JPS6320959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、紙及び板紙のような不織セルロース
繊維材の表面処理に関する。 セルロース材からの紙又は板紙の製造に於い
て、紙又は板紙の液体、特に水性液による濡れ又
は滲み込みに対する抵抗性を増大せしめるべく製
紙機の湿潤部か乾燥部かの何れかでサイズ剤を施
し、これによりセルロース材に撥水性度を与える
ことが常である。製造機の乾燥部でのサイズ剤の
塗布は、通常、紙シート又はボードの表面サイジ
ング（或いは外面サイジング）と称される。各種
の疎水物質が外面サイズ剤として使用され、ロジ
ン或いはロジン誘導体、パラフインワツクス、合
成樹脂及び化学的反応サイズ剤、例えばアルキル
ケテンダイマー等を含む。外面サイズ剤は、製紙
機の乾燥部のサイズプレス部でのロール塗布によ
り通常施される。 英国特許明細書第1039540号に於いて、乾燥紙
シート又はボードに、塗膜組成液中に存する液状
媒体のその面に対する濡れ作用を減少させるべく
泡の形で塗膜組成液を施し次で該泡を機械的に破
壊して該紙シート又はボード上に連続表面塗膜を
形成することが提案された。この塗膜組成物は、
従来の何れか１つ或いは２以上の塗膜組成物、例
えば、陶土、澱粉、ワツクス、樹脂、ロジン、二
酸化チタン顔料、或いはカルボキシメチルセルロ
ースを含むことが出来る。泡を生成せしめるため
に、該泡組成物は、表面活性剤、カゼイン、或い
は例えばラウリル硫酸ナトリウムのような合成発
泡剤を含んでもよい。しかし乍ら、現在、ラウリ
ル硫酸ナトリウムのような合成発泡剤の比較的低
い添加レベルでさえ、紙シート又はボードのサイ
ズ度に有害作用を与えることが知られて居り、而
して前記明細書に提案された該塗膜付与法は、一
般の容認を得られなかつたことはおそらく主にこ
の理由によると思われる。紙工業に於いて、特
に、紙原料及び処理原料の再循環使用が起る場合
の製紙システムに於いて、該システムに内在する
いかなる表面活性剤も製紙機の湿潤部内に入り込
み、その結果内部サイジングと表面サイジングの
何れにも影響して泡の生成をもたらす傾向があ
る。 該システムの湿潤部内に泡が存在することは、
特に紙原料又は処理原料の再循環使用が起る場合
には、泡が仕上げ紙の外観及び品質に影響を及ぼ
すので、一般に避けられるべきであることは周知
である。泡生成は、脱泡剤の添加により減少し得
られるが、これは問題を解決せず又製造コストを
増大する。それ故に、表面活性剤の濃度は再環流
水の１部を新鮮な水で排出し置換せしめることに
より低下せしめねばならない。 しかしこれは、公害問題をもたらす。 吾々は、水性担体中に存するときの起泡性ロジ
ン基材サイズ剤は、泡が施される紙シート又は紙
ボードのサイズ度に悪影響を与える泡を生起する
表面活性剤を使用する必要なしに、ガス又は蒸気
で泡化せしめ得られること並びにサイズ剤を所望
ならば、製紙化学添加剤を併用し、泡の形で塗布
することにより、先に記載したこれに付随の不利
益なしに、泡塗布の利益を得ることが可能である
ことを見出した。 かくして本発明によれば、ロジンサイズ剤の固
定剤を含むセルロースパイプ材から紙又は板紙抄
紙機で紙シート又は板紙を製造する間に該紙シー
ト又は板紙に外面サイジングを施す方法であつ
て、該抄紙機上の紙シート又は板紙の表面域にガ
ス又は蒸気で生成された泡状の水性サイズ組成物
を施し、その後サイジングされた紙シート又は板
紙の該領域に亘り、該サイズ組成物の実質的に均
一な分布を与えるべく、施された泡のすくなくと
も大部分を機械的に破壊するようにしたものにお
いて、該泡サイズ組成物は、表面活性剤の存在無
しに本質的に起泡性ロジン又は起泡性ロジン誘導
体のサイズ剤並びに水から成る泡化性液をガス或
いは蒸気で発泡することによつて生成されること
を特徴とする紙シート又は板紙の外面サイジング
法であるから、ロジン基材サイズ剤自身が水性サ
イズ組成物の発泡剤として作用するので、該サイ
ズ剤と別個の表面活性剤等の発泡剤の使用を必要
とせず、また製紙システム内に存する各種製造条
件による処理済み紙又は板紙内の該サイズ剤の通
常の定着沈澱或いは残溜は、製造工程内或いは連
結された流出システム内の従来の発泡剤の不利益
な集積、泡生成を全く生ぜしめない等の効果を有
する。 本発明に用いる起泡性ロジン又はその誘導体
は、アルカリ金属水酸化物又は塩、例えば水酸化
ナトリウム又は炭酸ナトリウムでロジンを部分又
は完全中和することにより形成された石鹸（即
ち、塩又はロジン酸塩）の形式であり得る。 中和は又、揮発性無機又は有機基材、例えばア
ンモニア或いはトリエタノールアミンで行なつて
もよい。所望ならば、中和前のロジンは、異性
化、不均等化、水素添加或いは重合化により又
は、例えばホルムアルデヒドとの反応により変性
し得られる。変性プロセスは所望の順序でなし得
られる。更に或いはこれに代え、ロジンは付加物
を生成するべくデイールズ−アルダー型反応剤、
例えば無水マレイン酸又はフマール酸と反応させ
てもよい。そのような付加物の石鹸は、単独で又
は通常のロジン石鹸と共に使用され得る強化ロジ
ンサイズと称する。之に代え、該ロジンは、ロジ
ンの或いは変性ロジンのエステルの形式であり得
る。起泡性ロジン基材サイズ剤は、泡化する前、
一般に水性媒体の溶液の形である。サイズ剤の起
泡性ロジン基材組成物の１部は、下記の天然又は
合成ワツクス乃至は合成サイズ剤等の他のサイズ
剤と置換されてもよい。 (1) ワツクスを基材としたサイズ剤 ワツクスは、天然ワツクス、例えばパラフイ
ンワツクス或いは合成ワツクス例えばハロゲン
化ワツクスであり得る。水性ロジン基材サイズ
剤と組合せた時はエマルジヨンの形になる。 (2) 化学反応合成サイズ剤 これはケテンダイマー、無水ジステアリン酸
等の無水脂肪酸、無水コハク酸等の環式無水カ
ルボン酸、スチレン誘導体、ポリウレタン、ハ
ロゲン化炭化水素、及びＮ、Ｎ−アルキル置換
アスパラギン酸イミドを含む。これらのサイズ
剤は、発泡性ロジン基材サイズ剤と組合せた時
は、エマルジヨンの形になる。 該泡化したサイズ剤は、また、紙シート又は板
紙用の製紙化学添加剤用の担持体として作用す
る。而して本発明によれば、紙シート又は板紙の
サイズ度に悪影響を及ぼすことなしに又合成発泡
剤の不利益な集積、泡生成なしに、外面サイズ剤
と化学添加剤、例えば澱粉とを同時に１つの工程
で施すことが可能である。本発明は又試薬と条件
の適当な選択により、紙又は板紙のサイズ度を向
上することを可能にする。 本発明による紙シート又は板紙の製造に使用さ
れ得る製紙化学添加剤は発泡性ロジン基材サイズ
剤の発泡を実質的に阻止しない。また、それ自体
の発泡剤として作用する。この方法に使用され得
る添加物の例は、乾燥強化樹脂、湿潤強化樹脂、
多糖類及びその誘導体、ハロゲン化炭化水素及び
各種染料を含む。泡化されたサイズ剤はまた添加
剤として、泡を生成する時に使用されるものとは
異なる泡化サイズ原料或いは泡化しないサイズ原
料を使用でき、これにより複数の異なるサイズ剤
が同時に泡状で使用される。 尚、固定剤としては、ロジンサイズにおいて常
用の硫酸バンド等が用いられる。 紙シート又はボードに塗布した後の該泡の機械
的破壊は、適当な手段によりなし得られる。例え
ば該泡体が、未だ漉網或いは多孔構成体上に存す
る間に該シート上に施される場合は、該泡体の機
械的破壊は、該漉網或いは多孔構成体に隣接して
設置された吸引函の作用により行なうことが出来
る。該泡体が紙匹上に施される場合は、該機械的
破壊は、該ウエブの幅を横切つて延びるナイフエ
ツジ或いは刃により或いはロール、ロツド又は、
エアナイフにより行なうことが出来る。 本発明のより良い理解のために、下記の之に限
定されない実施例を記載する。 実施例 １ 木材とガムロジンを苛性カリで鹸化することに
よりつくられたサイジング剤水溶液は、重量で３
％の濃度で、実験起泡容器内で試験された。 本発明の使用に充分安定である泡が容易に生成
した。 該泡を生成するに使用された実験起泡容器は、
３つの頚部を有する１リツトルフラスコから成
り、該フラスコは、１つの頚部に空気供給（約
15psig）を有し、該空気供給は弁で制御され且つ
該フラスコの底面に殆ど達する長さのガラス管を
通るようにした。泡収集用のそれより短いガラス
管は別の頚部を貫通導出して長手のゴム管に接続
された。 該フラスコは、起泡されるべき500mlのサイズ
剤水溶液を充填され又泡捕集管は、該液面レベル
直上にあるように調和された。空気供給が行なわ
れた而して生成した全ての泡は導出管を通過せし
められ次の捕集兼検査用の大きいボツクス内へ導
入された。生成した泡は、30秒間安定であつたな
らば、それは、この段階で満足であると認められ
た。任意の標準物、即ち、ひげそり用泡が泡質の
指示として採用された。 この鹸化サイズ剤は、更に起泡装置（仏国の
Cellier of Aix−les−Bains社製）で、下記条件
下で試験された。

【表】 本発明の実施に満足する泡体が製造させた。 実施例 ２ 予めホルムアルデヒドで処理し、次で強化剤フ
マール酸で反応させたガムロジンとトール油ロジ
ンの混合物を、苛性ソーダで鹸化することにより
調製したサイジング剤水溶液が実験起泡容器内で
試験された。満足すべき泡が、重量４％の濃度で
生成された。 実施例 ３ 予め無水マレイン酸を使用して強化されたガム
ロジンを、メタけい酸ナトリウムで鹸化し且つ安
定化することにより調整されたサイズ剤水溶液
は、重量で５％の濃度で該実験起泡容器内で試験
された。満足する泡が生成した。このサイズ剤は
更に、実施例１に述べた起泡装置内で下記条件下
で試験された。

【表】 この泡は安定であり、本発明の目的に満足であ
つた。 実施例 ４ エマルジヨン型サイズ剤が、実施例２に記載の
変性ロジンを、該変性ロジンの部分を鹸化するに
充分なアンモニアと反応させ、次で生成の混合物
を、可溶性カゼインを安定化剤として使用する安
定な水溶性エマルジヨン中にホモゲナイズするこ
とにより調整された。これに、保存剤としてビオ
サイドN521の0.1重量％を添加されたこのエマル
ジヨンは、濃度範囲12〜40重量％で、該実験起泡
容器内で試験されたとき満足した泡を得た。 実施例 ５ エマルジヨン型サイズ剤は、実施例２の記載の
変性ロジンを、該変性ロジンの１部だけを鹸化す
るに充分なトリエタノールアミンと反応せしめる
こと、更に該生成混合物を、安定化剤として可溶
性カゼインを使用する安定な水性エマルジヨン中
にホモゲナイズすることにより調製された。これ
に約0.1重量％のビオサイドN521が保存剤として
添加されたこのエマルジヨンは、重量で濃度範囲
12〜40％に亘り実験起泡容器中で試験されたとき
満足な泡を与えた。 実施例 ６ エマルジヨン型サイズ剤は、水素添加ロジンを
カゼイン溶液中に乳化せしめることにより調製さ
れた。これにペンタクロロフエン酸ナトリウム
が、保存剤として1.7重量％乾燥基体の量を添加
された生成エマルジヨンは、重量で濃度範囲10〜
40％の範囲で実施例１に述べた起泡装置内で試験
されたとき、満足する泡を生成した。 実施例 ７ 澱粉と水を15分間、93.3℃（200〓）で加熱す
ることによつて、固形分を５％含有するヒドロキ
シエチル澱粉（ペンフオードガム290）が調整さ
れた。 該澱粉溶液は、泡を安定化させるために、強化
されていないロジンサイズ剤を用いて48.9℃
（120〓）に加熱し、空気と混合し、ステンレスス
チールのひきくずを充填された長さ71.12cm（28
インチ）の1.27cm（1/2インチ）管を介して噴出
することによつて泡に変換された。該泡は試験用
製紙機のサイズプレス部において紙の表面に施さ
れた。500mlのカナダ標準ろ水度に叩解された
50：50の混合比の漂白広葉樹パルプ／漂白針葉樹
パルプの混合物から製造された紙は、0.25％高フ
リーロジンエマルジヨンサイズ剤（ノイポール
（Neuphor）R100）並びに1.25％硫酸アルミニウ
ムを該製紙機の湿潤部に加えることによつて最初
に内部サイズされた。 このようにして生成された泡は、サイズプレス
部の紙の上面（フエルト面）に施された。比較の
ために、ロジンサイズ剤の代りに従来の発泡剤、
即ち硫化エトキシノニルフエノールのアンモニウ
ム塩（アリパール（Alipal Ｒ）CO436）を使用
して、前記と同様にして、第２番目の泡は調整さ
れ、そして施された。 両発泡剤は、澱粉溶液ベースで0.4重量％の程
度で使用され、これら泡は約0.5重量％の澱粉が
紙に施されるような割合で噴出された。下記の試
験結果が紙の処理の前後において得られた。

【表】 これらの結果は、(1)ロジン石鹸泡安定剤は紙の
サイジングに実質的に寄与し、(2)市販の表面活性
剤泡安定剤は内部サイズに対して非常に有害であ
り、(3)澱粉単独では使用可能な泡を生成すること
ができなかつたことを示す。マレンバースト試験
のデータは、また市販の表面活性剤は紙の強度を
弱めることを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロジンサイズ剤の固定剤を含むセルロースパ
   ルプ材から紙又は板紙抄紙機で紙シート又は板紙
   を製造する間に該紙シート又は板紙に外面サイジ
   ングを施す方法であつて、該抄紙機上の紙シート
   又は板紙の表面域にガス又は蒸気で生成された泡
   状の水性サイズ組成物を施し、その後サイジング
   された紙シート又は板紙の該領域に亘り、該サイ
   ズ組成物の実質的に均一な分布を与えるべく、施
   された泡の少くとも大部分を機械的に破壊するよ
   うにしたものにおいて、該泡サイズ組成物は、表
   面活性剤の存在無しに本質的に起泡性ロジン又は
   起泡性ロジン誘導体のサイズ剤並びに水から成る
   泡化性液をガス或いは蒸気で発泡することによつ
   て生成されることを特徴とする紙シート又は板紙
   の外面サイジング法。 ２ 該サイズ剤は起泡性ロジン付加物であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の外面サ
   イジング法。 ３ 該起泡性ロジン又は起泡性ロジン誘導体のサ
   イズ剤は他の非泡化性サイズ剤と共に使用される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の外面サイジング法。 ４ 該泡サイズ組成物は該サイズ剤以外の非泡化
   性製紙化学添加剤を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第３項の何れか１項記載の外
   面サイジング法。