記カチオン
化PVAの5%水溶液1700.9を混合して実験用高
速ホモミキサー(特殊機化工業製HV−M型)で乳化し
て、水性エマルジョンを得た。
下記の条件により抄紙して、ステキヒトサイズ度試験を
行った。
抄紙条件 パルプ;工、−BKP/N−BKP=80/20 (部
)、C,S、F−42Qpt1坪 料; 65 g/m
2 填 料;重質炭酸カルシウム(日東粉化ニドレックス 
70)サイズ剤;0.2%対パルプ 抄紙機; TAPP工角型シートマシン乾燥;105°
01分 ステキしドサイズ度;J工5F−8122に準する。
実施例2 3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムク
ロリドと酢酸ビニルの共重合体を水酸化ナトリウムを用
いてケン化した。得られたカチオン化PVAは該カチオ
ン性基を5.2モル%含有していた。
実施例6 電気化学工業(株)製PVAH−17と6−クロロ−2
−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド
を水溶液中でアルカリ触媒を用いて反応させた。反応後
カチオン化PTAをアセトンで析出させ、ソックスレー
抽出により未反応モノマーを除去した。得られたカチオ
ン化PVAは該カチオン性基を0.9モル%含有してい
た。
実施例4 N−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ジ
メチルアミン塩酸塩と酢酸ビニルの共重合体を水酸化ナ
トリウムを用いてケン化した。得られたカチオン化PV
Aは該カチオン性基を1.7モル%含有していた。
実施例5 電気化学工業(株) 製PVA B−17Rに水浴液中
で過硫酸カリウムを用いてブレンマーQ、A(日本油脂
製カチオン性モノマー〕をグラフト重合させた。
得られたカチオン化PVAは該カチオン性基を5.2モ
ル%含有していた。
実施例6 電気化学工業(株)製PVAH−24とN、N−ジメチ
ルアミノアセトアルデヒド−ジエチルアセタールを水溶
液中酸触媒を用いて反応させた。反応後、カチオン化P
VAをアセトンで析出させ、ソックスレへ抽出により未
反応モノマーを除去した。得られたカチオン化PVAは
該カチオン性基を9,3モル%含有していた。
実施例1〜乙の合成結果を表1に示す。また水性エマル
ジョンの乳化方法、抄紙条件については実施例2〜6と
も実施例1と同様の方法で行った。
結果を表2に示す。
比較例1〜6 カチオン化PVA K代えて、PVA (比較例1)、
酸化澱粉(比較例2)、カチオン化澱粉(比較例3)を
用いた以外は実施例1と同じ乳化方法、抄紙条件で試験
を行った。
比較例1 電気化学工業製PVAB−17比較例2 日
本食品化工製酸化澱粉MS#3400比較例3 日本食
品化工製カチオン化澱粉ネオタック#53表 2 +1 乳化性;各乳化液を2日間静置後表面油状物(目
視)を観察した。
蒼2 ステキヒトサイズ度はサイズ剤を乳化後、直後、
4時間後、24時間佼、48時間後それぞれ放置したも
のをパルプスラリーに龜加して抄租し、側力lした。
〔発明の効果〕
本発明の製紙用サイズ剤組成物は乳化安定性に優れてい
るばかりでなく、それに基づく経済的劣化防止、セルロ
ース、パルプに対する定着性か極めて優れている点で従
来のサイズ剤に比してその工業的価値は大きい。
特許出願人 電気化学工業株式会社 手続補正書 昭和59年6凋21日 1、事件の表示 昭和59年特許願第103190号 2、発明の名称 製紙用サイズ剤組成物 6、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号明細書の発
明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 1)第15頁第1行の「表2」を[表2〜6」と訂正す
る。
2)!17頁を別紙のとおり訂正する。
比較徊1 電気化学工業製PVAB−17比較例2 日
本食品化工製酸化澱粉Ms 3400比較例6 日本食
品化工部カチオン化澱粉ネオタック≠53表 2 (分離=測定不可)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) カチオン基金有量0.01〜10モル饅、重合
    度200〜3500のカチオン化ポリビニルアルコール
    を乳化安定剤として中性抄紙用サイズ剤に添加してなる
    製紙用サイズ剤組成物。
  2. (2) 中性抄紙用サイズ剤がアルケニルコハク酸無水
    物、アルキルケテンダイマー、アルキルケテンダイマー
    誘導体、無水ステアリン酸から選ばれた一種である特許
    請求の範囲第(1)項記載の製紙用サイズ剤。
  3. (3) 中性抄紙用サイズ剤にカチオン化pvAi o
    〜150重量%を添加した特許請求の範囲第(1項記載
    の製紙用サイズ剤。
JP10319084A 1984-05-22 1984-05-22 製紙用サイズ剤組成物 Pending JPS60246896A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06200497A (ja) * 1992-07-15 1994-07-19 Air Prod And Chem Inc セルローズ反応性のサイズ剤とアミン官能性ポリ(ビニルアルコール)による紙の湿潤強度の改良
JPH06316893A (ja) * 1993-03-22 1994-11-15 Air Prod And Chem Inc 再生紙の特性改良用アミン官能性ポリ(ビニルアルコール)
US5484509A (en) * 1993-02-12 1996-01-16 Air Products And Chemicals, Inc. Surface sizing composition and method
JP2018104851A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 株式会社ブリヂストン スチールコードの製造方法

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